تحقیق مقاله ترانسفورمارتور جریان

 ترانسفورمارتور جریان

خلاصه

ترانسفورماتور جریان دستگاهی است که جریان های اولیه با مقیاس بزرگ را به یک جریان کمتر و آسانتر برای اندازه گیری از سیم پیچ ثانویه مورد استفاده قرار می گیرد. مشابه یک ترانسفورماتور ولتاژ متداول نیست. سیم پیچی، با رابطه میان جریان خروجی و ورودی تعیین می شود. ترانسفورماتور جریان در شکل و اندازه های متفاوت مورد استفاده قرار می گیرد مثل یک رابط میان دستگاه اندازه گیری و جریان بالا مورد استفاده قرار می گیرد.

جریان ترانسفورماتور (CTS) یک وسیله مهم است که به اندازه گری جریان CT  کمک می کند آنها یک مقیاس متوسط از یک جریان اولیه بزرگ را به روی یک مقدار کوچک  نامیل می کنند، جریان خروجی (ثانویه) قابل کنترل برای اندازه گیری دستگاه آزمایشی کنند می باشد.

یک CT از نیروی اطراف میدان مغناطیسی هادی ها بشکل یک جریان القایی روی سیم پیچ ثانویه بکار گرفته می شود. این روش غیرمستقیم و ارتباط آن برای نصب راحتتر در تأسیسات می باشد و اجازه می دهد یک سطح بالایی از ایزولاسیون میان مدار اولیه و مدار اندازه گیر ثانویه فراهم شود.

CTS قابل دسترسی در اندازه های مختلف است، طرح رنج ورودی و خروجی انواع سیگنال ها است.  این یادداشت قصد دارد آدرس تعدادی از انواع CTهای معمول و چگونگی انتخاب صحیح CT برای یک تأسیسات ویژه را بدهد.

- پایه: (اساس)

یک CT برای انجام اندازه گیری شکل موج AC مفید می باشد. آن فقط مشابه یک تنظیم کننده ولتاژ ترانسفورماتور عمل می کند، اما معمولاً فقط یک سیم پیچ اولیه دارد. سیم حامل جریان اندازه گیری برخلاف یک تنظیم کننده ترانسفورماتور ولتاژ است.

یک اتصال غیرفیزیکی وجود دارد که اندازه خط را نشان می دهد. CT مورد استفاده مجموع میدان مغناطیسی را به وسیله جریان AC در میان سیم پیچ اولیه برای القای یک جریان ثانویه جاری

می کند.

نسبت به تعدادی از سیم پیچ های ثانویه به تعداد دورهای اولیه جریان متناوب بر روی خروجی تعیین می شود. خروجی یک CT مانند یک منبع جریان عمل می کند.

- انواع و مواد هسته CTها:

هسته بر روی سیم پیچ ثانویه می باشد که سیم پیچ یک نقش مهمی در عملکرد CT باشد. نوع هسته ها شامل استیل سیلیکون، آلیاژ نیکل، آهن است. نوع هسته همیشه در دقت آن را تعیین می کند. دقت به وسیله مقدار نسبت انتقال خروجی و ورودی شناخته می شود مثل اتصال خطی و فازی است. در حالی که انتقال فاز مفهوم کمی برای اندازه گیری جریان ما باشد. در اندازه گیری قدرت، یک انتقال فاز غیرمعمول منجر به خطای بزرگ در اندازه گیری توان و ضریب قدرت واقعی می شود.هسته CT طراحی و تعریف می شود و چگونگی نصب آن مربوط است. هسته یکپارچه CTS یک حلقه بسته را نشان می دهد، که هادی اولیه بایستی در میان آن عبور کند هسته شکاف دار CTS می تواند به طور موقت باز شود ونصب آن راحتر شود. هنگامی که یک هسته CT جدا (شکاف دار) مورد استفاده قرار می گیرد. هادی اولینیاز به جدا شدن برای نصب CT نداد، و در بیشتر موارد هادی ها می تواند جریان CT را در شروع نصب باز می کند. CTS هسته جدا یک مزیت بزرگ در نصب دارد که می تواند به طور عملی یا اقتصادی بسته شود. با این وجود به دلیل اینکه از کارخانه مجموعه        می شود، CTS هسته جدا یک قیمت بالایی را دارد. به علاوه از یک gap (فاصله هایی) اصلی قرار گرفته (مربوطه) به مکانیزم جدا CTS ساخته می شود. CTS هسته جدای گسترش داده شده دقت پایتی دارد و عملکرد انتقال فاز بدتری نسبت به نوع مشابه CT با هسته یکپارچه دارد.

- خروجی انواع (CT) ها:

CTS با خروجی 5A

به طور معمول، CTS طراحی شده با یک مقیاس حداکثر خروجی 5A برای یک جریان اولیه مقیاس بالا که به ما می دهد، وجود دارند. برای نمونه مقیاس حداکثر جریان ورودی از 50 تا 2000 آمپری باشد. این یک 50:5 یا 2000:5 را نشان می دهد. در یک CT 2000:5 ، 5A شاری که در سیم پیچ ثانویه هنگامی که 2000A شار در میدان سیم پیچ اولیه باشد.

به وسیله تغییر تعداد دورهای ثانویه، کارخانجات CT های با مقیاس حداکثر ورودی را تعریف می کنند.

5A یک جریان قابل توجه در میان آن می باشد، و آن برای استفاده با دستگاههای اندازه گیری الکترومغناطیسی برای قدرت و حرکت عقربه مغناطیسی رله حفاظت قدرت طراحی شده است. مزیتی که این نوع از CTها دارند تجهیز اندازه گیر آن است که حداکثر برای یک ورودی 5A طراحی شده است. بکاربردن CT می تواند از این جهت انتخاب در تعیین مقیاس حداکثر رنج اندازه گیری از تجهیزات باشد. فاصله اندازه گیر مربوط به رنج 0-5A می باشد و زمانی که CT برای اندازه گیری ماکزیمم جریان اولیه مناسب انتخاب شود. تعداد وسایل اندازه گیری و دستگاههای مانیتورینگ در CT با ورودی 5A پشتیبانی می شوند.

استاندارد عملی در صنعت اندازه گیری می باشد خصوصاً برای ساختمانهای بزرگ یا تأسیسات ایستگاههای اندازه گیری است.

با این وجود به موجب میزان جریان بزرگ (5A) مورد نیاز می باشد. این نیاز به یک CTS بزرگ   هسته سنگین و ضخامت زیاد سیم دارد. این به معنی یک محصول سنگین، بزرگ و با هزینه بالا است. علاوه براین CTS ها می تواند فوق العاده خطرناک باشد زیرا که ولتاژ بزرگی هنگامی که ثانویه CT اتصال کوتاه نباشد در آن القا می شود.

زمانی که یک منبع جریان عمل می کند قانون اهم را بایستی دنبال کنیم و V=RI، اگر این مقاومت افزایش یابد (یک مقدار خیلی زیاد هنگامی که مدار باز است) ولتاژ القایی خیلی زیاد می شود. تعدادی از CTها به قدر کافی قدرت را به سبب جرقه بزرگ در سیم پیچ ثانویه باعث می شود. اتصال مخصوص مانع نیاز به اینکه CTS اتصال کوتاه شود، حتی اگر از اندازه گیر قطع شود. ولتاژ القایی خیلی بزرگ باشد موجب آسیب یا حتی خرابی اندازه گیر شود اگر اقدام مناسبی برای جلوگیری از مدار باز شدن خروجی نگردد.

هزینه و بار اضافه از بستن سیم و نت آنها بایستی مهم باشد که هنگامی که از این CTها استفاده می کنیم.

CTهای 5A قابل دسترسی در هسته های مختلف یکپارچه و از هم جدا می باشد، با این وجود به طور اسمی هسته از هم جدا 5A ، CTS های کاملاً‌ بزرگ هستند و فوق العاده گران می باشد. معمولاً برای CT های هسته جدا مقدار 5A می باشد. جهت دسترسی به قیمت دستگاه اندازه گیری می باشد. در بعضی از تأسیسات با این وجود، نظیر یک باس بار بزرگ، استفاده از این CTها اجتناب ناپذیر است.

- CTS های با خروجی MA:

با ظهور وسایل اندازه گیری دیجیتال، نیاز به یک خروجی بزرگ غیرضروری می شود. برای کاهش اندازه و هزینه CTS و کارخانجات (جریان خروجی) کوچک را به دلیل هزینه ساخت کمتر مورد استفاده قرار می دهند. کارکرد آن تحت همان قانون 5A می باشد، تعداد سیم پیچ های ثانویه با تأثیر کمتری جریان خروجی ثانویه را افزایش می دهند، زیرا که جریان خروجی پایین می  باشد، سیم پیچ ها و هسته ممکن است کمتر باشد و در نتیجه ارزانتر باشد. و البته تعداد واقعی دورها است که جریان خروجی به طور مناسب تغییر اندازه داده شود برای مثال یک CT میزانی برای ورودی 100A به بالا با 2500 دور در مقدار جریان خروجی 0.04A می باشد. در این مورد، تجهیزات اندازه گیری بایستی طراحی و کالیبره شود مثل یک اندازه گیر AomA که مانند مقیاس حداکثری 100A تعیین می شود. مزیت این CTS ها هزینه کم و اندازه کوچمتر است، بخوبی (ونیز) به علاوه شرایط ایمن بهتر هنگامی که CT اتصال کوتاه نمی باشد.

تعداد زیادی از مدلهای ساخته شده در ولتاژ دستگاه از ولتاژ خروجی به یک سطح پایین (به طور معمول حدود 20 ولت) هنگامی که باز باشد جلوگیری می کند. چنانکه با انواع بیشتر CTSها و انواع خروجی MA در هسته های متفاوت یکپارچه و جدا از هم قابل دسترسی می باشد.

CTهای با هسته یکپارچه می تواند فوق العاده دقت بالایی را به موجب کیفیت بالای هسته و سیم پیچی که قابل دسترسی است، داشته باشد. دقت شامل انتقال خازنی و خطی می تواند باشد در واقع دسته بندی مزیت ها خروجی CTS 5A می باشد. گوناگونی هسته های از هم جدا با این وجود دقت پایین را در خود دارد، با این وجود اندازه کمترشان و سیم بندی فوق العاده آسان و ایده آل برای بسیاری از تأسیسات می باشد. CTS یک MA خروجی هسته جدا می تواند هزینه ای CTSهای 5A با خروجی هسته جدا داشته باشد. اشکال مهم این CTها تجهیزات اندازه گیری CT جریان در 1 موج (گراین) های مختلف است و مقیاس حداکثر با کالیبره در درون دستگاه اندازه گیری تعریف می شود.