ترانسفورماتور جریان نوعی ترانس است که برای اندازه گیری جریان AC و برای تبدیل جریان از مقدار بالاتر به جریان متناسب به مقدار کمتر استفاده می شود. این جریان ولتاژ بالا را به جریان ولتاژ پایین تبدیل می کند که در نتیجه جریان سنگینی که از خطوط انتقال عبور می کند توسط آمپرمتر کنترل می شود. یک جریان متناوب (AC) در بخش ثانویه خود تولید می کند که متناسب با جریان AC در ورودی اصلی آن است. ترانسفورماتور جریان به همراه ترانسفورماتورهای ولتاژ یا پتانسیل از ترانسفورماتورهای کاربردی در صنعت نیز هستند. در اصطلاح به این ترانس CT هم گفته میشود.
ترانسفورماتورهای ct برای ارائه یک نمونه کوچک از جریان در خط HV و جداسازی ابزارهای اندازه گیری، رله ها و غیره از ولتاژ بالا طراحی شده اند.
جریان های متناوب بزرگی که نمی توان از آمپرمتر معمولی برای اندازه گیری آنها استفاده کرد یا عبور داد و سیم پیچ های جریان وات متر، انرژی سنج ها را می توان به راحتی با استفاده از ترانسفورماتور جریان همراه با ابزارهای معمولی برد کم اندازه گیری کرد.
یک ترانسفورماتور جریان (CT) اساساً دارای یک سیم پیچ اولیه از یک یا چند دور با سطح مقطع سنگین است. در برخی، میله ای که جریان بالایی دارد ممکن است به عنوان ورودی اولیه عمل کند که به صورت سری با خطی که جریان بالایی دارد وصل می شود.
بخش ثانویه ترانسفورماتور از تعداد زیادی سیم پیچ ریز با سطح مقطع کوچک تشکیل شده است. که به سیم پیچ آمپرمتر برد نرمال متصل است.
این ترانسفورماتورها اساساً ترانسفورماتورهای افزایش دهنده هستند، یعنی افزایش ولتاژ از اولیه به ثانویه. بنابراین جریان از اولیه به ثانویه کاهش می یابد. بنابراین از نقطه نظر فعلی، این ترانسفورماتورها کاهنده هستند و مقدار جریان را به طور قابل توجهی از اولیه به ثانویه پایین می آورند. جهت مشاهده ترانسفورماتور CT (سی تی) و PT (پی تی) نیرو ترانس کلیک کنید.
انواع ترانسفورماتور جریان
بر اساس کاربردهایشان ، این نوع ترانسفورماتورها را می توان به طور کلی به دو نوع طبقه بندی کرد:
- ترانسفورماتور داخلی
- ترانسفورماتور فضای باز
ترانسفورماتورهای داخلی
ترانسفورماتورهای جریان طراحی شده برای نصب در داخل کابین های فلزی به عنوان ترانسفورماتور جریان داخلی شناخته می شوند.
بسته به روش عایق بندی، می توان آنها را به صورت زیر طبقه بندی کرد:
- نوار عایق
- رزین ریخته گری (اپوکسی، پلی اورتان یا پلی کرت) که ترانسی که با این عایق بندی ساخته میشود به ترانسفورماتور خشک معروف است
از نظر جنبه های ساختمانی یا ساختاری، ترانسفورماتورهای جریان داخلی را می توان بیشتر به انواع زیر طبقه بندی کرد:
Bar Type: ترانس هایی که دارای میله ای با اندازه و مواد مناسب هستند که به عنوان سیم پیچ اولیه استفاده می شود، به عنوان CT نوع نوار شناخته می شوند. میله ممکن است دارای مقطع مستطیلی یا دایره ای باشد.
Slot/ Window/ Ring Type: سی‌تی‌هایی که دارای دهانه‌ای در مرکز برای قرار دادن هادی اولیه از طریق آن هستند، به عنوان CT نوع حلقه (یا نوع شیار/پنجره) شناخته می‌شوند.
Wound Type: سی تی سی تی با سیم پیچ اولیه بیش از یک دور کامل روی هسته، به عنوان CT نوع Wound شناخته می شود. ترمینال های اولیه اتصال ممکن است شبیه ترمینال های CT نوع میله باشند یا برای این منظور می توان لنت های مستطیلی را تهیه کرد.
ترانسفورماتور جریان در فضای باز
این ترانسفورماتورها برای کاربرد در فضای باز طراحی شده اند. برای عایق کاری و سرمایش از روغن ترانسفورماتور یا هر مایع مناسب دیگری استفاده می کنند. CT غوطه ور در مایع که مهر و موم شده است و با جو ارتباط برقرار نمی کند به عنوان ترانسفورماتور هرمتیک شناخته می شود.
ترانسهای های اشباع از روغن در فضای باز بیشتر به عنوان طبقه بندی می شوند
- نوع مخزن زنده
- نوع مخزن مرده
بیشتر ترانسفورماتورهای خارجی از نوع ترانسفورماتور جریان فشار قوی هستند. بر اساس کاربرد آنها به موارد زیر طبقه بندی می شوند:
- ترانسفورماتور اندازه گیری
- ترانسفورماتور حفاظتی
- ترانسفورماتور مخزن زنده
در این طراحی از ترانسفورماتورهای کاربردی، مخزن محفظه هسته ها در ولتاژ سیستم نگه داشته می شود. نوع مخزن زنده در شکل نشان داده شده است.
ترانسفورماتور جریان مخزن مرده
در طراحی Dead Tank ، مخزن محفظه هسته ها در پتانسیل زمین نگه داشته می شود. که شبیه به طراحی مخزن زنده نصب میشود، اما در اینجا مرکز ثقل پایین است. از این رو این نوع ترانس در حین انتقال آسیب نمی بیند.
ترانس دارای بیش از یک هسته و بیش از یک سیم پیچ ثانویه به عنوان CT چند هسته ای شناخته می شود (به عنوان مثال، CT دارای هسته های اندازه گیری و حفاظتی).
ساختار ترانسفورماتورهای جریان
هسته ترانسفورماتور جریان با لمینیت فولاد سیلیکونی ساخته شده است. برای دستیابی به دقت بالایی از Permalloy یا Mumetal برای ساخت هسته ها استفاده می شود. سیم پیچ اولیه ترانسفورماتور، جریانی را که قرار است اندازه گیری شود حمل می کند و به مدار اصلی متصل می شود. سیم‌پیچ‌های ثانویه ترانسفورماتور جریانی متناسب با جریان اندازه‌گیری می‌کنند و به سیم‌پیچ‌های جریان کنتورها یا ابزارها متصل می‌شوند.
سیم پیچ های اولیه و ثانویه از هسته ها و یکدیگر عایق بندی شده اند. سیم پیچ اولیه یک سیم پیچ تک چرخشی است (که به آن میله اولیه نیز گفته می شود) و جریان بار کامل را حمل می کند. سیم پیچ ثانویه ترانسفورماتورها دارای تعداد زیادی چرخش است.
نسبت جریان اولیه و جریان ثانویه به عنوان نسبت ترانسفورماتور جریان مدار شناخته می شود. نسبت جریان معمولاً زیاد است. درجه بندی جریان ثانویه از مرتبه 5A، 1A و 0.1A هستند. رتبه‌بندی‌های اولیه فعلی از 10A تا 3000A یا بیشتر متفاوت است.
اصل کار ترانسفورماتور جریان کمی متفاوت از ترانسفورماتور قدرت است. در ترانس جریان، امپدانس بار یا بار ثانویه کمی با ترانسفورماتور قدرت متفاوت است. بنابراین در شرایط مدار ثانویه کار می کند.
ترانسفورماتور جریان کلاس T و کلاس C
استانداردهای ANSI/IEEE ترانسهای جریان را به دو نوع طبقه بندی می کنند:
- ترانسفورماتور کلاس T
- ترانسفورماتور کلاس C
به طور معمول، یک ترانسفورماتور جریان کلاس T یک CT نوع wound با یک یا چند چرخش اولیه روی یک هسته است. که با شار نشتی بالا در هسته همراه است. به همین دلیل، تنها راه برای تعیین عملکرد آن آزمایش است. به عبارت دیگر، منحنی های عملکرد استاندارد شده را نمی توان با این نوع ترانس ها استفاده کرد.
برای کلاسC ، علامت “C” نشان می دهد که شار نشتی ناچیز است. ترانس جریان کلاس C دقیق تر هستند. در چنین ترانسهایی، شار نشتی از هسته بسیار کوچک نگه داشته می شود. برای چنین ترانسی ، عملکرد را می توان از روی منحنی های هیجان انگیز استاندارد ارزیابی کرد. همچنین، خطای نسبت در محدوده ± 10٪ برای شرایط عملیاتی استاندارد حفظ می شود.
موارد استفاده و مزایای ترانس جریان
ترانسفورماتورهای جریان به طور گسترده برای اندازه گیری جریان و نظارت بر عملکرد شبکه برق استفاده می شوند.
همراه با سیم‌های ولتاژ، ترانس جریان میزان بازده ورودی، برحسب وات‌ساعت شرکت برق را تقریباً در هر ساختمان با سرویس سه فاز و خدمات تک فاز بیش از 200 آمپر هدایت می‌کنند.
ترانسفورماتورهای جریان فشار قوی بر روی عایق های چینی یا پلیمری نصب می شوند تا آنها را از زمین جدا کنند.
ترانس جریان را می توان بر روی سیم های ولتاژ پایین یا فشار قوی ترانسفورماتور قدرت نصب کرد.
اغلب، چندین CT به عنوان یک “stack” برای استفاده های مختلف نصب می شوند. به عنوان مثال، دستگاه های حفاظتی و اندازه گیری درآمد ممکن است از ترانس های جداگانه برای ایزولاسیون بین مدارهای اندازه گیری و حفاظت استفاده کنند و اجازه می دهد تا ترانسفورماتور جریان با ویژگی های مختلف (دقت، عملکرد اضافه بار) برای دستگاه ها استفاده شوند. در مقاله کاربرد ترانس جریان ( سی تی CT ) و ترانس ولتاژ ( پی تی PT ) به زبان ساده کاربردهای بیشتر و دقیقتری توضیح داده شده است.
کاربرد ترانسفورماتور جریان ولتاژ بالا
ایده آل برای نصب در نقاط اندازه گیری به دلیل دقت بسیار بالا.
پاسخ فرکانسی عالی؛ ایده آل برای نظارت بر کیفیت توان و اندازه گیری هارمونیک ها.
مناسب برای نصب در فیلترهای AC و DC در پست های مبدل برای پروژه های HVDC.
نمونه هایی از کاربردهای این ترانس:
- حفاظت خطوط فشار قوی و پست
- حفاظت از بانک های خازنی
- حفاظت از ترانسفورماتورهای قدرت
- اندازه گیری بازده
در نهایت پیشنهاد میکنیم مطلب کلیدی مراحل انتخاب و خرید ترانسفورماتور جریان CT را مطالعه کنید تا برای خرید ترانسفورماتور بهترین و مناسب ترین گزینه را متناسب با کاربرد آن و نیازی که دارید انتخاب نمایید.
پاسخ سوالات متداول در مورد ترانسفورماتور جریان
در پایان برخی از مهمترین و پرتکرارترین سوالاتی که مخاطبین از ما میپرسند را پاسخ داده ایم که پیشنهاد میکنیم مطالعه نمایید:
- ترانسفورماتور جریان چیست؟
ترانسفورماتور سی تی وسیله ای است که برای تولید جریان متناوب در هسته ثانویه خود استفاده می شود که متناسب با جریان AC در هسته اصلی آن است. در درجه اول زمانی استفاده می شود که یک جریان یا ولتاژ برای اندازه گیری مستقیم خیلی زیاد باشد.
- ترانسفورماتورهای جریان کجا استفاده می شوند؟
ترانسفورماتورهای CT واحدهای حسگر جریان سیستم قدرت هستند و در ایستگاه های تولید، پست های برق و توزیع برق صنعتی و تجاری استفاده می شوند.
- تفاوت بین سی تی و ترانسفورماتور معمولی چیست؟
یکی از تفاوت های عمده بین آنها این است که ترانسفورماتور جریان مقدار زیاد جریان را به مقدار کم تبدیل می کند در حالی که ترانسفورماتور پتانسیل یا ولتاژ مقدار بالای ولتاژ را به ولتاژ پایین تبدیل می کند.
- چرا ترانس جریان اتصال کوتاه دارد؟
راه حل تفصیلی سمت ثانویه ترانسفورماتور جریان همیشه به منظور جلوگیری از اشباع هسته و القای ولتاژ بالا در اتصال کوتاه نگه داشته می شود تا بتوان از ترانسفورماتور سی تی برای اندازه گیری مقادیر بالای جریان استفاده کرد.
- چرا ترانس جریان مورد نیاز است؟
ترانسفورماتورهای Ct جریان های ولتاژ بالا را به مقدار بسیار کمتری کاهش می دهند و روشی مناسب برای نظارت ایمن بر جریان الکتریکی واقعی در خط انتقال AC با استفاده از آمپرمتر استاندارد ارائه می دهند.
- آیا ترانس جریان می تواند DC را اندازه گیری کند؟
اندازه گیری جریان DC با این ترانسفورماتور امکان پذیر نیست. در مورد AC، تغییر میدان مغناطیسی مرتبط با جریان اولیه، جریانی را در سیم‌پیچ ثانویه القا می‌کند که می‌توانید اندازه‌گیری کنید.