در مدارهای AC، اغلب از ماشین های الکتریکی به نام ترانسفورماتور استفاده می شود. همه آنها برای تبدیل مقدار جریان طراحی شده اند، اما وظایف در همان زمان می توانند کاملاً متفاوت باشند. بنابراین، در مهندسی برق، مفاهیمی مانند ترانسفورماتور جریان (CT)، ولتاژ (VT) و ترانسفورماتور قدرت (TC) وجود دارد. هر یک از آنها فقط با اتصال صحیح سیم پیچ های ترانسفورماتور کار می کنند.
ترانسفورماتور جریان چیست
ترانسفورماتورهای جریان، دستگاه های الکتریکی هستند که در مدارهای جریان بالا به منظور انجام اندازه گیری جریان ایمن و همچنین برای اتصال دستگاه های محافظ با مقاومت داخلی پایین استفاده می شوند.
از نظر ساختاری، چنین دستگاه هایی ترانسفورماتورهای کم مصرف هستند که به صورت سری در مدار تجهیزات الکتریکی متصل می شوند، جایی که سطح ولتاژ متوسط و بالا وجود دارد. قرائت ها در مدار ثانویه دستگاه گرفته می شود.
استانداردهای ترانسفورماتورهای جریان چنین شاخص های فنی دستگاه ها را استاندارد می کند:
- نسبت تغییر شکل.
- فازshift.
- مقاومت مواد عایق.
- مقدار ظرفیت بار در ثانویه.
- علامت گذاری پایانه.
قانون اصلی که باید هنگام مونتاژ نمودار اتصال سیم‌پیچ‌های ترانسفورماتور جریان به خاطر بسپارید، غیرقابل قبول بودن بی‌حرکتی در مدار ثانویه است. بر این اساس، می توانید حالت های عملیاتی زیر را برای TT انتخاب کنید:
- مقاومت بار اتصال.
- عملیات اتصال کوتاه (اتصال کوتاه).
ترانسفورماتور ولتاژ چیست
گروه جداگانه ای از ترانسفورماتورهای مورد استفاده در شبکه های متناوب متناوب با ولتاژهای بالای 380 ولت. وظیفه اصلی دستگاه ها تامین برق ابزارهای اندازه گیری (IP)، مدارهای حفاظت رله و جداسازی گالوانیکی تجهیزات از خطوط فشار قوی است. برای ایمنی پرسنل تعمیر و نگهداری.
طراحی HP اساساً با TS تفاوتی ندارد. آنها ولتاژ را تا 100 ولت کاهش می دهند که قبلاً به IP ارائه شده است. مقیاس های ابزار با در نظر گرفتن نسبت تبدیل ولتاژ اندازه گیری شده روی سیم پیچ اولیه کالیبره می شوند.
ترانسفورماتور قدرت چیست
مهمترین ماشین های الکتریکی مورد استفاده در پست ها و در خانه ترانسفورماتورهای قدرت هستند. آنها به عنوان مبدل ولتاژ یک مقدار به مقدار دیگر عمل می کنند، در حالی که شکل سیگنال الکتریکی را حفظ می کنند. ماشین‌های الکتریکی کاهنده و بالابرنده وجود دارد.
TS سه فاز و تک فاز برای دو یا سه سیم پیچ هستند. معمولاً از سه فاز برای توزیع مجدد انرژی در برق قدرتمند استفاده می شودشبکه های تک فاز را می توان در هر تجهیزات خانگی مانند منابع تغذیه یافت.
نمودارهای اتصال سیم پیچ CT
برای اتصال سیم پیچ های ثانویه ترانسفورماتور جریان هنگام تغذیه دستگاه های رله محافظ چنین طرح های اساسی وجود دارد:
- طرح یک ستاره کامل. در این حالت ترانسفورماتورهای جریان در تمام خطوط فاز برق سوئیچ می شوند. سیم پیچ های ثانویه آنها توسط یک مدار ستاره ای با سیم پیچ های رله به هم متصل می شوند. تمام پایانه های CT با یک مقدار باید به نقطه صفر همگرا شوند. طبق این طرح، یک رله به اتصال کوتاه (اتصال کوتاه) هر فاز واکنش نشان می دهد. اگر یک اتصال کوتاه در گذرگاه زمین رخ دهد، یک رله در ستاره (در سیم صفر) کار می کند.
- طرح اتصال سیم پیچ های ترانسفورماتور به یک ستاره ناقص. این گزینه شامل نصب CT نه در همه فازها، فقط در دو فاز است. سیم پیچ های ثانویه نیز به رله ستاره متصل می شوند. چنین طرحی فقط در هنگام کوتاه شدن بین فازها مؤثر است. اگر فاز به صفر متصل شود (جایی که CT نصب نشده است)، سیستم حفاظتی کار نخواهد کرد.
- نمودار ترانسفورماتور، ستاره روی رله. در اینجا، CT ها به صورت سری با یک مثلث با پایانه های مخالف سیم پیچ های ثانویه متصل می شوند. رئوس این مثلث به سمت پرتوهای ستاره می رود، جایی که رله در آن نصب شده است. این برای انواع طرح های حفاظتی مانند راه دور و دیفرانسیل استفاده می شود.
- طرحاتصالات سی تی بر اساس اصل اختلاف دو فاز. مدار فقط به اتصال کوتاه فاز به فاز با حساسیت لازم واکنش نشان می دهد.
- مدار فیلترینگ جریان با ترتیب صفر.
نمودار سیم‌کشی سیم‌پیچ‌های ترانسفورماتور ولتاژ
با توجه به VT ها، هنگامی که آنها حفاظت رله و تجهیزات اندازه گیری را تغذیه می کنند، از ولتاژ فاز به فاز و ولتاژ خط (بین فاز و زمین) استفاده می کنند. متداول ترین طرح های مورد استفاده بر اساس اصل مثلث باز و ستاره ناقص است.
در صورت نیاز به دو یا سه ولتاژ فاز به فاز از مثلث استفاده می شود، در صورت اتصال سه VT از ستاره، اگر ولتاژ فاز و خطی به طور همزمان برای اندازه گیری و حفاظت استفاده شود.
برای دستگاه های الکتریکی با دو سیم پیچ ثانویه اضافی، از یک مدار سوئیچینگ استفاده می شود که در آن سیم پیچ های اصلی اهداف اولیه و ثانویه توسط یک ستاره متصل می شوند. با کمک یک مثلث باز، سیم پیچ های اضافی مونتاژ می شوند. با این مدار می توانید ولتاژ توالی 0 را برای پاسخ سیستم رله به اتصال کوتاه در یک مدار با سیم زمینی بدست آورید.
نمودار سیم کشی سیم پیچ ترانسفورماتورهای قدرت
برای شبکه های سه فاز، سه طرح اصلی برای اتصال سیم پیچ ترانسفورماتورهای قدرت وجود دارد. هر یک از راه های چنین اتصالی تأثیر خاص خود را بر نحوه عملکرد ترانسفورماتور دارد.
اتصال ستاره زمانی است که نقطه مشترکی برای اتحاد ابتدا یا انتهای همه سیم پیچ ها وجود دارد (نقطه صفر). در اینجا موارد زیر استالگو:
- جریان فاز و خط یک مقدار دارند.
- ولتاژ فاز (بین فاز و نول) کمتر از ولتاژ خطی (بین فازها) با جذر 3 است.
با توجه به سیم پیچ های ولتاژ بالا (HV)، متوسط (SN) و کم (LV)، طرح ها بیشتر مورد استفاده قرار می گیرند:
- سیم پیچ های HV را با یک ستاره وصل کنید، سیم را از نقطه صفر برای افزایش و کاهش T هر توانی هدایت کنید.
- سیم‌پیچ‌های CH به همین روش متصل می‌شوند.
- سیم‌پیچ‌های HV به ندرت برای ترانسفورماتورهای کاهنده به ستاره متصل می‌شوند، اما وقتی این کار را انجام می‌دهند، سیم خنثی خارج می‌شود.
اتصال مثلثی شامل اتصال متوالی ترانسفورماتور در مداری است که ابتدای یک سیم پیچ با انتهای سیم پیچ دیگر و ابتدای سیم پیچ دیگر با انتهای آن تماس دارد. دومی و آغاز دومی با پایان اولی. از رئوس مثلث خروجی های برق وجود دارد. در چنین طرح اتصال برای سیم پیچ های یک ترانسفورماتور سه فاز، یک الگو وجود دارد:
- ولتاژ فاز و خط یک مقدار هستند.
- جریان فاز کمتر از جریان های خطی به اندازه جذر 3 است.
در یک مثلث، به عنوان یک قاعده، سیم پیچ های LV هر سه فاز T گام به گام و بالا رفته به دو، سه سیم پیچ و همچنین تک فاز قدرتمند مونتاژ شده در گروه متصل می شوند. برای HV و MV، اتصال دلتا به طور معمول استفاده نمی شود.
اتصال ستاره زیگزاگ با تراز شار مغناطیسی در فازهای ترانسفورماتور مشخص می شود، در صورتی که بار روی آنها در سیم پیچ های ثانویه به طور نابرابر توزیع شده باشد..
طرح ها و گروه های اتصال سیم پیچ ترانسفورماتور
علاوه بر طرح‌های اتصال، گروه‌هایی وجود دارند که چیزی بیش از جابجایی جهت‌های برداری EMF خطی سیم‌پیچ‌های اولیه نسبت به نیروی حرکتی در سیم‌پیچ‌های ثانویه درک نمی‌شوند. این اختلافات زاویه ای می تواند در 360 درجه متفاوت باشد. عوامل تعیین کننده گروه عبارتند از:
- جهت پیچ های سیم پیچ.
- روش مکان یابی روی هسته سیم پیچ.
برای سهولت تعیین گروه ها، شمارش زاویه ای ساعتی تقسیم بر 30 درجه را اتخاذ کردیم. بنابراین، 12 گروه (از 0 تا 11) وجود داشت. با تمام طرح‌های اتصال اولیه سیم‌پیچ‌های ترانسفورماتور، همه جابجایی‌ها با زاویه مضرب 30 درجه امکان‌پذیر است.
هارمونیک سوم برای چیست؟
در مهندسی برق مفهوم جریان مغناطیسی وجود دارد. این اوست که نیروی الکتروموتور (EMF) را تشکیل می دهد. شکل چنین جریانی سینوسی نیست، زیرا اجزای هارمونیک بالاتر در اینجا وجود دارند. هارمونیک سوم مسئول انتقال منحنی ولتاژ فاز بدون اعوجاج است (شکل اعوجاج برای عملکرد تجهیزات نامطلوب است).
برای به دست آوردن هارمونیک سوم، یک پیش نیاز اتصال مثلث حداقل یک سیم پیچ است. اگر طرح اتصال سیم پیچ ترانسفورماتور ستاره-ستاره به عنوان اصلی در نظر گرفته شود، به عنوان مثال، در ترانسفورماتورهای با دو سیم پیچ، دریافت هارمونیک سوم بدون دخالت فنی اضافی غیرممکن است. سپس سیم پیچ سوم روی ترانسفورماتور پیچیده می شود که به صورت مثلثی و گاهی بدون سرب وصل می شود.
