ترانسفورماتور, مقالات
حفاظت و خطاهای ترانسفورماتور
اردیبهشت
حفاظت و خطاهای ترانسفورماتور
در این مقاله سعی بر آن است که شما را با حفاظت و خطاهای ترانسفورماتور آشناکنیم.
انواع مختلفی از ترانسفورماتورها مانند ترانسفورماتور دو سیم‌پیچ یا ترانسفورماتور الکتریکی سه سیم‌پیچ ، اتو ترانسفورماتور ، ترانسفورماتور تنظیم کننده ، ترانسفورماتورهای ارتینگ ، ترانسفورماتورهای یکسو کننده و غیره وجوددارد.
ترانسفورماتورهای مختلف بسته به اهمیت آنها ، اتصالات سیم‌پیچ ، روش های ارت و نحوه کار و غیره نیاز به طرح های مختلف حفاظتی از ترانسفورماتوردارند.
ارائه رله بوخهلتز از ترانسفورماتورهای 0.5 MVA و بالاتر از آن معمول‌است. در حالی که برای همه ترانسفورماتورهای توزیع کوچک ، فقط فیوزهای ولتاژ بالا به عنوان وسیله اصلی حفاظت استفاده می‌شود. برای کلیه ترانسفورماتورهای توزیع بزرگتر و دارای اهمیت مهم ، از حفاظت جریان در کنار حفاظت از خطای زمین محدود شده (Restricted Earth fault protection)استفاده‌می‌شود.
حفاظت دیفرانسیل باید در ترانسفورماتورهای بالاتر از 5 MVA ارائه شود.
بسته به شرایط سرویس عادی ، ماهیت خطاهای ترانسفورماتور ، میزان مدت زمان اضافه بار ، طرح تغییر تپ و بسیاری از عوامل دیگر ، برنامه‌های حفاظتی مناسب ترانسفورماتور انتخاب‌می‌شوند.
=======================
ماهیت خطاهای ترانسفورماتور
اگرچه ترانسفورماتور برق یک وسیله ایستااست ، اما قصدداریم شما را با حفاظت و خطاهای ترانسفورماتور و فشارهای داخلی ناشی از شرایط غیرعادی سیستم ، باید مورد توجه قرارگیرد.
ترانسفورماتور معمولاً از انواع خطای ترانسفورماتور رنج می برد که عبارتند از :
- خطا‌های‌ترمینال
- اضافه جریان به دلیل اضافه بارها و اتصال کوتاه های خارجی
- خطا‌های‌سیم‌پیچ
- خطا‌های‌اولیه
کلیه خطاهای ترانسفورماتور ذکر شده باعث ایجاد تنش های مکانیکی و حرارتی در داخل سیم‌پیچ ترانسفورماتور و پایانه‌های اتصال آن‌می‌شود. تنشهای حرارتی منجر به گرمای بیش از حد‌می‌شوند که در نهایت بر سیستم عایق ترانسفورماتور تأثیر می‌گذارند. خراب شدن عایق منجر به خطاهای سیم‌پیچ‌می‌شود. برخی از خرابی‌های سیستم خنک کننده ترانسفورماتور منجر به گرمای بیش از حد ترانسفورماتورمی‌شود. بنابراین طرح های حفاظتت از ترانسفورماتور بسیار مورد نیازاست.
حفاظت ژنراتور
=======================
ویدیوی این محصول
=======================
جریان اتصال کوتاه یک ترانسفورماتور الکتریکی به طور معمول توسط راکتانس آن محدود‌شده و برای راکتانس کم ، مقدار جریان اتصال کوتاه ممکن‌است بیش از حد زیادباشد. مدت زمان اتصال کوتاه خارجی که یک ترانسفورماتور می تواند بدون آسیب آن را حفظ کند همانطور که در BSS 171: 1936 آورده شده‌است.
خطاهای ترانسفورماتور
خطاهای سیم‌پیچ عموما در ترانسفورماتور یا خطاهای زمین یا خطاهای بین دورها هستند. خطای فاز به فاز سیم‌پیچ در ترانسفورماتور نادراست. خطاهای فاز در یک ترانسفورماتور برقی ممکن‌است به دلیل فلش بوشینگ بالای دستگاه و خطاهای موجود در تجهیزات تعویض تپ روی دهد. هر خطایی که باشد ، ترانسفورماتور باید بلافاصله در هنگام خطا جدا شود ، در غیر این صورت ممکن‌است خرابی عمده در سیستم برق ایجاد شود.
خطاهای اولیه خطاهای داخلی هستند که هیچ خطر فوری را تشکیل نمی دهند. اما این خطاها مورد بررسی قرار گرفته اند و از آنها مراقبت‌نمی‌شود ، که ممکن‌است منجر به خطاهای اساسی شود.
خطاهای موجود در این گروه عمدتا به دلیل عدم عایق بودن بین ورقه های هسته ، اتصال کوتاه لایه لایه بین سیم ، کاهش سطح روغن به دلیل نشت روغن ، انسداد مسیرهای جریان روغن‌است. همه این خطاها منجر به گرمای بیش از حدمی‌شود. بنابراین برای حفاظت از ترانسفورماتور اولیه نیز به برنامه حفاظت از ترانسفورماتور نیازاست. خطای زمین ، بسیار نزدیک به نقطه نول سیم‌پیچ ترانسفورماتور نیز ممکن‌است به عنوان یک خطای اولیه در نظر گرفته شود.
تأثیر اتصالات سیم‌پیچ و زمین روی بزرگی جریان خطا.
عمدتا دو شرایط وجود دارد که جریان خطای زمین در حین خطاهای زمین سیم‌پیچ جریان یابد ،
- یک جریان وجود دارد که هم به خارج و هم به داخل سیم‌پیچ در زمان ارت فالت ایجادمی‌شود
- تعادل آمپر در بین سیم‌پیچ‌ها حفظ‌می‌شود.حفاظت و خطاهای ترانسفورماتور.
مقدار جریان خطا در سیم‌پیچ بستگی به موقعیت خطا در سیم‌پیچ ، روش اتصال سیم‌پیچ و روش ارت کردن دارد. نقطه ستاره سیم‌پیچ‌ها ممکن‌است به طور مستقیم یا از طریق یک مقاومت زمین، زمین شوند. در سمت مثلث ترانسفورماتور سیستم از طریق یک ترانسفورماتور زمین ارت کننده (Earthing transformer)، زمین می‌شود. ترانسفورماتور ارت یا زمین باعث ایجاد مسیری با امپدانس کم در جریان توالی صفر و همچنین مسیری با امپدانس بالا در جریانهای توالی مثبت و منفی می‌شد.
سیم‌پیچ ستاره که نول با مقاومت زمین شده‌است
در این حالت نقطه نوترال ترانسفورماتور از طریق یک مقاومت زمین می‌شود و مقدار امپدانس آن بسیار بیشتر از مقاومت سیم‌پیچ ترانسفورماتوراست. این بدان معنی‌است که مقدار امپدانس سیم‌پیچ ترانسفورماتور در مقایسه با امپدانس مقاومت ارت شده قابل اغماض‌است. بنابراین ، مقدار جریان زمین متناسب با موقعیت خطا در سیم‌پیچ‌است. از آنجا که جریان خطا در سیم‌پیچ اولیه ترانسفورماتورها متناسب با نسبت دورهای ثانویه با اتصال کوتاه به کل دورهای سیم‌پیچ اولیه‌است ، جریان خطای اولیه متناسب با مربع درصد سیم‌پیچ‌های اتصال کوتاه شده خواهدبود.
سیم‌پیچ ستاره که نول به صورت مستقیم زمین شده‌است
در این حالت مقدار جریان خطای زمین فقط توسط سیم‌پیچ محدودمی‌شود و خطا دیگر با موقعیت خطا متناسب نیست. دلیل این غیرخطی بودن ، پیوند نامتعادل شاراست.
=======================
مقالات مرتبط:
حفاظت ترانسفورماتور قدرت و خطاهای آن
واحدها و سیستم های حفاظت الکتریکی
لینک زبان اصلی مقاله :