ترانسفورمارتور جريان

خلاصه
ترانسفورماتور جريان دستگاهي است كه جريان هاي اوليه با مقياس بزرگ را به يك جريان كمتر و آسانتر براي اندازه گيري از سيم پيچ ثانويه مورد استفاده قرار مي گيرد. مشابه يك ترانسفورماتور ولتاژ متداول نيست. سيم پيچي، با رابطه ميان جريان خروجي و ورودي تعيين مي شود. ترانسفورماتور جريان در شكل و اندازه هاي متفاوت مورد استفاده قرار مي گيرد مثل يك رابط ميان دستگاه اندازه گيري و جريان بالا مورد استفاده قرار مي گيرد.

جريان ترانسفورماتور (CTS) يك وسيله مهم است كه به اندازه گري جريانCT كمك مي كند آنها يك مقياس متوسط از يك جريان اوليه بزرگ را به روي يك مقدار كوچك ناميل مي كنند، جريان خروجي (ثانويه) قابل كنترل براي اندازه گيري دستگاه آزمايشي كنند مي باشد.

يك CT از نيروي اطراف ميدان مغناطيسي هادي ها بشكل يك جريان القايي روي سيم پيچ ثانويه بكار گرفته مي شود. اين روش غيرمستقيم و ارتباط آن براي نصب راحتتر در تأسيسات مي باشد و اجازه مي دهد يك سطح بالايي از ايزولاسيون ميان مدار اوليه و مدار اندازه گير ثانويه فراهم شود.
CTS قابل دسترسي در اندازه هاي مختلف است، طرح رنج ورودي و خروجي انواع سيگنال ها است. اين يادداشت قصد دارد آدرس تعدادي از انواع CTهاي معمول و چگونگي انتخاب صحيح CT براي يك تأسيسات ويژه را بدهد.

– پايه: (اساس)
يك CT براي انجام اندازه گيري شكل موج AC مفيد مي باشد. آن فقط مشابه يك تنظيم كننده ولتاژ ترانسفورماتور عمل مي كند، اما معمولاً فقط يك سيم پيچ اوليه دارد. سيم حامل جريان اندازه گيري برخلاف يك تنظيم كننده ترانسفورماتور ولتاژ است.
يك اتصال غيرفيزيكي وجود دارد كه اندازه خط را نشان مي دهد. CT مورد استفاده مجموع ميدان مغناطيسي را به وسيله جريان AC در ميان سيم پيچ اوليه براي القاي يك جريان ثانويه جاري
مي كند.

نسبت به تعدادي از سيم پيچ هاي ثانويه به تعداد دورهاي اوليه جريان متناوب بر روي خروجي تعيين مي شود. خروجي يك CT مانند يك منبع جريان عمل مي كند.
– انواع و مواد هسته CTها:

هسته بر روي سيم پيچ ثانويه مي باشد كه سيم پيچ يك نقش مهمي در عملكرد CT باشد. نوع هسته ها شامل استيل سيليكون، آلياژ نيكل، آهن است. نوع هسته هميشه در دقت آن را تعيين مي كند. دقت به وسيله مقدار نسبت انتقال خروجي و ورودي شناخته مي شود مثل اتصال خطي و فازي است. در حالي كه انتقال فاز مفهوم كمي براي اندازه گيري جريان ما باشد. در اندازه گيري قدرت، يك انتقال فاز غيرمعمول منجر به خطاي بزرگ در اندازه گيري توان و ضريب قدرت واقعي مي شود.هسته CT طراحي و تعريف مي شود و چگونگي نصب آن مربوط است. هسته يكپارچه CTS يك حلقه بسته را نشان مي دهد، كه هادي اوليه بايستي در ميان آن عبور كند هسته شكاف دار CTS مي تواند به طور موقت باز شود ونصب آن

راحتر شود. هنگامي كه يك هسته CT جدا (شكاف دار) مورد استفاده قرار مي گيرد. هادي اولينياز به جدا شدن براي نصب CT نداد، و در بيشتر موارد هادي ها مي تواند جريان CT را در شروع نصب باز مي كند. CTS هسته جدا يك مزيت بزرگ در نصب دارد كه مي تواند به طور عملي يا اقتصادي بسته شود. با اين وجود به دليل اينكه از كارخانه مجموعه مي شود، CTS هسته جدا يك قيمت بالايي را دارد. به علاوه از يك gap (فاصله هايي) اصلي قرار گرفته (مربوطه) به مكانيزم جدا CTS ساخته مي شود. CTS هسته جداي گسترش داده شده دقت پايتي دارد و عملكرد انتقال فاز بدتري نسبت به نوع مشابه CT با هسته يكپارچه دارد.

– خروجي انواع (CT) ها:
CTS با خروجي ۵A
به طور معمول، CTS طراحي شده با يك مقياس حداكثر خروجي ۵A براي يك جريان اوليه مقياس بالا كه به ما مي دهد، وجود دارند. براي نمونه مقياس حداكثر جريان ورودي از ۵۰ تا ۲۰۰۰ آمپري باشد. اين يك ۵۰:۵ يا ۲۰۰۰:۵ را نشان مي دهد. در يك CT 2000:5 ، ۵A شاري كه در سيم پيچ ثانويه هنگامي كه ۲۰۰۰A شار در ميدان سيم پيچ اوليه باشد.
به وسيله تغيير تعداد دورهاي ثانويه، كارخانجات CT هاي با مقياس حداكثر ورودي را تعريف مي كنند.

۵A يك جريان قابل توجه در ميان آن مي باشد، و آن براي استفاده با دستگاههاي اندازه گيري الكترومغناطيسي براي قدرت و حركت عقربه مغناطيسي رله حفاظت قدرت طراحي شده است. مزيتي كه اين نوع از CTها دارند تجهيز اندازه گير آن است كه حداكثر براي يك ورودي ۵A طراحي شده است. بكاربردن CT مي تواند از اين جهت انتخاب در تعيين مقياس حداكثر رنج اندازه گيري از تجهيزات باشد. فاصله اندازه گير مربوط به رنج ۰-۵A مي باشد و زماني كه CT براي اندازه گيري ماكزيمم جريان اوليه مناسب انتخاب شود. تعداد وسايل اندازه گيري و دستگاههاي مانيتورينگ در CT با ورودي ۵A پشتيباني مي شوند.

استاندارد عملي در صنعت اندازه گيري مي باشد خصوصاً براي ساختمانهاي بزرگ يا تأسيسات ايستگاههاي اندازه گيري است.
با اين وجود به موجب ميزان جريان بزرگ (۵A) مورد نياز مي باشد. اين نياز به يك CTS بزرگ هسته سنگين و ضخامت زياد سيم دارد. اين به معني يك محصول سنگين، بزرگ و با هزينه بالا است. علاوه براين CTS ها مي تواند فوق العاده خطرناك باشد زيرا كه ولتاژ بزرگي هنگامي كه ثانويه CT اتصال كوتاه نباشد در آن القا مي شود.

زماني كه يك منبع جريان عمل مي كند قانون اهم را بايستي دنبال كنيم و V=RI، اگر اين مقاومت افزايش يابد (يك مقدار خيلي زياد هنگامي كه مدار باز است) ولتاژ القايي خيلي زياد مي شود. تعدادي از CTها به قدر كافي قدرت را به سبب جرقه بزرگ در سيم پيچ ثانويه باعث مي شود. اتصال مخصوص مانع نياز به اينكه CTS اتصال كوتاه شود، حتي اگر از اندازه گير قطع شود. ولتاژ القايي خيلي بزرگ باشد موجب آسيب يا حتي خرابي اندازه گير شود اگر اقدام مناسبي براي جلوگيري از مدار باز شدن خروجي نگردد.

هزينه و بار اضافه از بستن سيم و نت آنها بايستي مهم باشد كه هنگامي كه از اين CTها استفاده مي كنيم.
CTهاي ۵A قابل دسترسي در هسته هاي مختلف يكپارچه و از هم جدا مي باشد، با اين وجود به طور اسمي هسته از هم جدا ۵A ، CTS هاي كاملاً‌ بزرگ هستند و فوق العاده گران مي باشد. معمولاً براي CT هاي هسته جدا مقدار ۵A مي باشد. جهت دسترسي به قيمت دستگاه اندازه گيري مي باشد. در بعضي از تأسيسات با اين وجود، نظير يك باس بار بزرگ، استفاده از اين CTها اجتناب ناپذير است.
– CTSهاي با خروجي MA:

با ظهور وسايل اندازه گيري ديجيتال، نياز به يك خروجي بزرگ غيرضروري مي شود. براي كاهش اندازه و هزينه CTS و كارخانجات (جريان خروجي) كوچك را به دليل هزينه ساخت كمتر مورد استفاده قرار مي دهند. كاركرد آن تحت همان قانون ۵A مي باشد، تعداد سيم پيچ هاي ثانويه با تأثير كمتري جريان خروجي ثانويه را افزايش مي دهند، زيرا كه جريان خروجي پايين مي باشد، سيم پيچ ها و هسته ممكن است كمتر باشد و در نتيجه ارزانتر باشد. و البته تعداد واقعي دورها است كه جريان خروجي به طور مناسب تغيير اندازه داده شود براي مثال يك CT ميزاني براي ورودي ۱۰۰A به بالا با ۲۵۰۰ دور در مقدار جريان خروجي ۰٫۰۴A مي باشد. در اين مورد، تجهيزات اندازه گيري بايستي طراحي و كاليبره شود مثل يك اندازه گير AomA

كه مانند مقياس حداكثري ۱۰۰A تعيين مي شود. مزيت اين CTS ها هزينه كم و اندازه كوچمتر است، بخوبي (ونيز) به علاوه شرايط ايمن بهتر هنگامي كه CT اتصال كوتاه نمي باشد.
تعداد زيادي از مدلهاي ساخته شده در ولتاژ دستگاه از ولتاژ خروجي به يك سطح پايين (به طور معمول حدود ۲۰ ولت) هنگامي كه باز باشد جلوگيري مي كند. چنانكه با انواع بيشتر CTSها و انواع خروجي MA در هسته هاي متفاوت يكپارچه و جدا از هم قابل دسترسي مي باشد.

CTهاي با هسته يكپارچه مي تواند فوق العاده دقت بالايي را به موجب كيفيت بالاي هسته و سيم پيچي كه قابل دسترسي است، داشته باشد. دقت شامل انتقال خازني و خطي مي تواند باشد در واقع دسته بندي مزيت ها خروجي CTS 5A مي باشد. گوناگوني هسته هاي از هم جدا با اين وجود دقت پايين را در خود دارد، با اين وجود اندازه كمترشان و سيم بندي فوق العاده آسان و ايده آل براي بسياري از تأسيسات مي باشد. CTS يك MA خروجي هسته جدا مي تواند هزينه اي CTSهاي ۵A با خروجي هسته جدا داشته باشد. اشكال مهم اين CTها تجهيزات اندازه گيري CT جريان در ۱ موج (گراين) هاي مختلف است و مقياس حداكثر با كاليبره در درون دستگاه اندازه گيري تعريف مي شود.

CTSهاي با خروجي Mr:
استفاده از همان ابزارآلات CTSهاي با خروجي MA مي باشد. mvهاي CTS شامل يك مقاومت بار داخلي كه سيگنالهاي mf را به mv تبديل مي كند. (V=IR) مقاومت مي تواند نظير يك ولتاژ خروجي تعيين شده اوليه توليد شود و هنگامي كه جريان حداكثر داريم به طور معمول اندازه ولتاژ خروجي ۳۳۳mv و ۱/۱ v را القا مي كند. براي مثال، يك CT مي تواند با خروجي ۳۳۳mv تعريف شود. هنگامي كه ۱۰۰ آمپر از سيم پيچ هاي اوليه عبور كند مزيت بيشتر به اين نوع از CT اين است كه ولتاژ خروجي هميشه ايمن مي ماند، صرفنظر از اتصال سيم بندي ثانويه مي باشد. همچنين، به دليل وجود مقدار جريان حداكثر به وسيله بار مقاومتي در CT تشريح مي شود، سخت افزار اندازه گيري مي تواند عمومي باشد (همچون CT با جريان ۵A) و تغيير مقدار حداكثر جريان ورودي با انتخاب CT تعيين مي شود.

با اين وجود CTS هاي mv بي اهميت به نظر مي رسند. خصوصاً، دقت CT كه زياد مي باشد به وسيله اندازه مقاومت بار تعيين مي شود. به طور معمول سازندگان نمي توانند هر CT را بسازند و بنابراين تلرانس (ميزان خطا) از عملكرد مقاومت يك نقش مهمي در تعيين دقت دارند.