گزارش کار آموزی شرکت برق

فصل اول :
مقدمه

پيش گفتار:
پيشرفت صنعتي ودرنتيجه ، بالا رفتن استاندارد زندگي بشرتوسعه منابع انرژي واستفاده ار آنها امكان پذير مي گرداند . با افزايش مصرف انرژي ، منابع انرژي نيزاز لحاظ تنوع وميزان توليد افزايش يافته است . ازميان انواع انرژيهاي مورد استفاده ، انرژي الكتريكي به لحاظ اينكه باعث آلودگي محيط زيست نمي شود ، درزمان نياز قابل توليد است به آساني به صورتهاي ديگر انرژي قابل تبديل بوده وهمچنين قابل انتقال وكنترل مي باشد بيش از انواع ديگرانرژيها مورد توجه بشرقرارگرفته است . امروزه سيستم هاي انرژي الكتريكي نقش اساسي را درتبديل وانتقال انرژي درزندگي انسان بازي مي كنند.

توليد قدرت خطوط انتقال ، وسيستم هاي توزيع انرژي .
به اين ترتيب ، قدرتهاي توليد شده درنيروگاهها ازطريق خطوط انتقال به محلهاي مصرف مي رسند.
رشد سيستم هاي قدرت الكتريكي :
قبل ازقرن نوزدهم ميلادي وسايلي مانند شمع وبعضي ازانواع چربيها تنها منابع تأ مين روشنايي ودراواسط قرن نوزدهم چراغ گازي عموما” عملي ترين وسالم ترين وسايل روشنايي بشمارمي رفتند . گرچه تاآن زمان تحقيقات ارزنده اي ازيك طرف توسط فاراده وهانري درزمينه توليد الكتريسته وازطرف ديگر توسط بعضي دانشمندان وبخصوص اديسون درزمينه استفاده ازالكتري

سيته درملتهب نمودن بعضي مواد وبالاخره تكامل لامپ هاي ملتهب وساخت آنها بوجود آمد.
اولين سيستم هاي قدرت تحت عنوان ( شركت هاي روشنايي ) درحدود سال ۱۸۸۰ ميلادي بوجود آمدند ومعروفترين آنها شركت روشنايي پرل استريت درنيويورك بودكه توسط اديسون تأسيس شده بود. قدرت الكتريكي اين سيستم توسط ژنراتور DC تأمين ميشد وتوسط كابل هاي زيرزميني توزيع مي گرديد ، بارهاي اين سيستم نيز فقط لامپ هاي ملتهب بودند. بعد ازآن شركت

هاي روشنايي محلي به سرعت دراروپا وآمريكا رشد كردند. دراواخرقرن نوزدهم موتورالقائي جريان متناوب AC اختراع شد ومصرف انرژي الكتريكي تنوع بيشتري يافت .
درسال ۱۸۸۵ جرج وستينگهاوس اولين سيستم توزيع جريان متناوب راكه انرژي ۱۵۰ لامپ را تأمين مي كرد نصب كرد ودرسال ۱۸۹۰ اولين خط انتقال AC بطول ۲۱ كيلومتر مورد بهر

ه بهرداري قرارگرفت . اولين خطوط انتقال ، تك فاز بودند، انتقال قدرت توسط جريان متناوب ، بخصوص سه فاز بتدريج جايگزين سيستم هاي DC شد . دليل عمده جايگزيني سيستم هاي AC ترانسفورماتورها بودند كه انتقال انرژي الكتريكي درولتاژي بالاتر از ولتاژ يا باررا امكان پذير مي كردند ، ضمن اينكه قابليت انتقال قدرت بيشتري رانيز داشتند.

كليات :
درسيستم هاي انتقال DC قدرت توليد شده توسط ژنراتورهاي AC از طريق ترانسفورماتور ويك سوكننده الكترونيكي به خط انتقال DC داده ميشود . يك اينورترالكترونيكي ، جريان مستقيم رادرانتهاي خط به جريان متناوب تبديل مي كند تا بتوان ولتاژآنرا بايك ترانسفورماتور جهت مصرف كننده ها كاهش داد . مطالعات اقتصادي اغلب نشان داده است كه براي خطوط كوتاهتر ازحدود ۵۶۰ كيلومتر استفاده ازخطوط انتقال هوائي DC مقرون به صرفه نيست .
بعد ازاينكه طرح توربينها ي بخارتوسط پارسون ارائه شد قدرتهاي توليد شده با ا

ين توربين ها بيشترين محبوبيت رابراي طراحان سيستم ها بهمراه آورد . فركانس معرفي توربين هاي بخار باسرعت زياد لزوم افزايش فركانس واستاندارد كردن فركانس يك سيستم مطرح شد. با استاندارد كردن فركانس ، امكان اتصال سيستم ها به يكديگر نيز بوجود مي آمد. امروزه عموما” فركانس هاي ۵۰ و۶۰ هرتز درسيستم هاي قدرت مورد استفا ده مي باشند. امكان اتصال سيستم هاي قدرت كوچكتروبوجود آمدن سيستم هاي بهم پيوسته باعث رشد وبزرگ شدن سيستم هاي قدرت گرديد.

همزمان بابزرگ شدن سيستم هاي قدرت ورشد مصرف ، عناصرسيستم هاي قدرت نظير ژنراتورها وترانسفورماتورها تكامل بيشتري يافتند وبه عنوان مثال : ظرفيت كل نصب شده درسال ۱۹۸۲ دركشود آمريكا نزديك به ۶۰۰/۰۰۰ مگاوات بوده است كه توسط ۵/۲ كيلووات رابراي هرنفرنشان مي دهد .
تاسال ۱۹۱۷ سيستم ها ي قدرت بصورت واحدهاي مستقل استفاده مي شدند.

تقاضاي مصارف زياد انرژي الكتريكي ونياز به قابليت اطمينان زياد ، موضوع ، مهمي پيش آورد . بهم پيوستن سيستم ها ازلحاظ اقتصادي مقرون به صرفه است ، زيرا ماشينهاي كمتري بعنوان رزرو ، براي شرايط بهره برداري ساعات پيك مورد نياز سيستم ها درشرايط وقوع اتصال كوتاه وخطاهاي ديگر موجب ايجاد اختلال دركل سيستم بهم پيوسته خواهد بود ولذا بايد رله ها وكليدهاي مناسبي درمحل اتصال سيستم ها نصب نمود.
بهره برداري ازيك سيستم قدرت ، بهبود به شرايط كارسيستم وتوسعه سيستم براي آينده نياز به مطالعه بار، محاسبات خطاها ، طرح وسائل حفاظتي ومطالعه پايداري سيستم دارد. همچنين استفاده ازكامپيوتر درانجام محاسبات فوق الذكرازاهميت خاصي برخودردار است .
تاريخچه صنعت برق درايران :

درسال۱۲۸۳ هجري شمسي بانصب يك ژنراتور ۴۰۰KW توسط حاج امين الضرب درخيابان چراغ برق تهران ، استفاده ازانرژي الكتريكي درايران آغازشد. تاسال ۱۳۳۸ تنها چند نيروگاه ديگر به ظرفيتهاي ۱ و۲ و ۶ و ۸ مگاوات مورد بهره برداري قرارگرفتند. درسال ۱۳۳۸ نيروگاه طرشت باظرفيت چهارواحد توربين بخار وتوليد جمعا” ۵۰ مگاوات به عنوان اساسي ترين منبع توليد برق درايران به شمار ميرفت .
باتشكيل وزارت آب وبرق درسال ۱۳۴۳ كه بعدا” به وزارت تغيير نام داد . وظايف شركتهاي برق پراكنده به اين وزارتخانه محول گرديد . درپايان سال ۱۳۶۰ ظرفيت نصب شده دركل كشور به بيش از ۱۱/۸۰۰ مگاوات رسيد كه نشان دهنده ۳۰۵ وات براي هرنفر بود . دراين سال نيروگاههاي آبي تقريبا” ۲۷/۵ درصد توليد نيروگاههاي كشور راتشكيل مي دادند.

عكس شماره ۲۵- نمايي از محوطه يك پست فشار قوي
فلسفه وجود پستهاي فشار قوي :
باتوجه به اينكه قدرت توليدي نيروگاههاي بزرگ تماما” درمحل مصرف نخواهد شد وبه منظورانتقال انرژي توليد شده ازمحل به مكانهاي ديگرنيازبه انتقال انرژي توسط هاديهاي الكتريكي مي باشد واين مسئله بدليل ولتاژ خروجي ژنراتوردرايران حداكثر ۲۰ كيلوولت مي باشد، باتوجه به قدرت توليدي نيروگاه جريان انتقالي خيلي زياد خواهدبود وبه اين دليل سطح مقطع هادي مورد نياز وافت ولتاژ وتوان انتقالي خيلي زياد خواهد بود.
به منظور پائين آوردن تلفات انتقالي ازولتاژهاي بالا استفاده مي نمايند زيرا تلفات ولتاژ جريان را كاهش دهند.
ازطرفي درخطوط انتقال فشارقوي بخاطر اندوكيتو زياد جريان كور زيادي وجود دارد كه خود باعث تلفات زياد حرارت مي شود.
معمولا” تلفات راازنيروگاه تامصرف كننده حدودا” ۱۰ درصد درنظرمي گيرند واين، مقدارقابل ملاحظه مي باشد . مثلا” براي انتقال ۵۰۰مگا وات نيرو ، حدود ۵۰ مگاوات آن تلف مي شود.
سطوح ولتاژ درايران به ترتيب ۴۰۰،۲۳۰،۱۳۲،۶۳،۳۳،۲۰،۱۱ كيلووات است پس پستها يكي ازقسمتهاي مهم شبكه هاي انتقالي وتوزيع الكتريكي مي باشند ، زيرا وقتي كه بخواهيم انرژي الكتريكي راازنقطه اي به نقطه ديگر انتقال دهيم ولتاژ رابالا برده وسپس آنرا انتقال داده تابه مقصد مورد نظر برسيم ودرآنجا د وباره ولتاژ راپائين آورده تاجهت توزيع آماده شود. كليه اين اعمال درپستهاي انتقال و توزيع انجام ميشود . شكل زيرنمايش تك خطي يك سيستم انتقال وتوزيع ومحل پستها رانشان مي دهد.

توزيع پست كاهنده خط انتقال پست افزاينده G مركز توليد

دريك پست فشارقوي وظيفه اصلي تبديل ولتاژ مي باشد كه اين وظيفه را المنت اساسي پست يعني ترانسفورماتورقدرت انجام مي دهد.

جهت اندازه گيري پارامترهاي اساسي انرژي الكتريكي نيازبه مبدل هاي جريان وولتاژ مي باشد وهمچنين جهت قطع ووصل مدارنيازبه كليدهاي فشار قوي نظيرژنكتود وسكيونر مي باشد ووسايل ديگري نظير برقگير ولاين تراپ وجهت حفاظت وسايل نصب شده درجهت نيازبه رله هاي حفاظتي وهمچنين مواقعي كه برق پست قطع مي شود نيازبه يك ولتاژ ثابت وذخيره شده مي باشد كه توسط سيستم با طريخانه تأمين ميشود وكليه وسايل مشروحه بالا كه دريك مكان نصب شوند تشكيل يك پست فشار قوي را مي دهند كه دراين جزوه سعي شده درحدامكان درمورد كليه آنها بحث شود.

 

سيستم قدرت :
عبارتند است از: مجموعه مراكزتوليد انتقال وتوزيع انرژي برق.
مراكزتوليد انرژي برق بدلايل فني واقتصادي درمكانهاي خاصي احداث مي گردند كه معمولا” باشهرها وكارخانجات ومحل هاي مصرف برق فاصله زيادي دارند لذا ازطريق خطوط وپست ها ، برق توليدي نيروگاهها رابه مراكز مصرف برق انتقال مي دهند وازطريق شبكه توزيع دراختيار مشتركين ومصرف كنندگان قرار مي دهند.
هرسيستم ازتعداد زيادي نيروگاه – خطوط وپستهاي انتقال وتوزيع تشكيل مي گردد كه درهريك ازقسمتهاي مذكور دستگا هها وتجهيزات فراوان ، مختلف ومتنوعي مستقر هستند كه هركدام كاري راانجام مي دهند يانقشي رابرعهده دارند . بعد ازنيروگاه كه انرژي برق راتوليد مي كند پست ها يا تبديل گاهها مهمترين قسمت سيستم قدرت مي باشند.
۱- پست :
پست يا تبديل گاه عبارت است از مجموعه دستگاهها وتجهيزاتي كه درمدار سيستم قدرت قراردارند وكارانتقال ياتوزيع انرژي برق را انجام مي دهند. مهمترين دستگاه موجود درهرپست ، دستگاه يادستگاه هاي ترانسفورماتور (مبد ل) ميباشد.
چون ولتاژ خروجي ژنراتور حداكثر ۲۰ كيلوولت مي باشد براي انتق

ال آن به مراكز مصرف بايستي آنرا تاحد امكان افزايش دهند تا انتقال آن ممكن واقتصادي باشد.ودرمحل مصرف كاهش ولتاژ توسط دستگاه ( ترانسفورماتور) انجام مي گيرد . كه درمبحث ترانس درباره چگونگي اين عمل بحث خواهيم كرد .
باتوجه به نقش وعملكرد ( پست ) در( سيستم قدرت) اه

ميت بهره برداري ازآن معلوم مي شود.
۲- بهره برداري از پستهاي برق :
بهره برداري ازهردستگاه ياسيستم ، اصول وقواعد خاصي دارد كه آگاهي ازآنها براي بهره بردار آن لازم وضروري است وبه همين دليل است كه سازندگان دستگاه ها ، كاتولوگ ، دستورالعمل وراهنماي بهره برداري ونحوه كارواستفاده ازآنها راتهيه ودراختيار استفاده كنندگان قرار مي دهند.
برهمين اساس پست هاي برق نيزبراي تك تك دستگاه ها ومجموعه دستگاهها وتجهيزات مستقردرآنها داراي اصول وضوابط ويژه بهره برداري ميباشند . چون بهره برداري ازپست تابع بهره برداري ازسيستم قدرت مي باشند.
بهره بردار كسي است كه كاربهره برداري ازيك دستگاه ياسيستم رابرعهده دارد .
شرط لازم براي بهره برداري ازهردستگاه علاوه برصلاحيت ، شايستگي وتوانايي فردي ، شناخت دستگاه واطلاع ازاصول وضوابط بهره برداري ازآن دستگاه است .
بهره بردار پست كسي است كه مسئوليت بهره برداري از كليه دستگاهها وتجهيزات مستقر درپست را برعهده گرفته است . اين شخص براي آنكه بتواند دركار خودموفق باشد بايستي ازوظايف ومسئوليتهاي خود دربهره برداري آشنا باشد. بعضي اين وظايف عبارتند از:
۱- باصنعت برق وقسمتهاي مختلف ( توليد- انتقال وتوزيع ) سيستم قدرت آشنايي داشته باشد.
۲- دستگاهها وتجهيزات مستقر رابشناسد وعلت وجود وكارهريك رابداند.
۳- باسيستم هاي كنترل، فرمان ، حفاظت واندازه گيري پست آشنا باشد.
۴- با اصول وضوابط بهره برداري يكايك ومجموعه تجهيزات پست آشنا باشد.
۵- هرپست جزئي ازسيستم قدرت است لذا بهره برداري ازآن نيز تابع بهره برداري سيستم قدرت است بنابراين بهره بردار پست بايستي بادرنظر گرفتن اصل فوق ، كار بهره برداري پست راانجام دهد.
۶- حالت عادي وغير عادي دستگاهها راتشخيص دهد.

۷- هنگام بروز حادثه درسيستم تحت بهره برداريش بتواند باتصميم گيري صحيح وسريع اقدامات وعمليات لازم را جهت جلوگيري ازصدمه ديدن دستگاهها به عمل آورد.
۸- پس ازرفع اشكال وحادثه بتوانند سيستم رابه حالت عادي برگرداند.
۹- توانايي وصلاحيت خويش رادرانجام مانور وعمليات قطع ووصل ، خارج كردن وبحالت عادي درآوردن سيستم رانشان دهد.
۱۰- موقعيت پست تحت بهره برداري خودرادرشبكه سراسري برق ونحوه ارت

باط الكتريكي آن راباساير پستها ونيروگاهها بداند.
۱۱- ازوضعيت خطوط ورودي وخروجي پست ، مبدأ ، مقصد، ومشخصات ديگر آنها اطلاع داشته باشد.
۱۲- درهنگام شيفت وحضور درپست ، خودرا درحالت آماده باش بداند وهر لحظه منتظر پيام ودرخواستي دررابطه با وضعيت خطوط ، ترانسها و… ازجانب مسئولين وديسپاچينگ باشد.
۱۳-احساس مسئوليت جدي ودلسوزي دربهره برداري ونگهداري ازتجهيزات پست.
شرح وظايف اپراتور:
اپراتورپستهاي ۲۳۰ كيلوولت

– تحويل گرفتن پست ازاپراتور قبلي طبق مندرجات دفترگزارش وبررسي وقايع درساعات عدم حضور درپست .
– همكاري با اپراتورشيفت درزمينه تهيه آمارهاي بهره برداري ونظارت بركار اكيپ هاي مراجعه كننده به پست تحت پوشش .

 

– بازديد متناوب از محوطه وتأسيسات ، تجهيزات وساختمان پست وگزارش هرگونه معايب احتمالي به سرپرست مربوطه طبق رويه هاي اجرا وتكميل فرم هاي بازديد روزانه ماهيانه وفرمهاي گزارش اشكالات پست .
– گزارش دقيق حوادث مربوطه به شبكه وتكميل فرمهاي مخصوص وتسليم آن به سرپرست مربوطه .
– انجام مانوراضطراري طبق دستورمركز كنترل درصورت عدم حضور اپراتور مسئول دراطاق فرمان.
– يادداشت ارقام كنتورها درساعات مقرره ومحاسبه انرژي مربوطه.

– تكميل دفتر كارت آمپر درمدت شيفت .
– كنترل انجام برنامه بازديد وتعميرات پيشگيرانه .
– انجام مانور طبق دستور اپراتور شيفت .
– رعايت اصول كيفي درانجام وظايف ومسئوليتهاي محوله بمنظورپاسخگويي به نيازمنديهاي نظام كيفيت .
– انجام سايرامور ارجاعي مرتبط باشرح وظايف.

الف : وظايف اپراتور شبكار.
۱- مطالعه دقيق موارد ثبت شده دردفتر گزارش روزانه ( جهت آگاهي ازوضعيت كلي پست ، تجهيزات ، خطوط منشعب از پست وسايردستگاههاي موجود درپست ) قبل ازامضاء دفتر گزارش روزانه وترك اپراتور روزانه وترك اپرتور شيفت قبل.
۲- بازديد از تجهيزات سوئيچ يارد،خطوط منشعب ازپست ، اطاق فرمضيعيت كلي آنها دردفتر گزارش روزانه .

توجه :
درهرشيفت حداقل دوبار (يكبارپس ازتحويل گرفتن شيفت ويكبارقبل ازپايان شيفت ) بايستي ازكليه قسمتهاي فوق الذكر بازديد ونتيجه كلي آن وساعت دقيق بازديد دفتر گزارش روزانه ثبت گردد.
۳- بازديد مستمر ازتجهيزات ودستگاههايي كه بمراقبت ويژه نياز دارند وثبت وضعيت آنها دردفتر گزارش روزانه.
۴- ثبت وضعيت تجهيزات وخطوطي كه بدستور مركز كنترل ازمدار خارج ويا درمدار قرار ميگيرند.
۵- ثبت قطعي ها وخروج تجهيزات يا خطوط منشعب ازپست كه بوسيله رله هاي حفاظتي ( به طوراتوماتيك ) ازمدارخارج مي گردند. واپراتور بايستي درضمن اطلاع بمركز كنترل، نام، شماره، ولتاژ وساعت دقيق قطع خط ياكليد (بريكر) يا ترانسفورماتورراهمراه بارله هاي عملكرد ه بطور كامل دردفتر گزارش روزانه ثبت نمايد.
۶- ثبت وقايع وحوادث دردفتر گزارش روزانه .
توجه :
( هرگاه يكي ازتجهيزات ويادستگاهها ي نصب شده درپست صدمه ببيند، اپراتور بايستي سريعا” نام ، شماره وولتاژ دستگاه صدمه ديده ، رله هاي حفاظتي عملكرد ه ومشاهدات خودرا بمركز كنترل اطلاع دهد وپس ازايزوله كردن قسمتهاي صدمه ديده واطمينان رازادامه كارساير تجهيزات ، نسبت به ثبت دقيق حادثه وعلت آن دردفتر گزارش روزانه اقدام نمايد. اپراتور همچنين موظف است پس از پايان شيفت كاغذهاي ثبات ( Recorders ) رابه مسئول پست ( يا اپراتور روزكار) تحويل دهد تاهمراه گزارش حادثه براي واحدهاي ذيرربط ارسال گردد.)

توجه :
( يك كپي ازگزارش كامل حادثه وكاغذهاي ثبات درمحل پست ودرزونكن مخصوص ( وقايع وحوادث پست ) نگهداري گردد.)
۷- پركردن كارت آمپرها.
۸- ثبت ورود وخروج افراد ازپست .
وضعيت كلي آنها دردفتر گزارش روزانه . (قبل ازتحويل شيفت )

ب : وظايف اپراتور روزكا ر.
اپراتورروزكاربايستي علاوه برانجام اقدامات ذكرشده دررديف هاي ۱ الي ۹ فوق الذكر ( كه بعنوان وظايف اپراتور شب كارقيد گرديد.) نسبت به انجام موارد ذيل نيز اقدام نمايد.
۱- پركردن فرمهاي بازديد روزانه .
۲- پركردن فرمهاي بازديد ماهيانه .
۳- پيگيري برطرف كردن نواقص موجود درپست .
۴- گزارش اشكالات ،عيوب وحوادث پيش آمده به مسئول ياسرپرست بهره برداري.
۵- گزارش اشكالات ونواقص كه دربازديد هاي روزانه – هفتگي وماهيانه مشاهده مي شود ، به مسئول ياسرپرست بهره برداري وپيگيري جهت برطرف كردن آنها.
۶- انجام وظائف مسئول پست درزمان نبودن وي ويادرپستهائي كه قاقد مسئول مي باشد.
۷- پركردن كارت آمپرها.
۸- ثبت ورود وخروج افراد ازپست.
۹- بازديد نهايي از تجهيزات سوئيچ يارد، خطوط منشعب ، اطاق رله ،… وثبت وضعيت آنها دردفتر گزارش روزانه.
توجه:
( چنانچه پست داراي مسئول باشد ، گزارش اشكالات ، عيوب وحوادث پيش آمده ، همچنين پيگيري برطرف كردن نواقص ويا سرويس تجهيزات موجود درپست مي بايستي توسط اپراتور روزكاروازطريق مسئول پست انجام گردد.)

فصل دوم :
ترانس وملحقا ت آن

ترانسفورماتور قدرت
تعريف ترانسفورماتور :
ترانسفورماتور وسيله اي است كه براي تبديل ولتاژ يا جريان بكار مي رود. ترانسفورماتور برخلاف ماشينهاي الكتريكي كه انرژي الكتريكي ومكانيكي را به هم تبديل مي كنند درنوع انرژي تغيير نمي دهد.ترانسفورماتوريك وسيله اي الكتريكي است .
كه ميتواندبااستفاده ازميدان مغناطيسي به عنوان واسطه ، انرژي الكتريكي رابه انرژي الكتريكي بصورت ولتاژ ياجريان وبا اندازه متفاوت تبديل كنند.
ترانسفورماتور يك وسيله اي الكترومغناطيسي ساكن است كه ميتواندانرژي جريان متناوبي راازيك مداربه مدارديگري فقط با حفظ اندازه فركانس جريان متناوب انتقال دهد ب

طوريكه انرژي باولتاژ پايين را تبديل به انرژي ازهمان نوع باولتاژ بالاتر نمايد وهمچنين جريان راازمقدارداده شده دريك مدار به جرياني به اندازه اي متفاوت درمدارديگر تبديل كند.
امروزه ترانسفورماتور مانند وسيله اي لازم وضروري دردستگاههاي انتقال انرژي الكتريكي وپخش وتوزيع انرژي الكتريكي متناوب است .
اساس كار ترانسفورماتوربرالقاء متقابل بين دو بوبين كه روي يك هسته آهني قراردارند بنا شده است . بطورساده شكل زير نشان مي دهد.

دوبوبين كه ازلحاظ الكتريكي جدا ازهم ولي ازلحاظ مغناطيسي بوسيله مسيري كه داراي مقاومت مغناطيسي كوچكي است بهم مرتبط مي باشند.
البته دراتوترانسفورماتورها دوبوبين ازلحاظ الكتريكي هم به يكديگر مرتبط مي باشنداگريكي ازبوبين ها به منبع ولتاژ متناوب وصل شود يك فوران متناوب درهسته برقرارمي شود كه بيشتر خطوط فوران ازطريق هسته ازدرون حلقه ها ي بوبين گذشته وخود رامي بندد با اين عمل مستثني به قانون فاراد توليد نيروي الكترو موتوري القايي متقابل مي كندواگرمداربوبين دوم ازطريق مصرف كننده اي بسته شود جرياني درآن جاري شده وانرژي الكتريكي ازبوبين اول به بوبين دوم انتقال مي يابد.
بوبين ياسيم پيچي كه به منبع انرژي ياشبكه برق جريان متناوب وصل مي شود را سيم بندي اوليه وبوبين يا سيم پيچي را كه انرژي ازآن گرفته مي شود وبه طرف مصرف كننده است سيم بندي ثانويه مي نامند.
سيم پيچي كه به ولتاژ پايين وصل شده است را طرف فشارضعيف
(Low Voltage) وسيم پيچي كه به ولتاژ بالا وصل شده است طرف فشارقوي ( High Voltage) مي گويند.
ترانسفورماتورهايي كه ولتاژ ثانويه آنها ازاوليه آنها بزرگترباشدراافزاينده وترانسفورماتورهايي كه ولتاژ ثانويه آنها ازاوليه آنها كوچكتر ازاوليه است كاهنده مي گويند.
خلاصه اينكه ترانسفورماتور دستگاهي است كه :
۱- قدرت الكتريكي متناوب راازيك مدار به مدارديگرانتقال ميدهد.
۲- انتقال قدرت بدون تغيير فركانس صورت مي گيرد.
۳- اين عمل بوسيله القاي مغناطيسي انجام مي شود.
۴- دومدارازنظر الكتريك مجزاهستند( بجز اتوترانس) واثرمتقابل مغناطيسي روي هم دارند.
۵- مدارهاي سيم پيچي اوليه وثانويه ممكن است يك فاز يا چند فازه باشند دراين صورت ترانسفورماتورها رايك فاز ، وياچند فازه گويند.
مهمترين ترانسهاي مورد استفاده يك فازه وسه فاز هستند.
هنگاميكه UI، ولتاژ اوليه و U2 ولتاژ ثانويه و I1 جريان اوليه وI2 جريان ثانويه وحلقه هاي اوليه و n2 تعداد حلقه هاي ثانويه باشد درساده ترين وجه خود رابطه اي بين پارامترهاي فوق وجوددا رد كه به صورت زير است .

يك مقدار ثابت = ( نسبت تبديل )

 

پس ترانسفورماتوروظيفه تبديل ولتاژ وجريان را بوسيله القاء اكترومغناطيسي يك فلوي مغناطيسي ( ) پديد مي آورد وچون جريان سيم پيچها يك جريان متناوب است ، لذا فلوي ايجاد شده نيز متغير مي باشد اين فلوي متغير درصورتي كه سيم پيچي راقطع كند ، درآن ولتاژي القا مي كند ( طبق قانون فاراده ). درصورتيكه مدارسيم پيچ ثانويه بسته باشد جرياني برقرار خواهد شد. جهت جريان ايجاد شده در ثانويه طبق قانون كنز بصورتي است كه فلوي حاصل ازآن بافلوي مولد خود مخالفت مي كند.

اگر جريان وولتاژ وتعداد دوسيم پيچي اوليه وثانويه را به ترتيب بيابيم بافرض ايده آل بودن ترانسفورماتور خواهيم داشت .

( N2 / V2 / I2 ) _ ( N1 / V1 / I 1)
V1. I 1 = V2 . I2

N1 I1 = N2 I2
ازرابطه هاي فوق فرمول كلي مقابل بدست مي آيد:

تلفات ترا نسفورماتور:
تلفات ترانسفورماتور را مي توان به دودسته تقسيم كرد:
الف: تلفات مسي ب: تلفات هسته
تلفات مسي دراثرعبور جريان ازسيم پيچها وبخاطر مقاومت سيم پيچها وبصورت حرارت ظاهر مي گردد.
تلفات هسته به علت مشخصات هسته بصورت حرارت درآن ايجاد مي شود.
تلفات هسته شامل تلفات هيسترزيس ، تلفات فوكو وتلفات اشباع مي باشد.
۱- تلفات هيسترزيس : بخاطرذخيره شدن مقداري ازانرژي ورودي به ترانسفورماتور درهرسيكل بصورت پس ماند مغناطيسي درآن پديد مي آيد.
۲- تلفات فوكو: بخاطر ايجاد جريانهايي كه هسته درنتيجه عمل القاء الكترومغناطيس پديد مي آيد.
براي كاهش تلفات فوكوهسته ترانس را ازورقه هاي عايق شده ازيكديگر ميسازند.
اين عمل ازايجاد جريان فوكو درهسته ودرنتيجه تلفات فوكو جلوگيري مي كند. تلفات هيسترزيس وفوكو بافركانس نسبت مستقيم دارند.

۳- تلفات ا شباع : اگردامنه جريان سيم پيچ اوليه از حدي بالاتر رفت هسته اشباع مي شود درواقع دامنه جريان اوليه ازحدي بيشترباشد درهرسيكل جرياني ، مقداري ازانرژي ورودي به ترانسفورماتور بصورت تلفات اشباع ظاهر شده ودر خروجي به همان مقداركاهش انرژي خو

اهيم داشت درعمل غيرازمواردي كه ازخاصيت اشباع ترانسفورماتور استفاده مي كنند سعي ميشود كه ترانس درناحيه خطي يعني زير ناحيه اشباع كاركند.
انواع ترانسفورماتورازنظر تعداد فاز:

ترانسها ازنظرتعداد فاز به دودسته يكفاز وسه فاز تقسيم مي شوند

انواع ترانس ازنظر نوع استفاده :ترانسها ازاين نظر به سه دسته اند.
۱- ترانس جريان ۲- ترانس ولتاژ ۳- ترانس قدرت
۱- ترانس جريان : براي پايين آوردن جريان به منظور اندازه گيري واستفاده درسيستم هاي حفاظت بكارمي رود .
۲- ترانس ولتاژ : براي پايين آوردن ولتاژ به منظور اندازه گيري واستفاده درسيستم هاي حفاظت .
۳- ترانس قدرت : ترانسفورماتورهاي قدرت براي بالا بردن ولتاژ به منظور انتقال انرژي الكتريكي به فواصل دور ولتاژ رابالا مي برند تا تلفات انتفال پايين بيايد وهمچنين براي پايين آوردن ولتاژ به منظور رساندن آن سطح قابل مصرف بوسيله مصرف كننده ها وهمچنين اتصال دادن دوشبكه فشار قوي بكار مي رود . ترانسفورماتوراول را افزاينده وترانسفورماتوردوم راكاهنده وترانسفورماتور آخري را كوپلاژ مي نامند.
تفاوت ترانس ولتاژ يا جريان يا ترانس قدرت درآن است كه درترانس ولتاژ يا جريان نمونه اي ازولتاژ يا جريان مورد نظر گرفته مي شود ومقدار آن كاهش داده مي شود . ودرهرلحظه ولتاژ ياجريان ثانويه تابع ولتاژ يا جريان اوليه مي باشد. ولي در ترانسفورماتورقدرت چون ثانويه به بارمتصل است اين ثانويه است كه تعيين كننده است وتوان تأمين شده توسط اوليه بستگي به توان خواسته شده درثانويه دارد.

ترانسفورماتورهاي قدرت سه فاز:
اين نوع ترانسها داراي سه پيچك به عنوان سيم پيچي اوليه وسه پيچك به عنوان سيم پيچي ثانويه هستند وبسته به نوع استفاده اي كه ازاين ترانس مي شود نوع اتصال درسيم پيچ هاي اوليه وثانويه آنها تغيير مي كند:
درسيم پيچ اوليه وثانويه ترانسفورماتورها سه نوع اتصال رايج است .
۱- اتصال ستاره
۲- اتصال مثلث
۳- اتصال زيگزا گ
اتصال ستاره مطابق شكل زيرسه سرپيچك بهم متصل مي شود وسرديگرسه پيچك آزاد مي ماند تا براي دادن ورودي به آن ياگرفتن خروجي ازآن استفاده شود.
اتصال مثلث :
درشكل زير انتهاي هر پيچك به ابتداي پيچك بعدي متصل مي شود دونوع نمايش شماتيك ازاتصال مثلث ديده مي شود . دراتصال مثلث ولتاژ هر پيچك با ولتاژ خط مساوي مي باشد ولي جريان هرپيچك برابر ازجريان خط كوچكتر است .

اتصال زيگزاگ :
مطابق شكل زيرهرفاز ازدوپيچك تشكيل شده است كه روي دوبازوي مختلف ازهسته بسته شده اندمعمولا” هرپيچك روي يك بازوي بسته با پيچك مربوطه به همان فاز كه روي

بعدي تهيه شده درجهت عكس سري مي شوند اين نوع اتصال رازيگزاگ مخالف گويند درصورتي كه دوپيچك روي دوبازوي مختلف هم جهت باهم سري شوند اتصال زيگزاگ موافق خواهيم داشت معمولا” اتصال زيگزاگ مخالف بكاربرده ميشود دراتصال زيگزاگ جريان هردوپيچك سري باجريان خط مساوي است ولي مثل حالت ستاره ، ولتاژ هر۳ فاز نسبت به مركز زيگزاگ برابر كوچكتر ازولتاژ خط ميباشد.
با توجه به فرمهاي مختلفي كه براي اتصال هريك ازسيم پيچها ي اوليه وثانويه ذكر

شده يك ترانس سه فاز به صورت يكي از تركيبات زيربسته
مي شود:
الف : اتصال ستاره به ستاره د- اتصال ستاره به زيگزاگ
ب: اتصال ستاره به مثلث ه- اتصال مثلث به مثلث
ج: اتصال مثلث به ستاره ي- اتصال مثلث به زيگزاگ
هركدام از نوع اتصالات بالا براي موقعيت خاصي مناسب هستند.

اتصال ستاره – ستاره :
چون روي هرپيچك دراتصال ستاره ولتاژ قرارمي گيرد لذا ماده عايقي كمتري درمقايسه با اتصال مثلت كه تمام ولتاژ خط روي هرپيچك مي افتد لازم مي باشد وازاين لحاظ براي ولتاژ هاي بالا مناسب تراست. از اتصال ستاره – ستاره درمرتبط كردن دوشبكه فشارقوي ( باولتاژ زياد) استفاده مي شود كه اصطلاحا” به آن ترانسفورماتور كوپلاژ گفته ميشود.
اتصال ستاره – مثلث :
باتوجه به اينكه جريان درهرپيچك دراتصال مثلث برابر كمتراز جريان خط است لذا مي توان گفت كه همانطوريكه اتصال ستاره براي ولتاژهاي بالا مناسب است اتصال مثلث براي جريانهاي بالا مناسب مي باشد.
ازاتصال ستاره – مثلث درمرتبط ساختن يك شبكه فشارقوي مثلا”
K2o( 23 / 400) بايك شبكه باولتاژ پائين شبكه ku63 استفاده ميشود.
اتصال مثلث – ستاره :
باتوجه به مطالبي كه گفته شد مي توان پي برد كه اتصال مثلث ستاره نيز براي مرتبط كردن دوشبكه يكي با ولتاژ زياد وديگري با جريان زياد بكار مي رود معمولا” خروجي واحد

نيروگاهها را بوسيله چنين ترانسفورماتوري به شبكه مرتبط مي كنند.

اتصال ستاره – زيگزاگ :
درترانسفورماتورهاي محلي وتوزيع الكتريسيته استفاده مي شود زيرا دراين محلها به سيم نول احتياج داريم وبارگيري ازيك فاز وسيم نول براي ما اهميت زياد دارد بطور كلي درقد

رتهاي كم براي توزيع الكتريسته از اتصال ستاره – زيگزاگ استفاده مي كنيم .
ترانسفورماتورجريان (CT) :
جهت اندازه گيري وهمچنين سيستم هاي حفاظتي لازم است كه ازمقدار جريان جهت اندازه گيري استفاده مي نماييم بايستي جريان راكاهش داد وازاين جريان به اين دستگاههاي اندازه گيري استفاده نماييم ابتكارتوسط ترانسفورماتورهاي جريان انجام مي شود براي مثال يك نوع ترانسفورماتور جريان با نسبت تبديل را درنظرميگيريم به اين معني است كه اگرازخط ۱۰۰۰ آمپرجريان عبوركند اين ترانسفورماتور بتواند آنرا به ۵ آمپرتبديل نمايد كه اين پنج آمپر به راحتي قابل اندازه گيري توسط يك آمپر متر كوچك مي باشد.

ترانس جريان (C.T)
ساختمان ترانسفورماتور جريان تشكيل شده از يك سيم پيچ اوليه كه داراي دورهاي كم ويك سيم پيچ ثانويه كه داراي دورهاي زياد است كه معمولا” بصور شين مي باشد.
نكته : قابل توجه اين است كه هيچگاه نبايد دوسر(CT) ترانس جريان بازباشد به محض بازكردن مصرف كننده ثانويه (CT) بايد دوسر خروجي اتصال كوتاه شود چون هميشه بايد نتيجه فلو درهسته صفر شود يعني جريان اوليه I1 فلوي اوليه O1 واگرثانويه بسته باشد I2 يك فلوي بنام O2 ايجاد مي نمايد كه درنتيجه حدودا” صفر مي شود. اگر دوسرCT بازباشد :
I2 = o , Q2= o خواهد شد درنتيجه هسته گرم خواهد شد وباعث سوختن CT مي گردد.
پارامترهاي اساسي CT :
1- نقطه ا شباع
۲- كلاس دقت
۳- نسبت تبديل
۴- ظرفيت ترانس جريان
ترانسفورماتور جريان براي جدا كردن مدار دستگاههاي سنجش وحفاظتي ازشبكه فشار قوي بكاربرده مي شوند واصولا”طوري انتخات ميشوند كه درشرايط عادي واضطراري شبكه بتواند بخوبي كارنمايد جريان ثانويه را براي دستگاه هاي اندازه گيري مغناطيسي تأمين كند. ام

ا مسئله اين است كه هنگام اتصال كوتاه چون جريان اوليه ترانسفورماتور زياد است بالطبع جريان ثانويه نيز زياد خواهد شد ولي بايد ترانسفورماتور جريان طوري عمل كندتا اين جريان زياد نتواند ازوسايل اندازه گيري عبوركرده ودستگاه رابسوزاند يا آن جريان باعث اجراي فرمان غلط به دستگاههاي حفاظتي شده ويا اينكه مانع عمل آنها شود.
ترانسفورماتورجريان طوري ساخته شده كه درجريانهاي زياد اشباع شده ومان

ع ش

ود كه جريان زيادي ازدستگاهها ي اندازه گيري عبوركند ولي براي رله هاي حفاظتي وضعيت فرق مي كند وترانسفورماتور جرياني مورد احتياج است .
CT ازنظر كرها : الف CT كر بالا ، ب CT كرپائين ، ج CT كروسط ، درهرصورت CT هاي كرپايين بيشتر مورد استفاده قرارم گيرد واستقامت بيشتري دارد وعايق بندي آن راحت تر وارزانتر مي باشد.
ودر CT كربالا اشكال اين است كه روغن گرم بالاست وCT زودتر اشباع مي شود چون عايق بندي CT دراثرگرماي زياد ازبين ميرود دركل CT بصورت سري درمدار قرارمي گيرد ودرثانويه ترانسفورماتور جريان به نسبت تبديل ترانسفورماتور كم مي شود وعموما” نسبت تبديل ترانسفورماتورهاي جريان درموقعيكه اوليه ترانسفورماتور جريان تحت تانسيون است بايستي دقت كرد كه مدار ثانويه ترانسفورماتور (CT) بسته باشد اگرثانويه ترانسفورماتوربازباشد منفجرخواهد شد ودرهنگام كاركردن درموقع محاسبه ترانسفورماتور جريان ثانويه آن را اتصال كوتاه مي كنند.

ترانسفورماتورهاي جريان به دوگروه تقسيم مي شوند:
۱- ترانسفورماتورهاي اندازه گيري .
۲- ترانسفورماتورهاي جرياني كه براي حفاظت بكارميروند.

۱- ترانسفورماتور هايي كه براي اندازه گيري بكاربرده مي شوند :
به ازاء جريان معيني اشباع ميشوند بدين ترتيب كه معمولا” جريان نامي آمپرمترها ۵ آمپر است آمپر مترهايي كه جريان مداررانشان ميدهند اگر جريان بيش از جريان نامي آمپرمتر ازآن عبورنمايد باعث سوختن مي شود . اين حالت وقتي اتفاق مي افتد كه بر اثر اتصالي شديد جريان ثانويه كوران نمايد وازحد نرمال تجاوز كند كه باعث سوختن آن مي شود . اگرترانسفورماتور جريان به ازاء هرجريان اوليه درثانويه آن جريان ازيك مقدار ثابتي تجاوزنكند ازآن مي توان براي اندازه گيري جريان مدار استفاده كرد. اين ترانسفورماتورها طوري طراحي ميكنند كه دراثر عبورجريان نامي دستگاه اندازه گيري به اشباع مي روند واندكسيون اين ترانسفورماتورها از ۱۰۰/۰۶۰S گوس تجاوز نمي كند.

۲- ترانسفورماتورهاي جرياني كه براي حفاظت بكاربرده ميشوند:

اين نوع ترانسفورماتور جريان بايستي درجريان بالا نسبت به ترانسفورماتور جريان نوع اول اشباع شود اگر درجريان پائين اشباع شود نمي توان ازآن براي حفاظت استفاده نمود چون درزمان اتصالي جريان زيادي ازترانسفورماتورجريان عبور مي نمايد كه نسبت تبديل ترانسفورماتور درثانويه آن جريان القاء مي گردد اگراين ترانسفورماتور درجريانهاي پايين اشباع شود نميتوان تمام جريان اتصال رادرثانويه القاء نمايد. نتيجه مي گيريم كه براي حفاظت از ترانسفورماتورهايي كه بتوان توسط آن حداكثرجريان اتصالي رادرثانويه القاء نمود تاسيستم حفاظتي كارش را بخوبي انجام دهد.