اصفهان - خیابان طیب - خیابان میرداماد
۳۲۲۳۰۶۹۰ ۰۳۱ - ۳۲۲۰۰۳۵۷ ۰۳۱
ترانس جریان چیست؟
ترانسفورماتور جریان یا CT نوعی ترانس جریان ابزار دقیق است که برای تبدیل جریان زیاد به جریان کم (معمولاً معادل ۵ آمپر) می‌باشد. ترانس جریان را می‌توان نوعی سنسور جریان هم نامید که فقط قادر به تولید جریان متناوب یا AC می‌باشد.
به‌طورکلی ترانس‌های جریان با شار مغناطیس تولید شده، براثر شدت جریان عبوری از سیم، کابل، شینه یا سیم‌پیچ اولیه ترانس جریان به ثانویه یا همان خروجی اعمال می‌شود که عموماً معادل ۵ آمپر می‌باشد.
ترانس‌های جریان استاندارد به‌صورت های مختلفی تولید می‌گردد. خروجی ترانس‌های جریان ولتاژ AC است. توسط مقاومت شنت ولتاژ خروجی در شرایط استاندارد حداکثر ۲۰۰ میلی‌ولت در نمایشگرهای جریان اندازه‌گیری و نمایش داده می‌شود.
انواع ترانس جریان؟
به‌طورکلی سه نوع ترانس جریان داریم که عبارتند از:
۱ – اولیه سیم‌پیچی شده: در این نوع ترانس جریان، سیم‌پیچی اولیه به‌صورت سری با هادی حاملِ جریانِ، در مدار قرار می‌گیرد. اندازه جریان ثانویه به نسبت دورهای ترانس جریان بستگی دارد.
2 – پنجره‌ای یا چنبره‌ای: این نوع ترانس جریان فاقد سیم‌پیچ اولیه بوده و خط برق شبکه از درون آن عبور می‌کند. برخی از این نوع ترانس‌ها هسته بریده بوده که نیازی به قطع مدار برق ندارند و به‌راحتی قابل نصب و تعویض می‌باشد.
۳ – ترانس جریان بار: در این نوع ترانس جریان از سیم، کابل یا شینه به‌عنوان یک دور سیم‌پیچ اولیه استفاده می‌شود. این نوع ترانس‌ها از ولتاژ بالای مدار ایزوله هستند و معمولاً در دستگاهی که جریان از آن می‌گذرد نصب می‌شود.
دارای اشکال متفاوتی می‌باشد که باتوجه‌به شرایط محل نصب و شدت جریان با هم فرق دارند. این نوع ترانس جریان با خروجی‌های ۱ تا ۵ آمپر تولید می‌شود.
ترانس جریان و آمپرمترها با یکدیگر به‌عنوان یک زوج مکمل مورداستفاده قرار می‌گیرند. در این موارد، طراحی ترانس جریان به‌گونه‌ای انجام می‌گردد که حداکثر جریان ثانویه آن متناظر با کل مقیاس آمپرمتر باشد.
البته آمپرمترهای استاندارد و مرغوب به‌صورت آمپرمتر مولتی رنج تولید و عرضه می‌گردد. این نوع آمپرمترها تمامی رنج‌های ترانس جریان یا CT را اندازه‌گیری و نمایش می‌دهد.
رنج‌های استاندارد ترانس‌های جریان:
۵ – ۱۰ – ۱۵ – ۲۰ – ۲۵ – ۳۰ – ۴۰ – ۵۰ – ۶۰ – ۷۵ – ۱۰۰ – ۱۵۰ – ۲۰۰ – ۲۵۰ – ۳۰۰ – ۴۰۰ – ۵۰۰ – ۶۰۰ – ۷۵۰ – ۱۰۰۰ – ۱۵۰۰ – ۲۰۰۰ – ۳۰۰۰ – ۴۰۰۰ – ۵۰۰۰ – ۶۰۰۰ هرکدام از رنج‌های ترانس جریان انتخاب شده به نسبت شدت جریان عبوری در خروجی ۵ آمپر را تولید می‌نماید.
ساختار ترانس جریان:
به‌طورکلی در ترانس‌ها براثر شار مغناطیسی القا شده بین سیم‌پیچ اولیه و ثانویه باعث می‌گردد تا ولتاژی متناسب با تغییرات شار مغناطیس ایجاد گردد. بین ترانس‌های کاهنده یا افزاینده تفاوتی از نظر ساختار وجود ندارد. اما از نظر عملکرد بین ترانس‌های ولتاژ و جریان تفاوت‌هایی وجود دارد.
در ترانس‌های جریان مقدار سیم‌پیچ اولیه در حد یک تا سه دور بیشتر نیست و نسبت سیم‌پیچ اولیه به ثانویه آن خیلی پایین می‌باشد. نسبت سیم‌پیچ اولیه و ثانویه در ترانس‌های جریان با مقدار جریان عبوری آز آن متفاوت است. شدت جریان و ولتاژ خروجی ترانس جریان عموماً ۵ آمپر ثابت می‌باشد.
مقدار نامی ترانسفورماتور جریان:
جریان نامی اغلب ترانس جریان‌های استاندارد در ثانویه ۵ آمپر است و جریان‌های اولیه و ثانویه به‌عنوان یک نسبت، به ۵ آمپر می‌باشد. مثلاً ۱۰۰/۵ (بخوانید صد به پنج) بیان می‌شوند. این بدین معنی است که جریان اولیه ۲۰ برابر بزرگ‌تر از جریان ثانویه آن است؛ بنابراین وقتی جریان ۱۰۰ آمپری از سیم‌پیچ اولیه عبور کند، جریان سیم‌پیچ ثانویه ۵ آمپر خواهد بود.
بر همین اساس، وقتی عنوان می‌شود یک ترانس جریان ۵۰۰/۵ آمپر است، جریان خروجی ثانویه آن ۵ آمپر و جریان اولیه‌اش ۵۰۰ آمپر بوده که جریان اولیه ۱۰۰ برابر جریان ثانویه است. معمولاً ترانس‌های جریان دارای یک خروجی می‌باشد. البته با تعداد خروجی بیشتر هم تولید می‌گردد. این گروه از ترانس جریان‌ها که دارای چند خروجی هستند بیشتر برای مواقع خاصی که بخواهیم از یک مرجع جریان با شرایط یکسان از نظر مقدار خطا و دقت برای چند نمایشگر و حفاظت کننده جریان استفاده نماییم.
آمپرمترهای در ابعاد استاندارد و مولتی رنج با قابلیت اندازه‌گیری و نمایش رنج‌های استاندارد ذکر شده را دارد.
کاربردهای ترانس جریان:
ترانس جریان یا CT کاربردهای متنوعی دارند. مانند انواع ترانسدیوسر جریان و دستگاه‌های اندازه‌گیری ضریب توان، وات‌مترها، وات – ساعت‌مترها، رله‌های حفاظتی، حفاظت کننده‌های جریان، یا آمپرمترها و حفاظت کننده با خروجی‌های ولتاژ و …
هرگز سرهای خروجی ترانس جریان که از آن جریان عبور می‌کند را آزاد نگذارید.
به‌صورت کلی ترانس‌های جریان که قبلاً ذکر شد در مدل‌های مختلف تولید می‌گردد. برخی از آنها دارای سیم‌پیچ اولیه بوده و برخی فاقد سیم‌پیچ اولیه است و همان سیم یا کابل عبوری از داخل ترانس جریان نقش سیم‌پیچ اولیه را ایفا می‌نماید.
همان‌طور که در مطلب قبل بیان کردیم هر ترانس جریان متناسب با جریان انتخاب شده نسبت به ثانویه یا خروجی تفاوت دارد. مثلاً نسبت ترانس جریان ۱۰۰ به ۵ آمپر با ۱۰۰۰ به ۵ آمپر یکسان نیست و هر چه مقدار آمپر ترانس جریان بیشتر گردد نسبت آن به خروجی افزایش می‌یابد.
در واقع ترانس جریان مانند ترانس افزاینده عمل می‌کند و نسبت سیم‌پیچ اولیه و ثانویه هم افزایش می‌یابد. در نتیجه ولتاژ خروجی به نسبت بالا می‌رود و گاهاً ولتاژ خروجی به کیلوولت می‌رسد که باعث ایجاد شوک بالای الکتریکی و آسیب شدید به عایق و پوسته ترانس جریان می‌شود. در اکثر مواقع هسته ترانس به حالت اشباع می‌رود که شدیداً گرم شده و ترانس جریان می‌سوزد.
نحوه انتخاب ترانس جریان CT برای تابلو
مواردی که باید به آن متناسب با نوع کاربرد توجه گردد:
۱ – نوع کاربرد: برحسب اینکه آیا ترانس جریان برای حفاظت استفاده می‌شود یا برای اندازه‌گیری آن را انتخاب نمایید.
۲ – مقدار ولتاژ محل نصب: ترانس جریان باید به‌گونه‌ای انتخاب گردد که از نظر ایزولاسیون بتواند ولتاژ مؤثر فاز محل نصب را تحمل نماید.
۳ – جریان اسمی یا نامی اولیه: جریان نامی یا اسمی اولیه ترانس جریان باید از شدت جریان بیشتر و حتی امکان نزدیک باشد. از مقادیر استاندارد نزدیک به شدت جریان مصرف‌کننده استفاده گردد.
مثال: فرض کنید حداکثر شدت جریان مصرفی ۲۰ آمپر می‌باشد بهتر است ترانس جریان ۳۰ – ۴۰ و یا نهایتاً ۵۰ استفاده شود. در صورت عدم توجه به حدنصاب ذکر شده دقت اندازه‌گیری در نمایشگرهای جریان کمتر می‌گردد و حفاظت کننده‌های جریان حساسیت کمتری خواهد داشت.
۴ – جریان ثانویه ترانس: هنگام خرید ترانس جریان به مقدار جریان ثانویه توجه کنید که متناسب با ورودی نمایشگر جریان یا حفاظت کننده باشد. (جریان ثانویه ۱ – ۲ یا ۵ آمپر است)
۵ – فرکانس ترانس جریان: فرکانس مطابق با فرکانس محل نصب باشد. می‌توان مولد برق یا برق شهر (۵۰ هرتز) انتخاب گردد.
۶ – جریان حرارتی در اتصال کوتاه: شدت جریانی که بتواند ترانس جریان به مدت یک ثانیه تحمل نماید. این جریان را باید بدون آسیب‌دیدن تحمل نماید.
۷ – جریان دینامیکی ترانس جریان: جریان دینامیک به شدت جریانی گفته می‌شود که به هر علتی از حد جریان اولیه ترانس جریان بیشتر گردد را تحمل نماید. حد متعارف و استاندارد ۵/۲ برابر شدت جریان اولیه می‌باشد.
۸ – جریان و بار نامی ترانس جریان: بار ترانس بر اساس مصرف تجهیزات متصل به ترانس جریان و تلفات اهمی آن تعیین می‌گردد. در واقع باید امپدانس بار ترانس با نمایشگر جریان یا دیگر تجهیزات رعایت گردد. به‌عبارت‌دیگر ولت آمپر همان خروجی نامی ترانس برحسب VA یا توان ظاهری دربار نامی و جریان نامی می‌باشد. مقادیر استاندارد شده برای ثانویه یا خروجی عبارت‌اند از ۵/۲ – ۵ – ۱۰ – ۱۵ یا ۳۰ ولت آمپر
۹ – کلاس دقت ترانس یا CL : کلاس دقت یا میزان خطا برحسب درصد از مواردی است که در دقت و اندازه‌گیری جریان اهمیت زیادی دارد و هر چه مقدار آن کمتر باشد دقت بیشتری اندازه‌گیری و حساسیت حفاظت کننده جریان دارد.
کلاس جریان CL استاندارد عبارتند از: ۱/۰ – ۲/۰ – ۵/۰ – ۱ – ۳ درصد