یکی از بخش‌های مهم در سیستم‌های برق صنعتی، اندازه‌گیری ولتاژ، جریان و فرکانس برق تولیدی یا مصرفی در تابلوها و تجهیزات می‌باشد. این مورد سبب اطمینان از صحت عملکرد تابلو برق و تجهیزات پایین دستی تابلو برق می‌شود. در این مقاله قصد داریم به بررسی تجهیزی بپردازیم که برای اندازه گیری جریان تابلو برق به کار می‌رود. با ما همراه باشید.
ترانس CT چیست؟
در تمامی خطوط اعم از تولید، توزیع و انتقال مقدار جریان‌ها متفاوت است. این جریان می‌تواند از چند آمپر تا چند هزار آمپر باشد. آنچه حائز اهمیت است؛ امکان اندازه‌گیری، نظارت و کنترل این جریان است. از طرفی جریان بسیار بالا متناظر با ولتاژ بسیار بالاست و این بدان معنی است که امکان اندازه‌گیری مستقیم میسر نیست. پس باید تجهیزی وجود داشته باشد که بر اساس آن بتوان به‌صورت غیر مستقیم این اندازه‌گیری را انجام و بر روی شبکه نظارت داشت. اینجاست که ترانسفورماتور جریان CT وارد عمل می‌شود. همان‌گونه که از نام این تجهیز پیداست؛ ترانس CT نقش تبدیل جریان و جداسازی الکتریکی به منظور اندازه گیری جریان را ایفا می‌کند. این تجهیز جریان را از مقدار زیاد به مقدار کم تقلیل می‌دهد و باعث گسیل جریان از طریق خطوط انتقال می‌شود که این مورد توسط آمپرمتر قابل کنترل است.
ترانس جریان، دارای نسبت تبدیل است که بر اساس آن می‌توانند میزان جریان را از چند هزار آمپر به یک خروجی استاندارد با نسبتی معلوم کاهش دهند. این نسبت برای مثال می‌تواند 100 به 5، 500 به 5 و.. باشد که به این معنا است که در صورت اندازه‌گیری جریانی به میزان 100 آمپر، سیگنالی 5 آمپری برای آمپرمتر ارسال می‌کند. دقت کنید که ترانس CT یک تجهیز مکمل است به این معنا که شما برای اندازه‌گیری جریان یک هادی در شبکه لازم است این تجهیز را در کنار تجهیزی مانند آمپرمتر آنالوگ یا دیجیتال داشته باشید تا بتوانید مقدار سنجش شده را بخوانید. این ترانس‌ها بر اساس میزان جریانشان در همه جا کاربرد دارند. از تابلوهای ابزار دقیق گرفته تا خطوط تولید در نیروگاه. اکثر ترانسفورماتور جریان CT مورد استفاده در صنایع از دسته ترانسفورماتورهای مغناطیسی ساده هسته آهن هستند.
هر ترانس CT مانند دیگر ترانس‌ها دارای سه بخش است؛ سیم پیچ اولیه، سیم پیچ ثانویه و هسته فلزی. سیم پیچ اولیه دارای تعداد سیم پیچیده شده کمتر اما با ضخامت زیاد بوده و در سمت مقابل، سیم پیچ ثانویه با تعداد سیم پیچیده شده بیشتر اما با ضخامت کمتر می‌باشد. از نظر ساختار نیز سیم پیچ اولیه به صورت سری در مدار اولیه نصب می‌شود و سیم پیچ ثانویه به صورت سری با دستگاه و سیم پیچ جریان رله وصل می‌شود تا حلقه بسته‌ای شکل گیرد. هسته ترانس نیز معمولاً از فولاد سیلیکونی با لمینیت ساخته شده است.
مطابق شکل بالا، برای نصب یک ترانس CT لازم است تا هادی را که معمولاً سیم، کابل یا تسمه مسی تک فاز یا یکی از سه فاز است را از داخل هسته آهنی CT عبور دهید. مطابق با قانون شار جریان، گذر جریان از داخل سیم موجب القای مغناطیسی و درنتیجه تشکیل جریان در سیم پیچ اولیه می‌گردد. در ادامه براساس تعداد سیم پیچی که در طرف ثانویه وجود دارد؛ میزان جریان انتقالی کاهش یافته و مطابق با نسبت تبدیل درج شده بر روی پلاک ترانس می‌شود.
کاربرد ترانس CT چیست؟
باتوجه به توضیحات قبل می توان گفت که ترانسفورماتور جریان CT به طور عمده برای دو منظور به کار برده می‌شود:
- استفاده از ترانس CT برای اندازه‌گیری جریان که به صورت برخط اطلاعات شبکه برق یا فاز تابلو را به دستگاه های اندازه گیری ارائه می نماید. در این حالت ترانسفورماتور جریان نقش تبدیل جریان به میزان بسیار پایین و جداساز الکتریکی را بازی می کند.
- استفاده از ترانس جریان برای حفاظت که در این صورت جریان خطای شبکه را برای حفاظت از رله و سایر دستگاه ها در شرایط خطا، اطلاع می‌دهد. در این حالت به ترانس جریان، ترانس جریان محافظ نیز می‌گوییم.
نحوه سیم بندی CT
به طور کل برای نصب یک CT ، سیم پیچ اولیه باید به صورت سری وارد مدار شده و سیم پیچ ثانویه نیز باید به همه بارهای دستگاه متصل شود. فرم سیم کشی ترانس جریان به فرم اتصال بین ترانس جریان و ابزار اندازه گیری یا رله محافظ بستگی دارد. روش سیم کشی ترانس جریان با توجه به نیاز عملیاتی بار متصل به تابلو برق یا شبکه تعیین می‌گردد. به طور متداول سه روش سیم کشی برای ترانس جریان داریم:
تک فاز
اگر بار به صورت مشخص و متوازن بر روی هر سه فاز سیستمی سه فاز وجود داشته باشد؛ می توان از جریان یک فاز برای بازتاب جریان هر سه فاز استفاده کرد که عمدتا برای اندازه گیری مدارها استفاده می شود.
ستاره
چنانچه سیستم سه فاز شما دارای جریان بسیار بزرگی است؛ به منظور حفاظت از اتصال کوتاه سه فاز و دو فاز در مدار، می توانید از این روش استفاده کنید.
ستاره سه فاز
استفاده از سه ترانسفورماتور جریان یکسان برای هر سه فاز . با توجه به حضور بار نامتعادل در سیستم، هر فاز جریان خاص به خود را دارد. اگر بار نامتعادل باشد؛ در اینصورت در خط مشترک نیز جریان داریم. در این حالت نمی توانید خط مشترک را قطع کنید؛ زیرا در این صورت خطای اندازه گیری خواهید داشت.
طریقه نصب ترانس CT در تابلو برق
نحوه نصب ترانس CT بر اساس نحوه سیم بندی که در بالا به آن اشاره کردیم؛ وابسته به تعداد فازها و تعادل یا عدم تعادل بارهاست. با فرض اینکه بخواهید اطلاع از هر سه فاز داشته باشیم و بارها هم لزوماً متعادل نباشد؛ می‌توانید بر اساس سیم بندی زیر عمل نمایید. در نمونه زیر فرض شده است که در نهایت می‌خواهیم خروجی‌های CT را به یک آمپرمتر سه فاز دیجیتالی متصل کنیم.
برای اتصال کافی است کابل، تسمه یا شینه مسی را از داخل CT ها رد کنیم. در بالای هر CT دو یا 4 پیچ وجود دارد که در مدل 4 پیچ هر دو 2 پیچ بخ یکدیگر متصل‌اند. یک پایه L و یک پایه K نام دارد. متناسب با نقشه ترمینال‌های آمپرمتر، هرکدام از این دو پایه‌ها را به ترمینال متناظرشان در آمپرمتر متصل می‌کنیم. یعنی پایه L و K مربوط به فاز S را به ترمینال مربوط به فاز S آمپرمتر متصل می‌کنیم و الی آخر. در نهایت آمپر متر را روشن کرده و تنظیمات لازم را لحاظ می‌کنیم. همچنین لازم است سیم ارت را نیز به هر کدام از پایه‌های CT متصل کنیم.
نکات فنی نصب ترانس CT که باید به آنها توجه کنید
دو نکته مهم برای نصب و استفاده از ترانس CT وجود دارد که حتما باید به آن توجه کنید:
- بخاطر داشته باشید که حتماً در هنگام نصب CT باید سیم ارت را متصل کنید. عدم اتصال ارت می توان منجر به خطا در اندازه گیری و نمایش آن شود.
- نسبت تبدیل ترانس شما باید متناظر با نسبت تبدیل در نظر گرفته شده در آمپرمتر شما باشد و چنانچه در تنظیمات آمپرمتر یا در سخت افزار آمپرمتر نسبت تبدیل شما موجود نباشد؛ خروجی نمایش داده شده کاملاً نادرست و با خطا خواهد بود.
سخن پایانی
در این مقاله به معرفی تجهیز اندازه گیری جریان موسوم به ترانسفورماتور جریان CT پرداختیم. شما می توانید برای راهنمایی در نصب، تهیه و راه اندازی این تجهیز از همکاران ما در برق و انرژی تماس حاصل نمائید. انرژی در دستان تو!
نظرات کاربران