http://construction.tabriz.ir/Uploads/40/cms/user/File/47/nashryeh/121-150/Code408-1Farfinal.pdf
http://construction.tabriz.ir/Uploads/40/cms/user/File/47/nashryeh/121-150/Code408-2Far.pdf
http://kbc.ir/files/voltage%20transformer1.pdf
در یک پست فشار قوی جهت اندازه گیری و در دست داشتن مقدار ولتاژ پست به منظور استفاده در سیستم های کنترل و اندازه گیری و همچنین سیستم های حفاظتی ضروری است که بااستفاده از ترانسفورماتور های ولتاژ ، مقدار ولتاژ واقعی پست را به حد خیلی زیادی کاهش داد تا بتوان آنرا در مدارهای کنترل و حفاظت و اندازه گیری استفاده نمود .
بنابراین وظایف اصلی ترانسهای ولتاژ عبارت خواهند بود :
- تبدیل ولتاژ از مقداری معمولا زیاد ، به مقداری قابل استفاده در رله ها و تجهیزات .
- مجزا نمودن مدار اندازه گیری از ولتاژ بالا .
- فراهم کردن امکان استفاده نمودن رله ها و تجهیزات در چند مقدار نامی جریان و ولتاژ .
ترانسهای ولتاژ به دو صورت طراحی و ساخته می شوند که عبارتند از :
ترانسفورماتور ولتاژ مغناطیسی (اندوکتیو ) : PT
در این نوع ترانس ها ، ولتاژ نامی اولیه مستقیما به ولتاژ مورد نیاز در ثانویه تبدیل می شود . در این نوع ترانس ، ولتاژ اولیه از مدار اصلی پست گرفته شده و سیم پیچ اولیه بوسیله کاغذ آغشته به روغن از ثانویه و هسته آن مجزا می باشد . فضای خالی بین اولیه و ثانویه بوسیله روغن پر می شود . این نوع ترانسفورماتور های ولتاژ برای ولتاژهای تا 145 کیلو وات اقتصادی بوده و کاربرد دارد . و در ولتاژهای بالا ، خیلی گران تمام می شود اما از دقت بالایی برخوردار هستند .
بر خلاف ترانسفورماتور های جریان ، ترانسفورماتورهای ولتاژ دارای یک ثانویه می باشند که سرهای مختلف از آن بیرون آمده است .
در ولتاژهای پائین نوع عایق ترانسفورماتور هوا و یا رزین می باشد . و برای ولتاژهای بالا نوع عایق ترانسفورماتور روغن می باشد . و اساسا شبیه ترانسفور ماتور قدرت می باشد که خروجی آن بجای KVA بر حسب VA می باشد .
ترانسفورماتور ولتاژ خازنی (کاپاسیتیو) : CVT
در این نوع ترانسها که معمولا در ولتاژهای بالا اقتصادی تر بوده و کاربرد بیشتری دارد ، ابتدا ولتاژ اولیه بااستفاده از تعداد زیادی خازن که از نوع کاغذ یا هادی آلومینیوم می باشد و بطور سری به یکدیگر متصل شده اند به مقدار قابل ملاحظه أی کاهش یافته و سپس بااستفاده از یک ترانسفورماتور ولتاژ کوچکتر ، ولتاژ دلخواه بدست می‌آید .
ترانسفورماتور ولتاژ مذکور در داخل تانک پر از روغن که در پایین ترانسفورماتور ولتاژ اصلی قرار دارد جا داده می شود .
بنابراین ترانسفورماتور های ولتاژ از نوع خازنی ، از یک مقسم خازنی و یک ترانس ولتاژ مغناطیسی تشکیل می گردد .
حفاظت ترانسفورماتور ولتاژ :
برخلاف ترانس های جریان ، در ترانس های ولتاژ چنانچه بیش از یک سیم پیچ ثانویه داشته باشیم هسته آنها از یکدیگر مستقل نبوده و تمام پارامترها در واقع به کل جریان ثانویه بستگی دارد . بنابراین مدارهای حفاظتی و اندازه گیری ،نمی توانند بطور مستقل از یکدیگر به ترانس های ولتاژ متصل شوند . لذا تمام وسایل باید بصورت موازی وصل گردند . تا همه آنها ولتاژ ثانویه را بطور کامل دریافت دارند . یک ترانسفورماتور ولتاژ هرگز نباید باسیم پیچ ثانویه اتصال کوتاه کارکند و سیم پیچهای ثانویه در صورتی که اتصال مثلث باشد و به هیچ دستگاهی وصل نیستند باید همیشه باز باشند و در صورتیکه اتصال ستاره باشد که عمدتا همین طور می باشند ،زمین کردن مدار ثانویه در یک نقطه الزامی می باشد . ترانسفورماتورهای ولتاژ اغلب توسط فیوزهای ثانویه یا کلیدهای مینیاتوری که حتی الامکان نزدیک ترانسفورماتور می باشد محافظت می گردند .
محل نصب ترانسفورماتور ولتاژ :
ترانسهای ولتاژ نیز مانند ترانس های جریان بطور کلی برای اندازه گیری کمیت های باس بار ، فیدرهای مختلف از قبیل ترانس ، خط کابل ، نوترال ترانس ، فیدرهای کوپلاژ و جدا کننده باس بارها مورد نیاز می باشند . بنابراین در یک پست فشار قوی معمولا ترانسهای ولتاژ در خروجی هر فیدر و در بعضی از پست ها که ضرورت ایجاد کند بر روی باس بارها مورد استفاده قرار می‌گیرند . از ترانس ولتاژ جهت سنکرو نیز اسیون دو طرف کلید در موقع وصل آن نیز استفاده می گردد .
پارامترهای اساسی در انتخاب ترانسفورماترهای ولتاژ:
الف ) ولتاژ اولیه :
ولتاژ سیم پیچ اولیه ترانسفورماتور ولتاژ بستگی به سطح ولتاژی دارد که می خواهیم ترانس را در آن نصب کنیم . ولتاژهای اولیه ترانسفورماتورهای ولتاژ استاندارد شده نمی باشد ولی بطور معمول دارای مقادیر 20 و 63 و 132 و 230 و 400 کیلو ولت می باشد .
ب) ولتاژ نامی ثانویه :
طبق استاندارد IEC186 ولتاژ نامی ثانویه برای کشورهای اروپایی 110 V و یا 100V و در موارد خاص 200V توصیه گردیده در کشورهای آمریکائی و کانادا از مقادیر V (250 و 120 و 115) استفاده می شود . و در ایران نیز عمدتا ولتاژ ثانویه متداول می باشد .
ج ) نسبت تبدیل :
نسبت ولتاژ نامی اولیه به ولتاژ نامی ثانویه ترانسفورماتور را نسبت تبدیل می گویند . نسبت تبدیل در ترانسفورماتور های تکفاز که بین فاز و زمین متصل می گردند .
بشکل (برای ثانویه 100 ولت ) می باشد و در صورتی که ترانس ولتاژ به ثانویه که بااتصال مثلث باز نیز مجهز باشد متصل شود این نمایش بصورت تغییر می کنند .
د )ضریب ولتاژ : (Rated Voltage Factor)
مقادیر استاندارد ضریب ولتاژ به نحوه زمین شدن سیستم بستگی دارد . ضریب ولتاژ نامی ترانسفورماتورهای ولتاژ که مطابق بااستاندارد IEC186 می باشد ، 2/1 برای حالت دائم 5/1 برای مدت زمان استمرار s 30 و 9/1 برای مدت زمان استمرار 8h خواهد بود .
ه) کلاس دقت (خطای تبدیل ) :
کلاس دقت یک ترانسفورماتور ولتاژ برای ولتاژ اولیه مشخص در صد انحراف ولتاژ ثانویه از مقدار اسمی اش می باشد و بر حسب در صد از رابطه زیر بدست می آید :
: در صد خطای ولتاژ
:نسبت تبدیل نامی ترانس
: ولتاژ اولیه
: ولتاژ ثانویه
خطای ولتاژ در صورتیکه ولتاژ حقیقی ثانویه از مقدار اسمی اش بیشتر باشد مثبت خواهد بود . طبق استاندارد IEC186 مشخصات کلاس های دقت مختلف مطابق جدول (1) می باشد .
|
کلاس دقت |
برای بارهای % بارنامی |
حدود ولتاژ % |
خطانسبت تبدیل % |
خطای فاز(دقیقه) |
کاربرد |
|
1/0 |
25 تا100 |
80 تا120 |
1/0 |
5 |
ازمایشگاهها |
|
2/0 |
25 تا100 |
80 تا120 |
2/0 |
10 |
اندازه گیریهای دقیق |
|
5/0 |
25 تا100 |
80 تا120 |
5/0 |
20 |
اندازه گیریهای نرمال |
|
1 |
25 تا100 |
80 تا120 |
1 |
40 - |
اندازه گیری های صنعتی |
|
3P |
25 تا100 |
80 تا120 |
3 |
- |
ابزار دقیق |
|
3P |
25 تا100 |
5 تا |
3 |
120 |
حفاظت |
|
6P |
25 تا100 |
5 تا |
6 |
240 |
حفاظت |
جدول (1)
و ) شرایط محیطی :
طبق استاندارد IEC 186 مقادیر مجاز افزایش درجه حرارت نسبت به محیط نرمال برای سیم پیچی ترانس ولتاژ روغنی تعیین شده است . اما چنانچه درجه حرارت محیط از شرایط نرمال بیشتر شود از مقدار مزبور به همان مقدار کسر می گردد . در صورتیکه ارتفاع محل نصب نیز از 1000 m بیشتر باشد و ترانسفورماتور در محلی آزمایش گردد که ارتفاع آن کمتر از 1000 m باشد بایستی به ازاء هر 100m افزایش محل نسبت به 1000 m معادل 4% از میزان افزایش درجه حرارت برای ترانس های روغن کسر گردد . این مقدار برای ترانس های خشک 5% می باشد .
ز) قدرت نامی و ظرفیت خروجی :
قدرت خروجی نامی قدرتی است که ترانسفور ماتور ولتاژ می تواند باولتاژ نامی ثانویه و بادقت مشخص تغذیه نماید . به عبارت دیگر ، قدرت خروجی برابر است باحاصلضرب جریان نامی ثانویه و ولتاژی که دو سر ترمینال های ثانویه وجود دارد . ظرفیت خروجی طبق استاندارد IEC 186 ،از میان مقادیر : VA (500ـ 400 ـ 300 ـ 200 ـ 150 ـ 100 ـ70 ـ 50 ـ 30 ـ25 -15 ـ 10) انتخاب خواهد شد . همانطوریکه از جدول (1-9 ) دیده می شود افت مورد نظر در صورتی حاصل می شود که بارهای متصل به ترانسفورماتور محدود به 25% تا 100 % ظرفیت خروجی باشد . اما باتوجه به اینکه امروزه وسایل اندازه گیری مدرن بامصرف بسیار کم به بازار عرضه شده‌اند پیشنهاد می گردد در ظرفیت نامی ترانس حداکثر معادل 5/1 برابر بار واقعی که به آن متصل می‌گردد انتخاب شود .
ل ) استقامت عایقی الکتریکی :
از نظر سطوح عایقی ، استقامت الکتریکی ترانسفورماتور های ولتاژ مشابه بااغلب تجهیزات فشار قوی خواهد بود .
م ) زاویه خطا:
زاویه خطای ترانسفورماتور ولتاژ ،جابجایی فاز ولتاژ ثانویه نسبت به ولتاژ اولیه است .
