مقدمه
از آنجايي كه دامنه جريانهاي عبوري از شبكه برق قدرت بسيار بالا ميباشد، لذا استفاده از ترانسفورماتورهاي جريان جهت كاهش دامنه جريان در سطح قابل قبول براي تجهيزات حفاظتي و اندازه- گيري امري ضروري محسوب ميگردد.با توجه به اهميت اندازهگيري دقيق جريان و اينكه ترانسفورماتورهاي جريان اين وظيفه مهم را در شبكه بر عهده دارند، لذا نگهداري و تعميرات آنها داراي اولويت بالايي ميباشد.
اصول عملکرد ترانسفورماتور جریان (CT)
چون جریان خطوط زیاد می باشد و نمی توان مستقیما آن را اندازه گرفت با استفاده از این دستگاه از جریان نمونه برداری میکنند. این دستگاه به صورت سری در مدار قرار می گیرد.
همچنین برای ایزوله شدن شبکه های فشار قوی از سیتم های اندازه گیری و حفاظت از این وسیله استفاده می شود.
انواع تستهای الكتريكي ترانسفورماتور جریان
- نسبت تبديل
در اين تست نسبت تبديل ترانسفورماتور جريان و به عبارت ديگر ميزان خطاي دامنه بدست مي آيد.
با استفاده از دستگاه تزريق جريان، درصدي از جريـان نـامي آن در فركانس نامي شبكه به ترمينالهاي اوليه ترانسفورماتور جريـان تزريـق ميگردد. سپس مقدار جريان در اوليه و ثانويه در هسته مورد تست، قرائت و ثبت ميگردد. نسبت تبـديل با استفاده از نسبت جريان اوليه به جريان ثانويه بدست مي آيد. اندازه گيري نسـبت تبـديل در مرحلـه راه اندازي پست، براي تمامي تپهاي مورد استفاده در تمامي هسته ها انجام ميگيرد در غير اينصورت فقـط در تپ تحت بهره برداري اين آزمايش انجام ميشود. ضمنا پيشنهاد ميشود كه اين آزمـايش در شـرايطي انجام شود كه سيم پيچ ثانويه هسته تحت تست، اتصال كوتاه شده است.
مقدار خطاي مجاز تست نسبت تبديل براي هسـته هـاي انـدازه گيـري و حفـاظتي ترانسـفورماتورهاي جريان در جدول زیر آورده شده است
| كلاس دقت | مقدار خطاي مجاز بر حسب درصد |
| 0.2 | 1.35 |
| 5PR , 5P | 2 |
| 0.5 | 1.75 |
| 10PR , 10P | 4 |
| TPX | 2 |
| TPY | 3 |
| TPZ | 3 |
- تست مقاومت عايقي
در اين تست، مقاومت عايقي سيمپيچ اوليه و سيم پيچهاي ثانويه نسبت به سيستم زمين و نسبت به همديگر به منظور بررسي وضعيت عايقي ترانسفورماتور جريان اندازه گيري ميشود.براي اندازه گيري مقاومت عايقي بين سيمپيچ اوليه و زمين، پراب مثبت دستگاه تست مقاومت عايقي به سيم پيچ اوليه و پراب منفي آن به سيستم زمين متصل ميگردد. سيم پيچهاي ثانويه به يكديگر متصل شده و به گارد دستگاه مقاومت عايقي وصل شوند. ضمنا در صورتي كه گارد با پراب منفي دستگاه تست هم پتانسيل باشد، نيازي به جدا كردن اتصال سيم پيچ ثانويه از بردن وجود ندارد. در اين آزمايش، سپس با اعمال ولتاژ، بايستي مقاومت عايقي در ثانيه 15ام و ام 60ثبت گردد. توصيه مي شود كه سطح ولتاژ اعمالي براي انجام اين آزمايش، بر اساس توصيه سازنده باشد. در صورت عدم ارائه آن توسط سازنده ترانسفورماتور جريان، ميتوان از مقادير جدول زير استفاده نمود
| محل تست | سطح ولتاژ اعمالي جهت تست (KV) |
| عايق سيم پيچ اوليه و زمين | 2.5 تا 5 |
| عايق بين سيم پيچ هاي اوليه و ثانويه | 1 تا 2.5 |
| عايق بين سيم پيچ هاي ثانويه از هسته هاي مجزا | 0.5 تا 1 |
| عايق بين سيم پيچ هاي ثانويه و زمين | 0.5 تا 1 |
ترجيحا تست بايد در دماي 20 درجه سلسيوس انجام شود تا نيازي به اعمال ضريب تصحيح دما نداشته باشد؛ يا اينكه در دماي مشابه با تست قبلي انجام گردد تا مقايسه نتايج با تست قبلي به سادگي امكان پذير باشد. در غير اينصورت بايستي مقدار مقاومت عايقي در دماي 20 درجه سانتيگراد محاسبه گردد كه ضريب تصحيح مربوطه در جدول زير آورده شده است.
با استفاده از رابطه زير، مقدار مقاومت عايقي در دماي 20درجه سانتيگراد بدست مي آيد.
R’=R*α
که در آن:
‘R : مقاومت عايقي در دماي 20درجه سانتيگراد
R : مقاومت عايقي اندازه گیری شده
α : ضريب تصحيح دما بدست آمده از جدول فوق ميباشد
- تست پلاريته
در اين تست صحت سربندي ترمينالهاي ثانويه ترانسفورماتور جريان مشخص ميشود.
ترمينال سيم پيچ اوليه در ترانسفورماتورهاي جريان را با P1و P2و ترمينالهاي سيم پـيچ ثانويـه را بـا S1و S2مشخص ميكنند. طبق قرارداد اگر جريان اوليه به ترمينال P1وارد شود، آنگاه جريـان ثانويـه ازترمينال S1خارج ميشود. تست پلاريته در مرحله راه اندازي پست بايـد در بيشـترين تـپ و در تمـامي هسته ها انجام گردد. البته در صورت تعيين تپ تحت بهره برداري، اين آزمايش در آن تپ انجام ميشـود. بدين منظور قطب مثبت گالوانومتر به ترمينال S1و قطب منفي گالوانومتر به ترمينال S2متصل ميگـردد. سپس قطب مثبت منبع ولتاژ DCنظير باتري به ترمينال P1و قطب منفي آن به ترمينال) P2به صـورت لحظهاي( وصل ميگردد. در لحظه اعمال ولتاژ DCبا دامنه تا 12 6ولت بايد انحراف ناگهاني در جهـت مثبت در گالوانومتر ايجاد گردد. دامنه ولتاژ انحرافي در محدوده چند ميلي ولت است. لازم به ذكـر اسـت روش تعيين خودكار پلاريته توسط دستگاه تست پيشرفته (مثلا با اندازهگيري اختلاف فاز بين جريانهاي اوليه و ثانويه) نيز مورد قبول است
- تست بردن
مسير در اين تست ميزان بردن (بار مصرفي) مدار بدست مي آيد كه شامل مقاومت كابل مسير و آمپدانس رله ها و دستگاه هاي اندازه گيري متصل به ثانويه ترانسفورماتور جريان است. بردن ميتواند بر حسب اهم يا ولت آمپر بيان شود.
در اين تست بايد مدار ثانويه از ترمينالهاي ترانسفورماتور جريان ايزوله شود و سپس جريان نامي ثانويه ترانسفورماتور جريان1 ) ،2يا 5 آمپر( به مدار خروجي آن تزريق ميگردد. با استفاده از ولتمتر، مقدار ولتاژ دو سر مدار از محل ترانسفورماتور جريان اندازه گيري شده و مقدار بردن بر حسب ولت آمپر، از ضرب ولتاژ اندازه گيري شده در جريان تزريقي محاسبه ميگردد
اين آزمايش معمولا بصورت تكفاز انجام ميشود، بنابراين در ترانسفورماتورهاي جريان با هسته اندازه گيري در صورتي كه بردن اندازه گيري شده بيش از مقدار بردن نامي ترانسفورماتور جريان باشد، لازم است بردن سيم نول متصل به مدار ثانويه ترانسفورماتور جريان حذف گردد. براي اين منظور اگر بردن اندازه گيري شده بيش از مقدار نامي بدست آيد، ميتوان هنگام انجام آزمايش، دو انتهاي سيم نول را به زمين وصل نمود
- تست منحني اشباع
در اين تست منحني اشباع ترانسفورماتور جريان تعيين شده و بر اساس آن ولتاژ زانوي اشباع بدست مي آيد كه با مقدار ارائه شده توسط سازنده مقايسه ميگردد.در اين تست ولتاژ اعمالي به سمت ثانويه ترانسفورماتور جريان از صفر ولت به تدريج افزايش يافته و مقادير ولتاژ و جريان ثبت ميگردد. در هنگام تست، نبايد ولتاژ اعمالي كاهش يابد و بايد فقط به صورت افزايشي باشد. طبق تعريف استاندارد ،IECنقطه زانوي اشباع جايي است كه با افزايش 10درصد ولتاژ، مقدار جريان عبوري از مدار به ميزان 50درصد افزايش يابد. لازم به ذكر است كه قبل از انجام تست بايد شار پسماند حذف شود. يكي از روشهاي مورد استفاده براي اين منظور به اين صورت است كه ابتدا ولتاژ سينوسي اعمالي به ثانويه ترانسفورماتور جريان به تدريج تا كمي بيشتر از ولتاژ زانوي اشباع افزايش مييابد. در مرحله بعد، ولتاژ منبع به تدريج تا مقدار صفر كاهش مي يابد تا شار پسماند از بين برود
- تست مقاومت اهمي سيم پيچ ثانويه
در اين تست مقدار مقاومت DCسيمپيچ ثانويه ترانسفورماتور جريان بر حسب اهم بدست مي آيد.به منظور اندازهگيري مقاومت اهمي سيمپيچ، جريان DCحدود يك آمپري به سيم پيچ ترانسفورماتورجريان اعمال ميگردد. مدتي بايد صبر كرد تا ولتاژ دو سر مدار به مقدار نهايي خود برسد. سپس ولتاژ دو سر سيمپيچ و جريان عبوري ثبت شده و از تقسيم ولتاژ بر جريان، مقاومت اهمي سيم پيچ بدست مي اید
- تست تانژانت دلتا
در اين تست مقدار ضريب تلفات عايقي ترانسفورماتور جريان بدست مي آيد.
براي انجام اين آزمون بايد ترانسفورماتور جريان را بي برق نموده و مطابق با مراحل زير به انجام تست اقدام نمود:
ابتدا بايد از خشك بودن سطح بيروني مقرههاي ترانسفورماتور جريان اطمينان حاصل نمود. لذا با استفاده از دستمال خشك، مقرههاي ترانسفورماتور جريان تميز ميگردد. لازم به ذكر است اين تست نبايد در هواي نمناك با رطوبت بالا انجام گيرد.
پراب فشار قوي دستگاه تانژانت دلتا به هادي اوليه ترانسفورماتور جريان و پرابفشار ضعيف به ترمينال تست ترانسفورماتور جريان متصل ميگردد. دستگاه تانژانت دلتا در حالت UST قرارداده ميشود و گارد دستگاه تست به بدنه ترانسفورماتور جريان متصل ميشود. اين تست با اعمال ولتاژ 10كيلوولت انجام ميگردد. در اين حالت نيازي به جدا كردن اتصال ترمينال اوليه ترانسفورماتور جريان با ساير تجهيزات شبكه نميباشد.
در صورت عدم وجود ترمينال تست در ترانسفورماتور جريان پراب فشار قوي دستگاه تانژانت دلتا به هادي اوليه ترانسفورماتور جريان و پراب فشار ضعيف به بدنه زمين شده ترانسفورماتور جريان متصل ميگردد. دستگاه تانژانت دلتا در حالت GSTقرارداده ميشود و نيازي به استفاده از سيم گارد نميباشد. در اين حالت لازم است اتصال ترمينال اوليه ترانسفورماتور جريان از ساير تجهيزات شبكه جدا گردد.
توصيه ميگردد براي بررسي دقيق تر عايق، تست را در يك پنجم ولتاژ تست اصلي ( 2کیلو ولت) نيز انجام داد.
تستهاي تكميلي شامل موارد ذيل هستند:
: “FDS” Frequency Domain Spectroscopy
در اين تست پاسخ فركانسي سيستم عايقي ترانسفورماتور جريان بدسـت مـي آيـد كـه شاخصي از كليت وضعيت سيستم عايقي بويژه رطوبت موجود در آن ميباشد
: Partial Discharge (PD)
تخليه جزئي : در اين تست ميزان تخله جزئي ترانسفورماتور جريان بدست مي آيد كه شاخصـي از وضعيت سيستم عايقي ميباشد
Dissolved Gas Analysis و اندازه گيري رطوبت روغن:
در اين تست وضعيت روغـن عـايقي در ترانسـفورماتور جريان بدست مي آيد. در صورتي كه مقدار تانژانت دلتا يا ميزان رشد آن بيش از حد مجاز باشد، اسـتفاده از اين تست توصيه ميشود.
تست اندازه گيري خطاي فاز:
در اين تست خطاي فاز ترانسفورماتور جريان بدست مي آيد.
منابع
- ANSI/NETA MTS-2015, “Standard for Maintenance Testing Specifications forElectrical Power Distribution Equipment and Systems”, 2015.
- ANSI/NETA MTS-2011, “APPENDIX B FREQUENCY OF MAINTENANCETESTS: an excerpt from the ANSI/ NETA Standard for Maintenance TestingSpecifications for Electrical Power Equipment and Systems”, 2011.
- Facilities Instructions, Standards, and Techniques Volume 4-1B, “MaintenanceScheduling for Electrical Equipment”, March, 2015.
- “Electrical Power Equipment Maintenance and Testing”, Second Edition, Paul Gill.
- شركت توانير – معاونت هماهنگي انتقال- دفتر فني و نظارت شبكه انتقال – دستورالعمل سرويس، نگهداري و تعميرات دورهاي ترانسفورماتورهاي جريان
