چه مواردی باید در انتخاب ترانسفورماتور جریان برای مدار ترانسفورماتور ایستگاه ۱۰ کیلوولت مورد توجه قرار گیرد

تجربه عملی یک مهندس برق در زمینه
توسط جیمز، ۱۰ سال تجربه در صنعت برق

سلام به همه، من جیمز هستم و ۱۰ سال است که در صنعت برق مشغول به کار هستم.

از شرکت در طراحی زیرگذرها و انتخاب تجهیزات تا مسئولیت راه‌اندازی سیستم‌های حفاظت و خودکارسازی پروژه‌های کامل، یکی از مهم‌ترین دستگاه‌هایی که در کارم استفاده می‌کنم، ترانسفورماتور جریان (CT) است.

اخیراً یک دوست که به تازگی آغاز کرده بود، از من پرسید:

“هنگام انتخاب ترانسفورماتور جریان برای مدارهای ترانسفورماتور ایستگاه ۱۰kV چه نکاتی باید مورد توجه قرار گیرد؟”

سوال عالی! بسیاری فکر می‌کنند انتخاب CT فقط با نسبت جریان اسمی مرتبط است — اما برای تطبیق واقعی با نیازهای یک مدار، باید چندین عامل را در نظر بگیرید.

امروز، براساس تجربیات دست‌یافتنی در چند سال گذشته، با شما به زبان ساده می‌خواهم درباره نکات کلیدی انتخاب CT‌ها برای مدارهای ترانسفورماتور ایستگاه ۱۰kV، معنای هر پارامتر و چگونگی انتخاب صحیح صحبت کنم.

بدون اصطلاحات پیچیده، بدون استانداردهای بی‌پایان — فقط دانش عملی که می‌توانید در زندگی واقعی استفاده کنید.

۱. چرا انتخاب دقیق CT‌ها برای مدارهای ترانسفورماتور ایستگاه مهم است؟

اگرچه ترانسفورماتور ایستگاه اصلی ترانسفورماتور قدرت نیست، نقش مهمی در تأمین برق داخلی یک زیرگذر دارد — از جمله برق کنترل، روشنایی، برق نگهداری و سیستم‌های UPS.

اگر ترانسفورماتور ایستگاه خراب شود یا حفاظتش اشتباه کند، ممکن است منجر به:

• از دست دادن برق کنترل؛

• sistm DC از دست دادن توان شارژ؛

• خاموشی کل زیرگذر.

و چون ترانسفورماتور جریان مولفه اصلی برای حفاظت و اندازه‌گیری است، انتخاب آن مستقیماً تأثیرگذار بر این است که حفاظت قابل اعتماد باشد و اندازه‌گیری‌ها دقیق باشند.

بنابراین، انتخاب CT صحیح = امنیت + قابلیت اطمینان + اقتصادی بودن.

۲. شش نکته کلیدی در انتخاب CT‌ها برای مدارهای ترانسفورماتور ایستگاه ۱۰kV

براساس ۱۰ سال تجربه میدانی و عملیات پروژه‌ای، شش مورد مهم‌ترین ملاحظات را اینجا ذکر می‌کنم:

نکته ۱: جریان اسمی اولیه و ثانویه

هدف: اطمینان از عملکرد طبیعی CT و تأمین نیازهای حساسیت حفاظت.

این پارامتر اساسی‌ترین و مهم‌ترین پارامتر است.

ترکیبات رایج:

• جریان اولیه: ۵۰A، ۷۵A، ۱۰۰A، ۱۵۰A (بسته به ظرفیت ترانسفورماتور ایستگاه)

• جریان ثانویه: ۵A یا ۰.۵A (بیشتر دستگاه‌های حفاظت مدرن از ۰.۵A استفاده می‌کنند)

پیشنهاد من:

• معمولاً جریان اولیه را ۱.۲~۱.۵ برابر جریان اسمی ترانسفورماتور ایستگاه انتخاب کنید؛

• برای حفاظت‌های مبتنی بر میکروپروسسور، خروجی ۰.۵A را ترجیح دهید تا بار ثانویه کاهش یابد؛

• اجتناب کنید از انتخاب رتبه بالا — در غیر این صورت دقت در جریان‌های پایین ضعیف می‌شود و عملکرد حفاظت تحت تأثیر قرار می‌گیرد.

نکته ۲: کلاس دقت مطابق با کاربرد

هدف: اطمینان از دریافت سیگنال‌های دقیق توسط توابع مختلف (مانند حفاظت، اندازه‌گیری، اندازه‌گیری).

کاربردهای مختلف نیاز به سطوح دقت متفاوت دارند.

کلاس‌های رایج:

• پیچک اندازه‌گیری: کلاس ۰.۵

• پیچک اندازه‌گیری: کلاس ۰.۲S

• پیچک حفاظت: ۵P10، ۵P20، ۱۰P10 و غیره.

تجربه من:

• مدارهای ترانسفورماتور ایستگاه معمولاً نیاز به اندازه‌گیری با دقت بالا ندارند مگر اینکه پرداخت وجود داشته باشد؛

• پیچک‌های حفاظت باید خطی بودن را در حالت کوتاه‌مداری حفظ کنند؛

• CT‌های چندپیچکی انعطاف‌پذیری بیشتری ارائه می‌دهند و توصیه می‌شوند.

نکته ۳: ظرفیت خروجی اسمی (مقدار VA)

هدف: اطمینان از توانایی CT در محرک کردن دستگاه‌های اندازه‌گیری یا حفاظت متصل شده.

نداشتن ظرفیت کافی می‌تواند منجر به کاهش ولتاژ و تأثیر بر دقت اندازه‌گیری یا عملکرد حفاظت شود.

فرمول محاسبه:

بار کل = مقاومت سیم + مقاومت ورودی دستگاه/دستگاه حفاظت

پیشنهاد من:

• معمولاً بین ۱۰~۳۰ VA انتخاب کنید؛

• دستگاه‌های حفاظت مبتنی بر میکروپروسسور مصرف انرژی کمتری دارند — ظرفیت کمتر قابل قبول است؛

• اگر سیم ثانویه طولانی باشد (به عنوان مثال، بیش از ۵۰ متر)، ظرفیت را به طور مناسب افزایش دهید؛

• باور نکنید به انتخاب ظرفیت بالا — از اشباع هسته پرهیز کنید.

نکته ۴: بررسی پایداری حرارتی و پویا

هدف: اطمینان از تحمل CT از جریان کوتاه‌مداری بدون آسیب.

در سیستم‌های ۱۰kV، جریان‌های کوتاه‌مداری می‌توانند به هزاران آمپر برسند.

چگونه انجام دهید:

• بررسی جریان کوتاه‌مداری ماکسیمم (Ik)؛

• تایید جریان پایداری حرارتی (It) و جریان پایداری پویا (Idyn) CT؛

• معمولاً It ≥ Ik (برای ۱ ثانیه)، Idyn ≥ ۲.۵ × Ik

مورد واقعی: یک بار CT من پس از کوتاه‌مداری منفجر شد — مشخص شد که جریان پایداری پویا نیازهای سیستم را برآورده نمی‌کرد. جایگزینی با CT با رتبه بالاتر مشکل را حل کرد.

نکته ۵: روش نصب و نوع ساختار

هدف: اطمینان از راحتی نصب و نگهداری CT و تناسب با فضای موجود.

CT‌های رایج شامل:

• نوع هسته‌ای (معمولاً در کلیدزنی)

• نوع ستونی (مناسب برای استفاده در بیرون از ساختمان)

• نوع بوش (اغلب در ترانسفورماتورها استفاده می‌شود)

پیشنهاد من:

• در کلیدزنی ۱۰kV، CT‌های نوع هسته‌ای رایج‌ترین هستند؛

• اطمینان حاصل کنید قطر سیم رسانه با قطر سوراخ هسته مطابقت دارد؛

• برای فضاهای محدود، CT‌های تقسیم‌پذیر را برای نصب و خلع آسان‌تر در نظر بگیرید؛

• در محیط‌های مرطوب یا فرسایشی، مدل‌های مقاوم در برابر رطوبت یا فرسایش را انتخاب کنید.

نکته ۶: قطبیت و روش اتصال

هدف: اطمینان از جهت صحیح سیگنال به رله‌های حفاظت و دستگاه‌ها و جلوگیری از اشتباه در قضاوت.

قطبیت اشتباه می‌تواند منجر به:

• عملکرد اشتباه یا عدم عملکرد حفاظت؛

• قضاوت اشتباه در جهت جریان توان؛

• آگاهی‌دهی اشتباه در حفاظت دیفرانسیل.

تجربه من:

• تمام CT‌ها باید دارای انتهای قطبی (P1، P2) باشند؛

• به طور مداوم از اتصال قطبی کاهشی استفاده کنید؛

• همیشه پس از نصب یا نگهداری یک تست قطبیت انجام دهید؛

• از یک تست‌کننده قطبیت اختصاصی یا روش DC برای تأیید استفاده کنید.

۳. نکات عملی دیگر

علاوه بر شش نکته کلیدی فوق، چند نکته مهم دیگر:

پیکربندی چندپیچکی:

• پیچک‌های جداگانه برای حفاظت، اندازه‌گیری و اندازه‌گیری برای جلوگیری از تداخل؛

• پیچک‌های اضافه برای توسعه آینده رزرو کنید.

ویژگی‌های تحریک:

• به ویژه برای پیچک‌های حفاظت، ویژگی‌های تحریک خوب عملکرد حفاظت را بهبود می‌بخشد؛

• اگر امکان دارد، یک تست منحنی تحریک انجام دهید تا عملکرد هسته را تأیید کنید.

مرجع انتخاب نمونه برای ترانسفورماتور ۵۰kVA

۴. پیشنهادات نهایی من

به عنوان کسی با ۱۰ سال تجربه میدانی، می‌خواهم به تمامی متخصصان یادآوری کنم:

“فقط به شماره مدل نگاه نکنید — همیشه مدار واقعی، تنظیمات حفاظت و محیط نصب را در نظر بگیرید هنگام انتخاب یک CT.”

به ویژه در مدارهای ترانسفورماتور ایستگاه ۱۰kV که به نظر "ساده" می‌رسند، انتخاب نادرست معمولاً منجر به پیامدهای جدی می‌شود.

پیشنهادات من برای نقش‌های مختلف:

برای کارکنان نگهداری:

• یاد بگیرید چگونه اطلاعات روی صفحه CT را بخوانید؛

• معنا