د ترانسفورمر د ډیفرنس پراټیکشن

ترانسفورماتوری دیفرانسیل حفاظت

ترانسفورماتورها از جمله اجزای کلیدی در سیستم‌های برق هستند. به عنوان دستگاه‌های استاتیک، کاملاً بسته و معمولاً غوطه‌ور در روغن، خرابی‌های آن‌ها نسبتاً نادر است. با این حال، حتی یک خرابی نادر نیز می‌تواند پیامدهای شدیدی برای ترانسفورماتور قدرت داشته باشد. بنابراین، محافظت از ترانسفورماتورهای قدرت در برابر خرابی‌های بالقوه از اهمیت بسیار بالایی برخوردار است.

خرابی‌های ترانسفورماتورها به دو نوع اصلی تقسیم‌بندی می‌شوند: خرابی‌های خارجی و خرابی‌های داخلی. خرابی‌های خارجی توسط سیستم رله خارج از ترانسفورماتور به سرعت پاک می‌شوند تا هیچ زیانی به ترانسفورماتور از طریق این خرابی‌ها وارد نشود. برای خرابی‌های داخلی در این نوع ترانسفورماتور، از سیستم حفاظت دیفرانسیل استفاده می‌شود.

سیستم‌های حفاظت دیفرانسیل عمدتاً برای محافظت در برابر خرابی‌های فاز به فاز و فاز به زمین استفاده می‌شوند. حفاظت دیفرانسیل برای ترانسفورماتورهای قدرت بر اساس اصل جریان دورانی مرز-پرایز استوار است. این حفاظت معمولاً به ترانسفورماتورهای با ظرفیت بیش از 2 MVA اعمال می‌شود.

اتصال برای حفاظت دیفرانسیل ترانسفورماتور

ترانسفورماتورهای قدرت در یک طرف ستاره‌ای و در طرف دیگر دلتا متصل هستند. ترانسفورماتورهای جریان (CTs) در طرف ستاره‌ای متصل، دلتا متصل هستند، در حالی که آنهایی در طرف دلتا متصل، ستاره‌ای متصل هستند. نوتروال‌های هر دو اتصال ستاره‌ای ترانسفورماتور جریان و ترانسفورماتور قدرت به زمین متصل هستند.

یک سیم پیچ محدودکننده بین بادی‌های ثانویه ترانسفورماتورهای جریان متصل می‌شود. این سیم پیچ محدودکننده حساسیت سیستم را تنظیم می‌کند. سیم پیچ عملکردی بین نقطه تاپ‌گیری سیم پیچ محدودکننده و نقطه ستاره‌ای بادی‌های ثانویه ترانسفورماتور جریان قرار دارد.

عملکرد سیستم حفاظت دیفرانسیل

در شرایط عادی، سیم پیچ عملکردی جریانی ندارد زیرا جریان‌های دو طرف ترانسفورماتور قدرت متعادل هستند. با این حال، هنگامی که یک خرابی داخلی در پیچ‌های ترانسفورماتور قدرت رخ می‌دهد، این تعادل مختل می‌شود. در نتیجه، سیم‌پیچ‌های دیفرانسیل رеле جریانی را که تفاوت جریان بین دو طرف ترانسفورماتور را نشان می‌دهد، حمل می‌کنند. به عنوان نتیجه، رеле مداربرهای اصلی دو طرف ترانسفورماتور قدرت را قطع می‌کند.

مشکلات سیستم حفاظت دیفرانسیل

هنگامی که یک ترانسفورماتور تغذیه می‌شود، یک جریان موقتی ورودی مغناطیسی از آن می‌گذرد. این جریان می‌تواند 10 برابر جریان کامل بار باشد و با گذشت زمان کاهش می‌یابد. این جریان مغناطیسی در پیچ اولیه ترانسفورماتور قدرت می‌گذرد و اختلافی در خروجی ترانسفورماتورهای جریان ایجاد می‌کند. این امر می‌تواند باعث عملکرد نادرست حفاظت دیفرانسیل ترانسفورماتور شود.

برای حل این مشکل، یک فیوز ضربه‌ای روی سیم پیچ رله قرار می‌گیرد. این فیوز‌ها از نوع محدوده زمانی با خصوصیات معکوس هستند و در مدت کوتاه افزایش موقتی جریان عمل نمی‌کنند. هنگامی که یک خرابی رخ می‌دهد، فیوز‌ها منفجر می‌شوند و اجازه می‌دهند تا جریان خرابی از طریق سیم‌پیچ‌های رله عبور کند و سیستم حفاظت را فعال کند. این مشکل نیز می‌تواند با استفاده از یک رله با خصوصیات معکوس و حداقل معین به جای یک رله نوع فوری کاهش یابد.