ترانسفورماتورهای اندازه گیری

ترانسفورماتور‌های ابزار دقیق (instrument transformers) یا ترانسفورماتور‌های اندازه‌گیری با هدف اندازه‌گیری ولتاژ و جریان در سیستم‌ها و حفاظت و کنترل سیستم‌های قدرت طراحی شده اند. از لحاظ ساختاری ترانسفورماتور‌های ابزار دقیق دارای دو نوع ترانسفورماتور‌های جریان (current transformers) یا CT و ترانسفورماتور‌های ولتاژ (voltage transformers) یا VT هستند.

در تاسیسات الکتریکی در ولتاژ های بالاتر از 400 ولت و آمپراژ های بالا به طور مستقیم، به ابزار‌های اندازه‌گیری با هزینه های بالا و بسیار حجیم نیاز خواهد بود. در برخی از حالت‌ها این روش اندازه‌گیری به طور کلی غیر ممکن است. اتصال ابزار اندازه‌گیری به طور مستقیم به مدار ولتاژ زیاد، سبب ایجاد شوک الکتریکی می شود.در نتیجه در این مولقع از ترانس های ولتاژ و جریان اندازه گیری به عنوان واسط استفاده می شود .

ترانسفورماتور‌های اندازه‌گیری سبب افزایش دامنه اندازه‌گیری برای ابزارهای اندازه گیری می شوند و سبب ایزوله شدن آن‌ها از مدار‌های ولتاژ بالا می شوند.

ترانسفورماتور جریان

ترانسفورماتور جریان (current transformer) یا CT مانند هر نوع دیگر ترانسفورماتور دارای یک هسته (core) و دو سیم پیچ اولیه و ثانویه (primary/secondary coil) است. این ترانسفورماتور، جریان بسیار زیاد در مدار قدرت را به مقدار مناسبی برای اندازه‌گیری با یک آمپرمتر معمولی تبدیل می‌کند.

سیم پیچ اولیه ترانسفورماتور جریان با مدار قدرت به صورت سری متصل می شود. به منظور کاهش تلفات توان و افت ولتاژ، سیم پیچ اولیه دارای یک یا چند دور سیم قطور است. سیم پیچ ثانویه شامل تعداد دور زیاد از سیم باریک است که انتهای آن‌ها مستقیم به آمپرمتر یا مدار‌های جریان دیگر وصل می‌شود.

ترانس جریان

ترانسفورماتور ولتاژ

ترانسفورماتور ولتاژ (voltage transformer) یا VT برای کاهش ولتاژ در تأسیسات الکتریکی به اندازه‌هایی که برای اندازه‌گیری، مناسب باشند به کار می‌روند.

ترانس ولتاژ

اشباع ترانس جریان:

ترانسفورماتورهاي جريان به منظور جداسازی مدار دستگاه هاي سنجش و حفاظتي از شبكه فشار قوي مورد استفاده قرار می گیرند معمولا این ترانس ها به گونه ای انتخاب مي شوند كه کارکرد بسیار خوبی در شرايط عادي و اضطراري شبكه داشته باشند و بتوانند جريان ثانويه لازم را براي دستگاههاي اندازه گيري و حفاظتی فراهم کنند اما درهنگام اتصال كوتاه چون جريان اوليه ترانسفورماتور زياد است در نتیجه جريان ثانويه نيز زياد خواهد شد ولي بايد ترانسفورماتور جريان به گونه ای عمل کند که اين جريان زياد نتواند ازدستگاههاي اندازه گيري عبور كرده و سبب سوختن دستگاه شود . علاوه بر آن كه اين جريان نبايد سبب فرمان غلط به دستگاههاي حفاظتي شده و يا اينكه از عملکرد آنها جلوگیری کند در واقع بايد ترانسفورماتورهاي جريان طوري ساخته شود كه در جريانهاي زياد اشباع شده و مانع شود جريان زيادي از دستگاههاي اندازه گيري عبور كند ولي براي رله هاي حفاظتي وضعيت تفاوتی ندارد و از ترانسفورماتور جرياني استفاده می شود كه درجريانهاي زياد اشباع شده و جريان زياد را برای عبور از رله های حفاظتی محدود کند . مشخصه مغناطيسي يا تحريك C.T متناسب با جنس هسته تعداد حلقه هاي سيم پيچي و سطح مقطع و طول هسته است. با درنظر گرفتن جنس هسته مقدار چگالي فلو با توجه به تغييرات نيروي تحريك دچار تغییر می شود و منحني های مختلفی به دست می آید. اگر جنس هسته ازنوع آهن نيكل دار انتخاب شود در برابر جريان حساس است و اگر از نوع a انتخاب شود تا ده برابر و براي b تا 15 برابر جريان ثانويه حساس و بعد از آن اشباع شده و اجازه نمي دهد نقطه kp كه آن را مقطع شروع اشباع knee point مي گويند به ازای افزايش 50% جريان تحريك ولتاژ تنها 15% افزايش مي يابد . از نقطه kp به بعد نسبت تبديل C.T مشخص نیست و جريان ثانويه تقريباً ثابت است و فقط کمی افزايش خواهد داشت. بنابراين نقطه kp در انتخاب ترانسفورماتور جريان پارامتر مهمي است وحتماً بايدمورد توجه قرار گیرد .