حفاظت الکتریکی(قسمت اول )
فصل چهارم
حفاظت الکتریکی
268 ـ ترانسفورماتر جريان(C.T.)چگونه ترانسفورماتوري است ؟
نظر به اينكه ساخت كليه دستگاه هاي حفاظتي و اندازه گيري به صورت پرايمري به دلائل فني تقريباً غيرممكن و غيراقتصاي مي باشد لذا CT ، جريان شبكه را به مقادير استاندارد 1 يا 5 آمپر كاهش مي دهد تا قابل استفاده در دستگاه هاي حفاظتي و اندازه گيري در مدارات ثانويه گردد.
269 ـ ترانسفورماتور ولتاژ(V.T) چگونه ترانسفورماتوري است ؟
ترانسفورماتور ولتاژ براي پايين آوردن ولتاژ به منظور اندازه گيري و استفاده در سيستمهاي حفاظت و همچنين سنكرونيزاسيون(براي پارالل كردن خطوط وژنراتور با شبكه)به كار مي رود.
270 ـ چرا در ولتاژهاي بالا ترجيح داده ميشود به جاي استفاده ازP.T. از C.V.T استفاده گردد؟
به دو دليل :
الف) به لحاظ اقتصادي(عايق بندي ترانسفورماتور ولتاژ ساده تر مي شود).
ب) امكان بهره گيري از آن براي دستگاه مخابراتي پي ال سي.
271 ـ دستگاه هايC.T. وP.T. ، راكتور، خازن، و برقگير در شبكه به چه صورت بسته ميشوند؟
C.T به طور سري ، P.T.به طور موازي ، راكتور و خازن هم به طور سري و هم به طور موازي و برقگير به طور موازي در مدار قرار داده مي شوند.
272 ـ استفاده از ترانسفورماتور ولتاژ و جريان در پستها به چه منظوري ميباشد؟ براي اندازه گيري كميت هايي چون جريان ، ولتاژ ، ، توان اَكتيو ، توان رِاكتيو و همچنين حفاظت ، مورد استفاده قرار مي گيرند.
273 ـ اگر به هنگام در مدار بودن C.T ، ثانويه آن باز شود، چه اتفاقي ميافتد؟
در صورت بازشدن ثانويه C.T حين كار ، فقط جريان مدار اوليه حضور خواهد داشت و E.M.F يا نيروي الكتروموتوري بزرگي در ثانويه توليد و در ترمينالهاي ثانويه ظاهر خواهد شد و علاوه بر ايجاد خطرت جاني ،انهدام عايقي مدار ثانويه را بدنبال خواهد آورد . به عبارت ساده تر، در شرایط عادی در هر دو سيم پيچ اوليه و ثانويه ، نيروي محركه مغناطيسي ) M.M.F Magneto Motive Force) توليد
مي شود كه برخلاف هم هستند . M.M.F ثانويه قدري كوچكتر از M.M.F اوليه است و در نتيجه برآيند اين دو اندك است و همين برآيند است كه در هسته تولید شار مي كند و اين شار در حالت كار عادي C.T كوچك بوده و ولتاژ كمي در ثانويه بوجود مي آورد . وقتي ثانويه C.T در حال كار باز شود ، M.M.F ثانويه صفر مي شود در حاليكه M.M.F اوليه ثابت باقي مانده است . در نتيجه M.M.F برآيند برابر با M.M.F اوليه خواهد شد كه بسيار بزرگ است . اين M.M.F شار زيادي در هسته C.T ایجاد می کند كه خود باعث به اشباع رفتن آن مي شود . در عين آنكه ولتاژ زيادي در ثانويه ايجاد مي كند، از حد تحمل عايقي آن مي گذرد و مي تواند ترانسفورماتور جريان را منهدم كند . ولتاژ زياد بوجودآمده نيز مي تواند خطرناك باشد . در اين وضعيت جريان هاي فوكو و هيسترزيس نيز زياد شده و ايجاد تلفات حرارتي و سبب آتش گرفتن C.T مي شود . همه اين مسائل اگر موجبات انهدام C.T را فراهم نياورد ، كلا باعث كاهش كيفيت C.T و تغييرنسبت تبديل و افزايش خطاي زاويه مي شود .
274 ـ C.T.هاي حفاظتي و C.T.هاي اندازهگيري چه تفاوت اصولي با هم دارند؟
ترانسفورماتور جريان ، مدا ثانويه رااز مدار اوليه(كه داراي ولتاژ و جريان بالا است) ايزوله مي كند ضمن آنكه از جريان بالاي اوليه مقداري فراهم مي آورد كه اولا قابل اندازه گيري بوده و ثانيا بطور خطي و متناسب با مقدار مدار اوليه می باشد . البته نقش C.T اندازه گير همانند C.Tحفاظتي نيست . يك C.T اندازه گيري فقط در شرايط عادي خط، مقادير متناسب بااوليه را مي سازد و در صورت بروز اتصالي در شبكه ، به اشباع مي رود و با ثابت نگه داشتن جريان در ثانويه ، از سوختن وسائل اندازه گيري جلوگيري مي كند . در حاليكه يك C.T حفاظتي وظيفه دارد در مواقع اتصالي مقدار جريان ثانويه را متناسب با مقدار اوليه به رله منتقل كند . هرگونه قصور C.T حفاظتي باعث مي شود كه عملكرد سلكتيو (انتخابي) رله هاي متوالي ، بدرستي صورت نگيرد . بنابراين بايد CT حفاظتي را به تناسب سيستم حفاظتي انتخاب نمود بنحوي كه به دقت با رله ها منطبق بوده و تواما حفاظت كاملي را بوجود آورد .
275 ـ ضريب حد دقت(A.L.F.) به طورخلاصه چه معني دارد؟
يك ترانسفورماتور جريان طوري طراحي مي شود كه نسبت تبديل آن در محدوده اي از جريان اوليه ثابت باقي بماند. اين محدوده، چندين برابر جريان نامي است. همين چندين برابر، در حقيقت ضريبي است كه حد دقت C.T را بيان ميكند و ضريب حد دقت ناميده مي شود .
276 ـ جريان حد دقت به چه معنا است؟
حاصلضرب ضريب حد دقت در جريان نامي C.T. جريان حددقت رابدست مي دهد و آن جرياني است كه بيشتر از آن، C.T. به اشباع مي رود و خطاي نسبت تبديل به سرعت زياد مي شود مطابق تعريف ، رابطه زير را مي توان نوشت :
(A.L.C)=In .(A.L.F)
در اين رابطه :
جريان حد دقت = (A.L.C.)=ACCURACY LIMIT CURRENT
ضريب حد دقت =(A.L.F.)=ACCURACY LIMIT FACTOR
جريان ايجاد شده در ثانويه در حالت اتصالي عبارت است از :
0 8 =5/400
AMP 7/5 =80/600
278 ـ رابطه A.L.F. و مصرف بسته شده روي C.T. چگونه است؟
مصرف بسته شده روي يك ترانسفورماتور جريان و ضريب حد دقت آن(درآن مصرف)با يكديگر رابطه معكوس دارند :
بطور كلي ،اگر از تاثيرسيم هاي رابط صرف نظر كنيم ، رابطه ضرايب حددقت در دو امپدانس یا بار مصرفي متفاوت را مي توان به صورت نوشت :
در اين رابطه :
(A.L.F.)1: ضرب حددقت در بار Z1
(A.L.F.)2: ضرب حددقت در بار Z2
بنابراين هرچه امپدانس بار بيشترشود ضريب حددقت كاهش پيدامي كند . لذا مي توان فهميد كه اتصالات شل در ثانويه ،چه تاثيرمخربي در به اشباع رفتن ترانسفورماتور جريان خواهد داشت ، زيرا كه اين اتصالات شل ، بر امپدانس مدار ثانويه خواهد افزود.
279 ـ چرا يك سمتC.T را در ثانويه آن زمين ميكنيم؟
جهت جلوگيري از ظهور پتانسيل زياد نسبت به زمين در اثر القاء ولتاژهاي بالاكه درپست وجود دارند ، لازم است كه مدارهاي ثانويه زمين شوند و طبيعي است كه زمين شدن ثانويه ترانسفورماتور جريان فقط بايد در يك نقطه باشد ، اگر چنانچه بيش از يك نقطه زمين شود،جريان هاي اتصالي با زمين و همينطور جريان هاي سرگردان پديد آمه در زمين پست(Stray Currents) بين اين نقاط ، مسير تازه اي خواهند يافت و در مواردي باعث تحريك بي مورد رله خواهند شد .
280 ـ C.Tهاي نوع U, M , H براي چه منظوري به كار ميرود؟
الف)C.T نوع H براي :
1- آمپرمترها و احياناً دستگاه هاي اندازه گيري 2-رله ديستانس
3- حفاظت اوركارنتوياسايررلههاكه براي هر كدام از كور( COREياهسته) جداگانه استفاده مي گردد.
ب) C.Tنوع Mبراي :
1- حفاظت اوركارنت و ارت فالت 2-حفاظت ديفرانسيل
ج) C.T نوع U براي :
1-حفاظت رله هاي اوركارنت و ارت فالت. 2- حفاظت رله ديفرانسيل. 3-براي آمپرمترها و اندازه گيري.
281 ـ ترانسفورماتور جريان از چه قسمتهايي تشكيل شده است و به چه منظوري به كار ميرود؟ ترانسفورماتور جريان به منظور تبديل جريان هاي زياد به مقادير كم و قابل اندازه گيري و هم چنين ايزوله نمودن شبكه فشارقوي با شبكه ضعيف استفاده مي شود و شامل قسمت هاي زير است :
الف)سيم پيچ اوليه ب)سيم پيچ ثانويه ج)هسته د)عايق
282 ـ منظور از قدرت اسمي و كلاس دقت ترانسفورماتور جريان چيست؟مختصراً توضيح دهيد؟
الف) قدرت اسمي:
قدرت اسمي ترانسفورماتور عبارت است از تواني كه در وضعيت نرمال تحویل
می دهد و واحد آن بر حسب ولت آمپر است .
ب)كلاس دقت :
گوياي ميزان خطاي ترانسفورماتور در جريان حد دقت است .
283 ـ چه تستهايي بر روي C.T. انجام ميگيرد؟
1- تست نسبت تبديل 2- تست پلاريته 3- تست نقطه زانويي 4- تست عايقي 5- تست منحني اشباع 6- تست مقاومت داخلي 7- تست فشار قوي
284 ـ منظور از ترانسفورماتورهاي جريان كوربالا(Gore) و كورپايين چيست؟
الف) ترانسفورماتور جريان كور بالا : دراين گونه ترانسفورماتورها ، هسته سيم پيچ ثانويه و اوليه در قسمت بالا و در امتداد تجهيزات شبكه قرار مي گيرند.
ب) ترانسفورماتور جريان كور پايين : در اين گونه ترانسفورماتورها،هسته سيم پيچ ثانويه و اوليه در قسمت پايين قرار مي گيرد.
285 ـ معايب و مزاياي C.T.هاي كور بالا چيست؟
مزاياي يك ترانسفورماتور جريان كور بالا : ميدان الكتريكي يكنواخت ، عدم امكان به اشباع رفتن موضعي هسته،طراحي و ساخت آسان و هزينه كم .
معايت ترانسفورماتوركوربالا : امكان شكستن تحت تاثير نيروهاي ناشي از باد يا زلزله و يا ديگر نيروهاي مكانيكي به علت قرارگرفتن وزن ترانسفورماتور در قسمت فوقاني
286 ـ امپدانس داخلي يكC.T. و يك P.T. چه تفاوتي با هم دارند؟
امپدانس داخلي يك C.T. حدوداً صفر و براي P.T. بسيار زياد است .
اين نوع ترانسفورماتورها هم كار ترانسفورماتور ولتاژ و هم كار ترانسفورماتور جريان را انجام مي دهند و سمبل شماتيك آن به صورت زير است : سمبل شماتيك ترانسفورماتور تركيبي P.C.T.
288 ـ آيا ميتوان ثانويه يك P.T. را اتصال كوتاه نمود؟ در اين صورت چه اتفاقي ميافتد؟
برعكس ترانسفورماتور جريان كه ثانويه براي حالت اتصال كوتاه طراحي مي شود ، طراحي ثانويه ترانسفورماتور ولتاژ براي وضعيت مدار باز(امپدانس بي نهايت)صورت مي گيرد و از آنجا كه در حكم يك منبع ولتاژ است ، در صورت اتصال كوتاه شدن ثانويه،جريان بسيار بزرگي در آن برقرار شده و باعث ذوب سيم پيچ هاي ثانويه و مشتعل شدن ترانسفورماتور ولتاژ خواهد گشت.
289 ـ آيا ميتوان يك رله جرياني را در ثانويه P.T. بست؟ در آن صورت چه اتفاقي خواهد افتاد؟
يك رله جرياني، امپدانس بسيار كوچكي دارد و اتصال آن به ثانويه يك ترانسفورماتور ولتاژ، همانند ايجاد اتصال كوتاه در مدار ثانويه P.T. خواهد بود و اشتعال P.T.را به دنبال خواهد داشت.
290 ـ امپدانس ثانويه يك P.T. كم است يا زياد؟ چرا؟
امپدانس ثانويه يك P.T. بسيار زياد است و همين امپدانس موجب پيدايش ولتاژ مطلوب و مورد نظر در ثانويه P.T.مي شود و آن را بصورت يك منبع ولتاژ ظاهر مي سازد. C.T. عكس اين وضعيت را دارد . يعني امپدانس كمي در ثانويه خود داشته و همين امر موجب سهولت برقراري جريان (به مشابه منبع جريان) مي شود . به همين جهت مصرف كننده متصل شده در ثانويه يك P.T. مي بايد متناسباً امپدانس بالايي داشته باشد درحالي كه امپدانس مصرف كننده متصل شده در ثانويه C.T. مي بايد بسيار كوچك انتخاب شود .
291 ـ اتصاف مثلث باز سه P.T. در مدار سه فاز به چه صورت است؟ آن را ترسيم كنيد؟
اتصال مثلث باز سه ترانسفورماتور ولتاژ(كه روي سه فاز بسته شده اند)، عبارت است از اتصال سري ثانويه هاي آن ها ، به نحوي كه در يك نقطه باز بماند(مطابق شكل زير) و طبيعي است كه ولتاژ مجموع اين سه ولتاژ براي يك شبكه سه فازه متعادل،صفر باشد . در صورت پيدايش نامتعادلي ولتاژ در اين شبكه، اين ولتاژ مجموع يا ولتاژ مثلث باز،صفر نشده و مقداري خواهد يافت كه به ولتاژ نامتعادلي معروف است. بر سر راه اين ولتاژمجموع، يك رله ولتمتريك قرار مي دهند تا اگر مقدار نامتعادلي از حد مورد نظر زيادتر شود، فرمان آلارم يا قطع صادر كند.
292 ـ چرا از مقسم خازني در C.V.T استفاده مي شود؟
در سطوح ولتاژ بالا به دليل آنكه ترانسفورماتور ولتاژ مغناطيسي،بسيار حجيم و سنگين شده و گران تمام مي شود از ترانسفورماتور ولتاژ خازني CVT استفاده مي شود . اساس كار CVT آن است
كه ولتاژ مدار اوليه ، به دو سر تعدادي خازن كاملاً مشابه اعمال مي شود و اندازه گيري ولتاژ در بخش يا درصدي از اين خازنها به عنوان نمونه اي از كل انجام ميگيرد و اين ولتاژ نمونه به دو سر
يك ترانسفورماتور ولتاژ منتقل مي گردد و بقيه موارد كار شبيه يك ترانسفورماتور ولتاژ معمولي خواهد بود .
C1 V1
V3 V2 C2
نسبت ظرفيت خازني كل مجموعه به بخش مورد اندازه گيري :
نسبت ولتاژها در ترانسفورماتور مياني :
و نسبت كل :
K1 معمولاً طوري انتخاب مي شود كه شود . بنابراين در طراحي C.V.T براي سطح ولتاژهاي مختلف ، فقط مقدار C1 تغيير مي كند و براي تمامي سطوح ولتاژي مي توان از يك ترانسفورماتور مياني استاندارد استفاده كرد .
293 ـ مزيت C.V.T نوع J , B نسبت به ترانسفورماتور ولتاژ نظير آن چيست؟
مزيت C.V.T در حجم كمتر و ارزانتر بودن آن است ضمن آنكه از آن مي توان بهعنوانوسيلهايدرمخابرات شبكه قدرت(Power Line Carrier=P.L.C.) نيز استفادهكرد.
294 ـ چه ایرادی براي C.V.T ها ميشناسيد؟
دسته ای از المان هاي مورد استفاده در شبكه فشار قوي كه به طور آشكار يا پنهان ، تركيبي از راكتانس سلفي و راكتانس خازني هستند ، در مقابل بعضي فركانس ها و بسته به شرايط شبكه ، دچار روزنانس و در مواقعي فرورزونانس مي شوند و در مواردي منفجر شده و يا آسيب جدي مي بينند . ترانسفورماتورها ، ژنراتورها و موتورهاي بزرگ در اين دسته قرار مي گيرند .
295ـ C.V.T نوع B و J به چه منظوري استفاده ميشود؟
الف) C.V.T. نوع Bبراي :
1- ولتمترهاي خط 2- حفاظت رله ديستانس
3-دستگاه مخابره نوع پي ال سي با استفاده از صفحات خازني داخل آن.
ب) C.V.T.نوع J براي :
1-ولتمترهاي باس(درصورت موجودبودن) 2-حفاظت رله اور ولتاژ و آندرولتاژ
معناي توان ، مصرف يا بار مي باشد و در مورد C.T ها به عنوان توان خروجيC.T يا ولت آمپر (V.A) آن به كار مي رود . با توجه به اين كه هميشه مصرف از توليد بايد كمتر باشد جواب منفي است . بنابراين از دقت خود خارج خواهد شد .
297 ـ اگر كلاس هاي يك C.T. به صورت زير باشد:
1ـ كلاسدقت كُر يك 5/. ميباشد.
2ـ به ازاي 20 برابر جريان نامي5% خطا داريم.
3ـ C.T فوق داراي دو كُر در ثانويه با جريان 5آمپر مي باشد .
298 ـ ترانسفورماتور جريان كمكي INTERPOSE به چه منظوري بهكار برده ميشود؟
به دو جهت مورد استفاده قرار مي گيرد :
1- ايجاد خروجي بدون جريان مولفه صفر 2- براي اصلاح نسبت تبديلC.T هاي اصلي
299 ـ علت زمين كردن ثانويه ترانسفورماتور ولتاژ را توضيح دهيد؟
به منظور جلوگيري از القاء ولتاژهاي زياد و نيز حفاظت كاركنان، سيمپيچ ثانويه ترانسفورماتور ولتاژ، زمين مي شود. ازطرف ديگر احتمال شكسته شدن عايقبندي(Insulation) بين سيم پيچ هاي اوليه و ثانويه از بين مي رود.
300 ـ يك C.T با نسبت تبديل 1/200 با كلاس دقت 10 P 20 در جريان اتصال كوتاه 4000 آمپر چه جرياني به رله ميدهد؟ Isc=4000A =4000/I2=200 I2=20A
جريان ثانويه در صورت ايده آل بودن C.T.
جريان اوليه-(نسبت تبديل * جريان ثانويه )
C.T.درصد خطاي جريان
جريان اوليه
جريان ثانويه C.T. با در نظر گرفتن خطاي داخلي و كلاس دقت آن،18 آمپر مي باشد .
301 ـ آيا براي كنترل جريان ميتوان در ثانويه C.T. ها فيوز بهكار برد؟
خير ، اگر در ثانويه C.T. ها فيوز به كار رود در هنگام سوختن يا باز شدن فیوز مدار ثانويه باز مي ماند كه براي C.T. خطرناك است .
302 ـ استفاده از ترانسفورماتور نوتر در پستها، چه ضرورتي دارد؟
از آنجايي كه شبكه انتقال نيرو سه سيمه است ، بادر نظر گرفتن آنكه طرف ثانويه ترانسفورماتورهاي قدرت اتصال مثلث مي باشد ، بنابراين در صورت بروز اتصالي فاز به زمين،مسير برگشت جريان به شبكه را نخواهد داشت و اشكال شبكه آشكار نخواهد شد و لذا لازم است كه براي چنين شبكه اي يك نوترال مصنوعي ايجاد كرد . اين كار را مي توان با اتصال سه سيم پيچ مشابه كه به صورت ستاره با هم مرتبط و نقطه صفر آن ها به زمين متصل شده باشد انجام داد ولي اشكال اين طرح در آن است كه در صورت وجود نامتعادلي ولتاژ در سه فاز، نقطه صفر اتصال ستاره ، حاوي ولتاژ خواهد شد . البته مي توان بااضافه كردن سه سيم پيچ كه به صورت مثلث بسته شده باشند ، تعادل را در سيم پيچ هاي ستاره بوجود آودر. اين طرح در برخي موارد بكار گرفته مي شود اما بهتر از آن ،اتصال زيگزاگ است كه به آن ترانسفورماتور نوتر يا بوبين نوتر اتلاق مي شود . حُسن اين اتصال در آن است كه نوترالي با ولتاژ نزديك به صفر فراهم مي آورد ضمن آنكه مي توان امپدانس ساقها را به نحوي محاسبه كرد كه در موقع اتصالي فاز به زمين ، جريان اتصالي از مقدار معيني بيشتر نشود . بنابراين بوبين نوتر بجز آنكه نقطه صفر مصنوعي فراهم مي آورد ، جريان اتصال كوتاه با زمين را هم محدود مي كند ، ضمناً با نصب رله بر سر راه نوترال ، مي توان اتصالي هاي فاز با زمين را تشخيص داد و بر آن ها كنترل داشت .
خير ، از نقطه نوترال تنها هنگامي جريان عبور مي كند كه در نقطه يا نقاطي ديگر از شبكه (قبل از ترانسفورماتور بعدي)اتصال با زمين بوجود آيد و به اين ترتيب مسيربسته جريان با زمين كامل شود .
304 ـ در اتصاليهاي دو فاز (بدون اتصالي با زمين)، آيا از نوترال جرياني ميگذرد؟چرا؟
خير،از نوترال و يا از نقطه صفر ترانسفورماتور نوتر ، زماني جريان عبور مي كند كه نشت يا اتصال با زمين بوجود آمده باشد . اتصالي هاي دو فاز ، سه فاز و بطور كلي اتصالي هاي فازي بدون ارتباط با زمين ، جرياني در زمين نمي ريزند كه از نقطه نوترال به شبكه بازگردد . بايد توجه داشت كه براي برقراري جريان ، همواره بايد مسير بسته شود . نقطه نوترال،يك نقطه از ارتباط شبكه با زمين است . نقطه دوم ، نقطه اتصالي با زمين خواهد بود و در اين صورت است كه جريان از طريق زمين و نوترال به شبكه باز خواهد گشت .
305 ـ اصولاً نسبت رزيستانس و راكتانس در سيمپيچهاي يك ترانسفورماتور زمين چگونه است؟
نسبت راكتانس سلفي(XL) به رزيستانس(R) در بوبين نوتر بسيار بزرگ است (حدوداً97% در مقابل 3%)و بنابراين در محاسبات ، معمولاً بوبين نوتر را راكتانس خالص به حساب مي آورند.
306 ـ در تانك رزيستانس، مقاومت مايع درون آن نسبت به درجه حرارت ايجاد شده در آن چگونه تغيير ميكند؟مقاومت مايع درون تانك رزيستانس را آب مقطر و مقدار بسیار کمی بی کربنات سدیم خالص (Na2 Co3) تشکیل می دهد . خاصیت اين محلول آن است كه با افزايش درجه حرارت ، مقاومت الكتريكي آن كاهش مي يابد و بالعكس . منحني اين تغييرات به صورت شكل زیر خواهد بود .
R
T
307 ـ خاصيت رابطه مقاومت مايع درون تانك رزيستانس با درجه حرارت، چه تأثيري بر جريانهاي نشتي دارد؟
اين خاصيت باعث مي شود كه با عبور جريانهاي نشت به زمين ، مايع درون تانك رزيستانس گرم شده و باكاهش مقاومت ، راه را براي عبور جريان نشتي بازتر و موجب افزايش جريان نشتي شود كه به اين ترتيب حرارت بيشتري توليد مي گردد اين تاثير متقابل جريان و حرارت ، جريان نشتي را با سرعت بيشتري افزايش داده و به حد عملكرد رله حساس به جريان هاي كم زمين (Sensitive Earth Fault) رسانده و باعث قطع خروجي ترانسفورماتور مي شود .
308 ـ چرا تانك رزيستانس بطور سري با نوترال ترانسفورماتور زمين قرار ميگيرد؟
به اين علت تانك رزيستانس با نوترال ترانسفورماتور زمين سري مي شود كه علاوه بر آشكار سازي جريان هاي نشت به زمين،جريان هاي اتصال با زمين را هم محدود نمايد .البته مي توان با افزايش راكتانس ترانسفورماتور نوتر ، اين جريان را محدود نمود اما افزايش راكتانس نوتر ، به همراه راكتانس سلفي ترانسفورماتور قدرت ، مجموعه راكتانس سلفي پست را افزايش داده،خاصيت هارمونيك زايي را زياد خواهد كرد و رله هاي فاقد فيلتر هارمونيك را به اشتباه خواهد انداخت. چنين مشكلي در پست هاي فاقد تانك رزيستانس و بويژه پست هايي كه در آن ها از رلههاي زمان ثابت قديمي استفاده شده است به وفور به چشم مي خورد . اما با كاستن از راكتانس سلفي ترانسفورماتور نوتر(باانتخاب ترانسفورماتور نوتر با جريان بالاتر)و نصب تانك رزيستانس و كنترل رزيستانس آن به نحوي كه امپدانس مجموع اين دو ، يعني جريان اتصال كوتاه با زمين را به مقدار دلخواه محدود مي نمايد و مي توان خاصيت هارمونيك زايي پست را كاهش داد.
309 ـ چرا در زمستان، دماي مايع تانك رزيستانس، در محدوده معيني حفظ ميشود؟
اصولاً لازم است مقاومت مسير زمين (در اتصالي هاي با زمين) در محدوده معيني
(به لحاظ مقدار) قرار گيرد تا جريان اتصالي نيز به تبعيت از آن در محدوده معيني تغيير يابد. اين محدوده جرياني، حدوداً به اندازه جريان نرمال يك فاز ترانسفورماتور است. در زمستان كه هوا بسيار سرد مي شود اولا امكان دارد كه مايع درون تانك يخ ببندد و جداره تانك را بشكند،ثانيا مقاومت آن را افزايش داده و جريان هاي نشتي كم ، توان گرم كردن مايع رانخواهد داشت تا از مقاومت آن كاسته و باعث افزايش جرياني،به حدتحريك رله حساس به جريان هاي كم زمين (Sensitive Earth Fault) برسد . بنابراين لازم است كه مايع تانك با گرم كن يا هيتري كه درون تانك تعبيه شده است هميشه به مقدار معيني گرم نگهداشته شود .
310 ـ آيا مقاومت تانك رزيستانس، در بازديدها و آزمايشات ساليانه ميبايد اندازهگيري شود؟
يكي از مواردي كه در تست ها و بازديدهاي فني ساليانه مي بايد انجام شود (علاوه بر اطمينان از سلامت هيتر و ترموكوپل مربوطه)، اندازه گيري مقاومت مايع و تطبيق آن با مقداري است كه در دماي زمان اندازه گيري، از منحني مربوطه به دست مي آيد.
311 ـ مزاياي زمين كردن شبكه از طريق مقاومت مايع چيست؟
الف) خطرات ايجاد قوس الكتريكي با زمين را به حداقل مي رساند .
ب)جريان اتصال كوتاه كاهش مي يابد بنابراين از اثرات زيان بخش ناشي از جريانهاي اتصالي زياد نظير سوختن هادي ها جلوگيري مي كند .
ج) جريان هاي نشت با زمين را بتدريج افزايش داده ، آشكار مي كند .
د) امپدانس سلفي پست را كاهش مي دهد .
312 ـ سيمپيچ سوم (مثلث) به چه منظور در بعضي از ترانسفورماتورها تعبيه شده است؟
براي از بين بردن نامتعادلي فلوي مغناطيسي در اتصال ستاره و نيز جلوگيري از انتقال جريان مولفه صفر
313 ـ براي فرمان رلههاي حفاظتي در پستها از چه ولتاژي استفاده ميشود؟
از ولتاژهاي 110 و 127ولتD.C استفاده مي شود.
314 ـ انواع كليدها را به لحاظ نحوه قرارگرفتن در مدار جريان نام برده و توضيح دهيد؟
قطع كننده ها بر دو نوعند :
الف)قطع كننده پريمر : در اين قطع كننده سيم پيچ جريان مستقيماً در مدار جريان قرار مي گيرد.
ب) قطع كننده زگوندر : در چنين قطع كننده اي سيم پيچ تحريك مستقيما به مدار جريان دستگاهي كه حفاظت مي شود وصل نمي باشد بلكه به كمك ترانسفورماتور جريان يا ولتاژ با شبكه اصلي مرتبط است .
315 ـ رله را به طور مختصر تعريف كنيد؟
رله اصولاً به دستگاهي گفته مي شود كه در اثر تغيير كميت الكتريكي و يا كميت فيزيكي مشخصي تحريك مي شود و موجب به كارافتادن دستگاه و يا دستگاه هاي الكتريكي مي گردد.
الف)شدت جريان الكتريكی رله آمپرمتريك
ب)ولتاژ الكتريكي رله ولتمتريك
ج)فركانس رله فركانسي
د)قدرت الكتريكي رله واتمتريك
هـ)جهت جريان رله جهتي
و)شدت جريان و ولتاژ رله امپدانسي
317 ـ رلههاي سنجشي، زماني، جهتي، خبردهنده و كمكي را مختصراً توضيح دهيد؟
الف) رله سنجشي : با دقت و حساسيت معيني پس از آنكه توسط يك كميت الكتريكي يا فيزيكي تحريك شد شروع به كار مي كند .
ب) رله زماني : رله اي است كه پس ازتحريك بر اساس زمان تنظيم شده روي آن فرمان صادر مي كند.
ج) رله جهتي : وقتي جريان بوبين آن در جهت تنظيم شده تحريك مي شود شروع به كار مي كند مثلاً براي حفاظت ژنراتور و توربين ها از تنظيم جهتي استفاده مي شودتا از برگشت جريان به آن جلوگيري نمايد.
د) رله خبردهنده : مشخص كننده تغييرات بوجود آمده در مدارات حفاظتي است . به طور مثال كليد قدرتي كه مي بايد قطع شود ، قطع نشده و يا به عللي فرمان قطع به كليد نرسيده و كليد به حالت وصل باقي مانده است .
هـ) رله كمكي : كار اين رله، ارسال فرمان رله اصلي است و از نظر ساختمان قوي و محكم ساخته مي شو تا پيام دريافت شده را به اجرا درآورد .
318 ـ آلارم يعني چه؟ و به چند گروه تقسيم ميشود؟
آلارم ها به دو دسته تقسيم مي گردند :
1-آلارم تريپ(قطع)
2-آلارم غيرتريپ (هشدار دهنده)
هر يك از اين دو آلارم نيز به دو دسته زودگذر و پايدار تقسيم مي شوند . آلارم هاي زودگذر كه با ريست شدن(RESET) برطرف مي شوند و آلارم هاي پايدار مثل عملكرد رله بوخهلتس و يك سري آلارم هاي ديگر ، باقي مي مانند تا رفع عيب به عمل آيد .
319 ـ رلهها بر حسب ساختمان و تكنيك كارشان، به چند نوع تقسيم ميشوند؟ نام ببريد؟ الف)رلهالكترومغناطيسي ب)رلهباآهنرباي دائم(آهنربايي) ج)رله الكترو ديناميكي د) رله اندوكسيوني
هـ)رله حرارتي و) رله كمكي تأخيري ز) رله حفاظتي روغني (رله با تحريك غيرالكتريكي)
320 ـ تنظيم جريان يك رله زمان ثابت، نسبت به جريان نامي فيدر حدوداً چند برابر است؟
تنظيم جريان يك رله زمان ثابت را حدودا ً2/1 برابر جريان نامي فيدر قرار ميدهند تا در صورت اضافه بار يا بروز اتصال كوتاه، فيدر را قطع كند . البته اين رله ها هر دو نوع اضافه بار يا اتصال كوتاه را با تاخير يكسان(زمان تنظيمي روي رله)قطع
مي كنند و اين مورد يكي از اشكالات رله هاي زمان ثابت محسوب مي شود .
321 ـ فاصله زماني بين عملكرد يك رله و رله هماهنگ شده بعدي را چه ميگويند؟
پله زماني و يا Margin . اين فاصله زماني براي آن است كه هر رله فرصت داشته باشد اتصالي بوجود آمده در پيش روي خود را پاك كند و در صورت عدم قطع كليد مربوط به خود رله هماهنگ شده بعدي پس از گذشت زمان تاخيري خود ، كليد مربوطه را قطع نمايد .
322 ـ رله جرياني زمان معكوس چه مزيتي بر رله جرياني زمان ثابت دارد؟
رله جرياني زمان ثابت (Definite-Time) بين اضافه بارها و جريان هاي اتصال كوتاه به لحاظ زمان تاخير در قطع تفاوتي قايل نمي شود . اما رله جرياني زمان معكوس زمان عملكرد خود را معكوس با شدت جريان تنظيم ميكند و لذا جريان هاي اتصال كوتاه شديد را در زماني بسيار كم و اضافه بارها (حداقل135% بار نرمال فيدر) را پس از زماني نسبتا طولاني (چندين ثانيه) قطع مي كند و اين تشخيص ، از مزيت هاي رله جرياني زمان معكوس است كه اجازه نمي دهد جريان هاي شديد براي مدت طولاني ازكابل،بريكر و ترانسفورماتور بگذرد و خسارت عمده وارد كند.
پله زماني بين منحني هاي رله هاي جرياني زمان معكوس كه در يك مدار پشت سرهم و بطور هماهنگ قرار گرفته اند ، حتي براي يك جريان اتصالي مشخص، يكسان نيست و لذا در جريان هاي اتصال كوتاه متفاوت هم ، اين پله هاي زماني تغيير ميكند. البته اين تفاوتها زياد نيست و مشكلي هم بوجود نمي آورد. اين دقت تنظيم گذار است كه منحنيهاي مناسب براي رله هاي پشت سر هم را به درستي انتخاب كند و به هر حال، اين منحني هاي انتخاب شده بايد بگونه اي كنار هم قرار گيرند كه در ضعيف ترين و شديدترين جريان هاي اتصالي ، فاصله هاي زماني هر دو رله پشت سر هم كمتر از حداقل زمان لازم(4/.ثانيه)نشود . در رله هاي ديجيتال جديد كه دقت بيشتري دارند گاهي اين فاصله زماني را تا 3/. ثانيه هم تقليل مي دهند.
استفاده از دو رله جرياني براي دو فاز (فازهاي كناري) ،به جهت صرفه جويي معمول شده است و البته اين وضعيت ، معمولاً در فيدرهاي 20 كيلوولت وسطوح پايين تر مشاهده مي شود و چندان اشكالي را هم در تشخيص فاز مورد اتصالي بوجو دنمي آورد . زيرا، اگر اتصالي در فاز وسط با زمين باشد رله زمين و اگر اتصالي بين فاز وسط و يكي از فازهاي كناري باشد ، رله مربوط به همان فاز كناري عمل كرده و پرچم خواهدانداخت و اپراتور از نوع عملكرد انديكاتور(پرچم)خواهد فهميد كه اتصالي در فاز وسط رخ داده است .
رله نامتعادلي(رله زمين)فقط زماني عمل خواهد كرد كه اتصال بازمين رخ داده باشد. در اتصالي هاي فاز با فاز(دوفاز و يا سه فاز بدون ارتباط با زمين)با تنظيمي كه رله زمين دارد، هيچگاه عملكرد نخواهد داشت مگر آنكه نامتعادلي جريان ها به گونه اي باشد كه از حد تنظيمي رله زمين بگذرد .
تانك رزيستانس باعث مي شود كه جريان نشتي بتدريج زياد شده و به حدي برسد كه رله نوترال را تحريك كند . در پست هاي فاقد تانك رزيستانس جريان نشتي اگر به مقدار كم باشد مقدارآن ثابت مانده و علاوه بر ايجاد تلفات،باعث گرمشدن ترانسفورماتور نوتر ميشود. در اين پست ها براي آشكارنمودن جريان هاي كم اين تمهيد بكار گرفته شده است كه يك رله جرياني با تنظيم پايين كه بر سر راه جريان نوترال قرار گرفته تحريك مي شود و به يك رله تاخير زماني فرمان مي دهد . زمان تاخير اين رله يك دقيقه است و چنانچه ظرف اين مدت نشتي برطرف نشده باشد ، فرمان آلارم مي دهد . اين آلارم براي هوشياركردن اپراتور است كه اگر به فيدر خاصي از لحاظ سابقه جريان نشتي مظنون است ،آن را قطع كند و جريان نشتي از نوترال حذف شده و رله به وضعيت عادي خود برگردد.اگر چنين اقدامي صورت نگيرد و جريان نشتي ادامه پيدا كند ، رله زماني، به يك رله زماني ديگر با تاخير 3 دقيقه فرمان ميدهد و در صورت ادامه داشتن جريان نشتي فرمان قطع به طرف ثانويه ترانسفورماتور صادر مي شود .به اين مجموعه، رله دو مرحلهاي گفته ميشود . پيش از بكارگيري اين طرح در اينگونه پست ها از يك نوع رله مجهز استفاده ميشد كه همه فيدرهاي خروجي را زير نظر داشت وجريان نشتي آنها را مي سنجيد و اين سنجش را به صورت چرخشي انجام مي داد و در صورت احساس وجود جريان نشتي در هر يك از آنها فرمان قطع آن فيدر راصادر ميكرد . اما اين رله ها به دلايلي ازمدار خارج شده اند .
327 ـ آيا ميتوانيم مدار رله R.E.F. را يك مدار ديفرانسيالي و يا تفاضلي به حساب آوريم؟
رله R.E.F عبارت است ازيك رله جرياني حساس ، كه بر سر راه دو جريان قرار گرفته است :
يك جريان از نوترال ترانسفورماتور مي آيد و جريان ديگر باقيمانده جريان هاي سه فاز فيدر ترانس است. اين باقيمانده در حقيقت عبارت است از جريان رزيجوال(Residual) سه فاز فيدر ترانس . از آنجا كه رلهR.E.F اتصال به زمين كابل يا باسبار خروجي از ترانسفورماتور تا فيدر ترانس را مي بيند ، بنابراين در حالت نرمال نه جريان رزيجوال وجود دارد و نه جريان برگشتي از نوترال و لذا رله نيزبدون عمل خواهد بود . اما در صورت بروز اتصال زمين درمحدوده نوترال تا فيدر ترانس مربوطه،از نوترال جرياني عبور خواهد كرد ، در حالي كه جريان رزيجوال فيدر ترانس ناچيز بوده و تفاوت اين دوموجب عملكردR.E.F خواهد شد. با توجه به شكل زیر چنانچه اتصالي بعد از فيدر ترانس رخ داده باشد ، R.E.F. عملكرد نخواهد داشت زيرا كه جريان رزيجوال و جريان نوترال با هم برابر بوده و مازادي نخواهند داشت تا باعث تحريك R.E.F. شود .
|
rr |
ترانس قدرت 20/63
CT I.
3I. 3I.
In=3I. REF
Earth
328 ـ زمان عملكرد رلهD.E.F. تأخيري است يا لحظهاي؟
زمان عملكرد رله R.E.F نبايد تاخيري باشد و فلسفه قراردادن اين رله براي محدوده باس يا كابل بعد از ترانسفورماتور آن است كه اتصالي هاي رخداده در محدوده نزديك ترانسفورماتور قدرت را كه مي تواند بسيار شدي باشد ، بلافاصله و بدون فوت وقت قطع كند تا ترانسفورماتور و همينطور كابل يا باسبار متصل به ترانسفورماتور آسيب كمتري ببيند. توضيح آنكه اتصالي هاي واقع در محدوده عملكرد رله R.E.F به دليل كم بودن امپدانس مسير، از شدت بيشتري برخوردار خواهد بود و دليلي براي تاخير در قطع وجود نخواهدداشت.
329 ـ زماني كه رله R.E.F. عمل ميكند، آيا فقط طرف ثانويه ترانسفورماتور را باز ميكند. چرا؟
خير ، با عملكرد رله R.E.F هر دو طرف ترانسفورماتور قطع مي شود زيرا كه كابل يا باسبار متصل به ترانسفورماتور قدرت بدون واسطه بريكر به آن متصل شده است و قطع فيدر ترانس به تنهايي براي رفع اتصالي از ترانسفورماتور بي فايده خواهد بود
330 ـ عملكرد رله بوخهلتس سريع است يا كند، توضيح دهيد؟
ظاهراً بنظر مي رسد كه عكس العمل رله بوخهلتس در برابر مشكلات داخلي ترانسفورماتور از قبيل اتصال حلقه يا اتصال سيم پيچ به بدنه و يا توليد گاز(به هر علت كه باشد)، كُند باشد اما چنين نيست و عملكرد رله بوخهلتس در اين موارد سرعتي حدود عملكرد رله ديفرانسيل را دارد و لذا در بعضي از كشورها،حفاظت اصلي ترانسفورماتور قدرت به شمار مي آيد.
331 ـ چرا مدار فرمان وصل ترانسفورماتور ،پس از صدور فرمان قطع از طرف رله بوخهلتس، بلوكه ميشود؟ عملكرد رله بوخهلتس غالباً خبر از بروز اشكال عمده در ترانسفورماتور مي دهد ، به جز موارديكه در اثر تبخير رطوبت موجود در روغن ترانسفورماتور ،آلارم يا فرمان قطع از جانب بوخهلتس صادر شود، در بقيه موارد مبين مساله اي حاد در ترانسفورماتور خواهد بود و بنابراين تا بررسي عيب و مشخص شدن آن ، اجازه نخواهيم داشت ترانسفورماتور را برقدار كنيم . عملكرد رله بوخهلتس، در بسياري از طرح ها، رله قفل شدگي (Blocking) را تحريك كرده و از اين طريق فرمان وصل ترانسفورماتور قفل مي شود تا پس از بررسي و رفع قفل شدگي توسط متخصص يا اپراتور،ترانسفورماتور اجازه وصل يابد.
بله، معمولاً چنين اتفاقي مي افتد. زيرا كه باز يا بسته شدن دريچه هاي روغن، با ضربه همراه بوده و در روغن ترانسفورماتور و هواي بالاي محفظه روغن ايجاد موج نموده،گاهاً عملكرد كاذب رله بوخهلتس را فراهم مي آورد . براي رفع اين مشكل در اين ترانسفورماتورها از يك نوع كنتاكتور بسيار ظريف و حساس استفاده مي شود تا به هنگام عملكرد دريچههاي روغن مدار فرمان قطع رله بوخهلتس، براي مدت زماني كوتاه (كسري از ثانيه) بلوكه شود تا از صدور فرمان بي مورد جلوگيري شود ،پس از گذشت اين پريود ، مدار فرمان بوخهلتس نرمال شده و در صورت وجود اشكال واقعي در ترانسفورماتور ، فرمان قطع صادر خواهد شد.
333 ـ آيا براي ترانسفورماتورهاي خشك (رزيني)، ميتوان از رله بوخهلتس استفاده كرد؟
استفاده از رله بوخهلتس، خاص ترانسفورماتورهاي روغني است و بنابراين در ترانسفورماتورهاي خشك، دليلي براي استفاده وجود ندارد. در اينگونه ترانسفورماتورها، براي آشكار نمودن اشكالات داخلي ترانسفورماتور، از رله هاي جرياني طرف فشار قوي و يا رله ديفرنسيل استفاده مي شود.
334ـ ماكزيمم جريان بار در طرف ثانويه يك ترانسفورماتور سه فاز20/63 كيلوولت با قدرت 30MVA چقدر است؟
جريان نامي طرف 63 كيلوولت:
جريان نامي طرف 20 كيلوولت:
C.T ها در بازار كشور ها نورم هاي خاصي دارد . نورم نزيك به جريان 275 آمپر براي طرف63 كيلوولت ، 300 آمپر است كه انتخاب مي شود . نورم نزديك به جريان 866آمپر براي طرف 20كيلوولت،1000 آمپر است كه انتخاب مي گردد. با چنين انتخابي، اختلاف جرياني بين دو طرف ترانسفورماتور (درقسمت ثانويه)بوجود مي آيد كه به طريقي جبران ميشود.
راه از بين بردن اختلاف جريان طرفين در اين حالت استفاده از ترانسفورماتور تطبيق (Matching Tr.) است كه همانند ترانسفورماتور هاي قدرت، سر(tap) هاي مختلفي دارد و آن سري استفاده مي شود كه اختلاف جريان دو طرف را به حداقل رساند . ترانسفورماتور تطبيق بايد همان گروه برداري ترانسفورماتور قدرت را داشته باشد تا اختلاف ناشي از چرخش فازها در طرفين را جبران نمايد . البته به هر مقداركه توازن بين جريان هاي دو طرف را فراهم كنيم ، باز هم در شرايطي اختلاف جريان وجود خواهد داشت ، خصوصاً هنگامي كه تپ ترانسفورماتور اصلي در مقاير حداكثر يا حداقل قرارگيرد . لذابراي پايداركردن رله ديفرانسيل ،اين اختلاف را به عنوان حداقل تنظيم جريان عملكرد آن منظور مي كنيم تا در شرايط كار ترانسفورماتور و بروز اتصال کوتاه های خارج از محدوده رله دیفرانسیل عملکرد بی مورد و قطع ناخواسته ترانسفورماتور اتفاق نيفتد.
اين وضعيت براي ترانسفورماتور قدرت به حالت بي باري معروف است. دراين وضعيت از اوليه فقط جريان مغناطيس كننده (Im) عبور مي كندكه حدود 1/. جريان نامي است و بنابراين مقدار كمي دارد و اين مقدار در جريان پايدار كننده و تنظيم شده روي رله ديفرانسيال قبلاً لحاظ شد ه و مانع از عملكرد بي مورد رله به هنگام برقراركردن ترانسفورماتور خواهد شد .
338 ـ جريان هجومي چه جرياني است و چه هارمونيكهايي را شامل ميشود؟
هر يك از آلمانهای خط، كابل و ترانسفورماتور، به هنگام برقدارشدن،جريان زيادي ميكشند. كه به جريان هجومي (Inrush Current) معروف است، اما به تدريج از مقدار آن كاسته شد، و با تبعيت از منحني ميرائي خاص خود، بهحدثابت و پايدار (Steady State) ميرسد. اين جريان شامل دو مولفه است، يكي D.C و ديگري A.C مولفه D.C عبارت از همان منحني ميراشونده است و منحني A.C نيز همان منحني سينوسي جريان است كه بر منحني ميراشونده D.C سوار شده و مجموعاً يك منحني سينوسي ميراشونده را مي سازند. اين جريان مركب ، غالباً با هارمونيك هاي زوج همراه است و از همين خاصيت زوج بودن هارمونيك هاي همراه با جريان هجومي ، در جهت مصون سازي رله ديفرانسيل ترانسفورماتور استفاده مي كنند. زمان تداوم جريان هجومي دركابل يا ترانسفورماتور و یا به اصطلاح ثابت زمانی آن بستگی به مشخصه راکتانس سلفی و رزیستانس کابل یا ترانسفورماتور دارد . هر چه راكتانس سلفي (XL) بيشتر و رزيستانس(R) كمتر باشد، ثابت زماني بزرگتر بوده و جريان هجومي ديرتر به حالت پايدار مي رسد. جريان هجومي در كابل ها غالباً باعث نگيرشدن فيدرها مي شود، زيرا كه اندازه دامنه جريان در لحظه وصل فيدر، بيشتر از مقدار تنظيمي رله جرياني (از نوع زمان ثابت)بوده و باعث تحريك آن مي گردد. در ترانسفورماتور نيز بدليل كشيده شدن جريان مغناطيس كننده از طرف اوليه، بين دو طرف اختلاف ايجاد شده موجب تحريك رله ديفرانسيل مي گردد و از همين تمهيدي انديشيده شده و يك رله حساس به هارموني زوج كه در درون رله ديفرنسيل تعبيه شده، در لحظه وصل ترانسفورماتور، تحريك شده و مدار فرمان قطع رله ديفرنسيل را براي زمان كوتاهي باز مي كند تا ترانسفورماتور بتواند جريان هجومي را پشت سر گذاشته برقدار شود.
339 ـ در استفاده از حفاظت ديفرانسيل ترانسفورماتور، آيا لازم است بدنه ترانسفورماتور از زمين عايق شود؟
حفاظت ديفرانسيل براي حفاظت ترانسفورماتور در مقابل كليه اتصالي هايي كه در محدوده واقع بين ترانسفورماتورهاي جريان طرفين ترانسفورماتور قدرت اتفاق مي افتند بكار مي رود و بنابراين به هر دليل كه جريان هاي ورودي وخروجي ترانسفورماتور قدرت ازتعادل خارج شود ، رله تحريك مي شود، حتی اگر اين عدم تعادل ، بواسطه اتصالي بين خروجي يكي از بوشينگ ها با بدنه ترانسفورماتور باشد .
340 ـ چرا در استفاه از حفاظت بدنه ترانسفورماتور قدرت، بدنه آن را از زمين عايق ميكنيم؟
حفاظت بدنه ترانسفورماتور قدرت را در مواردي بكار ميبريم كه از رله ديفرنسيل برخوردار نباشيم. در اين مورد، براي آنكه ترانسفورماتور در برابر اتصالي هاي واقع بر بدنه ترانسفورماتور (مثل اتصالي يكي از سيم هاي خروجي از بوشينگ ها با بدنه) حفاظت شود، مجبور هستيم جريان برقرار شده در بدنه را از يك نقطه معين به زمين هدايت كنيم تا قابل اندازه گيري و كنترل باشد . از همين رو چهارچرخ ترانسفورماتور را با قراردادن ايزولاسيون كافي(مثل لايه هاي فيبر شيشه) از زمين عايق كرده و بدنه را فقط توسط يك سيم و با واسطه يك C.T زمين مي كنيم تا هنگام برور اتصالي و عبور جريان فاز از بدنه به زمين، رله جرياني متصل به خروجي C.T فرمان قطع طرفين ترانسفورماتور را صادر كند. توجه شود كه در اين نوع حفاظت لازم است كليه جعبه هاي حاوي وسائل و مدارات الكتريكي متصل به بدنه ترانسفورماتور،از بدنه ترانسفورماتور ايزوله شوند در غيراينصورت با ايجاد اتصالي هر يك از اين مدارات با بدنه، موجبات عملکرد رله حفاظت بدنه و خروج ترانسفورماتور فراهم ميآيد.
وقتي بخواهيم يك ميسر طولاني مثلا يك كابل به طول 20 كيلومتر را به روش ديفرنسيلي و با قراردادن دو C.T در طرفين حفاظت كنيم دچار مشكل مي شويم . يك مشكل اين است كه سيم هاي رفت و برگشت طرفين هزینه بر و ثانياً داراي امپدانس قابل توجه و همين طور تلفات زياد مي شود . مشكل دوم آن است كه به هنگام جريان دادن كابل، جريان هاي ابتدا و انتهاي كابل به دليل پديده جريان هجومي و نيز به دليل عبور جريان خازني در طول مسير ، متفاوت خواهد شد و همچنين مشكل تنظيمات رله براي بارهاي مختلف را نيز بايد به اين مشكلات افزود. به اين دلايل ، كاري مي كنيم كه به جاي مقايسه جريان ها در طرفين ، جريان ها را در محل خود به ولتاژ بسيار كم تبديل نموده ( توسط ترانس اكتور ) و آنگاه مقدار اين ولتاژها را به صورت فركانس به طرف ديگر مدار مخابره و با نظير خود مقايسه كنيم . اين روش ، شماي ساده اي است از طرح رله ديفرنسيل طولي . اصطلاح طولي در برابر حفاظت عرضي كه خاص حفاظت از وسايل با ابعاد محدود(مثل ترانسفورماتور يا ژنراتور)مي باشد، بكار مي رود.
از آنجا كه هر دو ولتاژ D.C , A.C داخل پست با زمين پست ارتباط دارند، اتصال هر يك از آنها به بدنه ترانسفورماتور درنتيجه زمين پست (از طريق سيمي كه بدنه را به زمين متصل مي كند)، باعث عبور جريان اتصالي و در نهايت تحريك رله بدنه و فرمان قطع ترانسفورماتور مي شود.
343 ـ فرمان رله بدنه ترانسفورماتور لحظهاي است يا تأخيري، چرا؟
فرمان رله بدنه ترانسفورماتور،لحظه اي و بدون تاخير است زيراكه اتصالي ايجاد شده در بدنه ترانسفورماتور را مي بايد بدون فوت وقت و پيش از وارد آمدن خسارت به ترانسفورماتور قطع كند . در مواردي هم اتصالي واقع در بدنه ترانسفورماتور مي تواند ناشي از حوادث انساني باشد ، نظير مواقعي كه تعميركار در بالاي ترانسفورماتور مشغول كار است و ترانسفورماتور به اشتباه برقدار مي شود (در سيستم هاي فيدر ترانسي)و طبيعتاً تاخير در قطع جايز نيست.
رله بدنه ترانسفورماتور فقط در موارد برقدار شدن بدنه تحريك مي شود . بنابراين بروز اتصال حلقه در ترانسفورماتور (بدون آنكه سيمپيچ به بدنه اتصالي كند)، بدنه ترانسفورماتور را برقدار نميكند تا موجب عملكرد رله بدنه گردد.
345 ـ آيا رله بدنه در هنگام اتصال فاز پاره شده سيمپيچ داخل ترانسفورماتور با بدنه، فعال ميشود؟
پاره شدن يك فاز و افتادن آن در كف ترانسفورماتور ، كه يك عيب سابقه دار است باعث برقدار شدن بدنه و عملكرد رله بدنه مي شود . در صورتيكه ترانسفورماتور با رله ديفرانسيل حفاظت شده باشد رله ديفرانسيل موجبات قطع ترانسفورماتور را فراهم خواهد كرد .
346 ـ در صورتي كه صاعقه با بدنه ترانسفورماتور برخورد كند، آيا رله بدنه ترانسفورماتور عمل خواهد كرد؟ هر عاملي كه باعث عبور جريان از رله بدنه گردد و از حد تنظیمی آن بیشتر باشد ، عملكرد رله را باعث خواهد شد از جمله جريان بسيار زياد ناشي از صاعقه اي كه به ترانسفورماتور برخورد مي كند.
براي برقراري جريان ، طبيعي است كه بايد مدار بسته اي وجود داشته باشد . به عبارت ديگر،جريان از طريق فاز اتصالي شده با بدنه ، به زمين مي ريزد و از مسير نوترال شبكه و ترانسفورماتور نوتر به شبكه و نهايتاً به نقطه اتصالي بر مي گردد . چنانچه نوترال شبكه باز باشد ،بستگي به اين خواهد داشت كه نقطه صفر ستاره پست بعدي زمين شده باشد يا نه . اگر زمين شده باشد،عملكرد رله بدنه بستگي به امپدانس هاي مسير خواهد دا شت و در صورتيكه زمين نشده باشد ، طبيعتاً مسيرجريان برقرار نبوده و رله بدنه عمل نخواهد كرد . البته در هر حال ، مقداري جريان خازني وجود خواهد داشت اما اين جريان خازني به تنهايی به آن مقداري نمي رسد كه تحريك رله بدنه را فراهم آورد . در خصوص مساله مورد اشاره ، اين مدار بسته ، به صورت شكل زير خواهد بود.
ترانسفورماتور قدرت
3I.
Earth
348 ـ چه عوامل عمدهاي در تخريب ترانسفورماتور قدرت نقش دارد؟
از عوامل عمده تخريب ترانسفورماتور قدرت ،افزايش درجه حرارت ناشي از اضافه بارها و تنش هاي ديناميكي ناشي از جريان هاي اتصال كوتاه است . اضافه ولتاژهاي ناشي از امواج سيار (مربوط به صاعقه و كليدزني ها)نيز معمولاً آثار بسيار سوئي بر ترانسفورماتورها و ژنراتورها و موتورهاي بزرگ باقي مي گذارد . كاهش فركانس نيز كه موجب افزايش شار و درنتيجه افزايش جريان مي شود براي ترانسفورماتورها خسارت به بار خواهد آورد .
349 ـ آيا كاهش فركانس، كاهش جريان را در ترانسفورماتور قدرت به دنبال ميآورد؟
خير، كاهش فركانس قدرت در ترانسفورماتور،مطابق رابطه موجب كاهش راكتانس سيم پيچ ها شده و در ولتاژ ثابت ، موجب افزايش جريان مي شود . به عبارت ديگر، جريان وفركانس شبكه در رابطه معكوس با هم قرار دارند.
350 ـ آيا افزايش جريان،كاهش شار را به دنبال ميآورد؟