قوانین اصلی حفاظت ترانس و حفاظت مدار

حفاظت الکتریکی با توجه به نوع مدار و موضوع تحت کنترل طراحی می شود. به عنوان مثال در شبکه های فشار متوسط می توان به حفاظت ترانس، حفاظت اصلی مشترکین فشار متوسط، حفاظت شبکه یا خطوط، حفاظت خازن و غیره اشاره کرد. به عنوان پیش نیاز توصیه می شود مقاله ی پست های توزیع برق را مطالعه کنید. در این مقاله 5 فانکشن اصلی ممکن در پست های فشار متوسط شرح داده شده است. قابل ذکر است که ریکلوزر به عنوان یک تجهیز حفاظت خطوط نیز در یک بخش مجزا بررسی شده است. هنگام طراحی باید در نظر داشته باشید که تجهیزات و مدارهای پست جدید باید در برابر تغییرات غیر نرمال جریان و ولتاژ حفاظت شوند. تمام تجهیزات نصب شده در سیستم قدرت دارای مقادیر استاندارد شده به صورت زیر هستند:

• توانایی ایستادگی کوتاه مدت در برابر اضافه ولتاژ با فرکانس منبع
• توانایی ایستادگی کوتاه مدت در برابر جریان اتصال کوتاه

قانون اصلی حفاظت الکتریکی اطمینان از عدم تجاوز مقادیر قابل تحمل کوتاه مدت است. برای دستیابی به این قانون اصلی حفاظت باید مدار معیوب در سریع‌ترین زمان ممکن از شبکه جدا شود. نکته بسیار مهم این است که سیستم حفاظتی باید دارای عملکرد موضعی یا سلکتیو نیز باشد. عملکرد سلکتیو یا موضعی به معنی قطع مدار معیوب توسط نزدیک‌ترین فیوز یا بریکر است. در عملکرد موضعی ممکن است چندین سیستم حفاظتی خطا را ببینند ولی نباید همه‌ی آن‌ها عمل کنند. به عنوان مثال با رخ دادن اتصال کوتاه در ثانویه‌ی ترانس فقط باید بریکر LV آن عملکرد داشته باشد. در صورت تداوم خطا و عدم علکرد بریکر LV، حفاظت ترانس بر عهده ی فیوز یا بریکر فشار متوسط خواهد بود.

در ویدئوی زیر تابلوهای فشار متوسط و دژنگتور گازی اشنایدر را بررسی میکنیم:

قطع کننده ها

قطع کننده ها را می توان از نظر جریان، عملکرد، عایق، مکانیزم، نوع نصب و غیره به گروه های مختلفی تقسیم کرد. قطع کننده های پرکاربرد در شبکه های فشار متوسط شامل کلیدهای غیر قابل قطع تحت بار، کلیدهای قطع و وصل بار یا L.B.S و بریکرها می شوند. مواد اطراف کنتاکت های قطع کننده می تواند هوا یا A.IS؛ گازی یا S.F.6، روغنی یا Oil و خلا یا Vacuum باشد. مکانیزم این تجهیزات نیز می تواند وابسته به انسان، متکی بر فنرهای داخلی، فنر شارژ شده، مگنت و ترکیبی از این موارد باشد. در این مقاله تنها قطع کننده های داخلی یا Indoor به صورت مختصر بررسی شده است. برخی از این قطع کننده ها در سیستم های حفاظت اولیه ی یا MV ترانس استفاده می شوند.

سکسیونر ساده یا ایزولاتور

کلید غیر قابل قطع تحت بار با عنوان سکسیونر ساده یا ایزولاتور نیز شناخته می شود. این تجهیز در سیستم های حفاظت ترانس نقشی نداشته و به منظور یک جداکننده ی ایمنی استفاده می شود. ایزولاتور یا سکسیونر ساده را می توانید در سلول برخی بریکرها مشاهده کنید. نقش این کلید ایجاد مرز بین تجهیزات برقدار و تجهیزات بی برق است. تصویر زیر مربوط به یک ایزولاتور یا اصطلاحا سکسیونر ساده است. همانطور که مشاهده می کنید در این مدل از هیچ مکانیزمی جهت خاموش کردن قوس استفاده نشده است. به عبارت دیگر شما مجاز به قطع این کلید تحت جریان نخواهید بود. از طرفی عملکرد این کلید وابسته به اپراتور است. در واقع هیچ فنر یا سیستم کمکی در ایزولاتور استفاده نشده و تغییر وضعیت کنتاکت ها به کندی صورت می گیرد. جدا کردن سکسیونر ساده تحت جریان باعث ایجاد آرک و امکان بروز اتصال کوتاه می شود.

سکسیونر فیوزدار در حفاظت ترانس

عبارت L.B.S مخفف Load Break Switch بوده و با عنوان سکسیونر قابل قطع و وصل تحت بار شناخته می شود. این کلید نیز به تنهایی در سیستم حفاظتی کاربردی نداشته و به شکل های هوایی و زمینی ساخته می شود. در پست های توزیع و شبکه های حلقوی از L.B.S های زمینی جهت مانور بار یا انواع کلید زنی استفاده می شود. در مکانیزم کلیدهای قطع بار از نیروی فنر کمک گرفته شده تا ساختار Quick make و Quick Break ایجاد شود.

از کلید های قطع و وصل بار یا Load Break Switch جهت قطع و وصل ورودی، خروجی و اتصال زمین کردن ترانسفورماتورها استفاده می شود. از هندل یا الکتروموتور برای قطع و وصل کلید ها استفاده می شود. معمولا روی پنل سلول های از یک سمافور مکانیکی استفاده شده که با قطع و وصل یا اتصال زمین شدن کلید، خط روی سمافور جابجا شده و توسط دیاگرام ثبت شده موقعیت کلید نشان داده می شود. در این ویدیو چند نمونه از کلید های قطع و وصل بار را به همراه پلاک آنها بررسی می کنیم. این ویدیو برگرفته از دوره جامع تأسیسات فشار متوسط است.

در سطح فشار متوسط از جداکننده های مختلفی استفاده می شود. این جدا کننده ها از نظر قابلیت قطع جریان گروه بندی می شوند. ایزولاتورها، کلیدهای قطع بار و بریکر ها از مدل های پرکاربرد در این سطح ولتاژی هستند. این ویدئو برگرفته از دوره ی تخصصی تاسیسات فشار متوسط است.

می توان L.B.S را با فیوزها ترکیب کرده و یک سیستم حفاظت ترانسفورماتور در برابر اضافه بار و اتصال کوتاه ایجاد کرد. سکسیونر ترکیب شده با فیوز را fuse disconnector switch یا سکسیونر فیوزدار یا Fusible می نامند. سکسیونر فیوز دار عموما به شکل قابل قطع بوده و می تواند به صورت دستی و خودکار عملکرد داشته باشد. عملکرد دستی به معنی توانایی قطع و وصل ترانسفورماتور توسط اپراتور است. به عبارت دیگر شما می توانید با قطع سکسیونر فیوزدار اقدام به بی برق کردن ترانس کنید. عملکرد خودکار می تواند بعلت سوختن فیوز یا دریافت فرمان از ادوات دیگر باشد. تاکید می شود که سکسسیونر قابل قطع یا L.B.S توانایی قطع جریان اتصال کوتاه را نداشته و این وظیفه بر عهده ی فیوزها است.

فیوزهای فشار متوسط دارای یک ضامن یا اهرم داخلی هستند. این اهرم با اصطلاح دکمه نیز شناخته شده و زیر یک کاور است. در فیوزهای سالم شما نمی توانید این ضامن را مشاهده کنید. ضامن داخلی پس از سوختن لینک حفاظتی توسط یک فنر آزاد شده و فرمان قطع را به L.B.S می دهد. این سیستم جهت جلوگیری از دوفاز شدن ترانس است. با سوختن هر یک از فیوزها بالافاصله سکسیونر جدا شده و ترانس کامل بی برق می شود. عملکرد این سیستم مکانیکی به آیتم های زیادی بستگی دارد. از موارد مهم می توان به نوع فیوز، قرارگیری صحیح آن، تنظیم بودن اهرم ها، سرویس های دوره ای و غیره اشاره کرد. در تصویر زیر اهرم های منتقل کننده ی نیرو از فیوز به L.B.S در یک سلول حفاظت ترانس را مشاهده می کنید.

در ویدئوی زیر یک سکسیونر هوایی را مشاهده می کنید که هندل آن دچار آسیب شده از فرمان قطع و وصل الکتریکی جلوگیری می کند. به منظور رفع اشکال این سکسیونر از اکیپ خط گرم کمک گرفته شد. در این پروسه از سه جمپر یا ارتباط استفاده شده و کلید از مدار خارج می شود. با اینکار قطع و وصل کلید باعث خاموشی مشترکین نخواهد شد. پس از رفع اشکال و چندین بار قطع و وصل کلید، ارتباط ها به صورت گرم باز شده و شبکه نرمال می شود. توجه داشته باشید که هنگام بستن و باز کردن ارتباط به صورت گرم در این کیس، حتما باید کلید در وضعیت بسته باشد.

بریکر فشار متوسط

بریکر یک کلید قدرت با توانایی قطع و وصل جریان های خطا است. این تجهیز با عنوان های مختلف مانند دژنگتور، دیژنگتور، مدار شکن، Circuit Breaker و غیره نیز شناخته می شود. مکانیزم بریکر بسیار سریع بوده و می تواند بر اساس فنرهای شارژ شده یا مگنت طراحی شود. بریکرها می توانند جریان اتصال کوتاه را قطع و وصل کنند بدون اینکه نیاز به سرویس یا تعویض قطعات داخلی داشته باشند. بهترین حالت در سیستم های حفاظتی استفاده از بریکر است. به عنوان مثال جهت حفاظت سمت فشار قوی ترانس می توان از بریکرهای هوا، گازی یا خلاء استفاده کرد. نوع عایق با توجه به سطح ولتاژ و جریان اتصال کوتاه مشخص می شود. همانطور که می دانید بریکرهای فشار متوسط اغلب فاقد رله بوده و نیاز به سیستم تشخیص جریان خطا دارند. این کار توسط رله های پرایمری یا ثانویه انجام می شود. جهت آشنایی کامل با رله های ثانویه مقاله رله ثانویه چیست را مطالعه نمایید. با توجه به منسوخ شدن رله های پرایمری باید از مدل های SSR و دیجیتال به شکل ثانویه استفاده کرد. بریکر محافظ ترانس باید دارای رله‌ی حفاظتی با سه فانکشن زیر باشد:

• اندازه گیری جریان
• تشخیص خطا
• ارسال دستور تریپ به بریکر

این ویدئو برگرفته از دوره تاسیسات فشار متوسط است. در این دوره با روش اتصال به شبکه ی فشار متوسط، جداکننده ها، سیم بندی ترمومتر، بوخهلتس، رله ام کا و روش تنظیم آن آشنا می شویم.

در این ویدئو که برگرفته از دوره ی تاسیسات فشار متوسط است با مکانیزم دژنگتور یا دیژنگتور بیشتر آشنا می شویم.

در ویدئوی زیر با اجزای داخلی بریکر خلاء زیمنس آشنا می شویم. این ویدئو برگرفته از دوره تاسیسات فشار متوسط است.

انواع خطا در ترانسفورماتور

حفاظت ترانس با توجه به ولتاژ، نوع، توان، اهمیت بار، موقعیت نصب، دسترسی و غیره مشخص می شود. به عنوان مثال حفاظت های مکانیکی و الکتریکی ترانس های فوق توزیع و بالاتر هرگز با ترانس های فشار متوسط یکسان نیست. از طرفی نوع ترانس مانند مدل های خشک یا روغنی در طراحی سیستم حفاظتی اهمیت بالایی دارد. به منظور طراحی یک سیستم حفاظتی مناسب باید انواع خطا در ترانسفورماتور را شناسایی کرد. خطا در ترانسفورماتور می تواند علت های متفاوتی داشته باشد. در تصویر زیر نرخ خطاها و محدوده ی هریک را مشاهده می کنید.

اتصال کوتاه در بوشینگ های فشار متوسط بسیار نادر بوده و کمتر از یک درصد رخ می دهد. این اتصال کوتاه به شکل دو یا سه فاز بوده و شدت جریان بسیار بالایی دارد. اتصال کوتاه بین بوشینگ ها به سرعت توسط فیوز یا رله شناسایی خواهد شد. از خطاهای دیگر در سیم پیچ اولیه می توان به اتصال فاز به بدنه نیز اشاره کرد.

بیشتر خطا در ترانسفورماتور به صورت داخلی و مربوط به سیم پیچ فشار ضعیف است. این خطا حدود 60 درصد بوده و معمولا ناشی از بهره برداری اشتباه است. به عنوان مثال اضافه بار سمت ثانویه یا اتصال کوتاه های مکرر در این بخش می تواند باعث صدمه به سیم پیچ ثانویه ی ترانس شود. نکته ی مهم بعدی در این گونه خطاها مربوط به شرایط محیطی می شود. این امر در ترانسفورماتورهای روغنی بیشتر اهمیت پیدا می کند. از تاثیرات این بخش می توان به اضافه دمای محیط، نفوذ رطوبت و آلودگی به روغن، پیری عایق و غیره اشاره کرد.

اتصال کوتاه در خروجی ترانس یکی دیگر از خطا های شایع است. شدید ترین نوع خطا در سمت فشار ضعیف می تواند مستقیم روی بوشینگ ها، کابل ارتباطی یا پس از بریکر اصلی رخ بدهد. اتصال کوتاه در باسبار تابلوی اصلی نیز نرخ بالایی داشته و حدود 20 درصد است.

علت رخ دادن خطا در ترانسفورماتورهای MV را می توان به دسته های داخلی و خارجی تقسیم کرد. عدم کنترل روی خطاهای خارجی می تواند باعث بروز اشکال داخلی در ترانسفورماتور شود. به عنوان مثال اتصال کوتاه های مکرر یا اضافه بار در سمت فشار ضعیف می تواند به سیم پیچ ترانسفورماتور صدمه بزند. تاکید می شود که خطاهای خارجی می توانند باعث رخ دادن خطای داخلی شوند.

خطای ناشی از استرس های ولتاژ

از مهم ترین استرس های اعمال شده به ترانس می توان به شوک های ناشی از منبع تغذیه و بار اشاره کرد. به عنوان مثال اضافه ولتاژ یکی از استرس‌های مخرب تحمیل شده از منبع تغذیه است. به صورت کلی دو نوع اضافه ولتاژ ممکن است باعث ایجاد استرس یا تخریب ترانسفورماتور شود:

• برخورد صاعقه با خطوط هوایی تغذیه کننده تاسیسات که ترانس در آن نصب شده است.
• اضافه ولتاژ‌های ناشی از سوئیچینگ مانند قطع بریکرها یا کلیدهای قطع بار

برای جلوگیری از تاثیر خطاهای فوق می‌توان از سرج ارستر استفاده کرد. سرج ارستر روی بوشینگ‌های MV ترانس نصب شده و اضافه ولتاژ را تاحد مطلوبی کنترل می کند. این تجهیز با عنوان برقگیر نیز شناخته شده و عموما در شبکه های هوایی دیده می شود. سرج ها در مدل های فشار ضعیف نیز ساخته شده و کلاس های متفاوتی دارند. کلاس سرج های فشار ضعیف مشخص کننده ی میزان جریان قابل تحمل و موقعیت نصب آن ها است.

خطای ناشی از اضافه بار

استرس‌های ناشی از بار نیز موجب تخریب ترانسفورماتور می شود. به عنوان مثال اضافه بار یکی از استرس‌های ایجاد شده در ترانسفورماتور است. وظیفه ی تشخیص اضافه بار در ترانسفورماتور به ترتیب بر عهده ی حفاظت فشار ضعیف، حفاظت فشار متوسط و رله های کمکی است. به عبارت دیگر با انتخاب و تنظیم حفاظت بخش فشار ضعیف نباید اضافه بار روی ترانس ایجاد شود. اضافه بار می توان به این علت ها رخ  دهد:

• اضافه بار ناشی از بارهای موجود
• اضافه بار بعلت توسعه‌ی تجهیزات و اضافه شدن بارهای دیگر

اضافه بار به صورت کلی باعث افزایش دمای روغن و سیم پیچ ترانسفورماتور خواهد شد. بعلت پایین بودن جریان اضافه بار معمولا حفاظت کافی در صورت استفاده از فیوز فشار متوسط ایجاد نمی شود. به منظور حفاظت ترانس در برابر اضافه بار می‌توان از رله‌های مختلف مانند حرارتی، اندازه گیری دما، سنسور دما و غیره استفاده کرد. برخی از رله‌های هوشمند بر اساس جریان و دما می‌توانند زمان باقی مانده تا تریپ را نیز اعلام کنند. رله‌های اضافه بار در شکل‌های مختلف ساخته شده و معمولا دارای دو سیگنال آلارم و تریپ هستند. در ویدئوی زیر یک ترمومتر ترانس روغنی را مشاهده می کنید. این رله دارای دو کنتاکت بوده و معمولا خروجی آن به رله ی ثانویه متصل می شود.

اندازه گیری دمای روغن و سیم پیچ از حفاظت های بسیار مهم در ترانسفورماتورهای روغنی است. در سطح فشار متوسط معمولا فقط دمای روغن مانیتور شده و با افزایش بیش از حد آن فرمان تریپ صادر می شود. به منظور داشتن یک فرمان آلارم و یک فرمان تریپ می توان از ترمومتر استفاده کرد. در این ویدئو که برگرفته از دوره تاسیسات فشار متوسط است با عملکرد ترمومتر ترانس روغنی آشنا می شویم.

در ترانس های روغنی از ترمومتر جهت اندازه گیری دمای روغن و سیم پیچ استفاده می شود. در ترانس های توزیع معمولا یک ترمومتر برای سنجش دمای روغن با دو کنتاکت آلارم و تریپ وجود دارد. در این ویدئو که برگرفته از دوره تاسیسات فشار متوسط است با اجزای داخلی ترمومتر ترانس روغنی آشنا می شویم.

خطای ناشی از اتصال کوتاه فشار ضعیف

اتصال کوتاه در سمت فشار ضعیف نیز یکی دیگر از خطاهای خارجی است. اتصال کوتاه می تواند استرس های حرارتی و مکانیکی شدیدی در ترانس ایجاد کند. به منظور قطع جریان اتصال کوتاه در سمت فشار ضعیف از فیوز و بریکر LV استفاده می شود. انتخاب یا تنظیم غیر اصولی ادوات حفاظتی فشار ضعیف می تواند سلامت ترانس را تهدید کند. المان های حفاظتی اولیه در ترانس نقش پشتیبان بخش فشار ضعیف را دارند. به عبارت دیگر در صورت عدم عملکرد بریکر یا فیوز فشار ضعیف باید به سرعت بخش اولیه ی ترانس قطع شود. این موارد در هماهنگی بین المان های حفاظتی شرح داده می شود.

خطاهای داخلی در ترانسفورماتور روغنی

ترانسفورماتورها از نظر تکنولوژی ساخت به مدل های روغنی و خشک تقسیم می شوند. ترانس های روغنی در مدل های مختلفی مانند تنفس آزاد و هرمتیک ساخته می شوند. بخش برقدار یا اکتیو پارت یا سیم پیچ های هردو مدل داخل یک تانک پر از روغن است. خطاهایی که در اکتیو پارت یا بخش درونی تانک رخ می دهند را خطای داخلی ترانسفورماتور می نامند. خطاهای داخلی در ترانسفورماتور روغنی می تواند به شکل های مختلفی ایجاد شود. این خطاها می توانند ریشه ی داخلی یا خارجی داشته باشند. به عنوان مثال استرس های ناشی از اتصال کوتاه یا اضافه بار سمت فشار ضعیف از نوع خارجی بوده ولی در دراز مدت می توانند باعث رخ دادن خطاهای داخلی شوند. خطاهای داخلی می توانند ریشه های دیگری مانند اشکال در مونتاژ، کیفیت پائین عایق، نفوذ رطوبت به داخل ترانس و غیره داشته باشند. به عبارت دیگر نمی توان تمام خطاهای داخلی را به یک علت بیرونی مرتبط کرد. صرفنظر از ریشه ی خطا می توان رخ دادهای داخلی ترانسفورماتور را در گروه‌های زیر دسته بندی کرد:

خطاهای تولید کننده گاز

• میکرو آرک‌های ناشی از خطا در عایق سیم پیچ
• پیرشدن آهسته‌ی مواد عایق یا از دست رفتن خاصیت آن‌ها
• اتصال کوتاه حلقه‌ها

خطاهای فوق داخل تانک ترانسفورماتور رخ داده و باعث تولید گاز می شوند. گاز ناشی از این خطاها می تواند یک نشانه ی بسیار خوب برای ریشه یابی باشد. گاز تولید شده در ترانسفورماتورهای تنفس آزاد یا دارای کنسرواتور معمولا به صورت بالا حرکت می کند. در صورت وجود رله ی بوخهلتس می توان وجود گاز در ترانس را شناسایی کرد. روش کار رله ی بوخهلتس در مدار حفاظت ترانس بیشتر بررسی خواهد شد.

خطاهای تولید کننده‌ی فشار داخلی و اضافه جریان

• اتصال کوتاه فاز به زمین
• اتصال کوتاه فاز به فاز

از شدید ترین خطاهای داخلی ترانسفورماتور می توان به خطای فاز به زمین و فاز با فاز اشاره کرد. خطای فاز به زمین نرخ بیشتری داشته و اغلب در سیم پیچ فشار ضعیف رخ می دهد. در خطای فاز به زمین یک مسیر با مقاومت بسیار پائین بین یکی از فازها و بدنه ایجاد می شود. با توجه به پائین بودن مقاومت اغلب یک جریان شدید در سمت اولیه ی ترانس ایجاد می شود. رخ دادن چنین خطایی می تواند باعث تولید فشار داخلی و حرکت یکباره ی روغن شود. میزان جریان و تنش روغن در صورت رخ دادن اتصال کوتاه دوفاز بسیار بیشتر خواهد بود. رخ دادن اتصال کوتاه داخلی ترانس می‌تواند بعلت از دست رفتن یکباره ی خاصیت عایقی بعلت اضافه ولتاژهای صاعقه یا سوئیچینگ باشد. همانطور که قبلا شرح داده شد به منظور جلوگیری از استرس های ولتاژ و حفاظت ترانس در برابر آن می توان از برقگیرها استفاده کرد. علت دیگر رخ دادن اتصال کوتاه از بین رفتن عایق به صورت تدریجی است. نفوذ رطوبت، اضافه بار و اتصال کوتاه سمت فشار ضعیف نیز می تواند باعث از دست رفتن خاصیت عایقی شود. در تصویر زیر رخ دادن خطای داخلی و اتصال فاز به بدنه را مشاهده می کنید.

رله بوخهلتس و رله ی DGPT

خطاهای داخلی می توانند از طریق جریان یا آثار فیزیکی شناسایی شوند. تشخیص جریان بر عهده ی فیوز و رله بوده که دو تجهیز خارج از ترانسفورماتور هستند. از طرفی خطای داخلی ترانس می تواند باعث تولید گاز یا حرکت روغن شود. به منظور افزایش قابلیت اطمینان و حفاظت ترانس در برابر خطاهای داخلی می توان از رله های دیگر کمک گرفت. در ترانسفورماتورهای روغنی دو نوع دستگاه قابلیت تشخیص خطای داخلی را دارند:

• رله بوخهلتس
• سیستم DGPT: Detection of Gas, Pressure and Temperature

رله های فوق می توانند حفاظت ترانسفورماتور در برابر نشتی روغن، جمع شدن گاز، افزایش حرارت، اتصال کوتاه داخلی و غیره را ارتقاء دهند. رله ی بوخهلتس یکی از مدل های بسیار کاربردی در ترانسفورماتورهای تنفس آزاد یا دارای کنسرواتور است. این رله در مسیر روغن قرار گرفته و می تواند به خوبی جمع شدن گاز، حرکت روغن، کاهش روغن و غیره را شناسایی کند. رله‌های بوخهلتس و DGPT در مانیتورینگ گاز، روغن و دما دارای دو سطح شناسایی هستند:

• سطح پائین جهت صدور سیگنال آلارم
• سطح بالا جهت صدور سیگنال تریپ

 در این ویدئو که برگرفته از دوره ی تاسیسات فشار متوسط است با رله ی بوخهلتس به صورت کامل آشنا می شویم.

سیگنال آلارم به منظور شناسایی سریع خطا بوده و باعث قطع بریکر یا سکسیونر فیوز دار نمی شود. این سیگنال می تواند با روشن کردن یک چراغ سیگنال، آژیر یا مخابره کردن یک کردن یک تگ باعث حضور اپراتور در محل ترانس شود. سیگنال تریپ رله ی بوخهلتس و DGPT به معنی بحرانی شدن شرایط بوده و باید به قطع کننده‌ی اولیه ی ترانس متصل شود. قطع کننده‌ی اولیه می‌تواند بریکر یا L.B.S مجهز به فیوز یا بریکر باشد.

سیم بندی وسلامت سیستم های حفاظتی ترانس مانند ترمومتر و بوخهلتس باید به صورت منظم تست شود. این تجهیزات با توجه به نوع رله و بخش حفاظتی می توانند شامل مدارهای آلارم و تریپ باشند. در این ویدئو که برگرفته از دوره تاسیسات فشار متوسط است روش تست این دو تجهیز مهم را مشاهده می کنید.

خطای داخلی و اضافه بار در ترانس خشک

ترانسفورماتور خشک فاقد روغن بوده و سیم پیچ های آن با رزین پوشیده می شوند. در حفاظت ترانسفورماتور رزینی نمی توان از ترمومتر معمولی، رله های DGPT و بوخهلتس استفاده کرد. ترانسفورماتور خشک توسط رله مانیتورینگ دما در برابر اضافه بار محافظت می‌شود. این رله به سنسورهای حرارتی متصل شده و دمای بخش های مختلف ترانس را اندازه‌گیری می‌کند.  معمولا سه یا چهار سنسور دما به صورت PT100 در ترانس خشک قرار داده می شود. سه سنسور بین سیم پیچ فشار ضعیف و فشار قوی هر فاز قرار داشته و یک سنسور دیگر دمای هسته را اندازه گیری می کند. قابل ذکر است که تعداد و نوع این سنسورها می تواند متفاوت باشد. خطاهای داخلی به صورت اتصال حلقه و اتصال کوتاه توسط بریکر یا فیوزهای MV شناسایی می‌شوند. رخ دادن اتصال کوتاه فاز با زمین و فاز با فاز باعث قطع بریکر یا سوختن فیوز اولیه خواهد شد. در تصویر زیر یک رله ی مانیتورینگ دمای ترانس خشک را مشاهده می کنید. این رله می تواند بر اساس تنظیمات وظایف مختلفی را انجام دهد. از موارد مهم می توان به کنترل فن ترانس، کنترل فن پست، صدور سیگنال آلارم و صدور سیگنال تریپ اشاره کرد.

در ترانسفورماتورهای خشک شناسایی خطای اتصال کوتاه حلقه پیچیدگی بیشتری دارد. همانطور که اشاره شد ترانسفورماتور خشک دارای رله‌ی کمکی مانند بوخهلتس و DGPT نیست. از طرفی جریان اتصال حلقه بالا نبوده و ممکن است به سرعت توسط رله ی مانیتورینگ دما شناسایی نشود. به عنوان مثال اتصال کوتاه 5 درصد سیم پیچ MV حدود 2In و اتصال کوتاه 10 درصد حدود 3In جریان خواهد داشت. منظور از In جریان نامی اولیه ی ترانسفورماتور است. این مقادیر به سرعت توسط فیوز قابل شناسایی نیستند. جهت حفاظت ترانس خشک در برابر خطای اتصال کوتاه به رله ی ثانویه با تنظیمات دقیق نیاز است.

حفاظت ترانس در توزیع عمومی

شرکت‌های توزیع در شبکه‌های عمومی مانند مدل حلقوی به دنبال ساده‌ترین ترکیب برای پست‌های تکراری هستند. منظور از پست‌های تکراری همان پست‌های توزیع عمومی هستند که در مناطق بزرگ جغرافیایی به صورت متعدد نصب می‌شوند. در پست‌های عمومی معمولا توان ترانسفورماتورها 630 کاوا و کمتر است. شرکت‌های توزیع در این پست‌ها از سوئیچگیرهای کامپکت با 3 فانکشن استفاده می‌کنند. کم هزینه‌ترین روش برای حفاظت در پست‌های عمومی استفاده از فیوزهای MV است. حفاظت فشار ضعیف در این پست ها معمولا توسط بریکرهای کامپکت یا هوا انجام می شود. در پست های عمومی به ندرت بخش های تکمیلی مانند بوخهلتس، ترمومتر، رله های مانیتورینگ دما و غیره سیم بندی می شوند.

حفاظت ترانس در صنایع و پست های داخلی

حفاظت ترانسفورماتور MV/LV معمولا در صنایع و ساختمان‌های بزرگ با بریکر انجام می‌شود. استفاده از بریکر MV در حفاظت ترانسفورماتورهای بالای 800 Kva نیز بسیار رایج است.  بریکر می تواند به صورت روغنی، کم روغن، گازی و یا خلاء انتخاب شود. از مزیت های بریکر می توان به پایداری بیشتر در برابر خطا، عدم نیاز به تعویض المان ها پس از اتصال کوتاه و قابلیت اتوماسیون اشاره کرد. بریکر به منظور سنجش میزان جریان و تشخیص رخ دادن خطا به رله نیاز دارد. رله های امروزی به صورت ثانویه بوده و حفاظت بسیار دقیقی را برای ترانس ایجاد می کنند. از طرفی می توان با اتصال بوخهلتس، ترمومتر، رله های مانیتور دما و غیره به رله های ثانویه یک سیستم حفاظتی بسیار قدرتمند پیاده سازی کرد. استفاده از سوئیچبرد‌های ماژولار در تاسیسات بزرگ انعطاف بسیار بالایی ایجاد می‌کند.

به منظور حفاظت ترانس های توزیع می توان از ادوات متفاوتی استفاده کرد. انتخاب این تجهیزات با توجه به توان ترانس و حفاظت های مورد نیاز انجام می شود. در دوره تاسیسات فشار متوسط با اصول حفاظت ترانس های توزیع آشنا می شویم.