ترانسفورماتور اندازه‌گیری
در سیستم‌های برق، اندازه‌گیری دقیق پارامترهای الکتریکی مانند ولتاژ و جریان اهمیت زیادی دارد . این اندازه‌گیری‌ها نه تنها برای کنترل و بهره‌برداری از شبکه
حیاتی هستند بلکه در حفاظت و عیب‌یابی نیز نقش کلیدی دارند. اما اغلب مقادیر ولتاژ و جریان در سیستم‌های قدرت بسیار بالا هستند و اندازه‌گیری مستقیم
آنها با ابزارهای معمول امکان‌پذیر یا ایمن نیست. در این شرایط، ترانسفورماتورهای اندازه‌گیری (Measurement Transformers) به عنوان واسطه‌ای برای تبدیل
مقادیر بزرگ به مقادیر کوچکتر و قابل اندازه‌گیری استفاده می‌شوند.
تعریف ترانسفورماتور اندازه‌گیری
ترانسفور ماتور اندازه‌گیری نوع خاصی از ترانسفورماتورها است که برای تبدیل ولتاژ یا جریان بالا به سطوح پایین و استاندارد استفاده می‌شود تا بتوان آن ها را به
تجهیزات اندازه‌گیری یا حفاظت متصل کرد. این ترانسفورماتورها به دو دسته اصلی تقسیم می‌شوند:
ترانسفورماتور جریان (CT – Current Transformer)
ترانسفورماتور ولتاژ یا ولتاژ پتانسیل (VT یا PT – Voltage Transformer or Potential Transformer)
ترانسفورماتور جریان (CT)
ترانسفورماتور جریان برای تبدیل جریان‌های بالا به جریان‌های پایین قابل اندازه‌گیری طراحی شده است. این ترانسفورماتورها معمولاً دارای نسبت تبدیل مشخصی
هستند، مانند 1000/5 آمپر. به این معنا که جریان ورودی 1000 آمپر به جریان خروجی 5 آمپر تبدیل می‌شود. این مقدار خروجی قابل اتصال به آمپرمترها ، رله‌ها یا
سایر دستگاه‌های اندازه‌گیری است.
ترانسفورماتور ولتاژ (PT)
ترانسفورماتور ولتاژ یا پتانسیل برای تبدیل ولتاژهای بالای شبکه به ولتاژهای استاندارد پایین (مثلاً 110 ولت به 110 ولت یا 220 ولت) استفاده می‌شود. این تبدیل
باعث می‌شود که دستگاه‌های اندازه‌گیری ولتاژ یا رله‌های حفاظتی بتوانند به راحتی و با ایمنی کار کنند.
اهمیت و کاربردها
ترانسفورماتورهای اندازه‌گیری نقش بسیار مهمی در ایمنی و دقت اندازه‌گیری در شبکه‌های برق ایفا می‌کنند. کاربردهای اصلی آنها عبارتند از:
اندازه‌گیری دقیق پارامترهای شبکه: بدون این ترانسفورماتورها، اندازه‌گیری ولتاژ و جریان در ولتاژ و جریان‌های بالا غیرممکن یا بسیار پرخطر است.
حفاظت سیستم: ترانسفورماتورهای اندازه‌گیری برای تامین ورودی رله‌های حفاظتی استفاده می‌شوند. رله‌ها با استفاده از داده‌های دقیق از این ترانسفورماتورها
می‌توانند خطاها را تشخیص داده و سیستم را از آسیب‌های احتمالی محافظت کنند.
کنترل و مانیتورینگ: ترانسفورماتورها به اپراتورهای شبکه کمک می‌کنند تا وضعیت سیستم را به صورت دقیق بررسی کنند و تصمیمات لازم را در زمان مناسب اتخاذ
نمایند.
اصول عملکرد
ترانسفورماتورهای اندازه‌گیری اساساً همان اصول ترانسفورماتورهای معمولی را دنبال می‌کنند . به طور کلی، این دستگاه‌ها شامل یک هسته آهنی و دو سیم‌پیچ
اولیه و ثانویه هستند. نسبت دور سیم‌پیچ‌ها تعیین‌کننده نسبت تبدیل ولتاژ یا جریان است.
در ترانسفورماتور جریان
سیم‌پیچ اولیه معمولا از یک یا چند دور سیم تشکیل شده و به صورت سری با بار وصل می‌شود ، در حالی که سیم‌پیچ ثانویه تعداد دور بیشتری دارد و به تجهیزات
اندازه‌گیری متصل می‌شود.
در ترانسفورماتور ولتاژ
سیم‌پیچ اولیه مستقیماً به شبکه ولتاژ بالا متصل است و سیم‌پیچ ثانویه ولتاژ کمتری را تولید می‌کند که قابل استفاده برای ابزارهای اندازه‌گیری است.
ویژگی‌های مهم ترانسفورماتورهای اندازه‌گیری
برای کاربردهای اندازه‌گیری و حفاظتی، ترانسفورماتورها باید ویژگی‌های خاصی داشته باشند:
دقت بالا: خطا در اندازه‌گیری ممکن است باعث عملکرد نادرست سیستم حفاظتی یا خطا در مانیتورینگ شود.
ایمنی: ترانسفورماتورها باید بتوانند جریان‌ها و ولتاژهای بالا را تحمل کرده و بدون خطر اتصال مستقیم به تجهیزات ثانویه، آنها را کاهش دهند.
پایداری و قابلیت اطمینان: این ترانسفورماتورها باید در شرایط سخت کاری و تغییرات محیطی پایدار عمل کنند.
مقاومت در برابر اضافه‌بار و جریان‌های خطا: به ویژه ترانسفورماتور جریان باید قادر باشد جریان‌های خطا را بدون آسیب تحمل کند.
مشکلات و محدودیت‌ها
با وجود اهمیت بالا، ترانسفورماتورهای اندازه‌گیری برخی محدودیت‌ها و مشکلات نیز دارند که باید در طراحی و استفاده مدنظر قرار گیرند:
خطای فاز و اندازه: ترانسفورماتورها می‌توانند مقداری خطا در تبدیل داشته باشند که باید در محاسبات جبران شود.
بار ثانویه باز نباشد: در ترانسفورماتورهای جریان، باز شدن مدار ثانویه می‌تواند باعث ولتاژ بالا و خطرناک شود.
حجم و وزن: به ویژه در ولتاژهای بالا، ترانسفورماتورها ممکن است ابعاد و وزن بزرگی داشته باشند.
هزینه: ترانسفورماتورهای دقیق و با کیفیت بالا معمولاً هزینه بیشتری دارند.
نتیجه‌گیری
ترانسفورماتورهای اندازه‌گیری از اجزای حیاتی در سیستم‌های قدرت مدرن هستند که امکان اندازه‌گیری دقیق و ایمن ولتاژ و جریان‌های بالا را فراهم می‌کنند. این
ترانسفورماتورها علاوه بر کاربرد در ابزارهای اندازه‌گیری، در سیستم‌های حفاظتی و کنترل نیز نقش اساسی دارند. انتخاب و نصب صحیح ترانسفورماتورهای اندازه
گیری بر اساس نیازهای سیستم و استانداردهای مرتبط، تضمین کننده عملکرد صحیح و ایمن شبکه برق خواهد بود.
برای مشاوره وخریدبامادرارتباط باشید.
