Search
Close this search box.

ترانس جریان چیست؟

ترانس‌های جریان
فهرست مطالب

ترانس جریان چیست

در پروژه‌های برقی و سیستم‌های الکتریکی، ترانس جریان یکی از کلیدی‌ترین و کاربردی‌ترین تجهیزاتی است که مورد استفاده قرار می‌گیرد؛ این دستگاه پیچیده؛ اما حیاتی به اندازه‌گیری دقیق جریان‌های برق در سیستم‌های توزیع و انتقال برق کمک می‌کند. ترانس جریان عمدتاً به‌صورت یک حلقه آهنی محکم ساخته می‌شود که جریان مورد اندازه‌گیری از طریق آن عبور می‌کند.

این حلقه آهنی به‌ازای جریان ورودی نسبت به جریان خروجی یک نسبت ثابت ایجاد می‌کند، به‌عبارت‌دیگر، جریان ولتاژ خروجی ترانس جریان نمایانگری از جریان ورودی می‌باشد. ترانس جریان به دلیل دقت بالا و عملکرد قابل‌اعتماد خود در اندازه‌گیری جریان‌ها، از اهمیت بسیاری در سیستم‌های برق و تجهیزات الکترونیکی برخوردار است و در کنار ترانس توان و ترانس ولتاژ از ابزارهای اساسی مورد استفاده در صنعت برق به شمار می‌آید. در jbh بیشتر آن را مورد بررسی قرار خواهیم داد.

 

ترانسفورماتور جریان چیست؟

ترانس جریان (Current Transformer) یک ابزار برق کلیدی است که برای اندازه‌گیری جریان‌های برق متناوب (AC) پیش از محافظ برق به کار می‌رود. این دستگاه عملکردی شبیه به ترانسفورماتور دارد، اما با اختلافات مهمی که در طراحی و عملکرد آن وجود دارد. هدف اصلی ترانس جریان، تبدیل جریان بزرگ‌تر به یک مقدار جریان کوچک‌تر و قابل‌اندازه‌گیری و مانیتورینگ است که به‌عنوان ورودی به تجهیزات اندازه‌گیری و حفاظتی برق مورد استفاده قرار می‌گیرد.

از ترانس جریان در انواع مختلف تجهیزات برقی مانند رله‌های حفاظتی، آمپرمترها، محافظ ولتاژ و دستگاه‌های کنترلی بهره‌برداری می‌شود و نقش بسیار مهمی در اطمینان از عملکرد امن و صحیح سیستم‌های برقی ایفا می‌کند.

اجزا و بخش‌های مختلف ترانس‌های جریان

اجزا و بخش‌های مختلف ترانس‌های جریان

ترانس جریان (Current Transformer) یک دستگاه برقی پیچیده و مؤثر در اندازه‌گیری جریان‌های برق متناوب (AC) است که از تعدادی اجزای مهم تشکیل شده است:

1. هسته مغناطیسی (Magnetic Core)

هسته مغناطیسی ترانس جریان عمدتاً از جنس آهن سیلیسیوم (Silicon Steel) ساخته می‌شود. این هسته به شکل حلقه یا تروئیدال (toroidal) طراحی می‌شود و وظیفه تبدیل جریان ورودی به جریان خروجی با نسبت ثابت را دارد. هسته مغناطیسی باعث ایجاد میدان مغناطیسی حول جریان ورودی می‌شود.

2. پیچ‌های اولیه (Primary Windings)

در درجه اول پیچ‌های اولیه ترانس جریان به دور مغناطیسی آهنی سیلیسیومی قرار می‌گیرند و جریانی که قرار است اندازه‌گیری شود، از طریق این پیچها عبور می‌کند. تعداد دورهای پیچ‌های اولیه به نسبت ترانس تعیین می‌شود و تعیین‌کننده نسبت ترانس است.

3. پیچ‌های ثانویه (Secondary Windings)

پیچ‌های ثانویه نیز به دور هسته مغناطیسی قرار می‌گیرند. جریان خروجی که برای اندازه‌گیری به تجهیزات دیگری منتقل می‌شود، از طریق این پیچها تولید می‌شود. تعداد دورهای پیچ‌های ثانویه نسبت به پیچ‌های اولیه کمتر است و بسته به نسبت ترانس، مقدار جریان خروجی تعیین می‌شود.

4. ترمینال و لیبل (Terminals and Labels)

ترانس جریان دارای ترمینال و لیبل مخصوص است که به کاربران کمک می‌کند تا به‌راحتی اتصالات و عملکرد ترانس را در سیستم برقی شناسایی و مشخص کنند؛ این ترمینال‌ها معمولاً با نام‌های متفاوتی برای جریان ولتاژ اتصال می‌یابند.

5. محافظ‌ها (Protective Elements)

این قطعه کلیدی ممکن است دارای محافظت‌های جانبی باشد که برای محافظت از دستگاه در مواجهه با شرایط نامطلوب مانند افزایش ناگهانی جریان، بار کوتاه، یا افزایش دما اجرا می‌شوند.

6. متریال عایقی (Insulating Materials)

در ترانس جریان به‌عنوان محافظ ولتاژ جریان، مواد عایقی برای جدا کردن پیچ‌های اولیه و ثانویه و همچنین جلوگیری از نشتی جریان از آنها استفاده می‌شود. این مواد عمدتاً از پلاستیک‌ها یا رزین‌های عایقی تشکیل شده‌اند.

همچنین، ترانس جریان ممکن است دارای اجزای دیگری مانند پوشش خارجی یا بسته‌بندی مناسب برای محافظت از دستگاه باشد.

 

انواع ترانسفورماتور جریان

ترانس جریان (Current Transformer) در انواع مختلف برای مصارف مختلف در صنعت برق و الکترونیک استفاده می‌شود که دامنه کاربرد آن بر مبنای مشخصه‌ها، ولتاژ و جریان برق و نوع اندازه‌گیری و البته کاربری معین می‌گردد:

1. ترانس‌های جریان ابزاردقیق (Instrument Current Transformers):

این نوع ترانس‌ها به‌منظور اندازه‌گیری دقیق جریان‌های برق AC در دستگاه‌های اندازه‌گیری مانند آمپرمترها و ولت‌مترها استفاده می‌شوند. طراحی آنها به‌گونه‌ای است که دقت بالا داشته باشند و تا حد ممکن از هر گونه خطا و تداخل جلوگیری کنند.

2. ترانس‌های جریان حفاظتی (Protective Current Transformers):

و این نوع ترانس‌ها برای سیستم‌های حفاظتی در شبکه‌های برق استفاده می‌شوند. آنها نقش مهمی در شناسایی و محافظت از اتفاقات نامطلوب مانند برق‌گرفتگی و افزایش ناگهانی جریان ایفا می‌کنند.

3. ترانس‌های جریان کور بالانس (Core-balance Current Transformers):

مدل‌های Core-balance معمولاً در سیستم‌هایی با نقاط کور بالانس استفاده می‌شوند تا به‌عنوان یک حسگر تشخیص افتراقی جریان مورد استفاده قرار گیرند و در صورت وقوع اختلال‌های جریان اعمال مداخله و قطع خودکار تغذیه را انجام دهند.

4. ترانس‌های جریان مداخله‌گر (Interventional Current Transformers):

نوع دیگری از ترانس‌ها در برخی شرایط به‌عنوان تجهیزات مداخله‌گر برای کنترل و مداخله در سیستم‌های برقی مورد بهره برداری قرار خواهد گرفت؛ از جمله تجهیزاتی هستند که مهم‌ترین نقش را در مداخله‌های عملیاتی در سیستم‌های قدرتی ایفا می‌کنند.

5. ترانس‌های جریان فشار متوسط (Medium Voltage Current Transformers):

در مقابل اما این نوع ترانس‌ها برای اندازه‌گیری و حفاظت در سیستم‌های برق با فشار متوسط (معمولاً بین 1 کیلوولت تا 69 کیلوولت) کاربرد دارد. آنها دارای مشخصات تکنیکی و ساختارهایی مناسب برای این محیط‌های خاص هستند.

6. ترانس‌های جریان فشار ضعیف (Low Voltage Current Transformers):

ترانس‌های فشارضعیف برای اندازه‌گیری و حفاظت در سیستم‌های برق با فشار ضعیف (کمتر از 1 کیلوولت) مورد استفاده قرار می‌گیرند، معمولاً در تجهیزات الکتریکی در محیط‌های کم ولتاژ.

7. ترانس‌های جریان هسته بالا (High-Core Current Transformers):

و در ادامه این نوع ترانس‌ها برای اندازه‌گیری جریان‌های بسیار بزرگ در برخی از برنامه‌های خاص مانند تولید و انتقال برق با جریان‌های بالا استفاده می‌شوند.

8. ترانس‌های جریان هسته پایین (Low-Core Current Transformers):

این ترانس‌ها معمولاً برای اندازه‌گیری جریان‌های کوچک‌تر و کنترل سیستم‌های الکتریکی و صنعتی با جریان‌های پایین کاربرد خواهند داشت.

 

کاربردها و استفاده از ترانس جریان

ترانس‌های جریان (Current Transformers) به‌عنوان ابزارهای برق حیاتی در مختلف صنایع و برنامه‌های برقی مورد استفاده قرار می‌گیرند؛ کاربردهای اصلی ترانس‌های جریان:

  1. اندازه‌گیری جریان: ترانس‌های جریان به‌عنوان حسگرهای جریان برای اندازه‌گیری جریان‌های برق AC در سیستم‌های برقی استفاده می‌شوند. این اندازه‌گیری معمولاً در آمپرمترها و ولت‌مترها صورت می‌گیرد.
  2. حفاظت از سیستم‌های برقی: ترانس‌های جریان در تجهیزات حفاظتی برای تشخیص افتراقی جریان‌ها و جلوگیری از خرابی‌ها و حوادث نامطلوب در سیستم‌های برقی بهره برداری قرار می‌گیرند. این ترانس‌ها به‌عنوان حسگرهای حفاظتی عمل می‌کنند.
  3. مداخله در سیستم‌های برقی: این محصولات مداخله‌گرهای برقی هستند که به‌صورت مستقیم در سیستم‌های برقی جهت کنترل و مداخله می‌شوند. این ترانس‌ها امکان قطع یا تغییر جریان را فراهم می‌کنند.
  4. مانیتورینگ شبکه‌های برقی: ترانس‌های جریان برای مانیتورینگ و کنترل شبکه‌های برقی مورد استفاده قرار می‌گیرند. آنها اطلاعاتی را از جریان‌ها و وضعیت شبکه به سیستم‌های کنترلی منتقل می‌کنند.
  5. تست و اندازه‌گیری در آزمایشگاه‌ها و تحقیقات علمی: ترانس‌ها در آزمایشگاه‌ها و محیط‌های تحقیقاتی به‌منظور اندازه‌گیری دقیق جریان‌ها و تست تجهیزات برقی مورد استفاده قرار می‌گیرند.
  6. صنایع تولیدی: ترانس‌های جریان در صنایع تولیدی مانند صنعت فولاد، صنعت معدن، و صنایع سیمان به‌عنوان بخشی از تجهیزات کنترلی و اندازه‌گیری جریان‌های برقی وارد شده و در فرایندهای تولیدی استفاده می‌شوند.

ترانس‌های جریان از اهمیت بسیاری در صنعت برق برخوردارند و نقش اساسی در اندازه‌گیری، کنترل، و حفاظت از سیستم‌های برقی و تجهیزات الکترونیکی ایفا می‌کنند.

 

نحوه انتخاب ترانس جریان

انتخاب ترانس جریان (Current Transformer) برای یک برنامه خاص نیاز به مراعات عوامل مختلف دارد تا اندازه‌گیری جریان به‌صورت دقیق انجام شود:

  1. مقدار جریان: ابتدا باید مقدار جریانی که قصد اندازه‌گیری آن را دارید مشخص کنید. ترانس جریان باید قابلیت اندازه‌گیری این مقدار را داشته باشد. به‌عنوان‌مثال، اگر جریان مورد نیاز برای اندازه‌گیری 100 آمپر باشد، ترانس جریانی با نسبت مناسب برای این مقدار انتخاب شود.
  2. دقت اندازه‌گیری: در برنامه خود نیاز به‌دقت اندازه‌گیری دارید. ترانس جریان‌های با دقت بالاتر معمولاً هزینه‌برتری دارند. باید توجه داشته باشید که دقت ترانس جریان در محدوده مقدار جریان مورد اندازه‌گیری تغییر پذیر است.
  3. فرکانس جریان: فرکانس جریان AC (معمولاً 50 یا 60 هرتز) نیازمند تطابق ترانس جریان با این فرکانس است. ترانس‌های جریان برای فرکانس‌های مختلف تولید می‌شوند.
  4. محیط و شرایط کاری: محیط و شرایط کاری از جمله دما، رطوبت، و ترتیبات محیطی می‌تواند تاثیرگذار باشد. ترانس جریان باید با محیط و شرایط مشخصات فیزیکی و عملکردی مطابقت داشته باشد.
  5. استانداردها و مقررات: بر اساس استانداردها و مقررات ملی و بین‌المللی مرتبط با برنامه خود ترانس جریان انتخاب کنید. این استانداردها معمولاً نیازهای اندازه‌گیری، دقت، و ایمنی را تعیین می‌کنند.
  6. بودجه: هزینه‌ها نیز نقش مهمی در انتخاب ترانس جریان ایفا می‌کند. باید توجه داشته باشید که ترانس‌های با دقت بالا معمولاً گران‌تر هستند.
  7. نوع خروجی و اتصالات: بسته به نوع خروجی مورد نیاز (مثلاً جریانی یا ولتاژی) و نوع اتصالات موجود در سیستم، ترانس جریان مناسب باید انتخاب شود.

باتوجه‌به این عوامل، انتخاب ترانس جریان مناسب اساسی است تا اندازه‌گیری جریان به‌صورت دقیق و قابل‌اعتماد انجام شود و سیستم‌های برقی به‌خوبی کنترل و مدیریت شوند.

 

سخن پایانی

ترانس جریان یک وسیله بسیار پراستفاده است که برای اندازه‌گیری جریان‌های برق متناوب (AC) استفاده می‌شود. این دستگاه از تعدادی اجزای اساسی تشکیل شده است، از جمله هسته مغناطیسی، پیچ‌های اولیه و ثانویه، معاینه گرها و دسته‌بندی‌ها، محافظت‌ها و مواد عایقی. ترانس جریان دارای انواع مختلفی است که شامل ترانس‌های ابزار دقیق برای اندازه‌گیری دقیق، ترانس‌های حفاظتی برای محافظت از سیستم‌های برقی، ترانس‌های کور بالانس برای تشخیص کاهش جریان، ترانس‌های مداخله‌گر برای مداخله در سیستم‌ها، ترانس‌های فشار متوسط وفشار ضعیف برای اندازه‌گیری در محیط‌های مختلف، و ترانس‌های جریان هسته بالا و پایین برای جریان‌های بزرگ و کوچک مورد استفاده قرار می‌گیرند.

این ترانس‌ها باتوجه‌به نیازهای مختلف صنعت برق و الکترونیک به کار می‌روند و نقش بسیار مهمی در اندازه‌گیری، مانیتورینگ، و حفاظت از شبکه‌های برق و تجهیزات الکتریکی ایفا می‌کنند.

تحریریه JBH
تحریریه JBH

در مجله اینترنتی JBH به‌روزترین و معتبرترین مقالات حوزه صنعت برق را بخوانید.

دیدگاهتان را بنویسید

پشتیبانی فنی

نظر شما مهم است: نظرسنجی کوتاه برای بهبود خدمات JBH

این نظرسنجی تنها ۵ دقیقه از زمان شما را خواهد گرفت اما تاثیر بسزایی در بهبود کیفیت خدمات و محصولات برند JBH خواهد داشت.
برای شروع نظرسنجی روی لینک زیر کلیک کنید.

با تشکر از مشارکت فعال شما

پشتیبانی آنلاین فروشگاه