اندازه گیری جریان نقش مهمی را در سیستمهای قدرت الكترونیك در قسمت حفاظت و كنترل ایفا می كند اخیراً باافزایش ولتاژ خطوط نیرو توجه قابل ملاحظه ای به ترانسفورماتورهای جریان نوری داده می شود زیرا CT نوری مزایای زیادی بر ترانسفورماتورهای جریان متداول با هسته آهن و سیم پیچ مسی دارد

 CT  های نوری 

مقدمه

     برای اندازه گیری جریان های نیروگاههای برق و سیستمهای فرعی معمولا از CT القایی با هسته و سیم پیچ استفاده میكنند .

       برای اندازه گیری ولتاژ از ترانسفورمر های ولتاژ خازنی نوع تقسیم ولتاژ PD استفاده میكنند .

      بنابراین تجهیزات برقی بسوی ولتاژ ها و ظرفیتها ی بالا و ماشینها به سمت حجم زیادتر و سیستمهای حفاظت و كنترل در جهت عملكرد بالا توسعه می یابند .

      تقاضاها برای كارایی و تراكم زیاد و دقت بالا برای سنسورها یا ترانسفورمر های نوری برای آشكار سازی جریانها و ولتاژها بعنوان ابزار مهم اطلاعات بكار برده شده در حفاظت و كنترل افزایش مییابد .

از طرفی پیشرفت اخیر تكنولوژی نوری بسیار چشمگیر بوده بطوری كه انتظار میرود به وسیله پیشرفت تكنولوژی برای اندازه گیری جریانها و ولتاژهای بالا با تكنولوژی جدید براورده شود . به عبارت دیگر پیشرفت CT-PD نوری تقاضاها را بر اورده میكند .

      اصول CT نوری بر اساس اندازه گیری میدان مغناطیسی ایجاد شده توسط جریانی كه طبق اثر فارادی در مدولاسیون و دمدولاسیون نوری پدید آمده است استوار می باشد .

       بنابراین قوانین فوق الذكر برای اندازه گیری جریان DC  نیز صدق می كند .

      درنتیجه CT  های فشرده و سبك وزن بدون اشباع مغناطیسی می تواند طراحی شوند . اگر جنس المان های حسگر فرومغناطیس نباشد .

      بنابراین مزایای استفاده از نور برای انتقال سیگنال در ایزولاسیون الكتریكی و كنترل نویز القایی الكترومغناطیسی می باشد .

       اگر CT  نوری با همان مشخصات توسعه یابد ، هنگام به پایان رسیدن ، با یك ساختار سبك وزن و فشرده قادر خواهند بود ، رنج های دینامیكی را گسترش دهند .

      مبانی PD  نوری بر اساس اندازه گیری ولتاژ كاربردی در مدولاسیون و دمدولاسیون نوری طبق قانون پاسكال است .

      در صورت كاهش اندازه المان حسگر امپدانس ورودی در المانهای حسگر می تواند افزایش پیدا كند . این مسله طراحی یك سیستم اندازه گیری ولتاژ كوچكتر از PT  معمولی به وسیله تركیب PD  نوری با خازن مقسم ولتاژ را به دنبال دارد .

       بنابراین PD  نوری تحت تاثیر نویز قرار نمی گیرد و همچنین باند فركانسی مجاز تا حد دلخواه گسترش می یابد . از این دیدگاه شركت برق . الكتریك توشیبا و توكیو – كوژلكس و A.B.B  و … برای توسعه PD , CT  های نوری كاربردی برای اهداف حفاظت و كنترل آغاز به تحقیقات كردند و دراین راه اهمیت احتمالات و قوانین كاربردی نادیده گرفته شد و ترانسفورمرهای GIS 300 KV  و تجهیزات 163 KV  ایزولاسیون هوا به عنوان تجهیزات عملی تست انتخاب شدند .

 مزایای CT  نوری :

      اندازه گیری جریان نقش مهمی را در سیستمهای قدرت الكترونیك در قسمت حفاظت و كنترل ایفا می كند اخیراً باافزایش ولتاژ خطوط نیرو توجه قابل ملاحظه ای به ترانسفورماتورهای جریان نوری داده می شود . زیرا CT  نوری مزایای زیادی بر ترانسفورماتورهای جریان متداول با هسته آهن و سیم پیچ مسی دارد .

      برای مثال تراسفورماتورهای جریان نوری optical  curret  transform  بر خلاف ترانسفورماتورهای جریان معمولی فاقد روغن می باشند و لذا در مواقعی كه خطای داخلی باعث بروز جرقه ( flashover )  میگردد منفجر نخواهد شد بعلاوه آنها مشخصات الكترومغناطیسی بمراتب بهتری را برای كنترل الكترونیكی پست تأمین می نمایند .

      همچنین CT  نوری ، اثرات اشباع وایزوله الكتریكی خوب و نیز اندازه و وزن كم آن در بكارگیری بیشتر آن در وارد كردن PD , CT  نوری به سیستم قدرت الكتریكی با ولتاژ بالا و یا در یك swichegear  ایزوله گازی ( GIS )  یك تحول جدید را باعث می شود .

      این مزایا و سایر برتریها شركت A.B.B را وادار ساخت تا از اواسط4 دهه 1980 برنامه های مربوط به ترانسفورماتورهای جریان نوری را توسعه دهد دراین مدت چندین ترانسفورماتور جران نوری مراحل تست محلی ( field . test )  را با موفقیت روی سیستم های قدرت 380 كیلو ولت تا 552 كیلو ولت ( CT  نوری ) المان گذاری گردید . همچنین نمونه 110 كیلو ولت آن نیز قبلاً بطور آزمایشی در سرویس قرار گرفته بود . آزمایشات نشان می دهد كه ترانسفورماتورهای جریان نوری نیازهای كلاس 0.5  را تأمین نموده و پاسخ دینامیكی كه به نمایش میگذارند با ترانسفورماتورهای جریان معمولی قابل مقایسه است نیاز سیستمهای حفاظت دیجیتالی و تجهیزات الكترونیكی امروز بیشتر از چند ولت آمپر نمی باشد . با بهره گیری از این مزیت شركت A.B.B سیستمهای ابتو الكترونیك را كه ولت آمپرخروجی كمتری دارند توسعه داده شده و جایگزینی آنها را با ترانسفورماتورهای اندازه گیری معمولی با جریان اینترفیس A  1 درنظر می توان گرفت . ترانسفورماتورهای جریان نوری چندین مزیت عمده نسبت به ترانسفورماتورهای جریان معمولی دارند .

(1)               تست محلی ( fild test )

       انجام  تست د رمحیطی كه قسمتی از یك شبكه واقعی بوده و امكانات تجهیزات تقریباً مشابه آزمایشگاههای رسمی ( fabora tories )  در آن محیط برای انجام آزمایشات فراهم گردیده است . و بطورنسبی از طراحی ساده تری برخوردارند كه اساساً از انفجار جلوگیری می نماید .

       بنابراین امكان بروز خطر به نیروی انسانی و یا یجاد خسارت به دیگر تجهیزات پست دراثر انفجار مقره ( porcelain )  وجود نداشته و احتمال ایجاد آلودگی دراثر نشت روغن نیز از بین رفته است .

       پاسخ فركانسی این ترانسفورماتورهای جریان بدون رزونانس است و دارای مشخصه پایین گذرا low pass  می باشد . این خاصیت سازگاری الكترومغناطیسی EMG  ترانسورماتورهای جریان را بهبود می بخشد . و تأثیر آنها را روی كنترلهای الكترونیكی درپستها كاهش می دهد در فركانسهای اینتر فیس بالا ( كه مثلاً در اثر عملكرد قطع كننده ها به وجود می آید ) مسائل ناشی از پاسخ كاپاسیتیو ترانسفورماتورهای جریان معمولی ( اندوكتیو ) دیگر وجود ندارد . بنابراین در رابطه با اضافه ولتاژهای گذرا قطعات الكترونیكی به میزان كمتری در معرض آسیب دیدگی می باشند .

2) امروزه CT  های نوری دو نوعند :

       یك CT  نوری حجم دار كه د رسنسورهای شیشه ای حلقه ای شكل كاربرد دارد .

و یك CT  نوری كه در فیبر نوری بعنوان سنسور قرار دارد .

       در مورد فوق صرفه جویی د رهزینه و فضای نصب و شكلی ساده كه دارای مزایای از قبیل دقت بالاتر می باشد مورد توجه قرار گرفته است . در  CT . GIS  نوری به دلایل هزینه كم و نصب راحت و كوچك بودن آن مطلوب می باشد .

       سنسورجریانی با اندازه كوچك و شكل ساده در پستهای GIS  بوسیله CT  نوری فراهم می شود .

در این CT  های با فیبر نوری ، آنچه مهم است محدود كردن جریان خطی،به منظور جلوگیری از كاهش حساسیت است .

تجربه ها ی جدید در باره كاربردهای حفاظتی ترانس جریان وترانس ولتاژ نوری :

معرفی :

      در این صفحه نتیجه نصب دو ترانسفور ماتور نوری جهت كاربردهای حفاظتی د ردو شاخه مورد بررسی قرار گرفته است در هر دو مورد ترانسفور ماتور به رله های حفاظتی متصل است و بازبینی از اجرای این طرح بیش از یك سال طول كشیده است.

       در اینجا به توصیف اهداف پروژه ، شكل سیستم و اتصال آن میپردازیم آزمایش میدان و مقایسه با ترانسفورماتورهای قدیمی تر و گزارشهای سوئیچینگ و سپس به شرح شكل موجهای ثبت شده میپردازیم .

نتایج بدست آمده و چگونگی ارتباط آنها با اهداف پروژه را بررسی میكنیم یك جریان الكتریكی آنالوگ و كم مقدار LEA اتصال بین ترانسفورماتور و رله را برقرار میكند . كاربرد این استاندارد برای استفاده عملی و كاربردی مورد بحث قرار خواهد گرفت نمونه های آزمایشی یك جریان الكتریكی دیجیتال را نشان نخواهد داد اخیرا در یك كنفرانس غربی كه در مورد رله های حفاظتی برگذار شده به توصیف اصول ترانس نوری و بعضی نتایج حاصله از مراحل آزمایشات اتصال كوتاه و میزان دقت اندازه گیری در حال كار میپردازد این صفحه شامل اطلاعات جدید و نتایج بدست آمده از كاربرد های حفاظتی در حال انجام كار است.

دور نمای قبلی :

        سیستمهای اندازه گیری ولتاژ و جریان با سطح انرژی پایین  هم اكنون در بعضی موارد استفاده میشود آنها یك مزیتی دارند كه هزینه و خطرشان نسبت به تجهیزات قدیمی تر كم تر است مخصوصا تجهیزات عایق دار روغنی .

      نتایج بدست آمده از دو آزمایش بیان شده در این صفحه دارای شباهت هایی میباشد در هر دو مورد هدف این بوده است كه قابلیت اطمینان ترانسفورماتور  در كاربردهای حفاظتی نشان داده شود در مجموع این پروژه به دنبال این بوده كه ببیند كه این ترانسفورماتورهای بهبود یافته كه در مورد حفاظت حساس تر و سریع تر هستند بهتر عمل میكنند یا نه . سوئیچینگ و خطاهای گذرا مقایسه خواهند شد . با استاندارد ( 1 ) كه از یك سنسور به پهنای باند فركانسی وسیع استفاده میشود .

   معرفی تكنولوژی جریان نوری و اندازه گیری ولتاژ و جریان الكتریكی LEA:     

       این پروژه ها ، یك سیستم اندازه گیری جریان Nxct  را بكار میگیرند . كه در ادامه متن از این عنوان به صورت CT نوری یاد میشود و از تكنولوژی اندازه گیری ولتاژ های ویژه NXVT به صورت VT نوری یاد میشود . در ادامه به بررسی اصول ویژه CT وVT نوری با جزئیات بیشتر میپردازیم .