جریان های هجومی و حفاظت ترانسفورماتورهای قدرت در مقابل آن
91 صفحه در قالب word
فهرست مطالب
1-1- جریان هجومی مغناطیس کننده ترانسفورماتور : 4
1-2- بررسی ریاضی جریان هجومی : 9
1-3- دامنه و مدت عبور جریان هجومی : 10
1-5- ثابت زمانی مدار ترانسفورماتور در حین عبور جریان هجومی: 14
1-6- فوران پسماند : ( Residual or Remaining Flux) 15
1-7- نحوه کنترل و کاهش شدت جریان هجومی : 19
1-8- مدل کردن جریان هجومی : 23
1-9- به دست آوردن مشخصه مغناطیسی ترانسفورماتور : 27
1-10- تشریح مشخصه مغناطیسی مورد استفاده در این پروژه : 29
1-10-1- نمایش منحنی مغناطیسی با سه خط شکسته : 31
1-10-2- نشان دادن منحنی مغناطیسی ترانسفورماتور به وسیله فرمول : 32
1-12- مدار معادل ترانسفورماتور : 34
2-1- حفاظت دیفرانسیل ترانسفورماتور و تاثیر جریان هجومی در آن : 41
2-2- روشهای به دست آوردن مشخصه مغناطیسی فوق اشباع ترانسفورماتور از طریق آزمایش : 46
2-3- اضافه ولتاژهای ناشی از جریان هجومی : 50
2-4- محاسبه اندوکتانس کلی ترانسفورماتور در حالت‌های خطی و اشباع : 54
2-5- نحوه محاسبه هارمونیک‌های جریان هجومی : 60
2-6- روش برازش منحنی به منظور پیدا کردن فرمول مناسب برای منحنی مغناطیسی : 62
2-7- بررسی جریان هجومی در ترانس سه فاز تغذیه شده به وسیله منبع با امپدانس زیاد : 64
فصل 3- نتیجه‌گیری و پیشنهاداتی برای ادامه کار : 67
3-2- پیشنهاداتی برای ادامه کار : 68
فصل 4- حالت گذرای ترانسفورماتورها : 71
4-2- جریان بیش از حد (Over Currents) : 72
4-2-1- جریان شروع ( جریان هجومی ) ( Starting Current ) : 72
4-2-2- جریان اتصال کوتاه ناگهانی : 76
4-3- پدیده حرارتی مدار اتصال کوتاه : 78
4-4- نیروهای مکانیکی به وجود آمده در زمان اتصال کوتاه ناگهانی :]6[ 78
4-5- ماهیت و علت اضافه ولتاژها در ترانسفورماتور : 81
4-6- مدار معادل ترانسفورماتور در حالت اضافه ولتاژ ]16[ : 82
4-7- توزیع ولتاژ اولیه در طول سیم‌پیچ ترانسفورماتور 85
4-8- حفاظت ترانسفورماتور در برابر اضافه ولتاژها : 89
فصل 1- مباحث پایه
1-1- جریان هجومی مغناطیس کننده ترانسفورماتور :
Transformer magnetizing inrush current
درشرایط معمولی یک ترانسفورماتور در حالت بی باری جریان مغناطیس کننده ای حدود 5/0 تا 2 درصد جریان نامی اش از منبع میکشد . این جریان بعلت اثرات اشباع آهن سینوسی نیست ( شکل 1)
مقداراعوجاج بستگی به مقدار چگالی فوران مغناطیسی دارد که هسته در آن چگالی کار میکند . تغییرات فوران هسته و جریان مغناطیس کننده بنحوی است که درهر پریود ( دوره تناوب ) یکبار دور حلقه هیسترزیس (Hysteresis loop ) طی میشود (شکل2)
همچنین تغییرات فوران هسته بنحوی است که در هر لحظه نیروی محرکه الکتریکی( emf ) لازم را برای برابری با ولتا ژ لحظه ای منبع تولید کند . در شکل 3 حلقه هیسترزیس همراه با منحنی مغناطیسی magnetizing curve مکان قرار گرفتن رئوس حلقه های هیسترزیس است که در ولتاژ های اعمال شده به ترانسفورماتور در حالت ماندگار ( steady state ) بدست آمده اند (شکل 4 ).
بدیهی است همانگونه که ولتاژ افزایش میابد و در نتیجه این امرفوران بیشتر وبیشتری از هسته عبور میکند. ماگزیمم جریان نیز بسرعت افزایش پیدامیکند زیرا هسته اشباع میشود.
در حلقه هیسترزیس شکل 5 تغییرات فوران بین می‌باشد که این امر در حالت ماندگار حاصل شده است . حال می‌خواهیم ببینیم در شرایط گذار که پس از وصل کلید و اعمال ولتاژ منبع به سیم پیچ ترانسفورماتور پیش می‌آید ، چه اتفاقی می‌افتد . بدین منظور به آخرین دفعه‌ای بازمی‌گردیم که ترانسفورماتور برقدار بوده و سپس از منبع تغذیه قطع شده است. شکل 5 نشان می‌دهد که در لحظه‌ای که جریان از صفر عبور میکند فوران پسماند در هسته وجود دارد ( Residual Flux ) ، که فقط با تغییر جهت جریان و تغییرات آن تا صفر می‌توان آن را از بین برد .
لذا باید انتظار داشت که پس از قطع ترانسفورماتور از منبع نیز ، فوران قابل ملاحظه‌ای در هسته باقی بماند . معمولاً این فوران پسماند از مقدار مشخص شده در شکل 5 کمتر است ، زیرا بعد از قطع جریان توسط کلید ، یک جریان گذرا در سیم پیچ عبور میکند که نتیجه تخلیه ظرفیت خازنی ترانسفورماتور یا جریان بار است . البته توضیح بیشتر راجع به کاهش یافتن فوران پسماند در قسمت 6 خواهد آمد . فرض می‌کنیم که مقدار فوران پسماند باشد . همچنین فرض می‌کنیم که در هنگام برقدار شدن مجدد ترانسفورماتور پلاریته ولتاژ به نحوی باشد که فوران در جهت مثبت افزایش یابد . اگر موج ولتاژ اعمال شده در لحظه وصل در حال عبور از صفر به طرف نیمه مثبت موج باشد ، فوران مجبور است به اندازه افزایش یابد تا زمانیکه موج ولتاژ در به ماکزیمم خود برسد . چون فوران از مقدار اولیه آغاز شده ، در به مقدار که مساوی است ، و در به ماکزیمم خواهد رسید ، این امر در شکل به وضوح دیده میشود ، که در آن فوران اولیه مساوی است .
این فوران زیاد باعث میشود که هسته به حالت اشباع مغناطیسی برود ، و در نتیجه جریان بسیار زیادی از منبع تغذیه کشیده خواهد شد ، که آنرا جریان هجومی (Inrush current ) می‌نامند . ( شکل 8 )
البته شرایطی که در بالا در نظر گرفته شد ، یعنی حداکثر پسماند مثبت و زاویه ولتاژ صفر موج ولتاژ در لحظه وصل ، بدترین شرایط برقرار شدن ترانسفورماتور است . دامنه جریان هجومی در بدترین شرایط می‌تواند تا چندین برابر جریان نامی ترانسفورماتور برسد .
جریان هجومی ، به علت وجود تلفات ترانسفورماتور که عمدتاً مربوط به سیم‌پیچ است پس از مدتی از بین رفته و جریان مغناطیس کننده به حالت ماندگار خود می‌رسد . در طول پریودهایی که جریان هجومی جاری است ، همیشه روی منحنیه یسترزیس جابجا شده حرکت میکند تا بتدریج بر روی منحنی هیسترزیس معمولی بازگشت نماید ( شکل 7 ) .
ممکن است هنگام انتقال از فایل ورد به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل است
متن کامل را می توانید در ادامه دانلود نمائید
چون فقط تکه هایی از متن برای نمونه در این صفحه درج شده است ولی در فایل دانلودی متن کامل همراه با تمام ضمائم (پیوست ها) با فرمت ورد word که قابل ویرایش و کپی کردن می باشند موجود است
جریان های هجومی و حفاظت ترانسفورماتورهای قدرت در مقابل آن
