طراحی سازه و تحلیل عملکرد ترانسفورماتور جریان

ترانسفورماتور جریان یک جزء ضروری و مهم در سیستم قدرت است. طراحی و عملکرد آن به طور مستقیم بر راندمان عملیاتی و ایمنی کل سیستم تأثیر می گذارد. با توسعه فناوری، طراحی ساختاری ترانسفورماتور جریان نیز برای پاسخگویی به چالش های مختلف در سیستم های قدرت مدرن بهینه می شود. این مقاله طراحی سازه، ویژگی های عملکرد و سناریوهای کاربردی مدرن ترانسفورماتور جریان را به تفصیل تجزیه و تحلیل می کند.

ساختار ترانسفورماتور جریان
ساختار اصلی ترانسفورماتور جریان شامل هسته آهنی، سیم پیچ اولیه و سیم پیچ ثانویه است. یک طرف به سیستم برق فشار قوی متصل است. به عنوان طرف اصلی، معمولاً فقط یک یا چند پیچ ​​هادی دارد و جریان بالایی را تحمل می کند. سیم پیچ ثانویه پیچ های بیشتری دارد و جریان کوچک مربوطه را از طریق القای الکترومغناطیسی تولید می کند. هسته آهنی برای تمرکز و هدایت شار مغناطیسی برای اطمینان از کارایی فرآیند القایی استفاده می شود.

بسته به هدف و مناسبت نصب، ساختار ترانسفورماتور جریان می تواند اشکال مختلفی داشته باشد. طرح های رایج عبارتند از:

ترانسفورماتور جریان حلقوی: این ترانسفورماتور جریان معمولی با هسته حلقه بسته است که می تواند شار مغناطیسی را بهتر ببندد و اتلاف انرژی را کاهش دهد. به طور گسترده ای در سیستم های قدرت صنعتی و تجاری استفاده می شود.
ترانسفورماتور تقسیم جریان: هسته این نوع ترانسفورماتور جدا شده است که نصب و نگهداری آن آسان است. برای مواقعی که نیاز به اندازه گیری موقت است یا قطع برق ناخوشایند است مناسب است.
ترانسفورماتور جریان میله ای: این نوع ترانسفورماتور ساختار فشرده ای دارد و برای پایش جریان خطوط انتقال فشار قوی مناسب است.

ویژگی های عملکرد
عملکرد ترانسفورماتور جریان مستقیماً بر تأثیر استفاده از آن تأثیر می گذارد. در زیر چندین شاخص عملکرد مهم وجود دارد:

دقت: وظیفه اصلی ترانسفورماتور جریان تبدیل دقیق جریان بزرگ سمت اولیه به جریان کوچک در سمت ثانویه است. بنابراین، دقت یک شاخص مهم است. به خصوص در ترانسفورماتور جریان برای اندازه گیری، خطا باید در محدوده خاصی کنترل شود.
ظرفیت بار: ترانسفورماتور جریان باید با شرایط بار فعلی متفاوت روبرو شود و ظرفیت بار آن مستقیماً تعیین می کند که آیا می تواند به طور پایدار خروجی داشته باشد یا خیر. ظرفیت بار ناکافی ممکن است باعث ناپایداری جریان خروجی شود و بر دقت اندازه گیری تأثیر بگذارد.
عملکرد عایق: به عنوان یک تجهیزات کلیدی در سیستم قدرت فشار قوی، عملکرد عایق ترانسفورماتور جریان باید عالی باشد تا از آسیب جریان ولتاژ بالا به سیستم یا پرسنل جلوگیری شود.
دوام: ترانسفورماتورهای جریان اغلب باید برای مدت طولانی در محیط های خشن کار کنند و مواد و ساختار آنها باید قادر به مقاومت در برابر آزمون زمان و محیط باشد تا از ایمنی و قابلیت اطمینان طولانی مدت اطمینان حاصل شود.