فهرست مطالب صفحه

فصل اول - مقدمه .......................................................................................................4

فصل دوم – CT های نوری …………………………………………………………………………………..7

1-2 مزایای CT های نوری ……………………………………………………………………………………8

2- 2 انواع CT های نوری……………………………………………………………………………………..9

3-2 تجربه های جدید درباره کاربردهای حفاظتی ترانس جریان و ترانس ولتاژ نوری …..……………..10

4- 2دور نمای قبلی ……………….…………………………………………………………………………11

5-2 معرفی تکنولوژی جریان نوری و اندازه گیری LEA ………………….………………………………11

فصل سوم – نظریه فارادی و پاکلز…………………….……………………………………………………..12

1-3 مقدمه ……………….……………………………………………………………………………………13

2-3 عمل و VT نوری و اثر پاکلز …………….……………………………………………………………..15

3- 3 اثر فارادی ………………………………………………………………………………………………16

4-3 نظریه اثر فارادی ………….…………………………………………………………………………….17

5-3 تحلیل و نتیجه گیری …………………………………………………………………………………..22

6-3 عملیات نوری …………………………………………………………………………………………..23

فصل چهارم – استانداردها ، تحلیل ، پاسخ گذرا …………………………………………………………..25

1-4 طرح استاندارد ………………………………………………………………………………………….26

2-4 ارائه پهنای باند مشخص و پاسخ گذرا ………………….……………………………………………27

3-4 آنالیز خطای بریکر – سیگنال جریان ( نتایج پروژه ) ………………………………………………..33

فصل پنجم – مقایسه ترانسهای اندازه گیری نوری با ترانسهای اندازه گیری معمولی ………..…………38

1-5 مقدمه ……………..……………………………………………………………………………………39

2-5 پروژه های فعال ……………..……………………………………………………………………… 40

3-5 مقایسه خروجی های CT اندازه گیر و CT حفاظتی ……………………………………………… 47

4-5 تحریک راکتور شنت ……….……………………………………………………………………….. 50

5-5 از بین بردن خاصیت مغناطیسی راکتور شنت ………………….………………………………….. 53

6-5 تحریک خازن شنت ………………….……………………………………………………………… 55

7-5 عدم تحریک خازن شنت ………………..……………………………………………………………57

8-5 قابلیت اطمینان ………………………………………………………………………………………60

مقدمه

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

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

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

تقاضاها برای کارایی و تراکم زیاد و دقت بالا برای سنسورها یا ترانسفورمر های نوری برای آشکار سازی جریانها و ولتاژها بعنوان ابزار مهم اطلاعات بکار برده شده در حفاظت و کنترل افزایش مییابد .

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

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

بنابراین قوانین فوق الذکر برای اندازه گیری جریان DC نیز صدق می کند .

درنتیجه CT های فشرده و سبک 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 الکتریکی و کنترل نویز القایی الکترومغناطیسی می باشد .

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

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

در صورت کاهش اندازه المان حسگر امپدانس ورودی در المانهای حسگر می تواند افزایش پیدا کند . این مسله طراحی یک سیستم اندازه گیری ولتاژ کوچکتر از PT معمولی به وسیله ترکیب PD نوری با خازن مقسم ولتاژ را به دنبال دارد .

بنابراین PD نوری تحت تاثیر نویز قرار نمی گیرد و همچنین باند فرکانسی مجاز تا حد دلخواه گسترش می یابد . از این دیدگاه شرکت برق . الکتریک توشیبا و توکیو – کوژلکس و A.B.B و … برای توسعه PD , CT های نوری کاربردی برای اهداف حفاظت و کنترل آغاز به تحقیقات کردند و دراین راه اهمیت احتمالات و قوانین کاربردی نادیده گرفته شد و ترانسفورمرهای GIS 300 KV و تجهیزات 163 KV ایزولاسیون هوا به عنوان تجهیزات عملی تست انتخاب شدند .

فصل دوم
CT های نوری

مزایای CT نوری :

اندازه گیری جریان نقش مهمی را در سیستمهای قدرت الکترونیک در قسمت حفاظت و کنترل ایفا می کند 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 که خطای داخلی باعث بروز جرقه ( flashover ) میگردد منفجر نخواهد شد بعلاوه آنها مشخصات الکترومغناطیسی بمراتب بهتری را برای کنترل الکترونیکی پست تأمین می نمایند .

همچنین CT نوری ، اثرات اشباع وایزوله الکتریکی خوب و نیز اندازه و وزن کم آن در بکارگیری بیشتر آن در وارد کردن PD , CT نوری به سیستم قدرت الکتریکی با ولتاژ بالا و یا در یک swichegear ایزوله گازی ( GIS ) یک تحول جدید را باعث می شود .

این مزایا و سایر برتریها شرکت 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 کیلو ولت تا 552 کیلو ولت ( CT نوری ) المان گذاری گردید . همچنین نمونه 110 کیلو ولت آن نیز قبلاً بطور آزمایشی در سرویس قرار گرفته بود . آزمایشات نشان می دهد که ترانسفورماتورهای جریان نوری نیازهای کلاس 0.5 را تأمین نموده و پاسخ دینامیکی که به نمایش میگذارند با ترانسفورماتورهای جریان معمولی قابل مقایسه است نیاز سیستمهای حفاظت دیجیتالی و تجهیزات الکترونیکی امروز بیشتر از چند ولت آمپر نمی باشد . با بهره گیری از این مزیت شرکت A.B.B سیستمهای ابتو الکترونیک را که ولت آمپرخروجی کمتری 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 که قسمتی از یک شبکه واقعی بوده و امکانات تجهیزات تقریباً مشابه آزمایشگاههای رسمی ( fabora tories ) در آن محیط برای انجام آزمایشات فراهم گردیده است . و بطورنسبی از طراحی ساده تری برخوردارند که اساساً از انفجار جلوگیری می نماید .

بنابراین امکان 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 فرکانسی این ترانسفورماتورهای جریان بدون رزونانس است و دارای مشخصه پایین گذرا low pass می باشد . این خاصیت سازگاری الکترومغناطیسی EMG ترانسورماتورهای جریان را بهبود می بخشد . و تأثیر آنها را روی کنترلهای الکترونیکی درپستها کاهش می دهد در فرکانسهای اینتر فیس بالا ( که مثلاً در اثر عملکرد قطع کننده ها به وجود می آید ) مسائل ناشی از پاسخ کاپاسیتیو ترانسفورماتورهای جریان معمولی ( اندوکتیو ) دیگر وجود ندارد . بنابراین در رابطه با اضافه ولتاژهای گذرا قطعات الکترونیکی به میزان کمتری در معرض آسیب دیدگی می باشند .

2) امروزه CT های نوری دو نوعند :

یک CT نوری حجم دار که د رسنسورهای شیشه ای حلقه ای شکل کاربرد دارد .

و یک CT نوری که در فیبر نوری بعنوان سنسور قرار دارد .

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

سنسورجریانی با اندازه کوچک و شکل ساده در پستهای GIS بوسیله CT نوری فراهم می شود .

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