آشنایی با رله های حفاظتی

در تاسیسات الکتریکی مانند شبکه انتقال انرژی ء مولدها وترانس ها وتجهیزات واسباب و ادوات دیگر برقی در اثر نقصان عایق بندی ویا ضعف استقامت الکتریکی ء دینامیکی و الکتریکی در مقابل فشارهای ضربه ای پیش بینی نشده و همچنین در اثر ازدیاد بیش از حد مجاز درجه حرارت ء خطاهایی پدید می آید که اغلب موجب قطع انرژی می گردد.

این خطاها ممکن است بصورت اتصال کوتاه ء اتصال زمین ء پارگی و قطع شدگی هادی ها و خورده شدن و شکسته شدن عایق ها و غیره ظاهر شود. قطعات یا وسایلی که چنین خطایی پیدا می کنند باید بلافاصله از شبکه ای که آنرا تغذیه می کند جدا شود تا ازدیاد و گسترش خطا و از کار افتادن بقیه قسمت های سالم شبکه جلوگیری گردد.

پس باید شبکه طوری طرح ریزی شود که از یک پایداری و ثبات قابل قبول در حد امکان برخوردار باشد برای این کار باید از رله استفاده کرد ء وظیفه رله این است که در وقع پیش آمدن خطا در محلی از شبکه برق متوجه خطا شود و آن خطا را بسنجد و دستگاه خبر را آماده کند یا در صورت لزوم خود رله عمل کندو سبب قطع مدار الکتریکی شود .

رله وساختمان آن :

رله اصولا به دستگاهی گفته می شود که در اثر تغییر کمیت الکتریکی و یا کمیت فیزیکی مشخص تحریک می شود و موجب به کار افتادن دستگاه ویا دستگاه های الکتریکی دیگری می شود .

رله ای که برای حفاظت دستگاههای برقی به کار برده می شود رله حفاظتی نامیده می شود ورله از نظر اتصال به شبکه به دو نوع اولیه ( پریمر) و ثانویه ( زکوندر ) تقسیم می شود .

رله اولیه یا پریمر :

در این نوع رله سیم پیچی تحریک شونده مستقیما در مدار قرار دارد یعنی بدون ترانس جریان یا ولتاژ در مدار قرار می گیرد .

معایب رله اولیه :

1- حجم بزرگ ( از نظر عایق بندی )

2- حساسیت کمتر

3- عدم دسترسی در حین کار (نمی توان دست زد )

4- محدودیت جریان و ولتاژ ( در ولتاژ و جریان زیاد نمی توان بکار برد )

مزایای رله اولیه :

1- ارزانتر

۲- امکان تشخیص سریعتر اشکال در سیستم حفاظت

رله ثانویه یا زکوندر :

رله ای که سیم پیچ تحریک کننده آن از سیم پیچ ثانویه ترانس جریان یا ولتاژ شبکه ای که باید حفاظت شود

نیرو می گیرد رله زکوندر نامیده می شود.

معایب رله ثانویه عبارتند از :

1- گرانتر 2- خرابی بیشتر

مزایای رله ثانویه عبارتند از :

1- حجم کوچکتر 2- حساسیت بیشتر

هدف از حفاظت :

برای جلوگیری از صدمه بیشتر قسمت آسیب دیده و جلوگیری از صدمه دیدن قسمت های سالم

مشخصات سیستم حفاظت :

1- سرعت عملکرد رله 2- قابلیت انتخاب 3- حساسیت 4- پایداری 5- هزینه

1- سرعت عملکرد رله : فاصله زمانی بین وقوع اتصال و عملکرد رله کم باشد.

2- قابلیت انتخاب : فقط قسمت آسیب دیده ازمدار خارج می شود.

3- حساسیت : بین حداکثر مقدار مجازو حداقل مقدار غیر مجاز تفاوت گذاشته شود .

4- پایداری : جلوگیری از عملکرد رله در شرایط گذرا .

5- هزینه : رله ای که در هر قسمت از سیستم قرار می دهند بایستی هزینه رله را در نظر داشته باشند.

حفاظت از خطوط 132 کیلو ولت :

انواع رله هایی که در خطوط 132 کیلو ولت بکار می روند عبارتند از SUB1 یا رله های اصلی که

عبارتند ا ز :

رله دیستانس ، رله اتو رکلوزر ، رله پاور سوئینگ ، رله فیوز فیلور

و SUB2 یا رله های پشتیبانی عبارتند از :

رله اورکارنت دایرکشنال و رله ارت فالت دایرکشنال

رله دیستانس ( رله مقاومت سنج ) :در آخر صحفه بیشتر توضیح دادم

رله دیستانس از لحاظ کار مانند رله جریان زیاد در مقابل اتصال کوتاه می باشد و رله دیستانس بر اساس فاصله یا امپدانس عمل می کند یعنی رله دیستانس زمانی عمل می کند که امپدانس خط از مقدار تنظیم شده کمتر باشد در غیر این صورت عمل نمی کند و از لحاظی چون مقاومت مصرف کننده ها در حد تنظیم نیست از امپدانس مصرف کننده ها صرف نظر شده ودر زمان اتصال کوتاه طبق رابطه Z=U/ I امپدانس کم می شود چون جریان زیاد می گردد و هر چقدر این امپدانس به رله نزدیکتر شود رله زودتر قطع می کند.

در ضمن در شبکه ای که چند رله دیستانس بکار می رود در موقع اتصالی همه رله های دیستانس تحریک شده ، ولی فقط رله ای قطع می کند که به محل اتصال نزدیک بوده وبقیه رله ها به حال خود بز می گردد.

رله اتو رکلوزر :

تعریف رکلوزر :

انتقال انرژی همیشه در اثر برخورد دو سیم به هم یا سیم به زمین ، اتصالی بوجود نمی آید بلکه عامل بیشتر اتصال ها در اثر جرقه قوس الکتریکی می باشد . این قوس ممکن است بین سیم و زمین در طول مقره یا بین دو سیم زده شود و جرقه معمولا به علت نا مساعد بودن هوا که شامل برف و مه و طوفان و یا در اثر ازدیاد ولتاژ شبکه که شامل صاعقه یا قطع و وصل می باشد در کلید بوجود می آید ، چنین جرقه هایی اغلب با قطع آنی و کوتاه مدت فشار شبکه از بین رفته و خاموش می شود. برای پایداری شبکه از یک نوع کلید در مدارهای فشار قوی از 20 کیلو ولت به بالا و معمولا بیشتر در شبکه های هوایی مورد استفاده قرار می گیرد چون اغلب اتصالی ها در شبکه هوایی رخ می دهد .

وسیله ای است که در زمان اتصال کوتاه یا اتصال گذرا خط را قطع ، مجددا به طور اتومات وصل کند و در مواقع اتصال دائم خط را قطع دائم می نماید .

اتصال گذرا شامل : 1- پرنده 2- گیر کردن شاخه درخت به سیم 3- در اثر باد یا طوفان

اتصال دائم شامل : 1- پارگی سیم 2- کابل زدگی یا زخم شدن کابل 3- یخ بستن

رله پاور سوئینگ :

رله فیوز فیلور :

برداشتن بار از شبکه باعث نوسان شدید که ناشی از تغییر بار شدید است می گردد و زمان آن بسیار کوتاه است و خط یک امپدانس شدید بوجود می آورد که ممکن است درداخل دایره رله حفاظتی دیستانس می باشد و در نتیجه رله عمل نماید برای جلوگیری از این کار یک مدار به عنوان پاورسوئینگ بلوکینگ اضافه می کنیم و از عملکرد بی مورد رله دیستانس جلوگیری می نماییم .

فیوز فیلور در خطوط 132 کیلو ولت بکار می رود و طرز کار آن به این صورت است که چنانچه فیوز تغذیه ولتاژ رله دیستانس که در ثانویه ترانس ولتاژ قرار دارد عمل کند ، ولی لتصالی در شبکه وجود نداشته باشد فیوز فیلور عمل نموده باعث بلاک رله دییستانس می شود . زیرا می دانیم رله دیستانس براساس Z=U/ I کار می کند . سپس اگر ولتاژ قطع شود رله دیستانس به خطا عمل می نماید که در این حالت فیوز فیلور از این خطا جلوگیری می کند با عملکرد فیوز فیلور آلارم شاخص قرمز رنگی نشان داده می شود پس از وصل فیوز دکمه قرمز رنگ فیوز فیلور را ریست می کنیم .

رله اور کارنت دایرکشنال :

رله اورکارنت دایرکشنال که زمان روی آن تنظیم شده و بر طبق آن عمل می کند و کاربرد رله جریان زیاد دایرکشنال برای مواردی که اتصالی از یک طرف تغذیه می شود به کار می رود .

انواع رله جریان زیاد عبارتند از : 1- زمان ثابت 2- زمان معکوس 3- آنی

1- زمان ثابت : زمان عملکرد قابل تنظیم و به مقدار شدت ارتباط ندارد یا به عبارت دیگر رله ای است که در زمان معینی تنظیم می شود .

2- زمان معکوس : زمان عملکرد نسبت عکس با شدت جریان دارد یا به عبارت دیگر هر چقدر شدت جریان زیادتر شود زمان قطع کمتر می شود .

3- آنی : زمان عملکرد صفر است .

رله ارت فالت دایرکشنال :

حفاظت از باسبارها :

رله ای است که مستقیما از اتصال زمین تغذیه می کند و در هنگامی که یک فاز یا دو فاز یا هر سه فاز به زمین وصل شود و جریان از آن بگذرد و به زمین برسد فورا رله آن را دیده و بوبین آن تحریک شده و فرمان قطع را صادر می کند و شاخص آن این عمل را نشان می دهد.

حفاظت اصلی باسبارها توسط رله دیفرانسیل و حفاظت فرعی یا پشتیبانی آنها توسط رله های اورکارنت و ارت فالت می باشد .

رله دیفرانسیل :

رله دیفرانسیل بر اساس مقایسه جریان ها ( تراز جریانی ) کار می کند و به مقدار جریان بستگی ندارد و فقط اگر ضریب تبدیل بهم بخورد رله عمل می کند . رله دیفرانسیل برای حفاظت ترانس ، ژنراتور ، باسبار ، الکتروموتور بکار می رود.

مواردی که باعث عملکرد نا خواسته رله دیفرانسیل می شود :

الف : اشباع ترانس های جریان CT1 و CT2 در اثر عبور جریان اتصال کوتاه خارج از محدوده حفاظت باعث عملکرد رله می شود .

ب : وجود تپچنجر در ترانس قدرت .

ج : جریان ضربه ای در حفاظت ترانس قدرت .

بنابراین رله دیفرانسیل باید طوری ساخته شود که در موارد بالا از عملکرد آن جلوگیری شود .

الف - اشباع ترانس های جریان : در اثر عبور جریان زیاد ناشی از اتصال کوتاه خارج از محدوده ، حفاظت ترانس های جریان به ناحیه اشباع می رسد و بعلت عدم تطبیق منحنی های مغناطیسی آنها در ناحیه اشباع و در نتیجه خطای ترانس های جریان ، اختلاف جریانی بوجود می آید که می تواند باعث عملکرد نا خواسته رله شود .

ب - وجود تپچنجر در ترانس های قدرت : در اثر تغییر مراحل تپ چنجر در ترانس های قدرت چون نسبت تبدیل ترانس ها در زمان تعویض تپ تغییر می کند در نتیجه در نسبت جریان اولیه و ثانویه نیز تغییری بوجود می آورد که باعث عملکرد ناخواسته رله می شود . برای جلوگیری از عملکرد رله دیفرانسیل باید پایدار باشد.

ج – جریان ضربه ای : هنگام برقدار کردن ترانس ( در صورت باز بودن ثانویه ) یک جریان ضربه ای که مقدار آن به 8 تا 12 برابر جریان نامی می رسد از سیم پیچ اولیه عبور می کند که چون مقدار آن در سیم پیچ اولیه می باشد و جریان ثانویه صفر است رله دیفرانسیل به علت تفاوت جریان عمل خواهد کرد در صورتی که این جریان زیاد ، پس از چند میلی ثانیه کاهش می یابد و به جریان بی باری می رسد رله نباید در این حالت عمل نماید برای جلوگیری از عملکرد رله باید inrush Proof باشد .

دستگاه حفاظت و مراقبت روغن :

دستگاه هایی که جهت مراقبت روغن برای تعیین وتشخیص اتصال کوتاه در ترانس های روغنی روغنی بکار برده می شود عبارتند از : رله بوخهلتس و رله توی بر.

رله توی بر در درجه اول برای حفاظت ترانس در مقابل اضافه بار و درجه دوم برای حفاظت در مقابل اتصال کوتاه بکار می رود . لذا برای شناسایی اتصال در داخل ترانس بیشتر از رله بوخهلتس استفاده می شود

رله بوخهلتس :

رله بوخهلتس رله ای است که جهت حفاظت دستگاه هایی که توسط روغن خنک می شود بکار می رود . این رله در اثر تولید گاز یا هوا در داخل منبع روغنی یا پایین آمدن سطح روغن از حد مجاز ویا جریان شدید بیش از حد مجاز روغن به کار می افتد و در مرحله اول زنگ خطر را بکار می اندازد و سطح روغن اگر بیشتر افت کرد در مرحله دوم دستگاه را قطع می کند . در رله بوخهلتس از روغن بعنوان عایق کاری و خنک کننده استفاده می شود .

عواملی که سبب بکار انداختن رله بوخهلتس می شود :

1- جرقه بین هسته و قسمت های مختلف ترانس .

2- اتصال زمین بین حلقه های کلاف .

3- قطع شدن یک فاز یا سوختن آن .

4- چکه کردن روغن از تانک روغن ویا لوله های ارتباطی آن .

در مرحله اول که زنگ خطر بکار می افتد و آلارم می دهد اشکالات بوجود آمده عبارتند از :

1- نقایص عایق کاری.

2- خراب شدن عایق ورقه های هسته و پیچ اتصال ورق های هسته .

3- کامل نبودن کنتاکتها در اتصالات الکتریکی .

4- گرم شدن بیش از حد قسمتی از سیم پیچ و خراب شدن عایق ها به علت عبور جریان فوکو بیش از حد.

در مرحله دوم که دستگاه قطع خواهد شد و فرمان تریپ به ترانس داده خواهد شد اشکالات بوجود آمده عبارتند از :

1- شکستن بوشینگ ها .

2- اتصال کوتاه فاز به فاز .

3- اتصال زمین .

4- اتصال داخل سیم پیچ ها.

5- اتصال تپ ها به یکدیگر .

6- پایین آمدن سطح روغن در اثر سرد شدن روغن بیش از حد و کم بودن روغن یا نشتی روغن .

رله توی بر :

این رله نیز در حفاظت ترانس های روغنی بکار برده می شود در این رله نیز از حرکت روغن و ایجاد گاز استفاده شده است . همانطور که می دانیم ازدیاد درجه حرارت باعث انبساط روغن می شود و این روغن ضمن گذشتن از لوله رابط بین ترانس و ظرف انبساط رزرو به یک سوپاپ سنج ( دیافراگم ) برخورد می کند و در پشت سوپاپ فشار ایجاد می کند که این فشار توسط فشارسنج سنجیده می شود که در این فشار سنج چندین کنتاکت پیش بینی و نصب شده است به طوری که اگر ازدیاد فشار به طور آهسته انجام گیرد کنتاکت خبر دهنده بسته و باعث بستن مدار سیگنال خواهد شد و درصورتی که فشار سریعا ازدیاد یابد کنتاکت دیگری در فشار سنج موجب قطع فوری ترانس می شود. در مرحله اول در اثر بار زیاد ودر مرحله دوم اثر اتصا ل کوتاه ایجاد می شود.

علت استفاده از تجهیز

 تجهیز

چون جریان خطوط زیاد می باشد و نمی توان مستقیما آن را اندازه گرفت با استفاده ازاین دستگاه از جریان نمونه برداری میکنند.این دستگاه به صورت سری در مدار قرار می گیرد.همچنین برای ایزوله شدن شبکه های فشار قوی از سیتم های اندازه گیری و حفاظت از این وسیله استفاده می شود.

CT

به موازات برقگیر این دستگاه نصب می گردد و علت استفاده آن برای سد کننده فرکانس 50 هرتز برای سیستم مخابراتی و اندازه گیری ولتاژ و محافظت برای رله ها مورد استفاده قرار می گیرد و فرق آن باPT این است که پی تی فقط برای اندازه گیری و حفاظت مورد استفاده قرار می گیرد.

CVT

روشی است که سیگنال های مخابراتی را از یک پست یا نیروگاه توسط خطوط فشار قوی ارسال کرده و در پست یا نیروگاه دیگر دریافت می کنند.

PLC

چون ولتاژ خطوط زیاد می باشد و نمی توان مستقیما آن را اندازه گرفت با استفاده ازاین دستگاه از ولتاژ نمونه برداری میکنند.این دستگاه به صورت موازی در مدار قرار می گیرد.همچنین برای حفاظتی که نیاز به نمونه ولتاژ مانند رله های ولتاژی مانند رله های اندر ولتاژ یا آور ولتاژ و رله دیستانس دارد استفاده می شود.

PT

این رله مشابه رله دیفرانسیل می باشد و برای اتصالیهای فاز با زمین در داخل ترانس به کار می رود و به طور جداگانه در دو طرف ترانس نصب می شود.

REF رله

 کلیدی که در آن  برای خاموش کردن جرقه ناشی از قطع و وصل از گاز خاموش  

نامیده می شود.SF کننده ای استفاده می شود که آن گاز

SF6 کلید

برای نشان دادن قدرت ترانس از واحد ولت آمپر استفاده می شود.(توان ظاهری)

V.A

واحد اندازه گیری توان راکتیو می باشد.

V.A.R

پایه های فلزی که نگهدارنده تجهیزات در پست می باشند.

استراکچر

به محض عملکرد رله یا به وجود آمدن شرایط غیر عادی در مدار این دستگاه با به صدا در آوردن آژیر اپراتور را از وجود شرایط غیر عادی مطلع می کند.

آلارم

واحد اندازه گیری جریان آمپر می باشد.

آمپر

برای اندازه گیری جریان از آمپرمتر استفاده می شود که این دستگاه به صورت سری در مدار قرار می گیرد.

آمپرمتر

دستگاهی است که وقایع وحادثه هارادر پستها ثبت می کند.

اونت رکوردر

ورودی ترانس می باشد.(خروجی اصلی ترانس که کلیه فیدرهای خروجی از آن تغذیه می شوند).

اینکامینگ

برای جلوگیری ازمانور اشتباه  معمولا بین سکسیونرها و بریکر چفت و بست مکانیکی یا الکتریکی قرار می گیرد.که از آن به عنوان اینترلاک نام برده می شود.

اینتر لاک

این دستگاه ولتاژ مستقیم را به متناوب تبدیل می کند. مورد استفاده آن برای مصارف اضطراری و پر اهمیت در پست می باشد.

اینورتر

به مجموعه ای از سلول ها که در آنها فعل و انفعالات الکترو شیمیایی قابل رفت و برگشت صورت می گیرد باطری می گویند که هر سلول متشکل از صفحات مثبت و منفی و ماده ای بنام الکترولیت که محلول از 8 قسمت آب و 3قسمت اسید سولفوریک غلیظ می باشد.

باطری

محل قرار گرفتن باطری در پست را باطریخانه گویند.

باطری خانه

به منظور حفاظت از شبکه در مقابل اضافه ولتاژها وتخلیه آنها به زمین از برق گیر استفاده می شود .اضافه ولتاژهائی که در شبکه ایجاد می شوند یا ناشی از عوامل خارجی بوده نظیر ساعقه ویا ناشی از اختلالات داخلی سیستم نظیر– قطع ناگهان بار-. سوئیچینگ- اتصال کوتاه،عدم تنظیم ریگلاتوری ولتاژ وغیره

.برقگیر در ابتدای پست وطرفین ترانس و در شبکه توزیع در ابتدای خط و در مسیر خط نصب می شود.

برقگیر

کلید قدرتی است که در موقع لزوم جریان عادی شبکه ودر موقع خطا جریان اتصال کوتاه وجریان زمین را سریع قطع نماید این کلید قطع جریان را در یک فضای عایق انجام می دهد بنابراین این کلید میتواند در زیر بار قطع کند.

بریکر

کپسول هایی که در پست نصب گردیده و در داخل آن مواد خاموش کننده آتش مانند پودر و گاز می باشد و برای خاموش کردن انواع آتش از آن استفاده می شود.

کپسول اطفاء حریق

دستگاهی که برای ارتباطات صوتی استفاده می شود.

بی سیم

یعنی موازی کردن دو ترانس فورماتور یا دو ژنراتور با هم که هدف از پارالل کردن بالا بردن ضریب اطمینان شبکه و تعدیل بار بین خطوط و ترانس ها وژنراتورها و استفاده مناسب از قدرت و ظرفیت تجهیزات می باشد.

پارالل کردن ترانس یا ژنراتور

محلی که در آنجا تبدیل ولتاژ انجام گرفته یا کلید زنی صورت می پذیرد.

پست

پلاکی است که بر روی ترانس نصب می شود و اطلاعاتی را در مورد ترانس از قبیل ضریب قدرت سیم بندی ترانس سال ساخت کشور سازنده ولتاژ وجریان نامی و...را نشان می دهد.

پلاک ترانس

وسیله ای است که با تغییر دادن  سبب تغییر ولتاژ خروجی ترانس می گردد.این وسیله بیشتر در طرف فشار قوی ترانس نصب می شود.

تپ چنجر

برای مصرف داخلی پست(،روشنایی،شارژر،تغذیه رله ها وتجهیزات ارتباطات راه دوراز این ترانس) استفاده می شود.

ترانس مصرف داخلی

به منظور ایجاد نقطه نول مصنوعی و در طرف مثلث ترانس ها  و حفاظت ثانویه ترانس از ترانس نولساز استفاده می شود.

ترانس نولساز

وسیله ای است که انرژی الکتریکی توسط القاء متقابل تبدیل می کنند و می تواند ولتاژ کم را به زیاد و بالعکس تبدیل نماید.

ترانسفورماتور

برای اندازه گیری درجه حرارت از این دستگاه استفاده می شود

ترمومتر

ترمینال هایی است که در مواقع تست و تنظیم رله ها مورد استفاده قرار می گیرد تا نیازی به قطع بریکر نباشد.

تست پلاک

وسیله عایقی است برای باز یا بستن فیوز کتد یا گراند سیار از آن استفاده می شود.

استیک

جهت بالا بردن ولتاژ،جهت جبران بار راکتیو که در پستهای فوق توضیع استفاده میگردد.

خازن

جهت انتقال جریان برق،جهت تبادل اطلاعات و جهت تبادل پیام با نصب سیستم PLC

خط انتقال

مرکز کنترل پستهای انتقال و نیروگاهها میباشد.(ثبت وقایع ایستگاهها،فرمان قطع و وصل  ،روئیت مقادیر (جریان و ولتاژو...)).از وظائف آنهاست

دیسپاچینگ

جهت تامین مصرف داخلی پست در زمانی که پست بی برق شده باشد

دیزلخانه

در صورت به وجود آمدن اشکالی در تجهیزات جهت رفع عیب آن این برگ تکمیل و به گروه تعمیرات ارجاع داده می شودتا رسیدگی گرددو رفع عیب شود.

دیفکت

مخزنی است که در آن آب یا روغن در حال گردش وجود دارد که در اثر گردش   دررادیاتورآب یا روغن  خنک شده و باعث خنک شدن ترانس می شود.

رادیاتور ترانس

به منظور کاهش ولتاژ شبکه در مواقع افزایش ولتاژ شبکه(غیر عادی شدن ولتاژ) از راکتورها که جذب کننده بار راکتیو هستند استفاده می گردد.( جهت کاهش ولتاژ).

راکتور

وقتی که یک اتصال زمین بر روی فیدرهای خروجی باقیمانده و حفاظت فیدرهای مذکور عمل نکند این رله به عنوان پشتیبان حفاظت ها عمل کرده وفرمان قطع را به طرف اولیه و ثانویه ترانس داده و باعث خارج شدن ترانس

 می شود.

رله استند بای

این رله بین مخزن ترانس و کنسرواتور نصب می گردد.در اتصالی های شدید  داخلی ترانس گازهای زیاد همراه با جهش روغن ایجاد شده که فشار حاصله در رله بوخهلتس باعث عملکرد رله و تریپ ترانس می شود.

رله بوخهلتس

برای حفاظت ترانس در مقابل اتصالی با بدنه از آن استفاده می شود.

رله تانک پروتکشن

رله ای است که مانند رله جریان زیاد عمل می کند و اتصالیهای فاز به زمین را تشخیص داده و عمل می کند.

رله جریان زمین

وقتی که جریان ورودی رله از ستینگ آن بالاتر رود این دستگاه بدون تاخیر فرمان لازم را صادر می کند.

رله جریان زیاد

از جنس رله های توانی می باشند که بر اساس زاویه بین بردارهای ولتاژ وجریان عمل می کند.مانند رله جریان توان که برای جلوگیری کردن از موتوری شدن ژنراتور به کار می رود.

رله جهتی

دستگاهی که به طور خودکار  جهت تشخیص خطا در شبکه، حس کردن خطا،نشان دادن خطا وفرمان جدا کردن بخش معیوب بکار می رود.

رله حفاظتی

از لحاظ هر پست هر نقطه از شبکه دارای یک امپدلنس می باشد.که با به وجود آمدن خطا جای این نقاط در صفحه جابجا می شود باشناسایی جابجایی این نقاط می توان به خطا پی برد وآن را شناسایی کرد.این رله معمولا دارای سه ناحیه عملکرد می باشدو بر روی خطوط انتقال نصب میگردد و نقطه اتصالی بوجود آمده بر روی خط را مشخص می نماید  

رله دیستانس

با نمونه برداری از جریانهای دو طرف ناحیه حفاظت شده و مقایسه آن با یک مقدار مشخص شده می تواند خطا را شناسایی و فرمان لازم را صادر کند.

رله دیفرانسیل

این رله بر روی خطوط نصب میگردد تا درهنگام قطع در صورتی که علت قطع گذرا و لحظه ای بوده  بعد از مدت زمان تعریف شده روی آن فرمان وصل را به صورت اتوماتیک صادرنماید.

رله ریکلوزر

در صورتیکه فشارروغن یا گاز از حد تعریف شده بیشتر شود این رله باعث تخلیه اضافه فشار می شود.

رله فشار شکن

این رله ها بر اساس توان عمل می کنند به عنوان مثال رله هایی که جهت توان را اندازه گیری می کنندیا رله هایی که توان اکتیو و راکتیو را اندازه گیری می کند.

رله های توانی

این رله هنگامی عمل می کند که ولتاژاز مقدار نامی پایین تر بیاید.معمولا آن را روی 80% مقدار نامی تنظیم می کنند.

رله کمبود ولتاژ

جهت باز کردن خط از پست در صورتی که جریان از روی خط برداشته شده باشد و بریکر در ایستگاه مربوطه قطع باشد.

سکسیونرسر خط

کلید قدرتی است که برای قطع و وصل ولتاژبه کار می رود این کلید نمی تواند جریان برق را در زیر بار قطع کند.

سکسیونر

به منظور ایمنی افرادی که روی خط انتقال و تجهیزات پست کار می کنند و همچنین تخلیه بارهای باقی مانده روی خطوط در ابتدای خطوط وپست های فشار قوی از سکسیونر ارت استفاده می شود.

سکسیونر ارت

سکسیونری است که برای ارتباط بین دو باس بار از آن استفاده می کنند.

سکسیونر بای پاس

جهت کاهش درجه حرارت ترانس ها و افزایش بازدهی و راندمان ترانسها از سیستم خنک کنندگی مختلفی بسته به قدرت و نوع ترانسها به کارگرفته می شود

سیستم خنک کنندگی ترانس

جهت جلو گیری از نفوظ رطوبت به ترانس ها از سنگ سیلیکاژل استفاده  می شود در حالت عادی رنگ آن آبی می باشد و در صورت تغییر رنگ آن باید تعویض گردد.

سیلیکاژل

تمام سیم ها و کابل های یک نیروگاه یا ایستگاه که ولتاژ مساوی دارند با یک شمش یا باسبار در هر فاز به هم متصل می شوند و سپس با تبدیل ولتاژتوسط ترانسفورماتور به ولتاژدیگر تبدیل و به باسبارهای دیگر منتقل می شود.

شین یا باس بار

شبکه های آهنی هستندکه زیر پای اپراتورها در بعضی نقاط مانند زیر سکسیونرها و بریکرها برای از بین بردن ولتاژ تماس مورد استفاده قرار می گیرد.

صفحات هم پتانسیل

صفحه ای است که دارای چراغهایی در هر خانه است که در آن عملکر رله ها و تجهیزات حفاظتی نشان داده می شود و به محض عمل کردن رله چراغ مربوط به آن رله در صفحه آلارم روشن می شود.

صفحه آلارم

ضریب قدرت یا کسینوس فی ،کسینوس زاویه بین بردار توان اکتیو و توان ظاهری می باشد.

ضریب قدرت

وسیله است که دارای لامپ مخصوص می باشد و با تماس با خطوط انتقال با روشن یا خاموش شدن این لامپ می توان به برقدار یا بی برق بودن خط پی برد.

فاز متر

دستگاهی است که برای ثپت کردن خطاهای به وجود آمده ازآن استفاده می شود.این دستگاه خطا ها را به صورت نموداری ثبت می کند.

فالت رکوردر

شامل یک جعبه می باشد جهت اتفا حریق که در داخل آن یک قرقره بزرگ و یک سر لوله با تعداد معینی لوله نواری در اندازه 20 متری وجود دارد این جعبه به صورت عمودی یا افقی نصب می شود.و بهترین فاصله برای نصب ان در داخل از کف تقریبا 70 سانتی متر است.

فایر باکس

مسئول ایستگاه با روئیت فرم درخواست انجام کار که به تایید گروه تعمیرات ،بهره برداری،دیسپاچینگ رسیده باشد فرم اجازه کار صادر می نماید و مشخص کننده محل های قطع تجهیزات همراه با حصار کشی و قفل تجهیزات خاموش شده تحویل گروه تعمیرات می نماید.

فرم اجازه کار

این فرم دارای سه قسمت 1-درخواست گروه تعمیرات 2-تایید بهره برداری3-تایید دیسپاچینگ می باشد که در تاریخ مشخص شده و مدت زمان انجام کار و مشخص شدن تجهیزاتی که قطع شوند می باشد و توسط گروه تعمیرات به ایستگاه آورده می شود.

فرم درخواست انجام کار

برای اندازه گیری فرکانس شبکه از فرکانس متر استفاده می شود.این دستگاه به صورت موازی در مدار نصب می شود واحد فرکانس هرتز می باشد.

فرکاس متر

تعداد سیکل های صورت گرفته را در مدت زمان یک ثانیه فرکانس گویند. واحد فرکانس هرتز می باشد

فرکانس

وسیله ای است که با انرژِی الکتریکی هوا را به سمت ترانس می دمد تا ترانس خنک شود.

فن

وسیله ای است که جهت خنک کردن سیم پیچ ترانس ازآن استفاده می شود و به دو صورت اتوماتیک و دستی در مدار قرار می گیرد.

فن ترانس

قدرت اسمی ترانس مساوی حاصل ضرب جریان ثانویه اسمی و ولتاژ ثانویه اسمی می باشد. مقادیر استاندارد قدرت اسمی عبارتند از 2.5-5-10-15-30

قدرت نامی ترانس

کارتی که برای حفظ دستگاه از آسیب بیشتر وپایداری شبکه برق و جلوگیری از صدمات جنبی مورد استفاده قرار می گیرد.کاربرد آن در زمانی است که مسئول ایستگاه وضعیت نا مطلوبی را مشاهده کند،برای جلوگیری از صدمات بیشتر این کارت صادر می شود و بر روی کلید قطع و وصل تجهیز قرار می گیرد.

کارت حفاظت دستگاه

کارتی که برای صدور آن عملیات بی برق شدن و جداسازی صورت می گیرد،درنتیجه این عملیات محیط کار ایمن می شود.مورد کاربرد آن زمانی است که گروههای تعمیراتی تصمیم به تعمیر بخشی از سیستم را می گیرندبا تکمیل کارت با هماهنگی امورهای ذیزبط بدون انرژی برق گردیده و با حصارکشی تحویل گروه متقاضی می گردد.

کارت حفاظت شخصی

در مواقعی مانند کار گروه تعمیرات بر روی خطوط بعد از بی برق کردن خط ها

،جهت اطمینان از بی برق بودن خط و تخلیه بار های الکتریکی احتمالی به زمین از گراند سیار استفاده می کنند.

گراند سیار

اتصالات مختلف برای ترانس وجود دارد که به 4 گروه عمده تقسیم می شود  ،  که طرف فشار قوی ترانس با حرف بزرگ ،طرف فشار ضعیف با حرف کوچک و عدد نشان داده شده که در عدد 30 ضرب می شود و حاصل ضرب بدست آمده نشان دهنده زاویه اختلاف فاز بین ولتاژهای طرف اولیه و ثانویه ترانس می باشد.

گروه برداری

برای نشان دادن سطح روغن ترانس از این دستگاه که بر روی ترانس نصب است استفاده می شود.

گیج روغن

این دستگاه سیم پیچ قطوری  است که با یک خازن موازی شده است و در داخل سیم پیچ استوانه شکل قرار دارد و با آن موازی است  و چون خازن با سیم پیچ موازی می باشد فقط در یک فرکانس خاص بنام فرکانس تشدید جریان مینیمم می شود.اگر مقدار سلف و خازن را طوری انتخاب کنیم که فرکانس تشدید روی فرکانس کاربر بیفتد، آنوقت سیگنال های مخابراتی چون جریان خیلی کم می شود نمی تواند وارد پست شودولی برق فشار قوی (50 هرتز) چون جریانش خیلی بالا است وارد پست می شود.

لاین تراپ

برای اتصال هادی های خطوط انتقال به دکل های که دارای ولتاژ زیادی نسبت به بدنه دکل و نسبت به یکدیگر می باشند از وسایل مجزا کننده استفاده می شود.که این وسایل عمدتا به صورت مقره استفاده می شود.

مقره

دستگاهی است که برای اندازه گیری ولتاژ،جریان،بار اکتیو،راکتیو ،فرکانس و....استفاده می شود.

میتر

کمیت الکتریکی که برای تبدیل ولتاژ یا جریان به مقادیر کمتر یا بیشتر مورد نظر مورد استفاده قرار می گیرد.

نسبت تبدیل

سنجش تعداد عملکرد برق گیر را نشان می دهد که به منظور تخمین باقی مانده عمر برقگیر و تعیین محل عبور خط از نظر تعداد دفعات رعد و برق و اضافه ولتاژها از آن استفاده می شود.

نمراتور برقگیر

واحد اندازه گیری فرکانس هرتز می باشد

هرتز

واحد اندازه گیری توان اکتیو می باشد.

وات

برای اندازه گیری توان حقیقی یا اکتیو از وات متر استفاده می شود.وات متر یک سیم پیچ جریان که به طور سری در مدار قرار می گیرئ و در یک سیم پیچ ولتاژ که به صورت موازی در مدار قرار می گیرد، می باشد.

وات متر

واحد اندازه گیری ولتاژ می باشد

ولت

برای اندازه گیری ولتاژ  ، باید ولت متر را به صورت موازی با آن قرار داده، در صورتی که بخواهیم ولتاژ شبکه را در تابلو اندازه گیری کنیم بایستی دو سر ولت متر را در شبکه فشار ضعیف به شین های مورد نظر و در مورد شبکه های فشار قوی  از طریق ثانویه ترانس ولتاژها به ولت متر اتصال دارد.

ولت متر

حداکثر ولتاژ یا جریانی است که در حالت کار نرمال سیستم به شبکه اعمال شده و تجهیزات می توانند به طور دائم آن را تحمل نمایند.

ولتاژ یا جریان نامی

هر نوع هادی که بتواند جریان برق را از داخل خود عبور داده و توسط مداری از محیط اطراف خود عایق شده باشد بطوریکه ولتاژ روی سطح عایق نسبت به زمین برابر صفرو سطح سیم یا هادی نسبت به زمین دارای ولتاژ فازی باشد کابل نامیده می شود.

کابل

کارتی است که برای صدور آن عملیات بی برق شدن وجداسازی صورت نمی گیرد،در نتیجه هیچ حفاظتی را تضمین نمی کند.کاربرد آن در شرایطی است که گروههای یی در کنار خطوط گرم می خواهند مشغول به کار شوند این کارت توسط متقاضی از ایستگاه درخواست می شود و مفهوم آن اینست که اگر حین کار گروه در طول خط،کلید خط در ایستگاه قطع شد کلید خط در ایستگاه بدون هماهنگی با متقاضی صدور کارت نباید وصل گردد.

کارت احتیاط

کارتی که برای صدور آن عملیات بی برق شدن و جداسازی صورت می گیرد،درنتیجه این عملیات محیط کار ایمن و تضمین می شود.کاربرد این کارت زمانی است که گروههای تعمیراتی تصمیم به تعمیربخشی از سیستم را می گیرند. بعد از تکمیل کارت این بخش با هماهنگی امورهای ذیربط و بدون انرژی نمودن قسمت های الکتریکی و غیر فعال نمودن قسمت های مکانیکی و با حصار کشی و قفل به تجهیزات تحویل گروه متقاضی می شود.

کارت فرم ضمانتنامه

در نیروگاه ها و کارخانجات بزرگ باید ضریب قدرت مدار تحت کنترل باشد که برای اندازه گیری آن از کسینوس فی متر استفاده می شود.این دستگاه دارای دو سیم پیچ متحرک و یک سیم پیچ ثابت می باشد.سیم پیچ ثابت سر راه جریان و سیم پیچ های متحرک به صورت موازی در مدار قرار می گیرند.

کسینوس فی متر

برای فشرده شدن هوا  و ذخیره شدن در یک تانک مورد استفاده قرار میگیرد تا با صدور فرمان به میله متحرک کلید منتقل شود و باعث قطع و وصل کلید های نوع خلا شود.

کمپرسور

کلید های الکترو مغناطیسی هستند که مهمترین جزء مدارهای فرمان می باشند که تشکیل شده از یک مغناطیس الکتریکی که یک قسمت از هسته آن متحرک بوده و توسط فنری از قسمت ثابت جدا نگه داشته می شود و یک سری کنتاکت عایق شده از یکدیگر به آن متصل می باشند و با آن حرکت می کنند.

کنتاکتور

برای اندازه گیری انرژی اکتیو و راکتیو از کنتورها استفاده می شود.اتصال کنتورها در شبکه فشار ضعیف به صورت مستقیم و در شبکه های ولتاژ بالا از طریق ترانس های ولتاژ وجریان انجام می گیرد.

کنتور

این دستگاه ولتاژمتناوب را به مستقیم تیدیل می کند.مورد استفاده آن برای یکسو سازها و شارژر می باشد.

کنورتور

کلید قدرتی است که برای ارتباط دو باس سکشن از آن استفاده می شود.

کوپلینگ

رله نظارت کننده برعملکرد قطع و وصل بوبین می باشد.

TCS رله

نقشه تک خطی تجهیزات کل ایستگاه می باشد.که شماره دیسپاچینگی آن با موقعیت نصب آن در نقشه مشخص شده است.

حفاظت و رله :

حفاظت تجهیزات و دستگاه های سیستم قدرت در مقابل عیوب و اتصالیها ، به وسیله کلید قدرت انجام می گیرد قبل از اینکه کلید قدرت بتواند باز شود ، سیم پیچی عمل کنندة آن باید تغذیه شود این تغذیه به وسیله رله های حفاظتی انجام می پذیرد . رله به دستگاهی گفته می شود که در اثر تغییر کمیت الکتریکی مانند ولت و جریان و یا کمیت فیزیکی مثل درجه حرارت و حرکت روغن ( در رله بوخهولس ) تحریک شده و باعث به کار افتادن دستگاههای دیگر و نهایتاً قطع مدار به وسیله کلید قدرت ( در سیستم تولید و انتقال و توزیع ) یا دژنکتور می گردد .

بنابراین به وسیله رله :

· محل وقوع عیب از شبکه جدا سازی شده باعث می شود که سایر قسمتهای سالم شبکه همچنان به کار خود 
ادامه دهند و پایداری و ثبات شبکه به همان حالت قبلی محفوظ بماند .

· تجهیزات و دستگاهها در مقابل عیوب و اتصالی ها محافظت شده و میزان خسارات وارده به آنها محدود گردد .

سبب به وجود آمدن اتصالی ها و تأثیرات آن

به دو علت زیر اتصالی ها می توانند به وجود آیند :

الف – تأثیرات داخلی

تأثیرات داخلی که باعث خراب شدن و از بین رفتن دستگاهها یا خطوط انتقال و توزیع می شود عبارتند از :

فاسد شدن قسمتهای عایق در یک مولد ، ترانسفورماتور ، خط ، کابل و غیره . این ضایعات و امکانات مکن است مربوط به عمر عایق ، عدم تنظیم صحیح ، عدم ساخت صحیح و یا عدم نصب صحیح عایق باشد .

ب – تأثیرات خارجی

تأثیرات خارجی شامل تأثیرات زیادی است از آن جمله رعد و برق ، اضافه بار که باعث به وجود آمدن حرارت شود ، برف و باران ، باد و طوفان ، شاخة درختها ، حیوانات و پرندگان ، سقوط اشیاء اشتباه در عملیات و خسارتهایی که یه وسیله مردم وارد می شود و غیره . وقتی که یک اتصالی در مداری رخ دهد ، جریان افزایش یافته و ولتاژ ( اختلاف پتانسیل ) نقصان پیدا می کند افزایش جریان حرارت زیادی را به وجود آورده که ممکن است منجر به آتش سوزی یا انفجار شود . اگر اتصالی به صورت جرقه باشد ممکن است خسارت زیادی به بار آورد . برای مثال اگر جرقه ای بر روی خط انتقال نیرو به وجود آمده و سریعاً بر طرف نشود خط را سوزانده و باعث پاره شدن آن خواهد شد و نتیجه سبب قطع برق برای مدت طولانی خواهد شد . نقصان ولتاژ که در اثر یک اتصالی به وجود آید می آید برای دستگاههای الکتریکی بسیار زیان آور است و اگر این ولتاژ ضعیف برای چند ثانیه ایی ادامه داشته باشد ، موتورهای مشترکین از کار باز ایستاده ، دوران مولدهای برق نامنظم و نا مرتب خواهد شد پس در صورت وقوع جریان شدید و ولتاژ ضعیف به سبب اتصالی در مدار می بایست به فوریت اتصالی کشف و برطرف گردد و جریان ولتاژ به حالت عادی باز گردانده شود.

رله های جریانی :

   رله های جریانی به منظور حفاظت شبکه های الکتریکی در مقابل عیوب ناشی از خطاهای جریان بکار میروند . عمده عیوبی که توسط رله های جریانی تشخیص داده می شوند عبارت است از :

 þاتصال کوتاه در شبکه

þاضافه جریان

þاضافه بار

þجریان نشتی (ارت فالت)

þعدم تقارن جریان سه فاز

þکاهش بار ( در مورد موتورها)

þافزایش مدت زمان راه اندازی (در مورد موتورها)

þقفل بودن روتور (در مورد موتورها)

حفاظت اتصال کوتاه و اضافه جریان و اتصالی زمین :

   اولین و یکی از مهمترین حفاظت هایی که در یک سیستم وجود دارد حفاظت اتصال کوتاه و اضافه جریان و نشتی زمین می باشد . این حفاظت ها با حفاظت اضافه بار تفاوت آشکاری دارد چون حفاظت اضافه بار بر اساس ظرفیت حرارتی واحد می باشند . در این نوع حفاظت جریان سه فاز توسط سه عدد ترانسفورمر جریان حس می گردند و به رله انتقال می یابند و بر اساس آن حفاظت صورت می گیرد . در مورد حفاظت فوق منحنی قطع رله از اهمیت بسیار زیادی برخوردار است زیرا حفاظت صحیح بر اساس آن صورت میگیرد .

این رله ها می توانند دارای دو گروه منحنی قطع باشند :

þ نوع زمان ثابت که پارامتر جریان و زمان به هم وابستگی ندارند و به صورت جداگانه تنظیم می گردند و رله بر اساس جریان تنظیمی در زمان تنظیم شده فرمان قطع را صادر می کنند .

þ نوع زمان کاهشی که در این حالت زمان قطع رله با یک منحنی به جریان عبوری از رله مرتبط می باشد . به این صورت که هر چه جریان عبوری از رله بیشتر گردد زمان قطع رله کمتر خواهد بود .

بسته به عملکرد و نوع استفاده از رله منحنی های استانداردی برای این رله ها تعریف می گردد که بشرح زیر است :

Standard Inverse Curve (SIT)

Very Inverse Curve (VIT)

Extremely Inverse Curve (EIT)

Ultra Inverse Curve (UIT)

حفاظت سیستم های الکتریکی از اهمیت بسیار زیادی برخوردار است و امروزه کمپانی های متعددی در حال طراحی و ساخت رله های حفاظتی می باشند . برخی از کمپانی های معتبر که در این زمینه مشغول به فعالیت می باشند را معرفی می کنیم.

Siemens , Alstom , ABB , GE Power , Schneider , CEE , Reyroll

به طور کلی رله های حفاظتی باید دارای مشخصات زیر باشند :

 þسرعت عملکرد : این پارامتر در رله های حفاظتی بسیار حائز اهمیت است چون رله های حفاظتی هنگام خطا موظفند با سرعت هرچه تمامتر بخش های معیوب را از قسمت های سالم جدا نمایند .

þحساسیت : این پارامتر به حداقل جریانی که سبب قطع رله می گردد بر میگردد .

þتشخیص و انتخاب در شرایط خطا : این پارامتر نیز بسیار مهم است زیرا در شبکه هایی که دارای چند باس بار و رله حفاظتی  هستند هنگام وقوع خطا می باید قسمت معیوب به درستی تشخیص داده شده و از شبکه جدا گردد و قسمتهای سالم به کار خود ادامه دهد.

þپایداری : این پارامتر به این باز میگردد که یک رله حفاظتی به تمامی خطاهایی که در محدوده حفاظتی خود به درستی عکس العمل نشان دهد و در مقابل خطاهای این محدوده عکس العملی نشان ندهد .

دسته بندی رله های حفاظتی بر اساس پارامترهای اندازه گیری :

 الف) رله های جریانی : این رله ها بر اساس میزان جریان ورودی به رله عمل می کند . حال این جریان می تواند جریان فازها , جریان سیم نول , مجموع جبری جریانهای فازها باشد (رله های جریان زیاد – رله های ارت فالت و .... ) و جریان ورودی رله می تواند تفاضل دو یا چند جریان باشد ( رله های دیفرانسیل و رستریکت ارت فالت )

 ب) رله های ولتاژی : این رله ها بر اساس ولتاژ ورودی به رله عمل میکند این ولتاژ می تواند ولتاژ فازها باشد (رله های اضافه یا کمبود ولتاژ و ....) و یا میتواند مجموع جبری چند ولتاژ باشد ( رله تغییر مکان نقطه تلاقی بردارهای سه فاز)

 ج) رله های فرکانسی : این رله ها بر اساس فرکانس ولتاژ ورودی عمل میکند ( رله های افزایش و کمبود فرکانس)

 د) رله های توانی :  این رله ها بر اساس توان عمل می کنند به عنوان مثال رله هایی که جهت توان را اندازه گیری می کنند یا رله هایی که توان اکتیو و راکتیو را اندازه گیری می کنند .

 ه) رله های جهتی : این رله ها از جنس رله های توانی هستند که بر اساس زاویه بین بردارهای ولتاژ و جریان عمل میکنند مانند رله های اضافه جریان جهتی که در خطوط چند سو تغذیه رینگ و پارالل بکار می روند و یا رله های جهت توان که جهت پرهیز از موتوری شدن ژنراتور هنگام قطع کوپلینگ آن بکار میرود .

 و) رله های امپدانسی  : مانند رله های دیستانس که در خطوط انتقال کاربرد فراوانی دارند .

 ز) رله های وابسته به کمیت های فیزیکی : مانند حرارت – فشار – سطح مایعات و .... مانند رله بوخ هلتس ترانسفورمرها

 ح) رله های خاص : رله هایی هستند که برای منظورهای خاص به کار میروند مثلا رله تشخیص خطای بریکر – رله مونیتورینگ مدار تریپ بریکر – رله لاک اوت و ...

تست روغن ترانس

بازدید و تصفیه روغن ترانس یکی از عوامل اصلی و مهم در طولانی تر کردن عمر مفید آن می باشد . در صورتیکه بازدیدهای دوره ای قدرت عایقی روغن را ضعیف نشان دهد ، تصفیه ، لجن زدایی و رطوبت گیری از روغن ضروری خواهد بود. با توجه به اینکه طول عمر بسیاری از ترانسفورماتورهای موجود در نقاطمرکزی و حساس شهرها زیاد بوده و روغن آنها دیگر از مرغوبیت و عایقی لازم و استاندارد برخوردار نمی باشند، خطری پنهان و خزنده در ایجاد خاموشیهای پیش بینی نشده و طولانی وجود دارد و در صورتی که به آن توجه لازم نشود شرکتهای توزیع در سالهای آتی با مشکلات زیادی از بابت سوختن ترانسفورماتور های خود روبرو خواهند شد .

شرکتهای توزیع برق و مشترکین خصوصی با توجه به تبعات اقتصادی یا اجتماعی ناشی از خاموشیهای لازم برای این کار همواره نگرانی های جدی از تصفیه روغن ترانس دارند چه بسا طفره رفتن و به تعویق انداختن تصفیه روغن ، برای گذشتن از پیکبار تابستانی یا اخذ مجوزهای لازم برای خاموشی و یا فرصت یافتن برای خواباندن خط تولید ، منجر به بروز حوادث پیش بینی نشده و بسیار پر هزینه ای بشود . این مقاله راهکاری نو را در انجام عمل تصفیه روغن ترانسفورماتور در محل نصب ، بدون خاموشی و

قطع نیروی برق و در شرایط باردار بودن کامل آن مطرح می نماید . این روش برتری های چشمگیری از جمله رطوبت گیری هسته و سیم پیچی های ترانسفورماتور در حین انجام تصفیه روغن ، لجن زدایی از سطح داخلی مخزن ، بوبین ها و هسته ترانسفورماتور، عدم نیاز به خاموشی و بی برق نمودن ترانس در حین انجام تصفیه و ٠٠٠ را دارا می باشد .

بخش عمده ای از تأسیسات فعلی شرکتهای توزیع برق دارای عمر و قدمت قابل توجهی هستند . هر چند دستور العمل های لازم برای بازرسی ، سرویس و نگهداری دوره ای این تأسیسات وجود دارد ، ولی همواره مشکلات اجرایی، هزینه هاینسبتاً بالای تعمیرات و مهمتر از همه مسئله محدودیت در اعمال خاموشی ، در انجام صحیح این دستور العمل ها اخلال ایجاد می کند . در بین این تجهیزات، ترانسفورماتور بی شک حاد ترین وضعیت را دارد . ترانسفورماتورها با محدودیت های

بیشتری از حیث خاموشی و تعمیر در محل مواجهند . به نحویکه گاهی علیرغم همه هزینه ها شرکت های توزیع ’’ تعویض ‘‘ آنها را بر تعمیرشان ترجیح می دهند .

معمولترین بخش از بازرسی های ترانس ، بازبینی کیفیت و قدرت عایقی روغن آن است . حیات ترانسفورماتور به شدت به کیفیت روغن آن وابسته است . یک روغن کثیف و ضعیف به سرعت ترانس را به آستانه سوختن هدایت می کند .

در یک بررسی آماری مشخص شده است که در نزدیک به ٦٥ % موارد معیوب شدن ترانس ریشه در ضعف روغن آن داشته .

بطور کلی دلایل اصلی بکار بردن روغنها در ترانسفورماتورها را می توان بصورت زیر خلاصه نمود :

١ - عایق کاری الکتریکی

٢ - کنترل درجه حرارت داخل ترانس و انتقال حرارت

٣ - جلوگیری از خوردگی مواد عایق و قسمتهای فلزی ترانسفورماتور

٤ - طول عمر زیادتر و تضمین پایداری شیمیایی برای ترانسفورماتور

٥ - آب بندی و جمع آوری و حمل مواد ناخالص ناشی از کاربرد به خارج از محیط سیستم

٦ - خاموش کردن جرقه الکتریکی  

وظیفه یک روغن خوب به عنوان یک سیال عایق و یک ماده انتقال دهنده حرارت که به نحو احسن انجام وظیفه می کند عبارت است از :

١ - استقامت دی الکتریک ( یا ولتاژ شکست ) بالا

٢ - قابلیت انتقال حرارت خوب

٣ - ویسکوزیته کم

٤ - نقطه ریزش یا سیلان پائین

٥ - نقطه اشتغال بالا

٦ - تمایل به اکسیداسیون و تشکیل لجن کم کم

٧ - ضریب تلفات عایق پائین

٨ - میزان تغییرات خواص در درجه حرارت بالا کم

٩ - مقاومت مخصوص زیاد  

عواملی که باعث فساد و خراب شدن روغن ترانس و در نتیجه عدول از خصوصیات استاندارد آن می شود عبارتند از :

١ - نفوذ رطوبت و آب

٢ - درجه حرارت بالا

٣ - اکسیداسیون و اسیدی شدن روغن

٤ - وارد شدن ذرات معلق و ناخالصی در روغن

معمول است که شرکت های توزیع در دوره های شش ماهه با نمونه گیری و تست روغن ، در صورت لزوم اقدام به تصفیه روغن می نمایند . در برخی از شرکتهای توزیع که دارای دستگاه سیار تصفیه روغن هستند پس از اعمال خاموشی روغن ترانس در محل نصب ، تصفیه میشود .

برخی شرکتهای دیگر که این امکانات را ندارند اقدام به تعویض ترانس و انتقال آن به محل تعمیرگاه و جایگزینی ترانس جدید می نمایند و یا کل روغن را در محل تعویض می کنند . همة این روشهای سنتی دارای عیوبی هستند . حتی در بهترین حالت که روغن در محل پست تصفیه می شود لزوم ایجاد خاموشی طولانی نقصی اساسی خواهد بود. این روش های تصفیه عیوب دیگری نیز دارند که در ادامه به آنها اشاره خواهد شد .

چنانچه امکان تصفیه در محل نبوده و روغن کلا عوض شود مشکلاتی به شرح زیر وجود خواهد داشت :

١ - لجن زدایی

لجن زدایی عم ً لا در داخل ترانس انجام نمی شود . در ترانسفورماتورها درجه آلودگی ناشی از اکسیداسیون باعث ایجاد رسوب و لجن می شود . تشکیل رسوب بعلت کاهش هدایت حرارتی و پائین آوردن استقامت دی الکتریک روغن بسیار زیان بخش می باشد . بطوریکه یک ورق نازک رسوب ، گرادیان درجه حرارت مس به روغن را افزایش داده و در شرایط بارداری مشخص، درجه حرارت سیم پیچ بیش از حالت عادی (بدون رسوب ) می گردد .  

٢ - رطوبت گیری

هنگام تخلیه کامل روغن از داخل ترانس، رطوبت همچنان در بین هسته و سیم پیچها بجا می ماند و جدا نمی شود . هنگامی که روغن جدید به داخل ترانس پمپ می شود. رطوبت و گازهای باقی مانده از روغن قبلی با روغن جدید مخلوط شده و خواص روغن جدید را بسیار پائین می آورد و حتی هنگامی که با اتصال کوتاه کردن سیم پیچ های ثانویه اقدام به رطوبت زدایی می نماییم، به دلیل حرارت ایجاد شده در سیم پیچ ها رطوبت از آنها تبخیر شده ولی قسمتی از رطوبت جدا شده دوباره در خود روغن حل می شود و ترانس رطوبت گیری کامل نمی شود .  

٣ - خاموشی نسبتاً طولانی

باید توجه داشت که تعویض روغن ترانسهای هوایی ممکن است خیلی مشکل نباشد ولی همین کار در مورد یک ١٢٥٠ که دارای ١١٠٠ لیتر روغن است، آن هم در حال نصب در پست، کاری بسیار مشکل خواهد بود . kVA ترانس تعویض ترانس به دلیل نامناسب بودن روغن آن، احتما ً لا آخرین و غیر اقتصادی ترین کاری است که میتوان انجام داد ولی برخی از شرکتهای توزیع که فاقد امکانات لازم هستند . به ناچار و قبل از اینکه در یک نیمه شب ترانس سوختگی غافلگیرشان کند ، خاموشی لازم را اعمال کرده و ترانس را تعویض می نمایند !  

٤ - اختلاط انواع روغن

در روش سنتی معمول که روغن های مختلف در مخزن واحدی جمع آوری شده و سپس تصفیه میشوند. اینکار بدلیل اینکه روغن های مختلف با ترکیبات متفاوت و خواص گوناگون با یکدیگر ترکیب می گردند، باعث میشود مخلوط حاصله پس از تصفیه، دیگر کیفیت قبلی را نداشته و بسرعت پیر و فرسوده و غیرقابل استفاده شود. در صورتیکه با استفاده از مکانیسم پیشنهادی توسط این دستگاه، روغن ترانس بدون ترکیب شدن با روغن های دیگر به تنهایی تصفیه شده و خواص خود را پس از تصفیه شدن کام ً لا حفظ می کند .

شرح روش پیشنهادی :

دستگاهی که در این قسمت شرح خواهیم داد امکان تصفیه روغن را در حالت بارداری کامل ترانس و بدون هیچگونه خاموشی دارا بوده و مزایای متعددی می توان برای آن بر شمرد . 

 مزایای این مکانیسم که در عمل مشاهده شده است را بشرح زیر می توان فهرست نمود :

١ - حفاظت ترانسفورماتور در حین انجام عملیات تصفیه روغن

الف – جلوگیری از تخلیه روغن ترانس بیش از حد نرمال

ب – جلوگیری از ورود حباب های هوا ، همراه با روغن به داخل ترانس بواسطة استفاده از دو مخزن خلاء

ج – لجن زدایی به طریق آرام و جلوگیری از شناور شدن یک مرتبه لجن و رسوبات در روغن  

٢ - لجن زدایی کامل

با گرم کردن تدریجی روغن و افزایش زمان تصفیه ( که بدلیل عدم اعمال خاموشی نگرانی از آن نیست ) و با ایجاد حالتی مشابه با گردش طبیعی روغن که در بارداری عادی ترانس، در مجاورت سیم پیچ های تحت تنش الکتریکی و حرارتی قرار گرفته و مدام در حالت گردش از مرکز به جداره های داخلی ترانس حرکت میکند، برای لجن زدایی کامل استفاده مینمائیم .

لجن های رسوب کرده در بدنه ، روی هسته خصوصًا در فضای بین کلافهای فشار ضعیف و فشار متوسط هنگامی که ویسکوزیته روغن با اعمال تدریجی حرارت به پائین ترین سطح ممکنه رسیده و قابلیت نفوذ پذیری آن در قسمت های مختلف ترانس بالا برده شود، از جای خود کنده میشوند. پس با گرم کردن تدریجی روغن ترانس توسط هیتر های دستگاه ، با فشار کمکی میتوان لجنها را به تدریج بهمراه روغن، از ترانس خارج و توسط فیلتر های دستگاه از روغن جدا کرد . میزان لجن های جدا شده از روغن، به این روش قابل ملاحظه می باشد و روغن پس از پایان عملیات تصفیه ، کام ً لا شفاف و فاقد هرگونه رسوب و لجن خواهد شد . ضمن آنکه انجام کار بصورت تدریجی مشکلات ناشی از کنده شدن ناگهانی لجنها از بدنه را نیز نخواهد داشت .  

٣ - رطوبت گیری و جداسازی گازهای محلول

تصفیه به این روش به هیچ عنوان نیاز به خشک کردن از طریق اتصال کوتاه سیم پیچ ها و تزریق جریان ندارد و بدین صورت انجام می پذیرد که دستگاه، روغن را پس از مکش از ترانس به آرامی گرم کرده و دوباره به داخل ترانس پمپ می کند . با افزایش تدریجی حرارت و طولانی کردن مدت انجام آن ویسکوزیته روغن به پائین ترین حد ممکن می رسد به گونه ای که قابلیت نفوذ پذیری آن در قسمت های مختلف سیم پیچ ها و هسته ترانس در حد لازم بالا میرود. روغن پس از طی هر بار گردشهای کامل و متعدد در داخل ترانس و با نفوذ کامل در بخش های مختلف داخل ترانس رطوبت موجود را جذب کرده و سپس توسط سیستم پاشش و دو مخزن خلاء دستگاه که در یکی از آنها، روغن را بصورت پاششی و قطره ای بوده و در دیگری در حال سکون و آرامش قرار می گیرد، گازهای محلول و رطوبت تبخیر شده را بطور کامل از روغن جدا می کند .  

٤ - حجم داخلی بسیار کم دستگاه

حجم روغنی که در قسمتهای مختلف این دستگاه بگردش در می آید بسیار کم است. به نحوی که بدون کاهش یافتن سطح روغن ترانس از حد مجاز، می تواند به کار عادی خود ادامه دهد و ترانس با کمبود سطح روغن مواجه نمی شود. این امر تضمینی برای جلوگیری نمودن از سوختن ترانس در حین انجام تصفیه می باشد .  

٥ - استفاده از دو مکانیسم فیلتر

فیلتر ورودی دستگاه از ورقه های سلولزی مخصوص و فیلتر خروجی دستگاه از فیلتر های کائوچویی فشرده اسفنجی استفاده می کند که توانایی جداسازی ذرات بسیار ریز معلق در روغن را دارا می باشد . 

٦ - مزایای اقتصادی

با توجه به کار دستگاه بصورت خط گرم بارزترین مزیت اقتصادی آن ، کاهش انرژی های توزیع نشده است . فرض ١٢٥٠ را با روش سنتی تصفیه کنیم و روغن ترانس کمی کثیف باشد این کار با احتساب kVA کنیم بخواهیم روغن یک ترانس مقدمات و باز و بست لوله ها حدود ٨ ساعت وقت می گیرد. اگر فرض کنیم این ترانس بطور میانگین در ٦٠ % بار نامی کار می کرده است، بهای انرژی توزیع نشدة آن عبارت خواهد بود از :

١٢٥٠ = صرفه جویی اقتصادی * ٠/٩ * %٦٠ * ١٦٠ * ٨ = ٨٦٤/ ریال ٠٠٠ ٠

و بهای هر کیلو وات ساعت انرژی را بطور متوسط ١٦٠ ریال فرض کرده / برای سهولت ضریب قدرت را ثابت و برابر ٩ ترانس را برابر بگیریم، هزینه انرژی توزیع نشده بر جمع هزینه های offline وonline ایم. حال اگر هزینه تصفیه روغن ا ضافه میگردد. ضمن آنکه خاموشیهای فوق نارضایتی مشترکین و در کارخانه های تولیدی ازoffline تصفیه شده بصورت مدار خارج شدن خط تولید را در بر دارد .برابر می باشد .  

٧ - تبعات خاموشی برای مشترکین

تأمین انرژی مطمئن و ارزان و بدون قطعی همواره یکی از خواسته های مشترکین شرکتهای توزیع میباشد. در این راستا یکی از عوامل اصلی در عدم رضایت مشترکین خاموشیهای مکرر و طولانی مدت است که پیامدهای اقتصادی و اجتماعی زیادی را در بر دارد. با استفاده نمودن از روش مذکور هم از خاموشیهای طولانی مدت جلوگیری بعمل می آید و هم پیشگیری مطمئن برای جلوگیری از خاموشیهای بعدی ناشی از سوختن ترانس را به دنبال دارد . ٦٣٠ برابر ٥ ساعت و برای یک ترانس kVA زمان میانگین کارکرد دستگاه تصفیه پس از اتصال برای یک ترانسفورماتور  برابر ١٠ ساعت می باشد که بدلیل عدم اعمال خاموشی، نگرانی از بابت آن نیست . سیستم ارت حفاظتی kVA دستگاه نیز بصورت رینگ به سیستم ارت پست متصل می شود .

ابعاد دستگاه با عرض ١٤٠ ( با احتساب گلگیرهای جانبی برابر با ١٨٥ ) ، طول دستگاه ٢١٠ و ارتفاع آن برابر با ٢١٠ سانتیمتر می باشد . حمل و نقل دستگاه نیز توسط یک دستگاه وانت یدک کش به آسانی انجام پذیر می باشد و با وزن ٩٥٠ قابلیت جابجایی و بهره برداری توسط دو نفر پرسنل را دارد .  

نتیجه گیری :

استفاده از مکانیسم پیشنهادی در این مقاله به تصفیه بسیار بهتر روغن ترانس منجر می شود که در کنار عدم نیاز به معرفی می کند . به لحاظ اقتصادی کاربرد این offline خاموشی، آن را جانشین بسیار مناسبی برای دستگاههای تصفیه بصورت دستگاه کاملا توجیه پذیر و منطقی است و خصوصًا در مناطق رطوبت خیز یا گرم مانند جنوب و شمال کشور که با مشکلات بسیار زیادی از این بابت سرو کار دارند، این دستگاه می تواند بسیار مفید واقع شده و شعار همیشگی ’’ پیشگیری بهتر از درمان است‘‘ را تحقق بخشد .

اتو ترانس چیست؟

یک اتوترانسفورماتور تک‌فاز دارای انشعاب (تپ) که ولتاژ خروجی آن بین ۴۰ تا ۱۱۵ درصد ولتاژ ورودی متغیر است

اتوترانسفورماتور (گاهی به آن «اتوفورمر» هم می‌گویند) گونه‌ای ترانسفورمرالکتریکی است که تنها یک سیم‌پیچ دارد. سیم‌پیچ اتوترانسفورماتور حداقل سه نقطه برای اتصال الکتریکی دارد که به آن‌ها تپ می‌گویند. ولتاژ ورودی و بار الکتریکی به دو تپ متصل می‌شوند و یک تپ که در انتهای سیم‌پیچ قرار دارد مشترک است. هر تپ می‌تواند با منابع ولتاژی و بار الکتریکی متفاوتی ارتباط داشته باشد. سیم‌پیچ موجود در اتوترانسفورماتور در واقع می‌تواند عمل سیم‌پیچ‌های اولیه و ثانویه موجود در ترانسفورمر را انجام دهد.

عمل کرد

در برق تک فاز، اتوترانسفورماتور بازده‌ای معادل ۴۰ الی ۱۱۵ درصد ولتاژ ورودی را دارد. نسبت ولتاژهای ثانویه به اولیه برابر است با نسبت تعداد دورهای سیم‌پیچی که ولتاژ به آن وصل می‌شود. برای مثال، وصل شدن به مرکز و پایین سیم‌پیچ اتوترانسفورماتور، ولتاژ را نصف می‌کند، یعنی ۵۰ درصد. بسته به شرایطی که اتوترانسفورماتور قرار است در آن کار کند، آن قسمت از سیم‌پیچ که تنها در ولتاژ زیاد (جریان کم) استفاده می‌شود ممکن است با سیم‌های کم‌ضخامت‌تر ساخته شده باشد، با این وجود کل سیم‌پیچ مستقیما به هم اتصال الکتریکی دارد.

محدودیت‌ها

بر خلاف ترانسفورماتورهای معمولی که سیم‌پیچ اولیه و ثانویهٔ آن‌ها از نظر الکتریکی ایزوله (جدا)‌ هستند، در اتوترانسفورماتورها بین این دو ارتباط الکتریکی وجود دارد و بنابراین اگر سیم نول ورودی زمین نشده باشد، سیم نول خروجی هم زمین نخواهد بود. بروز اشکل در عایق‌بندی سیم‌پیچ یک اتوترانسفورماتور می‌تواند منجر به اعمال کل ولتاژ ورودی بر خروجی گردد. قطعاُ به هنگام استفاده از اتوترانسفورماتور با کاربردهای ذکر شده، قضیهٔ عایق بندی یک مسئلهٔ ایمنی بسیار مهم است.

از آنجایی که اتوترانسفورماتورها به سیم‌پیچ‌های کوتاهتر و هستهٔ کوچکتری نیاز دارند، برای کاربرد‌هایی که قدرت در آن مهم است، بهتر و به صرفه‌تر از ترانسفورماتورهای معمولی هستند. هم چنین نسبت بازده ولتاژی آن سه برابر ترانسفورمر معمولی است؛ با این وجود از لحاظ اقتصادی ترانسفورمر معمولی به نسبت ارزان‌تر از اتوترانسفورماتور است.

کاربردهای اتو ترا نسفورمر در جریان پرفشار سه‌فاز

یک اتوترانسفورماتور محدودیت‌های خاصی به منظور جلوگیری از جریان‌های هم سو دارد. اتوترانسفورماتورهای سه‌فاز بزرگ ممکن است سیم‌پیچ‌های دفن شده زیر خاک داشته باشند که اتصالی به بیرون مخزن ندارند، این سیم‌پیچ‌ها به منظور جذب جریان‌های هم سو، زیر خاک دفن می‌شوند. نوع خاصی از اتوترانسفورماتور که به آن زیگ‌زاگ می‌گویند به منظور زمین‌کردن بر روی سیستم سه‌فاز استفاده می‌شود که هیچ نوع اتصالی به زمین ندارد. یک ترانسفورمر زیگ‌زاگ مسیری را برای عبور جریانی که در سه فاز مشترک است، فراهم می‌کند که به این نوع جریان، جریان مؤلفهٔ صفر می‌گویند.

همچون ترانسفورماتورهای چندسیم‌پیچه، در اتوترانسفورماتورها نیز از خاصیت میدان مغناطیسی متغیر با زمان برای تبدیل ولتاژ استفاده می‌شود و بنابراین اتوترانسفورماتورها در جریان‌های مستقیم کاربردی ندراند.

کاربردها

اتوترانسفورماتورها در بسیاری از موارد در کاربردهای قدرتی برای به کار انداختن سیستم‌های به هم پیوسته با ولتاژهای مختلف استفاده می‌شود. برای مثال در ولتاژ عبوری kV ۱۳۸ تا kV ۶۶.

کاربرد دیگر اتوترانسفورماتور در صنعت برای یک سو ویک جهت ساختن ولتاژ در ماشین‌آلات مختلف است برای مثال: برای تبدیل ولتاژ ورودی ۴۸۰ ولت به ۶۰۰ ولت. این دستگاه‌ها اغلب فقط بین دو باند ولتاژ اصلی داخلی (۱۰۰ تا ۱۳۰ و ۲۰۰ تا ۲۵۰) تبدیل می‌شوند. خطوط بین UK ۴۰۰

Kv و ۲۷۵ Kv شبکه‌های "super grid"، اتوترانسفورماتورهای سه فازی با tapهای خروجی مشترک هستند. بر روی خطوط قوی روستایی اتوترانسفورماتورهایی با tapهای اتوماتیکی قرار دارند که یک دستگاه تنظیم کنندهٔ ولتاژ در آن نصب شده‌است تا استفاده کنندگان دور از شبکهٔ خطوط هم بتوانند از همان ولتاژ متوسطی که به منبع وصل شده استفاده کنند. قسمت متغیر اتوترانسفورماتور می‌تواند افت پتانسیل را در طول خطوط جبران کند.

در کاربردهای صوتی از اتوترانسفورماتورهای نصب شده به منظور هما هنگ کردن گوینده با سیستم صوتی با ولتاژ داﺋمی استفاده می‌شود و همچنین در مورد مقاومت‌ها، آن را بین میکروفن با مقاومت پایین و یک تقویت کننده با مقاومت بالا قرار می‌دهند.

در کاربردهای راه آهن UK

در قطارها از منبعی با ولتاژ متناوب Kv ۲۵ استفاده می‌شود، برای افزایش فاصله منابع تغذیه الکتریسیته می‌توان آن‌ها را برای ذخیره ولتاژ Kv ۲۵ - ۰ - ۲۵ با سیم رابط در امتداد دستگاه جمع‌آوری کننده قطار، مرتب کرد. به این صورت که منبع ولتاژ صفر به قطار و منبع ۲۵ کیلو ولت به سیم ارتباطی هوایی وصل می‌شود. ابعاد این فاصله (تقریبا ۱۰ کیلومتر) در اتوترانسفورماتور باعث ارتباط سیم رابط بین راه آهن و سیستم هدایت گر بعدی می‌شود. این سیستم، خطوط انتقالی قابل استفاده را افزایش داده و تداخل‌های القایی را از دستگاه خروجی کم می‌کند و همچنین باعث کاهش هزینه می‌شود. گاهی اوقات دیده می‌شود که در جایی برای تغییر ولتاژ و ایجاد ولتاژ مناسب، هدایت جریان به سوی خطوط ارتباطی با اتوترانسفورماتورهای متفاوتی صورت می‌گیرد. (ولتاژ متفاوت)

اتوترانسفورماتور متغیر

یک اتوترانسفورماتور متغیر از اتصال ثانویه sliding-brush و هسته مارپیچی تشکیل شده‌است. در آن پوشش (عایق) برای نشان دادن سیم‌پیچ مسی کنار گذاشته شده‌است. همانند ترانسفورمر دو سیم‌پیچی، اتوترانسفورماتور با تعدادی بند که به آن tap می‌گویند و کلیدهای خودکار سازماندهی شده‌اند تا این وسیله بتواند به عنوان تنظیم کننده خودکار ولتاژ به منظور نگه‌داری ولتاژ یکنواخت عمل کند. هم چنین از اتوترانسفورماتور به منظور شبیه سازی وضعیت low line برای تست کردن استفاده می‌شود. کاربرد دیگر آن در چراغ‌های چشمک‌زن است که مانع تولید EMI در آن می‌شود.

با برداشتن حفاظ سیم‌پیچ و ساختن اتصال ثانویه میان sliding-brush، اتوترانسفورماتور به آرامی ولتاژ را کنترل می‌کند. این دستگاه در طرح‌هایی که ولتاژ پایین استفاده می‌شود، قابل اجرا است. این دستگاه به عنوان ترانسفورمر متغیر AC یا به صورت عمومی با نام واریاک (variac) شناخته می‌شود.

از سال ۱۹۳۴ تا ۲۰۰۲، واریاک (variac) یک علامت تجاری در مخابرات برای اتوترانسفورماتور متغیر بود بدین منظور که این دستگاه به راحتی ولتاژ ورودی َAC را به ولتاژهای خروجی متنوعی تبدیل می‌کرد. در سال 2004 Instrument Service Equipment (ISE) به جای علامت variac به کار برده شد. و امروزه برای توصیف اتوترانسفورماتورهای متغیری که توسط کارخانه‌های مختلف ساخته می‌شود از این علامت استفاده می‌شود.

واریاک

واریاک‌ها اگر چه کاربردی زیاد در صنعت دارند ولی به خوبی شناخته و درک نشده‌اند. اتوترانسفورماتور واریاک یک دستگاه پر بازده و بی درد سر برای کنترل ولتاژ متناوب و دیگر موارد مربوط به ولتاژ متناوب مثل حرارت خروجی، شدت نور، سرعت موتور و خروجی منابع تغذیه متغیر است. اسم واریاک از عملکرد دستگاه گرفته شده‌است و یک اسم ثبت شده برای اتوترانسفورماتور متغیر پیوستهٔ شرکت جنرال رادیو می‌باشد. بر خلاف سایر اتوترانس‌ها، واریاک دارای نسبت ترانسفورمری کاملا پیوسته و هموار می‌باشد که خروجی دستگاه می‌تواند از صفر تا ولتاژ خط یا حتی بیشتر از آن کنترل شود. این رساله به معرفی واریاک و انواع آن، مشخصات و خصوصیات عمومی آن، کاربرد، بررسی ساختمان واریاک و نحوهٔ انتخاب یک واریاک مناسب و در نهایت به مقایسه آن با دستگاه‌های مشابه می‌پردازد. اتوترانسفورماتور یک ترانسفورمر الکتریکی می‌باشد که در آن یک سیم پیچ وجود دارد که بخشی از آن بین مدار اولیه وثانویه مشترک است. یک اتوترانسفورماتور معمولاً برای تبدیل ولتاژ یک خط نیروی محلی به ولتاژی دیگر برای استفاده تجهیزات الکتریکی استفاده می‌شود. اغلب این نسبت تبدیل از ۱۲۵ ولت به ۲۵۰ ولت یا از ۲۵۰ به ۱۲۵ ولت می‌باشد. گونه¬ای از اتوترانسفورماتور که یک تپ قابل حرکت دارد اتو ترانسفورمر متغیر یا اصطلاحا واریاک نامییده می‌شود. واریاک یک نام تجاری متعلق به شرکت جنرال رادیو، برای اتوترانسفورماتور متغیرمی باشد. این اتوترانسفورماتور متغیر برای تغییر آسان ولتاژ خروجی از یک ولتاژ متناوب ثابت ورودی ساخته شده‌است. واژهٔ واریاک اغلب برای توصیف سایر اتوترانسفورماتورهای متغیر سایر سازنده‌ها نیز بکار می‌رود.(مانند اتوترانسفورماتور‌های متغیرشرکت دیمراستت). استفاده اتوترانسفورماتورها یک روش پربازده و بیصدا برای تنظیم ولتاژ لامپ‌های التهابی می‌باشد. درحالی که دیمرهای نیمه هادی کوچک و سبک وزن در بسیاری از کاربردها جایگزین واریاک‌ها شده‌اند، این ترانسفورمرها همچنان در مواردی که به سیگنال سینوسی بدون اعوجاج نیاز است؛ بکار می‌روند. مزایای واریاک از آنجایی که واریاک یک ترانس است: ۱. مانند ترانس‌های پربازده بازدهی زیادی دارد. ۲. بادوام است چون داغ نمی‌کند. ۳. می‌تواند اضافه بار را تحمل کند. تا ۱۰۰۰% اورلودهای کوتاه مدت را تحمل می‌کند. ۴. مستقل از میزان بار و ضریب قدرت است. ولتاژ بار از بی باری تا بار کامل تغییرات اندکی دارد. ۵. بی سر وصداست و نویزی به خط اضافه نمی‌کند. ۶. قابل اطمینان است. سطح تماس انحصاری دوراترک از اکسیداسیون‌های آسیب رسان بر اثر دمای بالا خودداری می‌کند. ۷. دارای نصب آسان می‌باشد. و تمامی سخت افزارهای لازم جهت نصب را همراه دارد. نقشه سیمپیچی آن برروی صفحه ترمینال وجود دارد. ۸. در صدها نوع استاندارد برای براورده کردن نیاز‌های فرکانس خط، ولتاژ، فاز، اندازه بار، احتیاجات نصب(قابل حمل و دارای دستگاه‌های اندازه گیری) عرضه می¬شود.. ۹. دارای ایمنی تضمین شده توسط آزمایشگاه‌های تست و تضمین کالا و موئسسه استاندارد کانادا برای اکثر مدل‌ها می‌باشد. و نیز مدل‌های دارای کاربرد نظامی بخصوص برای فرکانس ۴۰۰ هرتز دردسترس می‌باشند

حفاظت استاتور

روش زمین کردن سیستم قدرت شاید از بین بقیه جنبه های طراحی یک سیستم، دشوارترین قسمت آن باشد . تعداد زیاد عواملی که باید در نظر داشت تا حدی معقول است اما این ، در اصل بدان سبب است که بیشتر این عوامل را نمی توان با دلار برابری نمود و در نتیجه وزن آنها را نسبت به یکدیگر سنجید تا سیستم عادلانه ای را بین عوامل متداخل بدست آورد . هدف در اینجا بررسی چگونگی زمین نمودن سیستمهای قدرت نمی باشد که، بخشی است مفصل و از این مقوله خارج . بلکه منظور بررسی سه طرح ارائه شده جهت حفاظت اتصال زمین ژنراتورها می باشد . البته همانطور که مطلع می باشید، روش زمین کردن نقطه نوترال ژنراتور، میزان جریان اتصال کوتاه را تعیین می نماید و بر روی درجه حفاظت رله دیفرانسیل نیز اثرمی گذارد و به عبارتی هر چه امپدانس زمین کردن بیشتر باشد، رله دیفرانسیل می تواند دقت بیشتری داشته باشد . بطور کلی در سیستمهای زمین شده اتصال زمین یک فاز را می توان در نوتر زمین شده سنجید . زمین نمودن نقطه نوترال ژنراتور باعث می شود از ولتاژهای گذرای ظاهر شده در روی سیستم، تحت اتصال کوتاههای زمین جلوگیری شود . تجربه نشان می دهد در صورت زمین نمودن نقطه نوترال ژنراتور، حفاظت سیم پیچی استاتور ساده می گردد و برای محدود کردن اندازه جریان خطای زمین، قرار دادن امپدانسی در مسیر زمین می باشد . همانطور که می دانیم هنگامیکه درون مولد اتصالی رخ می دهد، پیچکهای تحت تاثیر را باید عوض کرد در حالیکه این یک وظیفه خطیر است اما جدی تر از عوض کردن آهسته آهنی معیوب باز چیدن لایه های آن در صورت رسیدن عیب به هسته می باشد . خوشبختانه چنین مواردی کم بوده است اما با این وجود توجه به آن اهمیت دارد . بیشتر مولدهای بزرگ مجهز به رله دیفرانسیال هستند و این رله در برابر اتصالیهای فاز به فاز درون ماشین کاملاً موثر است هنگامی که مولد بطور موثر زمین شده است رله های دیفرنسیال هم حفاظت قابل توجهی را در برابر اتصال زمین بروز می دهند وقتی که نقطه صفر مولد از طریق امپدانس بزرگی زمین شده باشد رله های دیفرنسیال تا حد زیادی اثر بخش بودن خود را در اتصالات زمین از دست می دهند . این موضوع بویژه در اتصالیهای زمین نزدیک نقطه صفر ماشین صدق می کند . 

حفاظت استاتور

روش زمین کردن سیستم قدرت شاید از بین بقیه جنبه های طراحی یک سیستم، دشوارترین قسمت آن باشد . تعداد زیاد عواملی که باید در نظر داشت تا حدی معقول است اما این ، در اصل بدان سبب است که بیشتر این عوامل را نمی توان با دلار برابری نمود و در نتیجه وزن آنها را نسبت به یکدیگر سنجید تا سیستم عادلانه ای را بین عوامل متداخل بدست آورد . هدف در اینجا بررسی چگونگی زمین نمودن سیستمهای قدرت نمی باشد که، بخشی است مفصل و از این مقوله خارج . بلکه منظور بررسی سه طرح ارائه شده جهت حفاظت اتصال زمین ژنراتورها می باشد . البته همانطور که مطلع می باشید، روش زمین کردن نقطه نوترال ژنراتور، میزان جریان اتصال کوتاه را تعیین می نماید و بر روی درجه حفاظت رله دیفرانسیل نیز اثرمی گذارد و به عبارتی هر چه امپدانس زمین کردن بیشتر باشد، رله دیفرانسیل می تواند دقت بیشتری داشته باشد . بطور کلی در سیستمهای زمین شده اتصال زمین یک فاز را می توان در نوتر زمین شده سنجید . زمین نمودن نقطه نوترال ژنراتور باعث می شود از ولتاژهای گذرای ظاهر شده در روی سیستم، تحت اتصال کوتاههای زمین جلوگیری شود . تجربه نشان می دهد در صورت زمین نمودن نقطه نوترال ژنراتور، حفاظت سیم پیچی استاتور ساده می گردد و برای محدود کردن اندازه جریان خطای زمین، قرار دادن امپدانسی در مسیر زمین می باشد . همانطور که می دانیم هنگامیکه درون مولد اتصالی رخ می دهد، پیچکهای تحت تاثیر را باید عوض کرد در حالیکه این یک وظیفه خطیر است اما جدی تر از عوض کردن آهسته آهنی معیوب باز چیدن لایه های آن در صورت رسیدن عیب به هسته می باشد . خوشبختانه چنین مواردی کم بوده است اما با این وجود توجه به آن اهمیت دارد . بیشتر مولدهای بزرگ مجهز به رله دیفرانسیال هستند و این رله در برابر اتصالیهای فاز به فاز درون ماشین کاملاً موثر است هنگامی که مولد بطور موثر زمین شده است رله های دیفرنسیال هم حفاظت قابل توجهی را در برابر اتصال زمین بروز می دهند وقتی که نقطه صفر مولد از طریق امپدانس بزرگی زمین شده باشد رله های دیفرنسیال تا حد زیادی اثر بخش بودن خود را در اتصالات زمین از دست می دهند . این موضوع بویژه در اتصالیهای زمین نزدیک نقطه صفر ماشین صدق می کند .