كاتالیسها و نقش آنها در حذف نقش مولفه صفر جریان در حفاظت دیفرانسیل ترانسفورماتور
كاتالیسهاو نقش آنها در حذف نقش مولفه صفر جریان در حفاظت دیفرانسیلترانسفورماتور
حفاظت دیفرانسیل ترانس قدرت در ردیف‌حفاظتهای كاملا انتخابی و سریع، یكی‌ازكارآمدترین حفاظتهای الكتریكی مرسوم درسیستمهای كنترل و حفاظت‌شبكه‌های‌الكتریكی است.
شكل‌گیری نظامهای اطلاعاتی كارآمد از وجوه مشخصه انقلاب علمی - فنی درجوامع‌پیشرفته امروزی است. با این حال دانش جدید را به هیچ وجه نمی‌توان‌به انبوه اطلاعات‌گردآوری شده در اشكال متنوع آن یعنی كتاب، نشریات وسامانه‌های نوین اطلاعاتی ازقبیل اینترنت یا كتب الكترونیكی، كاهش‌داد.
در حقیقت دانش، تنها به موضوع خاصی‌محدود نمی‌شود بلكه شكلهای متنوع‌تفكر موجود نیز در گسترش آن موثر است به‌نحوی‌كه شناخت، نمی‌تواند بدون تفكرسازنده تنها بازتاب ساده واقعیت در شعور آدمی‌باشد.این تفكر سازنده،آفریننده اشكال مختلف فرایند شناخت است. بنابراین نحوه صحیح برخورد بامنابع اطلاعاتی خارجی، بی‌شك برخورد نقادانه با هدف باز تولیداطلاعات، نزدافراد است.
حجم عظیم اطلاعاتی كه امروزه به دلیل انقلاب اطلاعاتی باابعاد جهانی آن در اختیارما قرار گرفته، تنها در چارچوب روشهای صحیح علمی‌قابل استفاده است. تلقی این‌مجموعه اطلاعات به مثابه گنجینه فنا نشدنی ازبسته‌های اطلاعاتی كاملا درست،برخوردی كاملا ساده اندیشانه با فرایند انتقال‌علم و فن آوری است.بر این اساس در این نوشتار به نقد و بررسی یكی ازموارد مطرح تحت نام نقش مؤلفه صفر جریان در حفاظت‌دیفرانسیل ترانس خواهیم‌پرداخت.
●پایداری حفاظت دیفرانسیل ترانس قدرت
حفاظت دیفرانسیل‌ترانس قدرت در ردیف‌حفاظتهای كاملا انتخابی و سریع، یكی ازكارآمدترین‌حفاظتهای الكتریكی مرسوم درسیستمهای كنترل و حفاظت شبكه‌های‌الكتریكی‌است.
به‌دلیل اهمیت این نوع حفاظت، تقریباتمام كتابها و منابع تخصصی،فصلی را به‌این موضوع اختصاص می‌دهند، با این حال كمتر منبعی را می‌توان‌یافت كه به تمام‌مسائل فنی مرتبط با موضوع پرداخته باشد.
حتی گاهی پیش‌می‌آید كه مطلب یك منبع‌معتبر، حاوی یك لغزش غیر قابل‌چشم‌پوشی در این‌زمینه باشد. برای روشن‌شدن مطلب به‌طور خلاصه به این موضوع‌خواهیم‌پرداخت.
هر جا سخن از حفاظت موضعی است،خودبه‌خود بحث پایداری در قبال‌خطاهای خارج از ناحیه، مطرح می‌شود به‌نحوی كه‌سمت و سوی انتخاب تجهیزات،فن‌آوری‌ساخت قطعات، همچنین طرحهای حفاظتی مورد استفاده، عملا تحت الشعاع‌آن قرار می‌گیرد.
از آن‌جا كه ترانس قدرت، یك مبدل‌الكترومغناطیسی باامكان تبادل انرژی دراشكال مختلف الكتریكی و مغناطیسی‌است گاهی بعضی ازمولفه‌های الكتریكی درانتقال از یك سو به سوی دیگر ترانس، تغییر شكل‌می‌دهند.
برای مثال در ترانسهای‌حاوی اتصالات مثلث، مولفه صفرجریان‌الكتریكی در سمت ستاره به واسطه میدان‌مغناطیسی هسته، قابل انتقال‌به سمت دیگرنیست. در واقع مولفه صفر شار مغناطیسی حاصل از این جریان توسطجریانهای‌گردشی كه عمدتا در مسیر سیم پیچی مثلث‌جاری می‌شود قبل از آن‌كه‌موفق به ایجاد نیروی محركه الكتریكی لازم در ثانویه شود،خنثی‌می‌شود.
به این ترتیب با وجود تعادل‌الكترومغناطیسی در طرفین ترانس،تعادل‌جریانی بین اولیه و ثانویه، برقرار نخواهدشد. این امر می‌تواند سبب‌عملكرد ناخواسته حفاظت دیفرانسیل ترانس شود،زیرا این حفاظت قادر به تشخیص‌تعادل‌الكترومغناطیسی در طرفین ترانس نیست.
راه حل مرسوم برای رفع این‌مشكل،استفاده از فیلترهای مولفه صفر و به طوركلی، حذف مولفه صفر جریان‌ازسیستم حفاظتی است.
هرچند این عمل‌سبب كاهش حساسیت سیستم درقبال‌خطاهای فاز زمین داخل ناحیه حفاظت‌می‌شود، اما مولفه‌های مثبت و منفی‌جریان‌خطا كه همچنان طی خطاهای فاز به زمین،حضوری موثر دارند، می‌توانندعملكردصحیح رله را تضمین كنند. طرح پیشنهادی‌در شكل نشان داده شده‌است.
آنچه موضوع اصلی بحث در این‌نوشتاراست نقش نقاط الف و ب درطرح‌ارایه شده و اختلاف پتانسیل ظاهر شده بین‌آنهاست. تصور كنید حالتی راكه سیستم‌بدون بهره‌گیری از فیلتر مولفه صفر، مورداستفاده قرار می‌گیرد.
دراین حالت چنانچه>نقاط الف< و ب به یكدیگر متصل نباشند، مولفه صفرجریان در ثانویه ترانسهای جریان‌نمی‌تواند مسیری از عنصر عمل كننده رله‌بیابد، بنابراین ظاهرا رله، عملكرد ناخواسته نخواهد داشت. اما فقدان این‌اتصال به معنی‌ظهور امپدانس صفر قابل توجه در ثانویه‌ترانسهای جریان است‌كه می‌تواند سبب‌اشباع و به تبع آن ظهور اضافه ولتاژهای‌مخرب در ثانویه‌ترانسهای جریان شود.
به این ترتیب وجود این اتصال،ضروری به‌نظر می‌رسد. ولی آیا با وجود سیم پیچی متعادل كننده كه نقش فیلتر صفردر ثانویه را دارد،وجود چنین اتصالی‌ضروری است؟
واقعیت آن است كه وقتی بنای حفاظت‌بر حذف‌مولفه صفر جریان است، چنین‌اتصالی ضروری نیست، زیرا این اتصال‌عملا نقش‌مفیدی ایفا نمی‌كند. همان‌طوركه‌گفته شد خطاهای فاز به زمین داخل ناحیه‌حفاظت، توسط مولفه صفر جریان اتصال‌كوتاه، آشكار نمی‌شوند بلكه‌به‌وسیله‌مولفه‌های دیگر جریان خطا، سنجیده‌می‌شوند.
با این حال وجود این‌اتصال در شرایطوجود فیلتر صفر، خالی از اشكال نیست. زیرا در رله‌های‌دیفرانسیل مورد استفاده درحفاظت ترانس از خانواده رله‌های‌دیفرانسیل موسوم‌به امپدانس كمLowImpedance هستند. در این نوع‌رله‌ها وجود عنصرهای پایدار سازدر ساختمان رلهBias امكان استفاده از عنصرعمل كننده با امپدانس بسیار كم‌برای به حداكثر رساندن حساسیت رله روی‌جریانهای نشتی داخل ترانس قدرت‌راعملی می‌كند.
امپدانس كم عنصر عمل كننده رله دررقابت مولفه صفر فیلتركه دو شاخه موازی‌را تشكیل می‌دهند، می‌تواند سبب جذب‌بخشی از جریان مولفه‌صفر ناشی از اتصال‌كوتاههای فاز زمین خارج از منطقه حفاظت شود و عملكردناخواسته رله را به دنبال‌داشته باشد.
بنابراین در شرایط استفاده ازفیلترمولفه صفر، اتصال نقاط الف و ب سبب تضعیف پایداری سیستم در قبال‌خطاهای‌خارجی خواهد شد.
این همان‌نكته‌ای است كه در بعضی دستورالعمل‌هابه‌عنوان‌خودداری از زمین كردن نقطه صفر رله به آن اشاره می‌شود. زیرا عمل‌زمین‌كردن نقطه صفر ترانسهای جریان اصلی به‌دلایل‌حفاظتی از ضروریات است واین زمین‌دوگانه عملا سبب اتصال نقاط مورد اشاره به‌یكدیگر می‌شود.
●نتیجه:
هوشیاری و نگاه نقادانه، شرط لازم‌برای استفاده از دستاوردهای‌علمی - فنی‌دیگران است.
