Aký je rozdiel medzi transformátorom napätia a transformátorom prúdu?

Vo svete elektrických systémov je presné meranie a bezpečná prevádzka prvoradá. Nie je praktické ani bezpečné priamo pripájať vysokonapäťové a vysokoprúdové primárne obvody k meracím prístrojom alebo ochranným relé. Toto je miestoPrístrojové transformátoryvstúpiť do hry. Dva najkritickejšie typy súNapäťový transformátor (VT), tiež bežne známy ako aPotenciálny transformátor (PT), aPrúdový transformátor (CT). Zatiaľ čo oba slúžia na základný účel zmenšenia systémových parametrov na zvládnuteľnú a bezpečnú úroveň, ich princípy fungovania, dizajnu a aplikácie sú zásadne odlišné.

Tento článok poskytuje podrobné porovnanie VT a CT v súlade s priemyselnými štandardmi a postupmi.

1. Primárna funkcia a účel

• Napäťový transformátor (VT/PT):Jeho primárnou funkciou jeodstúpiťvysoké systémové napätie (napr. 132 kV, 33 kV) na štandardizované, bezpečné sekundárne napätie. Štandardné sekundárne napätie je zvyčajne110Valebo100Valebo120Vv závislosti od regionálneho štandardu. Toto zmenšené-napätie je úmerné primárnemu napätiu a používa sa na napájanie voltmetrov, napäťových cievok wattmetrov a ochranných relé.
• Prúdový transformátor (CT):Jeho primárnou funkciou jeodstúpiťvysoký systémový prúd (napr. 1000 A, 2000 A) na štandardizovaný, bezpečný sekundárny prúd. Štandardný sekundárny prúd je univerzálny1Aalebo5A. Tento zmenšený-prúd je úmerný primárnemu prúdu a používa sa na napájanie ampérmetrov, prúdových cievok wattmetrov, meračov energie a ochranných relé.

2. Zapojenie v okruhu

Toto je jeden z najdôležitejších rozdielov s vážnymi bezpečnostnými dôsledkami.

• VT/PT:Je pripojený napäťový transformátorparalelnenaprieč fázami (fáza-k{1}}fáze alebo fáza-k-neutrálu) obvodu, ktorého napätie sa má merať. Považuje sa za zdroj napätia.
• analógia:Je zapojený ako voltmeter.
• CT:Je pripojený prúdový transformátorv sériis vedením prenášajúcim prúd, ktorý sa má merať. Primárny vodič (čo môže byť jedna ťažká tyč) prechádza stredom jadra CT.
• analógia:Je zapojený ako ampérmeter.

3. Konštrukcia a dizajn

Rozdiel v zapojení diktuje konštrukciu.

• VT/PT:Primárne vinutie VT má aveľký počet zákrut (Np >>Ns), pretože musí byť pripojený cez plné sieťové napätie. Jeho jadro je vyrobené z-kvalitnej ocele, ktorá pracuje pri nízkej hustote toku, aby bola zachovaná presnosť. Izolácia medzi primárnym a sekundárnym vinutím je navrhnutá tak, aby odolala plnému systémovému napätiu, čo z nej robí relatívne objemné a drahé zariadenie pre vysokonapäťové aplikácie.
• CT:Primárne vinutie CT máveľmi málo zákrut, often just a single straight conductor or a single turn (a bar primary). The secondary winding has a large number of turns (Ns >>Np). Magnetické jadro je navrhnuté pre nízku reluktanciu. Požiadavka izolácie je primárne založená na napätí indukovanom v sekundárnej časti, nie na plnom napätí systému (hoci kryt musí stále izolovať CT od potenciálu zeme).

4. Prevádzkový princíp a základné správanie

Toto je zásadný technický rozdiel, ktorý definuje ich bezpečnostné protokoly.

• VT/PT:Funguje za podmienok podobných aštandardný výkonový transformátor. Vloží sa primárne napätie a indukuje sa sekundárne napätie. Tok v jadre je určený aplikovaným napätím (V ≈ 4,44fNφm). Záťaž (alebo záťaž) na sekundárnej strane je relatívne vysoká impedancia. Ak sa sekundárny náhodne otvorí, nie je to nebezpečné.
• CT:Pôsobí ako a"konštantný prúd" transformátor. Primárny prúd je nezávislá premenná, určená záťažou hlavného napájacieho obvodu. Primárny prúd vytvára v jadre striedavý magnetický tok, ktorý indukuje sekundárny prúd. Tento sekundárny prúd vytvára protiprúd-toku, ktorý takmer ruší primárny tok. Tok jadra sa pri normálnej prevádzke udržiava na nízkej úrovni.

Kritické bezpečnostné varovanie:Sekundárny okruh CTNIKDY NESMIE byť otvorený-okruhkým tečie primárny prúd. Ak sa otvorí sekundárny, počítadlo-toku sa stane nulovým. Celý primárny prúd (ktorý môže byť obrovský) sa stáva magnetizačným prúdom, ktorý vedie jadro do hlbokej saturácie. Výsledkom je:

1.V sekundárnom vinutí sa indukuje veľmi vysoké napätie (niekoľko kV), čo predstavuje vážne napätienebezpečenstvo úrazu elektrickým prúdoma riskovať poruchu izolácie.

2.Extrémne zahrievaniejadra kvôli vysokým stratám železa, ktoré môžu poškodiť izoláciu a zničiť transformátor.

5. Záťaž (zaťaženie)

"Záťaž" sa vzťahuje na impedanciu záťaže pripojenú k sekundárnej časti.

• VT/PT:Je pripojený k avysoké-impedančné zaťaženie(napr. napäťové cievky prístrojov). Záťaž je zvyčajne udávaná vo Volt-Ampéroch (VA) pri štandardnom napätí.
• CT:Je pripojený k anízka-impedančná záťaž(napr. prúdové cievky nástrojov). Záťaž je tiež hodnotená vo VA, ale pri štandardnom prúde (napr. 15 VA pri 5 A).

Súhrnná porovnávacia tabuľka

Záver

Stručne povedané, napäťové transformátory a prúdové transformátory sú nepostrádateľnými komponentmi v elektrických energetických systémoch, ale sú navrhnuté pre zásadne odlišné fyzikálne veličiny. KT je paralelne{1}}zapojené zariadenie, ktoré transformuje napätie, zatiaľ čo CT je sériovo-zapojené zariadenie, ktoré transformuje prúd. Najkritickejším prevádzkovým rozdielom je absolútny zákaz otvoreného-okruhu CT pod napätím, čo je pravidlo, ktoré je vžité do každého elektrotechnika a technika z dôvodu závažných nebezpečenstiev. Pochopenie týchto rozdielov je nevyhnutné pre bezpečné a presné monitorovanie, riadenie a ochranu akejkoľvek elektrickej inštalácie.

Pre viac informácií nás prosím kontaktujte nasales@xfullstar.com