En klassisk spændingstransformator (VT) er en enhed, der konverterer en værdi til en anden. Processen ledsages af et delvist strømtab, men er berettiget i situationer, hvor det er nødvendigt at ændre indgangssignalets parametre. Udformningen af en sådan transformer tilvejebringer viklingselementer, med den korrekte beregning, hvoraf det er muligt at opnå den krævede udgangsspænding.
Formål og handlingsprincip
Hovedformålet med spændingstransformatorer er at konvertere indgangssignalet til det niveau, der leveres af de opgaver, som brugeren står overfor - når arbejdspotentialet skal sænkes eller øges. Dette kan opnås gennem princippet om elektromagnetisk induktion, formuleret som en lov af forskere Faraday og Maxwell. Ifølge ham induceres EMF i enhver løkke, der er placeret tæt på en anden spole af den samme ledning, med strøm, der er proportional med fluxen af magnetisk induktion, der trænger ind i dem. Størrelsen af denne induktion i den sekundære vikling af transformeren (bestående af mange sådanne drejninger) afhænger af strømstyrken i det primære kredsløb og af antallet af omdrejninger i begge spoler.
Strømmen i den sekundære vikling af transformeren og spændingen ved den dertil forbundne belastning bestemmes kun af forholdet mellem antallet af omdrejninger i begge spoler. Loven om elektromagnetisk induktion giver dig mulighed for korrekt at beregne parametrene på enheden, der overfører strøm fra input til output med det ønskede forhold mellem strøm og spænding.
Hvad er forskellen mellem en strømtransformator og en spændingstransformator
Den største forskel mellem strømtransformatorer (CT'er) og spændingsomformere er deres forskellige funktionelle formål. Førstnævnte anvendes kun i målekredsløb, hvilket tillader at reducere niveauet for den kontrollerede parameter til en acceptabel værdi. De andet installeres i vekselstrømsledninger og giver udgangsspændingen, der bruges til betjening af det tilsluttede husholdningsudstyr.
Deres forskelle i design er som følger:
- som en primær vikling i strømtransformatorer bruges en strømforsyningsbus, som den er monteret på;
- sekundære viklingsparametre er designet til forbindelse til en måleenhed (f.eks. elektrisk måler i huset);
- Sammenlignet med VT er den nuværende transformator mere kompakt og har et forenklet skiftekredsløb.
Strøm- og spændingstransformatorer opfylder forskellige krav med hensyn til nøjagtigheden af de konverterede værdier. Hvis denne indikator er meget vigtig for en måleenhed, er den for en spændingstransformer af sekundær betydning.
Spændingstransformatorklassificering
I henhold til den generelt accepterede klassificering er disse enheder i henhold til deres formål opdelt i følgende hovedtyper:
- strømtransformatorer med jordforbindelse og uden det;
- måleinstrumenter;
- autotransformatorer;
- specielle matchende enheder;
- isolering og spidstransformatorer.
Den første af disse sorter bruges til at levere uafbrudt strøm til forbrugeren i en acceptabel form for ham (med den ønskede amplitude). Essensen af deres handling er at konvertere et niveau af potentiale til et andet med det mål at efterfølgende overføre til belastningen.Trefasede enheder installeret i en transformerstation, for eksempel, kan reducere høje spændinger fra 6,3 og 10 kV til en husholdningsværdi på 0,4 kV.
Autotransformatorer er de enkleste induktive strukturer, der har en vikling med grene for at justere størrelsen på udgangsspændingen. Matchende produkter installeres i lavstrømskredsløb, hvilket giver strømoverførsel fra et trin til et andet med minimale tab (med maksimal effektivitet). Ved hjælp af de såkaldte "isolation" -transformatorer er det muligt at organisere elektrisk isolering af kredsløb med høj og lav spænding. Dette garanterer beskyttelsen af ejeren af huset eller hytten mod elektrisk stød med stort potentiale. Derudover giver denne form for konvertere dig mulighed for:
- overføre elektricitet fra kilden til forbrugeren i den rigtige og sikre form;
- beskytte belastningskredsløb med følsomme enheder inkluderet i dem mod elektromagnetisk interferens;
- blokerer for strømstrømskomponenten fra at komme ind i arbejdskredsløb.
Peak transformatorer er en anden form for enhed til konvertering af elektrisk energi. De tjener til at bestemme pulssignalernes polaritet og matche dem med outputparametrene. Denne type konvertere er installeret i signalkredsløbene til computersystemer og radiokanaler.
Måling af spænding og strømtransformatorer
Specielle måletransformatorer er en speciel type transducere, der tillader optagelse af styreenheder i strømkredsløb. Deres hovedformål er konvertering af strøm eller spænding til en værdi, der er praktisk til måling af netværksparametre. Behovet for dette opstår i følgende situationer:
- når der foretages aflæsninger med elektriske målere;
- i tilfælde af installation af spænding og strømbeskyttelsesrelæer i strømforsyningskredsløbene;
- hvis der er andre automatiseringsenheder i det.
Måleinstrumenter klassificeres efter design, installationstype, transformationsforhold og antal trin. I henhold til det første skilt er de indbygget, gennemgået og understøttet og på placeringsstedet - eksternt eller beregnet til installation i lukkede koblingsudstyr. I henhold til antallet af omdannelsestrin er de opdelt i en-trins og kaskade og af transformationskoefficienten til produkter med en eller flere værdier.
Funktioner ved VT-drift i netværk med isoleret og jordet nulpunkt
Højspændingselektriske netværk har to versioner: med en isoleret nulbus eller med en kompenseret og jordet neutral. Den første tilstand af tilslutning af nulpunktet giver dig mulighed for ikke at frakoble netværket med enfaset (OZ) eller lysbuefejl (DZ). PUE'er tillader drift af linjer med isoleret neutral i op til otte timer med et enfaset kredsløb, men med det forbehold, at der på dette tidspunkt arbejdes for at eliminere fejlen.
Beskadigelse af elektrisk udstyr er mulig på grund af en stigning i fasespænding til lineær og efterfølgende udseende af en bue af variabel karakter. Uanset årsagen og driftsformen er dette den farligste type fejl med en høj overspændingskoefficient. Det er i dette tilfælde, at der er stor sandsynlighed for udseendet af ferroresonance i netværket.
Ferroresonantkredsløbet i kraftnetværk med isoleret neutral er en nul-sekvenskæde med ikke-lineær magnetisering. Tre-fase ikke-jordet VT i det væsentlige er tre enfasetransformatorer, der er forbundet i henhold til stjernestjerneskemaet. Med overspændinger i de zoner, hvor den er installeret, øges induktionen i dens kerne med ca. 1,73 gange, hvilket medfører ferroresonance.
For at beskytte mod dette fænomen er der udviklet specielle metoder:
- fremstilling af VT og CT med lav indre induktion;
- inkludering i deres kredsløb af yderligere dæmpningselementer;
- fremstilling af 3-fasetransformere med et enkelt magnetisk system i en 5-stavsudgave;
- neutral jordforbindelse gennem en strømbegrænsende reaktor;
- brugen af kompensationsviklinger osv .;
- anvendelse af relækredsløb, der beskytter VT-viklinger mod strøm.
Disse foranstaltninger beskytter måling af VT'er, men løser ikke sikkerhedsproblemet fuldstændigt. Jordforbindelsesenheder, der er installeret i netværk med en isoleret neutral bus, kan hjælpe med dette.
Arten af driften af lavspændingstransformatorer i jordede neutrale tilstande er kendetegnet ved øget sikkerhed og en betydelig reduktion i ferroresonansfænomener. Derudover øger deres anvendelse følsomheden og selektiviteten af beskyttelse i et enfaset kredsløb. En sådan stigning bliver mulig på grund af det faktum, at den induktive vikling af transformeren er inkluderet i jordkredsløbet og kort øger strømmen gennem den beskyttelsesindretning, der er installeret i den.
PUE giver en begrundelse for tilladelsen til kortvarig neutral jordforbindelse med en lille induktans af VT-viklingen. For at gøre dette bruger netværket automatisering, der ved forekomst af en OZ efter 0,5 sekunder kort forbinder transformeren til samleskinnerne. På grund af virkningen af en dødjordet neutral under en enfaset jordfejl, begynder en strøm, der er begrænset af induktansen af VT, at strømme i beskyttelseskredsløbet. Samtidig er dens værdi tilstrækkelig til, at beskyttelsesudstyret fungerer fra det farlige område og til at skabe betingelser for slukning af en farlig lysbueudladning.
