Transformer voltan klasik (VT) adalah peranti yang menukar satu nilai ke nilai yang lain. Proses ini disertai dengan kehilangan kuasa separa, tetapi dibenarkan dalam situasi di mana perlu mengubah parameter isyarat input. Reka bentuk transformer seperti itu menyediakan elemen penggulungan, dengan pengiraan yang betul yang memungkinkan untuk mendapatkan voltan keluaran yang diperlukan.
Tujuan dan prinsip tindakan
Tujuan utama pengubah voltan adalah untuk menukar isyarat input ke tahap yang ditentukan oleh tugas yang dihadapi pengguna - apabila potensi kerja perlu diturunkan atau ditingkatkan. Ini dapat dicapai melalui prinsip induksi elektromagnetik, yang dirumuskan sebagai undang-undang oleh saintis Faraday dan Maxwell. Menurutnya, di mana-mana gelung yang terletak berdekatan dengan gegelung lain dari wayar yang sama, EMF disebabkan oleh arus, sebanding dengan fluks aruhan magnet yang menembus mereka. Besarnya aruhan ini dalam belitan sekunder transformer (terdiri daripada banyak lilitan seperti itu) bergantung pada kekuatan arus di litar primer dan pada jumlah lilitan dalam satu dan gegelung yang lain.
Arus dalam belitan sekunder transformer dan voltan pada beban yang disambungkan kepadanya ditentukan hanya dengan nisbah bilangan putaran pada kedua gegelung. Undang-undang aruhan elektromagnetik membolehkan anda mengira parameter peranti dengan betul yang menghantar kuasa dari input ke output dengan nisbah arus dan voltan yang diinginkan.
Apakah perbezaan antara pengubah arus dan pengubah voltan
Perbezaan utama antara pengubah arus (CT) dan penukar voltan adalah tujuan fungsinya yang berbeza. Yang pertama hanya digunakan dalam mengukur litar, memungkinkan untuk mengurangkan tahap parameter terkawal ke nilai yang dapat diterima. Yang kedua dipasang dalam talian elektrik AC dan memberikan output voltan yang digunakan untuk operasi peralatan isi rumah yang bersambung.
Perbezaan reka bentuk mereka adalah seperti berikut:
- sebagai penggulungan utama dalam transformer semasa, bas bekalan kuasa digunakan di mana ia dipasang;
- parameter penggulungan sekunder direka untuk penyambungan ke alat pengukur (contohnya meter elektrik di rumah);
- Berbanding dengan VT, pengubah semasa lebih padat dan mempunyai litar pensuisan yang dipermudahkan.
Transformer arus dan voltan memenuhi pelbagai keperluan dari segi ketepatan nilai yang ditukar. Sekiranya penunjuk ini sangat penting untuk alat pengukur, maka untuk pengubah voltan adalah kepentingan sekunder.
Pengelasan Transformer Voltan
Menurut klasifikasi yang diterima umum, peranti ini mengikut tujuannya dibahagikan kepada jenis utama berikut:
- pengubah kuasa dengan pembumian dan tanpanya;
- alat pengukur;
- autotransformer;
- peranti padanan khas;
- pengasingan dan transformer puncak.
Varieti pertama ini digunakan untuk memberikan daya tanpa gangguan kepada pengguna dalam bentuk yang dapat diterima olehnya (dengan amplitud yang diinginkan). Inti dari tindakan mereka adalah mengubah satu tahap potensi ke tahap yang lain dengan tujuan pemindahan berikutnya ke beban.Peranti tiga fasa yang dipasang di pencawang transformer, misalnya, dapat mengurangkan voltan tinggi dari 6.3 dan 10 kV kepada nilai isi rumah 0.4 kV.
Autotransformer adalah struktur induktif termudah yang mempunyai satu belitan dengan cabang untuk menyesuaikan besarnya voltan keluaran. Produk yang sepadan dipasang dalam litar arus rendah, menyediakan pemindahan kuasa dari satu tahap ke tahap yang lain dengan kerugian minimum (dengan kecekapan maksimum). Dengan menggunakan pengubah "pengasingan" yang disebut, adalah mungkin untuk mengatur rangkaian pengasingan elektrik dengan voltan tinggi dan rendah. Ini menjamin perlindungan pemilik rumah atau pondok daripada kejutan elektrik yang berpotensi tinggi. Di samping itu, jenis penukar ini membolehkan anda:
- pindahkan elektrik dari sumber kepada pengguna dalam bentuk yang betul dan selamat;
- melindungi litar beban dengan peranti sensitif yang disertakan di dalamnya daripada gangguan elektromagnetik;
- sekat komponen arus terus memasuki litar kerja.
Transformer puncak adalah satu lagi bentuk alat penukaran tenaga elektrik. Mereka berfungsi untuk menentukan kekutuban isyarat nadi dan memadankannya dengan parameter output. Jenis penukar ini dipasang di litar isyarat sistem komputer dan saluran radio.
Mengukur voltan dan pengubah arus
Transformer pengukur khas adalah jenis transduser khas yang membolehkan kemasukan alat kawalan dalam litar kuasa. Tujuan utama mereka adalah penukaran arus atau voltan menjadi nilai yang sesuai untuk mengukur parameter rangkaian. Keperluan untuk ini timbul dalam situasi berikut:
- semasa mengambil bacaan dengan meter elektrik;
- sekiranya pemasangan geganti perlindungan voltan dan arus di litar bekalan kuasa;
- sekiranya terdapat peranti automasi lain di dalamnya.
Alat ukur dikelaskan mengikut reka bentuk, jenis pemasangan, nisbah transformasi dan bilangan langkah. Menurut tanda pertama, mereka adalah built-in, walk-through dan support, dan di tempat penempatan - luaran atau ditujukan untuk pemasangan di bilik-bilik suis tertutup. Mengikut jumlah langkah penukaran, mereka dibahagikan kepada satu tahap dan lata, dan dengan pekali transformasi, menjadi produk yang mempunyai satu atau lebih nilai.
Ciri operasi VT dalam rangkaian dengan titik sifar terpencil dan dibumikan
Rangkaian elektrik voltan tinggi mempunyai dua versi: dengan bas sifar terpencil, atau dengan neutral yang dikompensasi dan dibumikan. Mod pertama menghubungkan titik sifar membolehkan anda tidak memutuskan rangkaian dengan fasa tunggal (OZ) atau kerosakan arka (DZ). PUE memungkinkan pengoperasian saluran dengan neutral terpencil sehingga lapan jam dengan litar satu fasa, tetapi dengan syarat bahawa pada masa ini, sedang dilakukan untuk menghilangkan kerosakan tersebut.
Kerosakan pada peralatan elektrik adalah mungkin disebabkan oleh peningkatan voltan fasa menjadi linear dan seterusnya munculnya arka yang berubah-ubah. Terlepas dari sebab dan cara operasi, ini adalah jenis kesalahan yang paling berbahaya dengan pekali voltan tinggi. Dalam kes ini, kebarangkalian penampilan ferroresonance dalam rangkaian adalah tinggi.
Litar ferroresonant dalam rangkaian kuasa dengan neutral terpencil adalah rantai urutan sifar dengan magnetisasi tidak linear. VT tanpa fasa tiga fasa pada dasarnya adalah tiga transformer fasa tunggal yang disambungkan mengikut skema bintang-bintang. Dengan tegangan berlebihan di zon di mana ia dipasang, aruhan pada terasnya meningkat sekitar 1,73 kali, menyebabkan ferroresonance.
Untuk melindungi daripada fenomena ini, kaedah khas telah dikembangkan:
- pembuatan VT dan CT dengan aruhan intrinsik rendah;
- kemasukan elemen redaman tambahan dalam rangkaian mereka;
- pembuatan transformer 3 fasa dengan sistem magnet tunggal dalam versi 5-rod;
- pembumian neutral melalui reaktor pengehad arus;
- penggunaan penggulungan pampasan, dan lain-lain;
- aplikasi litar relay yang melindungi belitan VT daripada arus.
Langkah-langkah ini melindungi pengukuran VT, tetapi tidak menyelesaikan sepenuhnya masalah keselamatan. Peranti pembumian yang dipasang dalam rangkaian dengan bas neutral terpencil dapat membantu mengatasi masalah ini.
Sifat operasi transformer voltan rendah dalam mod neutral yang dibumikan dicirikan oleh peningkatan keselamatan dan pengurangan yang signifikan dalam fenomena ferroresonance. Di samping itu, penggunaannya meningkatkan kepekaan dan kepekaan perlindungan dalam rangkaian fasa tunggal. Kenaikan seperti itu menjadi mustahil kerana penggulungan induktif pengubah dimasukkan ke dalam litar tanah dan meningkatkan arus secara ringkas melalui alat pelindung yang dipasang di dalamnya.
PUE memberikan alasan untuk membenarkan kebolehdagangan netral jangka pendek dengan induktansi kecil penggulungan VT. Untuk melakukan ini, rangkaian menggunakan automasi, yang, dengan terjadinya OZ setelah 0.5 saat, secara ringkas menghubungkan pengubah ke bar bus. Oleh kerana kesan netral yang dibumikan mati semasa kerosakan bumi fasa tunggal, arus yang dibatasi oleh induktansi VT mula mengalir di litar pelindung. Pada masa yang sama, nilainya cukup untuk peralatan perlindungan berfungsi dari kawasan berbahaya dan untuk mewujudkan keadaan untuk memadamkan pembuangan busur berbahaya.
