En klassisk spenningstransformator (VT) er en enhet som konverterer en verdi til en annen. Prosessen er ledsaget av et delvis tap av strøm, men er berettiget i situasjoner der det er nødvendig å endre parametrene til inngangssignalet. Utformingen av en slik transformator sørger for viklingselementer, med riktig beregning som det er mulig å oppnå den nødvendige utgangsspenningen.
Hensikt og handlingsprinsipp
Hovedformålet med spenningstransformatorer er å konvertere inngangssignalet til nivået som er spesifisert av oppgavene som brukeren står overfor - når arbeidspotensialet må senkes eller økes. Dette kan oppnås gjennom prinsippet om elektromagnetisk induksjon, formulert som en lov av forskere Faraday og Maxwell. I følge en hvilken som helst sløyfe som ligger i nærheten av en annen spole av samme ledning, induseres EMF med strøm, proporsjonal med fluksen av magnetisk induksjon som trenger gjennom dem. Størrelsen på denne induksjonen i den sekundære viklingen av transformatoren (bestående av mange slike svinger) avhenger av strømstyrken i primærkretsen og av antall svinger i den ene og den andre spolen.
Strømmen i sekundærviklingen av transformatoren og spenningen ved belastningen som er koblet til den, bestemmes bare av forholdet mellom antall svinger i begge spolene. Loven om elektromagnetisk induksjon lar deg korrekt beregne parametrene til enheten som overfører strøm fra inngang til utgang med ønsket forhold mellom strøm og spenning.
Hva er forskjellen mellom en strømtransformator og en spenningstransformator
Hovedforskjellen mellom strømtransformatorer (CT) og spenningsomformere er deres forskjellige funksjonelle formål. Førstnevnte brukes bare i målekretser, slik at nivået til den kontrollerte parameteren reduseres til en akseptabel verdi. De andre er installert i AC-elektriske ledninger og gir ut spenningsutgangen som brukes til drift av tilkoblet husholdningsutstyr.
Deres forskjeller i design er som følger:
- som en primær vikling i strømtransformatorer, brukes en strømforsyningsbuss som den er montert på;
- sekundære viklingsparametere er designet for tilkobling til en måleenhet (for eksempel elektrisk måler i huset);
- Sammenlignet med VT er strømtransformatoren mer kompakt og har en forenklet bryterkrets.
Strøm- og spenningstransformatorer oppfyller forskjellige krav når det gjelder nøyaktigheten til de konverterte verdiene. Hvis denne indikatoren er veldig viktig for en måleenhet, er den for en spenningstransformator av sekundær betydning.
Klassifisering av spenningstransformator
I henhold til den allment aksepterte klassifiseringen er disse enhetene i henhold til deres formål delt inn i følgende hovedtyper:
- krafttransformatorer med jording og uten den;
- måleutstyr;
- autotransformatorer,
- spesielle samsvarende enheter;
- isolasjon og topptransformatorer.
Den første av disse variantene brukes til å levere uavbrutt kraft til forbrukeren i en akseptabel form for ham (med ønsket amplitude). Essensen av handlingen deres er å konvertere ett potensialnivå til et annet med mål om etterfølgende overføring til belastningen.Tre-fase enheter installert i en transformatorstasjon, for eksempel, kan redusere høye spenninger fra 6,3 og 10 kV til en husholdningsverdi på 0,4 kV.
Autotransformatorer er de enkleste induktive strukturer som har en vikling med grener for å justere størrelsen på utgangsspenningen. Matchende produkter installeres i lavstrømskretser, og gir kraftoverføring fra et trinn til et annet med minimale tap (med maksimal effektivitet). Ved å bruke de såkalte "isolasjon" -transformatorene er det mulig å organisere elektrisk isolasjon av kretsløp med høy og lav spenning. Dette garanterer beskyttelsen av eieren av huset eller hytta mot elektrisk støt med stort potensial. I tillegg lar denne typen omformere deg:
- overføre strøm fra kilden til forbrukeren i riktig og sikker form;
- beskytte lastekretser med sensitive enheter som er inkludert i dem mot elektromagnetisk forstyrrelse;
- blokkerer likestrømskomponenten fra å komme inn i arbeidskretsene.
Peak transformatorer er en annen form for elektrisk energikonvertering enhet. De tjener til å bestemme polariteten til pulssignalene og matche dem med utgangsparametrene. Denne typen omformere er installert i signalkretsene til datasystemer og radiokanaler.
Måling av spenning og strømtransformatorer
Spesielle måletransformatorer er en spesiell type svinger som tillater inkludering av kontrollenheter i strømkretser. Deres hovedformål er konvertering av strøm eller spenning til en verdi som er praktisk for måling av nettverksparametere. Behovet for dette oppstår i følgende situasjoner:
- når du tar målinger med elektriske målere;
- i tilfelle installasjon av spennings- og strømbeskyttelsesreléer i strømforsyningskretsene;
- hvis det er andre automatiseringsenheter i den.
Måleinstrumenter er klassifisert etter design, installasjonstype, transformasjonsforhold og antall trinn. I henhold til det første skiltet er de innebygd, gjennomgang og støtte, og på plasseringsstedet - eksternt eller beregnet for installasjon i lukkede koblingsutstyr. I henhold til antall konverteringstrinn er de delt inn i ettrinn og kaskade, og av transformasjonskoeffisienten, til produkter som har en eller flere verdier.
Funksjoner ved VT-drift i nettverk med isolert og jordet nullpunkt
Høyspent elektriske nettverk har to versjoner: med en isolert nullbuss, eller med en kompensert og jordet nøytral. Den første modusen for tilkobling av nullpunktet lar deg ikke koble fra nettverket med enfase (OZ) eller lysbuefeil (DZ). PUEs tillater drift av linjer med isolert nøytral i opptil åtte timer med en enfaset krets, men med forbehold om at det på dette tidspunktet blir jobbet for å eliminere funksjonsfeilen.
Skader på elektrisk utstyr er mulig på grunn av en økning i fasespenning til lineær og etterfølgende utseende av en lysbue av variabel karakter. Uansett årsak og arbeidsmåte, er dette den farligste typen feil med høy overspenningskoeffisient. Det er i dette tilfellet det er stor sannsynlighet for utseendet til ferroresonans i nettverket.
Ferroresonantkretsen i kraftnett med isolert nøytral er en null sekvenskjede med ikke-lineær magnetisering. Tre-fase ikke-jordet VT er i hovedsak tre enfasetransformatorer koblet i henhold til stjernestjerneplanen. Med overspenninger i sonene der den er installert, øker induksjonen i kjernen med omtrent 1,73 ganger og forårsaker ferroresonans.
For å beskytte mot dette fenomenet er det utviklet spesielle metoder:
- produksjon av VT og CT med lav egeninduksjon;
- inkludering i deres krets av ytterligere dempingselementer;
- produksjon av trefasetransformatorer med et enkelt magnetisk system i en 5-stavs versjon;
- nøytral jording gjennom en strømbegrensende reaktor;
- bruk av kompensasjonsviklinger osv .;
- påføring av relékretser som beskytter VT-viklinger mot strøm.
Disse tiltakene beskytter måling av VT-er, men løser ikke sikkerhetsproblemet helt. Jordingsenheter installert i nettverk med en isolert nøytral buss kan hjelpe med dette.
Arten av driften av lavspenningstransformatorer i jordede nøytrale modi er preget av økt sikkerhet og en betydelig reduksjon i ferroresonansfenomener. I tillegg øker bruken sensitiviteten og selektiviteten til beskyttelse i en enfaset krets. En slik økning blir mulig på grunn av det faktum at den induktive viklingen av transformatoren er inkludert i jordkretsen og øker strømmen kort gjennom beskyttelsesanordningen som er installert i den.
PUE gir en begrunnelse for tillatelse av kortsiktig nøytral jording med en liten induktans av VT-viklingen. For å gjøre dette bruker nettverket automatisering, som ved forekomst av en OZ etter 0,5 sekunder kobler transformatoren kort til samleskinnene. På grunn av effekten av en død jordet nøytral under en enfaset jordfeil, begynner en strøm begrenset av induktansen til VT å strømme i beskyttelseskretsen. Samtidig er dets verdi tilstrekkelig til at verneutstyret fungerer fra det farlige området og for å skape forhold for slukking av en farlig lysbueutladning.
