classic voltage transformer (VT) เป็นอุปกรณ์ที่แปลงค่าหนึ่งไปเป็นค่าอื่น กระบวนการนี้มาพร้อมกับการสูญเสียพลังงานบางส่วน แต่มีเหตุผลในสถานการณ์ที่จำเป็นต้องเปลี่ยนพารามิเตอร์ของสัญญาณอินพุต การออกแบบของหม้อแปลงดังกล่าวจัดทำขึ้นสำหรับองค์ประกอบที่คดเคี้ยวด้วยการคำนวณที่ถูกต้องซึ่งเป็นไปได้ที่จะได้รับแรงดันไฟฟ้าที่ต้องการ
วัตถุประสงค์และหลักการของการกระทำ
วัตถุประสงค์หลักของหม้อแปลงแรงดันคือการแปลงสัญญาณอินพุตให้อยู่ในระดับที่ระบุโดยงานที่ผู้ใช้ต้องเผชิญ - เมื่อความต้องการในการทำงานลดลงหรือเพิ่มขึ้น สิ่งนี้สามารถทำได้ผ่านหลักการของการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้าซึ่งเป็นสูตรโดยนักวิทยาศาสตร์ฟาราเดย์และแมกซ์เวล ตามที่เขาพูดในวงใดก็ตามที่อยู่ใกล้กับขดลวดอื่นของลวดเดียวกัน EMF ถูกเหนี่ยวนำด้วยกระแสไฟฟ้าสัดส่วนกับการไหลของการเหนี่ยวนำแม่เหล็กที่แทรกซึม ขนาดของการเหนี่ยวนำนี้ในขดลวดทุติยภูมิของหม้อแปลง (ประกอบด้วยหลายรอบดังกล่าว) ขึ้นอยู่กับความแรงของกระแสในวงจรหลักและจำนวนรอบในหนึ่งและขดลวดอื่น ๆ
กระแสในขดลวดทุติยภูมิของหม้อแปลงและแรงดันที่โหลดที่เชื่อมต่อกับมันจะถูกกำหนดโดยอัตราส่วนของจำนวนรอบในขดลวดทั้งสอง กฎของการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้าอนุญาตให้คุณคำนวณพารามิเตอร์ของอุปกรณ์ที่ส่งพลังงานจากอินพุตไปยังเอาต์พุตอย่างถูกต้องด้วยอัตราส่วนของกระแสและแรงดันที่ต้องการ
ความแตกต่างระหว่างหม้อแปลงกระแสกับหม้อแปลงแรงดันคืออะไร
ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างหม้อแปลงกระแส (CTs) และตัวแปลงแรงดันไฟฟ้าคือวัตถุประสงค์การทำงานที่แตกต่างกัน อดีตถูกใช้ในวงจรการวัดเท่านั้นทำให้สามารถลดระดับของพารามิเตอร์ควบคุมเป็นค่าที่ยอมรับได้ ตัวที่สองถูกติดตั้งในสายไฟฟ้า AC และจ่ายแรงดันไฟฟ้าที่ใช้สำหรับการทำงานของอุปกรณ์ที่ใช้ในครัวเรือนที่เชื่อมต่อ
ความแตกต่างในการออกแบบมีดังนี้:
- ในฐานะที่เป็นขดลวดหลักในหม้อแปลงกระแสรถบัสพาวเวอร์ซัพพลายจะถูกใช้ในการติดตั้ง;
- พารามิเตอร์ขดลวดทุติยภูมิถูกออกแบบมาเพื่อเชื่อมต่อกับอุปกรณ์วัด (ตัวอย่างเช่นมิเตอร์ไฟฟ้าในบ้าน);
- เมื่อเทียบกับ VT แล้วหม้อแปลงกระแสจะมีขนาดกะทัดรัดและมีวงจรสวิตชิ่งที่ง่ายขึ้น
หม้อแปลงกระแสและแรงดันตอบสนองความต้องการที่หลากหลายในแง่ของความถูกต้องของค่าที่แปลงแล้ว หากตัวบ่งชี้นี้มีความสำคัญมากสำหรับอุปกรณ์วัดแล้วสำหรับหม้อแปลงแรงดันไฟฟ้ามันมีความสำคัญรอง
การจำแนกหม้อแปลงแรงดัน
ตามการจำแนกประเภทที่ยอมรับโดยทั่วไปอุปกรณ์เหล่านี้ตามวัตถุประสงค์ของพวกเขาจะแบ่งออกเป็นประเภทหลักดังต่อไปนี้:
- หม้อแปลงไฟฟ้าที่มีสายดินและไม่มี;
- อุปกรณ์วัด
- ออโตทรานสฟอร์เมอร์;
- อุปกรณ์จับคู่พิเศษ
- หม้อแปลงแยกและสูงสุด
ครั้งแรกของสายพันธุ์เหล่านี้จะใช้ในการส่งมอบพลังงานอย่างต่อเนื่องให้กับผู้บริโภคในรูปแบบที่ยอมรับได้สำหรับเขา (ด้วยแอมพลิจูดที่ต้องการ) สาระสำคัญของการกระทำของพวกเขาคือการแปลงศักยภาพในระดับหนึ่งไปสู่อีกระดับด้วยเป้าหมายของการถ่ายโอนต่อไปยังโหลดยกตัวอย่างเช่นอุปกรณ์สามเฟสที่ติดตั้งที่สถานีย่อยหม้อแปลงไฟฟ้าสามารถลดแรงดันไฟฟ้าได้สูงจาก 6.3 และ 10 kV ให้เหลือเพียง 0.4 kV
Autotransformers เป็นโครงสร้างอุปนัยที่ง่ายที่สุดโดยมีหนึ่งขดลวดที่มีกิ่งเพื่อปรับขนาดของแรงดันไฟขาออก ผลิตภัณฑ์ที่ตรงกันถูกติดตั้งในวงจรกระแสต่ำให้การถ่ายโอนพลังงานจากขั้นตอนหนึ่งไปสู่อีกขั้นด้วยการสูญเสียน้อยที่สุด (ด้วยประสิทธิภาพสูงสุด) การใช้หม้อแปลงแยกเรียกว่า "แยก" มันเป็นไปได้ที่จะจัดระเบียบแยกไฟฟ้าของวงจรที่มีแรงดันสูงและต่ำ สิ่งนี้รับประกันการปกป้องของเจ้าของบ้านหรือกระท่อมจากไฟฟ้าช็อตที่มีศักยภาพสูง นอกจากนี้ตัวแปลงประเภทนี้ช่วยให้คุณ:
- โอนไฟฟ้าจากแหล่งที่มาให้กับผู้บริโภคในรูปแบบที่ถูกต้องและปลอดภัย
- ปกป้องวงจรโหลดด้วยอุปกรณ์ที่มีความสำคัญรวมอยู่ในพวกเขาจากการรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้า;
- บล็อกส่วนประกอบปัจจุบันโดยตรงจากการเข้าสู่วงจรการทำงาน
Peak Transformer เป็นอุปกรณ์แปลงพลังงานไฟฟ้ารูปแบบอื่น พวกเขาทำหน้าที่ในการกำหนดขั้วของสัญญาณพัลส์และจับคู่กับพารามิเตอร์เอาต์พุต ตัวแปลงชนิดนี้ติดตั้งในวงจรสัญญาณของระบบคอมพิวเตอร์และสถานีวิทยุ
การวัดแรงดันและหม้อแปลงกระแส
หม้อแปลงตรวจวัดแบบพิเศษเป็นเครื่องแปลงความถี่ชนิดพิเศษที่ให้การรวมอุปกรณ์ควบคุมในวงจรไฟฟ้า วัตถุประสงค์หลักของพวกเขาคือการแปลงกระแสหรือแรงดันเป็นค่าที่สะดวกสำหรับการวัดพารามิเตอร์เครือข่าย ความจำเป็นสำหรับสิ่งนี้เกิดขึ้นในสถานการณ์ต่อไปนี้:
- เมื่ออ่านด้วยมิเตอร์ไฟฟ้า
- ในกรณีของการติดตั้งแรงดันไฟฟ้าและรีเลย์ป้องกันปัจจุบันในวงจรแหล่งจ่ายไฟ;
- หากมีอุปกรณ์อัตโนมัติอื่น ๆ อยู่ในนั้น
เครื่องมือวัดแบ่งตามการออกแบบประเภทของการติดตั้งอัตราส่วนการเปลี่ยนแปลงและจำนวนขั้นตอน ตามป้ายแรกพวกเขามีอยู่แล้วภายในเดินและสนับสนุนและที่ตำแหน่ง - ภายนอกหรือตั้งใจสำหรับการติดตั้งในกุฏิปิดสวิตช์ ตามจำนวนขั้นตอนการแปลงพวกเขาจะแบ่งออกเป็นขั้นตอนเดียวและน้ำตกและโดยค่าสัมประสิทธิ์การแปลงเป็นผลิตภัณฑ์ที่มีค่าอย่างน้อยหนึ่งค่า
คุณสมบัติของการทำงาน VT ในเครือข่ายที่มีจุดศูนย์ที่แยกได้และมีสายดิน
เครือข่ายไฟฟ้าแรงดันสูงมีสองรุ่นด้วยกันด้วยบัสแบบแยกศูนย์หรือด้วยค่ากลางที่เป็นกลางและได้รับการชดเชย โหมดแรกของการเชื่อมต่อจุดศูนย์อนุญาตให้คุณไม่ตัดการเชื่อมต่อเครือข่ายด้วยเฟสเดียว (OZ) หรือส่วนโค้งที่ผิดพลาด (DZ) PUE ช่วยให้การทำงานของเส้นที่แยกได้เป็นกลางนานถึงแปดชั่วโมงด้วยวงจรเฟสเดียว แต่ด้วยเงื่อนไขที่ว่าในเวลานี้งานกำลังดำเนินการเพื่อขจัดความผิดปกติ
ความเสียหายต่ออุปกรณ์ไฟฟ้าเป็นไปได้เนื่องจากการเพิ่มขึ้นของแรงดันไฟฟ้าเฟสเป็นเชิงเส้นและลักษณะที่ตามมาของส่วนโค้งของตัวแปรธรรมชาติ โดยไม่คำนึงถึงสาเหตุและโหมดการทำงานนี่เป็นความผิดประเภทที่อันตรายที่สุดพร้อมค่าสัมประสิทธิ์แรงดันสูง ในกรณีนี้มีความเป็นไปได้สูงที่จะมีการปรากฏตัวของเฟอร์เรนโซแนนซ์ในเครือข่าย
วงจรเฟอร์เรนโซแนนท์ในเครือข่ายพลังงานที่มีความเป็นกลางที่แยกได้นั้นเป็นศูนย์ลำดับต่อเนื่องที่มีการทำให้เป็นแม่เหล็ก สาระสำคัญ VT ที่ไม่มีการต่อสายดินในสาระสำคัญคือหม้อแปลงสามเฟสที่เชื่อมต่อกันตามโครงการระดับดาว ด้วยแรงดันไฟฟ้าเกินในโซนที่ติดตั้งการเหนี่ยวนำในแกนกลางของมันเพิ่มขึ้นประมาณ 1.73 เท่าทำให้เกิดเฟอร์เรโรโซน
เพื่อป้องกันปรากฏการณ์นี้มีการพัฒนาวิธีการพิเศษ:
- การผลิต VT และ CT ที่มีการเหนี่ยวนำภายในต่ำ
- รวมอยู่ในวงจรขององค์ประกอบการหน่วงเพิ่มเติม;
- การผลิตหม้อแปลง 3 เฟสด้วยระบบแม่เหล็กเดี่ยวในรุ่น 5 แกน
- สายดินที่เป็นกลางผ่านเครื่องปฏิกรณ์ที่ จำกัด กระแสไฟฟ้า;
- การใช้ขดลวดชดเชย ฯลฯ
- การประยุกต์ใช้วงจรรีเลย์ป้องกันขดลวด VT จากกระแสเกิน
มาตรการเหล่านี้ป้องกันการวัด VT แต่ไม่สามารถแก้ปัญหาความปลอดภัยได้อย่างสมบูรณ์ อุปกรณ์กราวด์ที่ติดตั้งในเครือข่ายที่มีบัสเป็นกลางแยกสามารถช่วยได้
ธรรมชาติของการทำงานของหม้อแปลงแรงดันไฟฟ้าต่ำในโหมดเป็นกลางของโลกนั้นมีความปลอดภัยที่เพิ่มขึ้นและการลดลงอย่างมีนัยสำคัญในปรากฏการณ์เฟอร์เรอเรเนียน นอกจากนี้การใช้งานจะเพิ่มความไวและการเลือกเฉพาะของการป้องกันในวงจรเฟสเดียว การเพิ่มขึ้นดังกล่าวเกิดขึ้นได้เนื่องจากความจริงที่ว่าขดลวดเหนี่ยวนำของหม้อแปลงรวมอยู่ในวงจรภาคพื้นดินและเพิ่มกระแสไฟฟ้าสั้น ๆ ผ่านอุปกรณ์ป้องกันที่ติดตั้งอยู่ภายใน
PUE ให้เหตุผลในการอนุญาตให้มีการต่อลงดินระยะสั้นที่เป็นกลางด้วยการเหนี่ยวนำขนาดเล็กของการพันของ VT ในการทำเช่นนี้เครือข่ายใช้ระบบอัตโนมัติซึ่งโดยหน้าสัมผัสกำลังไฟเมื่อ OZ เกิดขึ้นหลังจาก 0.5 วินาทีเชื่อมต่อหม้อแปลงกับบัสบาร์สั้น ๆ เนื่องจากผลกระทบของความเป็นกลางที่ไม่ได้ต่อลงดินระหว่างความผิดพลาดของดินเฟสเดียวกระแสที่ถูก จำกัด โดยการเหนี่ยวนำของ VT เริ่มไหลในวงจรป้องกัน ในเวลาเดียวกันค่าของมันก็เพียงพอสำหรับอุปกรณ์ป้องกันที่จะทำงานจาก OZ และเพื่อสร้างเงื่อนไขในการดับการปล่อยอาร์คที่เป็นอันตราย
