Ποια είναι η διαφορά μεταξύ ενός μετασχηματιστή τάσης και ενός μετασχηματιστή ρεύματος;

Στον κόσμο των συστημάτων ηλεκτρικής ενέργειας, η ακριβής μέτρηση και η ασφαλής λειτουργία είναι πρωταρχικής σημασίας. Δεν είναι ούτε πρακτική ούτε ασφαλής η απευθείας σύνδεση πρωτεύοντος κυκλώματος υψηλής-τάσης και υψηλού- ρεύματος σε όργανα μέτρησης ή προστατευτικά ρελέ. Εδώ είναι πουΜετασχηματιστές οργάνωνμπείτε στο παιχνίδι. Οι δύο πιο κρίσιμοι τύποι είναι οιΜετασχηματιστής τάσης (VT), κοινώς γνωστό και ως αΔυνητικός μετασχηματιστής (PT), και τοΜετασχηματιστής ρεύματος (CT). Ενώ και τα δύο εξυπηρετούν τον θεμελιώδη σκοπό της μείωσης των παραμέτρων του συστήματος σε διαχειρίσιμα και ασφαλή επίπεδα, οι αρχές λειτουργίας, σχεδίασης και εφαρμογής τους είναι θεμελιωδώς διαφορετικές.

Αυτό το άρθρο παρέχει μια λεπτομερή σύγκριση των VT και των CT, σύμφωνα με τα πρότυπα και τις πρακτικές του κλάδου.

1. Πρωτεύουσα λειτουργία και σκοπός

• Μετασχηματιστής τάσης (VT/PT):Η κύρια λειτουργία του είναι νακατεβαίνωτην υψηλή τάση συστήματος (π.χ. 132 kV, 33 kV) σε μια τυποποιημένη, ασφαλή δευτερεύουσα τάση. Η τυπική δευτερεύουσα τάση είναι τυπικά110Vή100Vή120V, ανάλογα με το περιφερειακό πρότυπο. Αυτή η μειωμένη-κάτω τάση είναι ανάλογη με την κύρια τάση και χρησιμοποιείται για την τροφοδοσία βολτόμετρων, πηνίων τάσης βατόμετρων και προστατευτικών ρελέ.
• Μετασχηματιστής ρεύματος (CT):Η κύρια λειτουργία του είναι νακατεβαίνωτο υψηλό ρεύμα συστήματος (π.χ. 1000 A, 2000 A) σε ένα τυποποιημένο, ασφαλές δευτερεύον ρεύμα. Το τυπικό δευτερεύον ρεύμα είναι καθολικό1Aή5A. Αυτό το μειωμένο ρεύμα-είναι ανάλογο με το πρωτεύον ρεύμα και χρησιμοποιείται για την τροφοδοσία αμπερόμετρων, πηνίων ρεύματος βατόμετρων, μετρητών ενέργειας και προστατευτικών ρελέ.

2. Σύνδεση στο κύκλωμα

Αυτή είναι μια από τις πιο κρίσιμες διακρίσεις με σοβαρές επιπτώσεις στην ασφάλεια.

• VT/PT:Ένας μετασχηματιστής τάσης είναι συνδεδεμένοςπαράλληλασε όλες τις φάσεις (φάση-προς-φάση ή φάση-προς-ουδέτερη) του κυκλώματος του οποίου η τάση πρόκειται να μετρηθεί. Αντιμετωπίζεται ως πηγή τάσης.
• Αναλογία:Συνδέεται σαν βολτόμετρο.
• CT:Έχει συνδεθεί ένας μετασχηματιστής ρεύματοςστη σειράμε τη γραμμή που μεταφέρει το προς μέτρηση ρεύμα. Ο πρωτεύων αγωγός (που μπορεί να είναι μια βαριά ράβδος) διέρχεται από το κέντρο του πυρήνα του CT.
• Αναλογία:Συνδέεται σαν αμπερόμετρο.

3. Κατασκευή και Μελέτη

Η διαφορά στη σύνδεση υπαγορεύει την κατασκευή.

• VT/PT:Η κύρια περιέλιξη ενός VT έχει αμεγάλος αριθμός στροφών (Np >>Ns) επειδή πρέπει να συνδεθεί σε όλη την τάση της γραμμής. Ο πυρήνας του είναι κατασκευασμένος από χάλυβα υψηλής-ποιότητας που λειτουργεί με χαμηλή πυκνότητα ροής για διατήρηση της ακρίβειας. Η μόνωση μεταξύ του πρωτεύοντος και του δευτερεύοντος τυλίγματος έχει σχεδιαστεί για να αντέχει την πλήρη τάση του συστήματος, καθιστώντας την μια σχετικά ογκώδη και ακριβή συσκευή για εφαρμογές υψηλής- τάσης.
• CT:Η κύρια περιέλιξη ενός CT έχειπολύ λίγες στροφές, often just a single straight conductor or a single turn (a bar primary). The secondary winding has a large number of turns (Ns >>Np). Ο μαγνητικός πυρήνας έχει σχεδιαστεί για χαμηλή απροθυμία. Η απαίτηση μόνωσης βασίζεται κυρίως στην τάση που προκαλείται στη δευτερεύουσα, όχι στην τάση πλήρους συστήματος (αν και το περίβλημα πρέπει να μονώνει το CT από το δυναμικό γείωσης).

4. Λειτουργική Αρχή και Βασική Συμπεριφορά

Αυτή είναι μια κρίσιμη τεχνική διαφορά που καθορίζει τα πρωτόκολλα ασφαλείας τους.

• VT/PT:Λειτουργεί υπό συνθήκες παρόμοιες με ατυπικός μετασχηματιστής ισχύος. Επιβάλλεται η κύρια τάση και επάγεται η δευτερεύουσα τάση. Η ροή στον πυρήνα προσδιορίζεται από την εφαρμοζόμενη τάση (V ≈ 4,44fNφm). Το φορτίο (ή η επιβάρυνση) στο δευτερεύον είναι σχετικά υψηλή σύνθετη αντίσταση. Εάν το δευτερεύον ανοίξει κατά λάθος, δεν είναι επικίνδυνο.
• CT:Λειτουργεί ως αΜετασχηματιστής "σταθερού ρεύματος".. Το πρωτεύον ρεύμα είναι η ανεξάρτητη μεταβλητή, που καθορίζεται από το φορτίο στο κύριο κύκλωμα ισχύος. Το πρωτεύον ρεύμα παράγει μια εναλλασσόμενη μαγνητική ροή στον πυρήνα, η οποία προκαλεί ένα δευτερεύον ρεύμα. Αυτό το δευτερεύον ρεύμα παράγει μια μετρητή-ροή που σχεδόν ακυρώνει την κύρια ροή. Η ροή του πυρήνα διατηρείται σε χαμηλό επίπεδο υπό κανονική λειτουργία.

Κρίσιμη προειδοποίηση ασφαλείας:Το δευτερεύον κύκλωμα ενός CTΔΕΝ ΠΡΕΠΕΙ ΠΟΤΕ να είναι ανοιχτό-κυκλωμένοενώ το πρωτεύον ρεύμα ρέει. Εάν ανοίξει το δευτερεύον, η ροή μετρητή-μηδενίζεται. Ολόκληρο το πρωτεύον ρεύμα (το οποίο μπορεί να είναι τεράστιο) γίνεται μαγνητιστικό ρεύμα, οδηγώντας τον πυρήνα σε βαθύ κορεσμό. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα:

1. Μια πολύ υψηλή τάση (αρκετά kV) που προκαλείται στη δευτερεύουσα περιέλιξη, δημιουργώντας σοβαρήκίνδυνος ηλεκτροπληξίαςκαι κίνδυνος βλάβης της μόνωσης.

2.Ακραία θέρμανσητου πυρήνα λόγω υψηλών απωλειών σιδήρου, που μπορεί να καταστρέψουν τη μόνωση και να καταστρέψουν τον μετασχηματιστή.

5. Βάρος (Φορτίο)

Το "φόρτο" αναφέρεται στην αντίσταση φορτίου που συνδέεται με το δευτερεύον.

• VT/PT:Συνδέεται με αυψηλή-αντίσταση(π.χ. πηνία τάσης οργάνων). Η επιβάρυνση συνήθως υπολογίζεται σε Volt-Amperes (VA) σε μια τυπική τάση.
• CT:Συνδέεται με αχαμηλό-φόρτο αντίστασης(π.χ. τρέχοντα πηνία οργάνων). Η επιβάρυνση είναι επίσης ονομαστική σε VA, αλλά σε τυπικό ρεύμα (π.χ. 15 VA στα 5Α).

Συνοπτικός Συγκριτικός Πίνακας

Σύναψη

Συνοπτικά, οι μετασχηματιστές τάσης και οι μετασχηματιστές ρεύματος είναι απαραίτητα εξαρτήματα στα συστήματα ηλεκτρικής ενέργειας, αλλά έχουν σχεδιαστεί για θεμελιωδώς διαφορετικά φυσικά μεγέθη. Το VT είναι μια παράλληλη{{1}συνδεδεμένη συσκευή που μετασχηματίζει την τάση, ενώ η CT είναι μια συσκευή που συνδέεται σε σειρά-που μετασχηματίζει το ρεύμα. Η πιο κρίσιμη λειτουργική διαφορά είναι η απόλυτη απαγόρευση του ανοιχτού-κυκλώματος ενός ενεργού CT, ένας κανόνας που εφαρμόζεται σε κάθε ηλεκτρολόγο μηχανικό και τεχνικό λόγω των σοβαρών κινδύνων που εμπεριέχονται. Η κατανόηση αυτών των διακρίσεων είναι απαραίτητη για την ασφαλή και ακριβή παρακολούθηση, έλεγχο και προστασία οποιασδήποτε ηλεκτρικής εγκατάστασης.

Για περισσότερες πληροφορίες, επικοινωνήστε μαζί μας στοsales@xfullstar.com