Transformatorji so elektromagnetne pasivne naprave, ki delujejo po principu elektromagnetna indukcija , ki magnetno prenaša električno energijo iz enega v drugo vezje. Sestavljen je iz dveh tuljav, ena je primarna, druga pa sekundarna. Oba navitja (tuljave) so magnetno povezane med seboj brez kakršnega koli magnetnega jedra in električno ločene. Transformator s pomočjo medsebojne indukcije oddaja električno energijo (napetost / tok) iz enega navitja v drugo navitje (tuljavo). Med pretvorbo energije se frekvenca ne spreminja. Transformatorji so razvrščeni v dve vrsti glede na konstrukcijo jedra, kot so jedrni transformatorji in lupinski transformatorji. Glede na pretvorbo nivoja napetosti in dobitke so to povečevalni transformatorji in padajoči transformatorji. V izmeničnih tokokrogih se uporabljajo različni tipi transformatorjev, kot so močnostni transformatorji, potencialni transformatorji, trifazni transformatorji in avtotransformatorji.
Kaj je potencialni transformator?
Opredelitev: Potencial transformatorji so znani tudi kot napetostni padajoči transformatorji ali napetostni transformatorji oz instrumentni transformator , pri katerem je napetost vezja za merjenje zmanjšana na nižjo napetost. Elektromagnetna naprava, ki se uporablja za pretvorbo višje napetosti vezja v nižjo napetost, se imenuje potencialni transformator. Izhod nizkonapetostnega vezja je mogoče izmeriti skozi voltmetrov ali vatmetrov. Ti lahko povečajo ali zmanjšajo napetostne ravni vezja, ne da bi spremenili njegovo frekvenco in navitja. Načelo delovanja, konstrukcija potencialnega transformatorja je podobno močnostnemu in običajnemu transformatorju.
Potencialni transformator
Diagram potencialnega transformatorja
Potencialni transformator je sestavljen iz primarnega navitja z več zavoji in sekundarnega navitja z manjšim številom zavojev. Visoka vhodna izmenična napetost se daje primarnemu navitju (ali je za merjenje priključena na visokonapetostni krog). Spodnja izhodna napetost se s pomočjo voltmetra odvzame na sekundarno navitje. Oba navitja sta med seboj magnetno povezana, brez medsebojne povezave.
Konstrukcija potencialnega transformatorja
Diagram potencialnega transformatorja
Potencialni transformatorji so izdelani visokokakovostno za delovanje pri nizki gostoti pretoka, nizkem magnetnem toku in zmanjšani obremenitvi. V primerjavi z običajnim transformatorjem uporablja velike vodnike in železno jedro. Lahko je zasnovan v obliki jedra in lupine, da se zagotovi najvišja natančnost. Običajno imajo prednost potencialni transformatorji jedra za pretvorbo visoke napetosti v nižjo napetost.
Za zmanjšanje reaktancije puščanja uporablja koaksijalna navitja. Ker potencialni transformatorji delujejo pri visokih napetostih, je visokonapetostno primarno navitje razdeljeno na majhne odseke zavojev / tuljav, da se zmanjšajo stroški izolacije in škoda. Fazni premik med vhodno in izhodno napetostjo je treba skrbno spremljati, da se s spreminjanjem obremenitve ohrani nižja napetost. Navitja, prekrita s kamniščem in bombažnim trakom, zmanjšajo stroške izolacije.
Za ločevanje tuljav se uporabljajo separatorji iz trdih vlaken. Oljno polnjene puše se uporabljajo za priključitev visokonapetostnih potencialnih transformatorjev (nad 7KV) na glavne vodnike. Primarno navitje potencialnega transformatorja ima veliko število zavojev, medtem ko ima sekundarno navitje manj zavojev. Multimeter ali voltmeter se uporablja za merjenje spodnje izhodne napetosti.
Potencialni transformator deluje
Potencialni transformator, priključen na napajalni tokokrog, katerega napetost je treba izmeriti, je povezan med fazo in zemljo. To pomeni, da je primarni navit potencialnega transformatorja priključen na visokonapetostni krog, sekundarni navit transformatorja pa voltmeter. Zaradi medsebojne indukcije sta navitja magnetno povezana med seboj in delujeta po principu elektromagnetne indukcije.
Zmanjšana napetost se meri na sekundarnem navitju glede na napetost na primarnem navitju z uporabo multimetra ali voltmetra. Zaradi visoke impedance v potencialnem transformatorju majhen tok teče skozi sekundarno navitje in deluje podobno kot običajni transformator brez obremenitve ali z nizko obremenitvijo. Zato te vrste transformatorjev delujejo pri napetostnem območju od 50 do 200VA.
V skladu s konvencionalnim transformatorjem je razmerje transformacije
V2 = N1 / N2
„V1“ = napetost primarnega navitja
„V2“ = napetost sekundarnega navitja
„N1“ = število zavojev v primarnem navitju
„N2“ = število zavojev v sekundarnem navitju
Visoko napetost vezja lahko določimo z uporabo zgornje enačbe.
Vrste napetostnih ali potencialnih transformatorjev
Glede na funkcijo potencialnega transformatorja obstajata dve vrsti,
- Merilni napetostni transformatorji
- Zaščitni napetostni transformatorji
Na voljo so eno- ali trifazne in delujejo z najvišjo natančnostjo. Uporabljajo se za upravljanje in nadzor merilnih naprav, relejev in drugih naprav. Glede na konstrukcijo obstajajo
Elektromagnetni potencialni transformatorji
Ti so podobni primarnemu transformatorju.l, kjer so primarni in sekundarni naviti naviti na magnetno jedro. Deluje na napetosti nad ali pod 130KV. Primarni navit je povezan s fazo, sekundarni navit pa s tlemi. Uporabljajo se v merilnih, relejnih in visokonapetostnih tokokrogih.
Kapacitivni potencialni transformatorji
Ti so znani tudi kot kapacitivni delilniki potenciala ali kapacitivni potencialni transformatorji tipa sklopke ali puše. Serija kondenzatorji so povezani s primarnim ali sekundarnim navitjem. Izmeri se izhodna napetost na sekundarnem navitju. Uporablja se za komunikacijske namene nosilcev daljnovoda in je dražji.
kapacitivno-potencialni transformator
Napake v potencialnih transformatorjih
V primarnem transformatorju je izhodna napetost v sekundarnem navitju natančno sorazmerna napetosti na sekundarnem transformatorju. V potencialnih transformatorjih napetost pade zaradi reaktanca in upora v primarnem in sekundarnem, pa tudi faktor moči na sekundarnih povzroča fazni premik napake in napetostne napake.
fazorski diagram
Zgornji fazorski diagram pojasnjuje napake v potencialnih transformatorjih.
‘Je’ - sekundarni tok
'Es' v sekundarnem navitju povzroča emf
‘Vs’ - priključna napetost sekundarnega navitja
„Rs“ - odpornost navitja sekundarne
„Xs“ - reaktanca sekundarnega navijanja
‘Ip’ - Primarni tok
'Ep' - inducirana emf primarnega navitja
‘Vp’ - napetost sponke primarnega navitja
'Rp' - navijanje odpornost primarnega navitja
„Xp“ - reaktanca navijanja primarnega navitja
‘Kt’ - razmerje zavojev
‘Io’ - vzbujevalni tok
‘Im’ - magnetni tok Io
'Iw' - komponenta izgube jedra Io
‘Φm’ - magnetni tok
‘Β’- napaka faznega kota
Inducirana primarna napetost EMF je odštevanje padcev upora in reaktancije (IpXp, IpRp) od napetosti primarnega Vp. Napetost pade zaradi reaktancije in upora primarnega navitja.
EMF, induciran v primarnem, se z medsebojno indukcijo pretvori v sekundarni in tvori inducirani EMF v sekundarnih Es. Izhodna napetost na sekundarnem navitju zaradi padca emf zaradi upora in reaktancije je Vs. Izhodno napetost na sekundaru dobimo z odštevanjem padcev reaktancije in upora (IsXs, IsRs) od inducirane EMF v sekundarnih Es.
Za referenco vzemimo glavni tok. Tok v primarnem Ip dobimo iz vektorske vsote vzbujevalnega toka Io in povratnega sekundarnega toka Is, ki se pomnoži z 1 / Kt. Vp je uporabljena primarna napetost potencialnega transformatorja.
Ip = (Io + Is) / Kt
Napaka razmerja
Če se normalno razmerje potencialnega transformatorja razlikuje od dejanskega razmerja potencialnega transformatorja zaradi padca upora in reaktancije, potem pride do napake razmerja.
Napaka napetosti
Če obstaja razlika med idealno napetostjo in dejansko napetostjo, potem pride do napake napetosti. Odstotek napake napetosti je
[(Vp - Kt Vs) / Vp] x 100
Napaka faznega kota
Če obstaja razlika med faznim kotom med primarno napetostjo 'Vp' in povratno sekundarno napetostjo, pride do napake faznega kota.
Vzroki za napake
Zaradi notranje impedance napetost v primarnem pade in se transformira sorazmerno z razmerjem obratov in sekundarnim navitjem. Podobno se isto zgodi v sekundarnem navitju.
Zmanjšanje napak
Napake potencialnih transformatorjev je mogoče zmanjšati ali preprečiti z izboljšanjem natančnosti pri načrtovanju, velikosti reaktanca in upora primarnih in sekundarnih navitij ter minimalne magnetizacije jedra.
Uporaba potencialnih transformatorjev
Vloge so
- Uporablja se v relejnih in merilnih tokokrogih
- Uporabe v komunikacijskih vezjih nosilcev daljnovodov
- Uporablja se v zaščitnih sistemih električno
- Uporablja se za zaščito podajalnikov
- Uporablja se za zaščito impedance v generatorji
- Uporablja se za sinhronizacijo generatorjev in podajalnikov.
- Uporablja se kot zaščitni napetostni transformator
Pogosta vprašanja
1). Kakšen je potencialni transformator?
Potencialni transformatorji so znani tudi kot napetostni transformatorji ali napetostni transformatorji ali instrumentni transformatorji, pri katerih se napetost vezja za merjenje zmanjša na nižjo napetost.
2). Katere so vrste potencialnih transformatorjev?
Kapacitivni potencialni transformatorji in elektromagnetni potencialni transformatorji
3). Kakšne so napake v potencialnih transformatorjih?
Napake razmerja, napake napetosti, napake faznega kota
4). Kaj je namen potencialnega transformatorja?
Za zmanjšanje višje napetosti na nižjo napetost močnostnega vezja za merjenje.
5). Katere so druge oblike potencialnih transformatorjev?
Odstopajoči transformator ali instrumentni transformator
Zato so zgoraj obravnavane obdelava, konstrukcija, napake in uporaba potencialnih transformatorjev. Namen potencialnega transformatorja je pretvoriti visoko napetost v nizko napetost. Tu je vprašanje za vas, 'kakšne so prednosti in slabosti potencialnih transformatorjev?'
