Formål og prinsipp for drift av spenningstransformatorer

En klassisk spenningstransformator (VT) er en enhet som konverterer en verdi til en annen. Prosessen ledsages av delvis tap av kraft, men det er berettiget i situasjoner der det er nødvendig å endre parametrene til inngangssignalet. Ved utformingen av en slik transformator er viklingselementer gitt, med riktig beregning som det er mulig å oppnå den nødvendige utgangsspenningen.

Formål og driftsprinsipp

Hovedformålet med spenningstransformatorer er å konvertere inngangssignalet til nivået spesifisert av brukerens oppgaver - når driftspotensialet må reduseres eller økes. Dette kan oppnås på grunn av prinsippet om elektromagnetisk induksjon, formulert som en lov av forskere Faraday og Maxwell. Ifølge ham, i en hvilken som helst sløyfe som ligger i nærheten av en annen lignende sving av ledningen, induseres en EMF med en strøm, proporsjonal med strømmen av magnetisk induksjon som trenger inn i dem. Størrelsen på denne induksjonen i sekundærviklingen av transformatoren (bestående av mange slike svinger) avhenger av strømmen i primærkretsen og av antall svinger i begge spolene.

Strømmen i sekundærviklingen til 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 beregne parametrene til en enhet som overfører kraft fra inngang til utgang korrekt 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 kan reduseres til en akseptabel verdi. Sistnevnte er installert i vekselstrømledninger og utgangsspenninger som brukes til å betjene det tilkoblede husholdningsutstyret.

Forskjellene i design er som følger:

• som primærvikling i strømtransformatorer brukes strømforsyningsbussen som den er montert på;
• parametrene til sekundærviklingen er designet for tilkobling til en måleenhet (for eksempel en elektrisk måler i et hus);
• i sammenligning med VT er nåværende transformator mer kompakt og har en forenklet koblingskrets.

Strøm- og spenningstransformatorer oppfyller forskjellige krav når det gjelder nøyaktigheten til de konverterte verdiene. Hvis denne indikatoren er veldig viktig for en måleinstrument, er det av sekundær betydning for en spenningstransformator.

Klassifisering av spenningstransformatorer

I henhold til den allment aksepterte klassifiseringen er disse enhetene, i henhold til deres formål, delt inn i følgende hovedtyper:

• transformatorer med og uten jording;
• måleinstrumenter;
• autotransformatorer;
• spesielle matchende enheter;
• isolasjon og topptransformatorer.

Den første av disse variantene brukes til å levere avbruddsfri strømforsyning til forbrukeren i en form som er akseptabel for ham (med ønsket amplitude). Essensen av deres handling er å transformere et potensialnivå til et annet med det formål å etterfølgende overføre til lasten.Tre-fase enheter installert på en transformatorstasjon, for eksempel, tillater å redusere høyspenninger fra 6,3 og 10 kV til en husholdningsverdi på 0,4 kV.

Autotransformatorer er de enkleste induktive designene som har en vikling med kraner for å justere utgangsspenningen. Matchende produkter er installert i kretser med lav strøm, noe som sikrer overføring av kraft fra ett trinn til et annet med minimale tap (med maksimal effektivitet). Ved hjelp av såkalte "isolasjon" -transformatorer er det mulig å organisere den elektriske isolasjonen av kretser med høy og lav spenning. Dermed er beskyttelsen av eieren av huset eller sommerhuset mot høyt potensielt elektrisk støt garantert. I tillegg tillater denne typen omformere:

• overføre strøm fra kilde til forbruker i ønsket og trygg form;
• beskytte belastningskretser med følsomme enheter inkludert i dem mot elektromagnetisk forstyrrelse;
• blokker inngangen til en konstant strømkomponent i arbeidskretsene.

Topptransformatorer er en annen type enhet som konverterer elektrisk energi. De tjener til å bestemme polariteten til pulssignalene og matche den med utgangsparametrene. Denne typen omformere er installert i signalkretser til datasystemer og radiokommunikasjonskanaler.

Instrumentspenning og strømtransformatorer

Spesielle instrumenttransformatorer er en spesiell type omformere som gjør det mulig å inkludere overvåkingsenheter i strømkretser. Hovedformålet deres er å konvertere strøm eller spenning til en verdi som er praktisk for måling av nettverksparametere. Behovet for dette oppstår i følgende situasjoner:

• når du tar avlesninger med elektriske målere;
• hvis spennings- og strømbeskyttelsesreléer er installert i strømforsyningskretser;
• hvis det er andre automatiseringsenheter i den.

Målere er klassifisert etter design, installasjonstype, transformasjonsforhold og antall trinn. I følge den første funksjonen er de innebygde, gjennom passasje og støtte, og på stedet - eksterne eller beregnet for installasjon i lukkede bryterceller. I henhold til antall konverteringstrinn er de delt inn i en-trinns og kaskade, og i henhold til konverteringsforholdet - i produkter som har en eller flere verdier.

Funksjoner ved VT-drift i nettverk med isolert og jordet nullpunkt

Elektriske høyspenningsnett har to versjoner: med en isolert nøytral buss, eller med en kompensert og jordet nøytral. Den første modusen for tilkobling av nullpunktet lar deg ikke koble fra nettverket i tilfelle enfase (OZ) eller lysbuefeil (DZ). PUE tillater drift av linjer med isolert nøytral i opptil åtte timer med enfaset lukking, men med forbehold om at det på dette tidspunktet arbeides for å eliminere funksjonsfeil.

Skader på elektrisk utstyr er mulig på grunn av en økning i fasespenningen til lineær og det påfølgende utseendet til en vekslende lysbue. Uansett årsak og driftsmåte er dette den farligste typen kortslutning med høy overspenningsfaktor. Det er i dette tilfellet at sannsynligheten for ferroresonans i nettverket er stor.

Den ferroresonante kretsen i kraftnettverk med en isolert nøytral er en kjede uten sekvens med ikke-lineær magnetisering. En trefaset ikke-jordet VT er i det vesentlige tre enfasetransformatorer koblet til på en stjernestjernemåte. I tilfelle overspenning i sonene der den er installert, øker induksjonen i kjernen med ca. 1,73 ganger, noe som forårsaker ferroresonans.

For å beskytte mot dette fenomenet er det utviklet spesielle metoder:

• produksjon av VT og TT med lav selvinduksjon;
• inkludering av ekstra spjeldelementer i kretsen deres;
• produksjon av 3-fase transformatorer med et enkelt magnetisk system i 5-stang design;
• jording av den nøytrale ledningen gjennom en strømbegrensende reaktor;
• bruk av kompensasjonsviklinger osv.
• bruk av relékretser som beskytter VT-viklingene mot overstrøm.

Disse tiltakene beskytter måle-VT-ene, men løser ikke sikkerhetsproblemet helt. Jordede enheter installert i nettverk med en isolert nøytral buss kan hjelpe i dette.

Driften av lavspenningstransformatorer i moduser med jordet nøytral er preget av økt sikkerhet og en betydelig reduksjon i ferroresonansfenomener. I tillegg øker bruken av dem følsomheten og selektiviteten til beskyttelsen i en enfaset krets. Denne økningen blir mulig på grunn av at transformatorens induktive vikling er inkludert i jordkretsen og kortvarig øker strømmen gjennom beskyttelsesanordningen som er installert i den.

PUE gir en begrunnelse for tillatelsen til kortsiktig jording av nøytral med en liten induktans for VT-viklingen. For dette brukes automatisering i nettverket, som med strømkontakter, når en OZ oppstår, etter 0,5 sekunder, kobler transformatoren kort til samleskinnene. På grunn av effekten av en solid jordet nøytral, begynner en strøm begrenset av induktansen til VT å strømme i beskyttelseskretsen under en enfaset jordfeil. Samtidig er verdien tilstrekkelig til å utløse beskyttelsesutstyret mot OZ og skape forhold for å slukke en farlig lysbueutslipp.