تفاوت بین ترانسفورماتور ولتاژ و ترانسفورماتور جریان چیست؟

در دنیای سیستم های قدرت الکتریکی، اندازه گیری دقیق و عملکرد ایمن از اهمیت بالایی برخوردار است. اتصال مستقیم مدارهای اولیه ولتاژ بالا و جریان بالا به وسایل اندازه گیری یا رله های حفاظتی نه عملی است و نه بی خطر. اینجاست کهترانسفورماتورهای ابزاروارد بازی شوید دو نوع بحرانی ترین آنها هستندترانسفورماتور ولتاژ (VT)، که معمولاً با نام aترانسفورماتور پتانسیل (PT)، وترانسفورماتور جریان (CT). در حالی که هر دو هدف اساسی کاهش پارامترهای سیستم به سطوح قابل مدیریت و ایمن هستند، اصول عملکرد، طراحی و کاربرد آنها اساساً متفاوت است.

این مقاله مقایسه مفصلی از VT ها و CT ها را با رعایت استانداردها و شیوه های صنعت ارائه می دهد.

1. کارکرد و هدف اولیه

• ترانسفورماتور ولتاژ (VT/PT):وظیفه اصلی آن این است کهکناره گیریولتاژ بالای سیستم (به عنوان مثال، 132 کیلو ولت، 33 کیلوولت) به یک ولتاژ ثانویه استاندارد و ایمن. ولتاژ ثانویه استاندارد معمولاً است110Vیا100Vیا120Vبسته به استاندارد منطقه ای. این ولتاژ کوچک شده{1} متناسب با ولتاژ اولیه است و برای تغذیه ولت مترها، سیم پیچ های ولتاژ وات مترها و رله های محافظ استفاده می شود.
• ترانسفورماتور جریان (CT):وظیفه اصلی آن این است کهکناره گیریجریان بالای سیستم (به عنوان مثال، 1000 A، 2000 A) به یک جریان ثانویه استاندارد و ایمن. جریان ثانویه استاندارد جهانی است1Aیا5A. این جریان کاهش یافته متناسب با جریان اولیه است و برای تغذیه آمپرمترها، سیم پیچ های جریان وات متر، انرژی سنج ها و رله های محافظ استفاده می شود.

2. اتصال در مدار

این یکی از مهم ترین تمایزات با پیامدهای ایمنی جدی است.

• VT/PT:یک ترانسفورماتور ولتاژ متصل استبه صورت موازیدر سراسر فازهای (-به-فاز یا فاز-به-خنثی) مداری که ولتاژ آن باید اندازه‌گیری شود. به عنوان منبع ولتاژ در نظر گرفته می شود.
• مقایسه:مانند ولت متر متصل است.
• CT:یک ترانسفورماتور جریان متصل استدر سریالبا خط حامل جریان مورد اندازه گیری. هادی اولیه (که می تواند یک میله سنگین باشد) از مرکز هسته CT عبور می کند.
• مقایسه:مانند آمپرمتر متصل است.

3. ساخت و ساز و طراحی

تفاوت در اتصال، ساخت و ساز را دیکته می کند.

• VT/PT:سیم پیچ اولیه یک VT دارای یک استتعداد زیادی چرخش (Np >>Ns) زیرا باید از طریق ولتاژ کامل خط وصل شود. هسته آن از فولاد درجه بالا- ساخته شده است که برای حفظ دقت با چگالی شار کم کار می کند. عایق بین سیم‌پیچ‌های اولیه و ثانویه به گونه‌ای طراحی شده است که در برابر ولتاژ کامل سیستم مقاومت کند و آن را به دستگاهی نسبتاً حجیم و گران برای کاربردهای{3} ولتاژ بالا تبدیل می‌کند.
• CT:سیم پیچ اولیه یک CT داردچرخش بسیار کمی, often just a single straight conductor or a single turn (a bar primary). The secondary winding has a large number of turns (Ns >>Np). هسته مغناطیسی برای عدم تمایل کم طراحی شده است. نیاز عایق در درجه اول بر اساس ولتاژ القا شده در ثانویه است، نه ولتاژ کامل سیستم (اگرچه محفظه همچنان باید CT را از پتانسیل زمین عایق کند).

4. اصل عملیات و رفتار اصلی

این یک تفاوت فنی مهم است که پروتکل های ایمنی آنها را تعریف می کند.

• VT/PT:تحت شرایطی مشابه a عمل می کندترانسفورماتور قدرت استاندارد. ولتاژ اولیه اعمال می شود و ولتاژ ثانویه القا می شود. شار در هسته توسط ولتاژ اعمال شده (V ≈ 4.44fNφm) تعیین می شود. بار (یا بار) روی ثانویه امپدانس نسبتاً بالایی دارد. اگر ثانویه به طور تصادفی باز شود، خطرناک نیست.
• CT:به عنوان یک عمل می کندترانسفورماتور "جریان ثابت".. جریان اولیه متغیر مستقلی است که توسط بار روی مدار اصلی برق تعیین می شود. جریان اولیه یک شار مغناطیسی متناوب در هسته ایجاد می کند که جریان ثانویه را القا می کند. این جریان ثانویه یک شار شمارنده- تولید می کند که تقریباً شار اولیه را خنثی می کند. شار هسته تحت عملکرد عادی در سطح پایین نگه داشته می شود.

هشدار ایمنی حیاتی:مدار ثانویه یک CTهرگز نباید باز باشد-مداردر حالی که جریان اولیه جریان دارد. اگر ثانویه باز شود، شار شمارنده صفر می شود. کل جریان اولیه (که می تواند بسیار زیاد باشد) به جریان مغناطیسی تبدیل می شود و هسته را به سمت اشباع عمیق سوق می دهد. این نتیجه در:

1. ولتاژ بسیار بالا (چند کیلوولت) که در سیم پیچ ثانویه القا می شود، که یک ولتاژ شدید ایجاد می کند.خطر شوک الکتریکیو خطر خرابی عایق

2. گرمایش شدیدهسته به دلیل تلفات زیاد آهن که می تواند به عایق آسیب برساند و ترانسفورماتور را از بین ببرد.

5. بار (بار)

"بار" به امپدانس بار متصل به ثانویه اشاره دارد.

• VT/PT:به a متصل استبار امپدانس-بالا(به عنوان مثال، سیم پیچ ولتاژ ابزار). بار معمولاً بر حسب ولت آمپر (VA) در یک ولتاژ استاندارد تعیین می شود.
• CT:به a متصل استبار امپدانس کم-(به عنوان مثال، سیم پیچ های فعلی ابزار). بار نیز بر حسب VA درجه بندی می شود، اما در جریان استاندارد (مثلاً 15 VA در 5 آمپر).

جدول مقایسه خلاصه

نتیجه گیری

به طور خلاصه، ترانسفورماتورهای ولتاژ و ترانسفورماتورهای جریان اجزای ضروری در سیستم های قدرت الکتریکی هستند، اما آنها برای مقادیر فیزیکی اساساً متفاوت طراحی شده اند. VT یک دستگاه موازی{{1}متصل است که ولتاژ را تبدیل می‌کند، در حالی که CT یک دستگاه متصل سری- است که جریان را تبدیل می‌کند. مهم‌ترین تفاوت عملیاتی، ممنوعیت مطلق مدار باز-سی‌تی برقی است، قانونی که به دلیل خطرات شدید در میان هر مهندس برق و تکنسین وجود دارد. درک این تمایزات برای نظارت، کنترل و حفاظت ایمن و دقیق هر تاسیسات الکتریکی ضروری است.

برای اطلاعات بیشتر، لطفا با ما تماس بگیریدsales@xfullstar.com