Formål og driftsprincip for spændingstransformatorer

En klassisk spændingstransformator (VT) er en enhed, der konverterer en værdi til en anden. Processen ledsages af et delvis strømtab, men det er berettiget i situationer, hvor det er nødvendigt at ændre indgangssignalets parametre. Ved udformningen af ​​en sådan transformer er der tilvejebragt viklingselementer med den korrekte beregning, som det er muligt at opnå den krævede udgangsspænding.

Formål og driftsprincip

Hovedformålet med spændingstransformatorer er at konvertere indgangssignalet til det niveau, der er angivet af brugerens opgaver - når driftspotentialet skal reduceres eller øges. Dette kan opnås på grund af princippet om elektromagnetisk induktion, formuleret som en lov af forskere Faraday og Maxwell. Ifølge ham, i en hvilken som helst sløjfe placeret tæt på en anden lignende drejning af ledningen, induceres en EMF med en strøm, der er proportional med strømmen af ​​magnetisk induktion, der trænger ind i dem. Størrelsen af ​​denne induktion i transformatorens sekundære vikling (bestående af mange sådanne omdrejninger) afhænger af strømmen i det primære kredsløb og af antallet af omdrejninger i begge spoler.

Strømmen i transformatorens sekundære vikling og spændingen ved den tilsluttede belastning bestemmes kun af forholdet mellem antallet af omdrejninger i begge spoler. Loven om elektromagnetisk induktion giver dig mulighed for korrekt at beregne parametrene for en enhed, der transmitterer strøm fra input til output med det ønskede forhold mellem strøm og spænding.

Hvad er forskellen mellem en strømtransformator og en spændingstransformator

Den største forskel mellem strømtransformatorer (CT'er) og spændingsomformere er deres forskellige funktionelle formål. Førstnævnte bruges kun til målekredsløb, så niveauet af den kontrollerede parameter kan reduceres til en acceptabel værdi. Sidstnævnte er installeret i vekselstrømsledninger og udgangsspændinger, der bruges til at betjene det tilsluttede husholdningsudstyr.

Deres forskelle i design er som følger:

• som den primære vikling i strømtransformatorer bruges strømforsyningsbussen, hvorpå den er monteret;
• parametrene for den sekundære vikling er designet til tilslutning til et måleenhed (f.eks. en elektrisk måler i et hus);
• i sammenligning med VT er den nuværende transformer mere kompakt og har et forenklet tilslutningsdiagram.

Strøm- og spændingstransformatorer opfylder forskellige krav med hensyn til nøjagtigheden af ​​de konverterede værdier. Hvis denne indikator er meget vigtig for en måleenhed, er den af ​​en spændingstransformator af sekundær betydning.

Klassificering af spændingstransformatorer

I henhold til den almindeligt accepterede klassificering er disse enheder opdelt i følgende hovedtyper efter deres formål:

• strømtransformatorer med og uden jordforbindelse;
• måleinstrumenter;
• autotransformatorer;
• særlige matchende enheder;
• isolation og peak transformere.

Den første af disse sorter bruges til at levere uafbrydelig strømforsyning til forbrugeren i en form, der er acceptabel for ham (med den krævede amplitude). Essensen af ​​deres handling er transformation af et niveau af potentiale til et andet med det formål at efterfølgende overføre til belastningen.Tre-fasede enheder installeret på en transformerstation tillader f.eks. At reducere høje spændinger fra 6,3 og 10 kV til en husstandsværdi på 0,4 kV.

Autotransformatorer er de enkleste induktive designs, der har en vikling med vandhaner for at justere udgangsspændingen. Matchende produkter er installeret i kredsløb med lav strøm, hvilket sikrer overførsel af strøm fra et trin til et andet med minimale tab (med maksimal effektivitet). Ved hjælp af såkaldte "isolation" -transformatorer er det muligt at organisere den elektriske isolering af kredsløb med høj og lav spænding. Således er beskyttelsen af ​​ejeren af ​​huset eller sommerhuset mod højpotentielt elektrisk stød garanteret. Derudover giver denne type transducer dig mulighed for at:

• overføre elektricitet fra kilde til forbruger i den ønskede og sikre form;
• beskytte belastningskredsløb med følsomme enheder inkluderet i dem mod elektromagnetisk interferens
• blokere indgangen til en konstant strømkomponent i arbejdskredsløbene.

Peak transformere er en anden type enhed, der konverterer elektrisk energi. De tjener til at bestemme polariteten af ​​pulssignaler og matche den med outputparametrene. Denne type konvertere er installeret i signalkredsløb i computersystemer og radiokommunikationskanaler.

Instrumentspænding og strømtransformatorer

Specielle instrumenttransformatorer er en særlig type omformere, der gør det muligt at medtage overvågningsenheder i strømkredse. Deres hovedformål er at konvertere strøm eller spænding til en værdi, der er praktisk til måling af netværksparametre. Behovet for dette opstår i følgende situationer:

• ved aflæsning med elektriske målere;
• hvis spændings- og strømbeskyttelsesrelæer er installeret i strømforsyningskredsløb
• hvis der er andre automatiseringsenheder i den.

Målere klassificeres efter design, installationstype, transformationsforhold og antal trin. Ifølge den første funktion er de indbygget gennem passage og support og på stedet - eksterne eller beregnet til installation i lukkede koblingsudstyrsceller. I henhold til antallet af konverteringstrin er de opdelt i et-trins og kaskade og i henhold til konverteringsforholdet - i produkter, der har en eller flere værdier.

Funktioner ved VT-drift i netværk med isoleret og jordet nulpunkt

Elektriske højspændingsnetværk har to versioner: med en isoleret neutral bus eller med en kompenseret og jordet neutral. Den første metode til tilslutning af nulpunktet giver dig mulighed for ikke at afbryde netværket i tilfælde af enfaset (OZ) eller buefejl (DZ). PUE tillader betjening af linjer med en isoleret neutral i op til otte timer med en enfaset lukning, men med det forbehold, at der på dette tidspunkt arbejdes på at eliminere funktionsfejl.

Skader på elektrisk udstyr er mulig på grund af en stigning i fasespændingen til lineær og det efterfølgende udseende af en alternerende lysbue. Uanset årsag og driftsform er dette den farligste type kortslutning med en høj overspændingsfaktor. Det er i dette tilfælde, at sandsynligheden for udseendet af ferroresonans i netværket er høj.

Det ferroresonante kredsløb i strømnetværk med en isoleret neutral er en nul sekvens kæde med ikke-lineær magnetisering. En trefaset ikke-jordet VT er i det væsentlige tre enfasetransformatorer forbundet stjernestjernet. I tilfælde af overspænding i de zoner, hvor den er installeret, øges induktionen i dens kerne med ca. 1,73 gange, hvilket forårsager ferroresonans.

For at beskytte mod dette fænomen er der udviklet specielle metoder:

• fremstilling af VT'er og TT'er med lav selvinduktion
• inddragelse af yderligere spjældelementer i deres kredsløb;
• fremstilling af 3-fasetransformatorer med et enkelt magnetisk system i 5-stang design;
• jordforbindelse af den neutrale ledning gennem en strømbegrænsende reaktor;
• brug af kompensationsviklinger osv.
• brugen af ​​relækredsløb, der beskytter VT-viklingerne mod overstrøm.

Disse foranstaltninger beskytter måle-VT'erne, men løser ikke sikkerhedsproblemet fuldstændigt. Jordforbundne enheder installeret i netværk med en isoleret neutral bus kan hjælpe med dette.

Arten af ​​driften af ​​lavspændingstransformatorer i tilstande med en jordet neutral er kendetegnet ved øget sikkerhed og en signifikant reduktion i ferroresonansfænomener. Derudover øger deres anvendelse følsomhed og selektivitet af beskyttelse i et enkeltfasekredsløb. Denne stigning bliver mulig på grund af, at transformatorens induktive vikling er inkluderet i jordkredsen og kortvarigt øger strømmen gennem den beskyttelsesanordning, der er installeret i den.

PUE giver en begrundelse for tilladelsen til kortvarig jordforbindelse af neutral med en lille induktans af VT-viklingen. Til dette bruges automatisering i netværket, som med strømkontakter, når der opstår en OZ, efter 0,5 sekunder forbinder transformeren kort med samleskinnerne. På grund af virkningen af ​​en solid jordforbundet neutral begynder en strøm begrænset af induktansen af ​​VT at strømme i beskyttelseskredsløbet i tilfælde af en enfaset jordfejl. Samtidig er dens værdi tilstrækkelig til at udløse beskyttelsen mod OZ og skabe betingelser for at slukke en farlig lysbueudledning.