Tujuan dan prinsip operasi pengubah voltan

Transformer voltan klasik (VT) adalah peranti yang menukar satu nilai menjadi yang lain. Proses ini disertai dengan kehilangan kuasa separa, tetapi dibenarkan dalam situasi di mana perlu mengubah parameter isyarat input. Dalam reka bentuk transformer seperti itu, elemen penggulungan disediakan, dengan pengiraan yang betul yang memungkinkan untuk mendapatkan voltan keluaran yang diperlukan.

Tujuan dan prinsip operasi

Tujuan utama pengubah voltan adalah untuk menukar isyarat input ke tahap yang ditentukan oleh tugas pengguna - apabila potensi operasi perlu dikurangkan atau ditingkatkan. Ini dapat dicapai kerana prinsip induksi elektromagnetik, dirumuskan sebagai undang-undang oleh saintis Faraday dan Maxwell. Menurutnya, di mana-mana gelung yang terletak berdekatan dengan putaran wayar lain yang serupa, EMF diinduksi dengan arus, sebanding dengan aliran aruhan magnet yang menembusi mereka. Besarnya aruhan ini dalam penggulungan sekunder transformer (terdiri daripada banyak putaran sedemikian) bergantung pada arus di litar primer dan jumlah putaran pada kedua gegelung.

Arus dalam belitan sekunder transformer dan voltan pada beban yang disambungkan kepadanya ditentukan hanya dengan nisbah bilangan putaran pada kedua gegelung. Undang-undang aruhan elektromagnetik membolehkan anda mengira parameter peranti dengan betul yang menghantar kuasa dari input ke output dengan nisbah arus dan voltan yang diinginkan.

Apakah perbezaan antara pengubah arus dan pengubah voltan

Perbezaan utama antara pengubah arus (CT) dan penukar voltan adalah tujuan fungsinya yang berbeza. Yang pertama hanya digunakan dalam mengukur litar, yang membolehkan tahap parameter terkawal dikurangkan menjadi nilai yang dapat diterima. Yang terakhir dipasang dalam talian elektrik AC dan voltan keluaran yang digunakan untuk mengendalikan peralatan isi rumah yang bersambung.

Perbezaan reka bentuk mereka adalah seperti berikut:

• sebagai penggulungan utama dalam transformer semasa, bas bekalan kuasa digunakan, di mana ia dipasang;
• parameter penggulungan sekunder dirancang untuk penyambungan ke alat pengukur (misalnya meter elektrik di sebuah rumah);
• berbanding dengan VT, pengubah semasa lebih ringkas dan mempunyai gambarajah sambungan yang dipermudahkan.

Transformer arus dan voltan memenuhi keperluan yang berbeza dari segi ketepatan nilai yang ditukar. Sekiranya penunjuk ini sangat penting untuk alat pengukur, maka untuk pengubah voltan adalah kepentingan sekunder.

Pengelasan pengubah voltan

Menurut klasifikasi yang diterima umum, peranti ini, mengikut tujuannya, dibahagikan kepada jenis utama berikut:

• transformer kuasa dengan dan tanpa pembumian;
• alat pengukur;
• autotransformer;
• peranti padanan khas;
• pengasingan dan transformer puncak.

Varieti pertama ini digunakan untuk memberikan bekalan kuasa tanpa gangguan kepada pengguna dalam bentuk yang dapat diterima olehnya (dengan amplitud yang diperlukan). Inti dari tindakan mereka adalah transformasi satu tahap potensi menjadi yang lain dengan tujuan pemindahan ke beban berikutnya.Peranti tiga fasa yang dipasang di pencawang transformer, misalnya, membenarkan pengurangan voltan tinggi dari 6.3 dan 10 kV kepada nilai isi rumah 0.4 kV.

Autotransformer adalah reka bentuk induktif termudah yang mempunyai satu penggulungan dengan paip untuk menyesuaikan voltan keluaran. Produk yang sepadan dipasang dalam litar arus rendah, memastikan pemindahan kuasa dari satu tahap ke tahap yang lain dengan kerugian minimum (dengan kecekapan maksimum). Dengan bantuan pengubah "pengasingan" yang disebut, adalah mungkin untuk mengatur pengasingan litar elektrik dengan voltan tinggi dan rendah. Oleh itu, perlindungan pemilik rumah atau rumah musim panas dari kejutan elektrik berpotensi tinggi dijamin. Sebagai tambahan, jenis transduser ini membolehkan anda:

• pindahkan elektrik dari sumber ke pengguna dalam bentuk yang diingini dan selamat;
• melindungi litar beban dengan peranti sensitif yang disertakan di dalamnya daripada gangguan elektromagnetik;
• menyekat kemasukan komponen arus tetap ke litar kerja.

Transformer puncak adalah jenis peranti lain yang menukar tenaga elektrik. Mereka berfungsi untuk menentukan kekutuban isyarat nadi dan memadankannya dengan parameter output. Jenis penukar ini dipasang di litar isyarat sistem komputer dan saluran komunikasi radio.

Transformer voltan dan arus instrumen

Transformer instrumen khas adalah jenis penukar khas yang membolehkan peranti pemantauan dimasukkan ke dalam litar kuasa. Tujuan utama mereka adalah mengubah arus atau voltan menjadi nilai yang sesuai untuk mengukur parameter rangkaian. Keperluan untuk ini timbul dalam situasi berikut:

• semasa mengambil bacaan dengan meter elektrik;
• jika geganti perlindungan voltan dan arus dipasang di litar bekalan kuasa;
• sekiranya terdapat peranti automasi lain di dalamnya.

Tolok dikelaskan mengikut reka bentuk, jenis pemasangan, nisbah transformasi dan bilangan peringkat. Mengikut ciri pertama, mereka dibina, melalui jalan masuk dan sokongan, dan di lokasi - luaran atau dimaksudkan untuk pemasangan dalam sel alat tutup jenis tertutup. Mengikut jumlah langkah penukaran, mereka dibahagikan kepada satu peringkat dan lata, dan mengikut nisbah penukaran - menjadi produk yang mempunyai satu atau lebih nilai.

Ciri operasi VT dalam rangkaian dengan titik sifar terpencil dan dibumikan

Rangkaian voltan tinggi elektrik mempunyai dua versi: dengan bas neutral bertebat, atau dengan neutral yang dikompensasi dan dibumikan. Mod pertama menyambungkan titik sifar membolehkan anda tidak memutuskan rangkaian sekiranya berlaku kerosakan fasa tunggal (OZ) atau busur (DZ). PUE membenarkan pengoperasian saluran dengan neutral terpencil sehingga lapan jam dengan penutupan fasa tunggal, tetapi dengan syarat bahawa pada masa ini kerja sedang dijalankan untuk menghilangkan kerosakan.

Kerosakan pada peralatan elektrik adalah mungkin disebabkan oleh peningkatan voltan fasa menjadi linear dan kemunculan lengkok bergantian berikutnya. Terlepas dari sebab dan cara operasi, ini adalah jenis litar pintas yang paling berbahaya dengan faktor voltan tinggi. Dalam kes ini, kemungkinan kemunculan ferroresonance dalam rangkaian tinggi.

Litar ferroresonant dalam rangkaian kuasa dengan neutral terpencil adalah rantai urutan sifar dengan magnetisasi tidak linear. VT tanpa fasa tiga fasa pada dasarnya adalah tiga transformer fasa tunggal yang disambungkan secara bintang-bintang. Sekiranya berlaku tegangan berlebihan di zon di mana ia dipasang, aruhan pada terasnya meningkat sekitar 1,73 kali, menyebabkan kemunculan ferroresonance.

Untuk melindungi daripada fenomena ini, kaedah khas telah dikembangkan:

• pembuatan VT dan TT dengan induksi diri yang rendah;
• kemasukan elemen peredam tambahan dalam litar mereka;
• pembuatan transformer 3 fasa dengan sistem magnet tunggal dalam reka bentuk 5 batang;
• pembumian wayar neutral melalui reaktor pengehad arus;
• penggunaan penggulungan pampasan, dll;
• penggunaan litar relay yang melindungi belitan VT daripada arus lebihan.

Langkah-langkah ini melindungi VT pengukuran, tetapi tidak menyelesaikan sepenuhnya masalah keselamatan. Peranti yang dibumikan yang dipasang di rangkaian dengan bas neutral terpencil dapat membantu dalam hal ini.

Sifat operasi transformer voltan rendah dalam mod dengan neutral yang dibumikan dicirikan oleh peningkatan keselamatan dan pengurangan yang signifikan dalam fenomena ferroresonance. Di samping itu, penggunaannya meningkatkan kepekaan dan kepekaan perlindungan dalam rangkaian fasa tunggal. Kenaikan ini menjadi mustahil kerana penggulungan induktif transformer dimasukkan ke dalam litar tanah dan meningkatkan arus secara ringkas melalui alat pelindung yang dipasang di dalamnya.

PUE memberikan justifikasi untuk kebolehterimaan landasan jangka pendek netral dengan induktansi kecil penggulungan VT. Untuk ini, automasi digunakan dalam rangkaian, yang, dengan kenalan kuasa, apabila berlaku OZ, setelah 0.5 saat, secara ringkas menghubungkan pengubah ke bar bus. Oleh kerana kesan netral yang kukuh, arus yang dibatasi oleh induktansi VT mula mengalir di litar pelindung sekiranya berlaku kerosakan bumi fasa tunggal. Pada masa yang sama, nilainya cukup untuk memicu perlindungan terhadap OZ dan mewujudkan keadaan untuk memadamkan pembuangan busur berbahaya.