چگونه ترانسفورماتورهای جریان و ولتاژ کار می کنند
1. ترانسفورماتور جریان (CT)
اصل کار
اصل اساسی ترانسفورماتور جریان (CT) القای الکترومغناطیسی است. این دستگاه جریان اولیه بزرگ را به جریان ثانویه کوچک‌تر تبدیل می‌کند و از طریق یک هسته آهنی بسته، برای اندازه‌گیری و حفاظت مناسب است.
پیچش اولیه: پیچش اولیه معمولاً تعداد دورهای بسیار کمی دارد، گاهی فقط یک دور، و مستقیماً به صورت سری با مدار اندازه‌گیری شده متصل می‌شود.
هسته: هسته بسته است تا میدان مغناطیسی را متمرکز کند.
پیچش ثانویه: پیچش ثانویه تعداد دورهای بیشتری دارد و معمولاً به دستگاه‌های اندازه‌گیری یا دستگاه‌های حفاظتی متصل می‌شود.
رابطه ریاضی
N1=I2⋅N2
که در آن:
I1 جریان اولیه است
I2 جریان ثانویه است
N1 تعداد دورهای پیچش اولیه است
N2 تعداد دورهای پیچش ثانویه است
ویژگی‌ها
دقت بالا: CTها اندازه‌گیری‌های جریان با دقت بالا ارائه می‌دهند.
جداشدگی: CTها مدار ولتاژ بالا را از دستگاه‌های اندازه‌گیری جدا می‌کنند و ایمنی را افزایش می‌دهند.
ویژگی‌های اشباع: CTها ممکن است در شرایط بار زیاد اشباع شوند و منجر به خطاهای اندازه‌گیری شوند.
2. ترانسفورماتور ولتاژ (PT) یا ترانسفورماتور ولتاژ (VT)
اصل کار
اصل اساسی ترانسفورماتور ولتاژ (PT) یا ترانسفورماتور ولتاژ (VT) نیز القای الکترومغناطیسی است. این دستگاه ولتاژ اولیه بالا را به ولتاژ ثانویه کمتر تبدیل می‌کند و از طریق یک هسته آهنی بسته، برای اندازه‌گیری و حفاظت مناسب است.
پیچش اولیه: پیچش اولیه تعداد دورهای بیشتری دارد و مستقیماً به صورت موازی با مدار اندازه‌گیری شده متصل می‌شود.
هسته: هسته بسته است تا میدان مغناطیسی را متمرکز کند.
پیچش ثانویه: پیچش ثانویه تعداد دورهای کمتری دارد و معمولاً به دستگاه‌های اندازه‌گیری یا دستگاه‌های حفاظتی متصل می‌شود.
رابطه ریاضی
V2/V1=N2/N1
که در آن:
V1 ولتاژ اولیه است
V2 ولتاژ ثانویه است
N1 تعداد دورهای پیچش اولیه است
N2 تعداد دورهای پیچش ثانویه است
ویژگی‌ها
دقت بالا: PTها اندازه‌گیری‌های ولتاژ با دقت بالا ارائه می‌دهند.
جداشدگی: PTها مدار ولتاژ بالا را از دستگاه‌های اندازه‌گیری جدا می‌کنند و ایمنی را افزایش می‌دهند.
ویژگی‌های بار: دقت PTها ممکن است تحت تأثیر تغییرات بار ثانویه قرار بگیرد، بنابراین انتخاب بار مناسب مهم است.
توضیحات دقیق
ترانسفورماتور جریان (CT)
ساختار
پیچش اولیه: معمولاً یک دور یا چند دور، مستقیماً به صورت سری با مدار اندازه‌گیری شده متصل می‌شود.
هسته: هسته آهنی بسته برای متمرکز کردن میدان مغناطیسی.
پیچش ثانویه: تعداد دورهای بیشتری دارد و به دستگاه‌های اندازه‌گیری یا دستگاه‌های حفاظتی متصل می‌شود.
فرآیند کار
وقتی جریان اولیه از پیچش اولیه عبور می‌کند، میدان مغناطیسی در هسته ایجاد می‌شود.
این میدان مغناطیسی جریانی در پیچش ثانویه القا می‌کند.
جریان ثانویه متناسب با جریان اولیه است و نسبت آنها توسط نسبت دورهای پیچش تعیین می‌شود.
کاربردها
اندازه‌گیری: برای اندازه‌گیری جریان با استفاده از آمپرمترها، واتمترها و غیره استفاده می‌شود.
حفاظت: با دستگاه‌های حفاظتی مانند محافظ بیش از جریان و محافظ اختلاف جریان استفاده می‌شود.
ترانسفورماتور ولتاژ (PT)
ساختار
پیچش اولیه: تعداد دورهای بیشتری دارد و مستقیماً به صورت موازی با مدار اندازه‌گیری شده متصل می‌شود.
هسته: هسته آهنی بسته برای متمرکز کردن میدان مغناطیسی.
پیچش ثانویه: تعداد دورهای کمتری دارد و به دستگاه‌های اندازه‌گیری یا دستگاه‌های حفاظتی متصل می‌شود.
فرآیند کار
وقتی ولتاژ اولیه به پیچش اولیه اعمال می‌شود، میدان مغناطیسی در هسته ایجاد می‌شود.
این میدان مغناطیسی ولتاژی در پیچش ثانویه القا می‌کند.
ولتاژ ثانویه متناسب با ولتاژ اولیه است و نسبت آنها توسط نسبت دورهای پیچش تعیین می‌شود.
کاربردها
اندازه‌گیری: برای اندازه‌گیری ولتاژ با استفاده از ولتمترها، واتمترها و غیره استفاده می‌شود.
حفاظت: با دستگاه‌های حفاظتی مانند محافظ بیش از ولتاژ و محافظ ولتاژ صفریه استفاده می‌شود.
نکات مهم
تطابق بار: بار ثانویه CTها و PTها باید با بار اسمی ترانسفورماتورها مطابقت داشته باشد تا دقت اندازه‌گیری تضمین شود.
مدار کوتاه و مدار خالی: طرف ثانویه CT نباید مدار خالی باشد، زیرا می‌تواند ولتاژ بالا ایجاد کند؛ طرف ثانویه PT نباید مدار کوتاه باشد، زیرا می‌تواند جریان زیادی ایجاد کند.
امان‌بخشی: اقدامات مناسب امان‌بخشی مانند فیوزها و محافظ‌های سرشاری باید در استفاده از ترانسفورماتورها انجام شود تا از بار زیاد و خطا جلوگیری شود.
با درک اصول کار و نقش ترانسفورماتورهای جریان و ولتاژ، می‌توان اهمیت آنها در سیستم‌های الکتریکی را درک کرد. امیدوارم این اطلاعات مفید باشد! اگر سوال خاصی دارید یا نیاز به توضیحات بیشتری دارید، لطفاً آزادانه بپرسید.
