چگونه ترانس‌های جریان و ترانس‌های ولتاژ کار می‌کنند
1. ترانسفورماتور جریان (CT)
اصل کار
اصل اساسی ترانسفورماتور جریان (CT) القای الکترومغناطیسی است. این دستگاه جریان اولیه بزرگ را از طریق یک هسته آهنی بسته به جریان ثانویه کوچکتر تبدیل می‌کند، که مناسب برای اندازه‌گیری و حفاظت است.
پیچش اولیه: پیچش اولیه معمولاً تعداد دورهای خیلی کمی دارد، گاهی فقط یک دور، و مستقیماً به 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 محافظ 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: ترانسفورماتورهای جریان اندازه‌گیری‌های دقیق جریان را فراهم می‌کنند.
جداشدگی: ترانسفورماتورهای جریان مدارهای ولتاژ بالا را از دستگاه‌های اندازه‌گیری جدا می‌کنند و امنیت را افزایش می‌دهند.
ویژگی‌های اشباع: ترانسفورماتورهای جریان ممکن است در شرایط بار زیاد اشباع شوند و منجر به خطاهای اندازه‌گیری شوند.
2. ترانسفورماتور ولتاژ (PT) یا ترانسفورماتور پتانسیل (VT)
اصل کار
اصل اساسی ترانسفورماتور ولتاژ (PT) یا ترانسفورماتور پتانسیل (VT) نیز القای الکترومغناطیسی است. این دستگاه ولتاژ اولیه بالا را از طریق یک هسته آهنی بسته به ولتاژ ثانویه کمتر تبدیل می‌کند، که مناسب برای اندازه‌گیری و حفاظت است.
پیچش اولیه: پیچش اولیه تعداد دورهای زیادی دارد و مستقیماً به موازات 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 محافظ 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: ترانسفورماتورهای ولتاژ اندازه‌گیری‌های دقیق ولتاژ را فراهم می‌کنند.
جداشدگی: ترانسفورماتورهای ولتاژ مدارهای ولتاژ بالا را از دستگاه‌های اندازه‌گیری جدا می‌کنند و امنیت را افزایش می‌دهند.
ویژگی‌های بار: دقت ترانسفورماتورهای ولتاژ می‌تواند با تغییرات بار ثانویه تحت تأثیر قرار گیرد، بنابراین انتخاب بار مناسب مهم است.
توضیحات دقیق
ترانسفورماتور جریان (CT)
ساختار
پیچش اولیه: معمولاً یک دور یا چند دور، مستقیماً به سری با مدار اندازه‌گیری شده متصل می‌شود.
هسته: هسته آهنی بسته برای متمرکز کردن میدان مغناطیسی.
پیچش ثانویه: تعداد دورهای زیاد، به دستگاه‌های اندازه‌گیری یا دستگاه‌های محافظ متصل می‌شود.
فرآیند کار
وقتی جریان اولیه از طریق پیچش اولیه می‌گذرد، میدان مغناطیسی در هسته ایجاد می‌شود.
این میدان مغناطیسی جریانی در پیچش ثانویه القا می‌کند.
جریان ثانویه متناسب با جریان اولیه است و نسبت آن توسط نسبت دورها تعیین می‌شود.
کاربردها
اندازه‌گیری: برای اندازه‌گیری جریان با استفاده از آمپرمترها، وات‌مترها و غیره استفاده می‌شود.
حفاظت: با دستگاه‌های محافظ مانند محافظ بیش از جریان و محافظ دیفرانسیل استفاده می‌شود.
ترانسفورماتور ولتاژ (PT)
ساختار
پیچش اولیه: تعداد دورهای زیاد، مستقیماً به موازات با مدار اندازه‌گیری شده متصل می‌شود.
هسته: هسته آهنی بسته برای متمرکز کردن میدان مغناطیسی.
پیچش ثانویه: تعداد دورهای کمتر، به دستگاه‌های اندازه‌گیری یا دستگاه‌های محافظ 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 آن توسط نسبت دورها تعیین می‌شود.
کاربردها
اندازه‌گیری: برای اندازه‌گیری ولتاژ با استفاده از ولت‌مترها، وات‌مترها و غیره استفاده می‌شود.
حفاظت: با دستگاه‌های محافظ مانند محافظ بیش از ولتاژ و محافظ ولتاژ صفر استفاده می‌شود.
احتیاط‌ها
تطابق بار: بار ثانویه ترانسفورماتورهای جریان و ولتاژ باید با بار اسمی ترانسفورماتورها مطابقت داشته باشد تا دقت اندازه‌گیری تضمین شود.
باز و قطع: سمت ثانویه ترانسفورماتور جریان نباید باز شود، زیرا می‌تواند ولتاژ بالایی ایجاد کند؛ سمت ثانویه ترانسفورماتور ولتاژ نباید قطع شود، زیرا می‌تواند جریان زیادی ایجاد کند.
اقدامات محافظتی: اقدامات محافظتی مناسب مانند فیوزها و محافظ‌های سیلی اتخاذ شود تا از بار زیاد و خطا جلوگیری شود.
با فهم اصول کار و نقش ترانسفورماتورهای جریان و ولتاژ، می‌توان اهمیت آنها در سیستم‌های برق را درک کرد. امیدوارم این اطلاعات مفید باشد! اگر سوال خاصی دارید یا نیاز به توضیحات بیشتری دارید، لطفاً بپرسید.
