Come funzionano i trasformatori di corrente e i trasformatori di tensione?
1. Trasformatore di Corrente (CT)
Principio di Funzionamento
Il principio fondamentale del trasformatore di corrente (CT) è l'induzione elettromagnetica. Converte una grande corrente primaria in una corrente secondaria più piccola attraverso un nucleo di ferro chiuso, rendendola adatta per la misurazione e la protezione.
Avvolgimento Primario: L'avvolgimento primario ha solitamente poche spire, a volte solo una, ed è connesso direttamente in serie con il circuito da misurare.
Nucleo: Il nucleo è chiuso per concentrare il campo magnetico.
Avvolgimento Secondario: L'avvolgimento secondario ha molte più spire ed è tipicamente connesso a strumenti di misura o dispositivi di protezione.
Relazione Matematica
I1=I2⋅N2/N1
Dove:
I1 è la corrente primaria
I2 è la corrente secondaria
N1 è il numero di spire nell'avvolgimento primario
N2 è il numero di spire nell'avvolgimento secondario
Caratteristiche
Alta Precisione: I CT forniscono misurazioni di corrente ad alta precisione.
Isolamento: I CT isolano il circuito ad alta tensione dagli strumenti di misura, aumentando la sicurezza.
Caratteristiche di Saturazione: I CT possono saturarsi in condizioni di sovraccarico, portando a errori di misurazione.
2. Trasformatore di Tensione (PT) o Trasformatore di Potenziale (VT)
Principio di Funzionamento
Il principio fondamentale del trasformatore di tensione (PT) o trasformatore di potenziale (VT) è anch'esso l'induzione elettromagnetica. Converte una tensione primaria elevata in una tensione secondaria inferiore attraverso un nucleo di ferro chiuso, rendendola adatta per la misurazione e la protezione.
Avvolgimento Primario: L'avvolgimento primario ha molte spire ed è connesso direttamente in parallelo con il circuito da misurare.
Nucleo: Il nucleo è chiuso per concentrare il campo magnetico.
Avvolgimento Secondario: L'avvolgimento secondario ha meno spire ed è tipicamente connesso a strumenti di misura o dispositivi di protezione.
Relazione Matematica
V2/V1=N2/N1
Dove:
V1 è la tensione primaria
V2 è la tensione secondaria
N1 è il numero di spire nell'avvolgimento primario
N2 è il numero di spire nell'avvolgimento secondario
Caratteristiche
Alta Precisione: I PT forniscono misurazioni di tensione ad alta precisione.
Isolamento: I PT isolano il circuito ad alta tensione dagli strumenti di misura, aumentando la sicurezza.
Caratteristiche di Carico: La precisione dei PT può essere influenzata dai cambiamenti nel carico secondario, quindi è importante selezionare il carico appropriato.
Spiegazione Dettagliata
Trasformatore di Corrente (CT)
Struttura
Avvolgimento Primario: Solitamente una o poche spire, connesso direttamente in serie con il circuito da misurare.
Nucleo: Nucleo di ferro chiuso per concentrare il campo magnetico.
Avvolgimento Secondario: Molte spire, connesso a strumenti di misura o dispositivi di protezione.
Processo di Funzionamento
Quando la corrente primaria scorre nell'avvolgimento primario, genera un campo magnetico nel nucleo.
Questo campo magnetico induce una corrente nell'avvolgimento secondario.
La corrente secondaria è proporzionale alla corrente primaria, con il rapporto determinato dal rapporto di spire.
Applicazioni
Misurazione: Utilizzato con amperometri, wattmetri, ecc., per la misurazione della corrente.
Protezione: Utilizzato con dispositivi di protezione a relè, come la protezione contro i sovratensioni e la protezione differenziale.
Trasformatore di Tensione (PT)
Struttura
Avvolgimento Primario: Molte spire, connesso direttamente in parallelo con il circuito da misurare.
Nucleo: Nucleo di ferro chiuso per concentrare il campo magnetico.
Avvolgimento Secondario: Meno spire, connesso a strumenti di misura o dispositivi di protezione.
Processo di Funzionamento
Quando la tensione primaria viene applicata all'avvolgimento primario, genera un campo magnetico nel nucleo.
Questo campo magnetico induce una tensione nell'avvolgimento secondario.
La tensione secondaria è proporzionale alla tensione primaria, con il rapporto determinato dal rapporto di spire.
Applicazioni
Misurazione: Utilizzato con voltmetri, wattmetri, ecc., per la misurazione della tensione.
Protezione: Utilizzato con dispositivi di protezione a relè, come la protezione contro le sovratensioni e la protezione a sequenza zero.
Precauzioni
Abbinamento del Carico: Il carico secondario dei CT e PT dovrebbe corrispondere al carico nominale dei trasformatori per garantire la precisione della misurazione.
Cortocircuito e Interruzione: Il lato secondario di un CT non dovrebbe essere interrotto, poiché può produrre alte tensioni; il lato secondario di un PT non dovrebbe essere cortocircuitato, poiché può produrre correnti elevate.
Misure di Protezione: Dovrebbero essere prese adeguate misure di protezione, come fusibili e protettori di sovratensione, quando si utilizzano i trasformatori per prevenire sovraccarichi e guasti.
Comprendendo i principi di funzionamento e i ruoli dei trasformatori di corrente e di tensione, si può apprezzare la loro importanza nei sistemi elettrici. Spero che queste informazioni siano utili! Se hai domande specifiche o necessiti di ulteriori spiegazioni, non esitare a chiedere.
