Як працюють трансформатори струму та напруги?
1. Трансформатор струму (CT)
Принцип роботи
Основний принцип трансформатора струму (CT) — електромагнітна індукція. Він перетворює великий первинний струм на менший вторинний струм через замкнутий залізний сердечник, що робить його прийнятним для вимірювання та захисту.
Первинне обмотування: Первинне обмотування зазвичай має дуже мало витків, іноді лише один виток, і під'єднюється безпосередньо послідовно до керованого контуру.
Сердечник: Сердечник є замкнутим, щоб сконцентрувати магнітне поле.
Вторинне обмотування: Вторинне обмотування має набагато більше витків і зазвичай під'єднюється до вимірювальних приладів або пристроїв захисту.
Математичний зв'язок
N1=I2⋅N2
Де:
I1 — це первинний струм
I2 — це вторинний струм
N1 — це кількість витків у первинному обмотуванні
N2 — це кількість витків у вторинному обмотуванні
Особливості
Висока точність: CT надають високоточні вимірювання струму.
Ізоляція: CT ізольюють високовольтажний контур від вимірювальних приладів, підвищуючи безпеку.
Характеристики насичення: При перевантаженні CT можуть насичуватися, що призводить до помилок вимірювання.
2. Трансформатор напруги (PT) або напружній трансформатор (VT)
Принцип роботи
Основний принцип трансформатора напруги (PT) або напружного трансформатора (VT) також полягає в електромагнітній індукції. Він перетворює високу первинну напругу на нижчу вторинну напругу через замкнутий залізний сердечник, що робить його прийнятним для вимірювання та захисту.
Первинне обмотування: Первинне обмотування має багато витків і під'єднюється безпосередньо паралельно до керованого контуру.
Сердечник: Сердечник є замкнутим, щоб сконцентрувати магнітне поле.
Вторинне обмотування: Вторинне обмотування має менше витків і зазвичай під'єднюється до вимірювальних приладів або пристроїв захисту.
Математичний зв'язок
V2/V1=N2/N1
Де:
V1 — це первинна напруга
V2 — це вторинна напруга
N1 — це кількість витків у первинному обмотуванні
N2 — це кількість витків у вторинному обмотуванні
Особливості
Висока точність: PT надають високоточні вимірювання напруги.
Ізоляція: PT ізольюють високовольтажний контур від вимірювальних приладів, підвищуючи безпеку.
Характеристики навантаження: Точність PT може змінюватися від зміни вторинного навантаження, тому важливо правильно вибирати навантаження.
Детальне пояснення
Трансформатор струму (CT)
Структура
Первинне обмотування: Зазвичай один виток або декілька витків, безпосередньо під'єднаних послідовно до керованого контуру.
Сердечник: Замкнутий залізний сердечник для концентрації магнітного поля.
Вторинне обмотування: Багато витків, під'єднаних до вимірювальних приладів або пристроїв захисту.
Процес роботи
Коли первинний струм проходить через первинне обмотування, він генерує магнітне поле у сердечнику.
Це магнітне поле індукує струм у вторинному обмотуванні.
Вторинний струм пропорційний первинному струму, зі співвідношенням, яке визначається коефіцієнтом витків.
Застосування
Вимірювання: Використовується разом з амперметрами, ваттметрами тощо для вимірювання струму.
Захист: Використовується разом з пристроями реле-захисту, такими як захист від перевищення струму та диференційний захист.
Трансформатор напруги (PT)
Структура
Первинне обмотування: Багато витків, безпосередньо під'єднаних паралельно до керованого контуру.
Сердечник: Замкнутий залізний сердечник для концентрації магнітного поля.
Вторинне обмотування: Менше витків, під'єднаних до вимірювальних приладів або пристроїв захисту.
Процес роботи
Коли первинна напруга прикладається до первинного обмотування, вона генерує магнітне поле у сердечнику.
Це магнітне поле індукує напругу у вторинному обмотуванні.
Вторинна напруга пропорційна первинній напрузі, зі співвідношенням, яке визначається коефіцієнтом витків.
Застосування
Вимірювання: Використовується разом з вольтметрами, ваттметрами тощо для вимірювання напруги.
Захист: Використовується разом з пристроями реле-захисту, такими як захист від перевищення напруги та нуль-послідовний захист напруги.
Попередження
Згода навантажень: Другорядне навантаження CT та PT повинно відповідати номінальному навантаженню трансформаторів, щоб забезпечити точність вимірювань.
Короткозамкнення та відкрите коло: Другорядна сторона CT не повинна бути відкрита, оскільки це може спричинити високі напруги; другорядна сторона PT не повинна бути короткозамкнена, оскільки це може спричинити великі струми.
Захисні заходи: Під час використання трансформаторів слід приймати відповідні захисні заходи, такі як паличкові предохранители та захисники від випадкових перепадів, щоб запобігти перевантаженню та аваріям.
Розуміючи принципи роботи та ролі трансформаторів струму та напруги, можна оцінити їх важливість в електричних системах. Сподіваюсь, ця інформація буде корисною! Якщо у вас є специфічні питання або потрібне додаткове пояснення, будь ласка, не соромтеся задавати їх.
