Μετασχηματιστές Ρεύματος 101: Εισερχόμενο Ρεύμα, Ρύθμιση Τάσης και Περισσότερα

Ποια είναι τα είδη των μετασχηματιστών ρεύματος και ποια είναι τα βασικά τους συστατικά;

Οι μετασχηματιστές ρεύματος διατίθενται σε διάφορα είδη για να ανταποκρίνονται στις εξελίξεις των απαιτήσεων των συστημάτων ρεύματος. Μπορούν να ταξινομηθούν ως μονοφασικοί ή τριφασικοί με βάση τη φάση, ως κύκλωμα-πυρήνα ή κύκλωμα-περιβάλλοντος ανάλογα με τη σχετική διάταξη των συνενώσεων και του πυρήνα, και ως ξηρός, αεροψυγμένος, αναγκαστικής κυκλοφορίας λαδιού αεροψυγμένος, ή υδροψυγμένος βάσει των μεθόδων ψύξης. Σε ό,τι αφορά την επιμόρφωση του ουδέτερου σημείου, οι μετασχηματιστές ταξινομούνται ως πλήρως επενδυμένοι ή μερικώς επενδυμένοι. Επιπλέον, οι επίπεδοι επένδυσης των συνενώσεων ορίζονται ως A, E, B, F, και H βάσει του είδους υλικού. Κάθε είδος μετασχηματιστή έχει συγκεκριμένες λειτουργικές απαιτήσεις. Τα βασικά συστατικά ενός μετασχηματιστή ρεύματος περιλαμβάνουν τον πυρήνα, τις συνενώσεις, τα στέμνα, τον λάδινο δοχείο, το αποθετήριο (παρεμβολή), το ραδιάτορ, και τα συναφή αξεσουάρ.

Τι είναι το ρεύμα εισόδου στους μετασχηματιστές και ποια είναι η αιτία του;

Το ρεύμα εισόδου αναφέρεται στο μεταβαλλόμενο ρεύμα που ρέει στις συνενώσεις του μετασχηματιστή όταν αρχικά εφαρμόζεται η τάση. Αυτό συμβαίνει όταν η υπόλοιπη μαγνητική ροή στον πυρήνα συμπίπτει με τη μαγνητική ροή που παράγεται από την εφαρμοσμένη τάση, προκαλώντας την συνολική ροή να υπερβαίνει το επίπεδο κορύβανσης του πυρήνα. Αυτό αποτελεί μεγάλο ρεύμα εισόδου, το οποίο μπορεί να φθάσει 6 έως 8 φορές το επιτεινόμενο ρεύμα. Η έκταση του ρεύματος εισόδου εξαρτάται από παράγοντες όπως τη φάση τάσης κατά την ενεργοποίηση, την ποσότητα της υπόλοιπης μαγνητικής ροής στον πυρήνα, και την αντίσταση του συστήματος πηγής. Το μέγιστο ρεύμα εισόδου συνήθως συμβαίνει όταν η τάση είναι στην άκρη μηδενικής διαστροφής (αντιστοιχεί στην κορυφαία ροή). Το ρεύμα εισόδου περιέχει DC και υψηλότερες αρμονικές συνιστώσες και μειώνεται με το χρόνο λόγω της αντίστασης και της αντίδρασης του κυκλώματος, συνήθως μέσα σε 5-10 δευτερόλεπτα για μεγάλους μετασχηματιστές και περίπου 0.2 δευτερόλεπτα για μικρότερες μονάδες.

Ποιες είναι οι μεθόδοι ρύθμισης τάσης στους μετασχηματιστές;

Υπάρχουν δύο βασικές μεθόδους ρύθμισης τάσης: ρύθμιση τάσης υπό φόρτο (OLTC) και ρύθμιση τάσης χωρίς φόρτο (DETC).Η ρύθμιση τάσης υπό φόρτο επιτρέπει την προσαρμογή της θέσης του τάπ σημείου όταν ο μετασχηματιστής είναι ενεργοποιημένος και λειτουργεί, επιτρέποντας συνεχή ρύθμιση τάσης με την αλλαγή της αναλογίας των στροφών. Συνηθισμένες διατάξεις περιλαμβάνουν το τάπ σημείο στο άκρο γραμμής και το τάπ σημείο στο ουδέτερο. Το τάπ σημείο στο ουδέτερο προσφέρει μειωμένες απαιτήσεις επένδυσης, αλλά απαιτεί την ασφαλή σύνδεση του ουδέτερου κατά τη λειτουργία.
Η ρύθμιση τάσης χωρίς φόρτο περιλαμβάνει την αλλαγή της θέσης του τάπ μόνο όταν ο μετασχηματιστής είναι απενεργοποιημένος ή κατά τη διάρκεια συντήρησης.

Τι είναι ένας πλήρως επενδυμένος μετασχηματιστής και τι είναι ένας μερικώς επενδυμένος μετασχηματιστής;

Ένας πλήρως επενδυμένος μετασχηματιστής (επίσης γνωστός ως ομοιόμορφα επενδυμένος) έχει σταθερά επίπεδα επένδυσης κατά τη διάρκεια των συνενώσεων. Αντίθετα, ένας μερικώς επενδυμένος μετασχηματιστής (ή επενδυμένος με κλίμακα) έχει μειωμένα επίπεδα επένδυσης κοντά στο ουδέτερο σημείο σε σύγκριση με τα άκρα γραμμής.

Ποια είναι η διαφορά στη λειτουργία μεταξύ των μετασχηματιστών τάσης και των μετασχηματιστών ρεύματος;

Οι μετασχηματιστές τάσης (VTs) χρησιμοποιούνται κυρίως για τη μέτρηση τάσης, ενώ οι μετασχηματιστές ρεύματος (CTs) χρησιμοποιούνται για τη μέτρηση ρεύματος. Βασικές λειτουργικές διαφορές περιλαμβάνουν:

• Η δευτερεύουσα πλευρά ενός CT δεν πρέπει ποτέ να είναι ανοιχτή, αλλά μπορεί να είναι κλειστή. Αντίθετα, η δευτερεύουσα πλευρά ενός VT δεν πρέπει ποτέ να είναι κλειστή, αλλά μπορεί να είναι ανοιχτή.

• Ένας VT έχει πολύ χαμηλή πρωτεύουσα αντίσταση σε σύγκριση με το δευτερεύον φορτίο, κάνοντάς τον να συμπεριφέρεται ως πηγή τάσης. Αντίθετα, ένας CT έχει υψηλή πρωτεύουσα αντίσταση και λειτουργεί ως πηγή ρεύματος με αποτελεσματικά άπειρη εσωτερική αντίσταση.

• Κατά την κανονική λειτουργία, ένας VT λειτουργεί με πυκνότητα μαγνητικής ροής κοντά στην κορύβανση, η οποία μπορεί να μειωθεί κατά τη διάρκεια σφαλμάτων στο σύστημα λόγω πτώσης τάσης. Ένας CT, ωστόσο, λειτουργεί με χαμηλή πυκνότητα μαγνητικής ροής κατά την κανονική λειτουργία. Κατά τη διάρκεια σύντομων κλεισίμων, το αυξημένο πρωτεύον ρεύμα μπορεί να οδηγήσει τον πυρήνα σε βαθιά κορύβανση, αυξάνοντας τα λάθη μέτρησης. Συνεπώς, συνιστάται η επιλογή CTs με υψηλή αντίσταση σε κορύβανση.