ساخت ترانسفورماتور پتانسیل

یک ترانسفورماتور ولتاژ یا پتانسیل، ترانسفورماتوری است که برای تبدیل مقادیر ولتاژ بالا به مقادیر کسری استفاده می‌شود. دستگاه‌های اندازه‌گیری مانند آمپرمترها، ولت‌مترها و وات‌مترها برای عملکرد در ولتاژ پایین طراحی شده‌اند. اتصال مستقیم این دستگاه‌های اندازه‌گیری به خطوط ولتاژ بالا می‌تواند باعث سوختن یا خرابی آنها شود. بنابراین، برای اهداف اندازه‌گیری از ترانسفورماتور پتانسیل استفاده می‌شود.

پیچه‌های اصلی ترانسفورماتور پتانسیل به خط مورد اندازه‌گیری متصل می‌شوند و انتهای ثانویه آن به دستگاه اندازه‌گیری متصل می‌شود. ترانسفورماتور پتانسیل ولتاژ بالای خط مورد اندازه‌گیری را به مقدار کسری مناسب برای دستگاه اندازه‌گیری تبدیل می‌کند.

ساختار ترانسفورماتور پتانسیل تقریباً مشابه با ترانسفورماتور قدرت است، اما تفاوت‌های جزئی وجود دارد:

• ساختار ترانسفورماتور پتانسیل عواملی مانند هزینه، کارایی و تنظیم را در نظر می‌گیرد. در مقابل، ترانسفورماتور پتانسیل با تمرکز بر پارامترهای عملکرد طراحی شده است. به طور خاص، نسبت ولتاژ به تعداد دور همیشه ثابت بوده و اختلاف فاز بین سیگنال‌های ورودی و خروجی به حداقل می‌رسد.

• ترانسفورماتورهای قدرت ممکن است به دلیل بار زیاد با مشکلات افزایش دما مواجه شوند. از آنجا که خروجی ترانسفورماتور پتانسیل نسبتاً کوچک است، مشکل گرم شدن در آن رخ نمی‌دهد.

اجزای ترانسفورماتور پتانسیل
در ادامه، اجزای ضروری ترانسفورماتور پتانسیل آورده شده است.

هسته

هسته ترانسفورماتور پتانسیل می‌تواند از نوع هسته‌ای یا پوسته‌ای باشد. در ترانسفورماتور هسته‌ای، پیچه‌ها حول هسته قرار می‌گیرند. در مقابل، در ترانسفورماتور پوسته‌ای، هسته حول پیچه‌ها قرار می‌گیرد. ترانسفورماتورهای پوسته‌ای برای عملکرد در ولتاژ پایین طراحی شده‌اند، در حالی که ترانسفورماتورهای هسته‌ای برای کاربردهای ولتاژ بالا استفاده می‌شوند.
پیچه‌ها

پیچه‌های اصلی و ثانویه ترانسفورماتور پتانسیل به صورت هم‌محوری مرتب شده‌اند. این ساختار برای کاهش واکنش لکه‌ای اتخاذ شده است.
یادداشت درباره واکنش لکه‌ای: تمامی فلوکس تولید شده توسط پیچه اصلی ترانسفورماتور به پیچه ثانویه متصل نمی‌شود. یک کسر کوچک از فلوکس فقط با یکی از پیچه‌ها مرتبط است و این به آن فلوکس لکه‌ای گفته می‌شود. فلوکس لکه‌ای واکنش خودی را در پیچه‌ای که با آن متصل است القا می‌کند. واکنش به طور کلی، مقاومتی است که توسط یک عنصر مداری به تغییر ولتاژ و جریان ارائه می‌شود. این واکنش خودی به آن واکنش لکه‌ای گفته می‌شود.
در ترانسفورматور ولتاژ پایین، عایق در کنار هسته قرار داده می‌شود تا مشکلات مربوط به عایق را کاهش دهد. یک پیچه واحد به عنوان پیچه اصلی در ترانسفورماتور ولتاژ پایین استفاده می‌شود. اما در ترانسفورماتور ولتاژ بالا، پیچه واحد به بخش‌های کوچک‌تر تقسیم می‌شود تا نیاز به عایق بندی بین لایه‌ها کاهش یابد.

عایق‌بندی

نوار پنبه‌ای و مواد کمبریک معمولاً به عنوان عایق بین پیچه‌های ترانسفورماتور پتانسیل استفاده می‌شوند. در ترانسفورماتورهای ولتاژ پایین، عایق ترکیبی معمولاً استفاده نمی‌شود. ترانسفورماتورهای ولتاژ بالا از روغن به عنوان مedium عایق استفاده می‌کنند. ترانسفورماتورهای با ظرفیت بیش از ۴۵kVA از سرامیک به عنوان عایق استفاده می‌کنند.

بوشینگ
بوشینگ یک دستگاه عایق‌بندی شده است که اتصال ترانسفورماتور به مدار خارجی را ممکن می‌سازد. بوشینگ‌های ترانسفورماتور معمولاً از سرامیک ساخته شده‌اند. ترانسفورماتورهایی که از روغن به عنوان مedium عایق استفاده می‌کنند، از بوشینگ‌های پر از روغن استفاده می‌کنند.
ترانسفورماتور دو بوشینگ در سیستم‌هایی که خط به آن متصل شده در ولتاژ زمین نیست، استفاده می‌شود. ترانسفورماتورهایی که به زمین متعادل متصل می‌شوند فقط به یک بوشینگ ولتاژ بالا نیاز دارند.
اتصال ترانسفورماتور پتانسیل
پیچه اصلی ترانسفورماتور پتانسیل به خط انتقال ولتاژ بالا که می‌خواهیم ولتاژ آن را اندازه‌گیری کنیم متصل می‌شود. پیچه ثانویه ترانسفورماتور به دستگاه اندازه‌گیری متصل می‌شود که مقدار ولتاژ را تعیین می‌کند.