Разница между трансформатором тока и трансформатором напряжения

Для передачи электрической энергии на большие расстояния напряжение и ток настолько высоки, что прямое измерение с помощью обычных приборов невозможно. Для снижения этих уровней до безопасных величин, позволяющих измерять стандартными приборами, используются измерительные трансформаторы, включая трансформаторы тока (ТТ) и напряжения (ТН).

Что такое трансформатор?

Трансформатор — это электрическое устройство, которое передает энергию между цепями посредством взаимной индукции. Он состоит из двух магнитно связанных, но электрически изолированных обмоток — первичной и вторичной, предназначенных для регулирования уровней напряжения и тока без изменения частоты. Трансформаторы имеют разнообразное применение, включая силовые трансформаторы, автотрансформаторы, изоляционные трансформаторы и измерительные трансформаторы. Среди них трансформаторы тока и напряжения являются специализированными измерительными трансформаторами для измерения высоких токов и напряжений в линиях электропередач.

Трансформатор тока (ТТ)

Трансформатор тока (ТТ) — это измерительный трансформатор, который снижает высокие токи до низких уровней, позволяя измерять их с помощью стандартного амперметра. Он специально предназначен для количественного определения больших токов в линиях электропередач.

Трансформатор тока (ТТ) является повышающим трансформатором, который снижает первичный ток, увеличивая вторичное напряжение, тем самым уменьшая высокие токи до нескольких ампер — уровня, измеряемого стандартными амперметрами. Важно отметить, что его вторичное напряжение может стать чрезвычайно высоким, что требует строгого соблюдения правила: вторичная цепь ТТ никогда не должна оставаться разомкнутой, если через первичную цепь протекает ток. ТТ подключаются последовательно к линии электропередач, по которой проходит измеряемый ток.

Трансформатор напряжения (ТН/НТ)

Трансформатор напряжения (ТН, также называемый напряжением или НТ) — это измерительный трансформатор, предназначенный для снижения высоких напряжений до безопасных, измеряемых уровней для стандартных вольтметров. Как понижающий трансформатор, он преобразует высокие напряжения (до сотен киловольт) в низкие (обычно 100-220 В), которые могут быть непосредственно измерены обычными вольтметрами. В отличие от ТТ, ТН имеют низкое вторичное напряжение, что позволяет безопасно оставлять вторичные выводы разомкнутыми без риска. ТН подключаются параллельно к линии электропередач, по которой проходит измеряемое напряжение.

Помимо снижения напряжения, трансформатор напряжения (ТН) обеспечивает электрическую изоляцию между высоковольтными линиями электропередач и низковольтными измерительными цепями, повышая безопасность и предотвращая помехи в системе измерения.

Типы трансформаторов напряжения

Существуют две основные конфигурации:

• Традиционный электромагнитный трансформатор

• Основан на традиционном магнитном соединении между первичной и вторичной обмотками.

• Проблемы: приложения с высоким напряжением требуют значительной изоляции, что приводит к существенным затратам и габаритам из-за необходимости использования прочных диэлектрических материалов.

• Конденсаторный трансформатор напряжения (КТН)

• Использует делитель напряжения на конденсаторах для предварительного снижения высокого напряжения перед его попаданием в трансформатор.

• Преимущества: минимизирует требования к изоляции и затраты, используя конденсаторное деление напряжения вместо полной зависимости от обмоток трансформатора, что делает его более подходящим для сверхвысоковольтных (СВН) систем.

Сравнение трансформатора тока и трансформатора напряжения или потенциального трансформатора