Mi a kapacitív feszültségátalakító?

Mi az Izolált Tápegység?

Definíció: Az izolált tápegység (CVT), más néven kapacitív potenciáltranszformátor, nagy feszültségű bemeneti jeleket alacsony feszültségű jelre alakít, amelyet mérőeszközök könnyen megmérhetnek.

A kapacitív potenciálos osztó, induktív elem és segédtranszformátor az izolált tápegység három fő komponense.

Miért szükséges az Izolált Tápegység (CVT)?

100 kV feletti nagy feszültségek mérésénél nagyon izolált transzformátor szükséges. A hagyományos transzformátorokhoz képest a nagyon izolált transzformátorok jelentősen drágábbak. A költségek csökkentése érdekében használják az izolált tápegységeket. A CVT-k olcsóbbak, és teljesítményük nem lényegesen rosszabb, mint a nagyon izolált transzformátoroké.

Az Izolált Tápegység Működési Elv

A kapacitív potenciálos osztó együttesen működik a segédtranszformátorral és az induktív elemmel. A kapacitív potenciálos osztó extra magas feszültségű jeleket alacsony feszültségű jelekre alakít. Az izolált tápegység kimeneti feszültsége tovább alacsonyra csökkent a segédtranszformátor segítségével.

Lásd az izolált tápegység áramkör diagramját.

A Kapacitív Potenciálos Osztó Rendezése

A kapacitív potenciálos osztót vagy a kondenzátort olyan vonalra kell kapcsolni, amely feszültségét mérni vagy irányítani szeretnénk. Tegyük fel, hogy C1 és C2 a hajtóműveken lévő kondenzátorok. A potenciálos osztó kimenete a segédtranszformátor bemenete.

A hajtóművekhez közeli kondenzátorhoz képest a földre közeli kondenzátor nagyobb kapacitású. A nagy kapacitás azt jelenti, hogy a potenciálos osztó ezen részének impedanciája alacsony lesz. Ennek eredményeként alacsony feszültséget küldünk a segédtranszformátorhoz. A segédtranszformátor tovább csökkenti a feszültséget.

N1 és N2 a transzformátor elsődleges és másodlagos tekercsének tekerési száma. A mérőeszköz, amely alacsony feszültséget mér, ellenállásos, míg a potenciálos osztó kapacitív. Ezért fáziseltolódás történik, ami befolyásolja a kimenetet. E probléma megoldása érdekében induktív elemet kapcsolnak sorba a segédtranszformátorral. Ez az induktív elem L tartalmazza a segédtekercs lecsapott mágneses fluxust. Az induktív elem értéke:

Az induktív elem értéke beállítható. Az induktivitást használják a potenciálos osztóból eredő áramerősséggel kapcsolatos feszültségcsökkenések kiegyenlítésére a transzformátorban. A gyakorlatban azonban az induktivitási veszteségek miatt nem sikerül teljes kiegyenlítést elérni. A transzformátor feszültségátalakítási aránya a következőképpen fejezhető ki:

Mivel C1 értéke nagyobb, mint C2-é, a C1/(C1 + C2) értéke kicsi, így alacsony feszültséget tudunk nyerni. Az izolált tápegység feszültségátalakítási aránya független a terheléstől. Itt a terhelés a transzformátor másodlagos tekercsének terhelését jelenti.