Cosa è un trasformatore di tensione capacitivo?

Cos'è un trasformatore di tensione capacitivo?

Definizione: Un trasformatore di tensione capacitivo (CVT), noto anche come trasformatore di potenziale capacitivo, riduce i segnali di ingresso ad alta tensione per fornire segnali a bassa tensione che possono essere facilmente misurati dagli strumenti di misura.

Il divisore di potenziale capacitivo, l'elemento induttivo e il trasformatore ausiliario sono i tre componenti principali di un trasformatore di potenziale capacitivo.

Perché è necessario un Trasformatore di Tensione Capacitivo (CVT)?

Quando si misurano alte tensioni superiori a 100 kV, è necessario un trasformatore altamente isolato. In confronto ai trasformatori ordinari, i trasformatori altamente isolati sono piuttosto costosi. Per ridurre i costi, vengono utilizzati trasformatori di tensione capacitivi nel sistema. I CVT sono economici e le loro prestazioni non sono significativamente inferiori a quelle dei trasformatori altamente isolati.

Principio di funzionamento del Trasformatore di Tensione Capacitivo

Il divisore di potenziale capacitivo viene utilizzato in combinazione con il trasformatore ausiliario e l'elemento induttivo. Il divisore di potenziale capacitivo riduce i segnali a tensione extra-alta a segnali a bassa tensione. La tensione di uscita del trasformatore di tensione capacitivo viene ulteriormente ridotta con l'aiuto del trasformatore ausiliario.

Si faccia riferimento al diagramma elettrico del trasformatore di tensione capacitivo.

Disposizione del condensatore o del divisore di potenziale

Il condensatore o il divisore di potenziale è collegato alla linea la cui tensione deve essere misurata o controllata. Supponiamo che C1 e C2 siano i condensatori collegati alla linea di trasmissione. L'uscita del divisore di potenziale serve come ingresso al trasformatore ausiliario.

In confronto al condensatore posizionato vicino alla linea di trasmissione, il condensatore posizionato vicino a terra ha un valore di capacità più elevato. Un valore di capacità elevato significa che l'impedenza di quella parte del divisore di potenziale diventa bassa. Di conseguenza, tensioni basse vengono trasmesse al trasformatore ausiliario. Il trasformatore ausiliario riduce ulteriormente le tensioni.

N1 e N2 sono rispettivamente il numero di spire delle avvolgimenti primario e secondario del trasformatore. Il misuratore utilizzato per misurare il valore della tensione bassa è resistivo, mentre il divisore di potenziale è capacitivo. Pertanto, si verifica uno sfasamento di fase, che influenza l'uscita. Per risolvere questo problema, viene collegato un induttore in serie con il trasformatore ausiliario. Questo induttore L contiene il flusso di dispersione dell'avvolgimento ausiliario del trasformatore ausiliario. Il valore dell'induttanza è dato da

Il valore dell'induttanza è regolabile. L'induttanza viene utilizzata per compensare le cadute di tensione che si verificano nel trasformatore a causa della diminuzione della corrente dal divisore di potenziale. Tuttavia, nella pratica, a causa delle perdite di induttanza, non può essere ottenuta una compensazione completa. Il rapporto di trasformazione della tensione del trasformatore è espresso come

Poiché il valore di C1 è maggiore di quello di C2, il valore di C1/(C1 + C2) è piccolo, permettendo l'acquisizione di una tensione bassa. Il rapporto di trasformazione del trasformatore di potenziale capacitivo è indipendente dal carico. Qui, il carico si riferisce al carico portato dall'avvolgimento secondario del trasformatore.