Wat is een capacitive spanningstransformator?

Wat is een capacitive voltage transformer?

Definitie: Een capacitive voltage transformer (CVT), ook bekend als een capacitive potential transformer, verlaagt hoge spanningssignalen om lage spanningssignalen te leveren die gemakkelijk kunnen worden gemeten door meetinstrumenten.

De capacitive potentiedeler, het inductieve element en de hulptransformator zijn de drie hoofdcomponenten van een capacitive potential transformer.

Waarom is een capacitive voltage transformer (CVT) nodig?

Bij het meten van hoge spanningen boven de 100 kV is een zeer geïsoleerde transformator vereist. In vergelijking met gewone transformators zijn zeer geïsoleerde transformators behoorlijk kostbaar. Om kosten te besparen, worden capacitive voltage transformers in het systeem gebruikt. CVT's zijn goedkoop en hun prestaties zijn niet aanzienlijk minder dan die van zeer geïsoleerde transformators.

Werkingsprincipe van de capacitive voltage transformer

De capacitive potentiedeler wordt gebruikt in combinatie met de hulptransformator en het inductieve element. De capacitive potentiedeler verlaagt extra-hogespanningssignalen tot lagespanningssignalen. De uitgangsspanning van de capacitive voltage transformer wordt verder verlaagd met behulp van de hulptransformator.

Raadpleeg het schakelschema van de capacitive voltage transformer.

Opstelling van condensator of potentiedeler

De condensator of potentiedeler is aangesloten over de lijn waarvan de spanning gemeten of geregeld moet worden. Stel dat C1 en C2 de condensatoren zijn die over de transmissielijn zijn aangesloten. De uitvoer van de potentiedeler dient als ingang voor de hulptransformator.

In vergelijking met de condensator die dicht bij de transmissielijn is geplaatst, heeft de condensator die dicht bij de grond is geplaatst, een hogere capaciteitwaarde. Een hoge capaciteitwaarde betekent dat de impedantie van dat deel van de potentiedeler laag wordt. Als gevolg hiervan worden lage spanningen naar de hulptransformator doorgestuurd. De hulptransformator verlaagt de spanningen verder.

N1 en N2 zijn het aantal windingen in de primaire en secundaire windingen van de transformator respectievelijk. Het meetinstrument dat wordt gebruikt om de lagespanningswaarde te meten, is weerstandsbepaald, terwijl de potentiedeler capaciteitsbepaald is. Daarom treedt er een faseverschuiving op, wat de uitvoer beïnvloedt. Om dit probleem op te lossen, wordt een spoel in serie met de hulptransformator aangesloten. Deze spoel L bevat de lekstroming van de hulpwinding van de hulptransformator. De waarde van de inductie wordt gegeven door

De waarde van de inductie is verstelbaar. De inductie wordt gebruikt om de spanningdalingen in de transformator te compenseren die optreden door de afname van de stroom van de potentiedeler. Echter, in de praktijk kan door inductieverliezen geen volledige compensatie worden bereikt. Het spanningsverhouding van de transformator wordt uitgedrukt als

Aangezien de waarde van C1 groter is dan die van C2, is de waarde van C1/(C1 + C2) klein, waardoor een lage spanning kan worden verkregen. Het spanningsverhouding van de capacitive potential transformer is onafhankelijk van de belasting. Hierbij verwijst belasting naar de last die wordt gedragen door de secundaire winding van de transformator.