Hva er en kapasitiv spenningsoverfører?

Hva er en kapasitiv spenningstransformator?

Definisjon: En kapasitiv spenningstransformator (CVT), også kjent som en kapasitiv potensialtransformator, reduserer høyinngangssignaler for å gi lavinngangssignaler som kan måles lett av måleinstrumenter.

Kapasitiv potensialdeler, induktiv komponent og hjelpe-transformator er de tre hovedkomponentene i en kapasitiv potensialtransformator.

Hvorfor er en kapasitiv spenningstransformator (CVT) nødvendig?

Når det måles høye spenninger over 100 kV, kreves en transformator med høy isolasjon. Sammenlignet med vanlige transformatorer, er transformatorer med høy isolasjon ganske kostbare. For å redusere kostnader, brukes kapasitive spenningstransformatorer i systemet. CVTer er rimelige, og deres ytelse er ikke betydelig dårligere enn hos transformatorer med høy isolasjon.

Arbeidsprinsipp for kapasitiv spenningstransformator

Kapasitiv potensialdeler brukes sammen med hjelpe-transformator og induktiv komponent. Kapasitiv potensialdeler reduserer ekstremt høye spenningsignaler til lavspenningsignaler. Utsignalet fra den kapasitive spenningstransformatoren reduseres yderligere ved hjelp av hjelpe-transformator.

Se kretstegningen for den kapasitive spenningstransformator.

Oppsett av kondensator eller potensialdeler

Kondensatoren eller potensialdeleren kobles på linjen hvis spenning skal måles eller kontrolleres. La oss si at C1 og C2 er kondensatorene som er koblet på overføringslinjen. Utsignalet fra potensialdeleren fungerer som inngangssignal til hjelpe-transformator.

Sammenlignet med kondensatoren plassert nær overføringslinjen, har kondensatoren plassert nær jord en høyere kapasitiv verdi. En høy kapasitiv verdi betyr at impedansen til denne delen av potensialdeleren blir lav. Dette fører til at lave spenninger sendes til hjelpe-transformator. Hjelpe-transformator reduserer videre spenningene.

N1 og N2 er antallet vikter i primær- og sekundærspole i transformatoren henholdsvis. Måleren som brukes til å måle lavspenningsverdien, er resistiv, mens potensialdeleren er kapasitiv. Derfor oppstår det en faseskift, som påvirker utgående signal. For å løse dette problemet kobles en induktor i serie med hjelpe-transformator. Denne induktoren L inneholder lekkasje-flukten fra hjelpe-spolen til hjelpe-transformator. Verdien av induktansen er gitt ved

Verdien av induktansen er justerbar. Induktansen brukes til å kompensere for spenningsfall som oppstår i transformator på grunn av reduksjonen i strøm fra potensialdeler. Imidlertid, i praksis, kan ikke full kompensasjon oppnås på grunn av induktansegenskaper. Spenningsforholdet for transformator uttrykkes som

Ettersom verdien av C1 er større enn C2, er verdien av C1/(C1 + C2) liten, noe som gjør det mulig å få en lav spenning. Spenningsforholdet for den kapasitive potensialtransformator er uavhengig av belastningen. Her refererer belastningen til lasten bært av sekundærspolen i transformator.