Co to jest kondensacyjny transformator napięciowy?

Czym jest transformator napięciowy pojemnościowy?

Definicja: Transformator napięciowy pojemnościowy (CVT), znany również jako transformator potencjalny pojemnościowy, obniża sygnały wejściowe o wysokim napięciu, dostarczając sygnały o niskim napięciu, które mogą być łatwo zmierzone przez przyrządy pomiarowe.

Podzielnik potencjału pojemnościowy, element indukcyjny i transformator pomocniczy to trzy główne komponenty transformatora potencjalnego pojemnościowego.

Dlaczego potrzebny jest transformator napięciowy pojemnościowy (CVT)?

Przy mierzeniu wysokich napięć powyżej 100 kV wymagany jest wysoko izolowany transformator. W porównaniu z zwykłymi transformatorami, wysoko izolowane transformatory są bardzo kosztowne. Aby obniżyć koszty, w systemie stosuje się transformatory napięciowe pojemnościowe. CVT są tanie, a ich wydajność nie jest znacząco gorsza od wydajności wysoko izolowanych transformatorów.

Zasada działania transformatora napięciowego pojemnościowego

Podzielnik potencjału pojemnościowy jest używany w połączeniu z transformatorem pomocniczym i elementem indukcyjnym. Podzielnik potencjału pojemnościowy obniża sygnały o ekstremalnie wysokim napięciu do sygnałów o niskim napięciu. Napięcie wyjściowe transformatora napięciowego pojemnościowego jest dalej obniżane za pomocą transformatora pomocniczego.

Odwiedź schemat obwodowy transformatora napięciowego pojemnościowego.

Układ kondensatora lub podzielnika potencjału

Kondensator lub podzielnik potencjału jest podłączony do linii, której napięcie ma być mierzone lub sterowane. Przyjmijmy, że C1 i C2 to kondensatory podłączone do linii przesyłowej. Wyjście podzielnika potencjału służy jako wejście dla transformatora pomocniczego.

W porównaniu z kondensatorem umieszczonym blisko linii przesyłowej, kondensator umieszczony bliżej ziemi ma większą wartość pojemności. Wysoka wartość pojemności oznacza, że impedancja tej części podzielnika potencjału staje się niska. W rezultacie, niskie napięcia są przesyłane do transformatora pomocniczego. Transformator pomocniczy dalej obniża napięcia.

N1 i N2 to liczba zwinięć w cewkach pierwotnej i wtórnej transformatora odpowiednio. Przyrząd używany do pomiaru niskiego napięcia jest oporny, podczas gdy podzielnik potencjału jest pojemnościowy. Dlatego następuje przesunięcie fazowe, które wpływa na wyjście. Aby rozwiązać ten problem, cewka jest podłączona szeregowo z transformatorem pomocniczym. Ta cewka L zawiera strugi przeciekowe cewki pomocniczej transformatora pomocniczego. Wartość indukcyjności jest określona przez

Wartość indukcyjności jest regulowana. Indukcyjność jest wykorzystywana do kompensacji spadków napięcia występujących w transformatorze w wyniku obniżenia prądu z podzielnika potencjału. Jednak w praktyce, ze względu na straty indukcyjne, pełna kompensacja nie może być osiągnięta. Stosunek transformacji napięcia transformatora jest wyrażony jako

Ponieważ wartość C1 jest większa niż C2, wartość C1/(C1 + C2) jest mała, co umożliwia uzyskanie niskiego napięcia. Stosunek transformacji napięcia transformatora potencjalnego pojemnościowego jest niezależny od obciążenia. Tutaj, obciążenie odnosi się do ładunku ponoszonego przez cewkę wtórną transformatora