Что такое конденсаторный трансформатор напряжения?

Что такое конденсаторный трансформатор напряжения?

Определение: Конденсаторный трансформатор напряжения (CVT), также известный как конденсаторный потенциальный трансформатор, снижает высоковольтные входные сигналы, чтобы обеспечить низковольтные сигналы, которые могут быть легко измерены измерительными приборами.

Конденсаторный делитель напряжения, индуктивный элемент и вспомогательный трансформатор являются тремя основными компонентами конденсаторного потенциального трансформатора.

Зачем нужен конденсаторный трансформатор напряжения (CVT)?

При измерении высоких напряжений свыше 100 кВ требуется высокоизолированный трансформатор. По сравнению с обычными трансформаторами, высокоизолированные трансформаторы довольно дороги. Для снижения затрат в системе используются конденсаторные трансформаторы напряжения. CVT недороги, и их производительность не значительно уступает высокоизолированным трансформаторам.

Принцип работы конденсаторного трансформатора напряжения

Конденсаторный делитель напряжения используется в сочетании с вспомогательным трансформатором и индуктивным элементом. Конденсаторный делитель напряжения снижает сверхвысоковольтные сигналы до низковольтных сигналов. Выходное напряжение конденсаторного трансформатора напряжения дополнительно снижается с помощью вспомогательного трансформатора.

См. электрическую схему конденсаторного трансформатора напряжения.

Расположение конденсатора или делителя напряжения

Конденсатор или делитель напряжения подключается к линии, напряжение которой необходимо измерить или контролировать. Предположим, что C1 и C2 — это конденсаторы, подключенные к линии передачи. Выход делителя напряжения служит входом для вспомогательного трансформатора.

По сравнению с конденсатором, расположенным ближе к линии передачи, конденсатор, расположенный ближе к земле, имеет большее значение емкости. Высокое значение емкости означает, что импеданс этой части делителя напряжения становится низким. В результате низкие напряжения передаются на вспомогательный трансформатор. Вспомогательный трансформатор дополнительно снижает напряжения.

N1 и N2 — это количество витков первичной и вторичной обмоток трансформатора соответственно. Прибор, используемый для измерения значения низкого напряжения, является резистивным, тогда как делитель напряжения — конденсаторным. Поэтому происходит сдвиг фаз, который влияет на выход. Для решения этой проблемы индуктор подключается последовательно с вспомогательным трансформатором. Этот индуктор L содержит рассеянный магнитный поток вспомогательной обмотки вспомогательного трансформатора. Значение индуктивности определяется следующим образом:

Значение индуктивности можно регулировать. Индуктивность используется для компенсации падений напряжения, возникающих в трансформаторе вследствие уменьшения тока от делителя напряжения. Однако, в практической эксплуатации, из-за потерь в индуктивности, полная компенсация не может быть достигнута. Коэффициент трансформации напряжения трансформатора выражается следующим образом:

Так как значение C1 больше, чем значение C2, значение C1/(C1 + C2) мало, что позволяет получить низкое напряжение. Коэффициент трансформации напряжения конденсаторного потенциального трансформатора не зависит от нагрузки. Здесь под нагрузкой понимается нагрузка, которую несет вторичная обмотка трансформатора.