Vad är en kapacitiv spänningsomvandlare?

Vad är en kapacitiv spänningstransformator?

Definition: En kapacitiv spänningstransformator (CVT), även känd som en kapacitiv potentialtransformator, förminskar högspänningsingångssignaler för att ge lågspänningsignaler som enkelt kan mätas av mätinstrument.

Kapacitiv potentialdelare, induktiv komponent och hjälptransformator är de tre huvudkomponenterna i en kapacitiv potentialtransformator.

Varför behövs en kapacitiv spänningstransformator (CVT)?

När det gäller mätning av spänningar över 100 kV krävs en mycket isolerad transformator. Jämfört med vanliga transformer är mycket isolerade transformer ganska dyra. För att minska kostnader används kapacitiva spänningstransformatorer i systemet. CVTs är billiga, och deras prestanda är inte betydande sämre än den hos mycket isolerade transformer.

Arbetsprincip för kapacitiv spänningstransformator

Kapacitiv potentialdelare används tillsammans med hjälptransformator och induktiv komponent. Kapacitiv potentialdelare förminskar extra högspänningsignaler till lågspänningsignaler. Utgångsspänningen från kapacitiv spänningstransformator förminskas ytterligare med hjälp av hjälptransformatorn.

Se kretsdiagrammet för kapacitiv spänningstransformator.

Anordning av kondensator eller potentialdelare

Kondensatorn eller potentialdelaren är ansluten över linjen vars spänning ska mätas eller kontrolleras. Antag att C1 och C2 är kondensatorerna som är anslutna över överföringslinjen. Utgången från potentialdelaren fungerar som ingång till hjälptransformatorn.

Jämfört med kondensatorn placerad nära överföringslinjen har kondensatorn placerad nära marken ett högre kapacitansvärde. Ett högt kapacitansvärde innebär att impedansen för den delen av potentialdelaren blir låg. Som resultat skickas låga spänningar till hjälptransformatorn. Hjälptransformatorn förminskar spänningarna ytterligare.

N1 och N2 är antalet varv i primär- och sekundärspole av transformatorn respektive. Mätaren som används för att mäta lågspänningsvärdet är resistiv, medan potentialdelaren är kapacitiv. Därför uppstår en fasförskjutning, vilket påverkar utgången. För att lösa detta problem ansluts en induktor i serie med hjälptransformatorn. Denna induktor L innehåller läckageflödet från hjälpomloppet av hjälptransformatorn. Värdet på induktansen ges av

Värdet på induktansen är justerbart. Induktansen används för att kompensera för spänningsfall som uppstår i transformatorn på grund av minskning av ström från potentialdelaren. Men i praktisk drift kan fullständig kompensation inte uppnås på grund av induktansförluster. Spänningsförhållandet för transformatorn uttrycks som

Eftersom värdet på C1 är större än det på C2, är värdet på C1/(C1 + C2) litet, vilket möjliggör erhållande av en låg spänning. Spänningsförhållandet för kapacitiv potentialtransformator är oberoende av belastningen. Här refererar belastningen till lasten som bärs av sekundärspolen av transformatorn.