อะไรคือหม้อแปลงแรงดันแบบความจุ

อะไรคือหม้อแปลงแรงดันแบบความจุ?

คำนิยาม: หม้อแปลงแรงดันแบบความจุ (CVT) หรือที่เรียกว่าหม้อแปลงศักย์แบบความจุ ใช้ลดสัญญาณแรงดันไฟฟ้าสูงลงเพื่อให้ได้สัญญาณแรงดันไฟฟ้าต่ำที่สามารถวัดได้ง่ายโดยเครื่องมือวัด

ตัวแบ่งศักย์แบบความจุ เครื่องมือเหนี่ยวนำ และหม้อแปลงเสริมเป็นส่วนประกอบหลักของหม้อแปลงศักย์แบบความจุ

ทำไมต้องใช้หม้อแปลงแรงดันแบบความจุ (CVT)?

เมื่อวัดแรงดันไฟฟ้าสูงเกิน 100 กิโลโวลต์ จะต้องใช้หม้อแปลงที่มีฉนวนกันความร้อนสูง ซึ่งเมื่อเทียบกับหม้อแปลงทั่วไป หม้อแปลงที่มีฉนวนกันความร้อนสูงมีราคาแพงมาก เพื่อลดต้นทุน จึงใช้หม้อแปลงแรงดันแบบความจุในระบบ CVT มีราคาถูกและประสิทธิภาพไม่แตกต่างจากหม้อแปลงที่มีฉนวนกันความร้อนสูงอย่างมาก

หลักการทำงานของหม้อแปลงแรงดันแบบความจุ

ตัวแบ่งศักย์แบบความจุใช้งานร่วมกับหม้อแปลงเสริมและเครื่องมือเหนี่ยวนำ ตัวแบ่งศักย์แบบความจุลดสัญญาณแรงดันไฟฟ้าสูงสุดลงเป็นสัญญาณแรงดันไฟฟ้าต่ำ สัญญาณแรงดันไฟฟ้าที่ออกจากหม้อแปลงแรงดันแบบความจุจะถูกลดลงอีกครั้งโดยหม้อแปลงเสริม

ดูแผนผังวงจรของหม้อแปลงแรงดันแบบความจุ

การจัดวางตัวเก็บประจุหรือตัวแบ่งศักย์

ตัวเก็บประจุหรือตัวแบ่งศักย์เชื่อมต่อกับสายส่งที่ต้องการวัดหรือควบคุมแรงดัน สมมติว่า C1 และ C2 เป็นตัวเก็บประจุที่เชื่อมต่อกับสายส่ง ผลลัพธ์จากการแบ่งศักย์จะเป็นสัญญาณขาเข้าสำหรับหม้อแปลงเสริม

เมื่อเทียบกับตัวเก็บประจุที่อยู่ใกล้สายส่ง ตัวเก็บประจุที่อยู่ใกล้พื้นจะมีค่าความจุสูงขึ้น ค่าความจุสูงหมายความว่าความต้านทานของส่วนนั้นของตัวแบ่งศักย์จะต่ำลง ทำให้มีแรงดันไฟฟ้าต่ำถูกส่งไปยังหม้อแปลงเสริม หม้อแปลงเสริมจะลดแรงดันไฟฟ้าต่อไป

N1 และ N2 คือจำนวนรอบของขดลวดหลักและขดลวดรองของหม้อแปลงตามลำดับ เมตรที่ใช้วัดแรงดันไฟฟ้าต่ำเป็นแบบต้านทาน ในขณะที่ตัวแบ่งศักย์เป็นแบบความจุ ดังนั้นมีการเปลี่ยนเฟสซึ่งส่งผลต่อผลลัพธ์ ในการแก้ปัญหานี้ ติดตั้งอินดักเตอร์แบบอนุกรมกับหม้อแปลงเสริม อินดักเตอร์ L นี้มีฟลักซ์รั่วไหลจากขดลวดเสริมของหม้อแปลงเสริม ค่าของอิน덕แตนซ์กำหนดโดย

ค่าของอิน덕แตนซ์สามารถปรับได้ อิน덕แตนซ์ใช้ชดเชยแรงดันที่ลดลงในหม้อแปลงเนื่องจากกระแสที่ลดลงจากตัวแบ่งศักย์ อย่างไรก็ตาม ในทางปฏิบัติ ไม่สามารถชดเชยได้อย่างสมบูรณ์เนื่องจากความสูญเสียอินดักแตนซ์ ค่าอัตราส่วนการแปลงแรงดันของหม้อแปลงแสดงเป็น

เนื่องจากค่าของ C1 ใหญ่กว่า C2 ค่าของ C1/(C1 + C2) จึงเล็ก ทำให้ได้แรงดันไฟฟ้าต่ำ อัตราส่วนการแปลงแรงดันของหม้อแปลงศักย์แบบความจุไม่ขึ้นอยู่กับภาระ ที่นี่ ภาระหมายถึงโหลดที่ขดลวดรองของหม้อแปลงแบกรับ