Proč nelze VT krátit a CT otevřít Vysvětleno

Všichni víme, že napěťový transformátor (VT) nesmí být nikdy zkrácen, zatímco proudový transformátor (CT) nesmí být nikdy otevřen. Zkrácení VT nebo otevření obvodu CT poškodí transformátor nebo vytvoří nebezpečné podmínky.

Z teoretického hlediska jsou jak VT, tak CT transformátory; rozdíl spočívá v parametrech, které jsou navrženy k měření. Proč tedy, i když jsou to zásadně stejné typy zařízení, je jedno zakázáno provozovat při zkratu, zatímco druhé nesmí být otevřeno?

Během normálního provozu operuje sekundární cívkování VT v téměř otevřeném obvodu s velmi vysokým zatížením impedancí (ZL). Pokud dojde k zkratu sekundárního obvodu, ZL klesne téměř na nulu, což způsobí prudký zkratový proud. To může zničit sekundární zařízení a představovat vážné bezpečnostní riziko. K ochraně před tím může být na sekundární straně VT nainstalován pojistný článek, aby se zabránilo poškození způsobenému zkratem. Tam, kde je to možné, by měly být pojistné články nainstalovány také na primární straně, aby chránily vysokonapěťový systém před poruchami v vysokonapěťovém cívkování VT nebo jeho spojích.

Naopak CT běžně funguje s velmi nízkou impedancí (ZL) na sekundární straně, efektivně ve stavu zkratu během normálního provozu. Magnetický tok generovaný sekundárním proudem protiúčinkuje a ruší tok z primárního proudu, což vede k velmi malému neto excitujícímu proudu a minimálnímu magnetickému toku jádra. Tedy indukované elektrické napětí (EMF) v sekundárním cívkování je obvykle pouze několik desítek voltů.

Pokud však sekundární obvod otevře, sekundární proud klesne na nulu, což eliminuje tento demagnetizační účinek. Primární proud, který zůstává nezměněn (protože ε1 zůstává konstantní), stane se plně excitujícím proudem, což způsobí dramatický nárůst magnetického toku Φ. Jádro rychle nasycuje. Vzhledem k tomu, že sekundární cívkování má mnoho závitů, toto vede k velmi vysokému napětí (možná až několik tisíc voltů) mezi otevřenými sekundárními terminály. To může způsobit prolomení izolace a představuje vážné riziko pro osobní bezpečnost. Proto je otevřený sekundární obvod u CT absolutně zakázán.

Oba VT a CT jsou v principu transformátory—VT jsou navrženy k transformaci napětí, zatímco CT transformují proud. Proč tedy nemůže být CT otevřen, zatímco VT nesmí být zkrácen?

Během normálního provozu zůstávají indukované EMF ε1 a ε2 v podstatě konstantní. VT je zapojen paralelně s obvodem, funguje při vysokém napětí a velmi nízkém proudu. Sekundární proud je také extrémně malý, téměř nulový, tvoří vyvážený stav s téměř nekonečnou impedancí otevřeného obvodu. Pokud je sekundární obvod zkrácen, ε2 zůstává konstantní, což nutí sekundární proud k dramatickému nárůstu, což vedeme k shoření sekundárního cívkování.

Podobně, pro CT zapojený sériově s obvodem, funguje při vysokém proudu a velmi nízkém napětí. Sekundární napětí je téměř nulové za normálních podmínek, tvoří vyvážený stav s téměř nulovou impedancí (zkrat). Pokud sekundární obvod otevře, sekundární proud klesne na nulu a celý primární proud stane se excitujícím proudem. To způsobí rychlý nárůst magnetického toku, což povede k hlubokému nasycení jádra a potenciálně k zničení transformátoru.

Tedy, i když jsou oba transformátory, jejich odlišné aplikace vedou k zcela odlišným operačním omezením.