Γιατί δεν μπορεί η VT να συνδεθεί και η CT να ανοιχτεί Εξηγημένο

Όλοι γνωρίζουμε ότι ένας μετατροπέας τάσης (VT) δεν πρέπει ποτέ να λειτουργεί σε κλειστό κύκλωμα, ενώ ένας μετατροπέας ρεύματος (CT) δεν πρέπει ποτέ να λειτουργεί σε ανοιχτό κύκλωμα. Η σύνδεση σε κλειστό κύκλωμα ενός VT ή η ανοιχτή σύνδεση του κυκλώματος ενός CT θα βλάψει τον μετατροπέα ή θα δημιουργήσει επικίνδυνες συνθήκες.

Θεωρητικά, και οι VTs και οι CTs είναι μετατροπείς· η διαφορά βρίσκεται στους παράμετρους που είναι σχεδιασμένοι να μετρήσουν. Οπότε, παρόλο που είναι θεμελιωδώς το ίδιο είδος συσκευής, γιατί ο ένας απαγορεύεται να λειτουργεί σε κλειστό κύκλωμα ενώ ο άλλος δεν μπορεί να λειτουργήσει σε ανοιχτό;

Κατά την κανονική λειτουργία, η δευτερεύουσα πλεξίδα ενός VT λειτουργεί σε σχεδόν ανοιχτό κύκλωμα με πολύ υψηλή φορτία αντίσταση (ZL). Εάν το δευτερεύον κύκλωμα κλείσει, η ZL μειώνεται σχεδόν σε μηδέν, προκαλώντας την ροή ενός τεράστιου ρεύματος κλειστού κυκλώματος. Αυτό μπορεί να καταστρέψει τη δευτερεύουσα εξοπλισμό και να δημιουργήσει σοβαρά επικίνδυνα προβλήματα. Για προστασία, ένας VT μπορεί να έχει εγκαταστήσει φίδια στη δευτερεύουσα πλευρά του για να αποτρέψει τη βλάβη από κλειστό κύκλωμα. Όπου είναι δυνατό, τα φίδια πρέπει επίσης να εγκατασταθούν στη πρωτεύουσα πλευρά για να προστατεύσουν το σύστημα υψηλής τάσης από σφάλματα στην πρωτεύουσα πλεξίδα ή συνδέσεις του VT.

Αντίθετα, ένας CT λειτουργεί με πολύ χαμηλή αντίσταση (ZL) στη δευτερεύουσα πλευρά, ουσιαστικά σε κατάσταση κλειστού κυκλώματος κατά την κανονική λειτουργία. Το μαγνητικό ρεύμα που παράγεται από το δευτερεύον ρεύμα αντιτίθεται και ακυρώνει το ρεύμα από το πρωτεύον, αποτελεί σε πολύ μικρό ενεργοποιητικό ρεύμα και ελάχιστη μαγνητική φλούξη. Έτσι, η επαναγωγική ηλεκτροκινητική δύναμη (EMF) στη δευτερεύουσα πλεξίδα είναι συνήθως μόνο μερικά δεκάδες βολτ.

Ωστόσο, αν το δευτερεύον κύκλωμα ανοίξει, το δευτερεύον ρεύμα μειώνεται σε μηδέν, εξαλείφοντας αυτό το αποδημαγνητιζόμενο φαινόμενο. Το πρωτεύον ρεύμα, αναμενόμενο (αφού το είναι σταθερό), γίνεται εντελώς ενεργοποιητικό, προκαλώντας δραματική αύξηση στη μαγνητική φλούξη Φ. Η πύρα επιταχύνεται. Λόγω των πολλών επαναλήψεων της δευτερεύουσας πλεξίδας, αυτό αποτελεί πολύ υψηλή τάση (πιθανόν να φτάσει σε χιλιάδες βολτ) στα ανοιχτά δευτερεύοντα άκρα. Αυτό μπορεί να καταστρέψει την απομόνωση και να παρουσιάζει σοβαρό κίνδυνο για το προσωπικό. Συνεπώς, η ανοιχτή δευτερεύουσα σύνδεση ενός CT είναι απολύτως απαγορευμένη.

Και οι VTs και οι CTs είναι μετατροπείς στην αρχή—οι VTs είναι σχεδιασμένοι να μετατρέπουν τάση, ενώ οι CTs μετατρέπουν ρεύμα. Οπότε, γιατί ένας CT δεν μπορεί να λειτουργήσει σε ανοιχτό κύκλωμα ενώ ένας VT δεν μπορεί να λειτουργήσει σε κλειστό;

Κατά την κανονική λειτουργία, οι επαναγωγικές EMFs είναι σχεδόν σταθερές. Ένας VT είναι συνδεδεμένος παράλληλα με το κύκλωμα, λειτουργώντας σε υψηλή τάση και πολύ χαμηλό ρεύμα. Το δευτερεύον ρεύμα είναι επίσης εξαιρετικά μικρό, σχεδόν μηδέν, δημιουργώντας μια ισορροπημένη κατάσταση με την σχεδόν άπειρη αντίσταση ενός ανοιχτού κυκλώματος. Εάν το δευτερεύον κλείσει, η είναι σταθερή, αναγκάζοντας το δευτερεύον ρεύμα να αυξηθεί δραματικά, καυτώνοντας τη δευτερεύουσα πλεξίδα.

Ομοίως, για έναν CT που είναι συνδεδεμένος σε σειρά με το κύκλωμα, λειτουργεί σε υψηλό ρεύμα και πολύ χαμηλή τάση. Η δευτερεύουσα τάση είναι σχεδόν μηδέν κατά την κανονική λειτουργία, δημιουργώντας μια ισορροπημένη κατάσταση με πολύ χαμηλή αντίσταση (κλειστό κύκλωμα). Εάν το δευτερεύον κύκλωμα ανοίξει, το δευτερεύον ρεύμα μειώνεται σε μηδέν, και ολόκληρο το πρωτεύον ρεύμα γίνεται ενεργοποιητικό. Αυτό προκαλεί ταχεία αύξηση της μαγνητικής φλούξης, οδηγώντας την πύρα σε βαθιά κόλληση και πιθανόν καταστροφή του μετατροπέα.

Επομένως, παρόλο που είναι και οι δύο μετατροπείς, οι διαφορετικές εφαρμογές τους οδηγούν σε εντελώς διαφορετικές περιορισμούς λειτουργίας.