Miks VT ei tohi lühidutada ja CT avastada? Selgitus

Kõik teame, et napetuse transformatord (VT) ei tohi kunagi töötada lühidustel, samas kui voolutransformatord (CT) ei tohi kunagi töötada avatud ringis. VT lühiduse või CT ringi avamine kahjustab transformatorit või loob ohtlikke tingimusi.

Teoreetiliselt on nii VT-d kui ka CT-d transformatorid; erinevus seisneb parameetrites, mida nad on mõeldud mõõtma. Kuid miks, hoolimata sellest, et need on põhimõtteliselt sama tüübi seadmed, on ühele keelatud tööd lühidustel ja teisel ei saa ta töötada avatud ringis?

Tavalises töösseisundis töötab VT sekundaarväli lähedasel avatud ringi olukorras väga suure laadimise impedantsiga (ZL). Kui sekundaarring lüheneb, siis ZL langemisel praktiski nullini tekib massiivne lühiduse vool, mis võib hävitada sekundaarseadmete ja tekitada tõsised ohutusuured. Selle eest hoidmiseks võib VT-l olla sekundaarsel poolel paigaldatud kiirgused, mis takistavad kahju lühidusest. Kui võimalik, peaksid olema paigaldatud ka primäärkiirgused, et kaitsta kõrgepingevõrgustiku vigade eest VT kõrgepingevikul või ühendustes.

Vastupidiselt töötab CT tavalises töösseisundis väga madala impedantsiga (ZL) sekundaarsel poolel, tõhusalt lühiduse olukorras. Sekundaarvooluga genereeritud magnetiline flux vastandab ja nullib primäärvoolu fluxi, tulemuseks on väga väike netto jõustamisvool ja minimaalne tuumafux. Seega on sekundaarvikul indukseeritud elektromagnetiline jõud (EMF) tavaliselt ainult mitu kümnet volt.

Kui aga sekundaarring avaneb, siis sekundaarvool langemisel nullini kaotatakse see demagnetiseeriva mõju. Primäärvool, mis jääb muutumatuna (kuna ε1 jääb konstandina), muutub täielikult jõustamisvooluks, mis tekitab drastilise tõusu tuumafluxi Φ. Tuum kiiresti satuneb. Arvestades, et sekundaarvikul on palju kuriteid, tekib avatud sekundaarkontaktidele väga kõrge pingevool (võib ulatuda mitme tuhande volti kuni). See võib purustada isolatsiooni ja tekitada tõsise ohtu töötajatele. Seetõttu on CT sekundaarkingi avamine absoluutselt keelatud.

Mõlemad, VT-d ja CT-d, on põhimõtteliselt transformatorid—VT-d on mõeldud napetuseks ja CT-d vooluks. Miks ei saa CT-t avatud ringis kasutada, kuid VT-t lühidustel?

Tavalises töösseisundis jäävad indukseeritud EMF-d ε1 ja ε2 peaaegu muutumatud. VT on paralleelselt ühendatud ringiga, töötades kõrgepinge ja väga väikese vooluga. Sekundaarvool on ka äärmiselt väike, peaaegu null, moodustades tasakaalu avatud ringi lähedusega lõpmatu impedantsiga. Kui sekundaarvoo lüheneb, siis ε2 jääb muutumatuks, sundides sekundaarvoolu drastiliselt kasvama, sekundaarvikku põletades.

Sarnaselt on CT rinnakult ühendatud ringiga, töötades kõrgevoolu ja väga madala pingega. Sekundaarpinge on tavalistes tingimustes peaaegu null, moodustades tasakaalu lähedase nulli impedantsiga (lühidus). Kui sekundaarring avaneb, siis sekundaarvool langemisel nullini ja kogu primäärvool muutub jõustamisvooluks. See tekitab kiire tõusu magnetfuxis, ajates tuuma sügavasse satumisse ja võimalikult transformatori hävitamiseni.

Nii, kuigi mõlemad on transformatorid, viiavad nende erinevad rakendused täiesti erinevatel operatiivsetel piirangutel.