Zašto VT ne može biti skraćen & CT otvoren? Objašnjenje

Svi znamo da naponski transformator (VT) nikada ne smije raditi u krati, dok strujni transformator (CT) ne smije raditi otvoreno. Kratanje VT-a ili otvaranje kruga CT-a može oštetiti transformator ili stvoriti opasne uvjete.

Sa teorijskog stajališta, i VT-ovi i CT-ovi su transformatori; razlika leži u parametrima koje su dizajnirani mjeriti. Zašto, unatoč tome da su temeljno isti tip uređaja, jedan je zabranjen od rada u krati, dok drugi ne smije biti otvoren?

U normalnom radu, sekundarni vikovnik VT-a radi u stanju gotovo otvorenog kruga s vrlo visokim otpornikom opterećenja (ZL). Ako se sekundarni krug skrati, ZL pade gotovo na nulu, što dovodi do ogromne struje u kratini. To može uništiti sekundarno opremu i predstavljati ozbiljna sigurnosna rizika. Za zaštitu od toga, na sekundarnoj strani VT-a mogu se instalirati prekidači kako bi se spriječila oštećenja od krati. Gdje god je moguće, prekidači trebaju se instalirati i na primarnoj strani kako bi se zaštitio visokonaponski sustav od grešaka u visokonaponskom vikovniku ili spojevima VT-a.

U suprotnosti, CT radi s vrlo niskim otpornikom (ZL) na sekundarnoj strani, učinkovito u stanju kratice tijekom normalnog rada. Magnetni tok generiran sekundarnom strujom suprotstavlja i anulira tok iz primarne struje, rezultirajući vrlo malom neto osnovnom strujom i minimalnim magnetnim tokom u jezgru. Stoga je inducirana elektromotorna sila (EMF) u sekundarnom vikovniku obično samo nekoliko desetak volti. 

Međutim, ako se sekundarni krug otvori, sekundarna struja pada na nulu, eliminirajući ovaj demagnetizirajući učinak. Primarna struja, nepromijenjena (jer ε1 ostaje konstantan), postaje potpuno osnovna struja, što dovodi do dramatičnog porasta magnetnog toka Φ. Jezgro brzo zasićuje. Uzimajući u obzir da sekundarni vikovnik ima mnogo zavojnica, to rezultira vrlo visokim naponom (moguće do nekoliko tisuća volti) na otvorenim sekundarnim terminalima. To može uzrokovati propad izolacije i predstavlja ozbiljan rizik za osoblje. Stoga je apsolutno zabranjeno otvaranje sekundarnog kruga na CT-u.

I VT-ovi i CT-ovi su transformatori u principu—VT-ovi su dizajnirani za transformaciju napona, dok CT-ovi transformiraju struju. Zašto CT ne smije biti otvoren, dok VT ne smije biti skraćen?

U normalnom radu, inducirane EMF-ove ε1 i ε2 ostaju gotovo konstantne. VT je spojen paralelno s krugom, radi na visokom naponu i vrlo niskoj struji. Sekundarna struja je također ekstremno mala, gotovo nula, formirajući balansirano stanje s gotovo beskonačnim otpornikom otvorenog kruga. Ako se sekundarni krug skrati, ε2 ostaje konstantan, prisiljavajući sekundarnu struju da se drastično poveća, ogorčivši sekundarni vikovnik.

Slično, za CT spojen serijski s krugom, on radi na visokoj struji i vrlo niskom naponu. Sekundarni napon je gotovo nula u normalnim uvjetima, formirajući balansirano stanje s gotovo nultim otpornikom (kratica). Ako se sekundarni krug otvori, sekundarna struja kolaapsira na nulu, a cijela primarna struja postaje osnovna struja. To dovodi do brzog porasta magnetnog toka, gurajući jezgro u duboku saturaciju i potencijalno uništavajući transformator.

Stoga, iako su oba transformatori, njihova različita primjena dovodi do potpuno različitih operativnih ograničenja.