Miért nem lehet a VT-t rövidítani és a CT-t nyitva hagyni? Magyarázat

Mindannyian tudjuk, hogy egy feszültségátalakító (VT) soha nem működhet rövidzárt állapotban, míg egy áramerősítő (CT) soha nem működhet nyitottállapotban. A VT rövidzárása vagy a CT körének megnyitása sérülékenyítheti az átalakítót, vagy veszélyes helyzetet teremthet.

Elméleti szempontból mind a VT-ek, mind a CT-ek átalakítók; a különbség abban rejlik, hogy milyen paramétereket mérik. Tehát miért, bár alapvetően ugyanolyan típusú eszközök, van olyan, amelyik tiltja a rövidzárt működést, míg a másik nem engedélyezi a nyitottállapotot?

Normál működés közben a VT másodlagos tekercse nagyon magas terhelési impedanciával (ZL) működik, majdnem nyitott körben. Ha a másodlagos kör rövidzárt, ZL majdnem nulla lesz, ami hatalmas rövidzárt áramot okoz, ami pusztíthatja a másodlagos berendezéseket és komoly biztonsági kockázatot jelent. Ennek megelőzésére a VT másodlagos oldalán rövidzárlók lehetnek telepítve, hogy megvédje a károsodást. Amennyiben lehetséges, a primáris oldalon is rövidzárlókat kell telepíteni, hogy a nagyfeszültségű rendszert védje a VT nagyfeszültségű tekercsének vagy kapcsolatainak hibái elől.

Ellenben a CT normál működés közben a másodlagos oldalon nagyon alacsony impedanciával (ZL) működik, lényegében rövidzárt állapotban. A másodlagos áram által generált mágneses fluktuáció ellensúlyozza és kiejti a primáris áram fluktuációját, ami nagyon kis nettó indítóáramot és minimális mágneses fluktuációt eredményez. Így a másodlagos tekercsben indukált elektromos erő (EMF) általában csak pár tucat volt.

Azonban ha a másodlagos kör megnyílik, a másodlagos áram nulla lesz, ami megszünteti ezt a demagnetizáló hatást. A primáris áram, mivel ε1 állandón marad, teljesen indítóárrá válik, ami drasztikus növekedést okoz a mágneses fluktuációban Φ-ben. A tördülék gyorsan szenved. Mivel a másodlagos tekercsnek sok tekercse van, ez eredményez egy nagyon magas feszültséget (lehet, hogy több ezer volt) a nyitott másodlagos terminálkon. Ez lerombolhatja a izolációt és komoly kockázatot jelent a személyzet számára. Ezért a CT másodlagos körének megnyitása teljesen tilos.

Minden VT és CT alapvetően átalakító – a VT-ek feszültséget, a CT-ek pedig áramot transzformálnak. De miért nem lehet a CT-ek nyitottállapotban működni, miközben a VT-ek nem működhetnek rövidzárt állapotban?

Normál működés közben az indukált EMF-ek, ε1 és ε2, lényegében állandók. A VT párhuzamosan van kötve a körrel, nagy feszültségen és nagyon alacsony áramon működik. A másodlagos áram is extrémisan kicsi, majdnem nulla, ami egyensúlyt teremt a nyitott kör közel végtelen impedanciájával. Ha a másodlagos rész rövidzárt, ε2 állandón marad, ami drasztikusan növeli a másodlagos áramot, ami kiégítheti a másodlagos tekercset.

Hasonlóan, egy CT sorban van kötve a körrel, nagy áramon és nagyon alacsony feszültségen működik. A másodlagos feszültség normál esetben majdnem nulla, ami egyensúlyt teremt a rövidzárt közel null impedanciájával. Ha a másodlagos kör megnyílik, a másodlagos áram nulla lesz, és az egész primáris áram indítóárrá válik. Ez rövid idő alatt drasztikusan növeli a mágneses fluktuációt, ami a tördüléket mély szenvedésbe taszítja, és potenciálisan elpusztíthatja az átalakítót.

Tehát, bár mindkettő átalakító, különböző alkalmazásuk miatt teljesen különböző működési korlátozások vonatkoznak rájuk.