Зошто не може VT да се кратира и CT да се отвори Објаснето

Сите знаеме дека напонски трансформатор (VT) никогаш не треба да работи со кратко поврзување, додека токовиот трансформатор (CT) никогаш не треба да работи со отворено поврзување. Краткото поврзување на VT или отварањето на колата на CT ќе овозможат штета на трансформаторот или ќе создадат опасни услови.

Од теоретска гледна точка, и VT-тите и CT-тите се трансформатори; разликата лежи во параметрите кои се дизајнираат за мерење. Значи, зошто, иако се фундаментално ист тип на уред, еден е забранет од работа со кратко поврзување, а другот не може да работи со отворено поврзување?

При нормална работа, вторичната обмотка на VT работи при блиско отворено поврзување со многу висока импеданса (ZL). Ако вторичната кола се кратира, ZL се намалува до нула, што предизвикува огромен краткосечен ток да текне. Ова може да уништи вторичната опрема и да претставува сериозни ризики за безопасност. За да се заштити од ова, VT може да има предаварки инсталирани на вторичната страна за да се спречи штета од кратко поврзување. Каде што е можно, предаварки треба да се инсталираат и на примарната страна за да се заштити високонапонскиот систем од грешки во високонапонската обмотка или поврзувала на VT.

На спротивно, CT работи со многу ниска импеданса (ZL) на вторичната страна, ефективно во состојба на кратко поврзување при нормална работа. Магнетниот поток генериран од вторичниот ток противостои и аннулира потокот од примарниот ток, што резултира со многу мал общ екситационен ток и минимален магнетен поток во јадрото. Така, индуцираната електромоторска сила (EMF) во вторичната обмотка обично изнесува само неколку десетки волтови. 

Меѓутоа, ако вторичната кола се отвори, вторичниот ток се намалува до нула, елиминирајќи овој демагнетизација ефект. Примарниот ток, непроменет (бидејќи ε1 останува константен), станува целосно екситационен ток, што предизвикува драматичен пораст на магнетниот поток Φ. Јадрото брзо се наситува. Бидејќи вторичната обмотка има многу обиколки, ова резултира со многу висок напон (можеби достигајќи неколку илјади волтови) паднат на отворените вторични терминали. Ова може да уништи изолацијата и претставува сериозен ризик за личните. Затоа, отворена вторична кола на CT е абсолютна забранета.

И VT-тите и CT-тите се трансформатори во принцип—VT-тите се дизајнирани за трансформација на напон, додека CT-тите трансформираат ток. Значи, зошто CT не може да работи со отворено поврзување, додека VT не може да работи со кратко поврзување?

При нормална работа, индуцираните EMF ε1 и ε2 остануваат суштински константни. VT е поврзан паралелно со колата, работи при висок напон и многу нисок ток. Вторичниот ток е истиот многу мал, скоро нула, формирајќи балансирана состојба со почти бесконечна импеданса на отворено поврзување. Ако вторичната кола се кратира, ε2 останува константен, што принужува вторичниот ток да се зголеми драстички, што ја сожига вторичната обмотка.

Слично, за CT поврзан серијно со колата, тој работи при висок ток и многу нисок напон. Вторичниот напон е скоро нула под нормални услови, формирајќи балансирана состојба со приближно нулта импеданса (кратко поврзување). Ако вторичната кола се отвори, вторичниот ток се рушителски намалува до нула, и целосниот примарен ток станува екситационен ток. Ова предизвикува брз пораст на магнетниот поток, што го дрифтува јадрото во длабоко наситување и потенцијално го уништува трансформаторот.

Така, иако и двата се трансформатори, нивните различни применувања доведуваат до сасем различни оперативни ограничувања.