Zakaj VT ne more biti kračen in CT odprt? Pojasneno

Vsi vemo, da se napetostni transformator (VT) nikoli ne sme operirati pri kratkem zagonu, medtem ko se tokovni transformator (CT) nikoli ne sme operirati pri odprtih kontaktnih točkah. Kratkogonski zagon VT-ja ali odpiranje kruga CT-ja bo poškodoval transformator ali ustvaril nevarne pogoje.

Teoretično gledano so oba VT in CT transformatorji; razlika je v parametrih, ki jih sta zasnovana za merjenje. Torej, zakaj, čeprav sta temeljito isti tip naprave, enega ni dovoljeno operirati pri kratkem zagonu, drugemu pa ni dovoljeno biti pri odprtih kontaktnih točkah?

Pri normalni operaciji VT-ja deluje sekundarni viklin v skoraj odprtem stanju z zelo visokim naložnim upornostjo (ZL). Če se sekundarni krog zapre, ZL pada skoraj na nič, kar povzroči velik tok kratkega zagona. To lahko uniči sekundarne naprave in predstavlja resne varnostne tveganja. Za zaščito pred tem se na sekundarni strani VT-ja lahko namestejo preklopi, da se prepreči škoda zaradi kratkega zagona. Kjer je mogoče, bi se preklopi morali namestiti tudi na primarni strani, da bi se zaščitila visokonapetostna sistema pred napakami v visokonapetostnem viklinu ali priključkih VT-ja.

Na drugi strani CT deluje z zelo nizko upornostjo (ZL) na sekundarni strani, praktično v stanju kratkega zagona med normalno operacijo. Magnetni tok, ki ga generira sekundarni tok, nasprotuje in izniči tok od primarnega toka, kar prinaša zelo majhen neto vzbuževalni tok in minimalen magnetni tok. Tako je inducirana elektromotorna sila (EMF) v sekundarnem viklinu običajno le nekaj desetin voltov.

Če pa se sekundarni krog odpre, sekundarni tok pada na nič, s čimer izgine ta demagnetizacijski učinek. Primarni tok, ki ostane nespremenjen (ker ε1 ostane konstanten), postane celoten vzbuževalni tok, kar povzroči dramatično povečanje magnetnega toka Φ. Jezero hitro saturira. Ker ima sekundarni viklin veliko viklov, to prinaša zelo visoko napetost (mogoče več tisoč voltov) na odprti sekundarni terminali. To lahko razbije izolacijo in predstavlja hudo tveganje za osebje. Zato je odprt sekundarni krog na CT-ju popolnoma prepovedan.

Oba VT in CT so v principu transformatorji—VT-ji so zasnovani za pretvorbo napetosti, medtem ko CT-ji pretvarjajo tok. Torej, zakaj CT ne more biti pri odprtih kontaktnih točkah, medtem ko VT ne sme biti pri kratkem zagonu?

Pri normalni operaciji ostanejo inducirani EMFi ε1 in ε2 bistveno konstantni. VT je priključen vzporedno s krugom, operira pri visoki napetosti in zelo nizkem toku. Sekundarni tok je tudi zelo majhen, skoraj nič, kar tvori uravnoteženo stanje z blizu neskončno upornostjo odprtega kruga. Če se sekundarni krog zapre, ε2 ostane konstanten, s čimer se sekundarni tok drastično poveča, kar spali sekundarni viklin.

Podobno, za CT, ki je priključen zaporedno s krugom, operira pri visokem toku in zelo nizki napetosti. Sekundarna napetost je skoraj nič pod normalnimi pogoji, kar tvori uravnoteženo stanje z blizu ničelno upornostjo (kratki zagon). Če se sekundarni krog odpre, sekundarni tok pada na nič, in celoten primarni tok postane vzbuževalni tok. To povzroči hitro povečanje magnetnega toka, kar vede do globoke saturacije jezera in možno uničenje transformatorja.

Torej, čeprav sta oba transformatorji, njuna različna uporaba prinaša popolnoma različne operacijske omejitve.