ทำไม VT ไม่สามารถถูกป้อนสั้น และ CT ไม่สามารถเปิดได้ อธิบาย

เราทุกคนทราบดีว่าทรานสฟอร์มเมอร์แรงดัน (VT) ห้ามทำงานในสภาพショートเซอร์กิต ในขณะที่ทรานสฟอร์มเมอร์กระแสไฟฟ้า (CT) ห้ามทำงานในสภาพโอเพนเซอร์กิต การทำให้ VT เกิดการショートเซอร์กิตหรือเปิดวงจรของ CT จะทำให้เกิดความเสียหายต่อทรานสฟอร์มเมอร์หรือสร้างสภาพที่อันตราย

จากมุมมองทางทฤษฎี ทั้ง VT และ CT คือทรานสฟอร์มเมอร์; ความแตกต่างอยู่ที่พารามิเตอร์ที่ถูกออกแบบมาเพื่อวัด ดังนั้นทำไมถึงแม้ว่าจะเป็นอุปกรณ์ประเภทเดียวกัน แต่หนึ่งไม่สามารถทำงานในสภาพショートเซอร์กิตได้ ในขณะที่อีกอันไม่สามารถทำงานในสภาพโอเพนเซอร์กิตได้?

ในการทำงานปกติ ขดลวดรองของ VT จะทำงานในสภาพใกล้เคียงกับโอเพนเซอร์กิต มีความต้านทานโหลด (ZL) สูงมาก หากวงจรรองเกิดการショート ZL จะลดลงเกือบเท่ากับศูนย์ ทำให้เกิดกระแสไฟฟ้าขนาดใหญ่ไหลผ่าน ซึ่งอาจทำลายอุปกรณ์รองและสร้างความเสี่ยงด้านความปลอดภัย เพื่อป้องกันเหตุการณ์นี้ VT สามารถติดตั้งฟิวส์ที่ด้านรองเพื่อป้องกันความเสียหายจากการショート และหากเป็นไปได้ควรติดตั้งฟิวส์ที่ด้านหลักเพื่อป้องกันระบบแรงดันสูงจากความผิดพลาดในขดลวดหรือการเชื่อมต่อของ VT

ในทางกลับกัน CT ทำงานด้วยความต้านทาน (ZL) ที่ต่ำมากบนด้านรอง ซึ่งแทบจะอยู่ในสภาพของวงจรป้อนกำลังระหว่างการทำงานปกติ กระแสไฟฟ้ารองที่เกิดขึ้นจะทำให้ฟลักซ์แม่เหล็กที่เกิดขึ้นจากกระแสไฟฟ้าหลักถูกต้านทานและยกเลิก ทำให้กระแสไฟฟ้ากระตุ้นรวมมีขนาดเล็กมากและฟลักซ์แกนกลางมีน้อย ดังนั้นแรงดันไฟฟ้าที่เหนี่ยวนำ (EMF) ในขดลวดรองมักจะมีเพียงไม่กี่สิบโวลต์เท่านั้น

อย่างไรก็ตาม หากวงจรรองเปิด กระแสไฟฟ้ารองจะลดลงเป็นศูนย์ ทำให้ผลต้านทานฟลักซ์หายไป กระแสไฟฟ้าหลัก ซึ่งไม่เปลี่ยนแปลง (เนื่องจาก ε1 คงที่) จะกลายเป็นกระแสไฟฟ้ากระตุ้นทั้งหมด ทำให้ฟลักซ์แกนกลาง (Φ) เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว แกนกลางจะอิ่มตัวอย่างรวดเร็ว ด้วยขดลวดรองที่มีจำนวนรอบมาก ทำให้มีแรงดันไฟฟ้าสูงมาก (อาจถึงหลายพันโวลต์) ที่ปลายวงจรรองที่เปิด ซึ่งอาจทำให้ฉนวนแตกและสร้างความเสี่ยงร้ายแรงต่อชีวิต ดังนั้นการเปิดวงจรรองของ CT จึงเป็นสิ่งที่ห้ามโดยเด็ดขาด

ทั้ง VT และ CT คือทรานสฟอร์มเมอร์ในหลักการ—VT ถูกออกแบบมาเพื่อแปลงแรงดัน ในขณะที่ CT แปลงกระแส ดังนั้นทำไม CT ไม่สามารถทำงานในสภาพโอเพนเซอร์กิตได้ ในขณะที่ VT ไม่สามารถทำงานในสภาพショートเซอร์กิตได้?

ในการทำงานปกติ แรงดันไฟฟ้าที่เหนี่ยวนำ ε1 และ ε2 คงที่ VT ถูกต่อขนานกับวงจร ทำงานที่แรงดันสูงและกระแสไฟฟ้าต่ำมาก กระแสไฟฟ้ารองก็มีขนาดเล็กมาก เกือบเท่ากับศูนย์ ทำให้เกิดสภาพสมดุลกับความต้านทานที่เกือบอนันต์ของวงจรเปิด หากวงจรรองเกิดการショート ε2 คงที่ ทำให้กระแสไฟฟ้ารองเพิ่มขึ้นอย่างมาก ทำให้ขดลวดรองไหม้

ในทำนองเดียวกันสำหรับ CT ที่ต่ออนุกรมกับวงจร ทำงานที่กระแสไฟฟ้าสูงและแรงดันไฟฟ้าต่ำมาก แรงดันไฟฟ้ารองเกือบเท่ากับศูนย์ภายใต้เงื่อนไขปกติ ทำให้เกิดสภาพสมดุลกับความต้านทานที่เกือบเท่ากับศูนย์ (วงจรป้อนกำลัง) หากวงจรรองเปิด กระแสไฟฟ้ารองจะลดลงเป็นศูนย์ และกระแสไฟฟ้าหลักทั้งหมดจะกลายเป็นกระแสไฟฟ้ากระตุ้น ทำให้ฟลักซ์แม่เหล็กเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว ทำให้แกนกลางอิ่มตัวอย่างลึกและอาจทำลายทรานสฟอร์มเมอร์ได้

ดังนั้น แม้ว่าทั้งสองจะเป็นทรานสฟอร์มเมอร์ แต่การใช้งานที่แตกต่างกันทำให้มีข้อจำกัดในการทำงานที่แตกต่างกันอย่างสิ้นเชิง