Jaký je rozdíl mezi transformátorem napětí a transformátorem proudu?

Přesné měření a bezpečný provoz jsou ve světě elektrických systémů prvořadé. Není praktické ani bezpečné přímo připojovat vysokonapěťové a vysokoproudé primární obvody k měřicím přístrojům nebo ochranným relé. Toto je místoPřístrojové transformátoryvstoupit do hry. Dva nejkritičtější typy jsouTransformátor napětí (VT), také běžně známý jako aPotenciální transformátor (PT)aProudový transformátor (CT). Zatímco oba slouží základnímu účelu zmenšení systémových parametrů na zvládnutelnou a bezpečnou úroveň, jejich principy fungování, konstrukce a aplikace se zásadně liší.

Tento článek poskytuje podrobné srovnání VT a CT v souladu s průmyslovými standardy a postupy.

1. Primární funkce a účel

• Transformátor napětí (VT/PT):Jeho primární funkcí jeodstoupitvysoké systémové napětí (např. 132 kV, 33 kV) na standardizované, bezpečné sekundární napětí. Standardní sekundární napětí je typicky110Vnebo100Vnebo120V, v závislosti na regionálním standardu. Toto zmenšené-napětí je úměrné primárnímu napětí a používá se k napájení voltmetrů, napěťových cívek wattmetrů a ochranných relé.
• Proudový transformátor (CT):Jeho primární funkcí jeodstoupitvysoký systémový proud (např. 1000 A, 2000 A) na standardizovaný bezpečný sekundární proud. Standardní sekundární proud je univerzální1Anebo5A. Tento zmenšený-proud je úměrný primárnímu proudu a používá se k napájení ampérmetrů, proudových cívek wattmetrů, měřičů energie a ochranných relé.

2. Zapojení v okruhu

Toto je jeden z nejkritičtějších rozdílů s vážnými bezpečnostními důsledky.

• VT/PT:Je připojen napěťový transformátorparalelněnapříč fázemi (fáze-k{1}}fázi nebo fáze-k-neutrálu) obvodu, jehož napětí má být měřeno. Je považován za zdroj napětí.
• Analogie:Je zapojen jako voltmetr.
• CT:Je připojen proudový transformátorv sériis vedením přenášejícím proud, který má být měřen. Primární vodič (což může být jedna těžká tyč) prochází středem jádra CT.
• Analogie:Je zapojen jako ampérmetr.

3. Konstrukce a projektování

Rozdíl ve spojení určuje konstrukci.

• VT/PT:Primární vinutí VT má avelký počet zatáček (Np >>Ns), protože musí být připojen přes plné síťové napětí. Jeho jádro je vyrobeno z-kvalitní oceli, která pracuje s nízkou hustotou toku, aby byla zachována přesnost. Izolace mezi primárním a sekundárním vinutím je navržena tak, aby vydržela plné napětí systému, což z něj činí relativně objemné a drahé zařízení pro vysokonapěťové aplikace.
• CT:Primární vinutí CT mávelmi málo zatáček, often just a single straight conductor or a single turn (a bar primary). The secondary winding has a large number of turns (Ns >>Np). Magnetické jádro je navrženo pro nízkou reluktanci. Požadavek na izolaci je primárně založen na napětí indukovaném v sekundáru, nikoli na plném systémovém napětí (ačkoli pouzdro musí stále izolovat CT od potenciálu země).

4. Princip fungování a základní chování

Toto je zásadní technický rozdíl, který definuje jejich bezpečnostní protokoly.

• VT/PT:Funguje za podmínek podobných astandardní výkonový transformátor. Primární napětí je aplikováno a sekundární napětí je indukováno. Tok v jádře je určen přiloženým napětím (V ≈ 4,44fNφm). Zátěž (neboli zátěž) na sekundáru je poměrně vysoká impedance. Pokud dojde k náhodnému otevření sekundárního dílu, není to nebezpečné.
• CT:Funguje jako a"konstantní proud" transformátor. Primární proud je nezávislá proměnná, určená zátěží hlavního napájecího obvodu. Primární proud vytváří v jádře střídavý magnetický tok, který indukuje sekundární proud. Tento sekundární proud vytváří proti-tok, který téměř ruší primární tok. Tok jádra je za normálního provozu udržován na nízké úrovni.

Kritické bezpečnostní varování:Sekundární okruh CTNIKDY NESMÍ být otevřen-okruhzatímco primární proud teče. Pokud se otevře sekundární, čítač{1}}toku se rovná nule. Celý primární proud (který může být enormní) se stává magnetizujícím proudem, který pohání jádro do hlubokého nasycení. Výsledkem je:

1.V sekundárním vinutí se indukuje velmi vysoké napětí (několik kV), což představuje vážné napětínebezpečí úrazu elektrickým proudema riskovat porušení izolace.

2. Extrémní zahříváníjádra kvůli vysokým ztrátám železa, které mohou poškodit izolaci a zničit transformátor.

5. Zátěž (zatížení)

"Zátěž" se týká impedance zátěže připojené k sekundáru.

• VT/PT:Je připojen k avysokou-impedanční zátěží(např. napěťové cívky přístrojů). Zátěž je obvykle udávána ve Volt-Ampérech (VA) při standardním napětí.
• CT:Je připojen k anízká-impedanční zátěž(např. proudové cívky nástrojů). Zátěž je také dimenzována ve VA, ale při standardním proudu (např. 15 VA při 5A).

Souhrnná srovnávací tabulka

Závěr

Stručně řečeno, transformátory napětí a proudové transformátory jsou nepostradatelnými součástmi v systémech elektrické energie, ale jsou navrženy pro zásadně odlišné fyzikální veličiny. VT je paralelně -zapojené zařízení, které transformuje napětí, zatímco CT je sériově -zapojené zařízení, které transformuje proud. Nejkritičtějším provozním rozdílem je absolutní zákaz otevřeného-okruhu CT pod napětím, což je pravidlo, které je kvůli vážným rizikům vžité do každého elektrotechnika a technika. Pochopení těchto rozdílů je nezbytné pro bezpečné a přesné monitorování, ovládání a ochranu jakékoli elektrické instalace.

Pro více informací nás prosím kontaktujte nasales@xfullstar.com