Co to jest pojemnościowy transformator napięcia i jego działanie

Urządzenie o nazwie transformator powinien mieć jak najlepsze kredyty za kluczowy i istotny rozwój w przemyśle i elektrotechnice. Transformator elektryczny ma wiele zalet i ma wiele zastosowań w różnych dziedzinach. Jedynym rodzajem, który wyewoluował z transformatora, jest „pojemnościowy transformator napięcia”. Ten rodzaj transformatora ma ponad 3 dekady historii rozwoju. Nawet urządzenie oferuje wiele korzyści, istnieje niewiele przepisów dotyczących wykonywania obliczeń harmonicznych. Daj nam więc szczegółowe informacje, dlaczego tak się dzieje i zdobądź wiedzę na temat zasady działania USZ, podejścia do testowania, aplikacji i zalet.

Co to jest pojemnościowy transformator napięcia?

Podobny do potencjalny transformator , jest to również pojemnościowy transformator napięciowy obniżający napięcie, w którym posiada zdolność konwertowania napięć wysokiego poziomu do niskiego poziomu. Transformatory te przekształcają również poziom przesyłu napięcia do znormalizowanych poziomów minimalnych i do prostych policzalnych wartości, jeśli są one wdrażane w celu zapewnienia bezpieczeństwa, pomiaru i regulacji wysokiego poziomu systemów napięciowych.

Ogólnie rzecz biorąc, w przypadku systemów wysokiego napięcia nie można obliczyć wartości prądu ani napięcia linii. Tak więc wymaga to zastosowania transformatorów typu instrumentalnego, takiego jak transformatory potencjałowe lub prądowe do realizacji. Natomiast w przypadku linii wysokiego napięcia, wykorzystany potencjalny koszt transformatora będzie większy ze względu na instalację.

Aby obniżyć koszt instalacji, zamiast zwykłego przekładnika napięciowego stosuje się transformatory CVT. Począwszy od zakresu 73 kV i więcej, te pojemnościowe przekładniki napięciowe mogą być używane w wymaganych aplikacjach.

Jaka jest potrzeba USZ?

Powyżej zakresu 100 kV i podwyższonych poziomów napięcia pojawi się zapotrzebowanie na wysokiej klasy izolowany transformator. Ale ceny izolowanych transformatorów są niezwykle wysokie i mogą nie być wybierane do każdego zastosowania. W celu obniżenia ceny w miejsce transformatorów izolowanych stosowane są potencjalne transformatory. Koszt przekładni CVT jest niższy, ale ich wydajność jest niska w porównaniu z transformatorami izolowanymi.

Działanie pojemnościowego transformatora napięcia

Urządzenie składa się głównie z trzech sekcji, a są to:

• Element indukcyjny
• Transformator pomocniczy
• Potencjalny dzielnik

Poniższy schemat obwodu jasno wyjaśnia Zasada działania pojemnościowego przekładnika napięciowego .

Obwód transformatora pojemnościowego napięcia

Dzielnik potencjału jest obsługiwany wraz z pozostałymi dwoma sekcjami, które są elementem indukcyjnym i transformatorem pomocniczym. Dzielnik potencjału działa w celu zminimalizowania sygnałów napięciowych zwiększonych do sygnałów niskonapięciowych. Poziom napięcia, który jest odbierany na wyjściu przekładni CVT, jest mniejszy dzięki wsparciu pomocniczego transformatora.

Dzielnik potencjału znajduje się między linią, w której poziom napięcia ma być regulowany lub obliczany. Rozważmy, że C1 i C2 to kondensatory, które są umieszczone między liniami transmisyjnymi. Wyjście z dzielnika potencjału jest podawane jako wejście do transformatora pomocniczego.

Wartości pojemności kondensatora, które są umieszczone blisko poziomu masy, są większe w porównaniu z wartościami pojemności kondensatorów, które są blisko linii przesyłowych. Wysoka wartość pojemności wskazuje, że rezystancja elektryczna dzielnika potencjału jest mniejsza. Zatem sygnały o minimalnej wartości napięcia przesuwają się w kierunku transformatora pomocniczego. Następnie AT ponownie obniża wartość napięcia.

A N1 i N2 to zwoje uzwojenia pierwotnego i wtórnego transformatora. Licznik używany do obliczania wartości niskiego napięcia jest rezystancyjny, więc dzielnik potencjału zachowuje charakterystykę pojemnościową. Tak więc, z powodu tego przesunięcia fazowego ma miejsce, co ma wpływ na wydajność. Aby wyeliminować ten problem, zarówno transformator pomocniczy, jak i indukcyjność muszą być połączone szeregowo. Indukcyjność jest uwzględniona w wycieku strumień który jest obecny w pomocniczym AT, a indukcyjność „L” jest reprezentowana jako

L = [1 / (ω^dwa(C1 + C2))]

Ta wartość indukcyjności może być regulowana i kompensuje spadek napięcia, który ma miejsce w transformatorze na skutek spadku wartości prądu z sekcji dzielnika. Podczas gdy w rzeczywistych sytuacjach rekompensata ta prawdopodobnie nie nastąpi ze względu na straty spowodowane indukcją. Stosunek zwojów napięcia transformatora pokazano jako

V0 / V1 = [C2 / C2 + C1] × N2 / N1

Ponieważ C1> C2, to wartość C1 / (C1 + C2) zostanie zmniejszona. To pokazuje, że wartość napięcia zmniejszy się.

To jest pojemnościowy przekładnik napięciowy .

Diagram wskazowy CVT

Aby dowiedzieć się o wykres wskazowy pojemnościowego przekładnika napięciowego należy przedstawić równoważny obwód urządzenia. Za pomocą powyższego schematu obwodu jego równoważny obwód można narysować jak poniżej:

Pomiędzy miernikiem a C2 znajduje się transformator dopasowujący. Proporcja transformatora

Diagram wskazowy CVT

n dobiera się w zależności od podstaw ekonomicznych. Wartość znamionowa wysokiego napięcia może mieścić się w zakresie 10 - 30 kV, podczas gdy wartość znamionowa uzwojenia niskiego napięcia wynosi 100 - 500 V. wybrany do działania w stanie pełnego rezonansu. Obwód jest wprowadzany w stan rezonansu tylko wtedy, gdy

ω (L + Lt) = [1 / (C1 + C2)]

Tutaj „L” oznacza wartość indukcyjności dławika, a „Lt” odpowiada odpowiednikowi transformatora indukcyjność wymienione w sekcji wysokiego napięcia.

Schemat wskazowy pojemnościowego przekładnika napięciowego, gdy działa w stanie rezonansu, pokazano poniżej.

W tym przypadku wartość reaktancji „Xm” miernika można zignorować i uznać za obciążenie rezystancyjne „Rm”, gdy obciążenie jest połączone z dzielnik napięcia . Wartość napięcia na potencjalnym transformatorze jest podana przez

V_dwa= Im.Rm

Podczas gdy napięcie na kondensatorze jest podane przez

V_c2= V_dwa+ Im (Re + j. Xe)

Rozważając V1 jako odniesienie wskazowe, rysowany jest wykres wskazowy. Na wykresie wskazowym można zauważyć, że zarówno reaktancja, jak i rezystancja nie są reprezentowane indywidualnie i są one przedstawiane wraz z reaktancją „Xi” i rezystancją „Ri” wskaźnika dostrojenia „L”.

Wtedy stosunek napięcia jest

A = V1 / V2 = (V_c1+ V_Ri+ V_dwa) / V_dwa

Ignorując spadek reaktancji ImXe, następnie spadek napięcia na wskaźniku dostrojenia i rezystancja transformatora jest dana przez V_Ri. Napięcie miernika i napięcie wejściowe będą ze sobą w fazie.

CVT V / S PT

W tej sekcji opisano różnica między pojemnościowym przekładnikiem napięciowym a transformatorem potencjalnym .

Zalety pojemnościowego transformatora napięcia

Oto kilka zalet USZ:

• Urządzenia te mogą być wykorzystywane jako ulepszone jednostki sprzęgające częstotliwości
• Urządzenia CVT są tańsze niż te potencjalne transformatory.
• Wykorzystują minimalną przestrzeń
• Prosty w budowie
• Poziom napięcia zależy od rodzaju zastosowanego elementu pojemnościowego

Aplikacje CVT

Kilka z zastosowania pojemnościowych przekładników napięciowych są:

• Urządzenia CVT mają szerokie zastosowanie w systemach przesyłowych, w których wartość napięcia waha się od wysokiego do bardzo wysokiego
• Wykorzystywane do obliczeń napięcia
• Automatyczne urządzenia zarządzające
• Zabezpieczenia przekaźnikowe

A więc chodzi o koncepcję pojemnościowego transformatora napięcia. W tym artykule przedstawiono szczegółową koncepcję działania USZ, zastosowań, wykresów wskazowych i korzyści. Oprócz tego wiedzieć o pojemnościowy przekładnik napięciowy testowanie i wybierz ten, który pasuje do konkretnego zastosowania.