Transformatory to elektromagnetyczne urządzenia pasywne, które działają na zasadzie Indukcja elektromagnetyczna , który magnetycznie przenosi energię elektryczną z jednego obwodu do drugiego. Składa się z dwóch cewek, jednej pierwotnej, a drugiej wtórnej. Oboje uzwojenia (cewki) są ze sobą sprzężone magnetycznie bez rdzenia magnetycznego i odseparowane elektrycznie. Transformator przesyła energię elektryczną (napięcie / prąd) z jednego uzwojenia do drugiego uzwojenia (cewki) za pomocą wzajemnej indukcji. Nie ma zmiany częstotliwości podczas transformacji energii. Transformatory są podzielone na dwa typy w oparciu o konstrukcję rdzenia, takie jak transformatory rdzeniowe i transformatory powłokowe. W oparciu o konwersję poziomu napięcia i wygrane, są to transformatory podwyższające i transformatory obniżające. Istnieją różne typy transformatorów stosowanych w obwodach prądu przemiennego, takie jak transformatory mocy, transformator potencjału, transformator trójfazowy i autotransformator.
Co to jest potencjalny transformator?
Definicja: Potencjał transformatory są również znane jako transformatory obniżające napięcie lub przekładniki napięciowe lub transformator przyrządowy , w którym napięcie obwodu jest redukowane do niższego napięcia w celu pomiaru. Urządzenie elektromagnetyczne służące do transformacji wyższego napięcia obwodu na niższe napięcie nazywane jest transformatorem potencjalnym. Wyjście obwodu niskiego napięcia można zmierzyć za pomocą woltomierze lub watomierze. Mogą one zwiększać lub zmniejszać poziomy napięcia obwodu bez zmiany jego częstotliwości i uzwojeń. Zasada działania, konstrukcja potencjalnego transformatora jest podobna do transformatora mocy i konwencjonalnego transformatora.
Potencjalny transformator
Schemat obwodu potencjalnego transformatora
Potencjalny transformator składa się z uzwojenia pierwotnego z większą liczbą zwojów i uzwojenia wtórnego z mniejszą liczbą zwojów. Wysokie napięcie wejściowe prądu przemiennego jest podawane do uzwojenia pierwotnego (lub podłączane do obwodu wysokiego napięcia w celu pomiaru). Niższe napięcie wyjściowe jest pobierane przez uzwojenie wtórne za pomocą woltomierza. Dwa uzwojenia są ze sobą sprzężone magnetycznie bez żadnego połączenia między nimi.
Budowa potencjalnego transformatora
Schemat obwodu potencjalnego transformatora
Potencjalne transformatory są zbudowane z wysokiej jakości, aby działać przy niskiej gęstości strumienia, niskim prądzie magnetycznym i zminimalizowanym obciążeniu. W porównaniu z konwencjonalnym transformatorem wykorzystuje duże przewodniki i żelazny rdzeń. Może być zaprojektowany w postaci typu rdzenia i typu powłoki, aby zapewnić najwyższą dokładność. Zwykle transformatory potencjału typu rdzeniowego są preferowane do przekształcania wysokiego napięcia na niższe napięcie.
Wykorzystuje współosiowe uzwojenia, aby zmniejszyć reaktancję upływu. Ponieważ potencjalne transformatory pracują przy wysokim napięciu, uzwojenie pierwotne wysokiego napięcia jest podzielone na małe sekcje zwojów / cewek w celu zmniejszenia kosztów izolacji i uszkodzeń. Należy uważnie monitorować przesunięcie fazowe między napięciem wejściowym a wyjściowym, aby utrzymać niższe napięcie poprzez zmianę obciążenia. Uzwojenia pokryte znikającą taśmą batystową i bawełnianą w celu obniżenia kosztów izolacji.
Separatory twardych włókien służą do oddzielania cewek. Przepusty wypełnione olejem służą do podłączenia transformatorów potencjału wysokiego napięcia (powyżej 7KV) do głównych linii. Uzwojenie pierwotne potencjalnego transformatora ma dużą liczbę zwojów, podczas gdy uzwojenie wtórne ma mniej zwojów. Do pomiaru dolnego napięcia wyjściowego służy multimetr lub woltomierz.
Potencjalna praca transformatora
Potencjalny transformator podłączony do obwodu mocy, którego napięcie ma być mierzone, jest włączony między fazę a masę. Oznacza to, że uzwojenie pierwotne transformatora potencjalnego jest podłączone do obwodu wysokiego napięcia, a uzwojenie wtórne transformatora jest podłączone do woltomierza. Dzięki wzajemnej indukcji oba uzwojenia są ze sobą sprzężone magnetycznie i działają na zasadzie indukcji elektromagnetycznej.
Zmniejszone napięcie jest mierzone na uzwojeniu wtórnym w odniesieniu do napięcia na uzwojeniu pierwotnym za pomocą multimetru lub woltomierza. Ze względu na wysoką impedancję w transformatorze potencjalnym mały prąd przepływa przez uzwojenie wtórne i działa podobnie do zwykłego transformatora bez lub z niskim obciążeniem. Stąd tego typu transformatory pracowały w zakresie napięć od 50 do 200 VA.
Zgodnie z konwencją transformatora współczynnik transformacji wynosi
V2 = N1 / N2
„V1” = napięcie pierwotnego uzwojenia
„V2” = napięcie uzwojenia wtórnego
„N1” = liczba zwojów w uzwojeniu pierwotnym
„N2” = liczba zwojów w uzwojeniu wtórnym
Wysokie napięcie obwodu można określić za pomocą powyższego równania.
Rodzaje transformatorów napięcia lub potencjału
W oparciu o funkcję potencjalnego transformatora istnieją dwa typy,
- Pomiarowe przekładniki napięciowe
- Transformatory napięcia ochronnego
Są one dostępne w wersji jedno- lub trójfazowej i działają z najwyższą dokładnością. Służą do obsługi i sterowania urządzeniami pomiarowymi, przekaźnikami i innymi urządzeniami. W oparciu o konstrukcję istnieją
Transformatory potencjału elektromagnetycznego
Są one podobne do pierwotnego transformatora. L, w którym uzwojenia pierwotne i wtórne są nawinięte na rdzeń magnetyczny. Działa przy napięciu powyżej lub poniżej 130KV. Uzwojenie pierwotne jest podłączone do fazy, a uzwojenie wtórne do masy. Są one stosowane w obwodach pomiarowych, przekaźnikowych i wysokonapięciowych.
Pojemnościowe transformatory potencjału
Są one również znane jako pojemnościowe dzielniki potencjału lub pojemnościowe transformatory potencjału typu sprzęgającego lub przepustowego. Seria kondensatory są podłączone do uzwojenia pierwotnego lub wtórnego. Mierzone jest napięcie wyjściowe na uzwojeniu wtórnym. Jest używany do celów komunikacji z nośnikami linii energetycznej i jest bardziej kosztowny.
pojemnościowy transformator potencjału
Błędy w potencjalnych transformatorach
W transformatorze pierwotnym napięcie wyjściowe w uzwojeniu wtórnym jest dokładnie proporcjonalne do napięcia na transformatorze wtórnym. W transformatorach potencjalnych napięcie spada z powodu reaktancji i rezystancji w obwodzie pierwotnym i wtórnym, a także współczynnik mocy na wtórnym powoduje przesunięcie fazowe błędy i błędy napięcia.
wykres wskazowy
Powyższy wykres wskazowy wyjaśnia błędy w potencjalnych transformatorach.
„Is” - prąd wtórny
„Es” - indukowany emf w uzwojeniu wtórnym
„Vs” - napięcie końcowe uzwojenia wtórnego
„Rs” - rezystancja uzwojenia wtórnego
„Xs” - reaktancja uzwojenia wtórnego
„Ip” - prąd pierwotny
„Ep” - indukowany emf uzwojenia pierwotnego
„Vp” - napięcie końcowe uzwojenia pierwotnego
„Rp” - zwijanie odporność uzwojenia pierwotnego
„Xp” - reaktancja uzwojenia pierwotnego
„Kt” - stosunek obrotów
„Io” - prąd wzbudzenia
„Im” - prąd magnesujący Io
„Iw” - podstawowy składnik strat Io
„Φm” - strumień magnetyczny
„Β” - błąd kąta fazowego
Indukowane napięcie pierwotne EMF to odjęcie spadków rezystancji i reaktancji (IpXp, IpRp) od napięcia pierwotnego Vp. Napięcie spada z powodu reaktancji i rezystancji uzwojenia pierwotnego.
Pole elektromagnetyczne indukowane w pierwotnym jest przekształcane w wtórne przez wzajemną indukcję i tworzy indukowane pole elektromagnetyczne w wtórnym Es. Napięcie wyjściowe na uzwojeniu wtórnym spowodowane spadkiem pola elektromagnetycznego o rezystancję i reaktancję wynosi Vs. Napięcie wyjściowe po stronie wtórnej uzyskuje się przez odjęcie spadków reaktancji i rezystancji (IsXs, IsRs) od indukowanej EMF w wtórnej Es.
Jako odniesienie weźmy główny strumień. Prąd pierwotny Ip uzyskuje się z sumy wektorów prądu wzbudzenia Io i wstecznego prądu wtórnego Is, pomnożonej przez 1 / Kt. Vp to przyłożone napięcie pierwotne transformatora potencjalnego.
Ip = (Io + Is) / Kt
Błąd współczynnika
Jeśli normalny stosunek transformatora potencjału różni się od rzeczywistego współczynnika transformatora potencjału z powodu spadków rezystancji i reaktancji, to występuje błąd przekładni.
Błąd napięcia
Jeśli istnieje różnica między idealnym napięciem a rzeczywistym napięciem, występuje błąd napięcia. Procent błędu napięcia wynosi
[(Vp - Kt Vs) / Vp] x 100
Błąd kąta fazowego
Jeżeli istnieje różnica między kątem fazowym między napięciem pierwotnym „Vp” a odwrotnym napięciem wtórnym, występuje błąd kąta fazowego.
Przyczyny błędów
Ze względu na impedancję wewnętrzną napięcie w obwodzie pierwotnym spada i jest ono przekształcane proporcjonalnie do jego przełożenia i uzwojenia wtórnego. Podobnie, to samo dzieje się w uzwojeniu wtórnym.
Redukcja błędów
Błędy potencjalnych transformatorów można ograniczyć lub im zapobiec, poprawiając dokładność projektowania, wielkości reaktancji i rezystancji uzwojeń pierwotnych i wtórnych oraz minimalne namagnesowanie rdzenia.
Zastosowania transformatorów potencjalnych
Aplikacje są
- Stosowany w obwodach przekaźnikowych i pomiarowych
- Stosuje się w obwodach komunikacyjnych nośnych linii energetycznych
- Stosowany w układach ochronnych elektrycznie
- Służy do ochrony podajników
- Służy do ochrony impedancji w generatory
- Używany do synchronizacji generatorów i podajników.
- Stosowane jako przekładniki napięciowe ochronne
FAQs
1). Jaki jest potencjalny transformator?
Potencjalne transformatory są również znane jako transformatory obniżające napięcie lub przekładniki napięciowe lub przekładniki, w których napięcie obwodu jest redukowane do niższego napięcia w celu pomiaru.
2). Jakie są rodzaje potencjalnego transformatora?
Pojemnościowe transformatory potencjału i elektromagnetyczne transformatory potencjału
3). Jakie są błędy w potencjalnych transformatorach?
Błędy przekładni, błędy napięcia, błędy kąta fazowego
4). Jaki jest cel potencjalnego transformatora?
Zmniejszanie wyższego napięcia do niższego napięcia obwodu zasilania do pomiaru.
5). Jakie są inne formy potencjalnych transformatorów?
Transformator obniżający napięcie lub transformator
Stąd działanie, konstrukcja, błędy i zastosowania potencjalnych transformatorów zostały omówione powyżej. Celem transformatora potencjału jest zamiana wysokiego napięcia na niskie napięcie. Oto pytanie do Ciebie, „jakie są zalety i wady potencjalnych transformatorów?”
