Трансформаторите са електромагнитните пасивни устройства, които работят на принципа на електромагнитна индукция , който пренася електрическа енергия от една верига в друга верига магнитно. Състои се от две намотки, едната е основна, а другата е вторична. И двете намотки (намотки) са магнитно свързани помежду си без никакво магнитно ядро и електрически разделени. Трансформаторът предава електрическата енергия (напрежение / ток) от една намотка към друга намотка (намотка) посредством взаимна индукция. Няма промяна в честотата по време на трансформацията на енергията. Трансформаторите се класифицират в два типа въз основа на конструкцията на сърцевината, като трансформатори от ядрен тип и трансформатори от тип черупки. Въз основа на преобразуването на нивото на напрежение и печалбите, те са трансформатори за повишаване и понижаващи трансформатори. В променливотоковите вериги се използват различни видове трансформатори, като силови трансформатори, потенциален трансформатор, трифазен трансформатор и автотрансформатор.
Какво е потенциален трансформатор?
Определение: Потенциал трансформатори са известни още като трансформатори за понижаване на напрежението или трансформатори на напрежение или инструментален трансформатор , при което напрежението на веригата е намалено до по-ниско напрежение за измерване. Електромагнитното устройство, използвано за преобразуване на по-високото напрежение на веригата в по-ниско напрежение, се нарича потенциален трансформатор. Изходът на верига с ниско напрежение може да бъде измерен чрез волтметри или ватметри. Те могат да увеличат или намалят нивата на напрежение на веригата, без промяна в нейната честота и намотки. Принципът на работа, конструкцията на потенциален трансформатор е подобна на силовия трансформатор и конвенционалния трансформатор.
Потенциален трансформатор
Потенциална схема на трансформатор
Потенциалният трансформатор се състои от първична намотка с повече обороти и вторична намотка с по-малък брой навивки. Високото входно променливо напрежение се дава на първичната намотка (или е свързано към веригата за високо напрежение за измерване). По-ниското изходно напрежение се приема през вторичната намотка с помощта на волтметър. Двете намотки са магнитно свързани помежду си без никаква връзка помежду им.
Изграждане на потенциален трансформатор
Потенциална схема на трансформатор
Потенциалните трансформатори са конструирани с високо качество, за да работят при ниска плътност на потока, нисък магнитен ток и минимално натоварване. В сравнение с конвенционален трансформатор, той използва големи проводници и желязна сърцевина. Той може да бъде проектиран под формата на сърцевина и тип черупка, за да осигури най-висока точност. Обикновено се предпочитат потенциални трансформатори от ядро, за да трансформират високото напрежение в по-ниско напрежение.
Той използва коаксиални намотки, за да намали реактивността на течовете. Тъй като потенциалните трансформатори работят при високи напрежения, първичната намотка за високо напрежение е разделена на малки секции завои / намотки, за да се намалят разходите за изолация и щетите. Фазовото изместване между входно и изходно напрежение трябва да се следи внимателно, за да се поддържа по-ниско напрежение чрез промяна на товара. Намотките, покрити с изчезващ камбрик и памучна лента за намаляване на разходите за изолация.
За разделяне на намотките се използват сепаратори от твърди влакна. Напълнените с масло втулки се използват за свързване на потенциални трансформатори за високо напрежение (над 7KV) към основните линии. Първичната намотка на потенциален трансформатор има голям брой завои, докато вторичната намотка има по-малко завои. Мултиметърът или волтметърът се използват за измерване на по-ниското изходно напрежение.
Потенциален трансформатор работи
Потенциалният трансформатор, свързан към силовата верига, чието напрежение трябва да бъде измерено, е свързан между фазата и земята. Това означава, че първичната намотка на потенциален трансформатор е свързана към веригата за високо напрежение, а вторичната намотка на трансформатора е свързана към волтметър. Поради взаимната индукция двете намотки са магнитно свързани помежду си и работят на принципа на електромагнитната индукция.
Намаленото напрежение се измерва във вторичната намотка по отношение на напрежението в първичната намотка с помощта на мултицет или волтметър. Поради високия импеданс в потенциалния трансформатор, малкият ток протича през вторичната намотка и работи подобно на обикновения трансформатор без или с малко натоварване. Следователно тези видове трансформатори работят при напрежение от 50 до 200VA.
Според конвенционалния трансформатор коефициентът на трансформация е
V2 = N1 / N2
‘V1’ = напрежение на първичната намотка
‘V2’ = напрежение на вторичната намотка
‘N1’ = брой завъртания в първичната намотка
‘N2’ = брой завъртания във вторичната намотка
Високото напрежение на верига може да се определи, като се използва горното уравнение.
Видове трансформатори на напрежение или потенциал
Въз основа на функцията на потенциален трансформатор има два вида,
- Измервателни трансформатори на напрежение
- Защитни трансформатори на напрежение
Те се предлагат в едно- или трифазни и работят с най-висока точност. Те се използват за управление и управление на измервателни устройства, релета и други устройства. Въз основа на конструкцията има
Електромагнитни потенциални трансформатори
Те са подобни на първичния трансформатор 1, където първичните и вторичните намотки са навити на магнитно ядро. Работи при напрежение над или под 130KV. Първичната намотка е свързана с фаза, а вторичната намотка е свързана със земята. Те се използват в измервателни, релейни и високоволтови вериги.
Капацитивни потенциални трансформатори
Те са известни също като капацитивни потенциални разделители или тип съединителен капацитивен потенциален трансформатор. Поредицата от кондензатори са свързани към първичната или вторичната намотка. Измерва се изходното напрежение на вторичната намотка. Използва се за комуникационни цели на носещи електропроводи и е по-скъпо.
капацитивен потенциал-трансформатор
Грешки в потенциални трансформатори
В първичния трансформатор изходното напрежение във вторичната намотка е точно пропорционално на напрежението на вторичния трансформатор. В потенциалните трансформатори напрежението спада поради съпротивлението и съпротивлението в първичните и вторичните, а също и фактора на мощността на вторичните причинява фазово изместване грешки и грешки на напрежението.
фазова диаграма
Горната фазова диаграма обяснява грешките в потенциалните трансформатори.
‘Is’ - вторичен ток
„Es“ - индуцирана emf във вторичната намотка
‘Vs’ - клемно напрежение на вторичната намотка
‘Rs’ - съпротивление на намотката на вторичното
‘Xs’ - реактивно съпротивление на ликвидацията на вторичното
‘Ip’ - първичен ток
„Ep“ - индуцирана emf на първичната намотка
‘Vp’ - напрежение на клемата на първичната намотка
'Rp' - навиване съпротива на първичната намотка
‘Xp’ - реактивно съпротивление на намотката на първичната намотка
‘Kt’ - съотношение на оборотите
‘Io’ - ток на възбуждане
‘Im’ - магнетизиращ ток на Io
‘Iw’ - компонент на основната загуба на Io
‘Φm’ - магнитен поток
‘Β’- грешка във фазовия ъгъл
Индуцираното първично напрежение EMF е изваждане на съпротивлението и спада на съпротивлението (IpXp, IpRp) от напрежението на първичното Vp. Напрежението пада поради съпротивлението и съпротивлението на първичната намотка.
ЕМП, индуцирана в първичната, се трансформира във вторична чрез взаимна индукция и образува индуцирана ЕМП във вторични Es. Изходното напрежение на вторичната намотка поради спада на ЕДС от съпротивлението и реактивното съпротивление е Vs. Изходното напрежение на вторичното се получава чрез изваждане на съпротивлението и спада на съпротивлението (IsXs, IsRs) от индуцираната ЕМП във вторични Es.
Нека вземем основния поток като еталон. Токът в първичен Ip се получава от векторната сума на тока на възбуждане Io и обратния вторичен ток Is, който се умножава по 1 / Kt. Vp е приложеното първично напрежение на потенциалния трансформатор.
Ip = (Io + Is) / Kt
Грешка в съотношението
Ако нормалното съотношение на потенциалния трансформатор се различава от действителното съотношение на потенциалния трансформатор поради спада на съпротивлението и съпротивлението, тогава възниква грешка на съотношението.
Грешка на напрежението
Ако има разлика между идеалното напрежение и действителното напрежение, възниква грешка в напрежението. Процентът на грешката на напрежението е
[(Vp - Kt Vs) / Vp] x 100
Грешка във фазовия ъгъл
Ако има разлика между фазовия ъгъл между първичното напрежение ‘Vp’ и обратното вторично напрежение, възниква грешка във фазовия ъгъл.
Причини за грешки
Поради вътрешния импеданс, напрежението пада в първичната и тя се трансформира пропорционално на съотношението на завоите и вторичната намотка. По същия начин същото нещо се случва и във вторичната намотка.
Намаляване на грешките
Грешките на потенциалните трансформатори могат да бъдат намалени или предотвратени чрез подобряване на точността при проектиране, величини на реактивно съпротивление и съпротивление на първични и вторични намотки и минимално намагнитване на сърцевината.
Приложения на потенциални трансформатори
Приложенията са
- Използва се в релейни и измервателни вериги
- Използва се в комуникационни вериги на носещи електропроводи
- Използва се в защитни системи електрически
- Използва се за защита на хранилки
- Използва се за защита на импеданса в генератори
- Използва се при синхронизация на генератори и захранващи устройства.
- Използва се като защитни трансформатори на напрежение
Често задавани въпроси
1). Какъв е потенциалният трансформатор?
Потенциалните трансформатори са известни също като трансформатори за понижаване на напрежението или трансформатори на напрежение или трансформатор на инструменти, при които напрежението на веригата е намалено до по-ниско напрежение за измерване.
2). Какви са видовете потенциален трансформатор?
Капацитивни потенциални трансформатори и електромагнитни потенциални трансформатори
3). Какви са грешките в потенциалните трансформатори?
Грешки в съотношението, грешки на напрежението, грешки във фазовия ъгъл
4). Каква е целта на потенциалния трансформатор?
За намаляване на по-високо напрежение до по-ниско напрежение на електрическа верига за измерване.
5). Какви са другите форми на потенциални трансформатори?
Понижаващ трансформатор или Инструментен трансформатор
Следователно работата, конструкцията, грешките и приложенията на потенциалните трансформатори са обсъдени по-горе. Целта на потенциалния трансформатор е да преобразува високо напрежение в ниско напрежение. Ето един въпрос към вас, „какви са предимствата и недостатъците на потенциалните трансформатори?“
