Трансформаторы - это пассивные электромагнитные устройства, работающие по принципу электромагнитная индукция , который передает электрическую энергию из одной цепи в другую магнитным способом. Он состоит из двух катушек, одна первичная, а другая вторичная. Оба обмотки (катушки) магнитно связаны друг с другом без какого-либо магнитопровода и электрически разделены. Трансформатор передает электрическую энергию (напряжение / ток) от одной обмотки к другой обмотке (катушке) посредством взаимной индукции. Во время преобразования энергии частота не изменяется. Трансформаторы подразделяются на два типа в зависимости от конструкции сердечника, такие как трансформаторы с сердечником и трансформаторы с кожухом. По преобразованию уровня напряжения и выигрышу они являются повышающими трансформаторами и понижающими трансформаторами. В цепях переменного тока используются различные типы трансформаторов, такие как силовые трансформаторы, трансформатор напряжения, трехфазный трансформатор и автотрансформатор.
Что такое потенциальный трансформатор?
Определение: Потенциал трансформаторы также известны как понижающие трансформаторы напряжения или трансформаторы напряжения или приборный трансформатор , в котором напряжение цепи снижается до более низкого напряжения для измерения. Электромагнитное устройство, используемое для преобразования более высокого напряжения цепи в более низкое напряжение, называется трансформатором напряжения. Выход цепи низкого напряжения может быть измерен через вольтметры или ваттметры. Они способны увеличивать или уменьшать уровни напряжения цепи без изменения ее частоты и обмоток. Принцип работы, конструкция трансформатора напряжения аналогична силовому трансформатору и обычному трансформатору.
Потенциальный трансформатор
Схема потенциального трансформатора
Трансформатор напряжения состоит из первичной обмотки с большим количеством витков и вторичной обмотки с меньшим числом витков. Высокое входное переменное напряжение подается на первичную обмотку (или подключается к цепи высокого напряжения для измерения). Более низкое выходное напряжение снимается на вторичной обмотке с помощью вольтметра. Две обмотки магнитно связаны друг с другом без какого-либо соединения между ними.
Конструкция трансформатора напряжения
Схема потенциального трансформатора
Трансформаторы напряжения сконструированы с высоким качеством для работы при низкой плотности магнитного потока, низком магнитном токе и минимальной нагрузке. По сравнению с обычным трансформатором в нем используются большие проводники и железный сердечник. Он может быть выполнен в виде сердечника и оболочки для обеспечения максимальной точности. Обычно для преобразования высокого напряжения в более низкое напряжение предпочтительнее использовать трансформаторы напряжения с сердечником.
В нем используются коаксиальные обмотки для уменьшения реактивного сопротивления утечки. Поскольку трансформаторы напряжения работают при высоком напряжении, первичная обмотка высокого напряжения разделена на небольшие секции витков / катушек, чтобы снизить стоимость изоляции и уменьшить повреждение. Фазовый сдвиг между входным и выходным напряжением следует тщательно контролировать, чтобы поддерживать более низкое напряжение путем изменения нагрузки. Обмотки покрыты кембриком и хлопковой лентой для снижения стоимости изоляции.
Сепараторы из твердого волокна используются для разделения катушек. Масляные вводы используются для подключения трансформаторов высокого напряжения (выше 7 кВ) к магистральным линиям. Первичная обмотка трансформатора напряжения имеет большое количество витков, тогда как вторичная обмотка имеет меньше витков. Мультиметр или вольтметр используется для измерения нижнего выходного напряжения.
Возможный трансформатор работает
Трансформатор напряжения, подключенный к силовой цепи, напряжение которой необходимо измерить, включен между фазой и землей. Это означает, что первичная обмотка трансформатора напряжения подключена к цепи высокого напряжения, а вторичная обмотка трансформатора подключена к вольтметру. Из-за взаимной индукции две обмотки магнитно связаны друг с другом и работают по принципу электромагнитной индукции.
Пониженное напряжение измеряется на вторичной обмотке относительно напряжения на первичной обмотке с помощью мультиметра или вольтметра. Из-за высокого импеданса трансформатора напряжения небольшой ток проходит через вторичную обмотку и работает аналогично обычному трансформатору без нагрузки или с низкой нагрузкой. Следовательно, эти типы трансформаторов работали в диапазоне напряжений от 50 до 200 ВА.
Согласно условному трансформатору коэффициент трансформации равен
V2 = N1 / N2
‘V1’ = напряжение первичной обмотки
«V2» = напряжение вторичной обмотки
‘N1’ = количество витков в первичной обмотке
‘N2’ = количество витков вторичной обмотки
Высокое напряжение цепи можно определить с помощью приведенного выше уравнения.
Типы трансформаторов напряжения или потенциала
В зависимости от функции трансформатора напряжения существует два типа:
- Измерительные трансформаторы напряжения
- Трансформаторы напряжения защиты
Они доступны в одно- или трехфазном исполнении и работают с высочайшей точностью. Они используются для управления измерительными приборами, реле и другими устройствами и управления ими. Исходя из конструкции, есть
Трансформаторы электромагнитного потенциала
Они похожи на первичный трансформатор l, где первичная и вторичная обмотки намотаны на магнитный сердечник. Он работает при напряжении выше или ниже 130 кВ. Первичная обмотка соединена с фазой, а вторичная обмотка соединена с землей. Они используются в измерительных, релейных и высоковольтных цепях.
Емкостные трансформаторы напряжения
Они также известны как емкостные делители потенциала или емкостные трансформаторы напряжения соединительного или проходного типа. Серия конденсаторы подключаются к первичной обмотке или вторичной обмотке. Измеряется выходное напряжение на вторичной обмотке. Он используется для связи по линиям электропередач и является более дорогостоящим.
емкостный трансформатор потенциала
Ошибки в потенциальных трансформаторах
В первичном трансформаторе выходное напряжение вторичной обмотки точно пропорционально напряжению на вторичном трансформаторе. В трансформаторах напряжения падение напряжения из-за реактивного сопротивления и сопротивления в первичной и вторичной обмотках, а также коэффициента мощности на вторичной обмотке вызывает сдвиг фаз. ошибки и ошибки напряжения.
векторная диаграмма
Приведенная выше векторная диаграмма объясняет ошибки в трансформаторах напряжения.
«Is» - вторичный ток
‘Es’ - наведенная ЭДС во вторичной обмотке
«Vs» - напряжение на зажимах вторичной обмотки
«Rs» - сопротивление вторичной обмотки.
«Xs» - реактивное сопротивление вторичной обмотки.
«Ip» - первичный ток
‘Ep’ - наведенная ЭДС первичной обмотки
«Vp» - напряжение на зажимах первичной обмотки
'Rp' - обмотка сопротивление первичной обмотки
«Xp» - реактивное сопротивление первичной обмотки
«Kt» - коэффициент оборотов
«Io» - ток возбуждения
‘Im’ - ток намагничивания Ио
«Iw» - компонент потерь в сердечнике Io
‘Φm’ - магнитный поток
‘Β’ - фазовая погрешность
Индуцированное первичное напряжение ЭДС представляет собой вычитание падений сопротивления и реактивного сопротивления (IpXp, IpRp) из напряжения первичной обмотки Vp. Напряжение падает из-за реактивного сопротивления и сопротивления первичной обмотки.
ЭДС, наведенная в первичной обмотке, трансформируется во вторичную за счет взаимной индукции и образует наведенную ЭДС во вторичной обмотке Es. Выходное напряжение на вторичной обмотке из-за падения ЭДС на сопротивление и реактивное сопротивление составляет Vs. Выходное напряжение на вторичной обмотке получается вычитанием падений реактивного сопротивления и сопротивления (IsXs, IsRs) из наведенной ЭДС во вторичной обмотке Es.
Возьмем за эталон основной поток. Ток в первичной обмотке Ip получается из векторной суммы тока возбуждения Io и обратного вторичного тока Is, которая умножается на 1 / Kt. Vp - приложенное первичное напряжение трансформатора напряжения.
Ip = (Io + Is) / Kt
Ошибка соотношения
Если нормальное отношение трансформатора потенциала отличается от фактического отношения трансформатора потенциала из-за падения сопротивления и реактивного сопротивления, возникает ошибка отношения.
Ошибка напряжения
Если есть разница между идеальным напряжением и фактическим напряжением, то возникает ошибка напряжения. Процент ошибки напряжения составляет
[(Вп - Kt Vs) / Вп] x 100
Ошибка фазового угла
Если существует разница между фазовым углом между первичным напряжением «Vp» и обратным вторичным напряжением, возникает фазовая ошибка.
Причины ошибок
Из-за внутреннего импеданса напряжение в первичной обмотке падает и трансформируется пропорционально ее соотношению витков и вторичной обмотке. Точно то же самое происходит во вторичной обмотке.
Снижение ошибок
Ошибки трансформаторов напряжения можно уменьшить или предотвратить за счет повышения точности проектирования, величин реактивного сопротивления и сопротивления первичной и вторичной обмоток и минимального намагничивания сердечника.
Применение трансформаторов напряжения
Приложения
- Используется в релейных и измерительных цепях
- Используется в цепях связи с несущей линии электропередачи
- Используется в системах защиты электрически
- Используется для защиты фидеров
- Используется для защиты импеданса в генераторы
- Используется для синхронизации генераторов и фидеров.
- Используется в качестве защитных трансформаторов напряжения
FAQs
1). Что такое трансформатор потенциала?
Потенциальные трансформаторы также известны как понижающие трансформаторы или трансформаторы напряжения или измерительные трансформаторы, в которых напряжение в цепи снижается до более низкого напряжения для измерения.
2). Какие бывают типы трансформаторов напряжения?
Емкостные трансформаторы напряжения и трансформаторы электромагнитного потенциала
3). Какие ошибки в трансформаторах напряжения?
Ошибки соотношения, ошибки напряжения, ошибки фазового угла
4). Для чего нужен трансформатор напряжения?
Для уменьшения высокого напряжения до более низкого напряжения силовой цепи для измерения.
5). Каковы другие формы трансформаторов напряжения?
Понижающий трансформатор или измерительный трансформатор
Следовательно, работа, конструкция, ошибки и применения трансформаторов напряжения обсуждаются выше. Трансформатор напряжения предназначен для преобразования высокого напряжения в низкое. Вот вам вопрос: «Каковы преимущества и недостатки трансформаторов напряжения?»
