Transformatori ir elektromagnētiskās pasīvās ierīces, kas darbojas pēc elektromagnētiskā indukcija , kas magnētiski pārraida elektrisko enerģiju no vienas ķēdes uz otru. Tas sastāv no divām spolēm, viena ir primārā un otra ir sekundārā spole. Gan tinumi (spoles) ir magnētiski savienotas viena ar otru bez magnētiskā kodola un elektriski atdalītas. Transformators pārraida elektrisko enerģiju (spriegumu / strāvu) no vienas tinuma uz otru tinumu (spoli), izmantojot savstarpēju indukciju. Enerģijas pārveidošanas laikā frekvence nemainās. Transformatori tiek klasificēti divos veidos, pamatojoties uz serdes konstrukciju, piemēram, serdeņu transformatori un apvalka tipa transformatori. Pamatojoties uz sprieguma līmeņa pārveidošanu un laimestu, tie ir pakāpeniski transformatori un pazeminoši transformatori. Maiņstrāvas ķēdēs tiek izmantoti dažādi transformatoru veidi, piemēram, strāvas transformatori, potenciālais transformators, trīsfāzu transformators un autotransformators.
Kas ir potenciālais transformators?
Definīcija: Potenciāls transformatori ir pazīstami arī kā sprieguma pazeminošie transformatori vai sprieguma transformatori vai instrumentu transformators , kurā ķēdes spriegums mērīšanai tiek samazināts līdz zemākam spriegumam. Elektromagnētisko ierīci, ko izmanto ķēdes augstākā sprieguma pārveidošanai par zemāku spriegumu, sauc par potenciālo transformatoru. Zemsprieguma ķēdes izvadi var izmērīt voltmetri vai vatmetri. Tie spēj palielināt vai samazināt ķēdes sprieguma līmeni, nemainot tā frekvenci un tinumus. Darbības princips, potenciālā transformatora uzbūve ir līdzīga strāvas transformatoram un parastajam transformatoram.
Potenciālais transformators
Potenciālā transformatora shēmas diagramma
Potenciālais transformators sastāv no primārā tinuma ar vairāk pagriezieniem un sekundārā tinuma ar mazāku pagriezienu skaitu. Augstsprieguma maiņstrāvas spriegums tiek piešķirts primārajam tinumam (vai mērīšanai pievienots augstsprieguma ķēdei). Zemāko izejas spriegumu sekundārajā tinumā ņem, izmantojot voltmetru. Abi tinumi ir magnētiski savienoti viens ar otru bez jebkāda savienojuma starp tiem.
Potenciālā transformatora uzbūve
Potenciālā transformatora shēmas diagramma
Potenciālie transformatori ir konstruēti ļoti kvalitatīvi, lai darbotos ar zemu plūsmas blīvumu, zemu magnētisko strāvu un minimālu slodzi. Salīdzinot ar parasto transformatoru, tas izmanto lielus vadītājus un dzelzs serdi. Lai nodrošinātu visaugstāko precizitāti, to var noformēt serdeņa un apvalka tipa veidā. Parasti priekšroku dod kodola tipa potenciālajiem transformatoriem, lai pārveidotu augstspriegumu zemākā spriegumā.
Lai samazinātu noplūdes reaktivitāti, tiek izmantoti koaksiālie tinumi. Tā kā potenciālos transformatorus darbina ar augstu spriegumu, augstsprieguma primāro tinumu sadala mazos sekciju pagriezienos / ruļļos, lai samazinātu izolācijas izmaksas un bojājumus. Fāzes nobīde starp ieejas spriegumu un izejas spriegumu rūpīgi jāuzrauga, lai mainītu slodzi, lai saglabātu zemāku spriegumu. Tinumi, kas pārklāti ar pazūd kambru un kokvilnas lenti, lai samazinātu izolācijas izmaksas.
Spoļu atdalīšanai tiek izmantoti cieto šķiedru separatori. Augstsprieguma potenciālo transformatoru (virs 7KV) savienošanai ar galvenajām līnijām tiek izmantotas eļļas pildītas bukses. Potenciālā transformatora primārajam tinumam ir liels pagriezienu skaits, savukārt sekundārajam tinumam ir mazāk pagriezienu. Multimetru vai voltmetru izmanto, lai izmērītu zemāko izejas spriegumu.
Strādā potenciālais transformators
Potenciālais transformators, kas savienots ar strāvas ķēdi, kura spriegums jāmēra, ir savienots starp fāzi un zemi. Tas nozīmē, ka potenciālā transformatora primārā tinums ir savienots ar augstsprieguma ķēdi, bet transformatora sekundārais tinums ir pievienots voltmetram. Abpusējās indukcijas dēļ abi tinumi ir magnētiski savienoti viens ar otru un darbojas pēc elektromagnētiskās indukcijas principa.
Samazināto spriegumu mēra visā sekundārajā tinumā attiecībā pret primārā tinuma spriegumu, izmantojot multimetru vai voltmetru. Potenciālā transformatora augstās pretestības dēļ mazā strāva plūst caur sekundāro tinumu un darbojas līdzīgi kā parastais transformators bez slodzes vai ar nelielu slodzi. Tādējādi šāda veida transformatori darbojās ar sprieguma diapazonu no 50 līdz 200VA.
Saskaņā ar konvencijas transformatoru transformācijas koeficients ir
V2 = N1 / N2
‘V1’ = primārā tinuma spriegums
‘V2’ = sekundārā tinuma spriegums
‘N1’ = pagriezienu skaits primārajā tinumā
‘N2’ = pagriezienu skaits sekundārajā tinumā
Ķēdes augstspriegumu var noteikt, izmantojot iepriekš minēto vienādojumu.
Sprieguma vai potenciālo transformatoru veidi
Pamatojoties uz potenciālā transformatora funkciju, ir divi veidi,
- Sprieguma transformatoru mērīšana
- Aizsardzības sprieguma transformatori
Tie ir pieejami vienā vai trīsfāzēs un darbojas ar visaugstāko precizitāti. Tos izmanto, lai darbinātu un kontrolētu mērīšanas ierīces, relejus un citas ierīces. Pamatojoties uz konstrukciju, ir
Elektromagnētiskie potenciālie transformatori
Tie ir līdzīgi primārajam transformatoram.l kur uz magnētiskā kodola tiek savīti primārie un sekundārie tinumi. Tas darbojas ar spriegumu virs vai zem 130KV. Primārais tinums ir savienots ar fāzi un sekundārais tinums ir savienots ar zemi. Tos izmanto mērīšanas, releju un augstsprieguma ķēdēs.
Kapacitatīvie potenciālie transformatori
Tos sauc arī par kapacitatīvā potenciāla dalītājiem vai sakabes tipa vai bukses tipa kapacitatīvā potenciāla transformatoriem. Sērija kondensatori ir savienoti ar primāro tinumu vai sekundāro tinumu. Tiek mērīts izejas spriegums sekundārajā tinumā. To izmanto elektrolīniju nesēju sakaru nolūkos, un tas ir dārgāk.
kapacitatīvā potenciāla transformators
Kļūdas potenciālajos transformatoros
Primārajā transformatorā izejas spriegums sekundārajā tinumā ir tieši proporcionāls sekundārā transformatora spriegumam. Potenciālajos transformatoros spriegums samazinās reaktivitātes un pretestības dēļ primārajā un sekundārajā, kā arī sekundārā jaudas koeficienta dēļ notiek fāzes nobīde kļūdas un sprieguma kļūdas.
fāzu-diagramma
Iepriekš minētā fāzes diagramma izskaidro kļūdas potenciālajos transformatoros.
‘Is’ - sekundārā strāva
‘Es’ - inducēts emf sekundārajā tinumā
‘Vs’ - sekundārā tinuma spailes spriegums
‘Rs’ - sekundārā tinuma pretestība
‘Xs’ - sekundārā tinuma reaktivitāte
‘Ip’ - primārā strāva
‘Ep’ - primārā tinuma inducēts emf
‘Vp’ - primārā tinuma spriegums
'Rp' - tinums pretestība no primārā tinuma
‘Xp’ - primārā tinuma tinuma reaktivitāte
‘Kt’ - pagriezienu attiecība
‘Io’ - ierosmes strāva
‘Im’ - Io magnētiskā strāva
‘Iw’ - Io galvenā zaudējuma sastāvdaļa
‘Φm’ - magnētiskā plūsma
‘Β’- fāzes leņķa kļūda
Inducētais primārais spriegums EMF ir pretestības un reaktivitātes kritumu (IpXp, IpRp) atņemšana no primārā Vp sprieguma. Spriegums samazinās primārā tinuma reaktivitātes un pretestības dēļ.
Primārā inducētā EMF tiek pārveidota par sekundāru ar savstarpēju indukciju un veido inducētu EMF sekundārajā Es. Izejas spriegums sekundārajā tinumā, pateicoties emf kritumam pretestības un reaktivitātes dēļ, ir Vs. Sekundārā izejas spriegumu iegūst, atņemot reaktivitātes un pretestības pilienus (IsXs, IsRs) no inducētā EMF sekundārajā Es.
Ņemsim par atsauci galveno plūsmu. Strāvu primārajā Ip iegūst no ierosmes strāvas Io un reversās sekundārās strāvas Is vektoru summas, kas reizināta ar 1 / Kt. Vp ir potenciālā transformatora pielietotais primārais spriegums.
Ip = (Io + Is) / Kt
Attiecības kļūda
Ja potenciālā transformatora normālā attiecība pretestības un reaktivitātes kritumu dēļ atšķiras no potenciālā transformatora faktiskās attiecības, rodas attiecības kļūda.
Sprieguma kļūda
Ja pastāv atšķirība starp ideālo spriegumu un faktisko spriegumu, rodas sprieguma kļūda. Sprieguma kļūdas procentuālā daļa ir
[(Vp - Kt Vs) / Vp] x 100
Fāzes leņķa kļūda
Ja starp primāro spriegumu ‘Vp’ un reverso sekundāro spriegumu ir atšķirība starp fāzes leņķi, rodas fāzes leņķa kļūda.
Kļūdu cēloņi
Iekšējās pretestības dēļ spriegums pazeminās primārajā un tas tiek pārveidots proporcionāli tā pagriezienu attiecībai un sekundārajam tinumam. Līdzīgi tas pats notiek sekundārajā tinumā.
Kļūdu samazināšana
Potenciālo transformatoru kļūdas var samazināt vai novērst, uzlabojot projektēšanas precizitāti, primāro un sekundāro tinumu reaktivitātes lielumus un pretestību, kā arī minimālu kodola magnetizāciju.
Potenciālo transformatoru pielietojums
Pieteikumi ir
- Izmanto releju un mērīšanas ķēdēs
- Izmanto elektropārvades sakaru ķēdēs
- Aizsardzības sistēmās izmanto elektriski
- Izmanto padevēju aizsardzībai
- Izmanto impedances aizsardzībai ģeneratori
- Izmanto ģeneratoru un padevēju sinhronizācijā.
- Izmanto kā aizsardzības sprieguma transformatorus
Bieži uzdotie jautājumi
1). Kāds ir potenciālais transformators?
Potenciālos transformatorus sauc arī par sprieguma pazeminošiem transformatoriem vai sprieguma transformatoriem vai instrumentu transformatoriem, kuros ķēdes spriegums mērīšanai tiek samazināts līdz zemākam spriegumam.
2). Kādi ir potenciālo transformatoru veidi?
Kapacitatīvā potenciāla transformatori un elektromagnētiskā potenciāla transformatori
3). Kādas ir kļūdas potenciālajos transformatoros?
Attiecības kļūdas, sprieguma kļūdas, fāzes leņķa kļūdas
4). Kāds ir potenciālā transformatora mērķis?
Lai samazinātu augstāku spriegumu līdz zemākam strāvas ķēdes mērījumam.
5). Kādas ir citas potenciālo transformatoru formas?
Pakāpiena transformators vai instrumentu transformators
Tādējādi potenciālo transformatoru darbība, konstrukcija, kļūdas un pielietojums ir apspriesti iepriekš. Potenciālā transformatora mērķis ir pārveidot augstspriegumu zemā spriegumā. Šeit ir jautājums jums: 'Kādas ir potenciālo transformatoru priekšrocības un trūkumi?'
