Mi a potenciális transzformátor: felépítése, típusai és alkalmazásai

A transzformátorok azok az elektromágneses passzív eszközök, amelyek az elven működnek elektromágneses indukció , amely mágnesesen továbbítja az elektromos energiát az egyik áramkörből a másikba. Két tekercsből áll, az egyik elsődleges, a másik pedig másodlagos tekercs. Mind a tekercsek (tekercsek) mágnesesen kapcsolódnak egymáshoz minden mágneses mag nélkül, és elektromosan elválnak. A transzformátor kölcsönös indukció útján továbbítja az egyik tekercsből a másik tekercsbe (tekercsbe) az elektromos energiát (feszültség / áram). Az energia átalakulása során a frekvencia nem változik. A transzformátorokat két típusba sorolják a mag felépítése alapján, mint a mag típusú transzformátorok és a héj típusú transzformátorok. A feszültségszint-átalakítás és a nyeremény alapján fokozatú transzformátorok és lefelé transzformátorok. Különböző típusú transzformátorokat használnak az AC áramkörökben, mint például a transzformátorok, a potenciális transzformátorok, a háromfázisú transzformátorok és az autotranszformátorok.

Mi az a potenciális transzformátor?

Meghatározás: Lehetséges transzformátorok feszültséglépcsõ-transzformátorként vagy feszültségváltóként is ismertek műszer transzformátor , amelyben egy áramkör feszültségét mérésre alacsonyabb feszültségre csökkentik. Az áramkör magasabb feszültségének alacsonyabb feszültséggé történő átalakításához használt elektromágneses eszközt potenciális transzformátornak nevezzük. A kisfeszültségű áramkör kimenete ezen keresztül mérhető voltmérők vagy wattmérők. Ezek képesek növelni vagy csökkenteni az áramkör feszültségszintjét anélkül, hogy megváltozna annak frekvenciája és tekercsei. A működési elv, a potenciális transzformátor felépítése hasonló a teljesítménytranszformátorhoz és a hagyományos transzformátorhoz.

Potenciális transzformátor

Potenciális transzformátor áramkör diagram

A potenciális transzformátor több fordulattal rendelkező primer tekercsből és kevesebb fordulatszámú szekunder tekercsből áll. A nagy bemeneti váltakozó feszültséget az elsődleges tekercs kapja (vagy a nagyfeszültségű áramkörhöz csatlakoztatja a méréshez). Az alacsonyabb kimeneti feszültséget a szekunder tekercsen feszültségmérő segítségével veszik fel. A két tekercs mágnesesen kapcsolódik egymáshoz, anélkül, hogy bármilyen kapcsolat lenne közöttük.

Potenciális transzformátor építése

Potenciális transzformátor áramkör diagram

A potenciális transzformátorok kiváló minőségű kivitelben működnek alacsony fluxus sűrűséggel, alacsony mágneses árammal és minimális terhelés mellett. A hagyományos transzformátorhoz képest nagy vezetékeket és vasmagot használ. A legnagyobb pontosság érdekében magtípus és héjtípus formájában lehet megtervezni. Általában a mag típusú potenciális transzformátorokat részesítik előnyben, hogy a nagy feszültséget alacsonyabb feszültségre alakítsák.

Koaxiális tekercseket használ a szivárgási reaktancia csökkentésére. Mivel a potenciális transzformátorokat nagyfeszültségen működtetik, a nagyfeszültségű primer tekercset kis szakaszokra osztják fel fordulatokra / tekercsekre a szigetelési költségek és a károk csökkentése érdekében. A bemeneti feszültség és a kimeneti feszültség közötti fáziseltolódást gondosan ellenőrizni kell, hogy a terhelés változtatásával alacsonyabb feszültség maradjon. A hőszigetelés költségeinek csökkentése érdekében a tekercsek eltűnnek kamricsal és pamutszalaggal.

A tekercsek elválasztására keményszálas elválasztókat használnak. Olajjal töltött perselyeket használnak a nagyfeszültségű (7KV feletti) transzformátorok és a fővezetékek összekapcsolására. A potenciális transzformátor elsődleges tekercsének nagy fordulata van, míg a másodlagos tekercsének kevesebb fordulata van. A multiméter vagy voltmérő az alacsonyabb kimeneti feszültség mérésére szolgál.

A potenciális transzformátor működik

Az áramkörhöz csatlakoztatott potenciális transzformátor, amelynek feszültségét meg kell mérni, a fázis és a föld között van összekötve. Ez azt jelenti, hogy a potenciális transzformátor primer tekercsét a nagyfeszültségű áramkörhöz, a transzformátor szekunder tekercsét pedig egy voltmérőhöz csatlakoztatják. A kölcsönös indukció miatt a két tekercs mágnesesen kapcsolódik egymáshoz, és az elektromágneses indukció elvén működik.

A csökkent feszültséget a másodlagos tekercsen mérjük az elsődleges tekercsen mért feszültséghez képest multiméter vagy voltmérő segítségével. A potenciális transzformátor nagy impedanciája miatt a kis áram átfolyik a szekunder tekercsen, és hasonlóan működik, mint a közönséges transzformátor, terhelés nélkül vagy alacsony terhelés mellett. Ezért az ilyen típusú transzformátorok 50 és 200 VA közötti feszültségtartományban működtek.

A konvenciós transzformátor szerint a transzformációs arány az

V2 = N1 / N2

‘V1’ = a primer tekercs feszültsége

‘V2’ = a szekunder tekercs feszültsége

’N1’ = az elsődleges tekercs fordulatainak száma

’N2’ = a másodlagos tekercsben lévő fordulatok száma

Az áramkör magas feszültségét a fenti egyenlet felhasználásával lehet meghatározni.

A feszültség vagy a potenciális transzformátorok típusai

A potenciális transzformátor funkciója alapján két típus létezik,

• Adagoló feszültség transzformátorok
• Védelmi feszültség transzformátorok

Ezek egy- vagy háromfázisúak, és a legnagyobb pontossággal működnek. Ezeket mérőeszközök, relék és egyéb eszközök működtetésére és vezérlésére használják. Az építkezés alapján vannak

Elektromágneses potenciális transzformátorok

Ezek hasonlóak a primer transzformátorhoz.l, ahol az elsődleges és a szekunder tekercsek egy mágneses magra vannak tekerve. 130KV feletti vagy alatti feszültségen működik. Az elsődleges tekercs a fázishoz, a másodlagos tekercs pedig a földhöz van csatlakoztatva. Ezeket adagoló, relé és nagyfeszültségű áramkörökben használják.

Kapacitív potenciális transzformátorok

Ezek más néven kapacitív potenciálosztók vagy csatoló típusú vagy persely típusú kapacitív potenciál transzformátorok. A sorozat kondenzátorok a primer tekercshez vagy a szekunder tekercsekhez vannak csatlakoztatva. Megmérik a kimeneti feszültséget a szekunder tekercsen. Erőátviteli vezeték-kommunikációs célokra használják, és költségesebb.

kapacitív-potenciál-transzformátor

Hibák a potenciális transzformátorokban

A primer transzformátorban a szekunder tekercs kimeneti feszültsége pontosan arányos a szekunder transzformátor feszültségével. A potenciális transzformátorokban a feszültség csökken a primer és szekunder reaktivitás és ellenállás, valamint a másodlagos teljesítménytényező miatt a fáziseltolás hibák és feszültséghibák.

phasor-diagram

A fenti fázisdiagram elmagyarázza a potenciális transzformátorok hibáit.

‘Is’ - szekunder áram

‘Es’ - a másodlagos tekercsben indukált emf

‘Vs’ - a szekunder tekercs sorkapcsa

‘Rs’ - a másodlagos tekercselési ellenállása

‘Xs’ - a másodlagos kanyargós reaktanciája

’Ip’ - Elsődleges áram

’Ep’ - a primer tekercs indukált emf-je

‘Vp’ - a primer tekercs sorkapcsa

„Rp” - kanyargós ellenállás az elsődleges tekercselés

‘Xp’ - a primer tekercs tekercselésének reaktanciája

‘Kt’ - fordulatszám

’Io’ - gerjesztő áram

‘Im’ - az Io mágnesező árama

’Iw’ - az Io magveszteség-összetevője

‘Φm’ - mágneses fluxus

‘Β’- fázisszög hiba

Az indukált primer feszültség EMF az ellenállás és a reaktanciacseppek (IpXp, IpRp) kivonása az elsődleges Vp feszültségéből. A feszültség csökken a primer tekercs reaktanciája és ellenállása miatt.

A primerben indukált EMF kölcsönös indukcióval szekunderré alakul, és a másodlagos Es-ben indukált EMF-et képez. A szekunder tekercs kimeneti feszültsége az ellenállás és a reaktancia által okozott emf csökkenése miatt Vs. A szekunder kimeneti feszültségét a reaktancia- és ellenállási cseppek (IsXs, IsRs) kivonásával kapjuk meg a másodlagos Es-ben indukált EMF-ből.

Vegyük referenciaként a fő fluxust. Az elsődleges Ip áramát az Io gerjesztőáram és a fordított Is szekunder áram vektorösszegéből kapjuk, amelyet megszorozunk 1 / Kt-vel. Vp a potenciális transzformátor alkalmazott primer feszültsége.

Ip = (Io + Is) / Kt

Ratio Error

Ha a potenciális transzformátor normál aránya az ellenállás és a reaktancia csökkenése miatt eltér a potenciális transzformátor tényleges arányától, akkor arány hiba lép fel.

Feszültség hiba

Ha különbség van az ideális feszültség és a tényleges feszültség között, akkor a feszültséghiba lép fel. A feszültséghiba százaléka

[(Vp - Kt Vs) / Vp] x 100

Fázisszög hiba

Ha különbség van a fázisszög között a primer feszültség „Vp” és a fordított szekunder feszültség között, akkor a fázisszög hiba lép fel.

A hibák okai

A belső impedancia miatt a feszültség csökken a primerben, és a fordulatszámával és a szekunder tekercseléssel arányosan átalakul. Hasonlóképpen ugyanez történik a másodlagos tekercsben is.

A hibák csökkentése

A potenciális transzformátorok hibái csökkenthetők vagy megelőzhetők a tervezés pontosságának, a primer és szekunder tekercsek reaktivitásának és ellenállásának nagyságának, valamint a mag minimális mágnesezésének javításával.

Potenciális transzformátorok alkalmazásai

Az alkalmazások

• Relé és adagoló áramkörökben használják
• Felhasználás a távvezeték-kommunikációs áramkörökben
• Védelmi rendszerekben használják elektromosan
• Az adagolók védelmére szolgál
• Az impedancia védelmére használják a generátorok
• A generátorok és az adagolók szinkronizálásakor használják.
• Védelmi feszültség transzformátorként használják

GYIK

1). Mi a potenciális transzformátor?

A potenciális transzformátorokat feszültséglépcsős transzformátorként vagy feszültségváltóként vagy műszertranszformátorként is ismerjük, amelyekben az áramkör feszültségét mérésre alacsonyabb feszültségre csökkentik.

2). Milyen típusú transzformátorok vannak?

Kapacitív potenciál transzformátorok és elektromágneses potenciál transzformátorok

3). Melyek a hibák a potenciális transzformátorokban?

Arányhibák, feszültséghibák, fázisszöghibák

4). Mi a célja egy potenciális transzformátornak?

A méréshez szükséges áramkör magasabb feszültségének alacsonyabbra csökkentése.

5.) Milyen egyéb lehetséges transzformátorok vannak?

Lépcsős transzformátor vagy műszer transzformátor

Ezért a potenciális transzformátorok működését, felépítését, hibáit és alkalmazását a fentiekben tárgyaltuk. A potenciális transzformátor célja a nagyfeszültség átalakítása alacsony feszültséggé. Itt van egy kérdés az Ön számára: 'milyen előnyei és hátrányai vannak a potenciális transzformátoroknak?'