Transformátory jsou elektromagnetická pasivní zařízení, která fungují na principu elektromagnetická indukce , který přenáší elektrickou energii z jednoho obvodu do druhého obvodu magneticky. Skládá se ze dvou cívek, jedna je primární a druhá je sekundární. Oba vinutí (cívky) jsou navzájem magneticky spojeny bez magnetického jádra a elektricky odděleny. Transformátor přenáší elektrickou energii (napětí / proud) z jednoho vinutí na druhé vinutí (cívka) pomocí vzájemné indukce. Během transformace energie nedochází ke změně frekvence. Transformátory jsou rozděleny do dvou typů založených na konstrukci jádra, jako jsou transformátory typu jádra a transformátory typu pláště. Na základě převodu napěťové hladiny a výhry se jedná o zesilovací transformátory a zesilovací transformátory. V střídavých obvodech se používají různé typy transformátorů, jako jsou výkonové transformátory, potenciální transformátory, třífázové transformátory a autotransformátory.
Co je potenciální transformátor?
Definice: Potenciál transformátory jsou také známé jako transformátory snižující napětí nebo transformátory napětí nebo přístrojový transformátor , ve kterém je napětí obvodu sníženo na nižší napětí pro měření. Elektromagnetické zařízení používané k transformaci vyššího napětí obvodu na nižší napětí se nazývá potenciální transformátor. Výstup nízkonapěťového obvodu lze měřit prostřednictvím voltmetry nebo wattmetry. Jsou schopny zvyšovat nebo snižovat napěťové úrovně obvodu bez změny jeho frekvence a vinutí. Princip fungování, konstrukce transformátoru potenciálu je podobná výkonovému transformátoru a konvenčnímu transformátoru.
Potenciální transformátor
Schéma zapojení potenciálního transformátoru
Potenciální transformátor se skládá z primárního vinutí s více otáčkami a sekundárního vinutí s menším počtem závitů. Vysoké vstupní střídavé napětí je přiváděno do primárního vinutí (nebo je připojeno k vysokonapěťovému obvodu k měření). Dolní výstupní napětí je snímáno přes sekundární vinutí pomocí voltmetru. Obě vinutí jsou navzájem magneticky spojena bez jakéhokoli vzájemného spojení.
Konstrukce potenciálního transformátoru
Schéma zapojení potenciálního transformátoru
Potenciální transformátory jsou konstruovány s vysokou kvalitou, aby fungovaly při nízké hustotě toku, nízkém magnetickém proudu a minimálním zatížení. Ve srovnání s konvenčním transformátorem používá velké vodiče a železné jádro. Může být navržen ve formě typu jádra a typu skořepiny, aby byla zajištěna nejvyšší přesnost. Obvykle se upřednostňují transformátory potenciálu jádrového typu k transformaci vysokého napětí na nižší napětí.
Využívá koaxiální vinutí ke snížení únikové reaktance. Vzhledem k tomu, že transformátory potenciálu jsou provozovány při vysokém napětí, je vysokonapěťové primární vinutí rozděleno na malé sekce, vinutí / cívky, aby se snížily náklady na izolaci a poškození. Fázový posun mezi vstupním napětím a výstupním napětím by měl být pečlivě sledován, aby se udržovalo nižší napětí změnou zátěže. Vinutí pokryté vanish cambric a bavlněnou páskou ke snížení izolačních nákladů.
K oddělení cívek se používají odlučovače tvrdých vláken. Pouzdra naplněná olejem se používají k připojení transformátorů vysokého napětí (nad 7 KV) k hlavním vedením. Primární vinutí transformátoru potenciálu má velký počet závitů, zatímco sekundární vinutí má méně závitů. Multimetr nebo voltmetr se používá k měření nižšího výstupního napětí.
Potenciální transformátor pracuje
Potenciální transformátor připojený k výkonovému obvodu, jehož napětí by mělo být měřeno, je připojen mezi fází a zemí. To znamená, že primární vinutí transformátoru potenciálu je připojeno k vysokonapěťovému obvodu a sekundární vinutí transformátoru je připojeno k voltmetru. Díky vzájemné indukci jsou obě vinutí navzájem magneticky spojena a fungují na principu elektromagnetické indukce.
Snížené napětí se měří na sekundárním vinutí vzhledem k napětí na primárním vinutí pomocí multimetru nebo voltmetru. Vzhledem k vysoké impedanci v transformátoru potenciálu protéká malý proud sekundárním vinutím a pracuje podobně jako běžný transformátor bez nebo s malým zatížením. Proto tyto typy transformátorů fungovaly při napěťovém rozsahu 50 až 200 VA.
Podle konvenčního transformátoru je transformační poměr
V2 = N1 / N2
„V1“ = napětí primárního vinutí
„V2“ = napětí sekundárního vinutí
„N1“ = počet závitů v primárním vinutí
„N2“ = počet závitů v sekundárním vinutí
Vysoké napětí obvodu lze určit pomocí výše uvedené rovnice.
Typy transformátorů napětí nebo potenciálu
Na základě funkce transformátoru potenciálu existují dva typy,
- Měřící transformátory napětí
- Ochranné transformátory napětí
Jsou k dispozici v jedno- nebo třífázovém provedení a pracují s nejvyšší přesností. Používají se k ovládání a ovládání měřicích zařízení, relé a dalších zařízení. Na základě stavby existují
Transformátory elektromagnetického potenciálu
Jsou podobné primárnímu transformátoru.l, kde je primární a sekundární vinutí navinuto na magnetickém jádře. Funguje na napětí nad nebo pod 130 KV. Primární vinutí je připojeno k fázi a sekundární vinutí je připojeno k zemi. Používají se v měřicích, reléových a vysokonapěťových obvodech.
Kapacitní potenciálové transformátory
Tito jsou také známí jako kapacitní děliče potenciálu nebo transformátory kapacitního potenciálu typu spojky nebo pouzdra. Série kondenzátory jsou připojeny k primárnímu vinutí nebo sekundárnímu vinutí. Měří se výstupní napětí na sekundárním vinutí. Používá se pro účely komunikace s nosičem elektrického vedení a je nákladnější.
transformátor kapacitního potenciálu
Chyby v potenciálních transformátorech
V primárním transformátoru je výstupní napětí v sekundárním vinutí přesně úměrné napětí na sekundárním transformátoru. V potenciálních transformátorech klesá napětí v důsledku reaktance a odporu v primárním a sekundárním a také účiníku na sekundárních příčinách fázového posunu chyby a chyby napětí.
fázorový diagram
Výše uvedený fázorový diagram vysvětluje chyby v potenciálních transformátorech.
„Je“ - sekundární proud
„Es“ - indukovaný emf v sekundárním vinutí
„Vs“ - koncové napětí sekundárního vinutí
„Rs“ - odpor vinutí sekundárního
„Xs“ - vinutí reaktance sekundárního
„Ip“ - primární proud
„Ep“ - indukovaný emf primárního vinutí
„Vp“ - koncové napětí primárního vinutí
'Rp' - vinutí odpor primárního vinutí
„Xp“ - reaktance vinutí primárního vinutí
„Kt“ - poměr otáček
„Io“ - budicí proud
„Im“ - magnetizační proud Io
„Iw“ - složka ztráty jádra Io
„Φm“ - magnetický tok
„Β“ - chyba fázového úhlu
Indukované EMF primárního napětí je odečtením poklesu odporu a reaktance (IpXp, IpRp) od napětí primárního Vp. Pokles napětí v důsledku reaktance a odporu primárního vinutí.
EMF indukovaný v primárním je transformován na sekundární vzájemnou indukcí a vytváří indukovaný EMF v sekundárním Es. Výstupní napětí na sekundárním vinutí v důsledku poklesu emf o odpor a reaktanci je Vs. Výstupní napětí na sekundárním obvodu se získá odečtením poklesu reaktance a odporu (IsXs, IsRs) od indukovaného EMF v sekundárním Es.
Vezměme si hlavní tok jako referenci. Proud v primárním Ip se získá z vektorového součtu budicího proudu Io a reverzního sekundárního proudu Is, který se vynásobí 1 / Kt. Vp je aplikované primární napětí potenciálního transformátoru.
Ip = (Io + Is) / Kt
Chyba poměru
Pokud se normální poměr potenciálního transformátoru liší od skutečného poměru potenciálního transformátoru kvůli poklesu odporu a reaktance, dojde k chybě poměru.
Chyba napětí
Pokud existuje rozdíl mezi ideálním napětím a skutečným napětím, dojde k chybě napětí. Procento chyby napětí je
[(Vp - Kt Vs) / Vp] x 100
Chyba fázového úhlu
Pokud existuje rozdíl mezi fázovým úhlem mezi primárním napětím „Vp“ a reverzním sekundárním napětím, dojde k chybě fázového úhlu.
Příčiny chyb
Díky vnitřní impedanci klesá napětí v primárním obvodu a je transformováno úměrně jeho poměru otáček a sekundárnímu vinutí. Totéž se děje i v sekundárním vinutí.
Snižování chyb
Chyby potenciálních transformátorů lze omezit nebo jim předcházet zlepšením přesnosti při navrhování, velikostí reaktance a odporu primárního a sekundárního vinutí a minimální magnetizací jádra.
Aplikace potenciálních transformátorů
Aplikace jsou
- Používá se v reléových a měřicích obvodech
- Použití v komunikačních obvodech nosiče elektrického vedení
- Používá se v ochranných systémech elektricky
- Používá se k ochraně podavačů
- Používá se k ochraně impedance v generátory
- Používá se při synchronizaci generátorů a podavačů.
- Používá se jako transformátory ochranného napětí
Časté dotazy
1). Jaký je potenciální transformátor?
Potenciální transformátory jsou také známé jako transformátory snižující napětí nebo transformátory napětí nebo přístrojové transformátory, ve kterých je napětí obvodu pro měření sníženo na nižší napětí.
2). Jaké jsou typy transformátoru potenciálu?
Kapacitní transformátory potenciálu a transformátory elektromagnetického potenciálu
3). Jaké jsou chyby v potenciálních transformátorech?
Poměrové chyby, chyby napětí, chyby fázového úhlu
4). Jaký je účel potenciálního transformátoru?
Snížení vyššího napětí na nižší napětí výkonového obvodu pro měření.
5). Jaké jsou další formy potenciálních transformátorů?
Sestupný transformátor nebo Přístrojový transformátor
Proto jsou práce, konstrukce, chyby a aplikace potenciálních transformátorů diskutovány výše. Účelem potenciálního transformátoru je přeměna vysokého napětí na nízké napětí. Zde je otázka, „jaké jsou výhody a nevýhody potenciálních transformátorů?“
