Uvod
Tokovni transformatorji (CT) in napetostni transformatorji (VT), imenovani tudi potencialni transformatorji (PT), so pomembne komponente v elektroenergetskih sistemih. Oba sta merilna transformatorja, kar pomeni, da pretvarjata električne količine v varnejše, merljive vrednosti za števce, nadzorno opremo, zaščitne releje in krmilne sisteme.
Čeprav imata podoben namen, sta tokovni in napetostni transformator zasnovana za merjenje različnih električnih veličin. CT meri tok, medtem ko VT meri napetost. Razumevanje razlike med njima je bistveno pri izbiri transformatorjev za distribucijo električne energije, merjenje električne energije, stikalne naprave in zaščitne aplikacije.
Kaj je tokovni transformator?
Tokovni transformator je merilni transformator, zasnovan za zmanjšanje visokega primarnega toka na nižji sekundarni tok, ki ga je mogoče varno izmeriti z električnimi števci ali uporabiti v zaščitnih napravah.
Na primer, CT ima lahko razmerje 400/5A. To pomeni, da ko je primarni tok 400 A, je sekundarni tok približno 5 A pri nazivnih delovnih pogojih.
Tokovni transformator je običajno zaporedno povezan z električnim vodnikom, po katerem teče merjeni tok. Njegova primarna stran prenaša sistemski tok, medtem ko sekundarna stran dovaja zmanjšan tok za merilno ali zaščitno opremo.
CT se pogosto uporabljajo v:
* Merjenje energije
* Ampermetrski sistemi
* Nadzor moči
* Zaščitni releji
* Stikalne naprave
* Industrijska električna oprema
* Sistemi za distribucijo električne energije
Ena od pomembnih varnostnih značilnosti CT je, da njegovega sekundarnega tokokroga ne smete pustiti odprtega, medtem ko tok teče skozi primarni. Odprt sekundar CT lahko povzroči nevarno visoko napetost.
Kaj je napetostni transformator?
Napetostni transformator je zasnovan za znižanje visoke sistemske napetosti na nižjo, standardizirano napetost, primerno za merjenje, nadzor in zaščito.
Na primer, VT lahko pretvori visoko primarno napetost v sekundarno napetost 100 V ali drugo določeno vrednost. To omogoča, da števci in zaščitni releji delujejo z veliko nižjo napetostjo od dejanske sistemske napetosti.
Za razliko od CT je napetostni transformator priključen vzporedno z električnim sistemom in ne zaporedno.
Napetostni transformatorji se običajno uporabljajo za:
* Merjenje napetosti
* Merjenje energije
* Zaščitni sistemi
* Nadzor kakovosti električne energije
* Električni nadzorni sistemi
* Stikalne naprave
* Visoko{0}}napetostni in srednje{1}}napetostni sistemi
Ključna razlika med CT in VT
Najenostavnejši način za razumevanje razlike je, da CT transformira tok, medtem ko VT transformira napetost.
- Funkcija Tokovni transformator Napetostni transformator
- Glavna meritev Tokovna napetost
- Vzporedna povezava
- Primarna količina Visok tok Visoka napetost
- Sekundarna količina Nizek tok Nizka napetost
- Običajni sekundarni 1 A ali 5 A Običajno okoli 100 V ali določena vrednost
- Glavne aplikacije Merjenje toka in zaščita Merjenje in zaščita napetosti
- Glavni varnostni pomislek Sekundarni odprt tokokrog Sekundarni kratek stik/nadtok
Natančne vrednosti in načini povezovanja so odvisni od zasnove transformatorja in električnega sistema.
Razlika v principu delovanja
Tako CT kot VT delujeta v skladu z elektromagnetno indukcijo, vendar sta njihova zasnova in predvideni pogoji delovanja različni.
CT je zasnovan tako, da primarni tok proizvaja magnetni tok v svojem jedru, ki inducira sorazmeren sekundarni tok. CT torej zagotavlja električno izolirano in zmanjšano predstavitev primarnega toka.
VT deluje bolj kot običajen transformator. Primarno navitje je povezano prek sistemske napetosti, elektromagnetna indukcija pa proizvede sorazmerno sekundarno napetost.
Transformatorsko razmerje določa razmerje med primarnimi in sekundarnimi količinami.
Razlika v povezavi
Povezava je še ena pomembna razlika.
CT je običajno zaporedno povezan z vodnikom. Tok, ki teče skozi primarni vodnik, poteka tudi skozi primarni krog CT.
VT je priključen prek vira napetosti ali električnega tokokroga. Zato deluje vzporedno s sistemom.
Ta razlika je pomembna med namestitvijo. Nepravilna povezava lahko povzroči netočne meritve, poškodbe opreme ali nevarne pogoje delovanja.
Razlika v aplikacijah
CT-ji so še posebej pomembni, kadar je sistemski tok previsok, da bi lahko merilni instrument ali rele neposredno priključili.
Na primer, industrijski distribucijski sistem lahko nosi na stotine ali tisoče amperov. Merilnika običajno ni mogoče priključiti neposredno na tokokrog s tako visokim -tokom. CT lahko pretvori tok v nižji sekundarni tok, primeren za merilnik.
VI in PT se uporabljajo, ko je sistemska napetost previsoka za neposredno priključitev merilne opreme. VT zmanjša napetost na varnejšo in standardizirano merilno raven.
V mnogih stikalnih sistemih so CT in VT nameščeni skupaj. CT zagotavlja trenutne informacije, medtem ko VT zagotavlja informacije o napetosti. Zaščitni releji lahko uporabijo oba signala za določanje sistemskih pogojev in zaznavanje nenormalnih delovnih pogojev.
CT in VT pri merjenju energije
Oba transformatorja se lahko uporabljata za merjenje električne energije.
CT posreduje informacije o toku merilniku energije, medtem ko VT podaja informacije o napetosti. Merilnik lahko te signale uporabi za izračun električnih parametrov, kot sta moč in energija.
V tri{0}}faznem-napetostnem sistemu so morda potrebni tako CT kot VT, ker sta dejanski sistemski tok in napetost previsoka za neposredno povezavo s standardno merilno opremo.
Razred točnosti transformatorja je pri teh aplikacijah pomemben, ker lahko napake transformatorja vplivajo na natančnost končne meritve.
CT in VT v zaščitnih sistemih
CT in VT imajo tudi pomembno vlogo pri električni zaščiti.
Zaščitni releji potrebujejo podatke o sistemskem toku in napetosti, da prepoznajo nenormalne pogoje. CT zagotavljajo tokovne signale, VT pa napetostne signale.
Na primer, previsok tok lahko pomeni preobremenitev ali kratek-stik. Informacije o napetosti lahko pomagajo zaščitni opremi prepoznati prenizko napetost, prenapetost ali druga nenormalna stanja sistema.
Transformator, izbran za zaščito, mora imeti specifikacije, primerne za predvideni rele in sistemske zahteve.
Kako izbrati med CT in VT
Izbira je odvisna predvsem od tega, katero električno količino je treba izmeriti.
Izberite tokovni transformator, ko potrebujete:
* Izmerite visok električni tok
* Zagotovite tokovni vhod v merilnik
* Dobava tokovnih signalov zaščitnemu releju
* Spremljajte industrijske obremenitve
* Merjenje toka v stikalnih ali distribucijskih sistemih
Izberite napetostni transformator, ko potrebujete:
* Izmerite visoko sistemsko napetost
* Zagotovite vhod napetosti v merilnik
* Napajalne napetostne signale zaščitni opremi
* Nadzorujte srednje{0}} ali visoko-napetostne sisteme
* Izolirajte merilno opremo pred visoko sistemsko napetostjo
V nekaterih aplikacijah sta potrebni obe vrsti.
Zaključek
Glavna razlika med tokovnim transformatorjem in napetostnim transformatorjem je električna količina, ki jo transformirajo. CT zmanjša visok tok na nižji sekundarni tok, medtem ko VT zmanjša visoko napetost na nižjo sekundarno napetost.
CT-ji so običajno zaporedno povezani in se pogosto uporabljajo za merjenje toka in zaščito. VT so povezani vzporedno in se uporabljajo predvsem za merjenje napetosti in zaščito.
Za distribucijo električne energije, stikalne naprave, industrijsko opremo in merjenje energije izbira pravilnega merilnega transformatorja zahteva skrbno upoštevanje sistemske napetosti, toka, razmerja, natančnosti, obremenitve, zahtev glede izolacije in povezane opreme. Vedno upoštevajte proizvajalčeva navodila za namestitev in veljavne električne varnostne zahteve.