Zariadenie pomenované ako transformátor by mala mať najlepšiu povesť rozhodujúceho a zásadného rozvoja v priemyselnom a elektrotechnickom priemysle. Elektrický transformátor poskytuje mnoho výhod a je možné ich použiť na rôzne aplikácie v rôznych doménach. A jediný typ, ktorý sa vyvinul z transformátora, je „kapacitný transformátor napätia“. Tento druh transformátora má viac ako 3 desaťročia histórie vývoja. Aj keď toto zariadenie ponúka veľa výhod, pri vykonávaní harmonických výpočtov existuje len málo predpisov. Dajte nám teda podrobne vedieť, prečo sa to deje, a získajte vedomosti o princípe fungovania CVT, testovacom prístupe, aplikáciách a výhodách.
Čo je kapacitný transformátor napätia?
Podobne ako v potenciálny transformátor , toto je tiež kapacitný transformátor napätia s postupným znižovaním, kde má schopnosť prevádzať vysoké napätie na nízku úroveň. Tieto transformátory tiež transformujú úroveň prenosu napätia na normalizované minimálne úrovne a na jednoducho kvantifikovateľné hodnoty, ak sú tieto implementované z dôvodu bezpečnosti, merania a regulácie systémov vysokého napätia.
Všeobecne v prípade vysokonapäťových systémov nie je možné vypočítať hodnoty sieťového prúdu alebo napätia. Na implementáciu je teda potrebný prístrojový typ transformátorov, ako sú transformátory potenciálu alebo prúdu. Zatiaľ čo v prípade zvýšeného vedenia vysokého napätia budú náklady na potenciálny transformátor väčšie v dôsledku inštalácie.
Aby sa znížili náklady na inštaláciu, namiesto transformátora normálneho napätia sa používajú transformátory typu CVT. Od rozsahu 73 kV a viac môžu byť tieto kapacitné napäťové transformátory použité v požadovaných aplikáciách.
Čo je potrebné na CVT?
Nad rozsahom 100 kV a zvýšenými úrovňami napätia bude existovať požiadavka na špičkový izolovaný transformátor. Cena izolovaných transformátorov je však extrémne vysoká a nemusí sa zvoliť pre každú aplikáciu. S cieľom znížiť cenu sa namiesto izolovaných transformátorov používajú transformátory potenciálu. Cena CVT je nižšia, ale výkon je nízky v porovnaní s izolovanými transformátormi.
Pracovanie kapacitného transformátora napätia
Zariadenie sa skladá hlavne z troch častí a to sú:
- Indukčný prvok
- Pomocný transformátor
- Rozdeľovač potenciálu
Nasledujúca schéma zapojenia jasne vysvetľuje princíp fungovania kapacitného transformátora napätia .
Obvod kapacitného transformátora napätia
Rozdeľovač potenciálu je prevádzkovaný spolu s ďalšími dvoma časťami, ktorými sú indukčný prvok a pomocný transformátor. Rozdeľovač potenciálu funguje tak, že minimalizuje signály zvýšeného napätia na signály nízkeho napätia. Úroveň napätia, ktorá sa prijíma na výstupe CVT, sa viac znižuje podporou pomocného transformátora.
Rozdeľovač potenciálu je umiestnený medzi vedením, kde sa má regulovať alebo počítať úroveň napätia. Zvážte, že C1 a C2 sú kondenzátory, ktoré sú umiestnené medzi prenosovými vedeniami. Výstup z deliča potenciálu sa privádza ako vstup do pomocného transformátora.
Hodnoty kapacity kondenzátora, ktoré sú umiestnené v blízkosti úrovne zeme, sú väčšie v porovnaní s hodnotami kapacity kondenzátorov, ktoré sú blízko prenosových vedení. Vysoká hodnota kapacít naznačuje, že elektrický odpor deliča potenciálu je menší. Signály minimálnej hodnoty napätia sa teda pohybujú smerom k pomocnému transformátoru. Potom AT opäť zníži hodnotu napätia.
A N1 a N2 sú závitmi primárneho a sekundárneho vinutia transformátora. Merač, ktorý sa používa na výpočet hodnoty nízkeho napätia, je odporový, takže delič potenciálu drží kapacitné správanie. Z tohto dôvodu dochádza k fázovému posuvu, ktorý má vplyv na výkon. Aby sa tento problém vylúčil, musí byť pomocný transformátor aj indukčnosť zapojené do série. Indukčnosť je súčasťou úniku tok ktorá je prítomná v pomocnom zariadení AT a indukčnosť „L“ je znázornená ako
L = [1 / (ωdva(C1 + C2))]
Túto hodnotu indukčnosti je možné upraviť a kompenzuje pokles napätia, ku ktorému dochádza v transformátore v dôsledku poklesu aktuálnej hodnoty z deliacej časti. Zatiaľ čo v reálnych situáciách nie je pravdepodobné, že k tejto kompenzácii dôjde v dôsledku indukčných strát. Pomer napäťovej zákruty transformátora je zobrazený ako
V0 / V1 = [C2 / C2 + C1] x N2 / N1
Pretože C1> C2, potom bude hodnota C1 / (C1 + C2) znížená. To ukazuje, že hodnota napätia bude klesať.
To je kapacitný transformátor napätia pracuje .
Fázorový diagram CVT
Ak chcete vedieť o fázorový diagram kapacitného transformátora napätia , musí byť uvedený ekvivalentný obvod prístroja. S vyššie uvedenou schémou zapojenia je možné ekvivalentný obvod nakresliť takto:
Medzi merač a C2 je umiestnený vyhovujúci transformátor. Podiel transformátora
n sa vyberá v závislosti od ekonomických základov. Hodnota menovitého napätia vysokého napätia môže byť v rozmedzí 10 - 30 kV, zatiaľ čo hodnota vinutia nízkeho napätia v rozmedzí 100 - 500 V. Úroveň ladiacej tlmivky „L“ sa volí tak, aby ekvivalentný obvod kapacitného transformátora napätia bol úplne odporový alebo zvolený na prevádzku v stave úplnej rezonancie. Obvod sa uvedie do rezonančného stavu iba vtedy, keď
ω (L + Lt) = [1 / (C1 + C2)]
„L“ tu predstavuje hodnotu indukčnosti tlmivky a „Lt“ zodpovedá ekvivalentu transformátora indukčnosť uvedené v časti vysokého napätia.
Fázorový diagram kapacitného transformátora napätia, keď je prevádzkovaný v rezonančnom stave, je zobrazený nižšie.
Tu možno ignorovať hodnotu reaktancie „Xm“ merača a považovať ju za odporovú záťaž „Rm“, keď má záťaž spojenie s delič napätia . Hodnota napätia na transformátore potenciálu je daná vzťahovou značkou
V.dva= Im.Rm
Zatiaľ čo napätie na kondenzátore je dané
V.c2= Vdva+ Im (Re + j. Xe)
Uvažovaním V1 ako referencie fázora sa nakreslí fázorový diagram. Z fázorového diagramu je možné pozorovať, že reaktancia aj odpor nie sú jednotlivo reprezentované a sú reprezentované spolu s reaktanciou „Xi“ a odporom „Ri“ ladiaceho indikátora „L“.
Potom je pomer napätia
A = V1 / V2 = (Vc1+ VRI+ Vdva) / Vdva
Ignorovaním poklesu reaktancie ImXe je potom pokles napätia na indikátore ladenia a odporu transformátora daný VRI. Napätie merača a vstupné napätie budú navzájom vo fáze.
CVT V / S PT
Táto časť popisuje rozdiel medzi kapacitným transformátorom napätia a potenciálnym transformátorom .
| Kapacitný transformátor napätia | Potenciálny transformátor |
| Toto zariadenie sa skladá zo skupiny kondenzátorov pripojených niekoľkými spôsobmi. Napätie na kondenzátore sa používa na výpočet napätia zariadenia. Pomáha dokonca aj účelu komunikácie nosiča elektrického vedenia. | Toto spadá pod klasifikáciu indukčného krokového transformátora. Toto zariadenie sa používa na výpočet napätia aj ochrany. |
| Používa sa to hlavne na meranie zvýšených úrovní napätia viac ako 230 KV | Nie sú určené na meranie vysokých hodnôt napätia. Môžu počítať až do rozsahu 12KV |
| Poskytuje výhodu tohto napäťovo deliaceho kondenzátora, kde jeho jednoduchá a ľahšia konštrukcia robí jadro transformátora menším a nie tiež nákladným. | Tu je strata jadra viac a je ekonomickejšia v porovnaní s CVT
|
| Tieto zariadenia možno ľahko vyladiť podľa základnej frekvenčnej linky a kapacita neumožňuje spätný indukčný oheň | Výhodu ladenia neposkytuje potenciálny transformátor. |
Výhody kapacitného transformátora napätia
Niektoré z výhod CVT sú:
- Tieto zariadenia sa dajú použiť ako zosilnené jednotky frekvenčnej väzby
- Zariadenia CVT sú lacnejšie ako potenciálne transformátory.
- Využívajú minimálny priestor
- Jednoduchá konštrukcia
- Úroveň napätia je založená na type použitého kapacitného prvku
Prihlášky CVT
Niekoľko z aplikácie kapacitného transformátora napätia sú:
- Zariadenia CVT majú rozsiahle použitie v prenosových energetických systémoch, kde sa hodnota napätia pohybuje od vysokého po ultravysoký
- Používa sa pri výpočtoch napätia
- Zariadenia na automatickú správu
- Ochranné reléové zariadenia
Toto je teda všetko o koncepcii kapacitného transformátora napätia. Tento článok priniesol podrobný koncept práce s CVT, aplikácií, fázorových diagramov a výhod. Okrem týchto, vedzte o kapacitný transformátor napätia testovanie a vyberte ten, ktorý vyhovuje konkrétnej aplikácii.
