Transformátory sú elektromagnetické pasívne zariadenia, ktoré fungujú na princípe elektromagnetická indukcia , ktorý prenáša elektrickú energiu z jedného obvodu do druhého obvodu magneticky. Skladá sa z dvoch cievok, jedna je primárna a druhá je sekundárna cievka. Obaja vinutia (cievky) sú navzájom magneticky spojené bez magnetického jadra a elektricky oddelené. Transformátor prenáša elektrickú energiu (napätie / prúd) z jedného vinutia na druhé vinutie (cievka) pomocou vzájomnej indukcie. Počas premeny energie nedochádza k nijakej zmene frekvencie. Transformátory sú klasifikované do dvoch typov na základe konštrukcie jadra, ako sú transformátory základného typu a transformátory škrupinového typu. Na základe premeny napäťovej úrovne a výhier sú to zosilňovače a zosilňovače. V striedavých obvodoch sa používajú rôzne typy transformátorov, napríklad výkonové transformátory, potenciálny transformátor, trojfázový transformátor a autotransformátor.
Čo je potenciálny transformátor?
Definícia: Potenciál transformátory sú tiež známe ako transformátory znižujúce napätie alebo transformátory napätia alebo prístrojový transformátor , v ktorom je napätie obvodu znížené na nižšie napätie na meranie. Elektromagnetické zariadenie používané na transformáciu vyššieho napätia obvodu na nižšie napätie sa nazýva potenciálny transformátor. Výstup obvodu nízkeho napätia je možné merať prostredníctvom voltmetre alebo wattmetre. Sú schopné zvyšovať alebo znižovať napäťové úrovne obvodu bez zmeny jeho frekvencie a vinutí. Princíp práce, konštrukcia potenciálového transformátora je podobná ako silový transformátor a konvenčný transformátor.
Potenciálny transformátor
Schéma zapojenia potenciálneho transformátora
Potenciálny transformátor pozostáva z primárneho vinutia s väčším počtom závitov a sekundárneho vinutia s menším počtom závitov. Vysoké vstupné striedavé napätie je dané do primárneho vinutia (alebo je pripojené k vysokonapäťovému obvodu na meranie). Dolné výstupné napätie sa sníma cez sekundárne vinutie pomocou voltmetra. Dve vinutia sú navzájom magneticky spojené bez vzájomného spojenia.
Konštrukcia potenciálneho transformátora
Schéma zapojenia potenciálneho transformátora
Potenciálne transformátory sú konštruované s vysokou kvalitou, aby fungovali pri nízkej hustote toku, malom magnetickom prúde a minimálnom zaťažení. V porovnaní s konvenčným transformátorom používa veľké vodiče a železné jadro. Môže byť navrhnutý vo forme jadra a plášťa, aby sa zabezpečila najvyššia presnosť. Zvyčajne sa na transformáciu vysokého napätia na nižšie napätie uprednostňujú potenciálne transformátory typu jadra.
Používa súosové vinutia na zníženie únikovej reaktancie. Pretože transformátory potenciálu sú prevádzkované pri vysokom napätí, je vysokonapäťové primárne vinutie rozdelené na malé sekcie závitov / cievok, aby sa znížili náklady na izoláciu a poškodenie. Fázový posun medzi vstupným a výstupným napätím by sa mal starostlivo monitorovať, aby sa udržalo nižšie napätie zmenou záťaže. Vinutia pokryté vanilkovou kambrou a bavlnenou páskou znižujú náklady na izoláciu.
Na oddeľovanie cievok sa používajú oddeľovače tvrdých vlákien. Na pripojenie vysokonapäťových transformátorov potenciálu vysokého napätia (nad 7 KV) k hlavným vedeniam sa používajú olejové priechodky. Primárne vinutie potenciálového transformátora má veľký počet závitov, zatiaľ čo sekundárne vinutie má menej závitov. Multimetr alebo voltmeter sa používa na meranie spodného výstupného napätia.
Potenciálny transformátor pracuje
Potenciálny transformátor pripojený k výkonovému obvodu, ktorého napätie by sa malo merať, je pripojený medzi fázu a zem. To znamená, že primárne vinutie potenciálneho transformátora je pripojené k vysokonapäťovému obvodu a sekundárne vinutie transformátora je pripojené k voltmetru. Vďaka vzájomnej indukcii sú obe vinutia navzájom magneticky spojené a fungujú na princípe elektromagnetickej indukcie.
Znížené napätie sa meria na sekundárnom vinutí vzhľadom na napätie na primárnom vinutí pomocou multimetra alebo voltmetra. Kvôli vysokej impedancii v transformátore potenciálu preteká malý prúd sekundárnym vinutím a pracuje podobne ako bežný transformátor bez alebo s malým zaťažením. Preto tieto typy transformátorov pracovali pri napäťovom rozsahu 50 až 200 VA.
Podľa konvenčného transformátora je transformačný pomer
V2 = N1 / N2
„V1“ = napätie primárneho vinutia
„V2“ = napätie sekundárneho vinutia
„N1“ = počet závitov v primárnom vinutí
„N2“ = počet závitov v sekundárnom vinutí
Vysoké napätie obvodu je možné určiť pomocou vyššie uvedenej rovnice.
Typy transformátorov napätia alebo potenciálu
Na základe funkcie transformátora potenciálu existujú dva typy,
- Meracie transformátory napätia
- Ochranné transformátory napätia
Sú k dispozícii v jedno- alebo trojfázovom prevedení a pracujú s najvyššou presnosťou. Používajú sa na obsluhu a riadenie meracích prístrojov, relé a iných prístrojov. Na základe stavby existujú
Transformátory elektromagnetického potenciálu
Sú podobné primárnemu transformátoru.l, kde je primárne a sekundárne vinutie navinuté na magnetickom jadre. Funguje na napätie nad alebo pod 130 KV. Primárne vinutie je pripojené k fáze a sekundárne vinutie je pripojené k zemi. Používajú sa v meracích, reléových a vysokonapäťových obvodoch.
Kapacitné potenciálové transformátory
Tieto transformátory sú tiež známe ako kapacitné rozdeľovače potenciálu alebo transformátory kapacitného potenciálu typu spojky alebo puzdra. Séria kondenzátory sú spojené s primárnym vinutím alebo sekundárnym vinutím. Meria sa výstupné napätie na sekundárnom vinutí. Používa sa na účely komunikácie s nosným vedením a je nákladnejšia.
transformátor kapacitného potenciálu
Chyby v potenciálnych transformátoroch
V primárnom transformátore je výstupné napätie v sekundárnom vinutí presne úmerné napätiu na sekundárnom transformátore. V potenciálnych transformátoroch klesá napätie v dôsledku reaktancie a odporu v primárnom a sekundárnom a tiež účinníka na sekundárnych zdrojoch fázový posun chyby a chyby napätia.
fázorový diagram
Vyššie uvedený fázorový diagram vysvetľuje chyby v potenciálnych transformátoroch.
„Je“ - sekundárny prúd
„Es“ - indukovaný emf v sekundárnom vinutí
„Vs“ - koncové napätie sekundárneho vinutia
„Rs“ - odpor vinutia sekundárneho
„Xs“ - reaktancia vinutia sekundárneho
‘Ip’ - primárny prúd
„Ep“ - indukovaný emf primárneho vinutia
„Vp“ - koncové napätie primárneho vinutia
„Rp“ - vinutie odpor primárneho vinutia
„Xp“ - reaktancia vinutia primárneho vinutia
„Kt“ - pomer otáčok
„Io“ - budiaci prúd
„Im“ - magnetizačný prúd Io
„Iw“ - zložka jadrovej straty Io
„Φm“ - magnetický tok
„Β“ - chyba fázového uhla
Indukované primárne napätie EMF je odpočítaním poklesu odporu a reaktancie (IpXp, IpRp) od napätia primárneho Vp. Napätie klesá v dôsledku reaktancie a odporu primárneho vinutia.
EMF indukovaný v primárnom je vzájomnou indukciou transformovaný na sekundárny a vytvára indukovaný EMF v sekundárnom Es. Výstupné napätie na sekundárnom vinutí v dôsledku poklesu emf o odpor a reaktanciu je vs. Výstupné napätie na sekundárnom obvode sa získa odčítaním poklesu reaktancie a odporu (IsXs, IsRs) od indukovaného EMF v sekundárnom Es.
Zoberme si hlavný tok ako referenciu. Prúd v primárnom Ip sa získa z vektorového súčtu budiaceho prúdu Io a reverzného sekundárneho prúdu Is, ktorý sa vynásobí 1 / Kt. Vp je aplikované primárne napätie potenciálneho transformátora.
Ip = (Io + Is) / Kt
Chyba pomeru
Ak sa normálny pomer potenciálneho transformátora líši od skutočného pomeru potenciálneho transformátora z dôvodu poklesu odporu a reaktancie, dôjde k chybe pomeru.
Chyba napätia
Ak existuje rozdiel medzi ideálnym napätím a skutočným napätím, dôjde k chybe napätia. Percento chyby napätia je
[(Vp - Kt Vs) / Vp] x 100
Chyba fázového uhla
Ak existuje rozdiel medzi fázovým uhlom medzi primárnym napätím „Vp“ a reverzným sekundárnym napätím, dôjde k chybe fázového uhla.
Príčiny chýb
Vďaka vnútornej impedancii klesá napätie v primárnom obvode a transformuje sa úmerne jeho pomeru závitov a sekundárnemu vinutiu. To isté sa deje aj v sekundárnom vinutí.
Redukcia chýb
Chyby potenciálnych transformátorov možno znížiť alebo im zabrániť zvýšením presnosti projektovania, veľkosti reaktancie a odporu primárneho a sekundárneho vinutia a minimálnej magnetizácie jadra.
Aplikácie potenciálnych transformátorov
Aplikácie sú
- Používa sa v reléových a meracích obvodoch
- Použitie v komunikačných obvodoch nosiča elektrického vedenia
- Používa sa v ochranných systémoch elektricky
- Používa sa na ochranu podávačov
- Používa sa na ochranu impedancie v generátory
- Používa sa pri synchronizácii generátorov a podávačov.
- Používa sa ako transformátory ochranného napätia
Časté otázky
1). Aký je potenciálny transformátor?
Potenciálne transformátory sú tiež známe ako transformátory znižujúce napätie alebo transformátory napätia alebo prístrojové transformátory, v ktorých je napätie obvodu na meranie znížené na nižšie napätie.
2). Aké sú typy transformátora potenciálu?
Kapacitné transformátory potenciálu a transformátory elektromagnetického potenciálu
3). Aké sú chyby v potenciálnych transformátoroch?
Pomerové chyby, chyby napätia, chyby fázového uhla
4). Aký je účel potenciálneho transformátora?
Na zníženie vyššieho napätia na nižšie napätie výkonového obvodu na meranie.
5). Aké sú ďalšie formy potenciálnych transformátorov?
Zostupný transformátor alebo prístrojový transformátor
Preto je práca, konštrukcia, chyby a aplikácie potenciálnych transformátorov diskutované vyššie. Účelom transformátora potenciálu je prevádzať vysoké napätie na nízke napätie. Je tu pre vás otázka, „aké sú výhody a nevýhody potenciálnych transformátorov?“
