Úvod
Prúdové transformátory (CT) a napäťové transformátory (VT), tiež nazývané potenciálne transformátory (PT), sú dôležitými komponentmi v systémoch elektrickej energie. Oba sú prístrojové transformátory, čo znamená, že transformujú elektrické veličiny na bezpečnejšie, merateľné hodnoty pre merače, monitorovacie zariadenia, ochranné relé a riadiace systémy.
Hoci majú podobné účely, prúdový transformátor a napäťový transformátor sú určené na meranie rôznych elektrických veličín. CT meria prúd, zatiaľ čo VT meria napätie. Pochopenie rozdielu medzi nimi je nevyhnutné pri výbere transformátorov pre distribúciu energie, elektrické meranie, rozvádzače a ochranné aplikácie.
Čo je prúdový transformátor?
Prúdový transformátor je prístrojový transformátor určený na zníženie vysokého primárneho prúdu na nižší sekundárny prúd, ktorý možno bezpečne merať elektromermi alebo použiť ochranné zariadenia.
Napríklad CT môže mať pomer 400/5A. To znamená, že keď je primárny prúd 400 A, sekundárny prúd je približne 5 A pri menovitých prevádzkových podmienkach.
Prúdový transformátor je normálne zapojený do série s elektrickým vodičom, ktorý prenáša meraný prúd. Jeho primárna strana prenáša systémový prúd, zatiaľ čo sekundárna strana dodáva redukovaný prúd meraciemu alebo ochrannému zariadeniu.
CT sa široko používajú v:
* Meranie energie
* Ampérmetrové systémy
* Monitorovanie napájania
* Ochranné relé
* Spínacie zariadenie
* Priemyselné elektrické zariadenia
* Systémy distribúcie energie
Jednou dôležitou bezpečnostnou charakteristikou CT je, že jeho sekundárny okruh by nemal zostať otvorený, kým prúd preteká primárnym obvodom. Otvorený sekundárny CT môže spôsobiť nebezpečné vysoké napätie.
Čo je to napäťový transformátor?
Napäťový transformátor je navrhnutý tak, aby znížil vysoké systémové napätie na nižšie štandardizované napätie vhodné na meranie, monitorovanie a ochranu.
Napríklad VT môže transformovať vysoké primárne napätie na sekundárne napätie 100 V alebo inú špecifikovanú hodnotu. To umožňuje meračom a ochranným relé pracovať s oveľa nižším napätím, ako je skutočné napätie systému.
Na rozdiel od CT je napäťový transformátor zapojený paralelne s elektrickým systémom a nie sériovo.
Napäťové transformátory sa bežne používajú na:
* Meranie napätia
* Meranie energie
* Ochranné systémy
* Monitorovanie kvality energie
* Elektrické riadiace systémy
* Spínacie zariadenie
* Vysoko-a strednonapäťové-systémy
Kľúčový rozdiel medzi CT a VT
Najjednoduchší spôsob, ako pochopiť rozdiel, je, že CT transformuje prúd, zatiaľ čo VT transformuje napätie.
- Prúdový transformátor Napäťový transformátor
- Hlavné meranie Prúdové napätie
- Sériové pripojenie Paralelné
- Primárna veličina Vysoký prúd Vysoké napätie
- Sekundárna veličina Nízky prúd Nízke napätie
- Typický sekundárny 1 A alebo 5 A Bežne okolo 100 V alebo špecifikovaná hodnota
- Hlavné aplikácie Meranie prúdu a ochrana Meranie napätia a ochrana
- Hlavné bezpečnostné obavy Sekundárny otvorený obvod Sekundárny skrat/nadprúd
Presné hodnoty a spôsoby pripojenia závisia od konštrukcie transformátora a elektrického systému.
Rozdiel v princípe fungovania
CT aj VT fungujú podľa elektromagnetickej indukcie, ale ich konštrukcia a zamýšľané prevádzkové podmienky sú odlišné.
CT je navrhnutý tak, že primárny prúd vytvára vo svojom jadre magnetický tok, ktorý indukuje proporcionálny sekundárny prúd. CT preto poskytuje elektricky izolovanú a zníženú reprezentáciu primárneho prúdu.
VT funguje skôr ako konvenčný transformátor. Primárne vinutie je pripojené cez systémové napätie a elektromagnetická indukcia vytvára proporcionálne sekundárne napätie.
Transformátorový pomer určuje vzťah medzi primárnymi a sekundárnymi veličinami.
Rozdiel v spojení
Spojenie je ďalším hlavným rozdielom.
CT je normálne zapojené do série s vodičom. Prúd, ktorý preteká primárnym vodičom, prechádza aj primárnym okruhom CT.
VT je pripojený cez zdroj napätia alebo elektrický obvod. Funguje teda paralelne so systémom.
Tento rozdiel je dôležitý pri inštalácii. Nesprávne pripojenie môže viesť k nepresným meraniam, poškodeniu zariadenia alebo nebezpečným prevádzkovým podmienkam.
Rozdiel v aplikáciách
CT sú obzvlášť dôležité, keď je systémový prúd príliš vysoký na priame pripojenie meracieho prístroja alebo relé.
Napríklad priemyselný distribučný systém môže prenášať stovky alebo tisíce ampérov. Merač nemôže byť za normálnych okolností pripojený priamo k obvodu s takým vysokým-napätím. CT môže konvertovať prúd na nižší sekundárny prúd vhodný pre merač.
VI a PT sa používajú, keď je napätie systému príliš vysoké na priame pripojenie meracieho zariadenia. VT znižuje napätie na bezpečnejšiu a štandardizovanú úroveň merania.
V mnohých systémoch rozvádzačov sú CT a VT inštalované spoločne. CT poskytuje aktuálne informácie, zatiaľ čo KT poskytuje informácie o napätí. Ochranné relé môžu použiť oba signály na určenie systémových podmienok a detekciu abnormálnych prevádzkových podmienok.
CT a VT v meraní energie
Oba transformátory je možné použiť pri meraní elektrickej energie.
CT dodáva aktuálne informácie do merača energie, zatiaľ čo KT dodáva informácie o napätí. Merač môže tieto signály použiť na výpočet elektrických parametrov, ako je výkon a energia.
V trojfázovom{0}}vysokonapäťovom-systéme môžu byť potrebné CT aj VT, pretože skutočný systémový prúd a napätie sú príliš vysoké na priame pripojenie k štandardnému meraciemu zariadeniu.
Trieda presnosti transformátora je v týchto aplikáciách dôležitá, pretože chyby transformátora môžu ovplyvniť presnosť konečného merania.
CT a VT v systémoch ochrany
CT a VT tiež zohrávajú dôležitú úlohu v elektrickej ochrane.
Ochranné relé potrebujú informácie o prúde a napätí systému na identifikáciu abnormálnych podmienok. CT poskytujú prúdové signály, zatiaľ čo VT poskytujú napäťové signály.
Napríklad nadmerný prúd môže naznačovať preťaženie alebo skrat{0}}. Informácie o napätí môžu pomôcť ochrannému zariadeniu identifikovať podpätie, prepätie alebo iné abnormálne stavy systému.
Transformátor vybraný na ochranu by mal mať špecifikácie vhodné pre zamýšľané relé a systémové požiadavky.
Ako si vybrať medzi CT a VT
Výber závisí predovšetkým od toho, akú elektrickú veličinu je potrebné merať.
Vyberte prúdový transformátor, keď potrebujete:
* Zmerajte vysoký elektrický prúd
* Poskytnite prúdový vstup do meracieho prístroja
* Privádza prúdové signály do ochranného relé
* Monitorujte priemyselné zaťaženie
* Meranie prúdu v rozvádzačoch alebo distribučných systémoch
Vyberte si napäťový transformátor, keď potrebujete:
* Zmerajte vysoké systémové napätie
* Poskytnite vstup napätia do meracieho prístroja
* Napájacie napäťové signály pre ochranné zariadenia
* Monitorujte systémy stredného{0}} alebo vysokého{1}}napätia
* Izolujte meracie zariadenie od vysokého napätia systému
V niektorých aplikáciách sa vyžadujú oba typy.
Záver
Hlavným rozdielom medzi prúdovým transformátorom a napäťovým transformátorom je elektrická veličina, ktorú transformujú. CT znižuje vysoký prúd na nižší sekundárny prúd, zatiaľ čo VT znižuje vysoké napätie na nižšie sekundárne napätie.
CT sú vo všeobecnosti zapojené do série a sú široko používané na meranie prúdu a ochranu. VT sú zapojené paralelne a primárne sa používajú na meranie napätia a ochranu.
Pre distribúciu energie, rozvádzače, priemyselné zariadenia a meranie energie si výber správneho prístrojového transformátora vyžaduje starostlivé zváženie systémového napätia, prúdu, pomeru, presnosti, záťaže, požiadaviek na izoláciu a pripojeného zariadenia. Vždy dodržiavajte pokyny výrobcu na inštaláciu a príslušné požiadavky na elektrickú bezpečnosť.