Transformatorer er de elektromagnetiske passive enhetene som fungerer på prinsippet om elektromagnetisk induksjon , som overfører elektrisk energi fra en krets til en annen krets magnetisk. Den består av to spoler, en er primær og en annen er sekundær spole. Begge viklinger (spoler) er magnetisk koblet til hverandre uten magnetisk kjerne og elektrisk atskilt. Transformatoren overfører elektrisk energi (spenning / strøm) fra en vikling til en annen vikling (spole) ved hjelp av gjensidig induksjon. Det er ingen endring i frekvensen under transformasjonen av energi. Transformatorer er klassifisert i to typer basert på kjernekonstruksjonen som transformatorer av kjernetype og transformatorer av skalltype. Basert på spenningsnivåkonvertering og gevinst, er de trinnvise transformatorer og trinnvise transformatorer. Det er forskjellige typer transformatorer som brukes i vekselstrømskretsene, for eksempel strømtransformatorer, potensiell transformator, trefasetransformator og autotransformator.
Hva er en potensiell transformator?
Definisjon: Potensiell transformatorer er også kjent som spenning nedstrømstransformatorer eller spenningstransformatorer eller instrumenttransformator , hvor spenningen til en krets er redusert til en lavere spenning for måling. Den elektromagnetiske enheten som brukes til transformasjon av den høyere spenningen i kretsen til den lavere spenningen kalles en potensiell transformator. Utgangen fra en lavspenningskrets kan måles gjennom voltmetre eller wattmetere. Disse er i stand til å øke eller redusere spenningsnivået til en krets, uten endring i frekvens og viklinger. Arbeidsprinsippet, konstruksjon av en potensiell transformator, ligner på transformatoren og den vanlige transformatoren.
Potensiell transformator
Potensielt transformatorkretsdiagram
Den potensielle transformatoren består av primærvikling med flere svinger og sekundærvikling med mindre antall svinger. Den høye inngangsstrømmen blir gitt til primærviklingen (eller koblet til høyspenningskretsen for å måle). Den lavere utgangsspenningen blir tatt over sekundærviklingen ved hjelp av et voltmeter. De to viklingene er magnetisk koblet til hverandre uten noen forbindelse mellom dem.
Konstruksjon av en potensiell transformator
Potensielt transformatorkretsdiagram
Potensielle transformatorer er konstruert med høy kvalitet for å fungere ved lav strømningstetthet, lav magnetisk strøm og minimert belastning. Sammenlignet med en vanlig transformator, bruker den store ledere og en jernkjerne. Den kan utformes i form av en kjernetype og skalltype for å sikre høyeste nøyaktighet. Vanligvis foretrekkes potensielle transformatorer av kjernetypen å transformere høyspenningen til lavere spenning.
Den bruker koaksiale viklinger for å redusere lekkasjeaktansen. Ettersom potensielle transformatorer drives med høye spenninger, deles høyspenning primærviklingen i små seksjoner svinger / spoler for å redusere isolasjonskostnadene og skader. Faseskiftet mellom inngangsspenning og utgangsspenning bør overvåkes nøye for å opprettholde en lavere spenning ved å variere belastningen. Viklinger dekket med forsvunnet cambric og bomullstape for å redusere isolasjonskostnadene.
Separatorer av hardfiber brukes til å skille spolene. Oljefylte bøsninger brukes til å koble høyspentpotensialtransformatorer (over 7KV) til hovedlinjene. Primærviklingen til en potensiell transformator har et stort antall svinger, mens sekundærviklingen har færre svinger. Multimeteret eller voltmeteret brukes til å måle den lavere utgangsspenningen.
Potensiell transformator fungerer
Den potensielle transformatoren som er koblet til strømkretsen hvis spenning skal måles, er koblet mellom fasen og bakken. Det betyr at primærviklingen til en potensiell transformator er koblet til høyspenningskretsen og sekundærviklingen til en transformator er koblet til et voltmeter. På grunn av den gjensidige induksjonen er de to viklingene magnetisk koblet til hverandre og fungerer på prinsippet om elektromagnetisk induksjon.
Den reduserte spenningen måles over sekundærviklingen i forhold til spenningen over primærviklingen ved hjelp av multimeter eller voltmeter. På grunn av den høye impedansen i potensialtransformatoren strømmer den lille strømmen gjennom sekundærviklingen og fungerer på samme måte som den vanlige transformatoren uten eller lav belastning. Derfor drives disse typer transformatorer i et spenningsområde fra 50 til 200VA.
I henhold til konvensjonstransformatoren er transformasjonsforholdet
V2 = N1 / N2
‘V1’ = spenningen til primærviklingen
‘V2’ = spenningen til sekundærviklingen
‘N1’ = antall omdreininger i primærviklingen
‘N2’ = antall omdreininger i sekundærviklingen
Høyspenningen til en krets kan bestemmes ved hjelp av ligningen ovenfor.
Typer spenning eller potensielle transformatorer
Basert på funksjonen til en potensiell transformator, er det to typer,
- Målespenningstransformatorer
- Beskyttelsesspenningstransformatorer
Disse er tilgjengelige i en- eller trefaset og fungerer med den høyeste nøyaktighet. Disse brukes til å betjene og kontrollere måleinstrumenter, releer og andre enheter. Basert på konstruksjonen er det
Elektromagnetiske potensielle transformatorer
Disse ligner på den primære transformatoren.l der primære og sekundære viklinger blir såret på en magnetisk kjerne. Den fungerer på en spenning på over eller under 130KV. Primærviklingen er koblet til fase og sekundærviklingen er koblet til bakken. Disse brukes i måling, relé og høyspenningskretser.
Kapasitive potensielle transformatorer
Disse er også kjent som kapasitive potensielle skillelinjer eller koblingstype eller bushing type kapasitive potensielle transformatorer. Serien av kondensatorer er koblet til primærviklingen eller sekundærviklingen. Utgangsspenningen over sekundærviklingen måles. Den brukes til kommunikasjon med kraftledningsbærere, og det er dyrere.
kapasitiv-potensial-transformator
Feil i potensielle transformatorer
I den primære transformatoren er utgangsspenningen i sekundærviklingen nøyaktig proporsjonal med spenningen på den sekundære transformatoren. I potensielle transformatorer faller spenningen på grunn av reaktansen og motstanden i primær og sekundær, og også effektfaktoren på sekundær forårsaker faseforskyvning feil og spenningsfeil.
fasediagram
Ovennevnte fasordiagram forklarer feilene i potensielle transformatorer.
‘Er’ - sekundærstrøm
‘Es’ - indusert emk i sekundærviklingen
‘Vs’ - terminalspenning for sekundærviklingen
‘Rs’ - viklingsmotstand av sekundær
‘Xs’ - svingete reaktans av sekundær
‘Ip’ - Primærstrøm
‘Ep’ - indusert emk av primærviklingen
‘Vp’ - terminalspenning for primærviklingen
'Rp' - svingete motstand av primærviklingen
‘Xp’ - viklingsreaktans av primærvikling
‘Kt’ - svingforhold
‘Io’ - eksitasjonsstrøm
‘Im’ - magnetiserende strøm av Io
‘Iw’ - kjernetapskomponent i Io
‘Φm’ - magnetisk strømning
‘Β’- fasevinkelfeil
Den induserte primære spenningen EMF er subtraksjonen av motstand og reaktansfall (IpXp, IpRp) fra spenningen til primær Vp. Spenningen faller på grunn av reaktansen og motstanden til primærviklingen.
EMF indusert i den primære transformeres til sekundær ved en gjensidig induksjon og danner indusert EMF i sekundær Es. Utgangsspenningen over sekundærviklingen på grunn av emf-fallet av motstanden og reaktansen er Vs. Utgangsspenningen på sekundæren oppnås ved subtraksjon av reaktans og motstandsfall (IsXs, IsRs) fra den induserte EMF i sekundær Es.
La oss ta hovedstrømmen som referanse. Strømmen i primær Ip oppnås fra vektorsummen av eksitasjonsstrøm Io og omvendt sekundærstrøm Is, som multipliseres med 1 / Kt. Vp er den påførte primærspenningen til den potensielle transformatoren.
Ip = (Io + Is) / Kt
Forholdsfeil
Hvis det normale forholdet mellom potensiell transformator er forskjellig fra det faktiske forholdet mellom potensiell transformator på grunn av motstand og reaktansfall, oppstår det forholdsfeil.
Spenningsfeil
Hvis det er en forskjell mellom den ideelle spenningen og den faktiske spenningen, oppstår spenningsfeilen. Prosent av spenningsfeil er
[(Vp - Kt Vs) / Vp] x 100
Fasevinkelfeil
Hvis det er en forskjell mellom fasevinkelen mellom primærspenningen ‘Vp’ og omvendt sekundærspenning, oppstår fasevinkelfeilen.
Årsaker til feil
På grunn av den interne impedansen faller spenningen i primæren, og den transformeres proporsjonalt med svingforholdet og sekundærviklingen. Tilsvarende skjer det samme i sekundærviklingen.
Reduksjon av feil
Feilene til potensielle transformatorer kan reduseres eller forhindres ved å forbedre nøyaktigheten i utformingen, størrelsen på reaktans og motstand av primære og sekundære viklinger, og minimal magnetisering av kjernen.
Anvendelser av potensielle transformatorer
Søknadene er
- Brukes i relé- og målekretser
- Bruksområder i kommunikasjonskretser for kraftledningsbærere
- Brukes i beskyttelsessystemer elektrisk
- Brukes for å beskytte matere
- Brukes for å beskytte impedans i generatorer
- Brukes i synkronisering av generatorer og matere.
- Brukes som beskyttelsesspenningstransformatorer
Vanlige spørsmål
1). Hva er den potensielle transformatoren?
Potensielle transformatorer er også kjent som spenningstrinnstransformatorer eller spenningstransformatorer eller instrumenttransformatorer, der spenningen til en krets reduseres til en lavere spenning for måling.
2). Hva er typene potensiell transformator?
Kapasitive potensielle transformatorer og elektromagnetiske potensielle transformatorer
3). Hva er feilene i potensielle transformatorer?
Forholdsfeil, spenningsfeil, fasevinkelfeil
4). Hva er hensikten med en potensiell transformator?
Å redusere høyere spenning til lavere spenning i en strømkrets for måling.
5). Hva er de andre formene for potensielle transformatorer?
Trappetransformator eller instrumenttransformator
Derfor blir arbeid, konstruksjon, feil og anvendelser av potensielle transformatorer diskutert ovenfor. Hensikten med den potensielle transformatoren er å konvertere høyspenning til lavspenning. Her er et spørsmål til deg, 'hva er fordelene og ulempene med potensielle transformatorer?'
