Transformere er de elektromagnetiske passive enheder, der fungerer på princippet om elektromagnetisk induktion , som overfører elektrisk energi fra et kredsløb til et andet kredsløb magnetisk. Den består af to spoler, en er primær og en anden er sekundær spole. Både viklinger (spoler) er magnetisk koblet til hinanden uden nogen magnetisk kerne og elektrisk adskilt. Transformatoren overfører den elektriske energi (spænding / strøm) fra en vikling til en anden vikling (spole) ved hjælp af gensidig induktion. Der er ingen ændring i frekvensen under transformation af energi. Transformere er klassificeret i to typer baseret på kernekonstruktionen som kernetype transformere og shell-type transformere. Baseret på spændingsniveaukonvertering og gevinster er de step-up transformere og step-down transformere. Der findes forskellige typer transformatorer, der bruges i vekselstrømskredsløbene, såsom effekttransformatorer, potentiel transformer, trefasetransformator og autotransformer.
Hvad er en potentiel transformer?
Definition: Potentiel transformere er også kendt som spændingstrinnetransformatorer eller spændingstransformatorer eller instrumenttransformator , hvor spændingen i et kredsløb reduceres til en lavere spænding til måling. Den elektromagnetiske enhed, der bruges til transformation af kredsløbets højere spænding til den lavere spænding kaldes en potentiel transformer. Outputtet fra et lavspændingskredsløb kan måles igennem voltmetre eller wattmeter. Disse er i stand til at øge eller formindske spændingsniveauerne i et kredsløb uden en ændring i dets frekvens og viklinger. Arbejdsprincippet, konstruktion af en potentiel transformer svarer til effekttransformatoren og konventionel transformer.
Potentiel transformer
Potentielt transformer kredsløbsdiagram
Den potentielle transformator består af primærvikling med flere omdrejninger og sekundærvikling med mindre antal omdrejninger. Den høje input vekselstrøm gives til den primære vikling (eller forbundet til højspændingskredsløbet for at måle). Den lavere udgangsspænding tages over sekundærviklingen ved hjælp af et voltmeter. De to viklinger er magnetisk koblet til hinanden uden nogen forbindelse mellem dem.
Konstruktion af en potentiel transformer
Potentielt transformer kredsløbsdiagram
Potentielle transformere er konstrueret med høj kvalitet til at fungere ved lav fluxdensitet, lav magnetisk strøm og minimeret belastning. Sammenlignet med en konventionel transformer bruger den store ledere og en jernkerne. Det kan designes i form af en kernetype og shell-type for at sikre den højeste nøjagtighed. Normalt foretrækkes kernetypepotentialtransformatorer at transformere højspænding til lavere spænding.
Det bruger koaksiale viklinger til at reducere lækagereaktansen. Da de potentielle transformatorer betjenes ved høje spændinger, deles den høje spænding primære vikling i små sektioner drejninger / spoler for at reducere isoleringsomkostningerne og skaderne. Faseskiftet mellem en indgangsspænding og udgangsspænding skal overvåges nøje for at opretholde en lavere spænding ved at variere belastningen. Viklinger dækket med forsvundet cambric og bomuldsbånd for at reducere isoleringsomkostningerne.
Separatorer af hårde fibre bruges til at adskille spolerne. Oliefyldte bøsninger bruges til at forbinde højspændingspotentialetransformatorer (over 7KV) til hovedledningerne. Den primære vikling af en potentiel transformator har et stort antal omdrejninger, mens sekundærviklingen har færre omdrejninger. Multimeteret eller voltmeteret bruges til at måle den lavere udgangsspænding.
Potentiel transformer fungerer
Den potentielle transformer, der er forbundet med strømkredsen, hvis spænding skal måles, er forbundet mellem fasen og jorden. Det betyder, at den primære vikling af en potentiel transformer er forbundet til højspændingskredsløbet, og den sekundære vikling af en transformer er forbundet til et voltmeter. På grund af den gensidige induktion er de to viklinger magnetisk koblet til hinanden og arbejder på princippet om elektromagnetisk induktion.
Den nedsatte spænding måles over sekundærviklingen i forhold til spændingen over primærviklingen ved hjælp af multimeter eller voltmeter. På grund af den høje impedans i den potentielle transformer strømmer den lille strøm gennem sekundærviklingen og fungerer på samme måde som den almindelige transformator uden eller lav belastning. Derfor fungerer disse typer transformere i et spændingsområde på 50 til 200VA.
Ifølge konventionstransformatoren er transformationsforholdet
V2 = N1 / N2
‘V1’ = spænding i primærviklingen
‘V2’ = spænding i sekundærviklingen
'N1' = antal omdrejninger i den primære vikling
'N2' = antal omdrejninger i sekundærviklingen
Højspændingen i et kredsløb kan bestemmes ved hjælp af ovenstående ligning.
Typer af spænding eller potentielle transformere
Baseret på funktionen af en potentiel transformer er der to typer,
- Målespændingstransformatorer
- Beskyttelsesspændingstransformatorer
Disse fås i en- eller trefaset og fungerer med den højeste nøjagtighed. Disse bruges til at betjene og styre måleenheder, relæer og andre enheder. Baseret på konstruktionen er der
Elektromagnetiske potentielle transformere
Disse svarer til den primære transformer.l hvor primære og sekundære viklinger er såret på en magnetisk kerne. Det fungerer på en spænding på over eller under 130KV. Den primære vikling er forbundet med fase, og den sekundære vikling er forbundet med jorden. Disse bruges til måling, relæ og højspændingskredsløb.
Kapacitive potentielle transformere
Disse er også kendt som kapacitive potentielle opdelere eller koblingstype eller bøsning kapacitive potentielle transformere. Serien af kondensatorer er forbundet til den primære eller sekundære vikling. Udgangsspændingen over sekundærviklingen måles. Det bruges til kommunikationsformål med kraftledningsbærere, og det er dyrere.
kapacitiv-potentiale-transformer
Fejl i potentielle transformere
I den primære transformer er udgangsspændingen i sekundærviklingen nøjagtigt proportional med spændingen på den sekundære transformer. I potentielle transformatorer falder spændingen på grund af reaktansen og modstanden i primær og sekundær, og også effektfaktoren på sekundær forårsager faseskift fejl og spændingsfejl.
fasediagram
Ovenstående fasordiagram forklarer fejlene i potentielle transformatorer.
'Er' - sekundær strøm
'Es' - induceret emf i sekundærviklingen
'Vs' - terminalspænding for sekundærviklingen
'Rs' - sekundærviklingsmodstand
'Xs' - viklingsreaktans af sekundær
'Ip' - Primær strøm
'Ep' - induceret emf af den primære vikling
'Vp' - primærviklingens terminalspænding
'Rp' - vikling modstand af den primære vikling
'Xp' - viklingsreaktans af primærvikling
'Kt' - drejningsforhold
'Io' - excitationsstrøm
'Im' - magnetiserende strøm af Io
'Iw' - kernetabskomponent i Io
'Φm' - magnetisk flux
‘Β’- fasevinkelfejl
Den inducerede primære spænding EMF er subtraktion af modstand og reaktansfald (IpXp, IpRp) fra spændingen fra primær Vp. Spændingen falder på grund af primærviklingens reaktans og modstand.
EMF induceret i det primære transformeres til sekundær ved en gensidig induktion og danner induceret EMF i sekundær Es. Udgangsspændingen over sekundærviklingen på grund af emf-faldet ved modstand og reaktans er Vs. Udgangsspændingen på sekundæren opnås ved subtraktion af reaktans og modstandsfald (IsXs, IsRs) fra den inducerede EMF i sekundær Es.
Lad os tage hovedstrømmen som reference. Strømmen i primær Ip opnås fra vektorsummen af excitationsstrøm Io og omvendt sekundær strøm Is, som ganges med 1 / Kt. Vp er den anvendte primære spænding for den potentielle transformer.
Ip = (Io + Is) / Kt
Forholdsfejl
Hvis det normale forhold mellem potentiel transformer adskiller sig fra det faktiske forhold mellem den potentielle transformer på grund af modstand og reaktansfald, så opstår der forholdsfejl.
Spændingsfejl
Hvis der er en forskel mellem den ideelle spænding og den faktiske spænding, opstår der spændingsfejl. Procentdelen af spændingsfejl er
[(Vp - Kt Vs) / Vp] x 100
Fasevinkelfejl
Hvis der er en forskel mellem fasevinklen mellem den primære spænding 'Vp' og den omvendte sekundære spænding, opstår fasevinkelfejlen.
Årsager til fejl
På grund af den interne impedans falder spændingen i den primære, og den transformeres proportionalt med dens drejningsforhold og sekundærvikling. Tilsvarende sker den samme ting i sekundærviklingen.
Reduktion af fejl
Fejlene hos potentielle transformatorer kan reduceres eller forhindres ved at forbedre nøjagtigheden i design, størrelsen af reaktans og modstand af primære og sekundære viklinger og minimal magnetisering af kernen.
Anvendelser af potentielle transformere
Ansøgningerne er
- Anvendes i relæ- og doseringskredsløb
- Anvendes i kommunikations kredsløb til kraftledningsbærere
- Anvendes i beskyttelsessystemer elektrisk
- Bruges til at beskytte foderautomater
- Anvendes til beskyttelse af impedans i generatorer
- Anvendes til synkronisering af generatorer og feedere.
- Anvendes som beskyttelsesspændingstransformatorer
Ofte stillede spørgsmål
1). Hvad er den potentielle transformer?
Potentielle transformere er også kendt som spændingstrinnstransformatorer eller spændingstransformatorer eller instrumenttransformatorer, hvor spændingen i et kredsløb reduceres til en lavere spænding til måling.
2). Hvad er typerne af potentiel transformer?
Kapacitive potentiale transformere og elektromagnetiske potentiale transformere
3). Hvad er fejlene i potentielle transformatorer?
Forholdsfejl, spændingsfejl, fasevinkelfejl
4). Hvad er formålet med en potentiel transformer?
At reducere højere spænding til lavere spænding i et effektkredsløb til måling.
5). Hvad er de andre former for potentielle transformatorer?
Step-down transformer eller instrumenttransformator
Derfor diskuteres bearbejdning, konstruktion, fejl og anvendelser af potentielle transformatorer ovenfor. Formålet med den potentielle transformer er at konvertere højspænding til lavspænding. Her er et spørgsmål til dig, 'hvad er fordele og ulemper ved potentielle transformatorer?'
