Gerilime Bakan Transformatör: Bir Gerilim Transformatörü Neden Asla Kısa Devre Yapılmamalıdır?

Sade bir dille bu nedir?

Eğer bir şehir su şebekesindeki basıncı ölçmek isteseydiniz, ev tipi bir ölçüm aletini doğrudan boruya vidalamazdınız; o patlardı. Bunun yerine, göstergenin gerçek basıncın güvenli, minyatür bir kopyasını görmesi için küçük bir azaltma valfi takarsınız. Potansiyel transformatör (PT) olarak da adlandırılan bir gerilim transformatörü (VT) , elektrik için tam olarak bunu yapar. Yüksek gerilim hattı üzerinden paralel olarak bağlanır ve sayaçların, rölelerin ve SCADA sistemlerinin kilovolta dokunmadan okuyabileceği düşük gerilimin bir kopyasını oluşturmak için manyetizmayı kullanır.

Bu serideki önceki akım transformatörünün (CT) ayna görüntüsüdür: Akımı ölçeklendirmek için bir CT iletkenle seri halinde oturur; bir VT, hat-ölçek voltajına paralel olarak oturur.

Prensip ve türleri

Elektromanyetik VT, hafif yüklü bir düşürücü transformatördür. Birincil hat boyunca çok sayıda ince tel dönüşü vardır; ikincilin birkaç dönüşü vardır ve standart bir voltaj sağlar. IEC 61869-3'e göre, nominal sekonder gerilim genellikle 100 V veya 110 V veya hattan toprağa bağlanan tek fazlı VT'ler için 100/√3 V'dir.

İletim gerilimlerinde, mühendisler bunun yerine genellikle bir kapasitif gerilim transformatörü (CVT) kullanır: bir kapasitör yığını önce gerilimi böler, ardından küçük bir ara transformatör gerisini halleder. Bu, yüzlerce kilovoltta tamamen kurulmuş bir VT'nin boyut ve yalıtım sorunlarını ortadan kaldırır.

Bir mühendisin ayarlaması gereken temel parametreler

• Nominal dönüşüm oranı — örneğin 11 000 V / 110 V, dönüş oranına göre ayarlanır.
• Nominal yük (VA) — doğruluk sınırları dahilinde kalarak ikincilin sağlayabileceği görünen güç. IEC 61869-3, 0,8 güç faktörü gecikmesinde 10, 25, 50 ve 100 VA gibi standart değerler verir.
• Doğruluk sınıfı — ölçüm sınıfları 0,1, 0,2, 0,5, 1,0, 3,0; koruma sınıfları 3P ve 6P. Sınıf yalnızca ikincil gerilim nominal değerin %80 ila %120'si arasında olduğunda ve yük, nominal değerin %25 ila %100'ü arasında olduğunda garanti edilir (IEC 61869-3 ve Schneider Electric MV kılavuzlarına göre).
• Nominal voltaj faktörü - tek fazlı toprak arızası sırasında VT'nin ne kadar aşırı uyarılabileceği. Tipik değerler sistem topraklamasına bağlı olarak sürekli 1,2, 30 saniye için 1,5 veya 8 saat için 1,9'dur.

Uygulama örneği

11 kV'luk bir iç mekan şalt panosu içinde, üç fazlı bir VT genellikle iki ayrı ikincil sargıya sahiptir: gelir ölçümü için 0,5 sınıfı bir çekirdek ve koruma için 3P sınıfı bir çekirdek. Toprak arızası tespiti için açık deltada bir artık sargı bağlanabilir. İkincil döngünün tamamı tıpkı bir CT gibi tam olarak bir noktada topraklanmıştır.

Yaygın yanılgı ve eğlenceli bir gerçek

Yanlış kanı: "Enstrüman transformatörlerinin hepsi aynıdır, dolayısıyla aynı güvenlik kuralı geçerlidir." Öyle değil. Bir CT asla açık devre yapılmamalıdır çünkü birincil akımı yük tarafından sabitlenir; Açık bir ikincil, tüm manyetomotor kuvveti çekirdeğe doğru zorlar ve ölümcül yüksek voltaj yaratır. Ancak bir VT'ye asla kısa devre yapılmamalıdır çünkü ikincil kısmı neredeyse açık devre çalışacak şekilde tasarlanmıştır; Kısa devre, yük empedansını çökertir ve ince ikincil sargıdan büyük bir akım geçirerek onu yok eder.

Eğlenceli gerçek: Bir VT, herhangi bir kablolama hatası olmadan da hasar görebilir. Yalıtılmış nötr veya kablo ağırlıklı ağlarda, VT mıknatıslama endüktansı ve ağ kapasitansı, ferrorezonans adı verilen doğrusal olmayan bir rezonans devresi oluşturabilir. Bir anahtarlama olayı veya toprak arızası tarafından tetiklendiğinde, VT ağır bir mıknatıslama akımı çeker, aşırı ısınır ve ikincil neredeyse normal görünürken yuvasını kırabilir. Mühendisler genellikle açık delta sargısı boyunca bir sönümleme direnci kullanarak bunu önlerler.