مقدمه
ترانسفورماتورهای جریان (CTs) و ترانسفورماتورهای ولتاژ (VTs) که ترانسفورماتورهای پتانسیل (PTs) نیز نامیده می شوند، اجزای مهم در سیستم های قدرت الکتریکی هستند. هر دو ترانسفورماتور ابزار هستند، به این معنی که کمیت های الکتریکی را به مقادیر ایمن تر و قابل اندازه گیری برای کنتورها، تجهیزات نظارتی، رله های حفاظتی و سیستم های کنترل تبدیل می کنند.
اگرچه آنها اهداف مشابهی دارند، یک ترانسفورماتور جریان و یک ترانسفورماتور ولتاژ برای اندازه گیری مقادیر مختلف الکتریکی طراحی شده اند. CT جریان را اندازه گیری می کند، در حالی که VT ولتاژ را اندازه گیری می کند. درک تفاوت بین آنها هنگام انتخاب ترانسفورماتورها برای کاربردهای توزیع برق، اندازه گیری الکتریکی، تابلو برق و حفاظت ضروری است.
ترانسفورماتور جریان چیست؟
ترانسفورماتور جریان یک ترانسفورماتور ابزاری است که برای کاهش جریان اولیه بالا به جریان ثانویه پایین‌تر طراحی شده است که می‌تواند به طور ایمن توسط کنتورهای الکتریکی اندازه‌گیری شود یا توسط دستگاه‌های حفاظتی استفاده شود.
برای مثال، یک CT ممکن است دارای نسبت 400/5A باشد. این بدان معنی است که وقتی جریان اولیه 400 A باشد، جریان ثانویه در شرایط عملیاتی نامی تقریباً 5 A است.
یک ترانسفورماتور جریان معمولاً به صورت سری با هادی الکتریکی که جریان اندازه گیری شده را حمل می کند متصل می شود. سمت اولیه آن جریان سیستم را حمل می کند، در حالی که سمت ثانویه جریان کاهش یافته را به تجهیزات اندازه گیری یا حفاظتی می رساند.
سی تی به طور گسترده در موارد زیر استفاده می شود:
* اندازه گیری انرژی
* سیستم های آمپر متر
* نظارت بر قدرت
* رله های حفاظتی
* کلید
*تجهیزات برق صنعتی
* سیستم های توزیع برق
یکی از ویژگی های ایمنی مهم یک CT این است که مدار ثانویه آن نباید در حالی که جریان از طریق اصلی جریان دارد باز بماند. یک سی تی ثانویه باز می تواند منجر به ولتاژ بالای خطرناک شود.
ترانسفورماتور ولتاژ چیست؟
یک ترانسفورماتور ولتاژ برای کاهش ولتاژ سیستم بالا به ولتاژ پایین تر و استاندارد مناسب برای اندازه گیری، نظارت و حفاظت طراحی شده است.
به عنوان مثال، یک VT ممکن است یک ولتاژ اولیه بالا را به یک ولتاژ ثانویه 100 ولت یا مقدار مشخص دیگری تبدیل کند. این به متر و رله های حفاظتی اجازه می دهد تا با ولتاژ بسیار کمتری نسبت به ولتاژ واقعی سیستم کار کنند.
بر خلاف CT، یک ترانسفورماتور ولتاژ به جای سری به صورت موازی با سیستم الکتریکی متصل می شود.
ترانسفورماتورهای ولتاژ معمولاً برای موارد زیر استفاده می شوند:
* اندازه گیری ولتاژ
* اندازه گیری انرژی
* سیستم های حفاظتی
* نظارت بر کیفیت برق
* سیستم های کنترل الکتریکی
* کلید
* سیستم‌های-ولتاژ بالا و ولتاژ متوسط-
تفاوت کلیدی بین CT و VT
ساده ترین راه برای درک تفاوت این است که یک CT جریان را تبدیل می کند، در حالی که VT ولتاژ را تبدیل می کند.
- ویژگی ترانسفورماتور ولتاژ ترانسفورماتور جریان
- اندازه گیری اصلی ولتاژ جریان
- سری اتصال موازی
- مقدار اولیه جریان بالا ولتاژ بالا
- کمیت ثانویه جریان کم ولتاژ پایین
- ثانویه معمولی 1 A یا 5 A معمولاً حدود 100 ولت یا مقدار مشخص شده است
- کاربردهای اصلی اندازه گیری جریان و حفاظت اندازه گیری ولتاژ و حفاظت
- نگرانی اصلی ایمنی مدار باز ثانویه اتصال کوتاه / اضافه جریان ثانویه
درجه بندی دقیق و روش های اتصال به طراحی ترانسفورماتور و سیستم الکتریکی بستگی دارد.
تفاوت در اصل عملیات
هر دو CT و VT بر اساس القای الکترومغناطیسی عمل می کنند، اما طراحی و شرایط کاری مورد نظر آنها متفاوت است.
یک CT طوری طراحی شده است که جریان اولیه شار مغناطیسی در هسته خود ایجاد می کند که جریان ثانویه متناسبی را القا می کند. بنابراین CT یک نمایش الکتریکی جدا شده و کاهش یافته از جریان اولیه را ارائه می دهد.
یک VT بیشتر شبیه یک ترانسفورماتور معمولی کار می کند. سیم پیچ اولیه در سراسر ولتاژ سیستم متصل می شود و القای الکترومغناطیسی یک ولتاژ ثانویه متناسب تولید می کند.
نسبت ترانسفورماتور رابطه بین کمیت های اولیه و ثانویه را تعیین می کند.
تفاوت در اتصال
اتصال یکی دیگر از تمایزات اصلی است.
یک CT معمولاً به صورت سری به هادی متصل می شود. جریانی که از هادی اولیه می گذرد از مدار اولیه CT نیز عبور می کند.
یک VT از طریق منبع ولتاژ یا مدار الکتریکی متصل است. بنابراین به موازات سیستم عمل می کند.
این تفاوت در هنگام نصب مهم است. اتصال نادرست می تواند منجر به اندازه گیری های نادرست، آسیب به تجهیزات یا شرایط عملیاتی ناایمن شود.
تفاوت در کاربردها
CT ها به ویژه زمانی مهم هستند که جریان سیستم برای اتصال مستقیم یک ابزار اندازه گیری یا رله بسیار زیاد باشد.
به عنوان مثال، یک سیستم توزیع صنعتی ممکن است صدها یا هزاران آمپر را حمل کند. معمولاً یک متر را نمی توان مستقیماً به چنین مدار جریان- بالا وصل کرد. CT می تواند جریان را به جریان ثانویه پایینی مناسب برای متر تبدیل کند.
زمانی که ولتاژ سیستم برای اتصال مستقیم تجهیزات اندازه گیری زیاد است از VI و PT استفاده می شود. VT ولتاژ را به سطح اندازه گیری ایمن و استاندارد کاهش می دهد.
در بسیاری از سیستم های تابلو برق، CT و VT با هم نصب می شوند. CT اطلاعات جریان را ارائه می دهد، در حالی که VT اطلاعات ولتاژ را ارائه می دهد. رله های حفاظتی می توانند از هر دو سیگنال برای تعیین شرایط سیستم و تشخیص شرایط عملکرد غیرعادی استفاده کنند.
CT و VT در اندازه گیری انرژی
هر دو ترانسفورماتور را می توان در اندازه گیری انرژی الکتریکی استفاده کرد.
یک CT اطلاعات جریان را به یک کنتور انرژی می دهد، در حالی که یک VT اطلاعات ولتاژ را تامین می کند. کنتور می تواند از این سیگنال ها برای محاسبه پارامترهای الکتریکی مانند توان و انرژی استفاده کند.
در یک سیستم ولتاژ بالا{{0}سه فاز، هم CT و هم VT ممکن است مورد نیاز باشد زیرا جریان و ولتاژ واقعی سیستم برای اتصال مستقیم به تجهیزات اندازه‌گیری استاندارد بسیار زیاد است.
کلاس دقت ترانسفورماتور در این کاربردها مهم است زیرا خطاهای ترانسفورماتور می تواند بر دقت اندازه گیری نهایی تأثیر بگذارد.
CT و VT در سیستم های حفاظتی
CT و VT نیز نقش مهمی در حفاظت الکتریکی دارند.
رله های حفاظتی برای شناسایی شرایط غیرعادی به اطلاعاتی در مورد جریان و ولتاژ سیستم نیاز دارند. CT ها سیگنال های جریان را ارائه می دهند، در حالی که VT ها سیگنال های ولتاژ را ارائه می دهند.
به عنوان مثال، جریان بیش از حد ممکن است نشان دهنده اضافه بار یا وضعیت اتصال کوتاه باشد. اطلاعات ولتاژ می تواند به تجهیزات حفاظتی کمک کند تا کمبود ولتاژ، اضافه ولتاژ یا سایر شرایط غیرعادی سیستم را شناسایی کند.
ترانسفورماتور انتخاب شده برای حفاظت باید دارای مشخصات مناسب برای رله مورد نظر و نیازهای سیستم باشد.
نحوه انتخاب بین CT و VT
انتخاب در درجه اول به مقدار الکتریکی بستگی دارد که باید اندازه گیری شود.
در صورت نیاز، ترانسفورماتور جریان را انتخاب کنید:
* جریان الکتریکی بالا را اندازه گیری کنید
* ورودی جریان را به یک متر ارائه دهید
* سیگنال های جریان را به یک رله حفاظتی عرضه کنید
* نظارت بر بارهای صنعتی
* اندازه گیری جریان در تابلو یا سیستم های توزیع
زمانی که نیاز دارید ترانسفورماتور ولتاژ را انتخاب کنید:
* ولتاژ بالای سیستم را اندازه گیری کنید
* ولتاژ ورودی را به یک متر ارائه دهید
* سیگنال های ولتاژ را برای تجهیزات حفاظتی تامین کنید
* سیستم‌های ولتاژ متوسط- یا-را نظارت کنید
* تجهیزات اندازه گیری را از ولتاژ بالای سیستم جدا کنید
در برخی از برنامه ها، هر دو نوع مورد نیاز است.
نتیجه گیری
تفاوت اصلی بین ترانسفورماتور جریان و ترانسفورماتور ولتاژ، کمیت الکتریکی آنها است. CT جریان بالا را به جریان ثانویه کمتر کاهش می دهد در حالی که VT ولتاژ بالا را به ولتاژ ثانویه پایین کاهش می دهد.
CT ها به طور کلی به صورت سری متصل می شوند و به طور گسترده ای برای اندازه گیری جریان و حفاظت استفاده می شوند. VT ها به صورت موازی متصل می شوند و در درجه اول برای اندازه گیری ولتاژ و حفاظت استفاده می شوند.
برای توزیع برق، تابلو برق، تجهیزات صنعتی و اندازه گیری انرژی، انتخاب ترانسفورماتور ابزار مناسب نیاز به بررسی دقیق ولتاژ، جریان، نسبت، دقت، بار، نیازهای عایق و تجهیزات متصل دارد. همیشه دستورالعمل های نصب سازنده و الزامات ایمنی الکتریکی قابل اجرا را دنبال کنید.