Muuntajat ovat sähkömagneettisia passiivisia laitteita, jotka toimivat elektromagneettinen induktio , joka siirtää sähköenergiaa yhdestä piiristä toiseen piiriin magneettisesti. Se koostuu kahdesta kelasta, toinen on ensisijainen ja toinen toissijainen kela. Molemmat käämit (kelat) on kytketty magneettisesti toisiinsa ilman magneettista ydintä ja erotettu sähköisesti. Muuntaja siirtää sähköenergian (jännite / virta) käämisestä toiseen käämiin (kela) keskinäisen induktion avulla. Taajuus ei muutu energian muunnoksen aikana. Muuntajat luokitellaan kahteen tyyppiin ytimen rakenteen perusteella, kuten ytimen muuntajat ja kuorityyppiset muuntajat. Jännitetason muuntamisen ja voittojen perusteella ne ovat tehostemuuntajia ja alamuuntajia. Vaihtovirtapiireissä käytetään erityyppisiä muuntajia, kuten tehomuuntajat, potentiaalimuuntajat, kolmivaiheiset muuntajat ja autotransformaattorit.
Mikä on potentiaalinen muuntaja?
Määritelmä: Potentiaalisuus muuntajat tunnetaan myös nimellisjännitemuuntajina tai jännitemuuntajina tai instrumentin muuntaja , jossa piirin jännite pienennetään pienemmäksi jännitteeksi mittausta varten. Sähkömagneettista laitetta, jota käytetään piirin korkeamman jännitteen muuntamiseksi alemmaksi jännitteeksi, kutsutaan potentiaalimuuntajaksi. Pienjännitepiirin lähtö voidaan mitata voltimittarit tai wattimittareita. Ne pystyvät lisäämään tai laskemaan piirin jännitetasoja muuttamatta sen taajuutta ja käämiä. Toimintaperiaate, potentiaalimuuntajan rakenne on samanlainen kuin tehomuuntaja ja tavanomainen muuntaja.
Mahdollinen muuntaja
Mahdollinen muuntajapiirikaavio
Potentiaalimuuntaja koostuu ensiökäämityksestä, jossa on enemmän käännöksiä, ja sekundäärikäämityksestä, jossa on vähemmän kierroksia. Korkea tulovirtajännite annetaan ensiökäämälle (tai kytketään suurjännitepiiriin mittausta varten). Pienempi lähtöjännite otetaan toissijaisen käämityksen yli volttimittarilla. Kaksi käämiä on magneettisesti kytketty toisiinsa ilman mitään yhteyttä niiden välillä.
Potentiaalisen muuntajan rakentaminen
Mahdollinen muuntajapiirikaavio
Potentiaalimuuntajat on rakennettu korkealaatuisiksi toimiakseen pienellä vuotiheydellä, matalalla magneettivirralla ja minimoidulla kuormalla. Verrattuna tavanomaiseen muuntajaan, se käyttää suuria johtimia ja rautaydintä. Se voidaan suunnitella ytimen ja kuoren tyypin muodossa korkeimman tarkkuuden varmistamiseksi. Yleensä ydintyyppiset potentiaalimuuntajat ovat edullisia muuntamaan korkea jännite pienemmäksi.
Se käyttää koaksiaalisia käämejä vuotoreaktanssin vähentämiseksi. Koska potentiaalimuuntajia käytetään suurilla jännitteillä, suurjännitteinen ensiökäämi on jaettu pieniin osiin / kierteisiin eristyskustannusten ja vaurioiden vähentämiseksi. Tulojännitteen ja lähtöjännitteen välistä vaihesiirtoa tulisi tarkkailla huolellisesti pienemmän jännitteen ylläpitämiseksi vaihtelemalla kuormaa. Käämit, jotka on peitetty kadonneella kambrilla ja puuvillateipillä eristyskustannusten vähentämiseksi.
Käämien erottamiseen käytetään kovakuituerottimia. Öljytäytteisiä holkkeja käytetään korkeajännitemuuntajien (yli 7KV) liittämiseen pääjohtoihin. Potentiaalimuuntajan primäärikäämityksellä on suuri määrä kierroksia, kun taas sekundäärikäämityksessä on vähemmän kierroksia. Yleismittaria tai volttimittaria käytetään alemman lähtöjännitteen mittaamiseen.
Mahdollinen muuntaja toimii
Potentiaalimuuntaja, joka on kytketty virtapiiriin, jonka jännite tulisi mitata, on kytketty vaiheen ja maan väliin. Tämä tarkoittaa, että potentiaalimuuntajan ensiökäämi on kytketty suurjännitepiiriin ja muuntajan toisiokäämi on kytketty voltimittariin. Keskinäisen induktion takia nämä kaksi käämiä on magneettisesti kytketty toisiinsa ja toimivat sähkömagneettisen induktion periaatteen mukaisesti.
Alentunut jännite mitataan toissijaisen käämityksen yli ensiökäämin yli menevään jännitteeseen käyttämällä yleismittaria tai voltimittaria. Potentiaalimuuntajan suuren impedanssin vuoksi pieni virta kulkee sekundäärikäämityksen läpi ja toimii samalla tavalla kuin tavallinen muuntaja ilman kuormitusta tai matalalla kuormituksella. Siksi tämän tyyppiset muuntajat toimivat jännitealueella 50-200 VA.
Konventionaalisen muuntajan mukaan muunnossuhde on
V2 = N1 / N2
’V1’ = ensiökäämin jännite
’V2’ = sekundäärikäämin jännite
’N1’ = kierrosten lukumäärä ensiökäämissä
’N2’ = kierrosten lukumäärä sekundäärikäämityksessä
Piirin korkea jännite voidaan määrittää käyttämällä yllä olevaa yhtälöä.
Jännite- tai potentiaalimuuntajien tyypit
Potentiaalimuuntajan toimintaan perustuen on kahta tyyppiä,
- Mittausjännitemuuntajat
- Suojajännitemuuntajat
Ne ovat saatavana yksi- tai kolmivaiheisina ja toimivat suurimmalla tarkkuudella. Näitä käytetään mittauslaitteiden, releiden ja muiden laitteiden ohjaamiseen ja ohjaamiseen. Rakentamisen perusteella on
Sähkömagneettiset potentiaalimuuntajat
Nämä ovat samanlaisia kuin primaarimuuntaja. 1, jossa ensiö- ja toisiokäämit on kääritty magneettiseen ytimeen. Se toimii yli 130 kV: n jännitteellä. Ensiökäämi on kytketty vaiheeseen ja toisiokäämi on kytketty maahan. Näitä käytetään mittaus-, rele- ja suurjännitepiireissä.
Kapasitiiviset potentiaalimuuntajat
Nämä tunnetaan myös nimellä kapasitiiviset potentiaalijakajat tai kytkentätyyppiset tai holkkityyppiset kapasitiiviset potentiaalimuuntajat. Sarja kondensaattorit on kytketty ensiökäämiin tai sekundäärikäämeihin. Toisiokäämityksen lähtöjännite mitataan. Sitä käytetään voimajohdon viestintätarkoituksiin ja se on kalliimpaa.
kapasitiivinen-potentiaalimuuntaja
Virheet potentiaalimuuntajissa
Primaarimuuntajassa sekundäärikäämin lähtöjännite on tarkalleen verrannollinen sekundäärimuuntajan jännitteeseen. Potentiaalimuuntajissa jännite laskee primäärisen ja sekundäärisen reaktanssin ja vastuksen sekä sekundäärisen tehokertoimen vuoksi vaihesiirtymän vuoksi virheitä ja jännitevirheet.
vaihe-kaavio
Yllä oleva vaihekaavio selittää potentiaalimuuntajien virheet.
‘Is’ - toissijainen virta
‘Es’ - indusoi emf: n sekundäärikäämityksessä
’Vs’ - toissijaisen käämityksen liitäntäjännite
‘Rs’ - toissijaisen käämityksen kestävyys
’Xs’ - sekundäärisen käämitysreaktanssi
‘Ip’ - ensisijainen virta
’Ep’ - ensiökäämin aiheuttama emf
’Vp’ - ensiökäämin liitäntäjännite
'Rp' - käämitys vastus ensiökäämin
’Xp’ - primäärikäämityksen käämityksen reaktanssi
’Kt’ - käännösten suhde
‘Io’ - viritysvirta
‘Im’ - Io: n magnetointivirta
‘Iw’ - Io: n ydinmenetyskomponentti
‘Φm’ - magneettivuo
‘Β’- vaihekulmavirhe
Indusoitu primaarijännite EMF on resistanssin ja reaktanssipisaroiden (IpXp, IpRp) vähentäminen primäärisen Vp: n jännitteestä. Jännite laskee primäärikäämityksen reaktanssin ja vastuksen takia.
Primaarissa indusoitu EMF muuntuu sekundääriseksi keskinäisen induktion avulla ja muodostaa indusoidun EMF: n sekundäärisessä Es: ssä. Lähtöjännite toissijaisen käämityksen yli, koska resistanssi ja reaktanssi ovat laskeneet emf: n, on Vs. Toissijaisen lähtöjännite saadaan vähentämällä reaktanssi- ja vastushäviöt (IsXs, IsRs) sekundäärisen Es: n indusoidusta EMF: stä.
Otetaan viitteeksi päävirta. Primäärisen Ip: n virta saadaan viritysvirran Io ja käänteisen sekundäärivirran Is vektorisummasta, joka kerrotaan 1 / Kt: llä. Vp on potentiaalimuuntajan käytetty primäärijännite.
Ip = (Io + Is) / Kt
Suhde virhe
Jos potentiaalimuuntajan normaali suhde poikkeaa potentiaalimuuntajan todellisesta suhteesta vastuksen ja reaktanssin pudotusten takia, tapahtuu suhdevirhe.
Jännitevirhe
Jos ihanteellisen jännitteen ja todellisen jännitteen välillä on ero, tapahtuu jännitevirhe. Jännitevirheen prosenttiosuus on
[(Vp - Kt Vs) / Vp] x 100
Vaihekulman virhe
Jos ensiöjännitteen ”Vp” ja käänteisen toissijaisen jännitteen välillä on vaihekulma, tapahtuu vaihekulmavirhe.
Virheiden syitä
Sisäisen impedanssin takia jännite putoaa ensiöosassa ja se muuttuu verrannollisesti sen käännössuhteeseen ja sekundäärikäämitykseen. Vastaavasti sama tapahtuu toissijaisessa käämityksessä.
Virheiden vähentäminen
Potentiaalimuuntajien virheitä voidaan vähentää tai estää parantamalla suunnittelun tarkkuutta, ensiö- ja sekundäärikäämien reaktanssin ja vastuksen suuruuksia sekä ytimen minimaalista magnetointia.
Potentiaalisten muuntajien sovellukset
Sovellukset ovat
- Käytetään rele- ja annostelupiireissä
- Käyttää voimajohtimien tietoliikennepiireissä
- Käytetään suojajärjestelmissä sähköisesti
- Käytetään syöttölaitteiden suojaamiseen
- Käytetään impedanssin suojaamiseen generaattorit
- Käytetään generaattoreiden ja syöttölaitteiden synkronoinnissa.
- Käytetään suojajännitemuuntajina
UKK
1). Mikä on potentiaalimuuntaja?
Potentiaalimuuntajat tunnetaan myös nimellisjännitemuuntajina tai jännitemuuntajina tai instrumenttimuuntajina, joissa piirin jännite pienennetään alempaan jännitteeseen mittausta varten.
2). Mitkä ovat potentiaalimuuntajan tyypit?
Kapasitiiviset potentiaalimuuntajat ja sähkömagneettiset potentiaalimuuntajat
3). Mitkä ovat mahdollisten muuntajien virheet?
Suhdevirheet, jännitevirheet, vaihekulmavirheet
4). Mikä on potentiaalimuuntajan tarkoitus?
Alhaisen virtapiirin pienentämiseksi matalammaksi virtapiirin mittausta varten.
5). Mitkä ovat potentiaalimuuntajien muut muodot?
Vaihdemuuntaja tai instrumenttimuuntaja
Siksi potentiaalisten muuntajien toimintaa, rakennetta, virheitä ja sovelluksia käsitellään edellä. Potentiaalimuuntajan tarkoituksena on muuntaa korkea jännite matalaksi. Tässä on kysymys sinulle: 'Mitkä ovat potentiaalimuuntajien edut ja haitat?'
