ความแตกต่างระหว่างหม้อแปลงแรงดันไฟฟ้าและหม้อแปลงกระแสคืออะไร?

ในโลกของระบบไฟฟ้ากำลัง การวัดที่แม่นยำและการทำงานที่ปลอดภัยเป็นสิ่งสำคัญยิ่ง การเชื่อมต่อวงจรหลัก-แรงดันสูงและกระแสสูง-โดยตรงกับเครื่องมือวัดหรือรีเลย์ป้องกันนั้นในทางปฏิบัติและไม่ปลอดภัย นี่คือที่หม้อแปลงเครื่องมือเข้ามาเล่น สองประเภทที่สำคัญที่สุดคือหม้อแปลงแรงดันไฟฟ้า (VT)หรือที่เรียกกันทั่วไปว่ากหม้อแปลงที่มีศักยภาพ (PT)และหม้อแปลงกระแส (CT)- แม้ว่าทั้งสองจะให้บริการตามวัตถุประสงค์พื้นฐานของการลดขนาดพารามิเตอร์ของระบบให้เหลือระดับที่สามารถจัดการได้และปลอดภัย แต่หลักการทำงาน การออกแบบ และการใช้งานนั้นแตกต่างกันโดยพื้นฐาน

บทความนี้จะให้การเปรียบเทียบโดยละเอียดของ VT และ CT ซึ่งเป็นไปตามมาตรฐานและแนวปฏิบัติของอุตสาหกรรม

1. หน้าที่หลักและวัตถุประสงค์

• หม้อแปลงแรงดันไฟฟ้า (VT/PT):หน้าที่หลักของมันคือการก้าวลงแรงดันไฟฟ้าของระบบสูง (เช่น 132 kV, 33 kV) ให้เป็นแรงดันไฟฟ้ารองที่ได้มาตรฐานและปลอดภัย โดยทั่วไปแรงดันไฟฟ้าทุติยภูมิมาตรฐานคือ110Vหรือ100Vหรือ120Vขึ้นอยู่กับมาตรฐานภูมิภาค แรงดันไฟฟ้าดาวน์-ที่ปรับขนาดนี้เป็นสัดส่วนกับแรงดันไฟฟ้าหลัก และใช้ในการป้อนโวลต์มิเตอร์ คอยล์แรงดันไฟฟ้าของวัตต์มิเตอร์ และรีเลย์ป้องกัน
• หม้อแปลงกระแส (CT):หน้าที่หลักของมันคือการก้าวลงกระแสไฟสูงของระบบ (เช่น 1,000 A, 2000 A) เป็นกระแสทุติยภูมิที่ได้มาตรฐานและปลอดภัย กระแสทุติยภูมิมาตรฐานนั้นมีอยู่ทั่วไป1Aหรือ5A- กระแสไฟดาวน์-ที่ปรับขนาดนี้เป็นสัดส่วนกับกระแสหลัก และใช้ในการป้อนแอมป์มิเตอร์ คอยล์กระแสของวัตต์มิเตอร์ มิเตอร์พลังงาน และรีเลย์ป้องกัน

2. การเชื่อมต่อในวงจร

นี่เป็นหนึ่งในความแตกต่างที่สำคัญที่สุดและมีผลกระทบด้านความปลอดภัยอย่างร้ายแรง

• เวอร์มอนต์/PT:มีการเชื่อมต่อหม้อแปลงแรงดันไฟฟ้าในแบบคู่ขนานข้ามเฟส (เฟส-ถึง-เฟสหรือเฟส-ถึง-เป็นกลาง) ของวงจรที่จะวัดแรงดันไฟฟ้า ถือเป็นแหล่งกำเนิดแรงดันไฟฟ้า
• การเปรียบเทียบ:เชื่อมต่อกันเหมือนโวลต์มิเตอร์
• กะรัต:เชื่อมต่อหม้อแปลงกระแสแล้วในซีรีส์โดยมีเส้นนำกระแสไฟฟ้ามาวัด ตัวนำหลัก (ซึ่งอาจเป็นแท่งหนักแท่งเดียว) จะผ่านศูนย์กลางของแกนกลางของ CT
• การเปรียบเทียบ:มันเชื่อมต่อกันเหมือนแอมป์มิเตอร์

3. การก่อสร้างและการออกแบบ

ความแตกต่างในการเชื่อมต่อเป็นตัวกำหนดการก่อสร้าง

• เวอร์มอนต์/PT:ขดลวดปฐมภูมิของ VT มีจำนวนรอบมาก (Np >>Ns) เพราะจะต้องต่อผ่านแรงดันไฟเต็มสาย แกนทำจากเหล็กเกรดสูง-ที่ทำงานที่ความหนาแน่นฟลักซ์ต่ำเพื่อรักษาความแม่นยำ ฉนวนระหว่างขดลวดปฐมภูมิและขดลวดทุติยภูมิได้รับการออกแบบให้ทนต่อแรงดันไฟฟ้าเต็มระบบ ทำให้เป็นอุปกรณ์ที่ค่อนข้างเทอะทะและมีราคาแพงสำหรับการใช้งานที่มีแรงดันไฟฟ้าสูง-
• กะรัต:ขดลวดปฐมภูมิของ CT ได้เลี้ยวน้อยมาก, often just a single straight conductor or a single turn (a bar primary). The secondary winding has a large number of turns (Ns >>เอ็นพี) แกนแม่เหล็กได้รับการออกแบบมาให้มีความฝืนต่ำ ข้อกำหนดของฉนวนจะขึ้นอยู่กับแรงดันไฟฟ้าที่เกิดขึ้นในระบบทุติยภูมิเป็นหลัก ไม่ใช่แรงดันไฟฟ้าของระบบทั้งหมด (แม้ว่าตัวเรือนจะต้องป้องกัน CT จากศักย์ดิน)

4. หลักการปฏิบัติงานและพฤติกรรมหลัก

นี่เป็นข้อแตกต่างทางเทคนิคที่สำคัญซึ่งกำหนดระเบียบการด้านความปลอดภัย

• เวอร์มอนต์/PT:มันทำงานภายใต้เงื่อนไขที่คล้ายกับกหม้อแปลงไฟฟ้ามาตรฐาน- แรงดันไฟฟ้าหลักถูกกำหนด และแรงดันไฟฟ้าทุติยภูมิเกิดขึ้น ฟลักซ์ในแกนกลางถูกกำหนดโดยแรงดันไฟฟ้าที่ใช้ (V γ 4.44fNφm) โหลด (หรือภาระ) บนตัวรองมีความต้านทานค่อนข้างสูง หากเปิดช่องรองโดยไม่ได้ตั้งใจก็ไม่เป็นอันตราย
• กะรัต:มันทำงานเป็นหม้อแปลงไฟฟ้า "กระแสคงที่"- กระแสปฐมภูมิเป็นตัวแปรอิสระ ซึ่งกำหนดโดยโหลดบนวงจรกำลังหลัก กระแสไฟฟ้าปฐมภูมิทำให้เกิดฟลักซ์แม่เหล็กสลับในแกนกลาง ซึ่งเหนี่ยวนำกระแสทุติยภูมิ กระแสทุติยภูมินี้สร้างตัวนับ-ฟลักซ์ที่เกือบจะตัดฟลักซ์ปฐมภูมิออกไป ฟลักซ์แกนกลางจะถูกเก็บไว้ที่ระดับต่ำภายใต้การทำงานปกติ

คำเตือนด้านความปลอดภัยที่สำคัญ:วงจรทุติยภูมิของ CTต้องไม่ถูกเปิด-วงจรในขณะที่กระแสปฐมภูมิกำลังไหล หากเปิดช่องรอง ตัวนับ-ฟลักซ์จะกลายเป็นศูนย์ กระแสปฐมภูมิทั้งหมด (ซึ่งอาจมีมหาศาล) กลายเป็นกระแสแม่เหล็ก ส่งผลให้แกนกลางเข้าสู่ภาวะอิ่มตัวเชิงลึก ส่งผลให้:

1. มีแรงดันไฟฟ้าสูงมาก (หลายกิโลโวลต์) ที่ถูกเหนี่ยวนำในขดลวดทุติยภูมิ ทำให้เกิดแรงดันไฟฟ้าที่รุนแรงอันตรายจากไฟฟ้าช็อตและเสี่ยงต่อการพังของฉนวน

2. ความร้อนสูงของแกนกลางเนื่องจากการสูญเสียธาตุเหล็กสูง ซึ่งสามารถทำลายฉนวนและทำลายหม้อแปลงไฟฟ้าได้

5. ภาระ (ภาระ)

"ภาระ" หมายถึงโหลดอิมพีแดนซ์ที่เชื่อมต่อกับอุปกรณ์ทุติยภูมิ

• เวอร์มอนต์/PT:มันเชื่อมต่อกับกภาระอิมพีแดนซ์สูง-(เช่น ขดลวดแรงดันไฟฟ้าของเครื่องมือ) โดยทั่วไปภาระจะกำหนดเป็นโวลต์-แอมแปร์ (VA) ที่แรงดันไฟฟ้ามาตรฐาน
• กะรัต:มันเชื่อมต่อกับกภาระอิมพีแดนซ์ต่ำ-(เช่น ขดลวดของเครื่องมือในปัจจุบัน) ภาระดังกล่าวยังได้รับการจัดอันดับเป็น VA แต่อยู่ที่กระแสไฟมาตรฐาน (เช่น 15 VA ที่ 5A)

ตารางเปรียบเทียบสรุป

บทสรุป

โดยสรุป หม้อแปลงแรงดันไฟฟ้าและหม้อแปลงกระแสไฟฟ้าเป็นส่วนประกอบที่ขาดไม่ได้ในระบบไฟฟ้ากำลัง แต่ได้รับการออกแบบมาเพื่อปริมาณทางกายภาพที่แตกต่างกันโดยพื้นฐาน VT เป็นอุปกรณ์เชื่อมต่อแบบขนาน-ที่จะแปลงแรงดันไฟฟ้า ในขณะที่ CT เป็นอุปกรณ์เชื่อมต่อแบบอนุกรม-ที่จะแปลงกระแสไฟฟ้า ความแตกต่างในการปฏิบัติงานที่สำคัญที่สุดคือการห้ามโดยเด็ดขาดในการ-วงจร CT แบบเปิด ซึ่งเป็นกฎที่เจาะลึกลงในวิศวกรไฟฟ้าและช่างเทคนิคทุกคนเนื่องจากมีอันตรายร้ายแรงที่เกี่ยวข้อง การทำความเข้าใจความแตกต่างเหล่านี้ถือเป็นสิ่งสำคัญสำหรับการตรวจสอบ การควบคุม และการป้องกันการติดตั้งระบบไฟฟ้าใดๆ ที่ปลอดภัยและแม่นยำ

หากต้องการข้อมูลเพิ่มเติมโปรดติดต่อเราได้ที่sales@xfullstar.com