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Potential Transformer (PT)

Definizione - Il potenziale trasformatore può essere definito come untrasformatore strumento utilizzato per la trasformazione della tensione da un valore superiore a un valore inferiore. Questo trasformatore riduce la tensione a un valore limite sicuro che può essere facilmente misurato dallo strumento a bassa tensione normale come un voltmetro, un wattmetro e un watt-ora, ecc.

Costruzione del trasformatore potenziale

Il potenziale trasformatore è realizzato connucleo di alta qualità funzionante a bassa densità di flusso in modo che la corrente di magnetizzazione sia piccola. Il terminale del trasformatore deve essere progettato in modo che la variazione del rapporto di tensione con il carico sia minima e anche lo sfasamento tra la tensione di ingresso e quella di uscita sia minimo.

L'avvolgimento primario ha un gran numero di giri,e l'avvolgimento secondario ha un numero molto piccolo di giri. Per ridurre la reattanza di dispersione, l'avvolgimento coassiale viene utilizzato nel trasformatore di potenziale. Il costo dell'isolamento si riduce anche dividendo l'avvolgimento primario nelle sezioni che riducono l'isolamento tra gli strati.

Connessione del trasformatore potenziale

Il potenziale trasformatore è collegato inparallelo al circuito. Gli avvolgimenti primari del trasformatore di potenziale sono collegati direttamente al circuito di potenza la cui tensione deve essere misurata. I terminali secondari del trasformatore di potenziale sono collegati allo strumento di misura come il voltmetro, il wattmetro, ecc. Gli avvolgimenti secondari del trasformatore di potenziale sono accoppiati magneticamente attraverso il circuito magnetico degli avvolgimenti primari.

potenziale trasformatore
Il terminale primario del trasformatore è classificatoper 400 V a diverse migliaia di volt, e il terminale secondario è sempre valutato per 400V. Il rapporto tra la tensione primaria e la tensione secondaria viene definito come rapporto di trasformazione o rapporto di rotazione.

Tipi di trasformatore potenziale

Il trasformatore potenziale è principalmente classificato in due tipi, vale a dire i tipi di ferite convenzionali (tipi elettromagnetici) e i trasformatori di potenziale di tensione del condensatore.

Il trasformatore di tipo avvolto convenzionale è moltocostoso a causa del requisito degli isolanti. Il trasformatore potenziale del condensatore è una combinazione di un divisore di potenziale del condensatore e un trasformatore di potenziale magnetico di un rapporto relativamente piccolo.

Lo schema circuitale del trasformatore di potenziale del condensatore è mostrato nella figura seguente. La pila di condensatori ad alta tensione dal divisore potenziale, i condensatori di due sezioni diventano C1 e C2e la Z è il peso.

condensatore-potenziale-trasformatore schema elettrico

La tensione applicata al primario delil trasformatore intermedio è solitamente dell'ordine 10kV. Sia il divisore potenziale che il trasformatore intermedio hanno il rapporto e il requisito di isolamento che sono adatti per la costruzione economica.

Il trasformatore intermedio deve essere di moltopiccolo errore di rapporto, e l'angolo di fase fornisce le prestazioni soddisfacenti dell'unità completa. La tensione del terminale secondario è data dalla formula mostrata sotto.

condensatore trasformatore

Rapporto e errori dell'angolo di fase del trasformatore potenziale

In un trasformatore di potenziale ideale, il primarioe la tensione secondaria è esattamente proporzionale alla tensione primaria e esattamente all'opposizione di fase. Ma questo non può essere raggiunto praticamente a causa delle cadute di tensione primarie e secondarie. Pertanto, sia la tensione primaria che secondaria vengono introdotte nel sistema.

Errore rapporto di tensione - L'errore del rapporto di tensione è espresso in termini di tensione misurata ed è dato dalla formula come mostrato di seguito.

rapporto corrente trasformatore equazione

Dove Kn è il rapporto nominale, cioè il rapporto tra la tensione primaria nominale e la tensione secondaria nominale.

Errore ad angolo di fase - L'errore dell'angolo di fase è l'errore tra la tensione del terminale secondario che è esattamente in opposizione di fase con la tensione del terminale primario.

L'aumento del numero di strumenti nel relè collegato al secondario del trasformatore potenziale aumenterà gli errori nei potenziali trasformatori.

Onere di un potenziale trasformatore

L'onere è il carico esterno totale del volt-ampil secondario alla tensione secondaria nominale. Il carico nominale di un PT è un carico VA che non deve essere superato se il trasformatore deve funzionare con la sua precisione nominale. Il carico nominale è indicato sulla targhetta.

Il limite o il massimo carico è il più grande VAcarico a cui il potenziale trasformatore funzionerà in modo continuo senza surriscaldare i suoi avvolgimenti oltre i limiti consentiti. Questo onere è molte volte superiore al carico nominale.

Phasor Diagram of a Potential Transformer

Il diagramma fasoriale del trasformatore potenziale è mostrato nella figura seguente.

potenziale trasformatore-fasore diagramma

Dove, ioS - corrente secondaria
ES - emf secondaria indotta
VS - tensione del terminale secondario
RS - resistenza dell'avvolgimento secondario
XS - reattanza di avvolgimento secondario
iop - Corrente primaria
Ep - emf principalmente indotta
Vp - tensione del terminale primario
Rp - resistenza dell'avvolgimento primario
Xp - reattanza di avvolgimento primario
Kt - rapporto di rotazione
ioo - corrente di eccitazione
iom - componente magnetizzante di Io
iow - componente di perdita di nucleo di Io
Φm - flusso principale
Β- errore dell'angolo di fase

Il flusso principale è preso come riferimento. Nel trasformatore di strumento, la corrente primaria è la somma vettoriale della corrente di eccitazione Io e la corrente uguale alla corrente secondaria di inversione IS moltiplicato per il rapporto di 1 / kt. La Vp è la tensione applicata al terminale primario del trasformatore potenziale.

Le cadute di tensione dovute alla resistenza e alla reattanza dell'avvolgimento primario dovute alla corrente primaria sono date da IpXp e iopRp. Quando la caduta di tensione si sottrae dalla tensione primaria del trasformatore potenziale, l'emf principalmente indotto apparirà attraverso i terminali.

Questa emf primaria del trasformatore si trasformerà in avvolgimento secondario per induzione reciproca e convertita in emf E secondaria indottaS. Questa emf cadrà per la resistenza dell'avvolgimento secondario e la reattanza, e la tensione risultante apparirà attraverso la tensione del terminale secondario, ed è indicata con VS.

Applicazioni del trasformatore potenziale

  1. È usato per uno scopo di misurazione.
  2. Per la protezione degli alimentatori.
  3. Per proteggere l'impedenza dei generatori.
  4. Per sincronizzare i generatori e gli alimentatori.

I potenziali trasformatori sono usati nelprotezione dello schema di inoltro perché le bobine potenziali del dispositivo di protezione non sono direttamente collegate al sistema in caso di alta tensione. Pertanto, è necessario diminuire la tensione e anche isolare l'equipaggiamento protettivo dal circuito primario.

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