Трансформатор тока и напряжения. Главные отличия
Существует ряд электрических трансформаторов, которые производятся для различных функций и требований. Независимо от их конкретного стиля и дизайна, различные виды используют точно такую же концепцию Майкла Фарадея. В которой говорится, что взаимодействие электрического и магнитного полей создает электродвижущую силу, изменение электрического поля создает магнитное поле, тогда как изменение магнитного поля создает электрическое поле. Два основных типа трансформаторов, то есть трансформаторы тока и трансформаторы напряжения, имеют много отличий, но главным является то, что трансформатор напряжения используется для регулирования напряжения на вторичной стороне трансформатора, тогда как ток трансформатора регулируется на вторичной стороне, имея в виду произведение напряжения и тока, которое является мощностью, остается неизменным, если ток регулируется либо он поднят, либо понижен, то напряжение будет взаимно изменять его значение, чтобы сохранить значение мощности, поскольку мощность является продуктом тока и напряжения. В трансформаторе напряжения вторичный ток напрямую связан с первичным током. Вторичный ток зависит от напряжения в дополнение к сопротивлению нагрузки. Тогда как в трансформаторе тока: вторичная обмотка может быть закорочена. Разомкнутая вторичная обмотка может привести к повреждению трансформатора.
Трансформатор тока
Трансформатор тока, который часто упоминается как ТТ, регулирует переменный ток. На его вторичном конце переменный ток пропорционален значению тока на его первичной обмотке. Трансформатор тока обычно используется для обеспечения изолированного тока на его вторичных клеммах. Трансформаторы тока широко используются в целях измерения тока и проверки всего процесса энергосистемы. Трансформаторы тока используют для измерения электроэнергии практически для каждого здания с трехфазными службами и однофазными услугами более двух сотен ампер. Купить трансформатор тока можно на сайте http://www.zvo.com.ua
Трансформаторы тока уменьшают токи высокого напряжения до некоторого уменьшенного значения и обеспечивают удобный метод правильной проверки конкретного электрического тока, движущегося в линии передачи переменного тока с использованием стандартного амперметра. Ключевая работа трансформатора тока абсолютно ничем не отличается от работы обычного трансформатора.
Трансформатор напряжения
Трансформатор напряжения, который также называется потенциальным трансформатором. Он используется в энергосистеме электрической энергии для снижения или повышения напряжения системы до некоторого защищенного значения.В линиях передачи, где единственной целью является минимизация потерь в линии, потенциальный трансформатор увеличивает напряжение, так что потери в линиях можно избежать настолько, насколько это возможно. Поэтому, как правило, в линиях передачи напряжения очень высокие.
В случае типичного понижающего трансформатора, он имеет меньшее количество витков первичной, чем его вторичные обмотки, с целью снижения апряжения. Напряжение системы подается на клеммы первичной обмотки этого трансформатора, после чего вторичное напряжение появляется в соответствии с коэффициентом трансформации на вторичных выводах трансформатора напряжения. Обычно вторичное напряжение составляет 220 вольт. Идеальный трансформатор напряжения — это тот, в котором отношение первичного и вторичного напряжений совпадает с отношением с количеством витков первичной и вторичной обмотки.
Ключевые отличия:
- В трансформатора тока ток и плотность изменяются в широких пределах, но в трансформаторе напряжения он изменяется в небольшом диапазоне.
- Первичный трансформатор тока имеет небольшое напряжение на нем, в то время как трансформатор напряжения имеет полное напряжение питания
- Трансформатор тока применяется в цепи последовательно, в то время как потенциальный трансформатор применяется параллельно
- Первичный ток трансформатора не зависит от нагрузки, а разность потенциалов зависит от нагрузки
- Можно измерить высокие напряжения малыми вольтметрами с использованием трансформатора напряжения, тогда как высокие токи измеряются малыми амперметрами с использованием трансформаторов тока
- Первичный ток не зависит от нагрузки, тогда как первичный ток трансформатора напряжения зависит от внешних условий, которые являются нагрузкой
Для чего нужны трансформаторы тока и чем они отличаются от трансформаторов напряжения
Говоря о трансформаторе напряжения, мы имеем ввиду электромагнитное устройство, предназначенное для преобразования переменного напряжения определенной частоты: из высокого — в пониженное, или из низкого — в более высокое, в зависимости от назначения трансформатора, и в конечном счете — от коэффициента трансформации данного экземпляра. При помощи трансформатора напряжения электрическая мощность с достаточно высоким КПД передается из первичной цепи — во вторичную, к которой обычно и подключается нагрузка, то есть потребитель.
Потребитель должен соответствовать трансформатору напряжения по мощности: он может быть меньшей мощности, чем трансформатор в состоянии передать, но никогда не должен быть большей мощности, чем та, на которую спроектирован данный трансформатор, иначе напряжение на вторичной обмотке данного трансформатора начнет уменьшаться, сердечник станет постоянно входить в насыщение, и как обмотки так и сердечник будут перегреваться, КПД трансформатора упадет.
Тем не менее напряжение на вторичной обмотке трансформатора напряжения, работающего под нагрузкой в штатном режиме или на холостом ходу, всегда остается почти неизменным, по крайней мере с высокой точностью близким к номинальному напряжению вторичной обмотки трансформатора, то есть будет лежать в определенном известном, довольно узком диапазоне. Но при этом ток нагрузки может быть очень разным — варьироваться от нуля до максимально допустимого, в зависимости от импеданса и характера нагрузки, которую трансформатор питает в данный момент.
Трансформатор тока существенно отличается от трансформатора напряжения, как конструктивно, так и по назначению, и по особенностям применения. В то время как первичная и вторичная (или вторичные, если их несколько) обмотки трансформатора напряжения зачастую имеют немалое количество витков, отвечающее коэффициенту трансформации и параметрам сердечника, то первичная обмотка трансформатора тока — это всего один виток, проходящий через окно магнитопровода. Вторичная же обмотка трансформатора тока имеет множество витков, и всегда соединена с активной нагрузкой строго определенного номинала, например с резистором.
Теперь если через первичную обмотку потечет переменный ток определенной величины, то вторичная обмотка, будучи нагружена на постоянную активную нагрузку в виде резистора, создаст на нем падение напряжения, пропорциональное току первичной обмотки (через коэффициент трансформации) и сопротивлению нагрузки. То есть, в зависимости от тока первичной цепи, напряжение вторичной обмотки трансформатора тока может изменяться в широких пределах — от нуля до максимально допустимого.
Очевидно, такой режим отличается от режима работы трансформатора напряжения. Здесь (у трансформатора тока) как правило нет узкого диапазона номинальных напряжений вторичной обмотки, характерного для трансформаторов напряжения. Типичное применение трансформатора тока — измерение тока в цепях, к которым уже подключена нагрузка.
Трансформаторы тока, кроме расширения пределов измерения, изолируют измерительные приборы от высокого напряжения и делают возможным измерение тока в сетях с напряжением выше 1000 В.
Первичная обмотка трансформатора тока имеет изоляцию, рассчитанную на полное рабочее напряжение сети. Для обеспечения безопасности работы обслуживающего персонала (в случае пробоя изоляции) один из зажимов вторичной обмотки и сердечник трансформатора должны быть заземлены.
В отличие от силовых трансформаторов ток вторичной обмотки в трансформаторе тока зависит от тока первичной обмотки (измеряемого тока). Поэтому при работе с трансформатором тока необходимо особенно внимательно следить за тем, чтобы вторичная обмотка была замкнута. Для этого они имеют приспособление для замыкания вторичной обмотки при отключении измерительного прибора.
В тех случаях, когда проводник с током нельзя разъединить, для подключения трансформатора тока применяются трансформаторы в виде токовых клещей. Сердечник таких трансформаторов состоит из двух половин, скрепленных шарниром, что позволяет охватить проводник с током, не разрывая его. Вторичная обмотка замкнута на амперметр, который обычно укрепляется на самом сердечнике.
Итак, трансформатор напряжения предназначен для преобразования электрической мощности переменного тока с целью питания нагрузок различного номинала, рассчитанных на напряжение вторичной обмотки трансформатора.
К трансформаторам напряжения относятся мощные промышленные трансформаторы, трансформаторы подстанций, сетевые трансформаторы, сварочные трансформаторы, трансформаторы в блоках питания некоторых бытовых приборов и т. д. эти трансформаторы могут быть как повышающими, так и понижающими.
Измерительные трансформаторы напряжения предназначены для преобразования высокого напряжения сети в напряжение, доступное для измерения обычными приборами, т. е. для расширения пределов измерения приборов на переменном токе по напряжению.
Трансформаторы тока используются в измерительных целях — там, где необходимо узнать величину переменного тока, текущего по проводу. Трансформатор тока включается в разрыв этого провода, а к его вторичной обмотке подсоединяется амперметр или вольтметр, соединенный с резистором известного номинала. Путем несложных вычислений легко найти величину тока первичной обмотки. Вычисления может производить как человек, так и электроника.
Телеграмм канал для тех, кто каждый день хочет узнавать новое и интересное: Школа для электрика
Трансформаторы тока и напряжения
Появился трансформатор в далеком 1831 году. Главная функция устройства – преобразование значения энергии напряжения первоисточника в напряжение с требуемой величиной. Стоит подчеркнуть, работают данные аппараты исключительно с переменным напряжением, поэтому и ток в бытовой сети — переменный.
По типу трансформации выделяют 3 вида устройств:
- Трансформатор понижающий напряжение – значение входящего напряжение получается больше выходящего. Используется на электростанциях и подстанциях.
- Трансформаторы повышающие – значение входящего напряжения ниже выходящего. Этот вид применяется как в быту, так и в промышленных областях.
- Трансформатор — согласующий. Применяется, чтобы согласовать сопротивление различных каскадов электронных схем.
Трансформаторы работают по принципу электромагнитной индукции, чтобы снизить потери при преобразовании и передать энергию в полной мере, аппарат чаще всего устанавливается на магнитопровод. В зависимости от предназначения трансформатора меняется количество вторичных катушек и количество на них витков. Первичная катушка, зачастую, одна, но количество витков так же меняется исходя из целей использования.
Главные отличия трансформатора напряжения от трансформатора тока?
Уже исходя из названия можно понять, что принцип работы этих устройств построен на разных главных электрических величинах. Следовательно, и схемы включения различаются. Так, трансформатор тока питается, соответственно, током, он не способен нормально функционировать без нагрузки на обмотке. Трансформатор напряжения, в свою очередь, не справится с мощными токовыми загрузками.
Трансформатор легко приобрести в интернет — магазине, а можно и самому сделать. Главное определиться с требованиями к аппарату, и не забыть принять во внимание токи нагрузки при эксплуатации трансформатора в разного рода устройствах.
Разница между трансформаторами тока и трансформаторами напряжения
Одним из основных различий между трансформаторами CT и PT является их функция.
С одной стороны, трансформатор тока снижает большой ток до более безопасного и легко измеряемого уровня. Он преобразует большой первичный ток в малый ток 1А/5А, который можно измерить амперметром.
С другой стороны, потенциал (трансформатор напряжения) измеряет и снижает высокое значение напряжения до более низкого значения. Он преобразует высокое напряжение в стандартное вторичное напряжение 100 В или меньше.
Трансформаторы тока делятся на обмоточные и с закрытым сердечником. Трансформаторы напряжения также делятся на два типа, включая электромагнитное напряжение и емкостное напряжение.
В трансформаторе тока первичная обмотка соединена последовательно с линией передачи измеряемого тока, и весь линейный ток протекает через обмотку. С другой стороны, трансформатор напряжения подключен параллельно цепи, а это значит, что на всей обмотке появляется все линейное напряжение.
Коэффициент трансформации трансформатора тока высокий, а трансформатора потенциала низкий.
Первичная и вторичная обмотки
В трансформаторе тока первичная обмотка имеет меньше витков и пропускает измеряемый ток. В трансформаторе напряжения первичная обмотка имеет много витков, несущих измеряемое напряжение.
В трансформаторе тока вторичная обмотка имеет большое количество витков на вторичной стороне и соединена с токовой обмоткой прибора. В трансформаторе напряжения вторичная обмотка имеет небольшое количество витков на вторичной стороне и подключена к прибору или счетчику.
Трансформатор тока использует конструкцию из ламинированной кремнистой стали, а трансформатор напряжения использует конструкцию из высококачественной рабочей стали с низкой плотностью потока.
В трансформаторах тока первичный ток не зависит от состояния вторичной цепи. С другой стороны, в трансформаторах напряжения первичный ток зависит от состояния вторичной цепи.
С трансформатором тока можно использовать 5-амперметр для измерения больших токов, например 200 ампер. С другой стороны, при использовании трансформаторов напряжения вольтметр на 120 В можно использовать для измерения 11 кВ и других высоких напряжений.
В трансформаторе тока вторичная сторона не должна быть разомкнута во время использования. С другой стороны, в трансформаторе напряжения вы можете открыть вторичную сторону без каких-либо повреждений.
В трансформаторах тока входным значением является постоянный ток, а в потенциальном токе входным значением является постоянное напряжение.
Диапазон вторичной обмотки
В трансформаторе тока диапазон измерения составляет 1 А или 5 А, а в трансформаторе напряжения диапазон измерения составляет 110 В.
Трансформатор тока не зависит от вторичной нагрузки, а трансформатор напряжения зависит от вторичной нагрузки.