En el sistema d'alimentació modern, la mesura de corrent i tensió és la base d'un funcionament segur, control del consum d'energia i protecció de relés. Atès que els valors de distorsió de corrent i tensió a les línies de transmissió i distribució d'alta tensió solen ser molt més alts del que els instruments de mesura i els equips de protecció poden suportar directament, és necessari convertir un corrent o una tensió elevats d'un costat d'un transformador de corrent en senyals estandarditzats de baixa corrent o tensió.
En l'aplicació pràctica, els dos dispositius més comuns són el transformador de corrent d'alta tensió i els transformadors de tensió. Tot i que tots dos són dispositius de mesura de potència, funcionen amb un mètode, funció i com s'instal·len molt diferents.
Com a proveïdor d'equips elèctrics d'alta tensió, rebem regularment consultes dels clients sobre la diferència entre els dos. Aquest treball portarà a l'anàlisi detallada del principi de funcionament, la característica de la funció, els escenaris d'aplicació, etc.
Què és un transformador de corrent d'alta tensió?
El transformador de corrent d'alta tensió s'utilitza principalment per mesurar i controlar el corrent al sistema elèctric.
La seva funció principal és escalar un corrent primari gran en un senyal de corrent petit estàndard, normalment:
1A
5A
Això permet que els instruments de mesura, els dispositius de protecció de relés i els sistemes d'automatització controlin i controlin el corrent de manera segura.
Principis de treball
El principi de funcionament del transformador de corrent d'alta tensió és la inducció electromagnètica.
Quan un gran corrent flueix pel conductor primari, es genera un flux magnètic al nucli de ferro, donant lloc a una disminució proporcional del senyal de corrent al bobinatge secundari.
Per exemple:
Corrent principal:
1000A
Sub-sortides:
5A
L'instrument pot calcular el corrent de línia real mesurant el corrent de 5A.
Què és un transformador de tensió?
Els transformadors de tensió s'utilitzen principalment per a la mesura de tensió i el seguiment de línies d'alta tensió.
Poden reduir proporcionalment l'alta tensió d'un costat a la tensió de mesura estàndard.
Els resultats secundaris comuns inclouen:
100V
110V
Això permet que els instruments i els equips de protecció funcionin amb seguretat.
Principis de treball
El transformador de tensió és essencialment un tipus especial de transformador.
L'alta tensió es converteix en sortida de baixa tensió utilitzant la relació de voltes entre el bobinatge primari i el segon.
Per exemple:
Tensió principal:
10 kV
Tensió secundària:
100V
El sistema de mesura calcula la tensió real de la xarxa segons la relació de voltes.
Quina és la diferència bàsica?
Tot i que tots dos són transformadors de mesura, s'estan mesurant per objectes molt diferents.
Transformador de corrent d'alta tensió per mesurar paràmetres de corrent.
Transformadors de tensió per mesurar paràmetres de tensió.
En resum:
CT Mesures actuals
VT mesura la tensió
Aquesta és la diferència fonamental.
Funcionen de maneres molt diferents.
Transformador de corrent d'alta tensió:
La superfície principal sol estar connectada a la línia en sèrie.
El corrent ha de passar per un transformador per mesurar-lo.
Per tant:
Molt poques voltes al bobinatge principal
Gran secció del conductor
Transformadors de tensió:
La superfície principal està connectada a la línia principal en paral·lel.
La seva funció principal és recollir senyals de tensió de línia.
Per tant:
El bobinatge principal gira més.
El corrent del conductor és petit.
Els diferents mètodes de connexió determinen les seves diferències significatives en l'estructura del disseny.
Els requisits de funcionament del costat secundari són diferents.
Aquest és un punt clau en les aplicacions d'enginyeria.
El transformador de corrent no es pot engegar.
Quan l'HVCT està en funcionament, si el costat secundari està obert:
El nucli estarà molt saturat.
El costat secundari generarà una tensió altament perillosa.
Això pot danyar l'equip.
Això és una amenaça per a la seguretat humana.
Per tant, el costat secundari del transformador de corrent (TC) ha de romandre tancat.
Els transformadors de tensió no poden curtcircuitar.
El contrari s'aplica als transformadors de tensió.
Si hi ha un curtcircuit al segon costat:
El corrent augmenta espectacularment.
Els bobinatges es poden cremar.
L'equip es pot danyar.
Per tant, cal evitar el funcionament en curt{0}}circuit del segon costat del transformador de tensió.
Aquesta és una de les qüestions més importants a tenir en compte a l'hora d'instal·lar i mantenir al lloc.
Quines diferències hi ha en els escenaris d'aplicació?
Aplicació del transformador de corrent d'alta tensió
Els transformadors de corrent d'alta tensió s'utilitzen àmpliament en:
Subestacions
Línies de transmissió
Sistemes de distribució
Sistemes de mesura de potència
Sistemes de protecció de relés
Monitorització de la potència industrial
Responsable principal del control de mostreig i protecció actual.
Aplicació de transformadors de tensió
Els transformadors de tensió s'utilitzen àmpliament per:
tensió de xarxa
Mesuració d'energia
Sistemes de protecció de tensió
Sistemes de control automatitzats
Seguiment de la qualitat de l'electricitat
Principal responsable del mostreig i la protecció de tensió.
Paper en els sistemes de protecció de relés
Les subestacions intel·ligents modernes depenen molt de l'equip de protecció.
Els transformadors de corrent d'alta tensió proporcionen:
Senyals de protecció contra sobreintensitat
Senyals de protecció diferencial
Senyals de detecció d'errors de curt{0}circuit
Els transformadors de tensió proporcionen:
Senyals de protecció de baixa tensió
Senyals de protecció contra sobretensions
Senyals de mesura de freqüència
Senyals de detecció de sincronització
En conjunt, constitueixen tot un sistema de protecció.
Per què els sistemes elèctrics necessiten tant TC com VT?
Molts clients preguntaran:
Com que tots dos poden mesurar paràmetres elèctrics, per què no instal·lar més d'un dispositiu?
El motiu és que les operacions del sistema elèctric requereixen accés simultani a:
Dades disponibles
Dades de voltatge
Per exemple, la potència de càlcul requereix:
P=UIcosφ
Sense informació de corrent o tensió, el sistema no pot mesurar, controlar i protegir amb precisió.
Per tant, els transformadors de corrent d'alta tensió i els transformadors de tensió solen utilitzar-se conjuntament.
Com triar el transformador d'instrument adequat?
A l'hora de comprar, es recomana centrar-se en el següent:
Transformador de corrent d'alta tensió:
Corrent nominal
Classe de precisió
Capacitat de càrrega
Classe d'aïllament
Entorn d'aïllament
Per als transformadors de tensió:
Tensió nominal
Relació de transformació
Classe de precisió
Estructura d'aïllament
Nivell de tensió del sistema
L'elecció de productes que compleixin els requisits del projecte és la clau per garantir la precisió de la mesura i la seguretat del sistema.
Conclusió:
Tot i que tant els transformadors HVCT com de tensió són dispositius de mesura de potència, funcionen de maneres molt diferents. El primer converteix el corrent elevat en corrents de mesura estàndard, el segon converteix l'alta tensió en tensions de mesura estàndard. Aquests dos dispositius són indispensables a les subestacions modernes, línies de transmissió i sistemes de distribució i proporcionen conjuntament un suport de dades fiable per a la mesura de potència, la protecció de relés i el funcionament de la xarxa intel·ligent. Entendre la diferència ajuda els enginyers i els compradors a triar solucions que s'adaptin millor a les necessitats del projecte.
Preguntat freqüentment
Quina és la diferència més gran entre un HVCT i un VCT?
Els transformadors de corrent d'alta tensió s'utilitzen per mesurar el corrent i els transformadors de tensió s'utilitzen per mesurar la tensió. Aquesta és la diferència fonamental.
Per què no es pot obrir el transformador de corrent?
Les obertures laterals secundàries poden generar alta pressió perillosa, potencialment danyar l'equip i posar en perill el personal.
Per què no es pot curt{0}}el transformador de tensió?
Els curtcircuits secundaris poden provocar un fort augment del corrent i danyar bobinatges i equips.
El transformador de corrent i el transformador de tensió es poden utilitzar de manera independent?
Sí, però a la majoria de sistemes d'alimentació, normalment s'utilitzen junts per a una mesura i protecció totals.
Quines indústries utilitzen més habitualment transformadors d'alta tensió{0}?
Els equips de transformació d'alta tensió-s'utilitzen àmpliament en empreses d'energia elèctrica, subestacions, parcs industrials, noves centrals d'energia, transport ferroviari i empreses de fabricació a gran-escala.
