Johdanto
Virtamuuntajat (CT) ja jännitemuuntajat (VT), joita kutsutaan myös potentiaalimuuntajiksi (PT:t), ovat tärkeitä komponentteja sähköjärjestelmissä. Molemmat ovat instrumenttimuuntajia, mikä tarkoittaa, että ne muuttavat sähkösuureet turvallisemmiksi, mitattavissa oleviksi arvoiksi mittareille, valvontalaitteille, suojareleille ja ohjausjärjestelmille.
Vaikka niillä on samanlaiset käyttötarkoitukset, virtamuuntaja ja jännitemuuntaja on suunniteltu mittaamaan erilaisia sähkösuureita. CT mittaa virtaa, kun taas VT mittaa jännitettä. Niiden välisen eron ymmärtäminen on olennaista valittaessa muuntajia virranjakelu-, sähkömittaus-, kojeisto- ja suojaussovelluksiin.
Mikä on virtamuuntaja?
Virtamuuntaja on instrumenttimuuntaja, joka on suunniteltu vähentämään korkea ensiövirta alemmaksi toisiovirraksi, joka voidaan mitata turvallisesti sähkömittareiden avulla tai käyttää suojalaitteita.
Esimerkiksi CT:n suhde voi olla 400/5A. Tämä tarkoittaa, että kun ensiövirta on 400 A, toisiovirta on noin 5 A nimelliskäyttöolosuhteissa.
Virtamuuntaja on normaalisti kytketty sarjaan mitattavaa virtaa kuljettavan sähköjohtimen kanssa. Sen ensiöpuoli kuljettaa järjestelmän virtaa, kun taas toisiopuoli syöttää alennettua virtaa mittaus- tai suojalaitteisiin.
CT:tä käytetään laajalti:
* Energian mittaus
* Ampeerimittarijärjestelmät
* Tehonvalvonta
* Suojareleet
* Kytkinlaitteet
* Teollisuuden sähkölaitteet
* Sähkönjakelujärjestelmät
Yksi tärkeä CT:n turvallisuusominaisuus on, että sen toisiopiiriä ei saa jättää auki, kun virta kulkee ensiöpiirin läpi. Avoin CT-toisio voi aiheuttaa vaarallisen korkean jännitteen.
Mikä on jännitemuuntaja?
Jännitemuuntaja on suunniteltu vähentämään korkea järjestelmän jännite alempaan, standardoituun jännitteeseen, joka sopii mittaukseen, valvontaan ja suojaukseen.
Esimerkiksi VT voi muuntaa korkean ensiöjännitteen 100 V:n toisiojännitteeksi tai muuksi määrätyksi arvoksi. Tämän ansiosta mittarit ja suojareleet voivat toimia paljon pienemmällä jännitteellä kuin todellinen järjestelmän jännite.
Toisin kuin CT, jännitemuuntaja on kytketty rinnan sähköjärjestelmän kanssa eikä sarjaan.
Jännitemuuntajia käytetään yleisesti:
* Jännitteen mittaus
* Energian mittaus
* Suojajärjestelmät
* Virranlaadun valvonta
* Sähköiset ohjausjärjestelmät
* Kytkinlaitteet
* Korkea{0}}- ja keski{1}}jännitejärjestelmät
Keskeinen ero CT:n ja VT:n välillä
Yksinkertaisin tapa ymmärtää ero on se, että CT muuntaa virran, kun taas VT muuttaa jännitettä.
- Ominaisuus Virtamuuntaja Jännitemuuntaja
- Päämittaus Virtajännite
- Kytkentäsarja rinnakkain
- Ensisijainen määrä Suuri virta Korkea jännite
- Toissijainen määrä Pieni virta Pieni jännite
- Tyypillinen toisiojännite 1 A tai 5 A Yleensä noin 100 V tai määritetty arvo
- Pääsovellukset Virran mittaus ja suojaus Jännitteen mittaus ja suojaus
- Pääasiallinen turvallisuusongelma Toissijainen avoin piiri Toissijainen oikosulku/ylivirta
Tarkat arvot ja kytkentätavat riippuvat muuntajan suunnittelusta ja sähköjärjestelmästä.
Toimintaperiaatteen ero
Sekä CT:t että VT:t toimivat sähkömagneettisen induktion mukaan, mutta niiden suunnittelu ja käyttöolosuhteet ovat erilaiset.
CT on suunniteltu siten, että ensiövirta tuottaa magneettivuon ytimeensä, joka indusoi verrannollisen toisiovirran. CT tarjoaa siksi sähköisesti eristetyn ja pienennetyn esityksen ensiövirrasta.
VT toimii enemmän kuin perinteinen muuntaja. Ensiökäämi on kytketty järjestelmän jännitteen yli, ja sähkömagneettinen induktio tuottaa verrannollisen toisiojännitteen.
Muuntajan suhde määrää ensiö- ja toisiosuureiden välisen suhteen.
Ero yhteydessä
Yhteys on toinen tärkeä ero.
CT on normaalisti kytketty sarjaan johtimen kanssa. Ensiöjohtimen läpi kulkeva virta kulkee myös CT-ensiöpiirin läpi.
VT on kytketty jännitelähteen tai sähköpiirin yli. Siksi se toimii rinnakkain järjestelmän kanssa.
Tämä ero on tärkeä asennuksen aikana. Väärä liitäntä voi johtaa epätarkkoihin mittauksiin, laitevaurioihin tai vaarallisiin käyttöolosuhteisiin.
Ero sovelluksissa
CT:t ovat erityisen tärkeitä silloin, kun järjestelmän virta on liian korkea, jotta mittauslaite tai rele voidaan kytkeä suoraan.
Esimerkiksi teollinen jakelujärjestelmä voi kuljettaa satoja tai tuhansia ampeereja. Mittaria ei voi normaalisti kytkeä suoraan niin korkeaan-virtavirtapiiriin. CT voi muuntaa virran mittarille sopivaksi alemmaksi toisiovirraksi.
VI:ita ja PT:itä käytetään, kun järjestelmän jännite on liian korkea, jotta mittauslaitteet voidaan kytkeä suoraan. VT alentaa jännitteen turvallisemmalle ja standardoidulle mittaustasolle.
Monissa kojeistojärjestelmissä CT:t ja VT:t asennetaan yhdessä. CT antaa virtatietoja, kun taas VT antaa jännitetietoja. Suojareleet voivat käyttää molempia signaaleja määrittääkseen järjestelmän tilan ja havaitakseen epänormaalit toimintaolosuhteet.
CT ja VT energianmittauksessa
Molempia muuntajia voidaan käyttää sähköenergian mittaukseen.
CT toimittaa virtatietoja energiamittarille, kun taas VT toimittaa jännitetietoja. Mittari voi käyttää näitä signaaleja sähköisten parametrien, kuten tehon ja energian, laskemiseen.
Kolmivaiheisessa korkea{0}-jännitejärjestelmässä voidaan tarvita sekä CT:itä että VT:itä, koska järjestelmän todellinen virta ja jännite ovat liian korkeita suoraa liittämistä varten vakiomittauslaitteisiin.
Muuntajan tarkkuusluokka on näissä sovelluksissa tärkeä, koska muuntajan virheet voivat vaikuttaa loppumittauksen tarkkuuteen.
CT ja VT suojausjärjestelmissä
CT:llä ja VT:llä on myös tärkeä rooli sähkösuojauksessa.
Suojareleet tarvitsevat tietoa järjestelmän virrasta ja jännitteestä tunnistaakseen epänormaalit olosuhteet. CT:t tarjoavat virtasignaaleja, kun taas VT: t tarjoavat jännitesignaaleja.
Liiallinen virta voi esimerkiksi olla merkki ylikuormituksesta tai{0}}oikosulusta. Jännitetiedot voivat auttaa suojalaitteita tunnistamaan alijännitteen, ylijännitteen tai muut epänormaalit järjestelmäolosuhteet.
Suojaukseen valitulla muuntajalla tulee olla suunniteltuun releeseen ja järjestelmävaatimuksiin soveltuva tekniset tiedot.
Kuinka valita CT:n ja VT:n välillä
Valinta riippuu ensisijaisesti siitä, mikä sähkömäärä on mitattava.
Valitse virtamuuntaja, kun tarvitset:
* Mittaa korkea sähkövirta
* Anna virtasyöte mittarille
* Syötä virtasignaalit suojareleeseen
* Valvo teollisuuden kuormia
* Mittaa virta kojeistoissa tai jakelujärjestelmissä
Valitse jännitemuuntaja, kun tarvitset:
* Mittaa korkea järjestelmän jännite
* Anna jännitesyöttö mittarille
* Syötä jännitesignaalit suojalaitteisiin
* Tarkkaile keski{0}}- tai korkea{1}}jännitejärjestelmiä
* Eristä mittauslaitteet korkeasta järjestelmäjännitteestä
Joissakin sovelluksissa molempia tyyppejä vaaditaan.
Johtopäätös
Suurin ero virtamuuntajan ja jännitemuuntajan välillä on sähkömäärä, jonka ne muuntavat. CT vähentää korkean virran alemmaksi toisiovirraksi, kun taas VT pienentää korkean jännitteen alemmaksi toisiojännitteeksi.
CT:t on yleensä kytketty sarjaan ja niitä käytetään laajalti virranmittaukseen ja suojaukseen. VT:t on kytketty rinnan ja niitä käytetään ensisijaisesti jännitteen mittaukseen ja suojaukseen.
Tehonjakelua, kytkinlaitteita, teollisuuslaitteita ja energianmittausta varten oikean mittausmuuntajan valinta edellyttää järjestelmän jännitteen, virran, suhteen, tarkkuuden, kuormituksen, eristysvaatimusten ja liitettyjen laitteiden huolellista harkintaa. Noudata aina valmistajan asennusohjeita ja voimassa olevia sähköturvallisuusvaatimuksia.