تئوری ترانسفورماتورهای ولتاژ (PT یا VT )

تعریف ترانس ولتاژ

در سیستم قدرت الکتریکی برای پائین آوردن  ولتاژ سیستم به یک مقدار ایمن که می‌تواند در اندازه گیرها و رله ها با مقدار نامی کم تغذیه شود ، استفاده‌می‌شود. رله ها و کنتورهای تجاری موجود برای حفاظت و اندازه گیری ، برای ولتاژ کم طراحی شده اند. این ساده ترین شکل از تعریف ترانس ولتاژ است.

 

ترانسفورماتورهای جریان (سی تی CT) – انواع، ویژگی  و کاربردهایشان

 

—————————————————————

تئوری ترانس‌ولتاژ یا ترانس پتانسیل

اولیه این ترانس  به  فاز و زمین متصل است. دقیقاً مانند ترانس  کاهنده ولتاژ ، ترانس  ولتاژ یعنی PT دارای تعداد دورهای کمتر در ثانویه خود نسبت به اولیه‌می‌باشد.

ولتاژ سیستم در ترمینال های سیم‌پیچ اولیه آن ترانس  اعمال‌می‌شود ، و سپس ولتاژ ثانویه متناسب در ترمینال های ثانویه PT ظاهرمی‌شود.

ولتاژ ثانویه PT به طور کلی 110 ولت است. یک PT ایده آل ، هنگامی که بردن (بار متصل مثلا دستگاه اندازه گیری) به ثانویه وصل‌می‌شود، نسبت ولتاژهای اولیه و ثانویه ترانس  برابراست با نسبت دور سیم‌پیچ اولیه و ثانویه و علاوه بر این ، دو ولتاژ ترمینال از نظر زاویه دقیقا مخالف یک دیگر هستند.

اما در ترانس  واقعی یک خطا در نسبت تبدیل ولتاژ و همچنین در زاویه فاز بین ولتاژهای اولیه و ثانویه خطایی ایجادمی‌شود.

خطاهای موجود در ترانس  یا ترانس  ولتاژ را می‌توان به بهترین شکل با نمودار فازور توضیح داد و این بخش اصلی تئوری ترانس ولتاژ است.

خطا در  PT یا VT

نمودار فازور ترانس  ولتاژ

• I_s–  جریان ثانویه.
• V_s – ولتاژ ترمینال ثانویه.
• Rs-  مقاومت سیم‌پیچ ثانویه.
• Xs – راکتانس سیم‌پیچ ثانویه.
• Ip-  جریان اولیه.
• Vp-  ولتاژ ترمینال اولیه.
• Rp-  مقاومت سیم‌پیچ اولیه.
• Xp-  راکتانس سیم‌پیچ اولیه.
• I₀–  جریان تحریک.
• KT – نسبت دور = تعداد دور اولیه / تعداد دور ثانویه.
• I_m – مؤلفه مغناطیسی
• I_w – مولفه تلفات هسته I₀  .
• Φ_m–  شار اصلی.
• β – خطای زاویه فاز.

 

ترانسفورماتور های جداکننده یا ایزوله

در ادامه

همانطور که در مورد ترانس  جریان و دیگر ترانس  قدرت الکتریکی ، جریان اولیه کل جریان I_p  از جمع برداری جریان تحریک و جریان ثانویه به دست می آید و با تقسیم بر ضریب K_T به اولیه انتقال داده‌می‌شود

اگر Vp ولتاژ سیستم اعمال شده اولیه PT باشد ، در این صورت افت ولتاژ به دلیل مقاومت و راکتانس سیم‌پیچ اولیه به دلیل جریان اولیه Ip  تاثیر گذاراست.

پس از کم کردن این افت ولتاژ از Vp ، Ep در ترمینال های اولیه ظاهرمی‌شود. این Ep برابر با emf القا شده ناشی از اولیه است. این EMF اولیه با القاء متقابل به سیم‌پیچ ثانویه انتقال داده می‌شود و emf تبدیل و انتقال داده شده Es می‌شود. مجدداً این Es به علت مقاومت سیم‌پیچ ثانویه و راکتانس سیم‌پیچ ثانویه افت پیدا می‌کند ، و ولتاژ باقی مانده  در ترمینال های بار (برای مثال دستگاه اندازه گیری )ظاهر می‌شود و به عنوان Vsبیان‌می‌شود

بنابراین ، اگر ولتاژ سیستم Vp باشد ، در حالت ایده آل Vp / KT باید ولتاژ ثانویه PT باشد ، اما در واقعیت؛ ولتاژ واقعی ثانویه ترانس ولتاژ V_{s خواهد بود}

خطای ولتاژ یا خطای نسبت در ترانس ولتاژ  (PT) یا (VT)

تفاوت بین مقدار ایده آل Vp / KT و مقدار واقعی Vs خطای ولتاژ یا خطای نسبت در یک PT است  و  می‌تواند به صورت زیر بیان شود ،

خطای فاز یا خطای زاویه فاز در PT

زاویه ′ β ′ بین ولتاژ سیستم اولیه VP و معکوس بردارهای ولتاژ ثانویه KT.Vs خطای فازاست.

 

—————————————————————

مقالات مرتبط

ترانسفورماتورهای ولتاژ PT – VT – CVT

ترانسفورماتور اندازه گیری چیست؟ مزایا و انواع این ترانس ها

ملزومات ترانسفورماتور جریان (CT) در مدارهای قدرت (تئوری و عمل)

 

 

لینک زبان اصلی مقاله:

Voltage Transformer or Potential Transformer Theory