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

 

 

Опубликовано Май 24, 2018

30. 05.2020

Чем отличается трансформатор тока от трансформатора напряжения: разница, особенности

Автор Andrey Ku На чтение 5 мин Опубликовано 29.04.2019

Настолько ли важно знать: чем отличаются трансформаторы тока от трансформаторов напряжения? На практике при проведении замеров, в том числе радиолюбительской, должна решаться  задача изолирования (отделения) измерительного прибора и самого себя от цепей с высоким электрическим потенциалом. Нередко требуется понизить ↔ повысить напряжение переменного тока, согласовать выходное сопротивление каскадов с нагрузкой, сделать гальваническую развязку от питающей сети

Содержание

1. Разберемся в определениях
2. Трансформатор напряжения
3. Силовой
4. Измерительный
5. Согласующий
6. Лабораторный
7. Высоковольтный
8. Трансформатор тока
9. Измерительные
10. Защитные
11. Лабораторные
12. Ключевое отличие ТТ от ТН
13. Назначение
14. Место в электрической цепи
15. Различие по месту в электрической цепи
16. Режим работы

Разберемся в определениях

С первой задачей успешно справляются трансформаторы тока (ТТ), а все последующие решают трансформаторы напряжения (ТН).

Преобразователи тока предназначены для изменения I₂ во вторичной обмотке. Во вторичке  протекает тот же переменный ток, только с комфортными (безопасными) для проведения измерений значениями. Существуют измерительные, защитные и лабораторные исполнения, специально предназначенные для подключения в электрическую цепь приборов с высоким импедансом токовых катушек.

Преобразователи напряжения меняют U₂ на низкое или, наоборот, его повышают. Это отличный способ «подгонки» электрической сети под  стандарт электроприемника. Электрическая мощность с высоким КПД способом электромагнитной индукции передается с первичной обмотки в нагрузку электроприемника.

Трансформатор напряжения

Номенклатура изделий ТН очень разнообразна. Существует много позиций 5-ти  типов изделий, отличающихся по своему назначению.

Силовой

В бытовой технике наиболее широко применяется силовой вид устройств, предназначенных для питания от сети 220В 50Гц. Это классические устройства, состоящие из W₁ и  одной или нескольких обмоток W₂ на железном сердечнике. В зависимости от конфигурации магнитопровода бывают стержневые, кольцевые и тороидальные силовые ТН.

Измерительный

Этот аппарат аналогичен по принципу исполнения силовому, только рассчитан на подключение измерительных приборов, реле защиты и автоматики. Он позволяет использовать стандартные измерительные приборы для замеров высокого напряжения без вмешательства в конструктив.

Согласующий

Тип СТ согласовывает импеданс источника сигнала с импедансом нагружаемого каскада. Изделия подобного типа служат для согласования различных узлов в широком диапазоне частот (НЧ, СВЧ).

Лабораторный

Эти устройства задействуются для проведения различных экспериментов, отладки РЭА, активно используются в радиолюбительстве. Они представляют ступенчатые регуляторы U. В отличие от ЛАТРа, достойной альтернативой которому  является, устройство имеет гальваническую развязку от сети 220В, 50 В.

Высоковольтный

Представляет однофазное и трехфазное электромагнитное устройство в открытом или литом блочном исполнении. Обычно номинальная мощность устройства ≤ 600 кВА, входное U₁ не превышает 20 кВ, а выходное U₂ ≤ 15 кВ.

Трансформатор тока

ТТ – это преобразователь  тока, состоящий из  первичной катушки, подключенной к источнику тока, а также вторичной, соединенной с нагрузкой. ТТ используется для подключения приборов и устройств с малым внутренним сопротивлением.

Измерительные

Измерительные аппараты преобразовывают уровень I в удобное для проведения замеров значение. Обмотка W₁ включается в разрыв измеряемой цепи АС, а к вторичке W₂ подключаются измерительные приборы. Полученное значение параметра пересчитывается и приводится к значению первичной катушки.

Защитные

Защитные или быстронасыщающиеся трансформаторы (БННТ) отличаются от измерительных аналогов высокой индукцией в сердечнике, даже при номинальном токе. Поэтому при сравнительно небольшом росте рабочего тока они входят в насыщение, защищая подключаемые к W₂ приборы от пробоя сверхтоком. БННТ обычно применяются в средствах релейной защиты.

Лабораторные

Измерительные ТТ с высоким классом точности. Особенностью аппарата является наличие нескольких отпаек от витков с разными коэффициентами трансформации. Они позволяют снимать показания измерительными приборами с разными входными сопротивлениями.

Ключевое отличие ТТ от ТН

Трансформаторы  I по конструктиву значительно отличаются от трансформаторов U. По внешнему виду ТН ассоциируется с трансформатором в общепринятом понимании, то есть с многовитковой первичной и вторичной обмоткой. ТТ больше напоминает дроссель ввиде W₂, одетой на провод большого сечения.

Первичная обмотка может состоять не из нескольких, а из одного неполного витка на магнитопроводе.

Назначение

Преобразователи U предотвращают массу происшествий с техникой по причине девиаций параметров сети: порчи от низкого вольтажа или экстремально высокого U₂. Тем самым они увеличивают степень безопасности и предотвращают порчу приборов от нестабильных параметров электропитания, поскольку в трансформаторных блоках питания СБТ рабочее напряжение снижается в несколько раз.

Разница заключается в том,  что преобразователи I сконструированы под измерительную аппаратуру или выступают в качестве защитного устройства.

Место в электрической цепи

ТТ в основном они применяются для понижения I до величины, пригодной для измерения. Они используются в тех местах локализации проводников, где требуется определить значение силы переменного тока. Подключение первичной обмотки производится в разрыв цепи, а вторичную катушку электромагнитного устройства подключают к эталонному резистору с известным номиналом.

С помощью амперметра и вольтметра производят замеры параметров, которые после несложного пересчета дают значение искомой силы тока в первичной обмотке. ТТ используют в силовых распределительных щитах, электрических счетчиках, устройствах релейной защиты.

Различие по месту в электрической цепи

ТТ от ТН связано с применением последних аппаратов в качестве:

• гальванической развязки цепей с высоким напряжением от каскадов с низким вольтажом;
• повышающих или понижающих напряжение устройств;
• устройств согласования каскадов с разным импедансом.

ТН применяются как в качестве мощных трансформаторов подстанций и промышленных объектов, так и среднемощного электросварочного оборудования, блоков питания СБТ и маломощных бытовых электроприемников.

Режим работы

Благоприятным режимом работы ТН является режим, приближенный  к холостому ходу, тогда нагрузка на выходную катушку минимальная. Оптимальным сопротивлением нагрузки ТН считается та, которая  равна или до 1,5 раз больше сопротивления вторичной обмотки.

Напротив, ТТ нельзя включать без нагрузки во вторичной обмотке. Потому что при «бесконечном» сопротивлении на ней будет очень высокое (теоретически «бесконечное») напряжение, способное вызвать пробой изоляции и вывести аппарат из строя.

Разница между трансформатором тока (ТТ) и трансформатором напряжения

В качестве «приборного трансформатора» трансформатор тока (ТТ) вырабатывает переменный ток во вторичной обмотке, который пропорционален току в его первичной обмотке. Таким образом, трансформаторы тока могут уменьшить большие токи до более низкого значения, предоставляя способы безопасного контроля фактического электрического тока с помощью стандартного счетчика. Устройство используется, когда сила тока слишком велика для непосредственного измерения с помощью прибора.

Трансформатор тока и трансформатор напряжения

Концепция трансформатора тока может показаться похожей на трансформатор напряжения. Трансформатор напряжения берет высокое напряжение из линии и преобразует его в низковольтное электричество на безопасном уровне для прибора, который непосредственно измеряется. Основное различие между трансформатором тока, также широко известным как «ТТ», и трансформатором напряжения, также широко известным как «ТТ», заключается в том, что трансформатор тока преобразует высокое значение потока электрического тока в более низкое значение, т. е. эквивалентны и которые можно безопасно подавать в амперметр. Напротив, трансформатор напряжения преобразует высокий электрический потенциал или высокое напряжение в безопасное напряжение, которое можно подавать на вольтметр.

Единственная общая черта между трансформаторами тока и трансформаторами напряжения заключается в том, что оба они представляют собой измерительные трансформаторы с сердечником, первичной обмоткой и вторичной обмоткой. В обоих случаях магнитопровод изготовлен из пластин из сплава кремния и железа или из высококачественной магнитной стали. Как правило, чем тоньше ламинирование, тем выше точность. Коэффициент трансформации представляет собой отношение между числом витков вокруг сердечника первичной обмотки и числом витков вокруг сердечника вторичной обмотки.

Два устройства отличаются первичными витками. В случае ТТ коэффициент первичной обмотки обычно равен (1) единице, поскольку несущий проводник проходит через окно только один раз, а ток уменьшается пропорционально числу витков вторичной обмотки. Например; ТТ с коэффициентом 1000:5 будет производить 5 ампер на вторичных проводах, когда ток 1000 ампер проходит через окно (первичная обмотка). Трансформаторы тока с вторичной обмоткой миллиампер являются самозамыкающимися, более безопасными и не требуют закорачивающих блоков.

В случае трансформаторов напряжения или напряжения имеется многовитковая первичная обмотка, пропорциональная вторичной обмотке. Например; типичное вторичное напряжение на выходе PT составляет 120 вольт, тогда 480 В: 120 В будут иметь еще четыре витка на вторичной стороне, так что, когда первичная обмотка подключена между двумя фазами, несущими 480 вольт, вторичная обмотка будет создавать разность потенциалов 120 В. вольт, которые можно безопасно подвести к измерительному прибору.

Классификация и типы измерительных трансформаторов

Измерительные трансформаторы можно разделить на две основные группы:

1. Измерительный трансформатор. Этот тип используется для измерения тока или напряжения в цепи, мощности и энергии. Следовательно, точность имеет решающее значение для производительности трансформатора, а нагрузка обычно невелика, поскольку максимальная мощность, требуемая от выхода, используется для получения показаний счетчика.

2. Защитный трансформатор – этот тип используется для питания защитных реле, защищающих электрические системы от неисправностей. В этих типах трансформаторов, помимо точности, критически важными для правильного функционирования защитного устройства являются нагрузка, связанная с срабатыванием защитного реле, и высокая точка насыщения (перегиба) для поддержания линейности тока по отношению к напряжению.

Трансформаторы тока можно разделить на три основных типа:

1. Шины
Штриховые ТТ полностью изолированы на уровне напряжения распределительного устройства и смонтированы на сборных шинах, закрепленных болтами с обеих сторон. Бар и используется в качестве первичной обмотки.

2. Оконный тип
ТТ оконного типа имеет электрические кабели, проходящие через середину отверстия в сердечнике, что обеспечивает одновитковую первичную обмотку. Именно через отверстие в сердечнике, от которого проходит проводник, проходит первичная нагрузка.

3. Намоточный тип
Намоточный тип имеет отдельные первичную и вторичную обмотки, намотанные на сердечник из многослойной или магнитной стали. Этот тип ТТ был разработан, чтобы состоять из одного или нескольких витков и проводить измеряемый ток, протекающий в цепи.

Различия между трансформаторами тока и трансформаторами напряжения

Напряжение и ток, используемые для передачи электроэнергии на большие расстояния, очень высоки. Измерение такого тока и напряжения невозможно с помощью наших обычных счетчиков. Поэтому измерительные трансформаторы, такие как трансформаторы тока и трансформаторы напряжения, используются для снижения их уровней до безопасных пределов, где их можно измерить с помощью обычного измерительного прибора.

Прежде чем перейти к списку различий между трансформаторами тока и трансформаторами напряжения, давайте сначала объясним их.

Содержание

Что такое трансформатор?

Трансформатор представляет собой электрическое устройство, передающее электрическую энергию из одной цепи в другую за счет взаимной индукции. Он имеет две катушки, то есть первичную и вторичную, которые магнитно связаны и электрически изолированы. Они используются для увеличения или уменьшения уровней напряжения и тока без изменения его частоты.

Существуют различные типы трансформаторов, используемых для конкретных применений, таких как силовые трансформаторы, автоматические трансформаторы, изолирующие трансформаторы, измерительные трансформаторы и т. д. Трансформатор тока и трансформатор напряжения — это два типа измерительных трансформаторов, которые используются исключительно для измерения высоких тока и напряжения в линиях электропередач.

Похожие сообщения:

• Разница между GFCI и AFCI
• Различия между HVAC и HVDC — передача мощности
• Разница между последовательной и параллельной схемой — сравнение

Трансформатор тока

Трансформатор тока (ТТ) представляет собой тип измерительного трансформатора, который используется для снижения высокого тока до низкого уровня для измерения с помощью обычного амперметра. Он используется для измерения больших токов в линиях электропередач.

Трансформатор тока — это повышающий трансформатор, который снижает ток, но увеличивает напряжение. Это уменьшает ток до нескольких ампер. Этот ток можно легко измерить нашим обычным амперметром. Но напряжение на его вторичной обмотке очень велико, из-за чего вторичная обмотка трансформатора тока не должна быть разомкнута, когда через ее первичную обмотку протекает ток.

Он подключается последовательно к линии электропередачи, ток которой необходимо измерить.

Трансформатор напряжения

Трансформатор напряжения (PT или VT) — это тип измерительного трансформатора, который снижает высокое напряжение до низкого уровня для измерения с помощью обычного вольтметра. Он используется для измерения высокого напряжения в линиях электропередач.

PT представляет собой понижающий трансформатор, который снижает высокое напряжение в диапазоне 100 кВ до 100–220 вольт. Это напряжение можно легко измерить обычным вольтметром.

Из-за низкого вторичного напряжения клеммы вторичной обмотки PT можно оставить разомкнутыми.

Помимо снижения напряжения, ПТ также может обеспечить изоляцию между линией высокого напряжения и цепью измерения низкого напряжения.

Трансформатор напряжения бывает двух типов; обычный трансформатор электромагнитного типа и трансформатор емкостного потенциала. Первый имеет очень высокую стоимость изоляции из-за очень высокого напряжения, в то время как второй использует конденсаторную цепь для разделения напряжения перед подачей его на трансформатор.

Похожие сообщения:

• Разница между заземлением, заземлением и соединением
• Разница между однофазным и трехфазным асинхронным двигателем
• Разница между однофазным и трехфазным источником питания

Сравнение

между трансформатором тока и трансформатором напряжения или потенциала

Трансформатор тока (ТТ)	Трансформатор напряжения (PT или VT)
Трансформатор тока понижает большой ток до безопасного уровня тока.	PT понижает высокие уровни напряжения до безопасного уровня напряжения.
Символ ТТ	Символ PT или VT
Его первичная обмотка подключается последовательно с измеряемой линией.	Первичная часть подключается параллельно измеряемой линии.
В первичной обмотке меньше витков.	Имеет большое количество витков в первичной обмотке.
Имеет большое количество витков во вторичной обмотке.	Имеет малое количество витков во вторичной обмотке.
Его вторичная цепь не может быть разомкнутой.	Вторичная цепь может быть разомкнута.
Имеет очень высокий коэффициент поворота.	Имеет очень низкий коэффициент поворота.
Точность не зависит от вторичной нагрузки (к выходу можно подключить несколько амперметров).	Его точность зависит от вторичной нагрузки и вызывает ошибку при подключении нескольких вольтметров.
Первичная обмотка имеет полный линейный ток.	Первичные обмотки содержат полное линейное напряжение.
Трансформатор тока может быть как с обмоткой, так и с сердечником.	Трансформатор напряжения может быть как электромагнитного, так и емкостного типа.
Первичный ток не зависит от вторичного тока.	Первичный ток зависит от вторичного тока.
Повышающий трансформатор.	Понижающий трансформатор.
Используется для измерения и контроля тока в линиях большой мощности.	Используется для измерения высокого напряжения в линиях электропередач.

Похожие сообщения:

• Разница между аналоговым и цифровым мультиметром
• Разница между батареей и конденсатором
• Разница между электронным током и обычным током

Важные отличия

Функция

• Функция трансформатора тока заключается в снижении силы тока в линиях электропередач.
• Функция трансформатора напряжения заключается в снижении высокого напряжения линий электропередач.

Соединение

• Трансформатор тока подключен последовательно к линии электропередач, поэтому весь ток протекает через него.
• Трансформатор напряжения подключен параллельно линиям электропередач, так что все напряжение попадает на него

Коэффициент трансформации

• Трансформатор тока имеет очень высокий коэффициент трансформации.
• Трансформатор напряжения имеет очень низкий коэффициент трансформации.

Количество витков в обмотках

• В ТТ количество витков в первичной обмотке намного меньше, чем количество витков во вторичных обмотках.
• В PT количество витков в первичной обмотке намного больше, чем количество витков во вторичной обмотке.

Вход

• На вход трансформатора тока подается постоянный ток, протекающий по линии электропередачи.
• На вход трансформатора напряжения подается постоянное напряжение по линиям электропередач.

Выход

• Выход трансформатора тока составляет от 1 до 5 ампер.
• Выходное напряжение трансформатора напряжения находится в диапазоне от 100 до 220 вольт.

Меры предосторожности при выводе вторичной обмотки

• В ТТ выводы вторичной обмотки нельзя оставлять открытыми, так как между ними существует очень большой градиент напряжения. Он допускает короткие замыкания.
• У PT очень низкое напряжение на вторичной обмотке; поэтому его можно оставить открытым. Но не должно быть короткого замыкания.

Типы

• Существует два типа трансформаторов тока с обмоткой и с сердечником.
• Существует два типа PT: электромагнитные и емкостные.

Сердечник

• Сердечник CT изготовлен из пластины стали.