Vaihtovirtapiireissä käytetään usein muuntajiksi kutsuttuja sähkökoneita. Kaikki ne on suunniteltu muuntamaan virran arvo, mutta tehtävät voivat samanaikaisesti olla täysin erilaisia. Siksi sähkötekniikassa on sellaisia käsitteitä kuin virtamuuntaja (CT), jännite (VT) ja tehomuuntaja (TC). Jokainen niistä toimii vain, kun muuntajan käämit on kytketty oikein.
Mikä on virtamuuntaja
Virtamuuntajat ovat sähkölaitteita, joita käytetään suurvirtapiireissä turvallisten virranmittausten suorittamiseen sekä matalan sisäisen resistanssin omaavien suojalaitteiden liittämiseen.
Rakenteellisesti tällaiset laitteet ovat pienitehoisia muuntajia, jotka on kytketty sarjaan sähkölaitteiden piiriin, joissa on keski- ja korkea jännitetaso. Lukemat otetaan laitteen toisiopiirissä.
Virtamuuntajien standardit standardoivat seuraavat laitteiden tekniset indikaattorit:
- Muutossuhde.
- Vaihevaihto.
- Eristemateriaalin lujuus.
- Toissijaisen kuormituskyvyn arvo.
- Liittimien merkinnät.
Virtamuuntajan käämien kytkentäkaaviota koottaessa on muistettava pääsääntö, että toisiopiirin joutokäyntiä ei voida sallia. Tämän perusteella voit valita seuraavat toimintatilat TT:lle:
- Liitä kuormitusvastus.
- Oikosulkutoiminta (oikosulku).
Mikä on jännitemuuntaja
Erillinen ryhmä muuntajia, joita käytetään AC-verkoissa, joiden jännite on yli 380 V. Laitteiden päätehtävänä on syöttää virtaa mittauslaitteille (IP), releen suojauspiireihin ja laitteiden galvaaniseen eristykseen suurjännitelinjoista huoltohenkilöstön turvallisuuden vuoksi.
HP:n suunnittelu ei eroa olennaisesti TS:stä. Ne laskevat jännitteen 100 V:iin, joka on jo syötetty IP:lle. Instrumenttivaa'at on kalibroitu ottaen huomioon ensiökäämin mitatun jännitteen muunnossuhde.
Mikä on tehomuuntaja
Sähköasemilla ja kodeissa käytetyt pääasialliset sähkökoneet ovat tehomuuntajat. Ne toimivat jännitteen muuntajina arvosta toiseen säilyttäen samalla sähköisen signaalin muodon. On olemassa porrastettuja ja nostettuja sähkökoneita.
TS ovat kolmivaiheisia ja yksivaiheisia kahdelle tai kolmelle käämille. Kolmivaiheisia käytetään yleensä energian uudelleenjakamiseen voimakkaassa sähkössäverkot, yksivaiheinen löytyy mistä tahansa kodin laitteesta, kuten virtalähteistä.
CT-käämien kytkentäkaaviot
Virtamuuntajan toisiokäämien kytkemiseen suojarelelaitteiden virran kytkemiseksi on olemassa seuraavat perusmallit:
- Täyden tähden kaava. Tässä tapauksessa virtamuuntajat kytketään kaikissa tehovaihelinjoissa. Niiden toisiokäämit on kytketty tähtipiirillä relekäämityksineen. Kaikkien samanarvoisten CT-liittimien on konvergoitava nollapisteeseen. Tämän järjestelmän mukaan rele reagoi minkä tahansa vaiheen oikosulkuun (oikosulkuun). Jos maadoitusväylässä tapahtuu oikosulku, tähdessä (nollajohtimessa) toimii rele.
- Kaavio muuntajan käämien kytkemiseksi epätäydelliseen tähtiin. Tämä vaihtoehto sisältää CT:n asennuksen ei kaikkiin vaiheisiin, vain kahteen vaiheeseen. Myös toisiokäämit on kytketty tähtireleeseen. Tällainen järjestelmä on tehokas vain oikosulussa vaiheiden välillä. Jos vaihe on oikosuljettu nollaan (jos CT:tä ei ole asennettu), suojajärjestelmä ei toimi.
- Kaavio muuntajissa, tähti releissä. Tässä CT:t on kytketty sarjaan kolmion kanssa toisiokäämien vastakkaisilla liittimillä. Tämän kolmion kärjet menevät tähden säteisiin, joihin rele on asennettu. Sitä käytetään kauko- ja differentiaalisuojausjärjestelmiin.
- KaavioCT-liitännät kaksivaihe-eron periaatteella. Piiri reagoi vain vaiheiden välisiin oikosulkuihin vaaditulla herkkyydellä.
- Nollasekvenssin virransuodatuspiiri.
Jännitteenmuuntajien käämien kytkentäkaaviot
Mitä tulee VT:iin, ne käyttävät releen suoja- ja mittauslaitteita syöttäessään sekä vaiheiden välistä jännitettä että verkkojännitettä (vaiheen ja maan välillä). Yleisimmin käytetyt mallit perustuvat avoimen kolmion ja epätäydellisen tähden periaatteeseen.
Kolmiota käytetään, kun tarvitaan kaksi tai kolme vaihejännitettä, tähti, kun kytketään kolme VT:tä, jos vaihe- ja lineaarijännitettä käytetään samanaikaisesti mittauksissa ja suojauksessa.
Sähkölaitteissa, joissa on kaksi ylimääräistä toisiokäämiä, käytetään kytkentäpiiriä, jossa ensiö- ja toisiokäytön pääkäämit on yhdistetty tähdellä. Avoimen kolmion avulla kootaan lisäkäämityksiä. Tällä piirillä saat 0:nnen sekvenssin jännitteen relejärjestelmän vastetta varten oikosulkuun piirissä, jossa on maadoitettu johto.
Tehomuuntajien käämien kytkentäkaaviot
Kolmivaiheisissa verkoissa on kolme päämallia tehomuuntajien käämien kytkentään. Jokaisella tällaisen kytkentätavan kanssa on oma vaikutus muuntajan toimintatapaan.
Tähtiyhteys on silloin, kun kaikkien käämien alkujen tai päiden välinen yhteyspiste on yhteinen (nollapiste). Tässä on seuraavamalli:
- Vaihe- ja linjavirroilla on sama arvo.
- Vaihejännite (vaiheen ja nollan välillä) on pienempi kuin lineaarijännite (vaiheiden välillä) 3:n neliöjuurella.
Korkean (HV), keskisuuren (SN) ja matalan (LV) jännitteen käämien os alta käytetään useammin kaavioita:
- Yhdistä HV-käämit tähdellä ja johda johdin nollapisteestä minkä tahansa tehon T lisäämiseksi ja vähentämiseksi.
- CH-käämit on kytketty samalla tavalla.
- HV-käämit ovat harvoin tähtikytkettyjä alaspäinmuuntajia varten, mutta kun näin tapahtuu, nollajohto tuodaan ulos.
Kolmioliitäntä käsittää muuntajan kytkemisen sarjaan piirissä, jossa yhden käämin alku on kosketuksessa toisen käämin päähän, toisen alku käämin päähän jälkimmäinen ja jälkimmäisen alku ensimmäisen lopun kanssa. Kolmion kärjestä tulee sähkön pistorasioita. Tällaisessa kolmivaiheisen muuntajan käämien kytkentäkaaviossa on kuvio:
- Vaihe- ja verkkojännitteet ovat samat.
- Vaihevirrat ovat pienempiä kuin lineaarivirrat 3:n neliöjuurella.
Kolmiossa pääsääntöisesti minkä tahansa alas- ja nostovaiheen T-käämitykset on kytketty kahteen, kolmeen käämiin sekä voimakkaaseen yksivaiheiseen, joka on koottu ryhmiin. HV:ssä ja MV:ssä kolmioliitäntää ei normaalisti käytetä.
Siksak-tähtiliitäntä on ominaista magneettivuon kohdistukselle muuntajan vaiheissa, jos niihin kohdistuva kuormitus toisiokäämeissä jakautuu epätasaisesti.
Kaaviot ja ryhmät muuntajan käämien kytkentään
Kytkentäkaavioiden lisäksi on olemassa ryhmiä, joilla ei ymmärretä muuta kuin primäärikäämien lineaarisen EMF:n vektorisuuntien siirtymää suhteessa toisiokäämien sähkömoottorivoimaan. Nämä kulmaerot voivat vaihdella 360 asteen sisällä. Ryhmän määräävät tekijät ovat:
- Käämityksen kierrosten suunta.
- Paikannustapa kelan sydämessä.
Ryhmien nimeämisen helpottamiseksi otettiin käyttöön tuntikohtainen kulmaluku jaettuna 30 astetta. Siksi ryhmiä oli 12 (0 - 11). Kaikilla muuntajan käämien peruskytkentäkaavioilla kaikki siirtymät 30 asteen kulman kerrannaisina ovat mahdollisia.
Mikä on kolmas harmoninen
Sähkötekniikassa on käsite magnetointivirta. Hän muodostaa sähkömotorisen voiman (EMF). Tällaisen virran muoto ei ole sinimuotoinen, koska tässä on korkeampia harmonisia komponentteja. Kolmas ylia alto vastaa vaihejännitekäyrän siirtämisestä ilman vääristymiä (säröinen muoto ei ole toivottava laitteen toiminnalle).
Kolmannen harmonisen saamisen edellytyksenä on vähintään yhden käämin kolmiokytkentä. Jos tähti-tähtimuuntajan käämien kytkentäkaavio otetaan perusasetukseksi, esimerkiksi muuntajissa, joissa on kaksi käämiä, on mahdotonta saada kolmatta harmonista ilman teknisiä lisätoimia. Sitten kolmas käämitys kääritään muuntajalle, joka on kytketty kolmioon, joskus ilman johtimia.
