Was ist ein kapazitiver Spannungswandler und seine Funktionsweise?

Das Gerät mit dem Namen Transformator sollte die besten Kredite für entscheidende und wesentliche Entwicklungen in der Industrie- und Elektroindustrie haben. Der elektrische Transformator bietet viele Vorteile und bietet mehrere Anwendungen in verschiedenen Bereichen. Und der einzige Typ, der aus dem Transformator entwickelt wurde, ist der „kapazitive Spannungstransformator“. Diese Art von Transformator hat mehr als 3 Jahrzehnte Entwicklungsgeschichte. Auch wenn das Gerät viele Vorteile bietet, gibt es nur wenige Vorschriften für die Durchführung von Oberschwingungsberechnungen. Lassen Sie uns im Detail wissen, warum dies geschieht, und lernen Sie das CVT-Arbeitsprinzip, den Testansatz, die Anwendungen und die Vorteile kennen.

Was ist ein kapazitiver Spannungswandler?

Ähnlich wie potentieller Transformator Dies ist auch ein kapazitiver Abwärtstransformator, bei dem hochpegelige Spannungen in einen niedrigenpegel umgewandelt werden können. Diese Transformatoren wandeln auch den Übertragungspegel der Spannung in normalisierte Mindestpegel und in einfach quantifizierbare Werte um, wo diese zur Sicherheit, Messung und Regelung des Hochspannungspegelsystems implementiert werden.

Im Allgemeinen können bei Hochspannungssystemen weder die Netzstrom- noch die Spannungswerte berechnet werden. Dies erfordert also einen Instrumententyp von Transformatoren wie die Potential- oder Stromwandler für die Implementierung. Während bei erhöhten Hochspannungsleitungen die potenziellen Transformatorkosten aufgrund der Installation höher sind.

Um die Installationskosten zu senken, wird anstelle eines normalen Spannungswandlers der Transformator vom Typ CVT verwendet. Ab einem Bereich von 73 kV und mehr können diese kapazitiven Spannungswandler in den erforderlichen Anwendungen eingesetzt werden.

Was ist die Notwendigkeit von CVT?

Oberhalb des Bereichs von 100 kV und erhöhter Spannungspegel wird ein isolierter High-End-Transformator erforderlich sein. Der Preis für isolierte Transformatoren ist jedoch extrem hoch und kann nicht für jede Anwendung ausgewählt werden. Um den Preis zu senken, werden anstelle von isolierten Transformatoren potenzielle Transformatoren eingesetzt. Die Kosten für CVTs sind geringer, aber die Leistung ist im Vergleich zu isolierten Transformatoren gering.

Funktion des kapazitiven Spannungswandlers

Das Gerät besteht hauptsächlich aus drei Abschnitten:

• Induktives Element
• Hilfstransformator
• Möglicher Teiler

Der folgende Schaltplan erklärt die Funktionsprinzip des kapazitiven Spannungswandlers .

Kapazitive Spannungswandlerschaltung

Der Potentialteiler wird zusammen mit den beiden anderen Abschnitten betrieben, die das induktive Element und der Hilfstransformator sind. Der Potentialteiler dient dazu, erhöhte Spannungssignale auf die von Niederspannungssignalen zu minimieren. Der am Ausgang des CVT empfangene Spannungspegel wird durch die Unterstützung eines Hilfstransformators stärker verringert.

Der Potentialteiler befindet sich zwischen der Leitung, in der der Spannungspegel entweder geregelt oder berechnet werden soll. Angenommen, C1 und C2 sind die Kondensatoren, die zwischen den Übertragungsleitungen angeordnet sind. Der Ausgang des Potentialteilers wird als Eingang in den Hilfstransformator eingespeist.

Die Kapazitätswerte des Kondensators, die in Bodennähe angeordnet sind, sind im Vergleich zu den Kapazitätswerten der Kondensatoren, die sich in der Nähe der Übertragungsleitungen befinden, höher. Der hohe Kapazitätswert zeigt den elektrischen Widerstand des Potentialteilers als geringer an. Minimale Spannungswertsignale bewegen sich also in Richtung des Hilfstransformators. Dann senkt der AT den Spannungswert erneut.

Und N1 und N2 sind die Primär- und Sekundärwicklungswindungen des Transformators. Das Messgerät, das für die Berechnung des Niederspannungswerts verwendet wird, ist ohmsch und der Potentialteiler hält kapazitives Verhalten. Aufgrund dieser Phasenverschiebung findet also eine Auswirkung auf den Ausgang statt. Um dieses Problem zu beseitigen, müssen sowohl der Hilfstransformator als auch die Induktivität in Reihe geschaltet sein. Die Induktivität ist in der Leckage enthalten Fluss das im Hilfsmittel des AT vorhanden ist und die Induktivität 'L' als dargestellt wird

L = [1 / (ω^zwei(C1 + C2))]

Dieser Induktivitätswert kann eingestellt werden und kompensiert den Spannungsabfall, der im Transformator aufgrund des Abfalls des Stromwerts vom Teilerabschnitt auftritt. Während in realen Situationen diese Kompensation aufgrund der Induktionsverluste wahrscheinlich nicht erfolgt. Das Verhältnis der Spannungsumdrehung des Transformators ist wie folgt dargestellt

V0 / V1 = [C2 / C2 + C1] × N2 / N1

Da C1> C2 ist, wird der Wert C1 / (C1 + C2) reduziert. Dies zeigt, dass der Wert der Spannung verringert wird.

Dies ist das kapazitiver Spannungswandler arbeitet .

CVT-Zeigerdiagramm

Um über die zu wissen Zeigerdiagramm des kapazitiven Spannungswandlers muss das Ersatzschaltbild des Gerätes gezeigt werden. Mit dem obigen Schaltplan kann sein Ersatzschaltbild wie folgt gezeichnet werden:

Zwischen dem Messgerät und C2 befindet sich ein passender Transformator. Der Transformatoranteil

CVT-Zeigerdiagramm

n wird abhängig von den wirtschaftlichen Grundlagen ausgewählt. Der Hochspannungsnennwert kann zwischen 10 und 30 kV liegen, während der Niederspannungswicklungswert zwischen 100 und 500 V liegt. Der Pegel der Abstimmdrossel 'L' wird so gewählt, dass das Ersatzschaltbild des kapazitiven Spannungswandlers vollständig ohmsch ist oder ausgewählt, um in einem vollständigen Resonanzzustand zu arbeiten. Die Schaltung wird nur dann in Resonanzzustand gebracht, wenn

ω (L + Lt) = [1 / (C1 + C2)]

Hier steht 'L' für den Drosselinduktivitätswert und 'Lt' für das Äquivalent des Transformators Induktivität im Abschnitt Hochspannung erwähnt.

Das Zeigerdiagramm des kapazitiven Spannungswandlers, wenn er in einem Resonanzzustand betrieben wird, ist unten gezeigt.

Hier kann der Reaktanzwert „Xm“ des Messgeräts ignoriert und als Widerstandslast „Rm“ betrachtet werden, wenn die Last eine Verbindung mit dem hat Spannungsteiler . Der Spannungswert am Potentialtransformator ist gegeben durch

V._zwei= Im.Rm

Während die Spannung an einem Kondensator gegeben ist durch

V._c2= V._zwei+ Im (Re + j. Xe)

Unter Berücksichtigung von V1 als Zeigerreferenz wird das Zeigerdiagramm gezeichnet. Aus dem Zeigerdiagramm ist ersichtlich, dass sowohl die Reaktanz als auch der Widerstand nicht einzeln dargestellt werden und diese zusammen mit der Reaktanz 'Xi' und dem Widerstand 'Ri' des Abstimmungsindikators 'L' dargestellt werden.

Dann ist das Spannungsverhältnis

A = V1 / V2 = (V._c1+ V._Ri+ V._zwei) / V._zwei

Durch Ignorieren des Reaktanzabfalls ImXe wird der Spannungsabfall an der Abstimmanzeige und am Transformatorwiderstand durch V angegeben_Ri. Die Messspannung und die Eingangsspannung sind miteinander in Phase.

CVT V / S PT

Dieser Abschnitt beschreibt die Differenz zwischen dem kapazitiven Spannungswandler und einem Potentialtransformator .

Vorteile des kapazitiven Spannungswandlers

Einige der Vorteile von CVT sind:

• Diese Geräte können als erweiterte Frequenzkopplungseinheiten verwendet werden
• CVT-Geräte sind kostengünstiger als diese potenziellen Transformatoren.
• Sie benötigen nur wenig Platz
• Einfach zu konstruieren
• Der Spannungspegel basiert auf der Art des verwendeten kapazitiven Elements

CVT-Anwendungen

Einige der Anwendungen des kapazitiven Spannungswandlers sind:

• CVT-Geräte haben umfangreiche Anwendungen in Sendeleistungssystemen, in denen der Spannungswert von hoch bis ultrahoch reicht
• Wird in Spannungsberechnungen eingesetzt
• Automatische Verwaltungsgeräte
• Schutzrelais

Hier geht es also um das Konzept eines kapazitiven Spannungswandlers. Dieser Artikel enthält ein detailliertes Konzept der CVT-Arbeitsweise, Anwendungen, Zeigerdiagramme und Vorteile. Darüber hinaus wissen über kapazitiver Spannungswandler testen und wählen Sie die für die jeweilige Anwendung geeignete aus.