Στα συστήματα ισχύος,μετασχηματιστές ρεύματοςκαι οι μετασχηματιστές τάσης χρησιμοποιούνται συνήθως για την εξασφάλιση ασφαλούς και ακριβούς μέτρησης και ελέγχου του ρεύματος και της τάσης. Αν και αυτές οι δύο συσκευές αλληλοεπικαλύπτονται ως προς τη λειτουργία τους, έχουν σημαντικές διαφορές στο σχεδιασμό, τις αρχές λειτουργίας και τα σενάρια εφαρμογής.
Κατ 'αρχήν, ένας μετασχηματιστής ρεύματος (CT) είναι μια συσκευή που μετατρέπει μεγάλα ρεύματα σε μικρά ρεύματα και λειτουργεί με βάση την αρχή της ηλεκτρομαγνητικής επαγωγής. Στα συστήματα ισχύος, οι CT χρησιμοποιούνται συχνά για τη μέτρηση μεγάλων ρευμάτων για την προστασία και τον έλεγχο των κυκλωμάτων. Η κύρια περιέλιξη ενός CT συνδέεται απευθείας σε σειρά στο κύκλωμα, ενώ η δευτερεύουσα περιέλιξη συνδέεται με ένα όργανο μέτρησης ή μια συσκευή προστασίας. Όταν το ρεύμα διέρχεται από την κύρια πλευρά, ένα αντίστοιχο ρεύμα παράγεται στη δευτερεύουσα πλευρά σύμφωνα με την αρχή της ηλεκτρομαγνητικής επαγωγής. Ο μετασχηματιστής τάσης (VT) είναι μια συσκευή που μετατρέπει την υψηλή τάση σε χαμηλή τάση, βασισμένη επίσης στην αρχή της ηλεκτρομαγνητικής επαγωγής. Τα VT χρησιμοποιούνται για τη μέτρηση υψηλών τάσεων σε συστήματα ισχύος για να διασφαλιστεί η ασφάλεια και η ακρίβεια. Το πρωτεύον τύλιγμα ενός VT συνδέεται παράλληλα στο κύκλωμα, ενώ το δευτερεύον τύλιγμα συνδέεται με ένα όργανο μέτρησης ή συσκευή προστασίας. Όταν υπάρχει τάση στην κύρια πλευρά, δημιουργείται αντίστοιχη τάση στη δευτερεύουσα πλευρά σύμφωνα με την αρχή της ηλεκτρομαγνητικής επαγωγής.
Τα δύο έχουν διαφορετικούς στόχους μέτρησης.Μετασχηματιστές ρεύματοςχρησιμοποιούνται κυρίως για τη μέτρηση του ρεύματος για την παρακολούθηση και την προστασία των συστημάτων ισχύος. Μπορούν να χρησιμοποιηθούν για μέτρηση ρεύματος, μέτρηση ενέργειας, προστασία από βραχυκύκλωμα και προστασία υπερφόρτωσης. Το ρεύμα εξόδου του CT είναι συνήθως τυποποιημένο σε 5 αμπέρ ή 1 αμπέρ για να είναι συμβατό με τυπικά όργανα μέτρησης και συσκευές προστασίας.
Οι μετασχηματιστές τάσης χρησιμοποιούνται κυρίως για τη μέτρηση της τάσης για την παρακολούθηση και την προστασία των συστημάτων ισχύος. Μπορούν να χρησιμοποιηθούν για μέτρηση τάσης, μέτρηση ενέργειας, παρακολούθηση μόνωσης και προστασία από υπέρταση. Η τάση εξόδου του VT είναι συνήθως τυποποιημένη στα 100 βολτ ή 100/√3 βολτ για να είναι συμβατή με τυπικά όργανα μέτρησης και συσκευές προστασίας.
Τα δύο έχουν διαφορετικές σχεδιαστικές επικεντρώσεις. Οι μετασχηματιστές ρεύματος πρέπει να λαμβάνουν υπόψη την ασφάλεια του ρεύματος κατά το σχεδιασμό. Δεδομένου ότι οι CT συνδέονται απευθείας σε σειρά στο κύκλωμα, πρέπει να είναι σε θέση να αντέχουν το ρεύμα βραχυκυκλώματος στο κύκλωμα. Η κύρια πλευρά του CT σχεδιάζεται συνήθως με μεγαλύτερη επιφάνεια διατομής για μείωση της αντίστασης και της απώλειας θερμότητας, διασφαλίζοντας παράλληλα την ασφαλή λειτουργία υπό συνθήκες βραχυκυκλώματος.
Οι μετασχηματιστές τάσης πρέπει να λαμβάνουν υπόψη την ασφάλεια τάσης κατά το σχεδιασμό. Δεδομένου ότι τα VT συνδέονται παράλληλα στο κύκλωμα, πρέπει να είναι σε θέση να αντέχουν υπερβολικές τάσεις στο κύκλωμα. Συνήθως υπάρχει μόνωση υψηλής αντοχής μόνωσης μεταξύ της κύριας και της δευτερεύουσας πλευράς του VT για να διασφαλιστεί η ασφαλής λειτουργία υπό συνθήκες υψηλής τάσης. Στον τομέα της εφαρμογής, οι μετασχηματιστές ρεύματος χρησιμοποιούνται ευρέως σε διάφορους συνδέσμους του συστήματος ηλεκτρικής ενέργειας, συμπεριλαμβανομένων των σταθμών παραγωγής ενέργειας, των υποσταθμών και των δικτύων διανομής. Μπορούν να εγκατασταθούν σε εξοπλισμό όπως γραμμές μετάδοσης, μετασχηματιστές και κινητήρες για την παρακολούθηση και την προστασία αυτού του εξοπλισμού από υπερφορτώσεις και βραχυκυκλώματα. Οι μετασχηματιστές τάσης χρησιμοποιούνται επίσης ευρέως σε διάφορους συνδέσμους του συστήματος ισχύος, ειδικά σε καταστάσεις όπου οι υψηλές τάσεις πρέπει να μετρηθούν και να ελέγχονται. Μπορούν να εγκατασταθούν σε υποσταθμούς και δίκτυα διανομής για την παρακολούθηση και την προστασία των συστημάτων ισχύος από υπερβολικές τάσεις και σφάλματα μόνωσης.
Όσον αφορά το σφάλμα, τομετασχηματιστή ρεύματοςΤο σφάλμα προέρχεται κυρίως από την επίδραση του μαγνητικού κορεσμού και του δευτερεύοντος πλευρικού φορτίου. Προκειμένου να μειωθεί το σφάλμα, το CT σχεδιάζεται συνήθως με υψηλότερη μαγνητική διαπερατότητα και χαμηλότερη δευτερεύουσα πλευρική αντίσταση. Η ακρίβεια του CT είναι συνήθως μεταξύ 0,2% και 0,5%, η οποία είναι επαρκής για τις περισσότερες εφαρμογές συστημάτων ισχύος. Το σφάλμα του μετασχηματιστή τάσης προέρχεται κυρίως από την επίδραση του μαγνητικού κορεσμού και του δευτερεύοντος φορτίου, καθώς και από την απώλεια μόνωσης μεταξύ της κύριας και της δευτερεύουσας πλευράς. Για τη μείωση του σφάλματος, το VT σχεδιάζεται συνήθως με υψηλή μαγνητική διαπερατότητα και χαμηλή δευτερεύουσα αντίσταση και χρησιμοποιούνται υλικά υψηλής αντοχής μόνωσης. Η ακρίβεια του VT είναι συνήθως μεταξύ 0,2% και 0,5%, η οποία είναι επαρκής για τις περισσότερες εφαρμογές συστημάτων ισχύος.
Όσον αφορά τις απαιτήσεις επιθεώρησης συντήρησης, η συντήρηση του μετασχηματιστή ρεύματος συνήθως περιλαμβάνει τον έλεγχο των συνδέσεων της κύριας και δευτερεύουσας πλευράς και τη διασφάλιση ότι το CT δεν είναι μαγνητικά κορεσμένο ή κατεστραμμένο. Η βαθμονόμηση του CT πραγματοποιείται συνήθως μετά την εγκατάσταση και κατά τη διάρκεια της τακτικής συντήρησης για να διασφαλιστεί η ακρίβεια της μέτρησης. Η συντήρηση του μετασχηματιστή τάσης συνήθως περιλαμβάνει τον έλεγχο των συνδέσεων της κύριας και της δευτερεύουσας πλευράς και τη διασφάλιση ότι το VT δεν είναι μαγνητικά κορεσμένο ή κατεστραμμένο. Η βαθμονόμηση του VT πραγματοποιείται συνήθως μετά την εγκατάσταση και κατά τη διάρκεια της τακτικής συντήρησης για να διασφαλιστεί η ακρίβεια της μέτρησης.
