Capacitive Voltage Transformer คืออะไรและทำงานอย่างไร

ชื่ออุปกรณ์เป็น หม้อแปลงไฟฟ้า ควรมีเครดิตที่ดีที่สุดสำหรับการพัฒนาที่สำคัญและจำเป็นในอุตสาหกรรมอุตสาหกรรมและไฟฟ้า หม้อแปลงไฟฟ้ามีข้อดีมากมายและสามารถใช้งานได้หลากหลายในโดเมนต่างๆ และชนิดหนึ่งที่วิวัฒนาการมาจากหม้อแปลงคือ“ Capacitive Voltage Transformer” หม้อแปลงชนิดนี้มีประวัติการพัฒนามากกว่า 3 ทศวรรษ แม้แต่อุปกรณ์ก็มีประโยชน์มากมาย แต่ก็มีข้อบังคับบางประการในการใช้การคำนวณฮาร์มอนิก ดังนั้นโปรดแจ้งให้เราทราบโดยละเอียดว่าเหตุใดจึงเกิดขึ้นและได้รับความรู้เกี่ยวกับหลักการทำงานของ CVT แนวทางการทดสอบการใช้งานและข้อดี

Capacitive Voltage Transformer คืออะไร?

คล้ายกับไฟล์ หม้อแปลงไฟฟ้าที่มีศักยภาพ นี่คือหม้อแปลงแรงดันไฟฟ้าแบบ capacitive แบบ step-down ซึ่งมีความสามารถในการแปลงแรงดันไฟฟ้าระดับสูงเป็นระดับต่ำ หม้อแปลงเหล่านี้ยังเปลี่ยนระดับการส่งผ่านของแรงดันไฟฟ้าเป็นระดับต่ำสุดที่เป็นมาตรฐานและเป็นค่าเชิงปริมาณที่ใช้เพื่อความปลอดภัยการวัดแสงและการควบคุมระบบแรงดันไฟฟ้าระดับสูง

โดยทั่วไปในกรณีของระบบแรงดันไฟฟ้าระดับสูงจะไม่สามารถคำนวณค่ากระแสไฟฟ้าหรือค่าแรงดันไฟฟ้าได้ ดังนั้นจึงต้องใช้เครื่องมือประเภทของหม้อแปลงเช่นหม้อแปลงที่มีศักยภาพหรือกระแสไฟฟ้าสำหรับการใช้งาน ในขณะที่ในกรณีของสายไฟฟ้าแรงสูงที่เพิ่มขึ้นค่าใช้จ่ายของหม้อแปลงไฟฟ้าที่อาจเกิดขึ้นจะเพิ่มขึ้นเนื่องจากการติดตั้ง

เพื่อลดต้นทุนการติดตั้งจึงใช้หม้อแปลงชนิด CVT แทนหม้อแปลงแรงดันไฟฟ้าปกติ ตั้งแต่ช่วง 73 kV ขึ้นไปสามารถใช้หม้อแปลงแรงดันไฟฟ้าแบบคาปาซิทีฟเหล่านี้ในการใช้งานที่ต้องการได้

CVT ต้องการอะไร?

เหนือช่วง 100 kV และระดับแรงดันไฟฟ้าที่เพิ่มขึ้นจะมีข้อกำหนดของหม้อแปลงฉนวนระดับไฮเอนด์ แต่ราคาของหม้อแปลงฉนวนนั้นสูงมากและอาจไม่สามารถเลือกได้สำหรับทุกการใช้งาน เพื่อลดราคาหม้อแปลงไฟฟ้าที่มีศักยภาพจะถูกนำมาใช้แทนหม้อแปลงฉนวน ต้นทุนของ CVT น้อยกว่า แต่ประสิทธิภาพต่ำเมื่อเทียบกับหม้อแปลงฉนวน

การทำงานของ Capacitive Voltage Transformer

อุปกรณ์ส่วนใหญ่ประกอบด้วยสามส่วน ได้แก่ :

• องค์ประกอบอุปนัย
• หม้อแปลงเสริม
• ตัวแบ่งที่เป็นไปได้

แผนภาพวงจรด้านล่างอธิบายอย่างชัดเจนถึง หลักการทำงานของหม้อแปลงแรงดันไฟฟ้าแบบ capacitive .

วงจร Capacitive Voltage Transformer

ตัวแบ่งที่มีศักยภาพจะดำเนินการพร้อมกับอีกสองส่วนซึ่งเป็นองค์ประกอบอุปนัยและหม้อแปลงเสริม ตัวแบ่งศักย์ทำหน้าที่ลดสัญญาณแรงดันไฟฟ้าที่เพิ่มขึ้นให้เหลือน้อยที่สุดกับสัญญาณแรงดันไฟฟ้าต่ำ ระดับแรงดันไฟฟ้าที่ได้รับที่เอาต์พุตของ CVT จะลดลงมากขึ้นโดยการสนับสนุนของหม้อแปลงเสริม

ตัวแบ่งศักย์ไฟฟ้าจะอยู่ระหว่างเส้นที่ต้องควบคุมหรือคำนวณระดับแรงดันไฟฟ้า พิจารณา C1 และ C2 เป็นตัวเก็บประจุที่วางอยู่ระหว่างสายส่ง เอาต์พุตจากตัวแบ่งศักย์จะถูกป้อนเป็นอินพุตไปยังหม้อแปลงเสริม

ค่าความจุของตัวเก็บประจุที่วางอยู่ใกล้ระดับพื้นดินจะมากกว่าเมื่อเทียบกับค่าความจุของตัวเก็บประจุที่ใกล้เคียงกับสายส่ง ค่าความจุที่สูงแสดงถึงความต้านทานไฟฟ้าของตัวแบ่งศักย์ว่าน้อยกว่า ดังนั้นสัญญาณค่าแรงดันไฟฟ้าที่น้อยที่สุดจึงเคลื่อนที่ไปยังหม้อแปลงเสริม จากนั้น AT จะลดค่าแรงดันไฟฟ้าอีกครั้ง

และ N1 และ N2 เป็นขดลวดหลักและรองของหม้อแปลง มิเตอร์ที่ใช้สำหรับการคำนวณค่าแรงดันไฟฟ้าต่ำเป็นตัวต้านทานดังนั้นตัวแบ่งที่มีศักยภาพจะมีพฤติกรรมการเก็บประจุ ดังนั้นเนื่องจากการกะระยะนี้เกิดขึ้นและสิ่งนี้แสดงให้เห็นถึงผลกระทบต่อเอาต์พุต เพื่อขจัดปัญหานี้ทั้งหม้อแปลงเสริมและตัวเหนี่ยวนำจะต้องเชื่อมต่อแบบอนุกรม การเหนี่ยวนำรวมอยู่กับการรั่วไหล ฟลักซ์ ที่มีอยู่ในส่วนเสริมของ AT และตัวเหนี่ยวนำ 'L' จะแสดงเป็น

L = [1 / (ω^สอง(C1 + C2))]

ค่าการเหนี่ยวนำนี้สามารถปรับได้และชดเชยแรงดันตกที่เกิดขึ้นในหม้อแปลงเนื่องจากการลดลงของค่ากระแสจากส่วนแบ่ง ในขณะที่ในสถานการณ์จริงการชดเชยนี้ไม่น่าจะเกิดขึ้นเนื่องจากการสูญเสียการเหนี่ยวนำ อัตราส่วนของการหมุนแรงดันไฟฟ้าของหม้อแปลงจะแสดงเป็น

V0 / V1 = [C2 / C2 + C1] × N2 / N1

ในฐานะ C1> C2 ค่าคือ C1 / (C1 + C2) จะลดลง นี่แสดงให้เห็นว่าค่าของแรงดันไฟฟ้าจะลดลง

นี้เป็น หม้อแปลงแรงดันไฟฟ้า capacitive ทำงาน .

CVT Phasor Diagram

หากต้องการทราบเกี่ยวกับ แผนภาพเฟสของหม้อแปลงแรงดันไฟฟ้า capacitive จะต้องมีการแสดงวงจรสมมูลของอุปกรณ์ ด้วยแผนภาพวงจรด้านบนสามารถวาดวงจรที่เท่ากันได้ดังนี้:

ระหว่างมิเตอร์และ C2 จะมีการวางหม้อแปลงที่ตรงกัน สัดส่วนหม้อแปลง

CVT Phasor Diagram

n ถูกเลือกขึ้นอยู่กับฐานเศรษฐกิจ ค่าพิกัดแรงดันไฟฟ้าสูงอาจอยู่ในช่วง 10 - 30 kV ในขณะที่พิกัดการหมุนของแรงดันไฟฟ้าต่ำอยู่ที่ 100 - 500 V ระดับของโช้กจูน 'L' จะถูกเลือกในลักษณะที่วงจรเทียบเท่าของหม้อแปลงแรงดันไฟฟ้าแบบคาปาซิทีฟเป็นตัวต้านทานอย่างสมบูรณ์หรือ เลือกที่จะทำงานในสถานะการสั่นพ้องที่สมบูรณ์ วงจรจะถูกย้ายเข้าสู่สภาพเรโซแนนซ์ก็ต่อเมื่อ

ω (L + Lt) = [1 / (C1 + C2)]

ในที่นี้ 'L' หมายถึงค่าตัวเหนี่ยวนำทำให้หายใจไม่ออกและ 'Lt' สอดคล้องกับค่าเทียบเท่าของหม้อแปลง การเหนี่ยวนำ กล่าวถึงในส่วนไฟฟ้าแรงสูง

แผนภาพเฟสเซอร์ของหม้อแปลงแรงดันไฟฟ้าแบบคาปาซิทีฟเมื่อทำงานในสภาพเรโซแนนซ์จะแสดงด้านล่าง

ที่นี่ค่ารีแอคแตนซ์ 'Xm' ของมิเตอร์สามารถละเว้นได้และถือเป็นโหลดความต้านทาน 'Rm' เมื่อโหลดมีการเชื่อมต่อกับ ตัวแบ่งแรงดันไฟฟ้า . ค่าแรงดันไฟฟ้าที่หม้อแปลงที่มีศักยภาพกำหนดโดย

V_สอง= Im.Rm

ในขณะที่แรงดันไฟฟ้าข้ามตัวเก็บประจุจะได้รับจาก

V_c2= V_สอง+ อิม (Re + j. xe)

โดยพิจารณา V1 เป็นตัวอ้างอิงเฟสเซอร์จะมีการวาดแผนภาพเฟสเซอร์ จากแผนภาพเฟสเซอร์จะสังเกตได้ว่าทั้งรีแอคแตนซ์และความต้านทานไม่ได้แสดงทีละรายการและสิ่งเหล่านี้แสดงพร้อมกับรีแอคแตนซ์ 'Xi' และความต้านทาน 'รี' ของตัวบ่งชี้การปรับแต่ง 'L'

จากนั้นอัตราส่วนแรงดันไฟฟ้าคือ

A = V1 / V2 = (V_c1+ V_รี+ V_สอง) / V_สอง

โดยไม่สนใจ ImXe ที่ลดลงของรีแอกแตนซ์ดังนั้นแรงดันตกที่ตัวบ่งชี้การปรับแต่งและความต้านทานของหม้อแปลงจะถูกกำหนดโดย V_รี. แรงดันไฟฟ้าของมิเตอร์และแรงดันไฟฟ้าขาเข้าจะอยู่ในเฟสซึ่งกันและกัน

CVT V / S PT

ส่วนนี้อธิบายถึงไฟล์ ความแตกต่างระหว่างหม้อแปลงแรงดันไฟฟ้าแบบ capacitive และหม้อแปลงไฟฟ้าที่มีศักยภาพ .

ข้อดีของ Capacitive Voltage Transformer

ประโยชน์บางประการของ CVT ได้แก่ :

• อุปกรณ์เหล่านี้สามารถใช้เป็นหน่วยเชื่อมต่อความถี่ขั้นสูงได้
• อุปกรณ์ CVT มีราคาถูกกว่าหม้อแปลงที่มีศักยภาพ
• ใช้พื้นที่น้อยที่สุด
• ง่ายต่อการสร้าง
• ระดับแรงดันขึ้นอยู่กับประเภทขององค์ประกอบ capacitive ที่ใช้

แอปพลิเคชั่น CVT

บางส่วนของ การใช้งานของหม้อแปลงแรงดันไฟฟ้าแบบ capacitive คือ:

• อุปกรณ์ CVT มีการใช้งานที่หลากหลายในระบบส่งกำลังที่ค่าแรงดันไฟฟ้ามีตั้งแต่สูงไปจนถึงสูงมาก
• ใช้ในการคำนวณแรงดันไฟฟ้า
• อุปกรณ์การจัดการอัตโนมัติ
• อุปกรณ์รีเลย์ป้องกัน

นี่คือทั้งหมดที่เกี่ยวกับแนวคิดของหม้อแปลงแรงดันไฟฟ้าแบบ Capacitive บทความนี้ให้แนวคิดโดยละเอียดเกี่ยวกับการทำงาน CVT แอปพลิเคชันไดอะแกรมเฟสเซอร์และประโยชน์ นอกจากนี้ให้ทราบเกี่ยวกับ หม้อแปลงแรงดันไฟฟ้าแบบ capacitive การทดสอบ และเลือกสิ่งที่เหมาะกับการใช้งานเฉพาะ