Nei moderni sistemi di alimentazione, la misurazione della corrente e della tensione è la base per un funzionamento sicuro, il monitoraggio del consumo energetico e la protezione dei relè. Poiché i valori di distorsione di corrente e tensione nelle linee di trasmissione e distribuzione ad alta tensione sono generalmente molto più elevati di quelli che gli strumenti di misura e i dispositivi di protezione possono sopportare direttamente, è necessario convertire un'alta corrente o tensione su un lato di un trasformatore di corrente in segnali standardizzati a bassa corrente o tensione.
Nell'applicazione pratica, i due dispositivi più comuni sono il trasformatore di corrente ad alta tensione e i trasformatori di tensione. Sebbene entrambi siano dispositivi di misurazione della potenza, funzionano con metodi, funzioni e modalità di installazione molto diversi.
In qualità di fornitore di apparecchiature elettriche ad alta tensione, riceviamo regolarmente richieste da parte dei clienti sulla differenza tra i due. Questo documento porterà avanti l'analisi dettagliata del principio di funzionamento, delle caratteristiche della funzione, degli scenari applicativi e così via.
Cos'è un trasformatore di corrente ad alta tensione?
Il trasformatore di corrente ad alta tensione viene utilizzato principalmente per misurare e monitorare la corrente nel sistema di alimentazione.
La sua funzione principale è quella di scalare una grande corrente primaria in un piccolo segnale di corrente standard, tipicamente:
1A
5A
Ciò consente agli strumenti di misura, ai dispositivi di protezione relè e ai sistemi di automazione di monitorare e controllare in sicurezza la corrente.
Principi di lavoro
Il principio di funzionamento del trasformatore di corrente ad alta tensione è l'induzione elettromagnetica.
Quando una grande corrente scorre attraverso il conduttore primario, si genera un flusso magnetico nel nucleo di ferro, con conseguente diminuzione proporzionale del segnale di corrente nell'avvolgimento secondario.
Per esempio:
Corrente principale:
1000A
Uscite secondarie-:
5A
Lo strumento può calcolare la corrente di linea effettiva misurando la corrente di 5 A.
Cos'è un trasformatore di tensione?
I trasformatori di tensione vengono utilizzati principalmente per la misurazione della tensione e il monitoraggio delle linee ad alta tensione.
Possono ridurre proporzionalmente l'alta tensione su un lato alla tensione di misurazione standard.
Le uscite secondarie comuni includono:
100V
110V
Ciò consente agli strumenti e ai dispositivi di protezione di funzionare in sicurezza.
Principi di lavoro
il trasformatore di tensione è essenzialmente un tipo speciale di trasformatore.
L'alta tensione viene convertita in uscita a bassa tensione utilizzando il rapporto spire tra il primario e il secondo avvolgimento.
Per esempio:
Voltaggio principale:
10kV
Tensione secondaria:
100V
Il sistema di misurazione calcola la tensione di rete effettiva in base al rapporto spire.
Qual è la differenza fondamentale?
Sebbene entrambi stiano misurando trasformatori, vengono misurati da oggetti molto diversi.
Trasformatore di corrente ad alta tensione che misura i parametri di corrente.
Trasformatori di tensione che misurano i parametri di tensione.
Insomma:
Misure attuali CT
Il VT misura la tensione
Questa è la differenza fondamentale.
Operano in modi molto diversi.
Trasformatore di corrente ad alta tensione:
La superficie principale è solitamente collegata alla linea in serie.
La corrente deve passare attraverso un trasformatore per essere misurata.
Perciò:
Pochissime spire nell'avvolgimento principale
Grande sezione trasversale del conduttore
Trasformatori di tensione:
La superficie principale è collegata alla linea principale in parallelo.
La sua funzione principale è raccogliere segnali di tensione di linea.
Perciò:
L'avvolgimento principale ruota di più.
La corrente del conduttore è piccola.
Diversi metodi di connessione determinano le loro differenze significative nella struttura di progettazione.
I requisiti operativi del lato secondario sono diversi.
Questo è un punto chiave nelle applicazioni di ingegneria.
Il trasformatore di corrente non può essere acceso.
Quando l'HVCT è in funzione, se il lato secondario è aperto:
Il nucleo sarà gravemente saturo.
Il lato secondario genererà una tensione altamente pericolosa.
Ciò può danneggiare l'apparecchiatura.
Questa è una minaccia per la sicurezza umana.
Pertanto il lato secondario del trasformatore di corrente (TA) deve rimanere chiuso.
I trasformatori di tensione non possono cortocircuitare.
Per i trasformatori di tensione vale il contrario.
Se c'è un cortocircuito sul secondo lato:
La corrente aumenta notevolmente.
Gli avvolgimenti possono bruciarsi.
L'attrezzatura può essere danneggiata.
Pertanto, è necessario evitare il funzionamento in corto-circuito del secondo lato del trasformatore di tensione.
Questo è uno degli aspetti più importanti da considerare durante l'installazione e la manutenzione in loco.
Quali sono le differenze negli scenari applicativi?
Applicazione del trasformatore di corrente ad alta tensione
I trasformatori di corrente ad alta tensione sono ampiamente utilizzati in:
Sottostazioni
Linee di trasmissione
Sistemi di distribuzione
Sistemi di misurazione della potenza
Sistemi di protezione relè
Monitoraggio dell'energia industriale
Principalmente responsabile del campionamento corrente e del controllo della protezione.
Applicazione dei trasformatori di tensione
I trasformatori di tensione sono ampiamente utilizzati per:
tensione di rete
Misurazione dell'energia
Sistemi di protezione della tensione
Sistemi di controllo automatizzati
Monitoraggio della qualità dell'energia elettrica
Principalmente responsabile del campionamento e della protezione della tensione.
Ruolo nei sistemi di protezione dei relè
Le moderne sottostazioni intelligenti fanno molto affidamento sui dispositivi di protezione.
I trasformatori di corrente ad alta-tensione forniscono:
Segnali di protezione da sovracorrente
Segnali di protezione differenziale
Segnali di rilevamento guasti di cortocircuito-
I trasformatori di tensione forniscono:
Segnali di protezione da sottotensione
Segnali di protezione da sovratensione
Segnali di misura della frequenza
Segnali di rilevamento della sincronizzazione
Insieme costituiscono un intero sistema di protezione.
Perché i sistemi di alimentazione necessitano sia di TA che di TV?
Molti clienti chiederanno:
Dato che entrambi possono misurare i parametri elettrici, perché non installare più di un dispositivo?
Il motivo è che le operazioni del sistema energetico richiedono l’accesso simultaneo a:
Dati disponibili
Dati sulla tensione
Ad esempio, la potenza di calcolo richiede:
P=UIcosφ
Senza informazioni sulla corrente o sulla tensione, il sistema non è in grado di misurare, monitorare e proteggere con precisione.
Pertanto, i trasformatori di corrente ad alta-tensione e i trasformatori di tensione vengono solitamente utilizzati insieme.
Come scegliere il giusto trasformatore per strumenti?
Quando si acquista, si consiglia di concentrarsi su quanto segue:
Trasformatore di corrente ad alta tensione:
Corrente nominale
Classe di precisione
Capacità di carico
Classe di isolamento
Ambiente isolante
Per i trasformatori di tensione:
Tensione nominale
Rapporto di trasformazione
Classe di precisione
Struttura isolante
Livello di tensione del sistema
Scegliere prodotti che soddisfino i requisiti del progetto è la chiave per garantire l’accuratezza della misurazione e la sicurezza del sistema.
Conclusione:
Sebbene sia i trasformatori HVCT che quelli di tensione siano dispositivi di misurazione della potenza, funzionano in modi molto diversi. Il primo converte l'alta corrente in correnti di misura standard, il secondo converte l'alta tensione in tensioni di misura standard. Questi due dispositivi sono indispensabili nelle moderne sottostazioni, linee di trasmissione e sistemi di distribuzione e insieme forniscono un supporto dati affidabile per la misurazione dell'energia, la protezione dei relè e il funzionamento della rete intelligente. Comprendere la differenza aiuta ingegneri e acquirenti a scegliere le soluzioni che meglio si adattano alle esigenze del loro progetto.
Chiesto frequentemente
Qual è la differenza più grande tra un HVCT e un VCT?
I trasformatori di corrente ad alta tensione vengono utilizzati per misurare la corrente, mentre i trasformatori di tensione vengono utilizzati per misurare la tensione. Questa è la differenza fondamentale.
Perché il trasformatore di corrente non si apre?
Le aperture laterali secondarie possono generare un'alta pressione pericolosa, potenzialmente dannosa per le apparecchiature e mettendo in pericolo il personale.
Perché il trasformatore di tensione non può cortocircuitare-?
I cortocircuiti secondari possono portare ad un forte aumento della corrente e danneggiare avvolgimenti e apparecchiature.
Il trasformatore di corrente e il trasformatore di tensione possono essere utilizzati in modo indipendente?
Sì, ma nella maggior parte dei sistemi di alimentazione vengono solitamente utilizzati insieme per la misurazione e la protezione complete.
Quali settori utilizzano più comunemente trasformatori ad alta-tensione?
Le apparecchiature per trasformatori ad alta-tensione sono ampiamente utilizzate nelle aziende elettriche, nelle sottostazioni, nei parchi industriali, nelle nuove centrali elettriche, nel trasporto ferroviario e nelle imprese manifatturiere-su larga scala.
