Τι είναι οι μετασχηματιστές οργάνων;

Οι μετασχηματιστές οργάνων μειώνουν αναλογικά ή μειώνουν τις μεγάλες τιμές τάσης και ρεύματος, ώστε να μπορούν να χρησιμοποιηθούν με ασφάλεια σε ευαίσθητα όργανα και εξαρτήματα. Αυτά τα όργανα και εξαρτήματα περιλαμβάνουν αμπερόμετρα, βολτόμετρα και ρελέ προστασίας υπερέντασης. Οι μετασχηματιστές οργάνων εμπίπτουν σε δύο διακριτές κατηγορίες: μετασχηματιστές δυναμικού και ρεύματος. Ένας μετασχηματιστής δυναμικού (PT) χρησιμοποιείται για την παροχή χαμηλής τάσης σε βολτόμετρα και ένας μετασχηματιστής ρεύματος (CT) παρέχει διαχειρίσιμες βαλβίδες ρεύματος για αμπερόμετρα και ρελέ υπερέντασης. Τα PT μπορούν να τοποθετηθούν μαζί με την παροχή υψηλής τάσης σε τοπικούς πίνακες εκκίνησης ή απομακρυσμένα στους πίνακες ελέγχου οργάνων, ενώ οι CT γενικά τοποθετούνται μαζί.

Οι εγκαταστάσεις τροφοδοσίας υψηλής τάσης ενδέχεται να φέρουν τάσεις υψηλών 30,000 βολτ με κοινές τάσεις διανομής άνω των 13,000 βολτ. Ο τριφασικός εξοπλισμός, όπως οι ηλεκτρικοί κινητήρες σε βιομηχανικές εγκαταστάσεις, συνήθως λειτουργούν με 380 ή 500 βολτ και συχνά αντλούν αρκετές εκατοντάδες αμπέρ κατά τη λειτουργία. Το μέσο βολτόμετρο έχει μέγιστη ονομαστική τάση 110 έως 150 βολτ και δεν θα μπορούσε ποτέ να μετρήσει απευθείας αυτές τις τάσεις. Για να επιτρέπεται η χρήση αυτών των εξαρτημάτων, οι μετασχηματιστές οργάνων ακριβείας μειώνουν αναλογικά τις υψηλές τάσεις και τα ρεύματα σε ασφαλείς τιμές. Οι μετασχηματιστές οργάνων επιτρέπουν επίσης την εγκατάσταση όλων των απαιτούμενων οργάνων σε δωμάτια ελέγχου και εγκαταστάσεις παρακολούθησης με μόνο καλώδια χαμηλής τάσης.

Οι μετασχηματιστές εγκατάστασης εμπίπτουν σε μία από τις δύο ξεχωριστές κατηγορίες. Ο πρώτος είναι ο μετασχηματιστής δυναμικού που παρέχει τάσεις χαμηλής τιμής στα βολτόμετρα. Το PT είναι συνήθως εξοπλισμένο με τέσσερις ακροδέκτες. δύο για την εισερχόμενη υψηλή τάση και δύο για τη μειωμένη τάση του οργάνου. Οι εισερχόμενες ή οι κύριες απαγωγές του PT συνδέονται παράλληλα στην παροχή υψηλής τάσης. Αυτό σημαίνει ότι μπορεί να βρίσκεται απομακρυσμένα σε χώρους ελέγχου, αν και μπορεί συχνά να τοποθετηθεί σε πίνακες εκκίνησης υψηλής τάσης όπου απαιτείται τοπική ένδειξη τάσης.

Ο δεύτερος τύπος είναι ο μετασχηματιστής ρεύματος. Αυτή η παραλλαγή μετασχηματιστή οργάνων μετρά το ρεύμα και χρησιμοποιείται για την κίνηση αμπερόμετρων και ρελέ προστασίας υπερέντασης. Ο τυπικός CT διαφέρει από τον αδερφό του που βασίζεται στην τάση στο ότι συνδέεται σε σειρά με την τροφοδοσία και συνήθως χρησιμοποιεί μια επαγόμενη κύρια τροφοδοσία και όχι μια άμεση σύνδεση. Για να επιτευχθεί αυτό, παράγεται ένα CT με μια οπή στο κέντρο του μέσω της οποίας περνά ένα καλώδιο υψηλής τάσης. Το ρεύμα που διέρχεται από το καλώδιο προκαλεί ένα ηλεκτρομαγνητικό πεδίο στην κύρια περιέλιξη του CT, το οποίο στη συνέχεια μειώνεται από το δευτερεύον τύλιγμά του και τροφοδοτείται στα όργανα μέσω των δύο ακροδεκτών εξόδου του CT.

Οι μετασχηματιστές οργάνων διατίθενται σε μεγάλη γκάμα σχεδίων και χαρακτηριστικών και μπορούν να κατασκευαστούν κατά παραγγελία για να ανταποκρίνονται σε όλες τις απαιτήσεις των χρηστών. Τα κοινά PT και CT είναι αρκετά μικρά συστατικά, σπάνια μετρώντας περισσότερο από δύο ίντσες τετραγωνικά. Ωστόσο, οι μεγάλοι μετασχηματιστές οργάνων μπάνιου λαδιού χρησιμοποιούνται συνήθως για τη διευκόλυνση της μέτρησης χαμηλής τάσης σε εφαρμογές πρωτογενούς δικτύου διανομής.