에이 볼트 센서 또는 전압 변환기는 전위를 포착하고 원시 고전압 신호를 측정, 계전기 보호 및 전력 시스템 제어를 위해 안전하고 표준화된 저수준 출력으로 변환하는 필수 감지 구성 요소입니다. 이는 전력망, 전력 전자 장치, 산업용 드라이브 및 새로운 에너지 스테이션에 널리 사용되는 전기 장비의 '전압 눈' 역할을 하며 설계에 따라 다양한 물리적 규칙에 따라 작동합니다.
가장 기본적인 유형은 저항성 전압 분배기 원리를 사용합니다. 두 개의 정밀 저항기가 측정된 전압에 걸쳐 직렬로 연결됩니다. 옴의 법칙에 따라 전압은 저항값에 비례하여 분포됩니다. 센서는 더 작은 저항기의 전압 강하를 포착하여 원래 입력 전압을 계산합니다. 이 간단한 구조는 저전압 회로 기판 및 실험실 테스트에 적합합니다. 그러나 지속적인 열전력 손실이 발생하고 온도 드리프트가 발생하므로 고전압 송전 시나리오에는 적용할 수 없습니다.
기존 전력 시스템의 경우 유도 전압 변압기(VT/PT)가 지배적입니다. 기존 변압기와 구조적으로 유사하며 전자기 유도를 사용합니다. 1차 권선은 고압선에 연결되고, 교류 전압은 철심 내부에 다양한 자속을 생성합니다. 그런 다음 플럭스는 2차 권선에 표준화된 저전압(일반적으로 그리드 보호를 위해 100V)을 유도합니다. 이 성숙한 기술은 정격 조건에서 안정적인 정확도를 제공하지만 분명한 약점이 있습니다. 철심은 결함 서지에서 포화될 수 있고 초고전압 환경에서는 강자성 공명 위험이 나타날 수 있습니다. 부피도 크고 무겁습니다.
용량성 전압 변압기(CVT)는 또 다른 주류 고전압 솔루션입니다. 직렬 커패시터 스택은 입력 전압을 용량성 리액턴스로 나눕니다. 튜닝 인덕터는 위상 오류를 보상하여 사용 가능한 보조 신호를 생성합니다. CVT는 철심 VT보다 가볍고 일반적으로 고전압 가공 송전선에 설치됩니다.
현대 디지털 변전소에서는 포켈스 효과를 중심으로 구축된 광 전압 센서를 점점 더 많이 채택하고 있습니다. 전기 광학 결정에 전압이 가해지면 결정은 통과하는 레이저 광의 편광 각도를 변경합니다. 광검출기는 이러한 편광 변화를 전기 판독값으로 변환합니다. 이 광학 설계는 금속 코일과 철심을 제거하여 탁월한 절연성과 전자기 간섭에 대한 강력한 내성을 제공합니다.
거의 모든 전압 센서에는 필터링, 증폭 및 전기 절연을 위한 사후 조정 회로가 통합되어 있습니다. 최종 출력은 4~20mA와 같은 아날로그 신호이거나 보호 계전기 및 모니터링 플랫폼을 위한 디지털 데이터일 수 있습니다. Rogowski 코일과 같은 전류 센서와 결합된 볼트 센서는 전력 시스템을 측정 가능하고 제어 가능하며 안전하게 유지하는 핵심 데이터를 제공합니다.
