Трансформаторы тока (ТТ) и трансформаторы напряжения (ТН, также известные как трансформаторы потенциала, ПТ) представляют собой измерительные трансформаторы, широко используемые в энергосистемах. Они снижают высокий первичный ток или напряжение до низких, стандартных вторичных значений для измерения, защиты и управления. Хотя оба и изолируют низковольтные приборы от высоковольтных силовых цепей, они принципиально различаются принципами работы, правилами подключения и требованиями к нагрузке.
А Трансформатор тока предназначен для понижения больших токов нагрузки. Его первичная обмотка обычно имеет всего несколько витков и включается последовательно с линией электропередачи. Вторичная обмотка пропускает пропорциональный, меньший ток, обычно 5 А или 1 А. Основным принципом является закон Ампера: первичная магнитодвижущая сила уравновешивает вторичную магнитодвижущую силу при нормальной работе. Важнейшее правило безопасности заключается в том, что вторичную сторону никогда нельзя оставлять открытой. Открытая вторичная обмотка создает чрезвычайно высокое наведенное напряжение, которое может повредить оборудование и подвергнуть опасности операторов. Вторичные цепи ТТ всегда закорачиваются счетчиками или реле, а подключенная нагрузка должна оставаться в пределах номинального диапазона. Типичные области применения включают защиту от перегрузки по току, учет энергии и контроль тока в распределительных устройствах.
Трансформатор напряжения, напротив, понижает высокое напряжение системы до стандартного низкого вторичного напряжения, например 100 В. Его первичная обмотка имеет много витков и подключается параллельно фазному напряжению или напряжению фаза-земля. Он работает как обычный силовой трансформатор, основанный на законе индукции Фарадея, поддерживая точный коэффициент трансформации. Вторичная обмотка не должна быть закорочена. Короткое замыкание генерирует огромный вторичный ток, сжигающий обмотки и разрушающий трансформатор. ВТ подают опорное напряжение для реле защиты, вольтметров, измерителей коэффициента мощности и счетчиков электроэнергии.
Определение бремени также разделяет эти два типа. Нагрузка ТТ – это импеданс вторичного контура, включая сопротивление кабеля и входное сопротивление прибора. Нагрузка ТН описывает общую мощность, потребляемую подключенными нагрузками, измеряемую в вольт-амперах. Классы точности выбираются для разных целей: для коммерческого учета необходимы высокие классы точности, а для защиты можно использовать несколько более низкие классы.
Таким образом, трансформаторы тока измеряют последовательный ток и запрещают размыкание вторичных цепей, тогда как ТН измеряют параллельное напряжение и запрещают замыкание вторичных цепей. Оба обеспечивают гальваническую развязку между высоковольтными сетями и низковольтными щитами управления. Правильный выбор и подключение предотвращают катастрофические сбои и обеспечивают надежное измерение мощности и работу реле в промышленных и коммунальных электросистемах.
