Sähköjärjestelmissä,virtamuuntajatja jännitemuuntajia käytetään yleisesti varmistamaan turvallinen ja tarkka virran ja jännitteen mittaus ja ohjaus. Vaikka nämä kaksi laitetta ovat toiminnaltaan päällekkäisiä, niillä on merkittäviä eroja suunnittelussa, toimintaperiaatteissa ja sovellusskenaarioissa.
Periaatteessa virtamuuntaja (CT) on laite, joka muuntaa suuret virrat pieniksi virroiksi, ja se toimii sähkömagneettisen induktion periaatteella. Sähköjärjestelmissä CT:itä käytetään usein mittaamaan suuria virtoja piirien suojaamiseksi ja ohjaamiseksi. CT:n ensiökäämi on kytketty suoraan sarjaan piirissä, kun taas toisiokäämi on kytketty mittauslaitteeseen tai suojalaitteeseen. Kun virta kulkee ensiöpuolen läpi, vastaava virta syntyy toisiopuolelle sähkömagneettisen induktion periaatteen mukaisesti. Jännitemuuntaja (VT) on laite, joka muuntaa korkean jännitteen matalajännitteeksi, myös sähkömagneettisen induktion periaatteella. VT-mittareita käytetään voimajärjestelmien korkeiden jännitteiden mittaamiseen turvallisuuden ja tarkkuuden varmistamiseksi. VT:n ensiökäämi on kytketty rinnan piiriin, kun taas toisiokäämi on kytketty mittauslaitteeseen tai suojalaitteeseen. Kun ensiöpuolella on jännite, toisiopuolelle syntyy vastaava jännite sähkömagneettisen induktion periaatteen mukaisesti.
Molemmilla on erilaiset mittaustavoitteet.Virtamuuntajatkäytetään pääasiassa virran mittaamiseen sähköjärjestelmien valvontaan ja suojaamiseen. Niitä voidaan käyttää virranmittaukseen, energian mittaukseen, oikosulkusuojaukseen ja ylikuormitussuojaukseen. CT:n lähtövirta on yleensä standardoitu 5 ampeeriin tai 1 ampeeriin, jotta se olisi yhteensopiva standardimittauslaitteiden ja suojalaitteiden kanssa.
Jännitemuuntajia käytetään pääasiassa jännitteen mittaamiseen sähköjärjestelmien valvontaa ja suojaamista varten. Niitä voidaan käyttää jännitteen mittaamiseen, energian mittaukseen, eristysvalvontaan ja ylijännitesuojaukseen. VT:n lähtöjännite on yleensä standardoitu 100 volttiin tai 100/√3 volttiin ollakseen yhteensopiva standardimittauslaitteiden ja suojalaitteiden kanssa.
Molemmilla on erilaiset suunnittelun painopisteet. Virtamuuntajien on otettava huomioon virran turvallisuus suunnittelussa. Koska CT:t on kytketty suoraan sarjaan piirissä, niiden on kestettävä piirissä oleva oikosulkuvirta. CT:n ensiöpuoli on yleensä suunniteltu suuremmalla poikkileikkausalalla vastuksen ja lämpöhäviön vähentämiseksi samalla kun varmistetaan turvallinen toiminta oikosulkuolosuhteissa.
Jännitemuuntajien on otettava huomioon jänniteturvallisuus suunnittelussa. Koska VT:t on kytketty rinnan piiriin, niiden on kestettävä piirin ylijännitteet. VT:n ensiö- ja toisiopuolen välillä on yleensä korkea eristyslujuus, jotta varmistetaan turvallinen käyttö korkeajänniteolosuhteissa. Sovelluskentässä virtamuuntajia käytetään laajasti sähköjärjestelmän eri linkeissä, mukaan lukien voimalaitokset, sähköasemat ja jakeluverkot. Ne voidaan asentaa laitteisiin, kuten siirtolinjoihin, muuntajiin ja moottoreihin, valvomaan ja suojaamaan näitä laitteita ylikuormituksilta ja oikosuluilta. Jännitemuuntajia käytetään laajalti myös sähköjärjestelmän eri linkeissä, erityisesti tilanteissa, joissa suuria jännitteitä on mitattava ja ohjattava. Ne voidaan asentaa sähköasemille ja jakeluverkkoihin valvomaan ja suojaamaan sähköjärjestelmiä ylijännitteiltä ja eristysvirheiltä.
Mitä tulee virheisiin,virtamuuntajavirhe johtuu pääasiassa magneettisen kyllästyksen ja toissijaisen sivukuorman vaikutuksesta. Virheen vähentämiseksi CT on yleensä suunniteltu korkeammalla magneettisella läpäisevyydellä ja pienemmällä toisiopuolen resistanssilla. CT:n tarkkuus on yleensä 0,2 % ja 0,5 % välillä, mikä riittää useimpiin sähköjärjestelmäsovelluksiin. Jännitemuuntajan virhe johtuu pääasiassa magneettisen kyllästyksen ja toisiokuorman vaikutuksesta sekä ensiö- ja toisiopuolen välisestä eristyshäviöstä. Virheen vähentämiseksi VT on yleensä suunniteltu korkealla magneettisella läpäisevyydellä ja alhaisella toisioresistanssilla, ja käytetään korkean eristyslujuuden materiaaleja. VT:n tarkkuus on yleensä 0,2 % - 0,5 %, mikä riittää useimpiin sähköjärjestelmäsovelluksiin.
Huoltotarkastusvaatimusten kannalta virtamuuntajan huolto sisältää yleensä ensiö- ja toisiopuolen liitäntöjen tarkastuksen ja sen varmistamisen, ettei CT ole magneettisesti kyllästynyt tai vaurioitunut. CT-kalibrointi suoritetaan yleensä asennuksen jälkeen ja säännöllisen huollon yhteydessä mittaustarkkuuden varmistamiseksi. Jännitemuuntajan huolto sisältää yleensä ensiö- ja toisiopuolen liitäntöjen tarkastuksen ja sen varmistamisen, ettei VT ole magneettisesti kyllästynyt tai vaurioitunut. VT:n kalibrointi suoritetaan yleensä asennuksen jälkeen ja säännöllisen huollon yhteydessä mittaustarkkuuden varmistamiseksi.
