Máy biến áp tiềm năng là gì: Cấu tạo, các loại & ứng dụng của nó

Máy biến áp là thiết bị thụ động điện từ hoạt động trên nguyên tắc cảm ứng điện từ , truyền năng lượng điện từ mạch này sang mạch khác bằng từ tính. Nó bao gồm hai cuộn dây, một là cuộn sơ cấp và một cuộn khác là cuộn thứ cấp. Cả hai cuộn dây (cuộn dây) được ghép từ tính với nhau mà không có bất kỳ lõi từ tính nào và tách biệt về điện. Máy biến áp truyền năng lượng điện (điện áp / dòng điện) từ cuộn dây này sang cuộn dây khác (cuộn dây) bằng cảm ứng lẫn nhau. Không thay đổi tần số trong quá trình biến đổi năng lượng. Máy biến áp được phân thành hai loại dựa trên cấu tạo lõi như máy biến áp kiểu lõi và máy biến áp kiểu vỏ. Căn cứ vào việc chuyển đổi cấp điện áp và thắng, chúng là máy biến áp bậc và máy biến áp bậc xuống. Có nhiều loại máy biến áp khác nhau được sử dụng trong mạch điện xoay chiều, chẳng hạn như máy biến áp nguồn, máy biến áp tiềm năng, máy biến áp ba pha và máy biến áp tự ngẫu.

Máy biến áp tiềm năng là gì?

Định nghĩa: Tiềm năng máy biến áp còn được gọi là máy biến áp hạ áp hoặc máy biến điện áp hoặc máy biến áp dụng cụ , trong đó điện áp của một đoạn mạch được giảm xuống một điện áp thấp hơn để đo. Thiết bị điện từ được sử dụng để biến đổi điện áp cao hơn của mạch thành điện áp thấp hơn được gọi là máy biến thế. Đầu ra của mạch điện áp thấp có thể được đo thông qua vôn kế hoặc oát kế. Chúng có khả năng tăng hoặc giảm mức điện áp của mạch mà không làm thay đổi tần số và cuộn dây của nó. Nguyên lý làm việc, cấu tạo của máy biến thế tương tự như máy biến điện thế và máy biến áp thông thường.

Máy biến áp tiềm năng

Sơ đồ mạch biến áp tiềm năng

Máy biến thế gồm cuộn sơ cấp có số vòng nhiều hơn và cuộn thứ cấp có số vòng ít hơn. Điện áp xoay chiều đầu vào cao được đưa vào cuộn sơ cấp (hoặc nối với mạch cao áp để đo). Điện áp đầu ra thấp hơn được lấy qua cuộn thứ cấp bằng cách sử dụng vôn kế. Hai cuộn dây được ghép từ tính với nhau mà không có bất kỳ mối liên hệ nào giữa chúng.

Xây dựng một máy biến áp tiềm năng

Sơ đồ mạch biến áp tiềm năng

Máy biến áp tiềm năng được chế tạo với chất lượng cao để hoạt động ở mật độ từ thông thấp, dòng điện từ thấp và tải giảm thiểu. Khi so sánh với một máy biến áp thông thường, nó sử dụng dây dẫn lớn và một lõi sắt. Nó có thể được thiết kế dưới dạng một loại lõi và loại vỏ để đảm bảo độ chính xác cao nhất. Thông thường, máy biến áp kiểu lõi được ưu tiên để biến đổi điện áp cao thành điện áp thấp hơn.

Nó sử dụng cuộn dây đồng trục để giảm điện kháng rò rỉ. Khi các máy biến áp tiềm năng được vận hành ở điện áp cao, cuộn sơ cấp điện áp cao được chia thành các vòng / cuộn nhỏ để giảm chi phí cách điện và hư hỏng. Cần theo dõi cẩn thận sự chuyển pha giữa điện áp đầu vào và điện áp đầu ra để duy trì điện áp thấp hơn bằng cách thay đổi tải. Các cuộn dây được bao phủ bằng băng keo và bông băng để giảm chi phí cách nhiệt.

Bộ tách sợi cứng được sử dụng để tách các cuộn dây. Ống lót chứa đầy dầu được sử dụng để nối các máy biến áp có điện thế cao (trên 7KV) với đường dây chính. Cuộn sơ cấp của máy biến thế có số vòng lớn trong khi cuộn thứ cấp có số vòng ít hơn. Đồng hồ vạn năng hoặc vôn kế được sử dụng để đo điện áp đầu ra thấp hơn.

Máy biến áp tiềm năng làm việc

Máy biến thế nối với mạch nguồn có điện áp cần đo được nối giữa pha và đất. Điều đó có nghĩa là cuộn sơ cấp của máy biến thế được nối với mạch điện áp cao và cuộn thứ cấp của máy biến áp được nối với vôn kế. Do có hiện tượng cảm ứng lẫn nhau nên hai cuộn dây được ghép từ với nhau và hoạt động dựa trên nguyên tắc cảm ứng điện từ.

Điện áp giảm được đo trên cuộn thứ cấp so với điện áp trên cuộn sơ cấp bằng đồng hồ vạn năng hoặc vôn kế. Do trở kháng cao trong máy biến thế, dòng điện nhỏ chạy qua cuộn thứ cấp và hoạt động tương tự như máy biến áp thông thường khi không có hoặc tải thấp. Do đó các loại máy biến áp này hoạt động ở dải điện áp từ 50 đến 200VA.

Theo quy ước máy biến áp, tỉ số biến đổi là

V2 = N1 / N2

‘V1’ = điện áp của cuộn sơ cấp

‘V2’ = điện áp của cuộn thứ cấp

‘N1’ = số vòng trong cuộn sơ cấp

‘N2’ = số vòng trong cuộn thứ cấp

Điện áp cao của mạch có thể được xác định bằng cách sử dụng phương trình trên.

Các loại máy biến áp điện áp hoặc tiềm năng

Dựa trên chức năng của máy biến thế, có hai loại,

• Máy biến điện áp đo đếm
• Máy biến điện áp bảo vệ

Chúng có sẵn ở dạng một pha hoặc ba pha và hoạt động với độ chính xác cao nhất. Chúng được sử dụng để vận hành và điều khiển các thiết bị đo lường, rơ le và các thiết bị khác. Dựa trên việc xây dựng, có

Máy biến thế điện từ

Chúng tương tự như máy biến áp sơ cấp. Trong đó cuộn dây sơ cấp và cuộn dây thứ cấp được quấn trên lõi từ. Nó hoạt động trên điện áp trên hoặc dưới 130KV. Cuộn sơ cấp được nối với pha và cuộn thứ cấp được nối với đất. Chúng được sử dụng trong các mạch đo sáng, rơ le và điện áp cao.

Máy biến áp tiềm năng điện dung

Chúng còn được gọi là máy biến thế điện dung kiểu ghép nối hoặc máy biến thế điện dung kiểu ống lót. Loạt tụ điện được nối với cuộn sơ cấp hoặc cuộn thứ cấp. Đo điện áp đầu ra trên cuộn thứ cấp. Nó được sử dụng cho các mục đích liên lạc mang đường dây điện và tốn kém hơn.

biến điện dung

Lỗi trong máy biến áp tiềm năng

Trong máy biến áp sơ cấp, điện áp ra ở cuộn thứ cấp tỷ lệ chính xác với điện áp trên máy biến thứ cấp. Trong máy biến áp tiềm năng, điện áp giảm xuống do điện kháng và điện trở ở sơ cấp và thứ cấp cũng như hệ số công suất trên thứ cấp gây ra sự lệch pha lỗi và lỗi điện áp.

sơ đồ phasor

Sơ đồ phasor trên giải thích các lỗi trong máy biến áp tiềm năng.

‘Is’ - dòng điện thứ cấp

‘Es’ - emf cảm ứng trong cuộn dây thứ cấp

‘Vs’ - điện áp đầu cuối của cuộn thứ cấp

'Rs' - điện trở cuộn dây của thứ cấp

'Xs' - điện kháng cuộn dây của thứ cấp

‘Ip’ - Dòng điện chính

‘Ep’ - cảm ứng của cuộn dây sơ cấp

‘Vp’ - điện áp đầu cuối của cuộn sơ cấp

'Rp' - quanh co Sức cản của cuộn sơ cấp

‘Xp’ - điện kháng cuộn dây của cuộn sơ cấp

‘Kt’ - tỷ lệ vòng quay

‘Io’ - dòng điện kích thích

‘Im’ - dòng điện từ hóa Io

‘Iw’ - thành phần mất cốt lõi của Io

‘Φm’ - từ thông

‘Β’- lỗi góc pha

Điện áp sơ cấp cảm ứng EMF là số giảm điện trở và điện kháng (IpXp, IpRp) từ điện áp của Vp sơ cấp. Điện áp giảm do cảm kháng và điện trở của cuộn sơ cấp.

EMF cảm ứng trong sơ cấp được biến đổi thành thứ cấp bởi cảm ứng lẫn nhau và tạo thành EMF cảm ứng trong Es thứ cấp. Điện áp ra trên cuộn thứ cấp do cảm kháng và điện kháng giảm emf là Vs. Điện áp đầu ra trên thứ cấp thu được bằng cách trừ điện trở và điện trở giảm (IsXs, IsRs) từ EMF cảm ứng trong Es thứ cấp.

Hãy để chúng tôi lấy thông lượng chính làm tài liệu tham khảo. Dòng điện trong Ip sơ cấp nhận được từ tổng vectơ của dòng điện kích thích Io và dòng điện thứ cấp ngược Is, được nhân với 1 / Kt. Vp là điện áp sơ cấp đặt vào của máy biến thế.

Ip = (Io + Is) / Kt

Lỗi tỷ lệ

Nếu tỷ số bình thường của máy biến thế khác với tỷ số thực của máy biến thế do điện trở và điện kháng giảm xuống, thì lỗi tỷ số xảy ra.

Lỗi điện áp

Nếu có sự khác biệt giữa điện áp lý tưởng và điện áp thực thì lỗi điện áp xảy ra. Phần trăm lỗi điện áp là

[(Vp - Kt Vs) / Vp] x 100

Lỗi góc pha

Nếu có sự chênh lệch góc pha giữa điện áp sơ cấp ‘Vp’ và điện áp thứ cấp ngược thì sai số góc pha xảy ra.

Nguyên nhân của lỗi

Do trở kháng bên trong, điện áp giảm trong cuộn sơ cấp và nó được biến đổi tỷ lệ với tỷ số vòng dây và cuộn thứ cấp của nó. Tương tự, điều tương tự cũng xảy ra ở cuộn thứ cấp.

Giảm thiểu lỗi

Các sai số của máy biến áp tiềm năng có thể được giảm thiểu hoặc ngăn ngừa bằng cách cải thiện độ chính xác trong thiết kế, độ lớn của điện kháng và điện trở của cuộn sơ cấp và thứ cấp, và từ hóa tối thiểu của lõi.

Các ứng dụng của Máy biến áp tiềm năng

Các ứng dụng là

• Được sử dụng trong các mạch rơ le và đo lường
• Sử dụng trong mạch giao tiếp sóng mang đường dây điện
• Được sử dụng trong hệ thống bảo vệ bằng điện
• Được sử dụng để bảo vệ máng ăn
• Được sử dụng để bảo vệ trở kháng trong máy phát điện
• Được sử dụng trong đồng bộ của máy phát điện và máy cấp liệu.
• Dùng làm máy biến điện áp bảo vệ

Câu hỏi thường gặp

1). Máy biến áp tiềm năng là gì?

Máy biến thế còn được gọi là máy biến áp hạ áp hoặc máy biến điện áp hoặc máy biến áp dụng cụ, trong đó điện áp của mạch được giảm xuống điện áp thấp hơn để đo.

2). Máy biến thế có những loại nào?

Máy biến thế điện dung và Máy biến thế điện từ

3). Các lỗi trong máy biến áp tiềm ẩn là gì?

Sai số tỷ lệ, sai số điện áp, lỗi góc pha

4). Mục đích của máy biến thế là gì?

Để giảm điện áp cao hơn để giảm điện áp của một mạch Nguồn để đo.

5). Các dạng khác của máy biến thế là gì?

Biến áp bước xuống hoặc Máy biến áp dụng cụ

Do đó, cách làm việc, cấu tạo, lỗi và ứng dụng của máy biến áp tiềm năng đã được thảo luận ở trên. Mục đích của máy biến thế là biến đổi điện áp cao thành điện áp thấp. Đây là một câu hỏi dành cho bạn, 'những ưu điểm và nhược điểm của máy biến áp tiềm năng là gì?'