השנאי שבוהה במתח: מדוע אסור לקצר שנאי מתח

מה זה, בשפה פשוטה

אם היית רוצה למדוד את הלחץ בתוך צינור מים בעיר, לא היית מבריח מד ביתי ישר על הצינור - הוא היה מתפוצץ. במקום זאת, תתקין שסתום הפחתת קטן כדי שהמד יראה עותק בטוח ומיניאטורי של הלחץ האמיתי. שנאי מתח (VT) , הנקרא גם שנאי פוטנציאלי (PT) , עושה בדיוק את זה עבור חשמל. הוא מתחבר במקביל על פני קו מתח גבוה ומשתמש במגנטיות כדי ליצור העתק במתח נמוך שמערכות מדידות, ממסרים ו-SCADA יכולות לקרוא מבלי לגעת בקילו-וולט.

זוהי תמונת המראה של שנאי הזרם (CT) ממקודם בסדרה זו: CT יושב בסדרה עם המוליך כדי להתאים את הזרם; VT יושב במקביל למתח הקו לקנה מידה.

עיקרון וסוגים

VT אלקטרומגנטי הוא שנאי ירידה בטעינה קלה. לראשוני יש סיבובים רבים של חוט דק על פני הקו; למשני יש מעט סיבובים ומספק מתח סטנדרטי. על פי IEC 61869-3, המתח המשני המדורג הוא בדרך כלל 100 וולט או 110 וולט, או 100/√3 וולט עבור VT חד פאזי המחובר קו לאדמה.

במתחי שידור, המהנדסים משתמשים לרוב בשנאי מתח קיבולי (CVT) : ערימת קבלים תחילה מחלקת את המתח, ואז שנאי ביניים קטן מטפל בשאר. זה מונע את בעיות הגודל והבידוד של VT פצוע במלואו במאות קילו-וולט.

פרמטרים מרכזיים שעל מהנדס להגדיר

• יחס טרנספורמציה מדורג - למשל, 11,000 וולט / 110 וולט, נקבע לפי יחס סיבובים.
• נטל מדורג (VA) - הכוח הנראה שהמשני יכול לספק תוך שמירה על גבולות הדיוק. IEC 61869-3 נותן ערכים סטנדרטיים כגון 10, 25, 50 ו-100 VA בפיגור של 0.8 פקטור הספק.
• דרגת דיוק - מחלקות מדידה 0.1, 0.2, 0.5, 1.0, 3.0; מחלקות הגנה 3P ו-6P. המעמד מובטח רק כאשר המתח המשני הוא בין 80% ל-120% מהדירוג והנטל הוא בין 25% ל-100% מהדירוג (לפי IEC 61869-3 ומדריכי שניידר אלקטריק MV).
• גורם מתח מדורג - עד כמה ה-VT יכול להיות מעורר יתר על המידה במהלך תקלת הארקה חד-פאזית. ערכים אופייניים הם 1.2 רציפים, 1.5 למשך 30 שניות, או 1.9 למשך 8 שעות, תלוי בהארקת המערכת.

דוגמה ליישום

בתא מתג מקורה של 11 קילו וולט, ל-VT תלת פאזי יש בדרך כלל שתי פיתולים משניים נפרדים: ליבה בדרגה 0.5 למדידת הכנסה וליבה בדרגת 3P להגנה. פיתול שיורי עשוי להיות מחובר בדלתא פתוחה לזיהוי תקלות אדמה. כל הלולאה המשנית מקורקת בנקודה אחת בדיוק, ממש כמו CT.

טעות נפוצה ועובדה מהנה

תפיסה מוטעית: "שנאי מכשירים זהים, אז אותו כלל בטיחות חל." לא כך. CT אסור לעולם להיות במעגל פתוח מכיוון שהזרם הראשי שלו קבוע על ידי העומס; משני פתוח כופה את כל הכוח המגנטו-מוטיבי הזה לתוך הליבה ויוצר מתח גבוה קטלני. עם זאת, אסור לקצר VT, משום שהמשנית שלו מתוכננת לפעול כמעט במעגל פתוח; קצר ממוטט את עכבת העומס ומניע זרם עצום דרך הפיתול המשנית הדקה, והורס אותה.

עובדה מהנה: VT יכול להינזק בלי שום טעות בחיווט בכלל. ברשתות מבודדות-נייטרליות או כבדות בכבלים, השראות המגנטית של VT וקיבול הרשת יכולים ליצור מעגל תהודה לא ליניארי הנקרא תהודה ברזית . ברגע שהופעל על ידי אירוע מיתוג או תקלת אדמה, ה-VT שואב זרם מגנט כבד, מתחמם יתר על המידה ויכול לקרוע את הדיור שלו בזמן שהמשני נראה כמעט נורמלי. מהנדסים מונעים זאת לעתים קרובות עם נגד שיכוך על פני פיתול הדלתא הפתוחה.