O dispositivo nomeado como transformador deve ter os melhores créditos de desenvolvimento crucial e essencial na indústria elétrica e industrial. O transformador elétrico oferece muitas vantagens e possuem várias aplicações em vários domínios. E o único tipo que evoluiu do transformador é o “Transformador de tensão capacitivo”. Este tipo de transformador tem mais de 3 décadas de história de desenvolvimento. Mesmo o dispositivo oferece muitos benefícios, existem poucos regulamentos na implementação de cálculos harmônicos. Então, deixe-nos saber em detalhes por que isso acontece e obter conhecimento sobre o princípio de funcionamento do CVT, abordagem de teste, aplicações e vantagens.
O que é transformador de tensão capacitivo?
Semelhante ao transformador potencial , este também é um transformador de tensão capacitivo abaixador, onde mantém a capacidade de converter tensões de alto nível em um nível baixo. Esses transformadores também transformam o nível de transmissão de tensão em níveis mínimos normalizados e em valores simplesmente quantificáveis, onde são implementados para segurança, medição e regulação do alto nível de sistemas de tensão.
Em geral, no caso de sistemas de tensão de alto nível, a corrente da linha ou os valores de tensão não podem ser calculados. Portanto, isso requer um tipo de instrumento de transformadores como os transformadores de potencial ou de corrente para a implementação. Já no caso de linhas de alta tensão aumentadas, o custo do transformador potencial utilizado será maior devido à instalação.
Para diminuir o custo de instalação, o tipo de transformador CVT é utilizado no lugar de um transformador de potencial normal. A partir da faixa de 73 kV e mais, esses transformadores de potencial capacitivos podem ser usados nas aplicações necessárias.
Qual é a necessidade de CVT?
Acima da faixa de 100 kV e níveis de tensão aumentados, haverá a exigência de um transformador isolado de última geração. Mas os preços dos transformadores isolados são extremamente altos e podem não ser escolhidos para todas as aplicações. Para diminuir o preço, transformadores de potencial são usados no lugar de transformadores isolados. O custo dos CVTs é menor, mas o desempenho é baixo quando comparado aos transformadores isolados.
Funcionamento do transformador de tensão capacitivo
O dispositivo consiste principalmente em três seções, que são:
- Elemento indutivo
- Transformador auxiliar
- Divisor potencial
O diagrama de circuito abaixo explica claramente o princípio de funcionamento do transformador de tensão capacitivo .
Circuito de transformador de tensão capacitiva
O divisor de potencial é operado junto com as outras duas seções que são o elemento indutivo e o transformador auxiliar. O divisor de potencial funciona para minimizar o aumento dos sinais de tensão em relação aos sinais de baixa tensão. O nível de tensão que é recebido na saída do CVT é mais diminuído pelo suporte de um transformador auxiliar.
O divisor de potencial está localizado entre a linha onde o nível de tensão deve ser regulado ou calculado. Considere C1 e C2 são os capacitores que são colocados entre as linhas de transmissão. A saída do divisor de potencial é alimentada como entrada para o transformador auxiliar.
Os valores de capacitância do capacitor que estão localizados próximos ao nível do solo são maiores quando comparados com os valores de capacitância dos capacitores que estão próximos às linhas de transmissão. O alto valor das capacitâncias indica que a resistência elétrica do divisor de potencial é menor. Portanto, os sinais de valor mínimo de tensão se movem em direção ao transformador auxiliar. Em seguida, o AT diminui novamente o valor da tensão.
E N1 e N2 são as voltas do enrolamento primário e secundário do transformador. O medidor que é utilizado para o cálculo do valor de baixa tensão é resistivo e, portanto, o divisor de potencial mantém o comportamento capacitivo. Então, por causa dessa mudança de fase ocorre e isso mostra um impacto na saída. Para eliminar esse problema, tanto o transformador auxiliar quanto a indutância devem estar em conexão em série. A indutância está incluída com o vazamento fluxo que está presente no auxiliar do AT e a indutância 'L' é representada como
L = [1 / (ωdois(C1 + C2))]
Este valor de indutância pode ser ajustado e compensa a queda de tensão que ocorre no transformador devido ao declínio do valor da corrente da seção divisória. Já em situações reais, essa compensação não é provável devido às perdas de indução. A relação da volta da tensão do transformador é mostrada como
V0 / V1 = [C2 / C2 + C1] × N2 / N1
Como C1> C2, o valor é C1 / (C1 + C2) será reduzido. Isso mostra que o valor da tensão diminuirá.
Isto é o transformador de tensão capacitivo funcionando .
Diagrama de Fasores CVT
Para saber sobre o diagrama fasorial do transformador de tensão capacitivo , o circuito equivalente do dispositivo deve ser mostrado. Com o diagrama de circuito acima, seu circuito equivalente pode ser desenhado como abaixo:
Entre o medidor e C2, um transformador compatível é colocado. A proporção do transformador
n é selecionado dependendo das bases econômicas. O valor da classificação de alta tensão pode ser entre 10 - 30 kV, enquanto a classificação do enrolamento de baixa tensão é entre 100 - 500 V. O nível da bobina de sintonia 'L' é selecionado de forma que o circuito equivalente do transformador de tensão capacitivo seja completamente resistivo ou escolhido para operar em um estado de ressonância completo. O circuito é movido para a condição de ressonância apenas quando
ω (L + Lt) = [1 / (C1 + C2)]
Aqui, 'L' representa o valor da indutância do choke e 'Lt' corresponde ao equivalente do transformador indutância mencionado na seção de alta tensão.
O diagrama fasorial do transformador de potencial capacitivo, quando operado em condição de ressonância, é mostrado abaixo.
Aqui, o valor de reatância 'Xm' do medidor pode ser ignorado e considerado como carga de resistência 'Rm' quando a carga tem uma conexão com o divisor de tensão . O valor da tensão no transformador potencial é dado por
Vdois= Im.Rm
Considerando que a tensão através de um capacitor é dada por
Vc2= Vdois+ Im (Re + j. Xe)
Considerando V1 como a referência fasorial, o diagrama fasorial é desenhado. A partir do diagrama fasorial, pode-se observar que tanto a reatância quanto a resistência não são representadas individualmente e são representadas junto com a reatância 'Xi' e a resistência 'Ri' do indicador de ajuste 'L'.
Então, a relação de tensão é
A = V1 / V2 = (Vc1+ VRi+ Vdois) / Vdois
Ao ignorar a queda de reatância ImXe, então a queda de tensão no indicador de ajuste e a resistência do transformador é dada por VRi. A tensão do medidor e a tensão de entrada estarão em fase uma com a outra.
CVT V / S PT
Esta seção descreve o diferença entre o transformador de potencial capacitivo e um transformador de potencial .
| Transformador de tensão capacitiva | Potencial transformador |
| Este dispositivo consiste em uma pilha de capacitores conectados de várias maneiras. A tensão no capacitor é usada para o cálculo da tensão do dispositivo. Ele até ajuda no propósito de comunicação da operadora da linha de energia. | Isso é classificado como transformador abaixador indutivo. Este dispositivo é empregado para o cálculo da tensão e da proteção. |
| Isso é empregado principalmente para medir níveis de tensão aprimorados mais do que 230KV | Eles não se destinam a medir valores de alta tensão. Eles podem calcular até a faixa de 12KV |
| Ele oferece o benefício de um capacitor de divisão de tensão, onde seu design simples e mais leve faz com que o núcleo do transformador seja menor e mais barato. | Aqui, a perda de núcleo é maior e mais econômica quando comparada com CVT
|
| Esses dispositivos podem ser facilmente sintonizados de acordo com a linha de frequência básica, e a capacitância não permite o disparo indutivo de volta | A vantagem de ajuste não é fornecida pelo transformador de potencial. |
Vantagens do transformador de tensão capacitivo
Alguns dos benefícios do CVT são:
- Esses dispositivos podem ser utilizados como unidades de acoplamento de frequência aprimoradas
- Os dispositivos CVT são menos caros do que os transformadores de potencial.
- Eles utilizam um espaço mínimo
- Simples de construir
- O nível de tensão é baseado no tipo de elemento capacitivo que é usado
Aplicações CVT
Alguns dos aplicações de transformador de tensão capacitivo estamos:
- Os dispositivos CVT têm extensas aplicações em sistemas de transmissão de energia, onde o valor da tensão varia de alto a ultra-alto
- Empregado em cálculos de tensão
- Dispositivos de gerenciamento automático
- Dispositivos de relé de proteção
Então, isso é tudo sobre o conceito de um transformador de potencial capacitivo. Este artigo forneceu um conceito detalhado do funcionamento do CVT, aplicações, diagramas fasoriais e benefícios. Além disso, saiba sobre transformador de tensão capacitivo testando e escolha aquele que se adapta à aplicação específica.
