Funktionsprinzip des Spannungswandlers

Sein Funktionsprinzip ist das gleiche wie das eines Transformators und seine Grundstruktur besteht ebenfalls aus einem Eisenkern sowie Primär- und Sekundärwicklungen. Charakteristisch ist, dass die Kapazität sehr klein und relativ konstant ist und sich im Normalbetrieb nahezu im Leerlaufzustand befindet.
Die Impedanz des Spannungswandlers selbst ist sehr klein. Sobald die Sekundärseite kurzgeschlossen ist, steigt der Strom stark an und brennt die Spule durch. Aus diesem Grund ist die Primärseite des Spannungswandlers mit einer Sicherung verbunden und die Sekundärseite zuverlässig geerdet, um zu verhindern, dass die Sekundärseite bei Beschädigung der Isolierung der Primär- und Sekundärseite ein hohes Potenzial zur Erde aufweist Personen- und Geräteunfälle.
Der Spannungswandler für die Messung besteht im Allgemeinen aus einer einphasigen Doppelspulenstruktur und seine Primärspannung ist die gemessene Spannung (z. B. die Netzspannung des Stromnetzes). Es kann einphasig verwendet oder in VV-Form für drei Phasen angeschlossen werden. Der im Labor verwendete Spannungswandler verfügt häufig über mehrere Abgriffe auf der Primärseite, um den Anforderungen der Messung unterschiedlicher Spannungen gerecht zu werden. Der Spannungswandler zur Schutzerdung verfügt zusätzlich über eine dritte Spule, einen sogenannten Dreispulen-Spannungswandler. Die dreiphasige dritte Spule ist in einem offenen Dreieck angeschlossen, und die beiden herausführenden Enden des offenen Dreiecks sind mit der Spannungsspule des Erdungsschutzrelais verbunden.
Im Normalbetrieb ist die Dreiphasenspannung des Stromnetzes symmetrisch und die Summe der dreiphasigen induzierten elektromotorischen Kräfte auf die dritte Spule ist Null. Sobald eine einphasige Erdung erfolgt, verschiebt sich der Sternpunkt und zwischen den Anschlüssen des offenen Dreiecks entsteht eine Nullspannung, die das Relais in Betrieb setzt und so das Stromnetz schützt.
Wenn in der Spule eine Nullspannung auftritt, entsteht im entsprechenden Eisenkern ein magnetischer Nullfluss. Aus diesem Grund verwendet dieser dreiphasige Spannungswandler einen Seitenjoch-Eisenkern (10 kV und weniger) oder drei einphasige Spannungswandler. Für diesen Transformator sind die Genauigkeitsanforderungen an die dritte Spule nicht hoch, sie muss jedoch eine bestimmte Übererregungscharakteristik aufweisen (d. h. wenn die Primärspannung ansteigt, erhöht sich auch die magnetische Flussdichte im Eisenkern um ein entsprechendes Vielfaches ohne). Schaden).
Spannungstransformatoren sind ein unverzichtbares Elektrogerät für Stromübertragungs- und Stromversorgungssysteme wie Kraftwerke und Umspannwerke. Der Präzisionsspannungswandler ist ein Instrument, das in elektrischen Prüflabors zur Erweiterung der Messgrenze und zur Messung von Spannung, Leistung und elektrischer Energie eingesetzt wird. Spannungswandler sind Transformatoren sehr ähnlich, die beide dazu dienen, die Spannung auf der Leitung umzuwandeln.
Warum ist es notwendig, die Spannung auf der Leitung umzuwandeln? Dies liegt daran, dass die Spannung auf der Leitung je nach Situation der Stromerzeugung, -übertragung und -verbrauchs stark schwankt. Bei einigen handelt es sich um Niederspannungen von 220 V und 380 V, bei anderen um Hochspannungen von mehreren Zehntausend Volt oder sogar Hunderttausenden Volt. Um diese Nieder- und Hochspannungen direkt messen zu können, müssen entsprechend der Netzspannung entsprechende Nieder- und Hochspannungsvoltmeter sowie andere Instrumente und Relais hergestellt werden. Dies wird nicht nur große Schwierigkeiten bei der Instrumentenproduktion mit sich bringen, sondern, was noch wichtiger ist, es ist unmöglich, Hochspannungsinstrumente direkt herzustellen und die Spannung direkt an Hochspannungsleitungen zu messen, und dies ist absolut nicht zulässig.