Che cosa significa CT/PT CVT?

In ambito elettrico, CT e PT rappresentano rispettivamente il trasformatore di corrente ( abbreviato in CT) e il trasformatore di tensione ( abbreviato in PT). Trasformatore di tensione capacitivo (abbreviato in CVT).

Trasformatore di corrente (CT) :
Un trasformatore di corrente (CT) è un dispositivo utilizzato per misurare correnti elevate. Converte valori di corrente elevati in valori standard inferiori (tipicamente 5 ampere o 1 ampere) per facilitare la misurazione e la protezione dei circuiti. I trasformatori di corrente sono ampiamente utilizzati nei sistemi di alimentazione per funzioni quali la misurazione della corrente, la protezione da sovraccarico e il rilevamento di guasti a terra.

Trasformatore di tensione (PT) :
Un trasformatore di tensione (PT) viene utilizzato per misurare l'alta tensione e convertirla in un valore di tensione standard inferiore (tipicamente 100 o 110 volt). Trova impiego principalmente nella misurazione della tensione, nella misurazione dell'energia e nei relè di protezione. Un trasformatore di tensione garantisce un monitoraggio sicuro e preciso dello stato dei circuiti ad alta tensione in ambienti a bassa tensione.

Trasformatore di tensione capacitivo (CVT)

Un trasformatore di tensione capacitivo (CVT) è un trasformatore di tensione che utilizza un condensatore in serie per dividere la tensione, seguito da un trasformatore elettromagnetico per la riduzione e l'isolamento della tensione. Trova impiego nella misurazione, nella protezione dei relè e in altre applicazioni. I CVT possono anche accoppiare frequenze portanti alle linee di trasmissione per comunicazioni a lunga distanza, misurazioni a distanza, protezione selettiva delle linee ad alta frequenza, controllo remoto e telegrafia. Pertanto, rispetto ai trasformatori di tensione elettromagnetici convenzionali, i CVT offrono numerosi vantaggi in termini di economicità e sicurezza, oltre a prevenire la non resistenza causata dalla saturazione del nucleo.

Un trasformatore di tensione capacitivo è costituito principalmente da un partitore di tensione capacitivo e da un trasformatore di media tensione. Il partitore di tensione capacitivo comprende una boccola in porcellana e diversi condensatori in serie alloggiati al suo interno. La boccola è riempita con olio isolante che mantiene una pressione positiva di 0.1 MPa, e un soffietto in acciaio viene utilizzato per bilanciare i diversi ambienti e mantenere la pressione dell'olio. Il partitore di tensione capacitivo può essere utilizzato anche come condensatore di accoppiamento per collegare dispositivi portanti. Il trasformatore di media tensione è costituito da un trasformatore, un reattore di compensazione, uno scaricatore di sovratensione e un dispositivo di smorzamento alloggiati in un serbatoio d'olio sigillato. Lo spazio nella parte superiore del serbatoio è riempito di azoto. L'avvolgimento primario è costituito da un avvolgimento principale e un avvolgimento di fine regolazione, con un reattore a bassa perdita collegato in serie tra il lato primario e l'avvolgimento primario. Poiché l'impedenza non lineare e la capacità intrinseca del trasformatore di tensione capacitivo possono talvolta indurre una non resistenza all'interno del trasformatore, viene utilizzato un dispositivo di smorzamento per sopprimere questa risonanza. Il dispositivo di smorzamento è costituito da una resistenza e un reattore, collegati in parallelo all'avvolgimento secondario. In condizioni normali, il dispositivo di smorzamento presenta un'elevata impedenza. Quando un errore provoca una sovratensione, il reattore è già saturo prima che il trasformatore di media tensione venga influenzato, lasciando solo un carico resistivo e riducendo così rapidamente l'energia di oscillazione.

Analisi del rapporto variabile: PT e CVT sono trasformatori di tensione, utilizzati per trasformare l'alta tensione in bassa tensione. Il lato secondario è tipicamente di 100 V; ad esempio, un PT da 10 kV è 10 kV/100 V. Il lato secondario di un PT non deve essere in cortocircuito. Il CT è un trasformatore di corrente, utilizzato per trasformare correnti elevate in correnti basse, tipicamente 5 A o 1 A. Il lato secondario di un CT non deve essere aperto. Che siano elettromagnetici o capacitivi, i trasformatori di tensione trasformano l'alta tensione in bassa tensione per l'utilizzo in sistemi di misurazione, controllo e protezione. In termini di principio di funzionamento, sono essenzialmente trasformatori di piccole dimensioni (a bassa capacità). È preferibile utilizzare i nomi standardizzati per questi dispositivi, soprattutto nei reparti operativi del settore energetico.

Spiegazione dettagliata del principio di funzionamento e della struttura:

Un trasformatore di tensione è essenzialmente un trasformatore con nucleo di ferro. È costituito principalmente da un avvolgimento primario e uno secondario, un nucleo di ferro e un isolante. Quando una tensione U1 viene applicata all'avvolgimento primario, nel nucleo di ferro si genera un flusso magnetico φ. Secondo la legge dell'induzione elettromagnetica, nell'avvolgimento secondario si genera una tensione secondaria U2. Modificando il numero di spire dell'avvolgimento primario o secondario si ottengono diversi rapporti di tensione primario-secondario, creando così trasformatori di tensione con diversi rapporti. Un trasformatore di tensione converte proporzionalmente un'alta tensione in una bassa tensione (100 V). Il lato primario del trasformatore di tensione è collegato al sistema primario, mentre il lato secondario è collegato a strumenti di misura, relè, ecc. Il tipo più comune è quello elettromagnetico (i trasformatori di tensione capacitivi sono ampiamente utilizzati), ma esistono anche tipi non elettromagnetici, come quelli elettronici e fotoelettrici.

Un trasformatore di corrente (CT) è un dispositivo che converte una corrente primaria elevata in una corrente nominale di 5 A o 1 A, adatta all'uso con strumenti o relè. Un trasformatore di corrente è costituito da un nucleo di ferro chiuso e da avvolgimenti. La sua funzione è quella di convertire una corrente primaria elevata in una corrente secondaria inferiore, tramite uno specifico rapporto di trasformazione, per scopi quali protezione e misurazione. Ad esempio, un trasformatore di corrente con un rapporto di trasformazione di 400/5 può convertire una corrente effettiva di 400 A in una corrente di 5 A.

Tutti i sistemi CT, PT e CVT devono essere sottoposti a prove di tenuta ad alta tensione e di isolamento, che sono obbligatorie nelle prove di fabbrica, di consegna e di prevenzione.

1. Due tipi di test che devono essere eseguiti (che coprono tutti e tre)
2. Test di resistenza di isolamento (elemento base per la verifica dell'isolamento)

Utilizzare un megohmmetro per misurare la resistenza di isolamento tra primario e terra, primario e secondario, e secondario e terra, al fine di determinare se l'isolamento è umido, danneggiato o sporco.

– Trasformatori di corrente/trasmettitori di tensione (10~35 kV): le apparecchiature da 25 kV utilizzano un megaohmmetro da 2500 V; il secondario a bassa tensione utilizza un misuratore da 500 V.

– CVT (110 kV e superiori): utilizzare un megaohmmetro da 5000 V sul lato primario e misurare contemporaneamente l'isolamento dei condensatori del partitore di tensione separatamente.

Criteri di valutazione: La resistenza di isolamento non è inferiore al valore specificato nelle normative e non si riscontra una diminuzione significativa o un valore pari a zero rispetto allo stesso lotto.

Test di tenuta alla tensione a frequenza industriale (test del nucleo ad alta tensione)

Simula una sovratensione di sistema per valutare la capacità di tenuta al guasto dell'isolamento principale, suddivisa in "tensione di tenuta di fabbrica", "tensione di tenuta di messa in servizio" e "tensione di tenuta del test preliminare annuale".

Trasformatore di corrente CT

– L'avvolgimento primario è soggetto alla tensione di tenuta a frequenza di rete proveniente da terra e dall'avvolgimento primario all'avvolgimento secondario; l'avvolgimento secondario è soggetto alla tensione di tenuta in modo indipendente.

– È severamente vietato eseguire prove di tenuta alla tensione con un circuito secondario aperto. Prima della prova, il circuito secondario deve essere cortocircuitato e messo a terra in modo affidabile.

Trasformatore di tensione elettromagnetico PT

– Capacità di tenuta ad alta tensione: capacità di tenuta tra primario e terra, tra primario e secondario; capacità di tenuta indipendente del secondario.

– L'avvolgimento secondario non deve essere cortocircuitato durante la prova per evitare di bruciare la bobina elettromagnetica.

Trasformatore di tensione capacitivo CVT

Grazie alla sua struttura unica, è resistente alla pressione in due sezioni:

– Capacità di tenuta alla tensione individuale dell'unità condensatore del partitore di tensione;

– Il trasformatore elettromagnetico intermedio (unità elettromagnetica) è realizzato con una tensione di tenuta alla frequenza di rete separata;

Applicare la tensione di tenuta massima direttamente all'intero trasformatore in una sola volta non è consentito, poiché ciò danneggerebbe il trasformatore di media tensione.

II. Ulteriori test proprietari di isolamento/tensione di tenuta per conto terzi

Test di isolamento aggiuntivo del trasformatore di corrente - Test di scarica parziale (richiesto per i trasformatori di corrente ad alta tensione) - Caratteristiche I-V, rapporto di spire, polarità (per determinare le condizioni di isolamento)

Test di isolamento aggiuntivo PT elettromagnetico – Perdita a vuoto, scarica parziale, resistenza CC dell'avvolgimento

Test di isolamento/perdita dielettrica specifici per CVT (di fondamentale importanza)

Il CVT si basa sulla divisione di tensione del condensatore e i difetti di isolamento sono per lo più nascosti nel nucleo del condensatore, che non è sufficiente a resistere alla tensione.

1. "Test della perdita dielettrica tanδ" (obbligatorio): determina se l'isolamento del condensatore è invecchiato o umido;
2. Misurazione della capacità: confrontare con il valore di fabbrica; se la deviazione supera lo standard, significa che il condensatore interno è guasto.
3. Test di lubrificazione dell'unità elettromagnetica (tipo a immersione in olio): tensione di tenuta dell'olio, microfiltrazione d'acqua e cromatografia per determinare il degrado dell'isolamento interno.

 III. Requisiti per i test nelle diverse fasi

1. Test di fabbrica”: Tensione di tenuta completa + isolamento + scarico parziale Test, ispezione al 100%, nessun prodotto può lasciare la fabbrica se non soddisfa i requisiti;
2. "Test di collaudo in loco": i test di resistenza di isolamento e di tenuta alla tensione di rete devono essere ripetuti dopo l'installazione e prima dell'erogazione di energia. Questo è un prerequisito per la fornitura di energia elettrica.
3. "Test di funzionamento preventivo": Ripetere periodicamente i test di resistenza di isolamento, tensione di tenuta, perdita dielettrica e scariche parziali. In caso di deterioramento dell'isolamento, è necessaria la manutenzione.

IV. Precauzioni chiave

1. I trasformatori di corrente/tensione/tensione di commutazione che non superano i test di tenuta alla tensione e di isolamento non possono essere messi in funzione, in quanto presentano un rischio di guasto, esplosione e cortocircuito a terra.
2. L'avvolgimento secondario del trasformatore di corrente (CT) deve essere cortocircuitato a terra; l'avvolgimento secondario del trasformatore di tensione (PT) non deve essere cortocircuitato; e il trasformatore di tensione continuo (CVT) non deve essere sottoposto a prova di tenuta a piena tensione.
3. La sola resistenza di isolamento non può sostituire la tensione di tenuta: superare il test di resistenza di isolamento non significa che l'isolamento possa resistere alle sovratensioni ad alta frequenza. Entrambi i test sono indispensabili.

Breve riassunto da Shanghai DEMIKS Electricity Power Technology 

I trasformatori di corrente (CT), i trasformatori di tensione elettromagnetici (PT) e i trasformatori di tensione capacitivi (CVT) richiedono tutti test di isolamento obbligatori e test di tenuta ad alta tensione. I CVT, a causa della loro struttura a condensatore, richiedono ulteriori test di isolamento per la perdita dielettrica e il valore di capacità, oltre ai test standard.