Kun muuntajan ensiökäämitystä jännitetään vaihtovirralla (AC), vaihtuvat magneettiset voimasuorat, joita kutsutaan ”vuoksi”, kiertävät ytimen läpi muodostaen magneettikentän. Kuva: Quora
Muuntajat siirtävät tehokkaasti sähköenergiaa piiristä toiseen magneettisen induktion avulla. Muuntajan kukin vaihe koostuu kahdesta erillisestä käämikäämistä, jotka on kiedottu yhteiseen ytimeen.
Muuntajan ensiökäämi vastaanottaa sähköenergiaa virtalähteestä. Kun ensiökäämitystä jännitetään vaihtovirralla (AC), vaihtuvat magneettiset voimasuorat, joita kutsutaan ”vuoksi”, kiertävät ytimen läpi muodostaen magneettikentän.
Kun toinen käämi on kiedottu saman ytimen ympärille, magneettikenttä indusoi jännitteen. Tätä käämitystä kutsutaan toisiokäämitykseksi. Toisiokäämin jokaiseen kierrokseen indusoituvan jännitteen määrä on sama kuin jännite ensiökäämin jokaisen kierroksen yli; tätä kutsutaan muuntajan kierrosten suhteeksi.
Jos toisiokäämissä on vähemmän kierroksia kuin ensiökäämissä, toisiokäämiin indusoituu pienempi jännite. Tämäntyyppistä muuntajaa kutsutaan pienennysmuuntajaksi.
Sekundäärikäämi, jossa on kaksi kertaa enemmän kierroksia kuin primäärissä, leikkaa magneettivuon kaksi kertaa useammin, ja sekundäärissä indusoituu kaksi kertaa sovellettu primäärijännite. Tätä muuntajaa kutsutaan nousumuuntajaksi.
Huomautus: Primääri on aina kytketty virtalähteeseen ja sekundääri on aina kytketty kuormaan. Joko korkea- tai matalajännitekäämi voi olla ensiö- tai toisiokäämi.
Miten TTR lasketaan
Kunkin käämin indusoitu kokonaisjännite on verrannollinen kyseisen käämin kierrosten lukumäärään ja virta on kääntäen verrannollinen sekä jännitteeseen että kierrosten lukumäärään.
E1 / E2 = N1 / N2 = I2 / I1
E1 on ensiöjännite ja I1 ensiövirta, E2 toisiojännite ja I2 toisiovirta, N1 ensiökierrokset ja N2 toisiokierrokset. Jos jännitettä porrastetaan ylöspäin, virran on porrastettava alaspäin ja päinvastoin. Kierrosten lukumäärä pysyy vakiona, ellei käytössä ole haaranvaihdinta.
Esimerkki 1
Jos muuntajan ensiöjännite on 110 volttia (V), ensiökäämityksessä on 100 kierrosta ja toisiokäämityksessä 400 kierrosta, mikä on toisiojännite?
110 / E2 = 100 / 400
100 E2 = 44 000
E2 = 440 volttia
Esimerkki 2
Jos ensiövirta on 20 ampeeria, mikä on toisiovirta?
440 x I2 = 110 x 20 = 2 200
I2 = 5 ampeeria
Koska ensiö- ja toisiopiirin kierrosten suhde on 1:4, ensiö- ja toisiopiirin jännitteen on oltava suhteessa 1:4 ja ensiö- ja toisiopiirin virran suhteessa 4:1.
Jännitteen kasvaessa virta pienenee, jolloin voltit kerrottuna ampeereilla pysyvät vakiona. Tästä käytetään nimitystä ”volttiampeerit.”
Laskekaa kunkin kolmivaihekäämin suhde wye-käämin linjan ja nollajännitteen välisen jännitteen perusteella. Jaa linjan ja nollajännitteen välinen käämitysjännite 1,732:lla saadaksesi oikean linjan ja nollajännitteen välisen jännitteen.
Esimerkki: 13200-480Y/277 olisi 13200/277 = 47,653
Tarkista haaranvaihtimen asento varmistaaksesi, että se on asetettu siihen kohtaan, johon tyyppikilven jännite perustuu. Muussa tapauksessa kierrossuhdetestin tietoja ei voida verrata tyyppikilpeen.
Miten TTR mitataan
Kierrossuhdetestillä pystytään havaitsemaan käämityksessä olevat oikosulussa olevat kierrokset, jotka viittaavat eristysvikaan, määrittämällä, onko oikea kierrossuhde olemassa. Oikosuljetetut kierrokset voivat johtua oikosulusta tai dielektrisistä vioista.
Mittaukset tehdään kytkemällä tunnetusti alhainen jännite yhden käämin yli ja mittaamalla indusoitunut jännite vastaavassa käämissä. Pienjännite asetetaan tavallisesti korkeajännitekäämin yli, jotta indusoitunut jännite on pienempi, mikä vähentää vaaroja testiä suoritettaessa.
Katsokaa tyyppikilven vaihekaaviosta, mikä ensiökäämin käämi vastaa toisiokäämin käämiä. Kuva: Quora
Testissä saatua jännitesuhdetta verrataan tyyppikilven jännitesuhteeseen. Katso tyyppikilven vaihekaaviosta, mikä ensiön käämi vastaa toisiokäämin käämiä.
Kenttätestissä saadun jännitesuhteen pitäisi olla 0,5 %:n tai valmistajan määrittelemän rajan sisällä.
Uudet hyvälaatuiset muuntajat vertautuvat yleensä tyyppikilpeen 0,1 %:n sisällä. Kolmivaiheisille kolmivaiheisille kolmio/kolmio- tai kolmio/kolmio-kytkentäisille muuntajille on tehtävä kolmivaihe-ekvivalenssitesti. Testi suoritetaan ja lasketaan vastaavien yksittäisten käämien yli.