Η κύρια λειτουργία των μετασχηματιστών τάσης στα δίκτυα διανομής είναι η απομόνωση της υψηλής τάσης και η μετατροπή της σε χαμηλή τάση για χρήση σε συσκευές προστασίας ρελέ, αυτόματο εξοπλισμό και όργανα μέτρησης, λαμβάνοντας έτσι το σήμα τάσης στην κύρια πλευρά. Σύμφωνα με την αρχή λειτουργίας του, οι μετασχηματιστές τάσης μπορούν να χωριστούν στις ακόλουθες δύο κατηγορίες:
1, Ηλεκτρομαγνητικός Μετασχηματιστής Τάσης (PT)
Η αρχή λειτουργίας των ηλεκτρομαγνητικών μετασχηματιστών τάσης είναι παρόμοια με αυτή των μετασχηματιστών ισχύος, βασισμένη κυρίως στην αρχή της ηλεκτρομαγνητικής επαγωγής και είναι κατάλληλη για συστήματα ισχύος που κυμαίνονται από 6kV έως 110kV. Σύμφωνα με τις διαφορετικές μεθόδους μόνωσης, μπορεί να χωριστεί σε δύο τύπους: βυθισμένο σε λάδι (που χρησιμοποιείται κυρίως σε εξωτερικούς χώρους) και ξηρό (χυτό με εποξειδική ρητίνη).
2, μετασχηματιστής χωρητικής τάσης (CVT)
Οι μετασχηματιστές χωρητικής τάσης υιοθετούν την αρχή της χωρητικής διαίρεσης τάσης και αποτελούνται από εξαρτήματα όπως χωρητικά διαιρέτες τάσης, αντιδραστήρες αντιστάθμισης, ενδιάμεσους μετασχηματιστές και αποσβεστήρες. Είναι κατάλληλες κυρίως για συστήματα ισχύος από 110kV έως 500kV, ενώ έχουν επίσης μικρή εφαρμογή σε συστήματα 35kV.
Σύμφωνα με το εθνικό πρότυπο GB1207-2006 "Ηλεκτρομαγνητικοί μετασχηματιστές τάσης", οι μετασχηματιστές τάσης μπορούν να χωριστούν σε "μη γειωμένους μετασχηματιστές τάσης" (πλήρης μόνωση) και "μετασχηματιστές τάσης με γείωση" (ημιμονωμένους). Ο ακροδέκτης γείωσης (τερματικός N) του πρωτεύοντος τυλίγματος ενός ημιμονωμένου μετασχηματιστή τάσης είναι σχεδιασμένος να βρίσκεται κοντά στο δευτερεύον τύλιγμα και η κύρια μόνωση μεταξύ του πρωτεύοντος τυλίγματος, του δευτερεύοντος τυλίγματος και της γείωσης φέρει χαμηλότερη τάση. Στο GB1207-2006, ορίζεται ότι η τάση αντοχής σε συχνότητα ισχύος των μετασχηματιστών τάσης 6/10kV είναι μόνο 3kV, ενώ η τάση αντοχής σε συχνότητα ισχύος των μετασχηματιστών τάσης 35kV είναι 5kV.
Οι ηλεκτρομαγνητικοί μετασχηματιστές τάσης παρουσιάζουν συγκεκριμένα χαρακτηριστικά κορεσμού στη χαρακτηριστική καμπύλη διέγερσης λόγω της παρουσίας πυρήνων σιδήρου. Όταν το ρεύμα διέγερσης αυξάνεται, η αύξηση της τιμής της διεγερμένης τάσης είναι μικρή ή παραμένει σταθερή, σχηματίζοντας ένα σημείο καμπής. Αυτό σημαίνει ότι καθώς αυξάνεται το ρεύμα διέγερσης, η διεγερμένη τάση αλλάζει πολύ λίγο ή παραμένει σταθερή (η επαγωγή μειώνεται). Σύμφωνα με τις σχετικές διατάξεις των 18 αντίμετρων (αναθεωρημένη έκδοση) της State Grid Corporation of China:
1. Τα χαρακτηριστικά διέγερσης των νεοεπενδυμένων μετασχηματιστών τάσης πρέπει να μετρώνται κατά τη διάρκεια της παράδοσης για να διασφαλιστεί ότι ο κορεσμός τους δεν είναι μικρότερος από 1,9 φορές.
Για μετασχηματιστές τάσης που έχουν ήδη τεθεί σε λειτουργία, εάν ο κορεσμός τους είναι μικρότερος ή ίσος με 1,5 φορές, θα πρέπει να εξεταστεί το ενδεχόμενο αντικατάστασης. Εάν ο κορεσμός είναι μεταξύ 1,5 και 1,9 φορές, μπορούν να εγκατασταθούν αντίστοιχες συσκευές αρμονικής εξάλειψης για τη μείωση ή την καταστολή της υπέρτασης συντονισμού.
Σύμφωνα με στατιστικά στοιχεία, τα τελευταία χρόνια, το ποσοστό των ηλεκτρομαγνητικών μετασχηματιστών τάσης που χρησιμοποιούνται σε μεγάλες επιχειρήσεις μεταφοράς και διανομής του Κρατικού Δικτύου έχει αγγίξει το 80%. Ωστόσο, με την επέκταση και την αναβάθμιση του συστήματος ισχύος, το πρόβλημα της υπέρτασης σιδηρομαγνητικού συντονισμού σε υποσταθμούς που προκαλείται από κορεσμό πυρήνα σιδήρου PT σε ουδέτερα μη γειωμένα συστήματα 35KV και κάτω γίνεται ολοένα και πιο σοβαρό, οδηγώντας σε συχνά ατυχήματα όπως τήξη ασφαλειών PT και PT. εξουθένωσης, που αποτελεί απειλή για την ασφαλή και σταθερή λειτουργία του συστήματος ηλεκτρικής ενέργειας. Επομένως, για διαφορετικούς τύπους ηλεκτρομαγνητικών μετασχηματιστών τάσης, πρέπει να αναπτύξουμε αποτελεσματικά σχέδια ελέγχου συντονισμού το συντομότερο δυνατό.
