Tại sao máy biến điện áp không thể ngắn mạch và máy biến dòng điện không mở được?

Chúng ta đều biết rằng máy biến điện áp không thể ngắn mạch và máy biến dòng điện không thể làm việc trong một mạch hở. Một khi máy biến điện áp bị ngắn mạch hoặc máy biến dòng điện bị hở mạch sẽ làm hỏng máy biến áp hoặc gây nguy hiểm.

Về nguyên lý, chúng ta đều biết rằng cả máy biến điện áp và máy biến dòng đều là máy biến áp, nhưng các thông số cần quan tâm là khác nhau. Vậy tại sao cùng một máy biến áp không thể chạy ngắn mạch và chạy hở mạch?

Sơ đồ máy biến áp

Trong hoạt động bình thường, cuộn thứ cấp của máy biến điện áp tương đương với mạch hở, trở kháng ZL rất lớn. Nếu ngắn mạch mạch thứ cấp, trở kháng ZL sẽ nhanh chóng giảm xuống gần như bằng không. Lúc này, mạch thứ cấp sẽ sinh ra dòng điện ngắn mạch lớn, sẽ làm hư hỏng thiết bị thứ cấp, thậm chí gây nguy hiểm đến an toàn cá nhân. Máy biến điện áp có thể được trang bị cầu chì ở phía thứ cấp để bảo vệ chính nó khỏi bị hỏng do ngắn mạch ở phía thứ cấp. Khi có thể, cầu chì cũng nên được lắp ở phía sơ cấp để bảo vệ lưới điện cao áp khỏi gây nguy hiểm cho sự an toàn của hệ thống sơ cấp do cuộn dây cao áp của máy biến áp hoặc sự cố dây dẫn.

Khi máy biến dòng làm việc bình thường, trở kháng ZL rất nhỏ, tương đương với khi cuộn thứ cấp làm việc ở trạng thái ngắn mạch. Lực từ động do dòng điện thứ cấp tạo ra sẽ khử từ thế từ do dòng điện sơ cấp tạo ra. Dòng điện kích từ rất nhỏ, từ thông tổng hợp trong lõi sắt rất nhỏ và suất điện động cảm ứng của cuộn thứ cấp không vượt quá hàng chục vôn. Nếu để hở phía thứ cấp thì dòng điện thứ cấp bằng 0 và tác dụng khử từ biến mất, nhưng ε1 của cuộn sơ cấp không đổi và dòng điện sơ cấp của nó hoàn toàn trở thành dòng điện kích từ, gây ra từ thông Φ trong lõi sắt tăng mạnh, và lõi sắt ở trạng thái bão hòa cao. Ngoài ra, số vòng dây của cuộn thứ cấp lớn, và điện áp rất cao (thậm chí hàng nghìn vôn) sẽ được tạo ra ở cả hai đầu của cuộn thứ cấp, điều này có thể không chỉ làm hỏng cách điện của cuộn thứ cấp mà còn gây nguy hiểm nghiêm trọng đến an toàn cá nhân. Do đó, tuyệt đối không được để hở mạch phía thứ cấp của máy biến dòng.

Máy biến điện áp và máy biến dòng về nguyên tắc đều là máy biến áp. Máy biến điện áp chú ý đến sự thay đổi của điện áp, và máy biến dòng điện chú ý đến sự thay đổi của dòng điện. Vậy tại sao cùng là máy biến áp, máy biến dòng không thể hoạt động ở trạng thái hở mạch, còn máy biến điện áp không thể hoạt động trong trường hợp ngắn mạch?

Trong hoạt động bình thường, ε1 và ε2 không thay đổi. Phía sơ cấp của máy biến điện áp được mắc song song trong mạch vòng, điện áp tương đối cao, dòng điện rất nhỏ, và dòng điện ở phía thứ cấp cũng rất nhỏ và gần như bằng không trong quá trình hoạt động bình thường, tạo thành một sự cân bằng tương đối với mạch hở trở kháng vô hạn ở mạch thứ cấp. Khi tổng trở phía thứ cấp giảm nhanh dẫn đến ngắn mạch, do ε2 không đổi nên tất yếu dòng điện thứ cấp sẽ tăng nhanh và làm cháy cuộn thứ cấp.

Nguyên tắc tương tự, trong hoạt động bình thường, ε1 và ε2 không thay đổi. Phía sơ cấp của máy biến dòng được mắc nối tiếp trong mạch vòng. Dòng điện tương đối cao và điện áp rất nhỏ. Trong quá trình hoạt động bình thường, điện áp ở phía thứ cấp cũng rất nhỏ và gần như bằng không, tạo thành sự cân bằng với trở kháng ngắn mạch vô hạn ở vòng thứ cấp. Khi tổng trở mạch thứ cấp tăng nhanh thành mạch hở thì dòng điện thứ cấp nhanh chóng giảm về không, toàn bộ dòng điện sơ cấp chuyển thành dòng điện kích từ làm cho từ thông tăng nhanh đến bão hòa và đốt cháy máy biến áp.

Vì vậy, cùng một máy biến áp, ứng dụng khác nhau, kết quả sẽ khác nhau.

Để biết thêm thông tin chi tiết, vui lòng liên hệ với chúng tôi tạisales@xfullstar.com