Transformátor stejnosměrného proudu, běžně známý jako DC CT, je specializované snímací zařízení určené k měření stejnosměrného proudu v energetických systémech, průmyslových zařízeních a nových energetických instalacích. Na rozdíl od klasického AC proudové transformátory , které se při indukci spoléhají na střídavý magnetický tok, standardní CT nemohou pracovat se stálým stejnosměrným proudem, protože konstantní stejnosměrný proud vytváří neměnné magnetické pole, které nedokáže indukovat napětí v sekundárních vinutích. DC CT využívají alternativní pracovní principy, včetně Hallova jevu, technologie fluxgate a kompenzace nulového toku, k zachycení statických nebo pomalu se měnících DC signálů.
Základní pracovní princip široce používaného stejnosměrného CT s Hallovým efektem závisí na Hallově polovodičovém čipu. Když stejnosměrný proud protéká primárním vodičem, generuje stabilní magnetické pole úměrné velikosti proudu. Hallův prvek umístěný uvnitř tohoto magnetického pole vydává nepatrné Hallovo napětí. Po zesílení, filtraci a úpravě signálu je toto napětí převedeno na standardní sekundární signál, jako je 4–20 mA nebo nízkonapěťový analogový výstup, který lze odečítat měřidly, PLC a systémy sběru dat. Fluxgate DC CT poskytují vyšší přesnost pro vysoce přesné scénáře. Používají pomocná budící vinutí k detekci zbytkového stejnosměrného magnetického toku v magnetickém jádru a aplikují kompenzační proud pro zrušení saturace jádra, čímž dosahují extrémně nízké chyby měření i při velkém stejnosměrném proudu.
Strukturálně se DC CT dělí na typy s děleným jádrem a pevným jádrem. Modely s děleným jádrem lze instalovat bez odříznutí primárního kabelu, což značně usnadňuje dodatečné vybavení a údržbu na místě. Primární strana obvykle přenáší vysoký stejnosměrný proud, zatímco sekundární obvod je izolován od vysokonapěťového primárního obvodu, aby chránil zadní měřicí přístroje a operátory. Typické rozsahy měření pokrývají řídicí proudy s nízkou intenzitou až do tisíců ampérů používaných ve fotovoltaických úložištích energie, nabíjecích hromadách elektrických vozidel a stejnosměrných trakčních zdrojích.
DC CT mají zřejmou aplikační hodnotu v moderních energetických odvětvích. Stanice obnovitelné energie, DC mikrosítě a systémy pro ukládání energie z baterií vyžadují monitorování stejnosměrného proudu v reálném čase pro nadproudovou ochranu, výpočet výkonu a vyhodnocení stavu nabití. V metalurgických a elektrolýzních továrnách sledují velké stejnosměrné transformátory proudu těžké elektrolytické proudy, aby stabilizovaly výrobní parametry. Nicméně DC CT mají omezení. Hallovy senzory jsou citlivé na teplotní drift a vnější rozptylové magnetické rušení, které ovlivňuje dlouhodobou stabilitu. Typy Fluxgate nabízejí lepší přesnost, ale mají vyšší náklady a složitější obvody pohonu.
Stručně řečeno, stejnosměrné proudové transformátory vyplňují mezeru v měření, kterou zanechaly tradiční střídavé transformátory. Přeměnou stejnosměrných magnetických polí na měřitelné elektrické signály se stávají nepostradatelnými snímacími komponentami pro stejnosměrné napájecí systémy. Průběžná optimalizace se zaměřuje na snížení teplotního posunu, zlepšení schopnosti proti rušení a miniaturizaci hardwaru, aby se přizpůsobil rychle rostoucímu novému energetickému průmyslu.
