ترانسفورماتور جریان یک ترانسفورماتور ابزار مهم است که در سیستم های الکتریکی برای اندازه گیری ایمن و دقیق جریان متناوب استفاده می شود. وظیفه اصلی آن کاهش جریان های بالا در خطوط برق به مقادیر بسیار کوچکتر و استاندارد شده است که به راحتی توسط متر، رله و دستگاه های کنترل قابل کنترل هستند. برخلاف ترانسفورماتورهای ولتاژ استاندارد، ترانسفورماتور جریان طوری طراحی شده است که سیم پیچ ثانویه آن تقریباً اتصال کوتاه داشته باشد، که اصل کار منحصر به فرد آن را مشخص می کند.
در هسته آن، الف ترانسفورماتور جریان بر اساس القای الکترومغناطیسی کار می کند، همان قانون اساسی که بر همه ترانسفورماتورها حاکم است. از یک سیم پیچ اولیه، یک سیم پیچ ثانویه و یک هسته مغناطیسی چند لایه تشکیل شده است. سیم پیچ اولیه معمولاً یک چرخش یا چند پیچ هادی ضخیم است که اغلب با عبور کابل اصلی برق از مرکز هسته ایجاد می شود. این طراحی به آن اجازه می دهد تا جریان های اولیه سنگین را بدون گرم شدن بیش از حد حمل کند. سیم پیچ ثانویه دارای پیچ های زیادی از سیم ریز است که به ابزار اندازه گیری یا رله های محافظ متصل است.
هنگامی که جریان متناوب از سیم پیچ اولیه عبور می کند، یک شار مغناطیسی در حال تغییر مداوم در هسته ایجاد می کند. این میدان مغناطیسی متناوب از سیم پیچ ثانویه عبور می کند و طبق قانون القایی فارادی جریان متناوب را در آن القا می کند. نسبت جریان اولیه به جریان ثانویه با نسبت چرخش دو سیم پیچ نسبت معکوس دارد. به عنوان مثال، یک CT با نسبت 200:5 در ثانویه 5 آمپر تولید می کند زمانی که اولیه 200 آمپر را حمل می کند. این جریان کوچک شده به طور دقیق جریان واقعی در سیستم قدرت را نشان می دهد.
یکی از ویژگی های کلیدی ترانسفورماتورهای جریان این است که باید با بار امپدانس کم در سمت ثانویه کار کنند. در شرایط عادی، جریان ثانویه یک شار مغناطیسی ایجاد می کند که با شار اولیه مخالف است، شار هسته را در سطح پایین نگه می دارد و عملکرد پایدار را تضمین می کند. اگر مدار ثانویه در حالی که جریان اولیه جریان دارد باز باشد، ولتاژ بسیار بالایی در ترمینال های ثانویه القا می شود. این ولتاژ خطرناک می تواند به عایق آسیب برساند، به پرسنل ضربه وارد کند یا حتی هسته را برای همیشه اشباع کند. بنابراین، سیم پیچ ثانویه یک CT هرگز نباید در حین کار در مدار باز قرار گیرد.
ترانسفورماتورهای جریان به طور گسترده در تولید برق، انتقال، توزیع و کاربردهای صنعتی استفاده می شوند. آنها جداسازی گالوانیکی را بین مدارهای برق ولتاژ بالا و مدارهای کنترل ولتاژ پایین فراهم می کنند و از تجهیزات و کارگران محافظت می کنند. با ارائه سیگنال های دقیق جریان، اندازه گیری مناسب انرژی، حفاظت از جریان اضافه و نظارت بر سیستم را امکان پذیر می کنند. ترانسفورماتورهای جریان چه در پست های برق و چه در تابلوهای برق کارخانه، با تبدیل جریان های عملیاتی زیاد به مقادیر قابل کنترل برای اندازه گیری و کنترل، اطمینان حاصل می کنند که سیستم های الکتریکی به طور قابل اعتماد، کارآمد و ایمن کار می کنند.
