یک ترانسفورماتور و یک ترانسفورماتور جریان (CT) هر دو دستگاه الکتریکی هستند که بر اساس اصل القای الکترومغناطیسی کار می کنند. آنها انرژی الکتریکی یا سیگنال های الکتریکی را از طریق یک میدان مغناطیسی از یک مدار به مدار دیگر منتقل می کنند. اگرچه ساخت و ساز مشابهی دارند، اما اهداف، طرح ها و کاربردهای آنها متفاوت است.
ترانسفورماتور یک دستگاه الکتریکی عمومی است که برای تغییر سطح ولتاژ برق جریان متناوب (AC) استفاده می شود. می تواند ولتاژ را افزایش دهد (ترانسفورماتور افزایش دهنده) یا ولتاژ را کاهش دهد (ترانسفورماتور کاهنده) در حالی که فرکانس را بدون تغییر نگه می دارد. ترانسفورماتورها به طور گسترده در تولید، انتقال، توزیع و سیستم های الکتریکی صنعتی استفاده می شوند. هدف اصلی آنها انتقال توان الکتریکی بین مدارها و ارائه سطوح ولتاژ مناسب برای کاربردهای مختلف است.
معمولی ترانسفورماتور از یک سیم پیچ اولیه، یک سیم پیچ ثانویه و یک هسته مغناطیسی تشکیل شده است. هنگامی که ولتاژ AC به سیم پیچ اولیه اعمال می شود، یک میدان مغناطیسی متغیر در هسته ایجاد می کند. این میدان مغناطیسی باعث القای ولتاژ در سیم پیچ ثانویه می شود. نسبت ولتاژ بین دو طرف اولیه و ثانویه به تعداد چرخش در هر سیم پیچ بستگی دارد. ترانسفورماتورها برای کنترل سطوح توان بالا طراحی شده اند و معمولاً مستقیماً به مدارهای قدرت متصل می شوند.
ترانسفورماتور جریان (CT) نوع خاصی از ترانسفورماتور است که به طور خاص برای اندازه گیری جریان الکتریکی طراحی شده است. به جای تغییر بیشتر سطوح ولتاژ، یک CT جریان بالا در یک سیستم قدرت را به یک جریان خروجی استاندارد و کوچکتر کاهش می دهد که می تواند به طور ایمن توسط ابزارهایی مانند آمپرمترها، انرژی سنج ها، رله های حفاظتی و سیستم های نظارت اندازه گیری شود.
تفاوت اصلی بین ترانسفورماتور و ترانسفورماتور جریان هدف آنها است. یک ترانسفورماتور توان الکتریکی را انتقال می دهد و سطوح ولتاژ را تغییر می دهد، در حالی که ترانسفورماتور جریان جریان های بزرگ را به مقادیر قابل اندازه گیری برای نظارت و حفاظت تبدیل می کند. به عنوان مثال، یک ترانسفورماتور قدرت ممکن است ولتاژ انتقال 110 کیلو ولت را به ولتاژ توزیع 10 کیلو ولت تبدیل کند، در حالی که یک ترانسفورماتور جریان ممکن است یک جریان خط 1000 A را به سیگنال خروجی 5 A یا 1 A برای یک دستگاه اندازه گیری تبدیل کند.
تفاوت مهم دیگر روش اتصال است. یک ترانسفورماتور معمولی دارای سیم پیچ های اولیه و ثانویه است که برای انتقال انرژی به مدارهای الکتریکی متصل هستند. یک ترانسفورماتور جریان معمولا سیم پیچ اولیه خود را به صورت سری به خط برق متصل می کند و به جریان بار اجازه می دهد از آن عبور کند. طرف ثانویه به تجهیزات اندازه گیری یا حفاظتی متصل است. از آنجایی که CT ثانویه جریان تولید می کند، هرگز نباید آن را در حالی که سمت اولیه روشن است باز گذاشت، زیرا ممکن است ولتاژ بالا خطرناکی تولید شود.
طراحی سیم پیچ ها نیز متفاوت است. ترانسفورماتورهای قدرت معمولاً در سیم پیچ های اولیه و ثانویه چرخش های زیادی برای دستیابی به تبدیل ولتاژ مورد نیاز دارند. در مقابل، یک ترانسفورماتور جریان اغلب فقط یک یا چند دور در سمت اولیه دارد، در حالی که سمت ثانویه دارای پیچ های زیادی است. این طراحی به CT اجازه می دهد تا جریان های بزرگ را به سطح پایین تری کاهش دهد و در عین حال اندازه گیری دقیق را حفظ کند.
دقت یکی دیگر از تفاوت های کلیدی است. ترانسفورماتورهای قدرت عمدتاً بر کارایی و قابلیت انتقال توان تمرکز دارند، در حالی که ترانسفورماتورهای جریان به دقت اندازه گیری بالایی نیاز دارند. CT ها بر اساس کلاس های دقت، مانند کلاس 0.5، کلاس 0.2، یا کلاس های حفاظتی مانند 5P و 10P، بسته به نیازهای کاربردی طبقه بندی می شوند.
در کاربردهای عملی، ترانسفورماتورها در منابع تغذیه، پستها، تجهیزات صنعتی و شبکههای برق استفاده میشوند. ترانسفورماتورهای جریان به طور گسترده در اندازه گیری الکتریکی، شبکه های هوشمند، سیستم های انرژی تجدیدپذیر، اتوماسیون صنعتی و سیستم های حفاظتی استفاده می شوند. آنها به مهندسان اجازه می دهند تا بدون اتصال مستقیم تجهیزات حساس به مدارهای جریان بالا، جریان الکتریکی را نظارت کنند.
به طور خلاصه، ترانسفورماتورها و ترانسفورماتورهای جریان از القای الکترومغناطیسی استفاده می کنند، اما نقش های متفاوتی دارند. ترانسفورماتور عمدتاً برای تبدیل ولتاژ و انتقال قدرت استفاده می شود، در حالی که ترانسفورماتور جریان برای اندازه گیری جریان و حفاظت الکتریکی استفاده می شود. ترانسفورماتورها انتقال انرژی را انجام می دهند، در حالی که ترانسفورماتورهای جریان اطلاعات جریان ایمن و دقیق را برای سیستم های نظارت و کنترل ارائه می دهند.
