در سیستم های اندازه گیری و نظارت الکتریکی، هر دو ترانسفورماتور جریان (CTs) و فرستندههای جریان ابزارهای ضروری هستند که برای حس کردن، اندازهگیری و تبدیل جریان الکتریکی استفاده میشوند. با این حال، در حالی که این دو جزء به هم مرتبط هستند، عملکردهای متفاوتی را انجام می دهند و در مراحل مختلف اندازه گیری و کنترل جریان استفاده می شوند.
ترانسفورماتور جریان در درجه اول یک دستگاه سنجش و مقیاس است، در حالی که فرستنده جریان یک دستگاه تبدیل و خروجی سیگنال است. درک تفاوت های آنها در طراحی سیستم های نظارت دقیق و ایمن جریان برای کاربردهای صنعتی، تجاری و توزیع برق بسیار مهم است.
2. ترانسفورماتور جریان (CT) چیست؟
الف ترانسفورماتور جریان (CT) یک ترانسفورماتور ابزاری است که برای اندازه گیری جریان متناوب (AC) استفاده می شود. جریان اولیه بالا را به یک جریان ثانویه پایینتر کاهش میدهد و اندازهگیری آن را با ابزارهای استاندارد مانند متر یا رله آسانتر و ایمنتر میکند.
اصل کار
CT بر اساس اصل القای الکترومغناطیسی عمل می کند. سیم پیچ اولیه جریان بار را حمل می کند و سیم پیچ ثانویه به وسایل اندازه گیری یا رله های محافظ متصل می شود. شار مغناطیسی متناوب تولید شده در هسته یک جریان متناسب را در سیم پیچ ثانویه القا می کند.
ویژگی ها
دقت و خطی بودن بالا
مناسب برای اندازه گیری جریان بالا (تا هزاران آمپر)
نیاز به مدار اندازه گیری خارجی (متر یا رله)
دستگاه غیرفعال - بدون نیاز به منبع تغذیه
عمدتا برای اندازه گیری AC استفاده می شود
برنامه های کاربردی
اندازه گیری و حفاظت سیستم قدرت
پایش انرژی در پست ها و تابلو برق
حفاظت موتور و ژنراتور
تشخیص بیش از حد جریان و خطای زمین
3. فرستنده جریان چیست؟
یک فرستنده جریان، که گاهی اوقات a نامیده می شود مبدل جریان ، جریان اندازه گیری شده را به یک سیگنال خروجی استاندارد شده، معمولاً 4-20 میلی آمپر یا 0-5 V / 0-10 V تبدیل می کند، که می تواند مستقیماً توسط سیستم های کنترل، PLC ها یا ماژول های جمع آوری داده خوانده شود.
اصل کار
یک فرستنده جریان معمولاً حاوی الف است سنسور جریان (مانند سنسور CT یا اثر هال) همراه با تجهیزات الکترونیکی تهویه سیگنال.
سنسور داخلی جریان اولیه را تشخیص می دهد.
سپس سیگنال به یک ولتاژ متناسب تبدیل می شود.
مدار تهویه سیگنال مقیاس شده و آن را به یک خروجی آنالوگ استاندارد تبدیل می کند (مثلاً 4-20 میلی آمپر).
برخی از مدل ها نیز ایزوله، خطی سازی و ارتباطات دیجیتالی را ارائه می دهند (Modbus/RS485).
ویژگی ها
خروجی استاندارد آنالوگ یا دیجیتال را ارائه می دهد
با هر دو جریان AC و DC کار می کند (بسته به نوع)
نیاز به منبع تغذیه خارجی (معمولاً 12-24 VDC)
جمع و جور و آسان برای ادغام با سیستم های کنترل
عایق الکتریکی بالا برای ایمنی
برنامه های کاربردی
مدیریت انرژی و سیستم های اتوماسیون ساختمان
کنترل و نظارت بر فرآیندهای صنعتی
سیستم های انرژی تجدیدپذیر (اینورترهای خورشیدی، بادی)
زیرساخت شارژ وسایل نقلیه الکتریکی
نظارت بر سرعت و گشتاور موتور
4. تفاوت های کلیدی بین ترانسفورماتور جریان و فرستنده جریان
ویژگی
ترانسفورماتور جریان (CT)
فرستنده جریان
تابع
جریان بالا را برای اندازه گیری یا حفاظت کاهش می دهد
جریان را به سیگنال استاندارد (4-20 میلی آمپر، 0-10 ولت) تبدیل می کند
خروجی
جریان ثانویه (1A یا 5A)
سیگنال آنالوگ یا دیجیتال
نوع اندازه گیری
فقط AC
AC یا DC (بسته به نوع)
برق مورد نیاز
منفعل (بدون برق خارجی)
فعال (نیاز به منبع تغذیه)
پردازش سیگنال
بدون تهویه سیگنال
شامل تهویه و جداسازی سیگنال است
یکپارچه سازی
به آمپرمتر، رله یا دستگاه حفاظتی متصل می شود
به PLC، کنترلر یا سیستم مانیتورینگ متصل می شود
کلاس دقت
0.1-1.0 معمولی
0.2-0.5 معمولی
استفاده از مورد
اندازه گیری برق و حفاظت
نظارت و کنترل فرآیند
نمونه ها
سی تی باسبار، سی تی هسته شکافی، سی تی حلقوی
فرستنده جریان DIN-rail، فرستنده اثر هال
5. رابطه بین این دو
فرستنده جریان را می توان شکل ارتقا یافته ترانسفورماتور جریان در نظر گرفت زیرا اغلب از یک CT به عنوان عنصر حسگر خود در داخل استفاده می کند. با این حال، فرستنده الکترونیکی را اضافه می کند که سیگنال را توسط سیستم های اتوماسیون قابل خواندن می کند.
در بسیاری از تاسیسات:
CT برای حفاظت از قدرت (مثلاً در تابلو برق) استفاده می شود.
فرستنده جریان برای نظارت و کنترل (به عنوان مثال، در سیستم های انرژی ساختمان یا پانل های صنعتی) استفاده می شود.
بنابراین، آنها یکدیگر را در سیستم های اندازه گیری الکتریکی مدرن تکمیل می کنند.
6. انتخاب بین CT و فرستنده جریان
از ترانسفورماتور جریان در موارد زیر استفاده کنید:
فقط باید جریان را برای مترها یا رله های سنتی کاهش دهید.
سیستم فقط جریان AC را اندازه گیری می کند.
هزینه و سادگی در اولویت هستند.
زمانی که از فرستنده جریان استفاده کنید:
شما به یک سیگنال استاندارد برای PLC یا نظارت از راه دور نیاز دارید.
هر دو جریان AC و DC باید اندازه گیری شوند.
جداسازی، دقت و کنترل بلادرنگ بسیار مهم هستند.
7. نتیجه گیری
در حالی که هر دو دستگاه جریان الکتریکی را اندازه گیری می کنند، نقش آنها به طور قابل توجهی در عملکرد و کاربرد متفاوت است. ترانسفورماتور جریان به عنوان یک سنسور و جداکننده عمل می کند و جریان های بزرگ را به جریان های کوچکتر قابل اندازه گیری تبدیل می کند، در حالی که یک فرستنده جریان به عنوان یک رابط سیگنال عمل می کند و جریان اندازه گیری شده را به یک سیگنال کنترل پسند تبدیل می کند.
آنها با هم پایه و اساس سیستم های اندازه گیری الکتریکی، اتوماسیون و مدیریت انرژی مدرن را تشکیل می دهند و ایمنی و دقت را تضمین می کنند.
