هدف از نسبت ترانسفورماتور جریان (CT) چیست؟

الف ترانسفورماتور جریان (CT) ترانسفورماتور ابزاری است که هدف آن کاهش جریان های متناوب بزرگ در مدار اولیه به سطح جریان کوچکتر، ایمن تر و استاندارد در مدار ثانویه آن برای اندازه گیری، حفاظت یا کنترل است.

نسبت CT (که نسبت جریان نیز نامیده می شود) رابطه ریاضی بین جریان اولیه و جریان ثانویه در شرایط نامی (یا بار کامل) است. به عبارت دیگر:

نسبت CT = (جریان اولیه): (جریان ثانویه)

به عنوان مثال، یک CT دارای رتبه 300:5 به این معنی است که وقتی 300 A از سمت اولیه عبور می کند، ثانویه 5 A تولید می کند. اگر فقط 150 A در قسمت اولیه جریان داشته باشد، در حالت ایده آل 2.5 A در ثانویه (150/300 × 5) در شرایط خطی ظاهر می شود.

چرا نسبت CT مهم است - اهداف و عملکردها

نسبت CT اساسی است زیرا:

مقیاس جریان های بالا تا سطوح اندازه گیری ایمن
جریان های بالا در سیستم های قدرت (صدها یا هزاران آمپر) را نمی توان مستقیماً توسط کنتورها، رله ها یا دستگاه های نظارتی معمولی کنترل کرد. نسبت CT تضمین می کند که چنین جریان های بزرگی به طور متناسب کاهش می یابد (به عنوان مثال به 1 A یا 5 A) به طوری که ابزارهای متصل می توانند به طور ایمن و دقیق آنها را اندازه گیری کنند.

حفظ دقت متناسب در محدوده
ارائه شده است ترانسفورماتور جریان به درستی طراحی و بارگذاری شده است، جریان ثانویه CT متناسب با جریان اولیه در سراسر محدوده عملیاتی آن (در محدوده دقت مشخص شده) باقی می ماند. این رفتار متناسب اندازه گیری دقیق، اندازه گیری و عملکرد رله حفاظتی را امکان پذیر می کند.

استاندارد کردن رابط برای ابزار دقیق و حفاظت
از آنجایی که جریان های ثانویه استاندارد شده اند (معمولاً 5 A یا 1 A)، CT ها در سیستم ها و تاسیسات مختلف می توانند ورودی ثابتی را به مترها، تحلیلگرهای انرژی، رله های حفاظتی و سیستم های کنترل ارائه دهند. این امر طراحی ابزار دقیق و قابلیت تعویض را آسان تر می کند.

طراحی و ملاحظات نسبت CT

برخی از جنبه های کلیدی و هشدارهای مربوط به نسبت های CT عبارتند از:

رتبه بندی های ثانویه استاندارد
اکثر CT ها جریان های ثانویه استاندارد 5 A یا 1 A را ارائه می دهند، بنابراین نسبت های CT بر این اساس بیان می شوند (به عنوان مثال 1000:5، 2000:1).

نسبت چرخش در مقابل نسبت جریان
سیم پیچ فیزیکی واقعی CT یک نسبت چرخش را تعریف می کند (پیچ های اولیه: پیچ های ثانویه). نسبت جریان با نسبت چرخش رابطه معکوس دارد که از اصول ترانسفورماتور پیروی می کند (یعنی چرخش های بیشتر در جریان ثانویه جریان ثانویه کمتری برای همان جریان اولیه ایجاد می کند).

محدوده عملیاتی خطی و اشباع
CT باید در محدوده خطی (غیراشباع) خود عمل کند. اگر جریان اولیه از طرح (یا بار) CT فراتر رود، ممکن است هسته اشباع شود و رابطه متناسب را از بین ببرد و باعث خطا یا نقص در اندازه گیری شود. بنابراین، نسبت CT باید طوری انتخاب شود که حتی در هنگام اضافه بار یا جریان خطا، CT بتواند عملکرد قابل قبولی را حفظ کند.

مثال عملی و مفاهیم

فرض کنید یک خط سیستم قدرت دارای جریان اسمی 1200 A است و ما می خواهیم آن را با استفاده از ابزار دقیق 5 A نظارت کنیم. ما یک CT با نسبت 1200:5 را انتخاب می کنیم. تحت بار معمولی، ثانویه CT 5 A تولید می کند که مستقیماً توسط متر یا رله قابل اندازه گیری است. اگر جریان خط در طول یک خطا دو برابر شود و به 2400 A برسد، CT سعی می کند 10 A تولید کند (اگر در محدوده خطی خود باشد). رله های حفاظتی بر این اساس تنظیم می شوند تا 10 A را به 2400 A تفسیر کنند و اقدامات سفر را آغاز کنند. اگر نسبت CT به درستی انتخاب نشده بود (مثلاً 2000:5)، آنگاه در 2400 A ممکن است CT سطح خطا را اشباع کند یا به اشتباه نشان دهد که منجر به خطاهای رله شود.

بنابراین، نسبت CT، جریان‌های سیستم قدرت دنیای واقعی را با جریان‌های داخلی و قابل مدیریت دستگاه‌های حفاظتی و اندازه‌گیری پیوند می‌دهد.