מהי המטרה של יחס שנאי נוכחי (CT)?

א שנאי זרם (CT) הוא שנאי מכשיר שמטרתו להוריד זרמי חילופין גדולים במעגל ראשוני לרמת זרם קטנה יותר, בטוחה ותקנית יותר במעגל המשני שלו למדידה, הגנה או בקרה.

יחס CT (נקרא גם יחס זרם) הוא הקשר המתמטי בין הזרם הראשוני לזרם המשני בתנאים מדורגים (או עומס מלא). במילים אחרות:

CT Ratio = (זרם ראשוני) : (זרם משני)

לדוגמה, CT בדירוג 300:5 אומר שכאשר 300 A זורם דרך הצד הראשוני, המשני יפיק 5 A. אם רק 150 A זורם בראשי, אז באופן אידיאלי יופיע 2.5 A בשני (150/300 × 5) בתנאים ליניאריים.

מדוע יחס ה-CT חשוב - מטרות ופונקציות

יחס ה-CT הוא בסיסי מכיוון שהוא:

קנה מידה של זרמים גבוהים לרמות מדידה בטוחות
זרמים גבוהים במערכות חשמל (מאות או אלפי אמפר) אינם ניתנים לטיפול ישיר על ידי מונים, ממסרים או מכשירי ניטור טיפוסיים. יחס ה-CT מבטיח שזרמים גדולים כל כך מופחתים באופן פרופורציונלי (למשל ל-1 A או 5 A) כך שהמכשירים המחוברים יוכלו למדוד אותם בצורה בטוחה ומדויקת.

שומר על דיוק פרופורציונלי בטווח
בתנאי שה שנאי הזרם מתוכנן ונטען כהלכה, הזרם המשני של ה-CT נשאר פרופורציונלי לזרם הראשוני לאורך כל טווח הפעולה שלו (בגבולות הדיוק שצוינו). התנהגות פרופורציונלית זו מאפשרת מדידה מדויקת, מדידה ופעולת ממסר מגן.

תקן את הממשק למכשור והגנה
מכיוון שזרמים משניים הם סטנדרטיים (בדרך כלל 5 A או 1 A), CTs על פני מערכות ומתקנים שונים יכולים להציג קלט עקבי למונים, מנתחי אנרגיה, ממסרי הגנה ומערכות בקרה. זה מקל על עיצוב המכשור וההחלפה.

עיצוב ושיקולים של יחס CT

כמה היבטים מרכזיים ואזהרות סביב יחסי CT הם:

דירוגים משניים סטנדרטיים
רוב ה-CT מספקים זרמים משניים סטנדרטיים של 5 A או 1 A, כך שיחסי CT באים לידי ביטוי בהתאם (למשל 1000:5, 2000:1).

יחס סיבובים לעומת יחס זרם
הפיתולים הפיזיים בפועל של ה-CT מגדירים יחס סיבובים (סיבובים ראשוניים: סיבובים משניים). יחס הזרם נמצא ביחס הפוך ליחס הסיבובים, בהתאם לעקרונות השנאים (כלומר יותר סיבובים במשני מניבים זרם משני נמוך יותר עבור אותו זרם ראשוני).

טווח הפעלה ליניארי ורוויה
יש להפעיל CT בטווח הליניארי (הבלתי רווי) שלו. אם הזרם הראשוני חורג מהתכנון (או העומס) של ה-CT, הליבה עלולה להיות רוויה, לשבור את הקשר הפרופורציונלי ולגרום לשגיאות מדידה או תקלות. לפיכך, יש לבחור את יחס ה-CT כך שגם בזמן עומסי יתר או זרמי תקלה, ה-CT יוכל לשמור על ביצועים מקובלים.

דוגמה מעשית והשלכות

נניח שקו של מערכת חשמל נושא זרם נומינלי של 1200 A, ואנו רוצים לנטר אותו באמצעות מכשור סטנדרטי של 5 A. אנו בוחרים CT ביחס של 1200:5. בעומס רגיל, ה-CT המשני יפיק 5 A, הניתן למדידה ישירה על ידי המונה או הממסר. אם זרם הקו מכפיל את עצמו ל-2400 A במהלך תקלה, ה-CT ינסה לייצר 10 A (אם בטווח הליניארי שלו). ממסרי הגנה מוגדרים בהתאם לפרש ש-10 A כ-2400 A וליזום פעולות נסיעה. אם היחס של ה-CT נבחר בצורה לא נכונה (למשל 2000:5), אז ב-2400 A ה-CT עלול להרוות או להציג מצג שווא של רמת התקלה, מה שיוביל לשגיאות ממסר.

לפיכך, יחס ה-CT מקשר בין זרמי מערכת החשמל בעולם האמיתי לבין הזרמים הפנימיים הניתנים לניהול של התקני הגנה ומדידה.