Een stroomtransformator is een cruciale instrumenttransformator die in elektrische systemen wordt gebruikt om wisselstroom veilig en nauwkeurig te meten. De primaire functie ervan is het terugbrengen van hoge stromen in elektriciteitsleidingen naar veel kleinere, gestandaardiseerde waarden die gemakkelijk kunnen worden afgehandeld door meters, relais en besturingsapparatuur. In tegenstelling tot standaard spanningstransformatoren is een stroomtransformator ontworpen om te werken terwijl de secundaire wikkeling bijna kortgesloten is, wat het unieke werkingsprincipe definieert.
In de kern is een stroomtransformator werkt op basis van elektromagnetische inductie, dezelfde fundamentele wet die van toepassing is op alle transformatoren. Het bestaat uit een primaire wikkeling, een secundaire wikkeling en een gelamineerde magnetische kern. De primaire wikkeling bestaat doorgaans uit een enkele winding of een paar windingen van een dikke geleider, vaak gevormd door simpelweg de hoofdstroomkabel door het midden van de kern te leiden. Dankzij dit ontwerp kan het zware primaire stromen transporteren zonder oververhitting. De secundaire wikkeling bestaat uit vele windingen van fijne draad, verbonden met meetinstrumenten of beveiligingsrelais.
Wanneer wisselstroom door de primaire wikkeling vloeit, genereert deze een continu veranderende magnetische flux in de kern. Dit magnetische wisselveld gaat door de secundaire wikkeling en induceert daarin een wisselstroom volgens de inductiewet van Faraday. De verhouding tussen primaire stroom en secundaire stroom is omgekeerd evenredig met de windingsverhouding van de twee wikkelingen. Een CT met een verhouding van 200:5 produceert bijvoorbeeld 5 ampère in de secundaire stroom, terwijl de primaire stroom 200 ampère draagt. Deze verkleinde stroom geeft nauwkeurig de werkelijke stroom in het energiesysteem weer.
Een belangrijk kenmerk van stroomtransformatoren is dat ze aan de secundaire zijde moeten werken met een laagohmige belasting. Onder normale omstandigheden creëert de secundaire stroom een magnetische flux die tegengesteld is aan de primaire flux, waardoor de kernflux op een laag niveau blijft en stabiele prestaties worden gegarandeerd. Als het secundaire circuit open is terwijl de primaire stroom vloeit, wordt er een extreem hoge spanning over de secundaire aansluitingen geïnduceerd. Deze gevaarlijke spanning kan de isolatie beschadigen, personeel schokken geven of zelfs de kern permanent verzadigen. Daarom mag de secundaire wikkeling van een CT tijdens bedrijf nooit open zijn.
Stroomtransformatoren worden veel gebruikt bij energieopwekking, transmissie, distributie en industriële toepassingen. Ze bieden galvanische isolatie tussen hoogspanningsstroomcircuits en laagspanningsregelcircuits, waardoor zowel apparatuur als werknemers worden beschermd. Door nauwkeurige stroomsignalen te leveren, maken ze een goede energiemeting, overstroombeveiliging en systeemmonitoring mogelijk. Of het nu gaat om onderstations of fabrieksstroompanelen, stroomtransformatoren zorgen ervoor dat elektrische systemen betrouwbaar, efficiënt en veilig werken door grote bedrijfsstromen om te zetten in beheersbare waarden voor meting en controle.
