Care este scopul raportului transformatorului de curent (CT)?

O transformatorul de curent (CT) este un transformator de instrument al cărui scop este de a reduce curenții alternativi mari dintr-un circuit primar la un nivel de curent mai mic, mai sigur și standardizat în circuitul său secundar pentru măsurare, protecție sau control.

Raportul CT (numit și raport de curent) este relația matematică dintre curentul primar și curentul secundar în condiții nominale (sau de sarcină completă). Cu alte cuvinte:

Raport CT = (curent primar) : (curent secundar)

De exemplu, un CT evaluat 300:5 înseamnă că atunci când 300 A curg prin partea primară, secundarul va produce 5 A. Dacă doar 150 A curge în primar, atunci în mod ideal apar 2,5 A în secundar (150/300 × 5) în condiții liniare.

De ce contează raportul CT — Scopuri și funcții

Raportul CT este fundamental deoarece:

Scala curenții mari la niveluri de măsurare sigure
Curenții mari din sistemele de alimentare (sute sau mii de amperi) nu pot fi gestionați direct de contoare, relee sau dispozitive de monitorizare tipice. Raportul CT asigură reducerea proporțională a curenților atât de mari (de exemplu, la 1 A sau 5 A), astfel încât instrumentele conectate să le poată măsura în siguranță și cu precizie.

Menține acuratețea proporțională peste interval,
cu condiția ca transformatorul de curent este proiectat și încărcat corespunzător, curentul secundar al TC rămâne proporțional cu curentul primar pe toată gama sa de funcționare (în limitele de precizie specificate). Acest comportament proporțional permite măsurarea precisă, măsurarea și funcționarea releului de protecție.

Standardizează interfața pentru instrumentare și protecție
Deoarece curenții secundari sunt standardizați (de obicei 5 A sau 1 A), CT-urile din diferite sisteme și instalații pot prezenta o intrare consistentă la contoare, analizoare de energie, relee de protecție și sisteme de control. Acest lucru facilitează proiectarea instrumentelor și interschimbabilitatea.

Proiectare și considerații ale raportului CT

Câteva aspecte cheie și avertismente legate de raporturile CT sunt:

Valori nominale secundare standard
Cele mai multe TC furnizează curenți secundari standard de 5 A sau 1 A, astfel încât rapoartele CT sunt exprimate în consecință (de ex. 1000:5, 2000:1).

Raportul de spire față de raportul de curent
Înfășurările fizice reale ale TC definesc un raport de spire (spire primare: spire secundare). Raportul de curent este invers legat de raportul de spire, urmând principiile transformatorului (adică mai multe spire în secundar produc un curent secundar mai mic pentru același curent primar).

Domeniu de funcționare liniar și saturație
Un TC trebuie să fie operat în intervalul său liniar (nesaturat). Dacă curentul primar depășește proiectarea (sau sarcina) CT-ului, miezul se poate satura, rupând relația proporțională și provocând erori de măsurare sau defecțiuni. Astfel, raportul TC trebuie ales astfel încât chiar și în timpul suprasarcinilor sau curenților de defect, CT-ul să poată menține o performanță acceptabilă.

Exemple practice și implicații

Să presupunem că o linie a sistemului de alimentare poartă un curent nominal de 1200 A și dorim să o monitorizăm folosind instrumente standard de 5 A. Alegem un CT cu raport 1200:5. Sub sarcină normală, secundarul CT va produce 5 A, care poate fi măsurat direct de contor sau releu. Dacă curentul de linie se dublează la 2400 A în timpul unei defecțiuni, CT ar încerca să producă 10 A (dacă se află în domeniul său liniar). Releele de protecție sunt setate în consecință pentru a interpreta acel 10 A ca 2400 A și a iniția acțiunile de declanșare. Dacă raportul TC a fost ales incorect (de exemplu 2000:5), atunci la 2400 A CT-ul ar putea satura sau reprezenta greșit nivelul de defecțiune, ceea ce duce la erori de releu.

Astfel, raportul CT leagă curenții din sistemul de alimentare din lumea reală cu curenții interni, gestionabili, ai dispozitivelor de protecție și măsură.