Tokovni transformator za enosmerni tok, splošno znan kot DC CT, je specializirana senzorska naprava, zasnovana za merjenje enosmernega toka v elektroenergetskih sistemih, industrijski opremi in novih energetskih napravah. Za razliko od običajnega AC tokovnih transformatorjev , ki se za indukcijo zanašajo na izmenični magnetni pretok, standardni CT ne morejo delovati z enakomernim enosmernim tokom, ker konstanten enosmerni tok proizvaja nespremenljivo magnetno polje, ki ne inducira napetosti v sekundarnih navitjih. DC CT-ji sprejmejo alternativna delovna načela, vključno s Hallovim učinkom, tehnologijo fluxgate in kompenzacijo ničelnega fluksa, za zajem statičnih ali počasi spremenljivih signalov DC.
Osnovno načelo delovanja pogosto uporabljenega DC CT z Hallovim učinkom je odvisno od Hallovega polprevodniškega čipa. Ko enosmerni tok teče skozi primarni prevodnik, ustvari stabilno magnetno polje, ki je sorazmerno z velikostjo toka. Hallov element, nameščen znotraj tega magnetnega polja, oddaja majhno Hallovo napetost. Po ojačanju, filtriranju in kondicioniranju signala se ta napetost pretvori v standardni sekundarni signal, kot je 4–20 mA ali nizkonapetostni analogni izhod, ki ga lahko odčitajo merilniki, PLC-ji in sistemi za zajemanje podatkov. Fluxgate DC CT-ji zagotavljajo večjo natančnost za scenarije visoke natančnosti. Uporabljajo pomožna vzbujalna navitja za zaznavanje preostalega enosmernega magnetnega toka v magnetnem jedru in uporabo kompenzacijskega toka za preklic nasičenosti jedra, s čimer dosežejo izjemno nizko merilno napako tudi pri velikem enosmernem toku.
Strukturno so DC CT razdeljeni na vrste z deljenim jedrom in trdnim jedrom. Modele z razdeljenim jedrom je mogoče namestiti brez rezanja primarnega kabla, kar močno olajša naknadno opremljanje in vzdrževanje na mestu. Primarna stran običajno prenaša visok enosmerni tokokrog, medtem ko je sekundarni tokokrog izoliran od visokonapetostnega primarnega, da zaščiti zaledne merilne instrumente in operaterje. Običajni merilni razponi zajemajo krmilne tokove majhne jakosti toka do tisoče amperov, ki se uporabljajo pri fotonapetostnem shranjevanju energije, polnilnikih električnih vozil in vlečnih napajalnikih z enosmernim tokom.
DC CT imajo očitno uporabno vrednost v sodobni elektroenergetski industriji. Postaje za obnovljivo energijo, enosmerna mikromreža in sistemi za shranjevanje energije iz baterij zahtevajo spremljanje enosmernega toka v realnem času za zaščito pred prevelikim tokom, izračun moči in oceno stanja napolnjenosti. V metalurških in elektroliznih tovarnah veliki DC CT sledijo močnim elektrolitskim tokovom za stabilizacijo proizvodnih parametrov. Kljub temu imajo DC CT omejitve. Hallovi senzorji so dovzetni za temperaturni nihanje in zunanje razpršene magnetne motnje, kar vpliva na dolgoročno stabilnost. Vrste fluxgate ponujajo boljšo natančnost, vendar imajo višje stroške in bolj zapletena pogonska vezja.
Če povzamemo, enosmerni tokovni transformatorji zapolnjujejo merilno vrzel, ki jo pustijo tradicionalni AC transformatorji. S pretvorbo enosmernih magnetnih polj v merljive električne signale postanejo nepogrešljive senzorske komponente za enosmerne napajalne sisteme. Nenehna optimizacija se osredotoča na zmanjšanje temperaturnega nihanja, izboljšanje zmožnosti proti motnjam in miniaturizacijo strojne opreme za prilagajanje hitro rastoči novi energetski industriji.
