Tokovni transformator je ključni merilni transformator, ki se uporablja v električnih sistemih za varno in natančno merjenje izmeničnega toka. Njegova primarna funkcija je zmanjševanje visokih tokov v električnih vodih na veliko manjše, standardizirane vrednosti, ki jih je mogoče enostavno obdelati z merilniki, releji in krmilnimi napravami. Za razliko od standardnih napetostnih transformatorjev je tokovni transformator zasnovan tako, da deluje tako, da je sekundarno navitje skoraj v kratkem stiku, kar določa njegov edinstven princip delovanja.
V svojem bistvu je a tokovni transformator deluje na podlagi elektromagnetne indukcije, istega temeljnega zakona, ki ureja vse transformatorje. Sestavljen je iz primarnega navitja, sekundarnega navitja in laminiranega magnetnega jedra. Primarno navitje je običajno en sam zavoj ali nekaj zavojev debelega vodnika, ki se pogosto oblikuje tako, da glavni napajalni kabel preprosto napeljete skozi sredino jedra. Ta zasnova omogoča prenašanje velikih primarnih tokov brez pregrevanja. Sekundarno navitje ima veliko ovojev fine žice, povezanih z merilnimi instrumenti ali zaščitnimi releji.
Ko izmenični tok teče skozi primarno navitje, ustvarja nenehno spreminjajoč se magnetni tok v jedru. To izmenično magnetno polje prehaja skozi sekundarno navitje in inducira v njem izmenični tok po Faradayevem zakonu indukcije. Razmerje med primarnim in sekundarnim tokom je obratno sorazmerno z razmerjem obratov obeh navitij. Na primer, CT z razmerjem 200:5 bo proizvedel 5 amperov v sekundaru, ko primarni nosi 200 amperov. Ta pomanjšani tok natančno predstavlja dejanski tok v elektroenergetskem sistemu.
Ključna značilnost tokovnih transformatorjev je, da morajo delovati z obremenitvijo z nizko impedanco na sekundarni strani. V normalnih pogojih sekundarni tok ustvarja magnetni tok, ki nasprotuje primarnemu toku, ohranja jedrni tok na nizki ravni in zagotavlja stabilno delovanje. Če je sekundarni krog odprt, medtem ko teče primarni tok, bo na sekundarnih sponkah inducirana izjemno visoka napetost. Ta nevarna napetost lahko poškoduje izolacijo, šokira osebje ali celo trajno nasiči jedro. Zato sekundarno navitje CT med delovanjem nikoli ne sme biti odprto.
Tokovni transformatorji se pogosto uporabljajo pri proizvodnji, prenosu, distribuciji in industrijskih aplikacijah. Zagotavljajo galvansko izolacijo med visokonapetostnimi električnimi tokokrogi in nizkonapetostnimi krmilnimi tokokrogi ter tako ščitijo opremo in delavce. Z zagotavljanjem natančnih tokovnih signalov omogočajo pravilno merjenje energije, zaščito pred prevelikim tokom in nadzor sistema. Ne glede na to, ali gre za električne transformatorske postaje ali tovarniške napajalne plošče, tokovni transformatorji zagotavljajo, da električni sistemi delujejo zanesljivo, učinkovito in varno s pretvorbo velikih delovnih tokov v obvladljive vrednosti za merjenje in nadzor.
