A tokovni transformator (CT) je instrumentalni transformator, katerega namen je zmanjšati velike izmenične tokove v primarnem tokokrogu na manjšo, varnejšo, standardizirano raven toka v sekundarnem tokokrogu za merjenje, zaščito ali krmiljenje.
Razmerje CT (imenovano tudi razmerje toka) je matematično razmerje med primarnim tokom in sekundarnim tokom pri nazivnih pogojih (ali polni obremenitvi). Z drugimi besedami:
CT razmerje = (primarni tok) : (sekundarni tok)
Na primer, CT z oceno 300:5 pomeni, da ko 300 A teče skozi primarno stran, bo sekundar proizvedel 5 A. Če v primarju teče samo 150 A, potem se idealno pojavi 2,5 A v sekundaru (150/300 × 5) pod linearnimi pogoji.
Zakaj je razmerje CT pomembno – nameni in funkcije
Razmerje CT je temeljnega pomena, ker:
Uravnava visoke tokove na varne ravni merjenja Visokih tokov v napajalnih sistemih (na stotine ali tisoče amperov) ni mogoče neposredno obvladati s tipičnimi merilniki, releji ali nadzornimi napravami. Razmerje CT zagotavlja, da se tako veliki tokovi sorazmerno zmanjšajo (npr. na 1 A ali 5 A), tako da jih lahko povezani instrumenti varno in natančno merijo.
Ohranja sorazmerno natančnost v celotnem obsegu Če je tokovni transformator pravilno zasnovan in obremenjen, ostane sekundarni tok CT sorazmeren s primarnim tokom v celotnem območju delovanja (znotraj določenih mej točnosti). To sorazmerno obnašanje omogoča natančno merjenje, merjenje in delovanje zaščitnega releja.
Standardizira vmesnik za instrumentacijo in zaščito Ker so sekundarni tokovi standardizirani (običajno 5 A ali 1 A), lahko CT-ji v različnih sistemih in napeljavah predstavljajo dosleden vhod za števce, energetske analizatorje, zaščitne releje in krmilne sisteme. To olajša načrtovanje instrumentov in medsebojno zamenljivost.
Zasnova in premisleki razmerja CT
Nekateri ključni vidiki in opozorila v zvezi z razmerji CT so:
Standardne sekundarne vrednosti Večina CT zagotavlja standardne sekundarne tokove 5 A ali 1 A, zato so razmerja CT ustrezno izražena (npr. 1000:5, 2000:1).
Razmerje obratov v primerjavi s tokovnim razmerjem Dejanska fizična navitja CT določajo razmerje obratov (primarni ovoji : sekundarni ovoji). Tokovno razmerje je obratno sorazmerno z razmerjem ovojev, po načelih transformatorja (tj. več ovojev v sekundarnem nastavku daje nižji sekundarni tok za enak primarni tok).
Linearno delovno območje in nasičenost CT mora delovati znotraj svojega linearnega (nenasičenega) območja. Če primarni tok presega zasnovo (ali obremenitev) CT, se lahko jedro nasiči, prekine sorazmerno razmerje in povzroči merilne napake ali okvare. Zato mora biti razmerje CT izbrano tako, da lahko CT tudi med preobremenitvami ali okvarnimi tokovi ohrani sprejemljivo zmogljivost.
Praktični primer in posledice
Recimo, da vod električnega sistema nosi nazivni tok 1200 A, mi pa ga želimo nadzorovati s standardno instrumentacijo 5 A. Izberemo CT z razmerjem 1200:5. Pod normalno obremenitvijo bo sekundar CT proizvedel 5 A, kar je mogoče neposredno izmeriti z merilnikom ali relejem. Če se omrežni tok med napako podvoji na 2400 A, bi CT poskušal proizvesti 10 A (če je znotraj linearnega območja). Zaščitni releji so ustrezno nastavljeni tako, da interpretirajo teh 10 A kot 2400 A in sprožijo dejanja izklopa. Če je bilo razmerje CT nepravilno izbrano (npr. 2000:5), potem bi lahko CT pri 2400 A zasičil ali napačno predstavil stopnjo napake, kar bi povzročilo napake releja.
Tako razmerje CT povezuje dejanske tokove elektroenergetskega sistema z notranjimi, obvladljivimi tokovi zaščitnih in merilnih naprav.
