A tokovni transformator z razcepljenim jedrom je vrsta tokovnega transformatorja, katerega magnetno jedro je razdeljeno na dva ali več delov, kar omogoča, da se 'vpne' okoli obstoječega vodnika brez odklopa vezja. Spodaj je podroben pregled, ki zajema načelo delovanja, klasifikacije, funkcije, značilnosti, scenarije uporabe in prihodnje trende.
Načelo delovanja
Načelo delovanja razcepljenega jedra tokovni transformator je v bistvu enak kot pri katerem koli običajnem tokovnem transformatorju – temelji na elektromagnetni indukciji:
Prevodnik, po katerem teče tok, ki ga je treba izmeriti, deluje kot primarno navitje (pogosto en obrat).
Izmenični tok skozi ta vodnik proizvaja izmenični magnetni tok v jedru z visoko permeabilnostjo.
Sekundarno navitje, navito na jedro, prevzame ta tok in ustvari sorazmeren tok v svojem tokokrogu, pomanjšan z razmerjem ovojev.
Ker je jedro sestavljeno iz dveh (ali več) polovic, sta po vgradnji polovici zaprti in vpeti, kar sklene magnetni krog. Pozornost je treba posvetiti poravnavi jedra in zmanjšanju zračne reže med polovicama, ker prevelike reže poslabšajo magnetno sklopitev in zmanjšajo natančnost.
Sekundarno navitje mora vedno ostati zaprto (tj. obremenjeno), da preprečite visoke napetosti v odprtem krogu.
Ko je nameščen, deluje tako kot CT s polnim jedrom: primarni tok inducira sekundarni tok sorazmerno z razmerjem ovojev, kar omogoča merilni ali zaščitni opremi, da varno zazna visoke tokove.
Ker je jedro razcepljeno, je potrebna dodatna previdnost pri načrtovanju za ublažitev toka uhajanja ali neenakomernih rež, vendar sodobni modeli uporabljajo natančne mehanske zapahe in magnetne materiale z majhno režo za zmanjšanje takšnih napak.
Razvrstitev
Čeprav je 'razdeljeno jedro' samo po sebi strukturna klasifikacija, je mogoče CT-je z deljenim jedrom kategorizirati tudi po več drugih dimenzijah:
Mehanizem cepitve/zapiranja
Zgibni / vrtljivi slog (ena stran se odpre na tečaju)
Slog vijaka ali sponke (dve polovici, povezani z vijaki, zaponkami ali objemkami)
Razred točnosti / namen
Splošni / nadzorni razred
Merjenje / obračunski razred (večja natančnost)
Zaščitni razred (odporen na kratkotrajne preobremenitve)
Trenutna ocena in razmerje
Območja nizkega toka (npr. desetine ali stotine amperov)
Višja tokovna območja (do tisoč amperov)
Sekundarni izhodi 1 A, 5 A ali nižji (miliamperski) nivoji
En tak primer izdelka je tokovni transformator z razdeljenim jedrom , ki uporablja to zasnovo vpetja za lažjo naknadno vgradnjo.
Funkcije
Bistvene funkcije tokovnih transformatorjev z razdeljenim jedrom vključujejo:
Merjenje / merjenje
Pretvarjanje visokih primarnih tokov v sorazmerne sekundarne tokove za merilnike toka, analizatorje moči ali sisteme za merjenje energije.
Spremljanje
Vnašanje trenutnih podatkov v realnem času v nadzorne, nadzorne ali zaščitne sisteme (npr. SCADA, BMS, sistemi za upravljanje z energijo).
Zaščita
Služi v tokokrogih za prenapetost ali zaznavanje napak, kjer CT napaja releje ali zaščitne naprave za sprožitev odklopnikov.
Ključne značilnosti/prednosti in omejitve
Prednosti / Lastnosti
Nevsiljivo/brez prekinitev
Namestiti jih je mogoče okoli vodnikov pod napetostjo brez odklopa ali ponovnega ožičenja, kar zmanjša čas izpada.
Enostavnost namestitve in naknadne vgradnje
Idealno za terenske nadgradnje, dodatke ali uvedbo meritev v obstoječih sistemih.
Vsestranskost
Na voljo v različnih nazivnih tokovih, velikostih in razredih točnosti za široko pokritost uporabe.
Scenariji uporabe
Tokovni transformatorji z razdeljenim jedrom se pogosto uporabljajo v nastavitvah, kjer je enostavna namestitev, naknadno opremljanje ali minimalna motnja ključnega pomena. Tipične aplikacijske domene vključujejo:
Distribucija električne energije/električne plošče
Nadzor razvejanih tokokrogov, napajalnikov ali podvezij v obstoječih ploščah.
Upravljanje energije v stavbi in merjenje podmerkov
Vgradnja CT-jev v obstoječe sisteme ožičenja za nadzor obremenitev, najemnikov ali območij v poslovnih ali stanovanjskih zgradbah.
Industrijski nadzor in profiliranje obremenitve
Merjenje tokov na motorjih, pogonih, črpalkah, sistemih HVAC, proizvodnih linijah itd., pogosto tam, kjer zaustavitev ni zaželena.
Zaradi svoje prilagodljivosti so CT-ji z deljenim jedrom še posebej dragoceni pri naknadnih vgradnjah ali razširitvah, kjer ožičenja ni mogoče preprosto prekiniti.
Prihodnji trendi in razvoj
Polje razcepljenega jedra tokovnih transformatorjev se razvija, ko elektroenergetski sistemi postajajo bolj zapleteni, porazdeljeni in digitalni. Nekateri ključni trendi in obeti vključujejo:
Višja natančnost in zasnove z manj napakami
Izboljšani materiali jedra (nanokristalni, amorfni) in mehanske zasnove za zmanjšanje puščanja in rež, s čimer se zmogljivost deljenih jeder približa trdnim jedrom.
Vgrajena pametna elektronika
Vgradnja kondicioniranja signala, ojačanja, temperaturne kompenzacije, kalibracijskega pomnilnika in digitalnega izhoda (npr. Modbus, IEC 61850) v ohišje CT.
Širša pasovna širina/visokofrekvenčna zmogljivost
Zasnove, katerih cilj je boljše zajemanje harmoničnih komponent, hitrih prehodov in nesinusoidnih signalov za podporo analitiki kakovosti električne energije.
