A strömtransformator (CT) är en instrumenttransformator vars syfte är att trappa ner stora växelströmmar i en primärkrets till en mindre, säkrare, standardiserad strömnivå i dess sekundära krets för mätning, skydd eller kontroll.
CT-förhållandet (även kallat strömförhållande) är det matematiska förhållandet mellan primärströmmen och sekundärströmmen under nominella (eller fulllast) förhållanden. Med andra ord:
CT-förhållande = (Primärström) : (Sekundärström)
Till exempel betyder en CT klassad 300:5 att när 300 A strömmar genom primärsidan, kommer sekundären att producera 5 A. Om bara 150 A flöden i primärsidan, då uppstår helst 2,5 A i sekundären (150/300 × 5) under linjära förhållanden.
Varför CT-förhållandet är viktigt – syften och funktioner
CT-förhållandet är grundläggande eftersom det:
Skalar höga strömmar till säkra mätnivåer Höga strömmar i kraftsystem (hundratals eller tusentals ampere) kan inte hanteras direkt av typiska mätare, reläer eller övervakningsenheter. CT-förhållandet säkerställer att så stora strömmar reduceras proportionellt (t.ex. till 1 A eller 5 A) så att de anslutna instrumenten säkert och noggrant kan mäta dem.
Bibehåller proportionell noggrannhet över intervallet förutsatt att strömtransformatorn är korrekt konstruerad och laddad, CT-sekundärströmmen förblir proportionell mot primärströmmen i hela dess driftsområde (inom specificerade noggrannhetsgränser). Detta proportionella beteende möjliggör exakt mätning, mätning och skyddsrelädrift.
Standardiserar gränssnittet för instrumentering och skydd Eftersom sekundära strömmar är standardiserade (vanligtvis 5 A eller 1 A), kan CTs över olika system och installationer ge en konsekvent inmatning till mätare, energianalysatorer, skyddsreläer och kontrollsystem. Detta gör instrumentdesign och utbytbarhet lättare.
Design och överväganden av CT-förhållande
Några nyckelaspekter och förbehåll kring CT-förhållanden är:
Standard sekundära värderingar De flesta CT:er ger standard sekundära strömmar på 5 A eller 1 A, så CT-förhållanden uttrycks därefter (t.ex. 1000:5, 2000:1).
Varvförhållande vs. strömförhållande CT:s faktiska fysiska lindningar definierar ett varvförhållande (primära varv: sekundära varv). Strömförhållandet är omvänt relaterat till varvförhållandet, enligt transformatorprinciper (dvs fler varv i sekundären ger en lägre sekundärström för samma primärström).
Linjärt arbetsområde och mättnad En CT måste användas inom sitt linjära (omättade) område. Om den primära strömmen överskrider CT:s design (eller belastning), kan kärnan mättas, bryta det proportionella förhållandet och orsaka mätfel eller funktionsfel. Således måste CT-förhållandet väljas så att även under överbelastningar eller felströmmar kan CT:n bibehålla acceptabel prestanda.
Praktiska exempel och konsekvenser
Anta att en kraftsystemsledning bär en nominell ström på 1200 A, och vi vill övervaka den med standard 5 A-instrumentering. Vi väljer en CT med förhållandet 1200:5. Vid normal belastning kommer CT-sekundären att producera 5 A, vilket är direkt mätbart av mätaren eller reläet. Om linjeströmmen fördubblas till 2400 A under ett fel, skulle CT:n försöka producera 10 A (om den ligger inom dess linjära intervall). Skyddsreläer är inställda i enlighet därmed för att tolka att 10 A som 2400 A och initiera utlösningsåtgärder. Om CT:s förhållande hade valts felaktigt (t.ex. 2000:5), kan CT vid 2400 A mätta eller felaktigt representera felnivån, vilket leder till reläfel.
Således kopplar CT-förhållandet samman verkliga kraftsystemströmmar med de interna, hanterbara strömmarna hos skydds- och mätanordningar.
