หม้อแปลงกระแสลำดับเป็นศูนย์ทำงานอย่างไร

( หม้อแปลง หม้อแปลงกระแสลำดับเป็นศูนย์ กระแสสมดุลหลัก) เป็นเซ็นเซอร์สำคัญที่ใช้ในระบบจำหน่ายไฟฟ้าสำหรับการรั่วไหลของดินและการป้องกันข้อผิดพลาดของกราวด์ ใช้หลักการซ้อนทับเวกเตอร์ของกระแสสลับและการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้าเพื่อตรวจจับกระแสรั่วไหลที่ตกค้าง ซึ่งทำหน้าที่เป็นองค์ประกอบหลักของอุปกรณ์ป้องกันการรั่วไหล

ในการทำงานปกติ กระแสโหลดสามเฟสเป็นไปตามกฎปัจจุบันของ Kirchhoff เมื่อสายไฟสามเฟส (และสายนิวทรัลในระบบสี่สาย) ผ่านแกนเหล็กทรงกลมของ ZSCT ผลรวมเวกเตอร์ของกระแสขาเข้าและขาออกทั้งหมดจะเท่ากับศูนย์ ฟลักซ์แม่เหล็กที่เกิดจากตัวนำแต่ละตัวจะตอบโต้ซึ่งกันและกันอย่างสมบูรณ์ภายในแกนแม่เหล็ก หากไม่มีฟลักซ์แม่เหล็กกระแสสลับสุทธิ จะไม่เกิดแรงเคลื่อนไฟฟ้าในขดลวดทุติยภูมิ หม้อแปลงไฟฟ้าไม่มีสัญญาณเอาท์พุต หมายความว่าระบบป้องกันยังคงไม่ทำงาน

เมื่อฉนวนเสื่อมสภาพ อุปกรณ์เสียหาย หรือการสัมผัสโดยไม่ได้ตั้งใจทำให้เกิดข้อผิดพลาดในการรั่วลงดิน กระแสไฟฟ้าส่วนหนึ่งจะไหลลงสู่พื้นโดยตรงแทนที่จะไหลกลับผ่านวงจร ผลรวมเวกเตอร์ของกระแสที่ไหลผ่านแกนหม้อแปลงไม่เป็นศูนย์อีกต่อไป กระแสคงเหลือที่ไม่สมดุลนี้ถูกกำหนดให้เป็นกระแสลำดับเป็นศูนย์ มันสร้างฟลักซ์แม่เหล็กสุทธิสลับอย่างต่อเนื่องภายในแกนปิด ตามกฎการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้าของฟาราเดย์ ฟลักซ์แม่เหล็กที่ผันผวนจะทำให้เกิดกระแสสลับอ่อนๆ บนขดลวดทุติยภูมิ

สัญญาณไฟฟ้าทุติยภูมิจะถูกส่งไปยังรีเลย์ป้องกัน หากสัญญาณที่วัดได้เกินเกณฑ์ที่กำหนดไว้ล่วงหน้า รีเลย์จะส่งคำสั่งทันทีเพื่อตัดการทำงานของเซอร์กิตเบรกเกอร์หรือเปิดใช้งานสัญญาณเตือน การตัดไฟอย่างรวดเร็วช่วยป้องกันเพลิงไหม้จากไฟฟ้า อุปกรณ์ไหม้ และอุบัติเหตุไฟฟ้าช็อตร้ายแรงได้อย่างมีประสิทธิภาพ

กฎการติดตั้งหลายข้อกำหนดประสิทธิภาพที่เชื่อถือได้ ตัวนำที่มีกระแสไฟฟ้าทั้งหมดจะต้องวิ่งผ่านช่องรับแสงตรงกลาง ในขณะที่สายดินป้องกัน (PE) ไม่สามารถผ่านแกนกลางได้ กระแสไฟกลับกราวด์บนสาย PE อาจรบกวนการวัดและทำให้ทำงานผิดปกติได้

สิ่งสำคัญคือต้องแยกแยะ ZSCT จากหม้อแปลงกระแสไฟฟ้าทั่วไป CT ปกติจะวัดกระแสในตัวนำเดี่ยว ในขณะที่ ZSCT จะตอบสนองต่อความไม่สมดุลของกระแสเท่านั้น ข้อจำกัดประการหนึ่งคือการรั่วไหลของประจุไฟฟ้าโดยธรรมชาติของระบบอาจสร้างสัญญาณลำดับศูนย์เล็กน้อย วิศวกรจะต้องกำหนดเกณฑ์การดำเนินการที่เหมาะสมเพื่อป้องกันการสะดุดที่ผิดพลาด