วัตถุประสงค์ของอัตราส่วนหม้อแปลงกระแสไฟฟ้า (CT) คืออะไร?

ก หม้อแปลงกระแสไฟฟ้า (CT) เป็นหม้อแปลงไฟฟ้าสำหรับวัดซึ่งมีจุดประสงค์เพื่อลดกระแสไฟฟ้ากระแสสลับขนาดใหญ่ในวงจรปฐมภูมิให้เหลือระดับกระแสไฟฟ้าที่ได้มาตรฐานในวงจรทุติยภูมิที่เล็กกว่า ปลอดภัยกว่า เพื่อการวัด การป้องกัน หรือการควบคุม

อัตราส่วน CT (เรียกอีกอย่างว่าอัตราส่วนกระแส) คือความสัมพันธ์ทางคณิตศาสตร์ระหว่างกระแสหลักและกระแสทุติยภูมิภายใต้สภาวะพิกัด (หรือโหลดเต็ม) กล่าวอีกนัยหนึ่ง:

CT Ratio = (กระแสหลัก) : (กระแสรอง)

ตัวอย่างเช่น อัตรา CT 300:5 หมายความว่าเมื่อ 300 A ไหลผ่านด้านหลัก พลังงานสำรองจะผลิต 5 A หากมีเพียง 150 A ไหลในด้านหลัก ดังนั้นตามหลักการแล้ว 2.5 A จะปรากฏในด้านรอง (150/300 × 5) ภายใต้เงื่อนไขเชิงเส้น

เหตุใดอัตราส่วน CT จึงมีความสำคัญ - วัตถุประสงค์และฟังก์ชัน

อัตราส่วน CT เป็นปัจจัยพื้นฐานเนื่องจาก:

ปรับขนาดกระแสสูงให้อยู่ในระดับการวัดที่ปลอดภัย
กระแสสูงในระบบไฟฟ้า (หลายร้อยหรือหลายพันแอมป์) ไม่สามารถจัดการได้โดยตรงจากมิเตอร์ รีเลย์ หรืออุปกรณ์ตรวจสอบทั่วไป อัตราส่วน CT ช่วยให้มั่นใจได้ว่ากระแสขนาดใหญ่ดังกล่าวจะลดลงตามสัดส่วน (เช่น ลงใน 1 A หรือ 5 A) เพื่อให้เครื่องมือที่เชื่อมต่ออยู่สามารถวัดได้อย่างปลอดภัยและแม่นยำ

รักษาความแม่นยำตามสัดส่วนในช่วง
ที่มีให้ หม้อแปลงกระแส ได้รับการออกแบบและโหลดอย่างเหมาะสม กระแสทุติยภูมิ CT ยังคงเป็นสัดส่วนกับกระแสหลักตลอดช่วงการทำงาน (ภายในขีดจำกัดความแม่นยำที่ระบุ) ลักษณะการทำงานตามสัดส่วนนี้ทำให้สามารถวัด วัดแสง และการทำงานของรีเลย์ป้องกันได้อย่างแม่นยำ

สร้างมาตรฐานอินเทอร์เฟซสำหรับเครื่องมือวัดและการป้องกัน
เนื่องจากกระแสทุติยภูมิได้รับการกำหนดมาตรฐาน (โดยทั่วไปคือ 5 A หรือ 1 A) CT ในระบบและการติดตั้งต่างๆ จึงสามารถนำเสนออินพุตที่สม่ำเสมอไปยังมิเตอร์ เครื่องวิเคราะห์พลังงาน รีเลย์ป้องกัน และระบบควบคุม ทำให้การออกแบบเครื่องมือวัดและการแลกเปลี่ยนกันง่ายขึ้น

การออกแบบและการพิจารณาอัตราส่วน CT

ประเด็นสำคัญและข้อควรระวังบางประการเกี่ยวกับอัตราส่วน CT ได้แก่:

พิกัดทุติยภูมิมาตรฐาน
CT ส่วนใหญ่ให้กระแสทุติยภูมิมาตรฐานที่ 5 A หรือ 1 A ดังนั้นอัตราส่วน CT จะแสดงตามนั้น (เช่น 1000:5, 2000:1)

อัตราส่วนการหมุนเทียบกับอัตราส่วนปัจจุบัน
ขดลวดทางกายภาพที่แท้จริงของ CT จะกำหนดอัตราส่วนการหมุน (การหมุนหลัก : การหมุนรอบรอง) อัตราส่วนกระแสจะสัมพันธ์ผกผันกับอัตราส่วนการหมุน ตามหลักการของหม้อแปลงไฟฟ้า (เช่น รอบที่มากขึ้นในวงจรทุติยภูมิจะทำให้กระแสทุติยภูมิต่ำกว่าสำหรับกระแสหลักเดียวกัน)

ช่วงการทำงานเชิงเส้นและความอิ่มตัว
CT ต้องดำเนินการภายในช่วงเชิงเส้น (ไม่อิ่มตัว) หากกระแสหลักเกินการออกแบบ (หรือภาระของ CT) แกนกลางอาจอิ่มตัว ทำลายความสัมพันธ์ตามสัดส่วน และทำให้เกิดข้อผิดพลาดในการวัดหรือทำงานผิดปกติ ดังนั้นจึงต้องเลือกอัตราส่วน CT เพื่อให้แม้ในช่วงที่โอเวอร์โหลดหรือกระแสผิดปกติ CT ก็สามารถรักษาประสิทธิภาพที่ยอมรับได้

ตัวอย่างการปฏิบัติและความหมาย

สมมติว่าสายไฟของระบบไฟฟ้ามีกระแสไฟฟ้าระบุที่ 1200 A และเราต้องการตรวจสอบโดยใช้เครื่องมือวัดมาตรฐาน 5 A เราเลือก CT ที่มีอัตราส่วน 1200:5 ภายใต้โหลดปกติ CT ทุติยภูมิจะสร้างกระแส 5 A ซึ่งสามารถวัดได้โดยตรงด้วยมิเตอร์หรือรีเลย์ หากกระแสไฟฟ้าในสายเพิ่มขึ้นเป็นสองเท่าเป็น 2,400 A ในระหว่างเกิดข้อผิดพลาด CT จะพยายามสร้าง 10 A (หากอยู่ภายในช่วงเชิงเส้น) รีเลย์ป้องกันได้รับการตั้งค่าตามการตีความ 10 A เป็น 2400 A และเริ่มต้นการดำเนินการตัดการทำงาน หากเลือกอัตราส่วนของ CT ไม่ถูกต้อง (เช่น 2000:5) ดังนั้นที่ 2400 A CT อาจอิ่มตัวหรือแสดงระดับความผิดปกติผิด ส่งผลให้เกิดข้อผิดพลาดในการถ่ายทอด

ดังนั้นอัตราส่วน CT จะเชื่อมโยงกระแสของระบบไฟฟ้าในโลกแห่งความเป็นจริงกับกระแสภายในของอุปกรณ์ป้องกันและการวัดที่สามารถจัดการได้