Трансформатор струму (CT) — це важливий електричний пристрій, який використовується для вимірювання змінного струму (AC) у системах живлення високої напруги та сильного струму. Він відіграє важливу роль у моніторингу, захисті та контролі живлення, перетворюючи великі первинні струми в менші стандартизовані вторинні струми (зазвичай 5 А або 1 А), які безпечно та легко вимірювати звичайними приладами. Цей метод вимірювання забезпечує безпеку операторів і обладнання, одночасно забезпечуючи точний збір даних для управління енергосистемою.
Принцип роботи вимірювання трансформатора струму засноване на електромагнітній індукції. КТ складається з двох обмоток: первинної обмотки та вторинної обмотки. Первинна обмотка з’єднана послідовно з ланцюгом, струм якого необхідно виміряти, і зазвичай має невелику кількість витків (навіть один виток, утворений проходженням кабелю живлення через сердечник трансформатора струму). Вторинна обмотка має більшу кількість витків і підключається до вимірювальних приладів, захисних реле або систем збору даних.
Відповідно до принципу трансформатора, відношення первинного струму (I₁) до вторинного струму (I₂) обернено пропорційне відношенню кількості вторинних витків (N₂) до первинного витка (N₁), виражене як I₁/I₂ = N₂/N₁. Цей коефіцієнт відомий як коефіцієнт КТ, який попередньо відкалібрований для забезпечення точності вимірювань. Під час роботи вторинний контур повинен бути замкнутим; відкритий вторинний ланцюг може спричинити надзвичайно високу напругу у вторинній обмотці, створюючи серйозну загрозу безпеці та пошкоджуючи КТ.
Існує кілька типів трансформаторів струму, призначених для різних сценаріїв вимірювання. Вимірювальні трансформатори струму надають перевагу високій точності в широкому діапазоні струму, що робить їх придатними для вимірювання енергії та аналізу якості електроенергії. З іншого боку, захисні трансформатори струму призначені для обробки струмів замикання (набагато більших за номінальний струм) і забезпечують надійні сигнали для захисних реле для негайного відключення несправних ланцюгів. Крім того, роз’ємні трансформатори струму пропонують зручність для модернізації, оскільки їх можна встановити без від’єднання первинного провідника.
Точність є ключовою вимогою до вимірювання трансформатора струму. Фактори, що впливають на точність, включають матеріал сердечника (як правило, кремнієву сталь або аморфний сплав), конструкцію обмотки та опір навантаження вторинного кола. Міжнародні стандарти (такі як IEC 60044-1) класифікують КТ за класами точності (наприклад, 0,2, 0,5, 1,0) на основі їхньої похибки вимірювання. Для критичних застосувань, таких як виставлення рахунків за електроенергію, потрібні високоточні трансформатори струму (клас 0,2 або 0,5).
Таким чином, вимірювання трансформатора струму є безпечним і точним методом моніторингу змінного струму в енергосистемах. Його здатність перетворювати високі струми на контрольовані рівні робить його незамінним у виробництві електроенергії, передачі, розподілі та промислових застосуваннях. Правильний вибір, встановлення та обслуговування трансформаторів струму мають важливе значення для забезпечення надійних вимірювань і захисту як персоналу, так і обладнання.
