Трансформатор струму постійного струму, широко відомий як DC CT, — це спеціалізований чутливий пристрій, призначений для вимірювання постійного струму в системах живлення, промисловому обладнанні та нових енергетичних установках. На відміну від звичайного АС трансформатори струму , які покладаються на змінний магнітний потік для індукції, стандартні трансформатори струму не можуть працювати з постійним постійним струмом, оскільки постійний постійний струм створює незмінне магнітне поле, яке не може індукувати напругу у вторинних обмотках. Трансформатори постійного струму використовують альтернативні принципи роботи, включаючи ефект Холла, технологію феррозонду та компенсацію нульового потоку, для захоплення статичних або повільно змінних сигналів постійного струму.
Основний принцип роботи широко використовуваного трансформатора постійного струму на ефекті Холла залежить від напівпровідникової мікросхеми Холла. Коли постійний струм проходить через первинний провідник, він створює стабільне магнітне поле, пропорційне величині струму. Елемент Холла, розміщений усередині цього магнітного поля, видає крихітну напругу Холла. Після підсилення, фільтрації та кондиціювання сигналу ця напруга перетворюється на стандартний вторинний сигнал, такий як 4–20 мА або аналоговий вихід низької напруги, який можна зчитувати лічильниками, ПЛК та системами збору даних. Fluxgate DC CTs забезпечують вищу точність для сценаріїв високої точності. Вони використовують допоміжні обмотки збудження для виявлення залишкового магнітного потоку постійного струму в магнітопроводі та застосовують компенсаційний струм для усунення насичення сердечника, досягаючи надзвичайно низької похибки вимірювання навіть за великого постійного струму.
Конструктивно ТТ постійного струму поділяються на роз’ємні та твердотільні. Моделі з розділеними жилами можна встановлювати без відрізання основного кабелю, що значно полегшує модернізацію та обслуговування на місці. Первинна сторона зазвичай передає високий постійний струм, тоді як вторинна ланцюг ізольована від високовольтної первинної, щоб захистити внутрішні вимірювальні прилади та операторів. Типові діапазони вимірювань охоплюють керуючі струми малої сили струму до тисяч ампер, що використовуються у фотоелектричних накопичувачах енергії, зарядних станках електромобілів і тягових джерелах живлення постійного струму.
Трансформатори постійного струму мають очевидну цінність застосування в сучасній енергетиці. Станції відновлюваної енергії, мікромережі постійного струму та системи накопичення енергії від акумуляторів потребують моніторингу постійного струму в режимі реального часу для захисту від надточного струму, розрахунку потужності та оцінки стану заряду. На металургійних і електролізних заводах великі трансформатори постійного струму відстежують сильні електролітичні струми для стабілізації виробничих параметрів. Тим не менш, трансформатори постійного струму мають обмеження. Датчики Холла чутливі до температурного дрейфу та зовнішніх розсіяних магнітних перешкод, що впливає на довготривалу стабільність. Феррозондові типи забезпечують кращу точність, але мають більшу вартість і складніші схеми приводу.
Підводячи підсумок, трансформатори постійного струму заповнюють проміжок вимірювання, залишений традиційними трансформаторами змінного струму. Завдяки перетворенню магнітних полів постійного струму в вимірювані електричні сигнали вони стають незамінними сенсорними компонентами для систем живлення постійного струму. Постійна оптимізація зосереджена на зменшенні дрейфу температури, покращенні здатності запобігати перешкодам і мініатюризації апаратного забезпечення для адаптації до швидкозростаючої нової енергетичної галузі.
