А Трансформатор струму (CT) — це приладовий трансформатор, метою якого є зниження великих змінних струмів у первинному ланцюзі до меншого, безпечнішого стандартизованого рівня струму у його вторинному колі для вимірювання, захисту або керування.
Коефіцієнт струму трансформатора (також званий коефіцієнтом струму) — це математична залежність між первинним струмом і вторинним струмом за номінальних умов (або повного навантаження). Іншими словами:
CT Ratio = (первинний струм) : (вторинний струм)
Наприклад, трансформатор струму з номінальним значенням 300:5 означає, що коли через первинну обмотку проходить 300 А, вторинна обмотка вироблятиме 5 А. Якщо в первинній обмотці протікає лише 150 А, то в ідеалі у вторинній обмотці (150/300 × 5) з’являється 2,5 А за лінійних умов.
Чому коефіцієнт CT має значення — цілі та функції
Коефіцієнт КТ є фундаментальним, оскільки він:
Масштабує високі струми до безпечних рівнів вимірювання Високі струми в системах живлення (сотні або тисячі ампер) не можуть бути безпосередньо витримані типовими лічильниками, реле або пристроями моніторингу. Коефіцієнт трансформатора струму забезпечує пропорційне зменшення таких великих струмів (наприклад, до 1 А або 5 А), щоб підключені прилади могли безпечно та точно вимірювати їх.
Зберігає пропорційну точність у всьому діапазоні трансформатор струму правильно сконструйований і навантажений, вторинний струм трансформатора струму залишається пропорційним первинному струму в усьому робочому діапазоні (в межах заданих меж точності). Така пропорційна поведінка забезпечує точне вимірювання, вимірювання та роботу захисного реле.
Стандартизує інтерфейс для контрольно-вимірювальних приладів і захисту Оскільки вторинні струми стандартизовані (зазвичай 5 А або 1 А), трансформатори струму в різних системах і установках можуть надавати послідовний вхідний сигнал для лічильників, аналізаторів енергії, захисних реле та систем керування. Це полегшує проектування приладів і їх взаємозамінність.
Розробка та міркування співвідношення CT
Деякі ключові аспекти та застереження щодо коефіцієнтів CT:
Стандартні номінальні значення вторинної обмотки. Більшість трансформаторів струму забезпечують стандартні вторинні струми 5 А або 1 А, тому співвідношення трансформаторів струму виражаються відповідно (наприклад, 1000:5, 2000:1).
Коефіцієнт витків проти коефіцієнта струму Фактичні фізичні обмотки трансформатора струму визначають коефіцієнт витків (первинні витки : вторинні витки). Коефіцієнт струму обернено пропорційний коефіцієнту витків, дотримуючись принципів трансформатора (тобто більше витків у вторинній обмотці дає нижчий вторинний струм для того самого первинного струму).
Лінійний робочий діапазон і насичення. КТ має працювати в лінійному (ненасиченому) діапазоні. Якщо первинний струм перевищує розрахункове значення ТТ (або навантаження), сердечник може насититися, порушуючи пропорційне співвідношення та спричиняючи помилки вимірювання або несправності. Таким чином, коефіцієнт ТТ повинен бути обраний таким чином, щоб навіть під час перевантажень або струмів замикання ТТ міг підтримувати прийнятну продуктивність.
Практичний приклад і наслідки
Припустімо, що лінія енергосистеми проходить номінальний струм 1200 А, і ми хочемо контролювати його за допомогою стандартних приладів на 5 А. Вибираємо КТ із співвідношенням 1200:5. За нормального навантаження вторинна обмотка трансформатора струму вироблятиме 5 А, які можна безпосередньо виміряти вимірювальним приладом або реле. Якщо струм лінії подвоїться до 2400 А під час несправності, КТ спробує виробити 10 А (якщо в його лінійному діапазоні). Захисні реле встановлюються відповідно, щоб інтерпретувати ці 10 А як 2400 А та ініціювати дії відключення. Якщо співвідношення КТ було вибрано неправильно (наприклад, 2000:5), то при 2400 А КТ може насититися або неправильно представити рівень несправності, що призведе до помилок реле.
Таким чином, коефіцієнт трансформації струму пов’язує реальні струми енергосистеми з внутрішніми керованими струмами пристроїв захисту та вимірювання.
