Uvod
Strujni transformator neizravno mjeri električnu struju transformacijom veće primarne struje u manju proporcionalnu sekundarnu struju. Ovo načelo omogućuje praćenje električnih sustava koji nose jaku struju pomoću mjerača i drugih uređaja koji su dizajnirani za niske razine struje.
Strujni transformatori naširoko se koriste u distribucijskim sustavima, rasklopnim uređajima, industrijskoj opremi, mjerenju energije i električnoj zaštiti. Umjesto izravnog spajanja mjernog instrumenta na vodič visoke -struje, CT daje proporcionalni strujni signal koji predstavlja primarnu struju.
Razumijevanje ovog procesa mjerenja važno je pri odabiru CT-a i tumačenju očitanja spojene mjerne opreme.
Elektromagnetska indukcija
Mjerni proces strujnog transformatora temelji se na elektromagnetskoj indukciji.
Kada struja teče kroz primarni vodič, stvara magnetsko polje oko vodiča. U sustavu izmjenične-struje, magnetsko polje se kontinuirano mijenja s električnom strujom.
Magnetska jezgra CT-a osigurava put za rezultirajući magnetski tok. Ovaj promjenjivi tok u interakciji je sa sekundarnim namotom i inducira sekundarnu struju.
Sekundarna struja povezana je s primarnom strujom omjerom transformacije CT-a.
Razumijevanje CT omjera
Omjer strujnog transformatora bitan je za razumijevanje načina mjerenja električne struje.
Na primjer, razmotrite CT ocijenjen na 800/5A. To znači da primarna struja od 800 A odgovara sekundarnoj struji od približno 5 A pod nazivnim uvjetima.
Ako je primarna struja 400 A, sekundarna struja bit će približno 2,5 A u idealnim uvjetima.
Mjerni instrument spojen na sekundarnu stranu obično ne mora nositi punu primarnu struju. Umjesto toga, mjeri manju sekundarnu struju i koristi CT omjer za određivanje odgovarajuće primarne struje.
Primjer mjerenja struje
Pretpostavimo da industrijska električna ploča koristi strujni transformator 500/5A.
Ako je sekundarna struja izmjerena mjeračem 3 A, odgovarajuća primarna struja može se procijeniti pomoću CT omjera.
Omjer je:
500 ÷ 5 = 100
Stoga sekundarno očitanje od 3A odgovara otprilike:
3 × 100=300A primarna struja.
Ovo ilustrira kako mjerni uređaj može odrediti veliku primarnu struju mjerenjem samo manje sekundarne struje.
Stvarna točnost mjerenja ovisi o CT specifikacijama i radnim uvjetima.
Uloga mjernog uređaja
CT obično ne prikazuje sam struju. Umjesto toga, daje trenutni signal mjernom instrumentu ili nadzornom sustavu.
Povezana oprema može biti ampermetar, mjerač snage, mjerač energije, digitalni mjerač, sustav za prikupljanje podataka ili drugi uređaj za nadzor.
Mjerna oprema interpretira sekundarnu struju na temelju CT omjera i prikazuje ili obrađuje odgovarajuću električnu vrijednost.
Moderna digitalna mjerača mogu se konfigurirati s CT omjerom tako da zaslon izravno predstavlja primarnu struju.
Čimbenici koji utječu na točnost mjerenja
Iako je osnovno načelo mjerenja jednostavno, nekoliko čimbenika može utjecati na točnost CT mjerenja.
Klasa točnosti CT-a jedan je važan čimbenik. CT dizajniran za precizno mjerenje trebao bi imati specifikaciju točnosti prikladnu za namjeravanu primjenu mjerenja.
Teret je još jedno važno razmatranje. Povezani sekundarni krug stvara opterećenje za CT. Ako stvarno opterećenje nije prikladno za dizajn CT-a, to može utjecati na izvedbu mjerenja.
Raspon primarne struje, frekvencija, temperatura, karakteristike magnetske jezgre, ožičenje i uvjeti instalacije također mogu utjecati na performanse.
Ispravan polaritet i ožičenje
Ispravan polaritet i ožičenje važni su pri korištenju strujnih transformatora za mjerenje električne energije.
CT ima označene primarne i sekundarne oznake polariteta. Ove oznake pomažu osigurati da je strujni signal povezan u ispravnom smjeru u odnosu na električni sustav.
Neispravno ožičenje može uzrokovati netočna mjerenja ili probleme kada se CT signal kombinira s drugim električnim mjerenjima.
Za sustave koji koriste više CT-ova, dosljedno ožičenje i polaritet su posebno važni.
Zašto je CT mjerenje korisno
Glavna prednost mjerenja struje putem CT-a je u tome -da strujni krugovi velike struje ne moraju biti izravno povezani s konvencionalnim mjernim instrumentima.
To čini mjernu opremu lakšom za integraciju u električne sustave uz pružanje odgovarajućeg sučelja između vodiča velike-struje i uređaja niske-struje.
CT-ovi također mogu osigurati električnu izolaciju između primarnog strujnog kruga i sekundarnog mjernog kruga, ovisno o dizajnu sustava.
Zaključak
Strujni transformator mjeri električnu struju pomoću elektromagnetske indukcije za transformaciju visoke primarne struje u manju proporcionalnu sekundarnu struju.
Mjerni uređaj očitava sekundarnu struju i pomoću CT omjera određuje odgovarajuću primarnu struju.
Za pouzdano mjerenje, CT bi trebao imati odgovarajući omjer struje, klasu točnosti, ocjenu opterećenja, razinu izolacije i raspored instalacije.
Kada je pravilno odabran i instaliran, strujni transformator pruža učinkovitu metodu za mjerenje i nadzor visokih električnih struja u industrijskim i elektroenergetskim sustavima.