Introducere
Un transformator de curent măsoară curentul electric indirect, transformând un curent primar mai mare într-un curent secundar proporțional mai mic. Acest principiu permite monitorizarea sistemelor electrice care transportă un curent ridicat folosind contoare și alte dispozitive care sunt proiectate pentru niveluri de curent mai scăzute.
Transformatoarele de curent sunt utilizate pe scară largă în sistemele de distribuție, aparate de comutare, echipamente industriale, contorizarea energiei și protecția electrică. În loc să conecteze direct un instrument de măsurare la un conductor de curent mare-, CT furnizează un semnal de curent proporțional care reprezintă curentul primar.
Înțelegerea acestui proces de măsurare este importantă atunci când selectați un CT și interpretați citirile furnizate de echipamentele de măsurare conectate.
Inducție electromagnetică
Procesul de măsurare al unui transformator de curent se bazează pe inducția electromagnetică.
Când curentul trece prin conductorul primar, acesta creează un câmp magnetic în jurul conductorului. Într-un sistem de curent alternativ-, câmpul magnetic se modifică continuu odată cu curentul electric.
Miezul magnetic al CT oferă o cale pentru fluxul magnetic rezultat. Acest flux în schimbare interacționează cu înfășurarea secundară și induce un curent secundar.
Curentul secundar este legat de curentul primar prin raportul de transformare CT.
Înțelegerea raportului CT
Raportul transformatorului de curent este esențial pentru înțelegerea modului în care este măsurat curentul electric.
De exemplu, luați în considerare un CT evaluat la 800/5A. Aceasta înseamnă că un curent primar de 800 A corespunde unui curent secundar de aproximativ 5 A în condiții nominale.
Dacă curentul primar este de 400 A, curentul secundar va fi de aproximativ 2,5 A în condiții ideale.
Un instrument de măsurare conectat la partea secundară nu trebuie, în mod normal, să transporte întregul curent primar. În schimb, măsoară curentul secundar mai mic și folosește raportul CT pentru a determina curentul primar corespunzător.
Exemplu de măsurare a curentului
Să presupunem că un panou electric industrial folosește un transformator de curent de 500/5A.
Dacă curentul secundar măsurat de contor este de 3A, curentul primar corespunzător poate fi estimat utilizând raportul CT.
Raportul este:
500 ÷ 5 = 100
Prin urmare, o citire secundară 3A corespunde cu aproximativ:
3 × 100=300Un curent primar.
Aceasta ilustrează modul în care un dispozitiv de măsurare poate determina un curent primar mare prin măsurarea doar a curentului secundar mai mic.
Precizia reală a măsurătorilor depinde de specificațiile CT și de condițiile de operare.
Rolul dispozitivului de măsurare
CT nu afișează în mod normal curentul de la sine. În schimb, furnizează un semnal de curent unui instrument de măsurare sau unui sistem de monitorizare.
Echipamentul conectat poate fi un ampermetru, un contor de putere, un contor de energie, un contor digital, un sistem de achiziție de date sau un alt dispozitiv de monitorizare.
Echipamentul de măsurare interpretează curentul secundar pe baza raportului CT și afișează sau procesează valoarea electrică corespunzătoare.
Contoarele digitale moderne pot fi configurate cu raportul CT, astfel încât afișajul să reprezinte direct curentul primar.
Factori care afectează precizia măsurării
Deși principiul de bază al măsurării este simplu, mai mulți factori pot influența acuratețea măsurării CT.
Clasa de precizie CT este un factor important. Un CT proiectat pentru măsurare precisă ar trebui să aibă o specificație de precizie adecvată aplicației de măsurare intenționate.
Povara este un alt aspect important. Circuitul secundar conectat creează o sarcină pentru CT. Dacă sarcina reală nu este potrivită pentru proiectarea CT, performanța de măsurare poate fi afectată.
Gama de curent primar, frecvența, temperatura, caracteristicile miezului magnetic, cablarea și condițiile de instalare pot influența, de asemenea, performanța.
Polaritatea și cablarea corectă
Polaritatea corectă și cablarea sunt importante atunci când se utilizează transformatoare de curent pentru măsurarea electrică.
Un CT are marcaje de polaritate primară și secundară desemnate. Aceste marcaje ajută la asigurarea faptului că semnalul de curent este conectat în direcția corectă în raport cu sistemul electric.
Cablajul incorect poate cauza măsurători inexacte sau probleme atunci când semnalul CT este combinat cu alte măsurători electrice.
Pentru sistemele care utilizează mai multe CT, cablarea și polaritatea consecvente sunt deosebit de importante.
De ce este utilă măsurarea CT
Principalul avantaj al măsurării curentului printr-un CT este că circuitele cu curent înalt-nu trebuie să fie conectate direct la instrumente de măsurare convenționale.
Acest lucru face ca echipamentele de măsurare să fie mai ușor de integrat în sistemele electrice, oferind în același timp o interfață adecvată între conductorii de-curenți mari și dispozitivele de-curenți mai mici.
CT-urile pot asigura, de asemenea, izolație electrică între circuitul de alimentare primar și circuitul secundar de măsurare, în funcție de proiectarea sistemului.
Concluzie
Un transformator de curent măsoară curentul electric folosind inducția electromagnetică pentru a transforma un curent primar mare într-un curent secundar proporțional mai mic.
Aparatul de măsurare citește curentul secundar și, folosind raportul CT, determină curentul primar corespunzător.
Pentru o măsurare fiabilă, CT ar trebui să aibă un raport de curent adecvat, o clasă de precizie, un grad de sarcină, un nivel de izolație și un aranjament de instalare.
Atunci când este selectat și instalat corespunzător, un transformator de curent oferă o metodă eficientă de măsurare și monitorizare a curenților electrici mari în aplicațiile industriale și ale sistemelor de alimentare.