Raportul transformatorului de curent (CT) este unul dintre cei mai fundamentali parametri în sistemele electrice de măsurare și protecție. Acesta definește relația proporțională dintre curentul primar care curge în circuitul principal de alimentare și curentul secundar furnizat instrumentelor de măsură sau releelor de protecție. Potrivit Comisiei Electrotehnice Internaționale (IEC), raportul de transformare nominal al unui transformator de curent este definit oficial ca „raportul dintre curentul primar nominal și curentul secundar nominal al unui transformator de curent”. Această definiție aparent simplă stă la baza unei game largi de decizii de inginerie, de la selectarea instrumentelor până la dimensionarea schemelor de protecție.
În termeni practici, raportul CT indică câți amperi din circuitul primar corespund fiecărui amper din înfășurarea secundară. De exemplu, un CT cu un raport de 300:5 înseamnă că atunci când 300 de amperi trec prin conductorul primar, se produc 5 amperi în circuitul secundar. Raportul este exprimat în mod obișnuit ca o fracție neprescurtată pe plăcuța de identificare, cum ar fi 200:5 sau 600:1. Raportul poate fi calculat și prin împărțirea curentului primar la curentul secundar: raport CT=Curent primar ÷ Curent secundar. Folosind exemplul anterior, un transformator de curent 400:5 produce 5 amperi în circuitul secundar atunci când 400 de amperi trec prin primar.
Baza fizică a raportului CT constă în raportul de spire al înfășurărilor transformatorului. Raportul dintre numărul de spire din înfășurarea secundară și numărul de spire din înfășurarea primară determină transformarea curentului. Matematic, această relație poate fi exprimată ca Ip / Is=Ns / Np, unde Ip este amperajul primar, Is este amperajul secundar, Ns este numărul de spire secundare și Np este numărul de spire primare. De exemplu, un transformator de curent 300:5 cu o tură primară are 60 de spire secundare. Aceasta înseamnă că înfășurarea secundară are de șaizeci de ori mai multe spire decât înfășurarea primară efectivă, ceea ce permite reducerea curentului.
Rapoartele CT standard sunt utilizate pe scară largă în industrie pentru a asigura compatibilitatea cu echipamentele de măsurare și protecție. Raporturile obișnuite includ 100:5, 200:5, 300:5, 400:5, 600:5 și 1000:5, cu curenți secundari standardizați fie la 5 A, fie la 1 A. Valorile curentului nominal primar sunt standardizate de IEC, cu valori tipice incluzând 10, 12,5, 2, 0, 15, 12, 5, 0, 3 50, 60 și 75 A, împreună cu multiplii și submultiplii zecimali. Aceste valori standardizate asigură că CT-urile de la diferiți producători pot fi utilizate în mod interschimbabil în sisteme compatibile.
Raportul CT poate fi modificat în mai multe moduri. O metodă comună este de a bucla conductorul primar prin deschiderea CT de mai multe ori. De exemplu, un TC evaluat la 400:5 A poate fi schimbat la 100:5 A prin trecerea conductorului primar prin TC de patru ori. Această tehnică este deosebit de utilă atunci când trebuie măsurat un curent primar mai mic utilizând un CT cu un rating mai mare. Raportul poate fi, de asemenea, ajustat prin modificarea numărului de spire secundare, deși acest lucru se face mai rar în aplicațiile de teren.
Selectarea unui raport CT adecvat este critică pentru precizia și siguranța sistemului. Dacă raportul este prea mare, curentul măsurat poate fi prea mic pentru a oferi citiri precise în condiții normale de funcționare. În schimb, dacă raportul este prea scăzut, transformatorul poate fi expus la niveluri de curent mai mari decât cele prevăzute, crescând riscul de saturație și eroare de măsurare. Pentru sistemele de alimentare industriale și comerciale, selectarea precisă a raportului asigură că atât sistemele de măsurare, cât și releele de protecție primesc semnale de curent fiabile, ceea ce este esențial pentru menținerea fiabilității și siguranței sistemului.
Pe scurt, raportul transformatorului de curent este piatra de temelie a măsurării curentului în sistemele de alimentare. Acesta definește relația dintre curenții primari și secundari, permite măsurarea sigură și precisă a curenților mari și oferă fundația pentru funcțiile de măsurare, protecție și control în întreaga rețea electrică.