Den grundläggande arbetsprincipen för strömtransformatorer och hur de används för att mäta elektrisk ström

Strömtransformatorer (CT) är viktiga komponenter inom elektroteknik, särskilt i kraftsystem och mätningstillämpningar. De är designade för att noggrant mäta elektrisk ström samtidigt som de ger elektrisk isolering och säkerhet. Den grundläggande arbetsprincipen för strömtransformatorer och hur de används för att mäta elektrisk ström kan sammanfattas enligt följande:

Arbetsprincip:

En strömtransformator arbetar enligt principen om elektromagnetisk induktion. Den består av en primärlindning och en sekundärlindning, båda lindade runt en magnetisk kärna.

Primärlindning: CT:ns primärlindning är ansluten i serie med ledaren genom vilken strömmen ska mätas. När elektrisk ström flyter genom primärlindningen genererar den ett magnetfält runt kärnan.

Magnetisk kärna: Kärnan i CT är vanligtvis gjord av ett mycket permeabelt material, såsom järn eller ferrit, för att förbättra den magnetiska kopplingen mellan lindningarna.

Sekundärlindning: Sekundärlindningen är lindad på samma kärna men är elektriskt isolerad från primärlindningen. Den består av ett betydligt större antal varv än primärlindningen.

Induktion av spänning: Enligt Faradays lag om elektromagnetisk induktion, inducerar det föränderliga magnetfältet som skapas av primärströmmen en spänning i sekundärlindningen. Den inducerade spänningen är direkt proportionell mot strömförändringshastigheten i primärlindningen.

Nyckelegenskaper och tillämpningar:

Strömreduktion: CT:er är utformade för att minska strömmen från primärlindningen till en standard, hanterbar nivå för mät- och skyddsändamål. Sekundärströmmen är vanligtvis mycket lägre än primärströmmen, ofta i förhållandet 100:5 eller 1000:5.

Isolering: CT:er ger elektrisk isolering mellan högspänningsprimärkretsen och lågspänningssekundärkretsen. Detta garanterar säkerheten för mät- och övervakningsutrustning.

Noggrannhet: CT:er med hög precision är tillverkade för att ge exakta strömmätningar inom en specificerad felmarginal, även under varierande belastningsförhållanden.

Mätenheter: Den sekundära strömutgången från CT:er är ansluten till olika mät- och övervakningsenheter, såsom amperetrar, voltmetrar, wattmätare, energimätare och skyddsreläer.

Skyddsreläer: CT spelar en avgörande roll för att skydda kraftsystemet. De används för att känna av överströmsförhållanden och felströmmar, som utlöser skyddsreläer för att isolera felaktiga delar av systemet.

Mätning och fakturering: I elmätningsapplikationer används CT för att mäta strömförbrukningen i bostäder, kommersiella och industriella miljöer. Den sekundära strömutgången används för att beräkna energiförbrukningen för faktureringsändamål.

Instrumenttransformatorer: CTs, tillsammans med spänningstransformatorer (VTs), kallas gemensamt för instrumenttransformatorer. VT har en liknande funktion för spänningsmätning och isolering.