Osnovni princip rada strujnih transformatora i način na koji se koriste za mjerenje električne struje

Strujni transformatori (CT) vitalne su komponente u području elektrotehnike, posebice u energetskim sustavima i primjenama mjerenja. Dizajnirani su za precizno mjerenje električne struje, a istodobno pružaju električnu izolaciju i sigurnost. Osnovni princip rada strujnih transformatora i način na koji se koriste za mjerenje električne struje može se sažeti na sljedeći način:

Princip rada:

Strujni transformator radi na principu elektromagnetske indukcije. Sastoji se od primarnog i sekundarnog namota, oba omotana oko magnetske jezgre.

Primarni namot: Primarni namot CT-a spojen je u seriju s vodičem kroz koji se struja treba mjeriti. Kada električna struja teče kroz primarni namot, stvara magnetsko polje oko jezgre.

Magnetska jezgra: jezgra CT-a obično je izrađena od visoko propusnog materijala, kao što je željezo ili ferit, kako bi se poboljšala magnetska sprega između namota.

Sekundarni namot: Sekundarni namot je namotan na istoj jezgri, ali je električki izoliran od primarnog namota. Sastoji se od znatno većeg broja zavoja od primarnog namota.

Indukcija napona: Prema Faradayevom zakonu elektromagnetske indukcije, promjenjivo magnetsko polje koje stvara primarna struja inducira napon u sekundarnom namotu. Inducirani napon izravno je proporcionalan brzini promjene struje u primarnom namotu.

Ključne karakteristike i primjene:

Smanjenje struje: CT-ovi su dizajnirani za smanjenje struje iz primarnog namota na standardnu, upravljivu razinu za potrebe mjerenja i zaštite. Sekundarna struja obično je mnogo niža od primarne struje, često u omjeru 100:5 ili 1000:5.

Izolacija: CT-ovi osiguravaju električnu izolaciju između visokonaponskog primarnog kruga i niskonaponskog sekundarnog kruga. Ovo osigurava sigurnost opreme za mjerenje i nadzor.

Preciznost: CT-ovi visoke preciznosti proizvode se kako bi pružili točna mjerenja struje unutar određene margine pogreške, čak i pod različitim uvjetima opterećenja.

Mjerni uređaji: Sekundarni strujni izlaz CT-a povezan je s različitim uređajima za mjerenje i nadzor, kao što su ampermetri, voltmetri, vatmetri, mjerači energije i zaštitni releji.

Zaštitni releji: CT-ovi igraju ključnu ulogu u zaštiti elektroenergetskog sustava. Koriste se za očitavanje prekostrujnih stanja i struja kvara, koje pokreću zaštitne releje za izolaciju neispravnih dijelova sustava.

Mjerenje i naplata: U aplikacijama za mjerenje električne energije, CT-ovi se koriste za mjerenje trenutne potrošnje u stambenim, komercijalnim i industrijskim okruženjima. Sekundarni strujni izlaz koristi se za izračun potrošnje energije za potrebe naplate.

Mjerni transformatori: CT-ovi, zajedno s naponskim transformatorima (VT), zajednički se nazivaju mjerni transformatori. VT-ovi služe sličnoj funkciji za mjerenje napona i izolaciju.