Det grunnleggende arbeidsprinsippet for strømtransformatorer og hvordan de brukes til å måle elektrisk strøm

Strømtransformatorer (CT-er) er viktige komponenter innen elektroteknikk, spesielt i kraftsystemer og måleapplikasjoner. De er designet for å nøyaktig måle elektrisk strøm samtidig som de gir elektrisk isolasjon og sikkerhet. Det grunnleggende arbeidsprinsippet for strømtransformatorer og hvordan de brukes til å måle elektrisk strøm kan oppsummeres som følger:

Arbeidsprinsipp:

En strømtransformator fungerer etter prinsippet om elektromagnetisk induksjon. Den består av en primærvikling og en sekundærvikling, begge viklet rundt en magnetisk kjerne.

Primærvikling: Primærviklingen til CT-en er koblet i serie med lederen som strømmen skal måles gjennom. Når elektrisk strøm flyter gjennom primærviklingen, genererer den et magnetfelt rundt kjernen.

Magnetisk kjerne: Kjernen til CT-en er vanligvis laget av et svært permeabelt materiale, for eksempel jern eller ferritt, for å forbedre den magnetiske koblingen mellom viklingene.

Sekundærvikling: Sekundærviklingen er viklet på samme kjerne, men er elektrisk isolert fra primærviklingen. Den består av et betydelig større antall svinger enn primærviklingen.

Induksjon av spenning: I henhold til Faradays lov om elektromagnetisk induksjon, induserer det skiftende magnetiske feltet skapt av primærstrømmen en spenning i sekundærviklingen. Den induserte spenningen er direkte proporsjonal med endringshastigheten for strømmen i primærviklingen.

Nøkkelegenskaper og bruksområder:

Strømreduksjon: CT-er er designet for å redusere strømmen fra primærviklingen til et standard, håndterbart nivå for måling og beskyttelsesformål. Sekundærstrømmen er vanligvis mye lavere enn primærstrømmen, ofte i forholdet 100:5 eller 1000:5.

Isolasjon: CT-er gir elektrisk isolasjon mellom høyspent-primærkretsen og lavspent-sekundærkretsen. Dette sikrer sikkerhet for måle- og overvåkingsutstyr.

Nøyaktighet: CT-er med høy presisjon er produsert for å gi nøyaktige strømmålinger innenfor en spesifisert feilmargin, selv under varierende belastningsforhold.

Måleenheter: Den sekundære strømutgangen til CT-er er koblet til ulike måle- og overvåkingsenheter, for eksempel amperemetre, voltmetre, wattmålere, energimålere og beskyttelsesreleer.

Beskyttende reléer: CT-er spiller en avgjørende rolle i beskyttelsen av kraftsystemet. De brukes til å registrere overstrømforhold og feilstrømmer, som utløser beskyttelsesreléer for å isolere defekte deler av systemet.

Måling og fakturering: I strømmåleapplikasjoner brukes CT-er for å måle strømforbruket i boliger, kommersielle og industrielle omgivelser. Den sekundære strømutgangen brukes til å beregne energiforbruket for faktureringsformål.

Instrumenttransformatorer: CT-er, sammen med spenningstransformatorer (VT-er), blir samlet referert til som instrumenttransformatorer. VT-er tjener en lignende funksjon for spenningsmåling og isolasjon.