سیستم‌های الکتریکی مدرن نیازمند نظارت دقیق برای جلوگیری از خطرات اضافه بار، بهینه‌سازی توزیع انرژی و حفظ راندمان عملیاتی هستند. ترانسفورماتورهای جریان (CT) به عنوان اجزای ضروری برای دستیابی به این اهداف در صنایع مختلف ظاهر شده‌اند.

ترانسفورماتور جریان (CT) یک ترانسفورماتور ابزار تخصصی است که برای اندازه‌گیری جریان متناوب (AC) در مدارهای الکتریکی طراحی شده است. CTها به جای اندازه‌گیری مستقیم جریان، از القای الکترومغناطیسی برای کاهش متناسب مقادیر جریان بالا به سطوح ایمن و قابل اندازه‌گیری استفاده می‌کنند.

هنگامی که روی یک هادی حامل جریان نصب می‌شود، جریان AC یک میدان مغناطیسی در هسته CT ایجاد می‌کند. این میدان، جریانی متناسب را در سیم‌پیچ ثانویه القا می‌کند و به دستگاه‌های اندازه‌گیری اجازه می‌دهد تا شرایط مدار را با خیال راحت نظارت کنند.

• هسته مغناطیسی: ساخته شده از مواد با نفوذپذیری بالا برای افزایش شار مغناطیسی
• سیم‌پیچ اولیه: هادی حامل جریان اندازه‌گیری شده
• سیم‌پیچ ثانویه: جریان کاهش‌یافته را به ابزارهای اندازه‌گیری خروجی می‌دهد
• عایق: جداسازی الکتریکی بین سیم‌پیچ‌ها را تضمین می‌کند

CTها عملکردهای حیاتی را در تأسیسات تولید برق، سیستم‌های اتوماسیون صنعتی، ساختمان‌های تجاری، مراکز داده و تأسیسات انرژی تجدیدپذیر با فعال کردن اندازه‌گیری دقیق جریان و حفاظت از سیستم انجام می‌دهند.

این ترانسفورماتورها که دارای یک مدار مغناطیسی پیوسته هستند، دقت بالایی را ارائه می‌دهند، اما برای نصب به قطع مدار نیاز دارند. ایده‌آل برای نصب‌های جدید که در آن دقت بسیار مهم است.

این CTها با هسته‌های لولایی که برای نصب باز می‌شوند، امکان بازسازی بدون قطع سرویس را فراهم می‌کنند. در حالی که کمی کمتر از مدل‌های هسته جامد دقیق هستند، راه‌حل‌های مناسبی را برای سیستم‌های موجود ارائه می‌دهند.

کویل‌های روگوفسکی اندازه‌گیری انعطاف‌پذیری را برای هادی‌های نامنظم ارائه می‌دهند، در حالی که CTهای توالی صفر خطاهای زمین را تشخیص می‌دهند. مولتی‌مترهای کلمپی عملکرد CT را با قابلیت‌های اندازه‌گیری قابل حمل ترکیب می‌کنند.

انتخاب صحیح CT مستلزم مطابقت رتبه‌بندی جریان ترانسفورماتور با محدوده عملیاتی مدار است. اکثر CTها دقت خود را بین 5 تا 120 درصد از ظرفیت نامی خود حفظ می‌کنند و عملکرد آن‌ها فراتر از 130 درصد کاهش می‌یابد.

کلاس‌های دقت که به صورت درصدی (به عنوان مثال، 0.1٪، 1٪) بیان می‌شوند، دقت اندازه‌گیری را در محدوده‌های جریان مشخص شده نشان می‌دهند. CTهای کلاس 1.0 معمولاً در کاربردهای تأسیساتی استفاده می‌شوند.

CTهای خروجی جریان، سیگنال‌های سنتی 1A یا 5A را ارائه می‌دهند، در حالی که مدل‌های خروجی ولتاژ، شنت‌های داخلی را برای اندازه‌گیری ایمن ولتاژ پایین ادغام می‌کنند. دومی برای کاربردهای پرقدرت ترجیح داده می‌شود.

نصب صحیح CT نیازمند توجه دقیق به جهت‌گیری، سیم‌کشی و پروتکل‌های ایمنی است. واحدهای هسته جامد نیاز به غیرفعال کردن مدار دارند، در حالی که مدل‌های هسته شکاف‌دار امکان نصب زنده را فراهم می‌کنند. ملاحظات مهم عبارتند از:

• تراز جهت‌دار صحیح (معمولاً سمت اولیه به سمت منبع تغذیه)
• اتصالات مدار ثانویه ایمن برای جلوگیری از خطرات مدار باز
• حفاظت محیطی کافی برای نصب‌های بیرونی

انتخاب مؤثر CT شامل ارزیابی موارد زیر است:

• الزامات کاربردی (نصب جدید در مقابل بازسازی)
• محدوده‌های اندازه‌گیری جریان
• مشخصات دقت
• محدودیت‌های فیزیکی
• ملاحظات ایمنی

صنعت CT در حال تکامل به سمت موارد زیر است:

• CTهای هوشمند با اتصال IoT یکپارچه
• دقت پیشرفته از طریق مواد پیشرفته
• طراحی‌های فشرده برای کاربردهای محدود به فضا
• مدل‌های بی‌سیم که نیازهای کابل‌کشی را از بین می‌برند
• واحدهای خودکار با استفاده از برداشت انرژی

ترانسفورماتورهای جریان برای نظارت الکتریکی در سراسر صنایع ضروری هستند. انتخاب، نصب و نگهداری مناسب، عملکرد قابل اعتماد سیستم را تضمین می‌کند و در عین حال بهینه‌سازی انرژی و عملکردهای حفاظتی را فعال می‌کند.