نقش ترانسفورماتورهای جریان در سیستم های الکتریکی: یک شیرجه عمیق

اصل کار ترانسفورماتورهای جریان

در هسته خود، ترانسفورماتور جریان نوعی ترانسفورماتور است که به طور خاص برای اندازه گیری جریان طراحی شده است. یک CT به طور معمول دارای یک سیم پیچ اولیه منفرد است که شامل یک یا چند دور سیم (یا گاهی اوقات فقط یک هادی است که از هسته عبور می کند) و یک سیم پیچ ثانویه که به تجهیزات اندازه گیری یا حفاظتی متصل است.

CT بر اساس اصل القای الکترومغناطیسی عمل می کند. هنگامی که جریان از سیم پیچ اولیه عبور می کند، یک میدان مغناطیسی در هسته ایجاد می کند. سپس این میدان مغناطیسی جریان متناسبی را در سیم پیچ ثانویه القا می کند. مقدار جریان القا شده توسط نسبت چرخش بین سیم پیچ اولیه و ثانویه تعیین می شود. به عنوان مثال، یک CT با نسبت 100:1 زمانی که جریان اولیه 100 آمپر باشد، 1 آمپر در سیم پیچ ثانویه تولید می کند.

انواع ترانسفورماتورهای جریان

CT های گیره دار یا Split-Core
CT های اسپلیت هسته برای نصب آسان بدون نیاز به قطع خطوط برق طراحی شده اند. هسته به دو نیمه تقسیم می شود و به ترانسفورماتور اجازه می دهد تا بدون قطع شدن مدار در اطراف هادی گیره شود. اینها معمولاً در مقاوم سازی تاسیسات موجود در جایی که شکستن مدار غیرعملی است استفاده می شود.

سی تی های حلقوی
CT های حلقوی حلقه ای شکل و دارای مرکز توخالی هستند. هادی از مرکز حلقه عبور می کند و سیم پیچ ثانویه در اطراف بیرونی هسته پیچیده می شود. اینها به طور گسترده در برنامه هایی استفاده می شوند که در آنها فشرده بودن و دقت بالا مورد نیاز است.

CT های اولیه زخم
در برخی موارد، سیم پیچ اولیه CT به جای استفاده از رسانایی که از هسته عبور می کند، در اطراف هسته پیچیده می شود. این طرح اغلب زمانی استفاده می شود که دقت بالا و بار کم لازم باشد، زیرا سیم پیچ دقیق تر از یک هادی منفرد است.

نوار سی تی
میله های CT با هادی اولیه طراحی شده اند که به عنوان بخشی از سیم پیچ ترانسفورماتور عمل می کند. اینها عموماً در کاربردهای سنگین با سطح جریان بالا استفاده می شوند و دقت عالی را ارائه می دهند.

کاربردهای ترانسفورماتورهای جریان

اندازه گیری برق و مدیریت انرژی
CT ها برای اندازه گیری دقیق انرژی ضروری هستند. کنتورهای الکتریکی اغلب از CT برای کاهش سطوح جریان بالا استفاده می‌کنند که خواندن دقیقی از مصرف برق در خانه‌ها، ساختمان‌های تجاری و تأسیسات صنعتی ارائه می‌دهد. بدون CT، اندازه گیری مستقیم جریان های بالا چالش برانگیز و خطرناک خواهد بود.

حفاظت در برابر جریان بیش از حد
در سیستم‌های الکتریکی، CT در طرح‌های حفاظت از اضافه جریان برای تشخیص جریان‌های غیرعادی که ممکن است نشان‌دهنده خطاهایی مانند اتصال کوتاه یا اضافه بار باشد، استفاده می‌شوند. CT جریان اضافه را تشخیص می دهد و سیگنالی را به یک رله محافظ می فرستد که می تواند مدار معیوب را از سیستم جدا کند و از آسیب دیدن تجهیزات جلوگیری کند و ایمنی را تضمین کند.

سیستم های حفاظت رله
در ارتباط با رله های محافظ، CT ها برای تشخیص عیب و حفاظت از سیستم استفاده می شوند. هنگامی که یک سیستم یک جریان غیرعادی را تجربه می کند، مانند در طول یک اتصال کوتاه، CT کمک می کند تا به سرعت آن را تشخیص داده و رله را فعال کند، و از قطع سریع اتصال برای جلوگیری از آسیب یا خطرات بیشتر اطمینان حاصل می کند.

پایش جریان در تجهیزات صنعتی
CT ها برای نظارت بر جریان عبوری از ماشین های صنعتی بزرگ استفاده می شوند و اطمینان حاصل می کنند که تجهیزات در محدوده جریان مشخص خود کار می کنند. شرایط جریان بیش از حد یا جریان زیر می‌تواند نشان‌دهنده مسائلی مانند خرابی یا ناکارآمدی تجهیزات باشد و CT می‌تواند قبل از فاجعه‌آمیز شدن یک مشکل به اپراتورها هشدار دهد.

حفاظت دیفرانسیل
CT ها همچنین در طرح های حفاظت افتراقی استفاده می شوند، جایی که دو یا چند CT قسمت های مختلف یک سیستم را نظارت می کنند. اگر جریان ورودی و خروجی از یک سیستم برابر نباشد، CT ها این اختلاف را تشخیص می دهند که می تواند نشان دهنده یک خطا باشد. سپس سیستم به طور خودکار یک زنگ هشدار یا مکانیسم حفاظتی را برای جداسازی بخش معیوب سیستم راه اندازی می کند.

مزایای ترانسفورماتورهای جریان

ایمنی و ایزوله
یکی از مهمترین مزایای استفاده از ترانسفورماتورهای جریان توانایی آنها در جداسازی الکتریکی ابزارهای اندازه گیری از سیستم های ولتاژ بالا است. این جداسازی از خطرات احتمالی الکتریکی جلوگیری می کند و ایمنی تکنسین ها و اپراتورهایی را که با دستگاه های اندازه گیری و کنترل کار می کنند، تضمین می کند.

دقت و دقت
ترانسفورماتورهای جریان اندازه گیری های بسیار دقیق و قابل اعتمادی از جریان را حتی در حضور انتخاب های نوسانی ارائه می دهند

شرایط ریکال این باعث می شود آنها برای برنامه هایی که به دقت نیاز دارند مانند اندازه گیری توان، تشخیص عیب و رله حفاظتی ارزشمند باشند.

جمع و جور و مقرون به صرفه
CT ها از نظر اندازه نسبتا فشرده و مقرون به صرفه هستند و آنها را به یک راه حل مقرون به صرفه برای کاربردهای مختلف از مدارهای مسکونی کوچک تا سیستم های قدرت صنعتی بزرگ تبدیل می کند. اندازه کوچک آنها به آنها اجازه می دهد تا در دستگاه های مختلف مانند کلیدهای مدار، کنتورهای انرژی و رله های حفاظتی ادغام شوند.

دوام و عمر طولانی
سی تی های مدرن برای مقاومت در برابر شرایط محیطی سخت از جمله دماهای بالا، ارتعاشات و استرس الکتریکی طراحی شده اند. در نتیجه، CT ها عملکرد طولانی مدت را در محیط های صنعتی پر تقاضا ارائه می دهند.