En strømtransformator (CT) er en transformer, der måler strømmen til et andet kredsløb. Det er koblet til et amperemeter (A i diagrammet) i sit eget kredsløb for at udføre denne måling. Måling af højspændingsstrøm direkte ville kræve indsættelse af måleinstrumenter i målt kredsløb - en unødvendig vanskelighed, der ville trække den aktuelle strøm, der skulle være målt. Den varme, der genereres i måleudstyret fra den høje strøm, kan også give falske aflæsninger. At måle strøm indirekte med en CT er meget mere praktisk.
Forhold mellem spænding og strømtransformator
Funktionen af en strømtransformator (CT) kan forstås bedre ved at sammenligne den med den mere almindeligt kendte spændingstransformator (VT). Husk at i en spændingstransformator opretter en vekselstrøm i et kredsløb et alternerende magnetfelt i en spole i kredsløbet. Spolen vikles rundt om en jernkerne, der spreder magnetfeltet, næsten uformindsket, til en anden spole i et andet kredsløb, en uden strømkilde.
I modsætning hertil er CT's forskel, at kredsløbet med effekt faktisk har en sløjfe. Det elektriske kredsløb går kun gennem jernkernen en gang. En CT er derfor en step-up transformer.
CT & VT formler
Husk også, at strømmen og antallet af drejninger i spolerne i en VT kan relateres som:
i_1N_1 = i_2N_2
Dette skyldes, at for en spole (solenoid):
B = \ mu Ni
hvor mu her betyder den magnetiske permeabilitetskonstant. Lille intensitet af B går tabt fra den ene spole til den anden med en god jernkerne, så B-ligningerne for de to spoler er faktisk ens, hvilket giver os det første forhold.
Imidlertid N1 = 1 for den primære i tilfældet med den aktuelle transformer. Er den enkelte kraftledning effektivt svarende til en sløjfe? Reducerer den sidste ligning til i1 = i2 N2? Nej, fordi det var baseret på solenoidligninger. For N1 = 1, er følgende formel mere passende:
B = \ frac {\ mu i} {2 \ pi r}
hvor r er afstanden fra ledningens centrum til det punkt, hvor B måles eller registreres (jernkernen, i transformator tilfælde). Så:
\ frac {i} {2 \ pi r} = i_2N_2
jeg1 er derfor kun proportional med den amperemetermålede værdi i2reducerer strømmålingen til en simpel konvertering.
Almindelige transformatoranvendelser
Den ene centrale funktion af en CT er at bestemme strømmen i et kredsløb. Dette er især nyttigt til overvågning af højspændingsledninger i hele elnettet. En anden allestedsnærværende brug af CT'er er i indenlandske elektriske målere. En CT er koblet med en måler til at måle, hvilken elektrisk brug der skal oplades af kunden.
Sikkerhed for elektriske instrumenter
En anden funktion af CT'er er beskyttelse af følsomt måleudstyr. Ved at øge antallet af (sekundære) viklinger, N2, kan strømmen i CT gøres meget mindre end strømmen i det primære kredsløb, der måles. Med andre ord, som N2 går op, jeg2 går ned.
Dette er relevant, fordi høj strøm producerer varme, der kan beskadige følsomt måleudstyr, såsom modstanden i et amperemeter. At reducere i2 beskytter amperemeteret. Det forhindrer også varme i at kaste målingenes nøjagtighed.
Beskyttende effektrelæer
CT'er, der normalt er installeret i et specialhus kaldet CT-kabinet, beskytter også strømnettet. Et overstrømsrelæ er en type beskyttelsesrelæ (switch), der udløser en afbryder, hvis en højspændingsstrøm overstiger en bestemt forudindstillet værdi. Overstrømsrelæer bruger en CT til at måle strømmen, da strømmen til en højspændingsledning ikke kunne måles direkte.