Strujni transformator (CT) je transformator koji mjeri struju drugog kruga. Za izvođenje ovog mjerenja povezan je s ampermetrom (A na dijagramu) u vlastitom krugu. Izravno mjerenje visokonaponske struje zahtijevalo bi umetanje mjernih instrumenata u izmjereni krug - nepotrebna poteškoća koja bi povukla samu struju koja je trebala biti odmjereno. Također, toplina koja se stvara u mjernoj opremi od velike struje može dati lažna očitanja. Mjerenje struje neizravno CT-om je puno praktičnije.
Odnosi napona i struje transformatora
Funkcija strujnog transformatora (CT) može se bolje razumjeti usporedbom s poznatijim naponskim transformatorom (VT). Sjetimo se da u naponskom transformatoru izmjenična struja u jednom krugu postavlja izmjenično magnetsko polje u zavojnici u krugu. Zavojnica je omotana oko željezne jezgre koja širi magnetsko polje, gotovo nesmanjeno, na drugu zavojnicu u drugom krugu, onu bez izvora napajanja.
Suprotno tome, CT je razlika u tome što strujni krug ima, zapravo, jednu petlju. Strujni krug prolazi željeznu jezgru samo jednom. CT je, prema tome, pojačavajući transformator.
CT i VT formule
Podsjetimo također da se struja i broj zavoja u zavojnicama u VT mogu povezati kao:
i_1N_1 = i_2N_2
To je zato što za zavojnicu (solenoid):
B = \ mu Ni
gdje mu ovdje znači konstantu magnetske propusnosti. Mali intenzitet B gubi se iz jedne zavojnice u drugu s dobrom željeznom jezgrom, pa su B jednadžbe za dvije zavojnice zapravo jednake, što nam daje prvi odnos.
Međutim, N1 = 1 za primarni kod strujnog transformatora. Je li pojedinačni dalekovod u stvari jednak jednoj petlji? Svodi li se posljednja jednadžba na i1 = i2 N2? Ne, jer se temeljila na jednadžbama solenoida. Za N1 = 1, sljedeća je formula prikladnija:
B = \ frac {\ mu i} {2 \ pi r}
gdje je r udaljenost središta žice do točke na kojoj se mjeri ili mjeri B (željezna jezgra, u kućištu transformatora). Tako:
\ frac {i} {2 \ pi r} = i_2N_2
ja1 je, prema tome, samo proporcionalna vrijednosti izmjerenoj ampermetrom i2, smanjivanje mjerenja struje na jednostavnu pretvorbu.
Uobičajena upotreba transformatora
Jedna od središnjih funkcija CT-a je određivanje struje u krugu. To je posebno korisno za nadzor visokonaponskih vodova u cijeloj elektroenergetskoj mreži. Još jedna sveprisutna uporaba CT-a je u domaćim električnim brojilima. CT je povezan s brojilom za mjerenje potrošnje električne energije za punjenje kupca.
Sigurnost električnih instrumenata
Druga funkcija CT-a je zaštita osjetljive mjerne opreme. Povećavanjem broja (sekundarnih) namota, N2, struja u CT-u može se učiniti mnogo manjom od struje u primarnom krugu koji se mjeri. Drugim riječima, kao N2 ide gore, tj2 ide dolje.
To je važno jer velika struja proizvodi toplinu koja može oštetiti osjetljivu mjernu opremu, poput otpornika u ampermetru. Smanjivanje i2 štiti ampermetar. Također sprječava da toplina odbaci točnost mjerenja.
Zaštitni releji snage
CT-i, koji se obično ugrađuju u specijalizirano kućište zvano CT-ormar, također štite glavne vodove električne mreže. Relej s prekomjernom strujom je vrsta zaštitnog releja (prekidača) koji aktivira prekidač ako visokonaponska struja prelazi određenu unaprijed zadanu vrijednost. Prekomjerni strujni releji koriste CT za mjerenje struje, jer se struja visokonaponskog voda ne može izravno izmjeriti.