Un transformator de curent (CT) este un transformator care măsoară curentul unui alt circuit. Este cuplat la un ampermetru (A din diagramă) în propriul său circuit pentru a efectua această măsurare. Măsurarea curentului de înaltă tensiune direct ar necesita introducerea instrumentelor de măsurare în circuit măsurat - o dificultate inutilă care ar trage foarte curentul menit să fie măsurat. De asemenea, căldura generată în echipamentul de măsurare din curentul mare ar putea da citiri false. Măsurarea curentului indirect cu un CT este mult mai practică.
Relații de tensiune și transformator de curent
Funcția unui transformator de curent (CT) poate fi înțeleasă mai bine prin compararea acestuia cu transformatorul de tensiune (VT) mai cunoscut. Amintiți-vă că într-un transformator de tensiune, un curent alternativ într-un circuit configurează un câmp magnetic alternativ într-o bobină din circuit. Bobina este înfășurată în jurul unui miez de fier, care răspândește câmpul magnetic, aproape nediminuat, la o altă bobină într-un alt circuit, unul fără sursă de alimentare.
În schimb, diferența CT este că circuitul cu putere are, efectiv, o buclă. Circuitul alimentat trece prin miezul de fier o singură dată. Prin urmare, un CT este un transformator step-up.
Formule CT și VT
Reamintim, de asemenea, că curentul și numărul de spire ale bobinelor dintr-un VT pot fi corelate ca:
i_1N_1 = i_2N_2
Acest lucru se datorează faptului că pentru o bobină (solenoid):
B = \ mu Ni
unde mu înseamnă constanta permeabilității magnetice. Intensitatea mică a lui B se pierde de la o bobină la alta cu un miez de fier bun, astfel încât ecuațiile B pentru cele două bobine sunt efectiv egale, oferindu-ne prima relație.
Cu toate acestea, N1 = 1 pentru primar în cazul transformatorului de curent. Este linia electrică unică echivalentul efectiv al unei bucle? Ultima ecuație se reduce la i1 = i2 N2? Nu, pentru că se baza pe ecuații solenoidale. Pentru N1 = 1, următoarea formulă este mai potrivită:
B = \ frac {\ mu i} {2 \ pi r}
unde r este distanța centrului firului până la punctul în care B este măsurat sau detectat (miezul de fier, în cazul transformatorului). Asa de:
\ frac {i} {2 \ pi r} = i_2N_2
eu1 este, prin urmare, doar proporțională cu valoarea măsurată de ampermetru i2, reducând măsurarea curentului la o simplă conversie.
Utilizări comune ale transformatorului
Singura funcție centrală a unui CT este de a determina curentul într-un circuit. Acest lucru este util mai ales pentru monitorizarea liniilor de înaltă tensiune în întreaga rețea electrică. O altă utilizare omniprezentă a CT-urilor este în contoarele electrice de uz casnic. Un CT este cuplat cu un contor pentru a măsura ce consum de energie electrică pentru a încărca clientul.
Siguranța instrumentelor electrice
O altă funcție a CT-urilor este protecția echipamentelor sensibile de măsurare. Prin creșterea numărului de înfășurări (secundare), N2, curentul din CT poate fi mult mai mic decât curentul din circuitul primar măsurat. Cu alte cuvinte, ca N2 urcă, i2 se duce în jos.
Acest lucru este relevant deoarece curentul mare produce căldură care poate deteriora echipamentele de măsurare sensibile, cum ar fi rezistența dintr-un ampermetru. Reducerea i2 protejează ampermetrul. De asemenea, împiedică căldura să arunce acuratețea măsurătorii.
Relee de putere de protecție
CT-urile, instalate de obicei într-o carcasă specializată numită dulap CT, protejează și liniile principale ale rețelei electrice. Un releu de supracurent este un tip de releu de protecție (comutator) care declanșează un întrerupător dacă un curent de înaltă tensiune depășește o anumită valoare prestabilită. Releele de supracurent utilizează un CT pentru a măsura curentul, deoarece curentul unei linii de înaltă tensiune nu a putut fi măsurat direct.