Podstawowa zasada działania przekładników prądowych i sposób ich wykorzystania do pomiaru prądu elektrycznego

Przekładniki prądowe (CT) są istotnymi komponentami w dziedzinie elektrotechniki, szczególnie w systemach zasilania i zastosowaniach pomiarowych. Zostały zaprojektowane do dokładnego pomiaru prądu elektrycznego, zapewniając jednocześnie izolację elektryczną i bezpieczeństwo. Podstawową zasadę działania przekładników prądowych i sposób ich wykorzystania do pomiaru prądu elektrycznego można podsumować w następujący sposób:

Zasada działania:

Przekładnik prądowy działa na zasadzie indukcji elektromagnetycznej. Składa się z uzwojenia pierwotnego i uzwojenia wtórnego, oba nawinięte na rdzeń magnetyczny.

Uzwojenie pierwotne: Uzwojenie pierwotne przekładnika prądowego jest połączone szeregowo z przewodnikiem, przez który ma być mierzony prąd. Kiedy prąd elektryczny przepływa przez uzwojenie pierwotne, wytwarza pole magnetyczne wokół rdzenia.

Rdzeń magnetyczny: Rdzeń przekładnika prądowego jest zwykle wykonany z materiału o wysokiej przepuszczalności, takiego jak żelazo lub ferryt, w celu wzmocnienia sprzężenia magnetycznego pomiędzy uzwojeniami.

Uzwojenie wtórne: Uzwojenie wtórne jest nawinięte na tym samym rdzeniu, ale jest elektrycznie odizolowane od uzwojenia pierwotnego. Składa się ze znacznie większej liczby zwojów niż uzwojenie pierwotne.

Indukcja napięcia: Zgodnie z prawem indukcji elektromagnetycznej Faradaya, zmienne pole magnetyczne wytwarzane przez prąd pierwotny indukuje napięcie w uzwojeniu wtórnym. Indukowane napięcie jest wprost proporcjonalne do szybkości zmian prądu w uzwojeniu pierwotnym.

Kluczowe cechy i zastosowania:

Redukcja prądu: przekładniki prądowe są zaprojektowane tak, aby redukować prąd z uzwojenia pierwotnego do standardowego, możliwego do opanowania poziomu do celów pomiarowych i ochronnych. Prąd wtórny jest zwykle znacznie niższy niż prąd pierwotny, często w stosunku 100:5 lub 1000:5.

Izolacja: Przekładniki prądowe zapewniają izolację elektryczną pomiędzy obwodem pierwotnym wysokiego napięcia a obwodem wtórnym niskiego napięcia. Zapewnia to bezpieczeństwo sprzętu pomiarowego i monitorującego.

Dokładność: Precyzyjne przekładniki prądowe są produkowane w celu zapewnienia dokładnych pomiarów prądu w określonym marginesie błędu, nawet w zmiennych warunkach obciążenia.

Urządzenia pomiarowe: Wtórne wyjście prądowe przekładników prądowych jest podłączone do różnych urządzeń pomiarowych i monitorujących, takich jak amperomierze, woltomierze, watomierze, liczniki energii i przekaźniki zabezpieczające.

Przekaźniki ochronne: przekładniki prądowe odgrywają kluczową rolę w ochronie systemu elektroenergetycznego. Służą do wykrywania warunków przetężenia i prądów zwarciowych, które uruchamiają przekaźniki zabezpieczające w celu odizolowania uszkodzonych części systemu.

Pomiary i fakturowanie: W zastosowaniach związanych z pomiarami energii elektrycznej przekładniki prądowe są wykorzystywane do pomiaru zużycia prądu w budynkach mieszkalnych, komercyjnych i przemysłowych. Wyjście prądu wtórnego służy do obliczania zużycia energii do celów rozliczeniowych.

Transformatory przyrządowe: przekładniki prądowe wraz z przekładnikami napięciowymi (VT) są wspólnie określane jako przekładniki przyrządowe. VT pełnią podobną funkcję do pomiaru napięcia i izolacji.