Az áramváltók működési elve és az elektromos áram mérésének módja

Áramváltók (CT-k) létfontosságú alkotóelemek az elektrotechnika területén, különösen az energiaellátó rendszerekben és a mérési alkalmazásokban. Úgy tervezték, hogy pontosan mérjék az elektromos áramot, miközben biztosítják az elektromos leválasztást és a biztonságot. Az áramváltók működési elve és az elektromos áram mérésére való felhasználásuk a következőképpen foglalható össze:

Működési elv:

Az áramváltó az elektromágneses indukció elvén működik. Egy primer tekercsből és egy szekunder tekercsből áll, mindkettő egy mágneses mag köré tekercselt.

Primer tekercs: A CT primer tekercse sorba van kötve azzal a vezetővel, amelyen keresztül az áramot mérni kell. Amikor elektromos áram folyik át a primer tekercsen, mágneses teret hoz létre a mag körül.

Mágneses mag: A CT magja jellemzően nagy áteresztőképességű anyagból, például vasból vagy ferritből készül, hogy fokozza a tekercsek közötti mágneses csatolást.

Másodlagos tekercs: A szekunder tekercs ugyanarra a magra van feltekercselve, de elektromosan el van választva az elsődleges tekercstől. Lényegesen nagyobb menetszámból áll, mint az elsődleges tekercs.

Feszültségindukció: Faraday elektromágneses indukció törvénye szerint a primer áram által létrehozott változó mágneses tér feszültséget indukál a szekunder tekercsben. Az indukált feszültség egyenesen arányos a primer tekercsben lévő áram változási sebességével.

Főbb jellemzők és alkalmazások:

Áramcsökkentés: A CT-ket úgy tervezték, hogy az áramot az elsődleges tekercsről egy szabványos, kezelhető szintre csökkentsék mérési és védelmi célokra. A szekunder áram jellemzően sokkal alacsonyabb, mint a primer áram, gyakran 100:5 vagy 1000:5 arányban.

Leválasztás: A CT-k elektromos leválasztást biztosítanak a nagyfeszültségű primer áramkör és a kisfeszültségű szekunder áramkör között. Ez biztosítja a mérő- és felügyeleti berendezések biztonságát.

Pontosság: A nagy pontosságú CT-ket úgy gyártják, hogy pontos árammérést biztosítsanak egy meghatározott hibahatáron belül, még változó terhelési feltételek mellett is.

Mérőeszközök: A CT-k szekunder áramkimenete különböző mérő- és felügyeleti eszközökhöz csatlakozik, mint például ampermérők, voltmérők, wattmérők, energiamérők és védőrelék.

Védőrelék: A CT-k döntő szerepet játszanak az energiarendszer védelmében. Túláramok és hibaáramok érzékelésére szolgálnak, amelyek védőreléket indítanak el a rendszer hibás részeinek leválasztására.

Mérés és számlázás: A villamosenergia-mérési alkalmazásokban a CT-ket az áramfogyasztás mérésére használják lakossági, kereskedelmi és ipari környezetben. A szekunder áramkimenetet az energiafogyasztás kiszámításához használják számlázási célokra.

Műszertranszformátorok: A CT-ket és a feszültségtranszformátorokat (VT-k) együttesen műszertranszformátoroknak nevezzük. A VT-k hasonló funkciót töltenek be a feszültségmérésre és a leválasztásra.