Sissejuhatus
Voolutrafo mõõdab elektrivoolu kaudselt, muutes suurema primaarvoolu väiksemaks proportsionaalseks sekundaarvooluks. See põhimõte võimaldab kõrge vooluga elektrisüsteeme jälgida arvestite ja muude seadmetega, mis on ette nähtud madalama voolutaseme jaoks.
Voolutrafosid kasutatakse laialdaselt jaotussüsteemides, jaotusseadmetes, tööstusseadmetes, energia mõõtmises ja elektrikaitses. Selle asemel, et mõõteseadet otse suure-voolujuhtmega ühendada, annab CT proportsionaalse voolusignaali, mis esindab primaarvoolu.
Selle mõõtmisprotsessi mõistmine on oluline CT valimisel ja ühendatud mõõteseadmete näitude tõlgendamisel.
Elektromagnetiline induktsioon
Voolutrafo mõõtmisprotsess põhineb elektromagnetilisel induktsioonil.
Kui vool liigub läbi primaarjuhi, tekitab see juhi ümber magnetvälja. Vahelduvvoolu{1}}süsteemis muutub magnetväli pidevalt koos elektrivooluga.
CT magnetsüdamik annab tee tekkiva magnetvoo jaoks. See muutuv voog interakteerub sekundaarmähisega ja indutseerib sekundaarvoolu.
Sekundaarvool on seotud primaarvooluga CT teisendussuhtega.
CT suhte mõistmine
Voolutrafo suhe on elektrivoolu mõõtmise mõistmiseks hädavajalik.
Näiteks kaaluge CT-d, mille nimivõimsus on 800/5A. See tähendab, et 800A primaarvool vastab nimitingimustes ligikaudu 5A sekundaarvoolule.
Kui primaarvool on 400 A, on sekundaarvool ideaaltingimustes ligikaudu 2,5 A.
Sekundaarse küljega ühendatud mõõtevahend ei pea tavaliselt kandma kogu primaarvoolu. Selle asemel mõõdab see väiksemat sekundaarvoolu ja kasutab vastava primaarvoolu määramiseks CT suhet.
Voolu mõõtmise näide
Oletame, et tööstuslik elektrikilp kasutab 500/5A voolutrafot.
Kui arvesti poolt mõõdetud sekundaarvool on 3A, saab vastava primaarvoolu hinnata CT suhte abil.
Suhe on:
500 ÷ 5 = 100
Seetõttu vastab 3A teisene näit ligikaudu järgmisele:
3 × 100=300A primaarvool.
See illustreerib, kuidas mõõteseade saab määrata suure primaarvoolu, mõõtes ainult väiksemat sekundaarvoolu.
Tegelik mõõtmistäpsus sõltub CT spetsifikatsioonidest ja töötingimustest.
Mõõteseadme roll
CT ei näita tavaliselt voolu iseenesest. Selle asemel annab see voolusignaali mõõtevahendile või seiresüsteemile.
Ühendatud seadmed võivad olla ampermeeter, võimsusmõõtur, energiaarvesti, digitaalne arvesti, andmehõivesüsteem või muu seireseade.
Mõõteseade tõlgendab sekundaarvoolu CT suhte alusel ja kuvab või töötleb vastavat elektrilist väärtust.
Kaasaegseid digitaalseid arvestiid saab konfigureerida CT suhtega nii, et ekraan kujutab otse primaarvoolu.
Mõõtmise täpsust mõjutavad tegurid
Kuigi mõõtmise põhiprintsiip on lihtne, võivad CT mõõtmise täpsust mõjutada mitmed tegurid.
CT täpsusklass on üks oluline tegur. Täpse mõõtmise jaoks mõeldud CT-l peaks olema kavandatud mõõtmisrakendusele sobiv täpsusspetsifikatsioon.
Koormus on veel üks oluline kaalutlus. Ühendatud sekundaarahel loob CT-le koormuse. Kui tegelik koormus ei ole CT-projekti jaoks sobiv, võib see mõjutada mõõtmistulemust.
Toimivust võivad mõjutada ka primaarvoolu vahemik, sagedus, temperatuur, magnetsüdamiku omadused, juhtmestik ja paigaldustingimused.
Õige polaarsus ja juhtmestik
Voolutrafode kasutamisel elektrimõõtmiseks on oluline õige polaarsus ja juhtmestik.
CT-l on määratud primaarne ja sekundaarne polaarsusmärgistus. Need märgised aitavad tagada, et voolusignaal on ühendatud elektrisüsteemi suhtes õiges suunas.
Vale juhtmestik võib põhjustada ebatäpseid mõõtmisi või probleeme, kui CT-signaali kombineeritakse teiste elektriliste mõõtmistega.
Mitut CT-d kasutavate süsteemide puhul on ühtlane juhtmestik ja polaarsus eriti olulised.
Miks on CT mõõtmine kasulik?
CT kaudu voolu mõõtmise peamine eelis on see, et suure voolu{0}}vooluahelaid ei pea olema otse ühendatud tavaliste mõõtevahenditega.
See muudab mõõteseadmete elektrisüsteemidesse integreerimise lihtsamaks, pakkudes samal ajal sobivat liidest kõrge{0}}voolujuhtide ja madalama vooluga{1}}seadmete vahel.
Sõltuvalt süsteemi konstruktsioonist võivad CT-d tagada ka elektriisolatsiooni primaarvooluahela ja sekundaarse mõõteahela vahel.
Järeldus
Voolutrafo mõõdab elektrivoolu, kasutades elektromagnetilist induktsiooni, et muuta kõrge primaarvool väiksemaks proportsionaalseks sekundaarvooluks.
Mõõteseade loeb sekundaarvoolu ja CT suhte abil määrab vastava primaarvoolu.
Usaldusväärseks mõõtmiseks peab CT-l olema sobiv voolusuhe, täpsusklass, koormuse reiting, isolatsioonitase ja paigalduskorraldus.
Kui voolutrafo on õigesti valitud ja paigaldatud, on see tõhus meetod suurte elektrivoolude mõõtmiseks ja jälgimiseks tööstus- ja elektrisüsteemide rakendustes.