CT – Current Transformer (transformator prądowy)

CT – Current Transformer (transformator prądowy)

Transformator prądowy, znany również pod skrótem CT (Current Transformer), to niezbędny element w systemach elektrycznych, szczególnie tam, gdzie wymagana jest precyzyjna pomiarowa i kontrola prądu przemiennego (AC). Dziś wyjaśnię, czym dokładnie jest CT, jak działa oraz jakie ma zastosowanie w automatyce i energetyce. Postaram się także wpleść informacje, które pomogą Ci lepiej zrozumieć jego miejsce w układach pomiarowych i zabezpieczeniowych.

Podstawowa zasada działania transformatora prądowego

CT to specjalny transformator, którego zadaniem jest pomiar prądu przemiennego. Składa się z pierwotnego uzwojenia, przez które przepływa mierzony prąd, oraz wtórnego uzwojenia, do którego podłączone są urządzenia pomiarowe lub zabezpieczeniowe. Zasadą działania jest indukcja elektromagnetyczna – prąd przepływający przez uzwojenie pierwotne wytwarza pole magnetyczne, które indukuje prąd w uzwojeniu wtórnym. Dzięki temu prąd wtórny jest proporcjonalny i znacznie mniejszy od prądu pierwotnego, co pozwala na bezpieczne i dokładne pomiary.

Budowa i parametry techniczne

Typowy CT składa się z rdzenia magnetycznego, uzwojenia pierwotnego oraz wtórnego. Uzwojenie pierwotne jest zwykle pojedynczym przewodem lub kilkoma zwojami, natomiast wtórne ma dużo więcej zwojów, co umożliwia obniżenie prądu do poziomu standardowego (np. 1 A lub 5 A). Podstawowe parametry transformatora prądowego to:

• Prąd nominalny pierwotny – maksymalny prąd, który CT może mierzyć bez uszkodzenia.
• Prąd nominalny wtórny – najczęściej 1 A lub 5 A, podawany do przyrządów pomiarowych.
• Przekładnia – stosunek prądu pierwotnego do wtórnego, np. 1000:5.
• Dokładność – klasa dokładności określająca maksymalny błąd pomiaru, np. 0,5%, 1%.
• Izolacja – ważna dla bezpieczeństwa, musi wytrzymać napięcia i warunki pracy w sieci.

Zastosowanie transformatorów prądowych

CT znajdują szerokie zastosowanie w pomiarach i ochronie instalacji elektrycznych. Dzięki nim możliwe jest bezpieczne podłączenie przyrządów pomiarowych do instalacji wysokiego napięcia lub prądu dużego natężenia. Przykładowe obszary zastosowań to:

• Liczniki energii elektrycznej w instalacjach przemysłowych i budynkach komercyjnych.
• Systemy zabezpieczeń elektrycznych – wyzwalacze przekaźników nadprądowych, różnicowoprądowych.
• Monitorowanie obciążenia i analiza jakości energii w sieciach niskiego i średniego napięcia.
• Automatyka przemysłowa, gdzie CT integruje się z systemami SCADA do zdalnego nadzoru.

Jak działa transformator prądowy w praktyce?

W rzeczywistych warunkach transformator prądowy pozwala na obniżenie prądu do bezpiecznych wartości, które mogą być mierzone przy użyciu standardowych mierników i zabezpieczeń. Na przykład, jeśli przez linię przepływa prąd 1000 A, CT z przekładnią 1000:5 wygeneruje prąd wtórny 5 A, który można bezpiecznie wprowadzić do miernika. Ważne jest, aby obciążenie wtórne (zwane również obciążeniem CT) było zawsze podłączone – otwarty obwód wtórny CT może spowodować powstanie bardzo wysokiego napięcia, co stanowi zagrożenie dla bezpieczeństwa i może uszkodzić transformator.

Dokładność i wpływ obciążenia

Dokładność pomiaru za pomocą CT zależy od wielu czynników, w tym od klasy dokładności samego transformatora, obciążenia wtórnego oraz warunków instalacji. W przypadku zbyt niskiego obciążenia wtórnego lub pracy na otwartym obwodzie, pojawiają się błędy pomiarowe oraz ryzyko uszkodzeń. Dlatego w systemach pomiarowych stosuje się dedykowane przekładniki o określonej klasie oraz standardowe wartości prądu wtórnego.

Podsumowanie działania i powiązania techniczne

Transformator prądowy jest zatem kluczowym elementem infrastruktury pomiarowej i zabezpieczeniowej w elektrotechnice. Bez niego precyzyjne i bezpieczne monitorowanie prądu przemiennego byłoby bardzo trudne, zwłaszcza w dużych instalacjach. Warto zauważyć, że CT często współpracuje z przekładnikami napięciowymi (VT – Voltage Transformers), tworząc kompletny system pomiarowy, który umożliwia kontrolę wszystkich parametrów sieci. Wczoraj omawialiśmy podstawy transformatorów napięciowych, a już wkrótce zobaczymy, jak integruje się je w kompleksowe systemy pomiarowe i zabezpieczeniowe.