หลักการทำงานพื้นฐานของหม้อแปลงกระแสและวิธีการใช้ในการวัดกระแสไฟฟ้า

หม้อแปลงกระแส (CT) เป็นองค์ประกอบที่สำคัญในสาขาวิศวกรรมไฟฟ้า โดยเฉพาะอย่างยิ่งในระบบไฟฟ้าและการใช้งานด้านการวัดแสง ได้รับการออกแบบมาเพื่อวัดกระแสไฟฟ้าได้อย่างแม่นยำ ในขณะเดียวกันก็ให้การแยกทางไฟฟ้าและความปลอดภัย หลักการทำงานพื้นฐานของหม้อแปลงกระแสและวิธีการใช้วัดกระแสไฟฟ้าสามารถสรุปได้ดังนี้

หลักการทำงาน:

หม้อแปลงกระแสไฟฟ้าทำงานบนหลักการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้า ประกอบด้วยขดลวดปฐมภูมิและขดลวดทุติยภูมิ ทั้งสองขดลวดพันรอบแกนแม่เหล็ก

ขดลวดปฐมภูมิ: ขดลวดปฐมภูมิของ CT เชื่อมต่อเป็นอนุกรมกับตัวนำที่จะวัดกระแส เมื่อกระแสไฟฟ้าไหลผ่านขดลวดปฐมภูมิ มันจะสร้างสนามแม่เหล็กรอบแกนกลาง

แกนแม่เหล็ก: แกนของ CT โดยทั่วไปทำจากวัสดุที่มีการซึมผ่านได้สูง เช่น เหล็กหรือเฟอร์ไรต์ เพื่อเพิ่มการเชื่อมต่อแม่เหล็กระหว่างขดลวด

ขดลวดทุติยภูมิ: ขดลวดทุติยภูมินั้นพันอยู่บนแกนเดียวกัน แต่ถูกแยกทางไฟฟ้าจากขดลวดปฐมภูมิ ประกอบด้วยจำนวนรอบที่มากกว่าการพันขดลวดหลักอย่างมีนัยสำคัญ

การเหนี่ยวนำแรงดันไฟฟ้า: ตามกฎการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้าของฟาราเดย์ การเปลี่ยนแปลงของสนามแม่เหล็กที่สร้างขึ้นโดยกระแสหลักจะทำให้เกิดแรงดันไฟฟ้าในขดลวดทุติยภูมิ แรงดันไฟฟ้าเหนี่ยวนำเป็นสัดส่วนโดยตรงกับอัตราการเปลี่ยนแปลงของกระแสในขดลวดปฐมภูมิ

ลักษณะสำคัญและการใช้งาน:

การลดกระแส: CT ได้รับการออกแบบมาเพื่อลดกระแสจากขดลวดปฐมภูมิให้เป็นระดับมาตรฐานที่สามารถจัดการได้สำหรับวัตถุประสงค์ในการวัดและการป้องกัน โดยทั่วไปกระแสทุติยภูมิจะต่ำกว่ากระแสปฐมภูมิมาก โดยมักจะมีอัตราส่วน 100:5 หรือ 1,000:5

การแยก: CT ให้การแยกทางไฟฟ้าระหว่างวงจรหลักไฟฟ้าแรงสูงและวงจรทุติยภูมิแรงดันต่ำ สิ่งนี้ทำให้มั่นใจในความปลอดภัยสำหรับอุปกรณ์ตรวจวัดและติดตาม

ความแม่นยำ: CT ที่มีความแม่นยำสูงผลิตขึ้นเพื่อให้การวัดกระแสที่แม่นยำภายในระยะขอบข้อผิดพลาดที่ระบุ แม้ภายใต้สภาวะโหลดที่แตกต่างกัน

อุปกรณ์ตรวจวัด: เอาต์พุตกระแสทุติยภูมิของ CT เชื่อมต่อกับอุปกรณ์วัดและตรวจสอบต่างๆ เช่น แอมมิเตอร์ โวลต์มิเตอร์ วัตต์มิเตอร์ มิเตอร์พลังงาน และรีเลย์ป้องกัน

รีเลย์ป้องกัน: CT มีบทบาทสำคัญในการป้องกันระบบไฟฟ้า ใช้เพื่อตรวจจับสภาวะกระแสไฟเกินและกระแสไฟลัด ซึ่งกระตุ้นรีเลย์ป้องกันเพื่อแยกส่วนที่ผิดพลาดของระบบ

การวัดและการเรียกเก็บเงิน: ในการใช้งานการวัดค่าไฟฟ้า CT จะถูกนำมาใช้เพื่อวัดปริมาณการใช้ไฟฟ้าในปัจจุบันในที่พักอาศัย อาคารพาณิชย์ และโรงงานอุตสาหกรรม เอาต์พุตกระแสทุติยภูมิใช้เพื่อคำนวณการใช้พลังงานเพื่อการเรียกเก็บเงิน

หม้อแปลงเครื่องมือ: CT พร้อมด้วยหม้อแปลงแรงดันไฟฟ้า (VT) เรียกรวมกันว่าหม้อแปลงเครื่องมือ VT มีฟังก์ชันที่คล้ายกันสำหรับการวัดและการแยกแรงดันไฟฟ้า