Akım trafolarının temel çalışma prensibi ve elektrik akımını ölçmek için nasıl kullanıldıkları

Akım transformatörleri (CT'ler), elektrik mühendisliği alanında, özellikle güç sistemleri ve ölçüm uygulamalarında hayati bileşenlerdir. Elektriksel izolasyon ve güvenlik sağlarken elektrik akımını doğru bir şekilde ölçmek için tasarlanmıştır. Akım transformatörlerinin temel çalışma prensibi ve elektrik akımını ölçmek için nasıl kullanıldıkları şu şekilde özetlenebilir:

Çalışma prensibi:

Akım transformatörü elektromanyetik indüksiyon prensibine göre çalışır. Her ikisi de manyetik bir çekirdeğin etrafına sarılmış bir birincil sargı ve bir ikincil sargıdan oluşur.

Birincil Sargı: CT'nin birincil sargısı, akımın ölçüleceği iletkene seri olarak bağlanır. Elektrik akımı birincil sargıdan geçtiğinde çekirdeğin etrafında bir manyetik alan oluşturur.

Manyetik Çekirdek: CT'nin çekirdeği, sarımlar arasındaki manyetik bağlantıyı güçlendirmek için tipik olarak demir veya ferrit gibi oldukça geçirgen bir malzemeden yapılır.

İkincil Sargı: İkincil sargı aynı çekirdek üzerine sarılır ancak birincil sargıdan elektriksel olarak izole edilmiştir. Birincil sargıya göre önemli ölçüde daha fazla sayıda dönüşten oluşur.

Gerilim İndüksiyonu: Faraday'ın elektromanyetik indüksiyon yasasına göre, primer akımın yarattığı değişen manyetik alan, sekonder sargıda bir gerilim indükler. İndüklenen voltaj, birincil sargıdaki akımın değişim hızıyla doğru orantılıdır.

Temel Özellikler ve Uygulamalar:

Akım Azaltma: CT'ler, birincil sargıdan gelen akımı, ölçüm ve koruma amacıyla standart, yönetilebilir bir seviyeye düşürmek için tasarlanmıştır. İkincil akım tipik olarak birincil akımdan çok daha düşüktür ve genellikle 100:5 veya 1000:5 oranındadır.

İzolasyon: CT'ler, yüksek voltajlı birincil devre ile düşük voltajlı ikincil devre arasında elektriksel izolasyon sağlar. Bu, ölçüm ve izleme ekipmanının güvenliğini sağlar.

Doğruluk: Yüksek hassasiyetli CT'ler, değişen yük koşullarında bile belirli bir hata payı dahilinde doğru akım ölçümleri sağlayacak şekilde üretilmiştir.

Ölçüm Cihazları: CT'lerin sekonder akım çıkışı, ampermetreler, voltmetreler, wattmetreler, enerji sayaçları ve koruyucu röleler gibi çeşitli ölçüm ve izleme cihazlarına bağlanır.

Koruyucu Röleler: CT'ler güç sistemi korumasında çok önemli bir rol oynar. Sistemin arızalı parçalarını izole etmek için koruyucu röleleri tetikleyen aşırı akım koşullarını ve arıza akımlarını algılamak için kullanılırlar.

Ölçüm ve Faturalama: Elektrik ölçüm uygulamalarında CT'ler konut, ticari ve endüstriyel ortamlardaki mevcut tüketimi ölçmek için kullanılır. Sekonder akım çıkışı, faturalandırma amacıyla enerji tüketimini hesaplamak için kullanılır.

Alet Transformatörleri: CT'ler, gerilim transformatörleri (VT'ler) ile birlikte topluca alet transformatörleri olarak anılır. VT'ler voltaj ölçümü ve izolasyonu için benzer bir işlev görür.