電気システムにおける変流器の役割: 詳細

変流器の動作原理

本質的に、変流器は、電流を測定するために特別に設計された一種の変圧器です。 CT には通常、1 つ以上のワイヤ (またはコアを通過する導体) で構成される単一の一次巻線と、測定装置または保護装置に接続される二次巻線があります。

CTは電磁誘導の原理で動作します。一次巻線に電流が流れると、コア内に磁界が発生します。この磁場は二次巻線に比例した電流を誘導します。誘導される電流の量は、一次巻線と二次巻線の巻数比によって決まります。たとえば、比率が 100:1 の CT では、一次電流が 100 アンペアの場合、二次巻線に 1 アンペアが生成されます。

変流器の種類

クランプ型またはスプリットコア CT
スプリットコア CT は、電力線を切断することなく簡単に設置できるように設計されています。コアは 2 つの半分に分割されているため、回路を破壊することなくトランスを導体の周囲にクランプできます。これらは、回路を遮断することが現実的でない既存の設備を改造する際に一般的に使用されます。

トロイダルCT
トロイダル CT はリング状で、中心が空洞になっています。導体はリングの中心を通過し、二次巻線はコアの外側に巻かれます。小型かつ高精度が要求される用途に幅広く使用されています。

創傷一次CT
場合によっては、CT の一次巻線が、コアを通過する導体を使用するのではなく、コアの周りに巻かれます。この設計は、単一の導体よりも巻線の精度が高いため、高精度と低負担が必要な場合によく使用されます。

バーCT
バー CT は、一次導体が変圧器巻線の一部として機能するように設計されています。これらは一般に、高電流レベルの過酷な用途に使用され、優れた精度を提供します。

変流器の用途

電力計測とエネルギー管理
CT は正確なエネルギー計測に不可欠です。電力メーターは多くの場合、CT を使用して大電流レベルをスケールダウンし、家庭、商業ビル、産業施設の電力消費量を正確に測定します。 CT がなければ、大電流を直接測定することは困難で危険です。

過電流保護
電気システムでは、短絡や過負荷などの障害を示す可能性のある異常電流を検出するために、過電流保護スキームに CT が使用されます。 CTは過電流を検出し、保護リレーに信号を送り、故障した回路をシステムから切り離すことで、機器の損傷を防ぎ、安全性を確保します。

リレー保護システム
CT は保護リレーと組み合わせて、障害検出とシステム保護に使用されます。短絡時など、システムに異常電流が発生した場合、CT はこれを迅速に検出してリレーを作動させ、迅速な切断を確保してさらなる損傷や危険を防ぎます。

産業機器の電流監視
CT は、大型産業機械に流れる電流を監視し、機器が指定された電流範囲内で動作していることを確認するために使用されます。過電流または不足電流の状態は、機器の故障や効率の低下などの問題を示している可能性があり、CT は問題が致命的になる前にオペレーターに警告できます。

差動保護
CT は、2 つ以上の CT がシステムの異なる部分を監視する差動保護方式でも使用されます。システムに入る電流と出る電流が等しくない場合、CT はこの不一致を検出し、障害を示す可能性があります。その後、システムは自動的にアラームまたは保護機構を作動させ、システムの障害のある部分を隔離します。

変流器の利点

安全性と隔離
を使用する最も重要な利点の 1 つは、 変流器 測定機器を高電圧システムから電気的に絶縁する能力です。この絶縁により、潜在的な電気的危険が防止され、測定および制御装置を扱う技術者やオペレータの安全が確保されます。

精度と精度
変流器は、変動する電気が存在する場合でも、高精度で信頼性の高い電流測定を提供します。

厳しい状況。そのため、電力計測、障害検出、保護リレーなど、精度が必要なアプリケーションにとって非常に価値があります。

コンパクトでコスト効率が高い
CT はサイズが比較的コンパクトでコスト効率が高いため、小規模な住宅用回路から大規模な産業用電力システムに至るまでのアプリケーションに手頃なソリューションとなります。サイズが小さいため、サーキットブレーカー、エネルギーメーター、保護リレーなどのさまざまなデバイスに組み込むことができます。

耐久性と長寿命
最新の CT は、高温、振動、電気的ストレスなどの過酷な環境条件に耐えるように設計されています。その結果、CT は要求の厳しい産業環境において長期にわたるパフォーマンスを提供します。