توضیحات

ترانسفورماتور جریان (CT) یکی از حیاتی‌ترین و کلیدی‌ترین تجهیزات ابزار دقیق و حفاظتی در تابلوهای برق، پست‌های توزیع و سیستم‌های قدرت فشار ضعیف (LV)، فشار متوسط (MV) و فشار قوی (HV) است. از آنجا که اندازه‌گیری مستقیم جریان‌های بزرگ صنعتی (از ده‌ها تا هزاران آمپر) توسط تجهیزات مانیتورینگ یا رله‌های حفاظتی به دلیل خطرات الکتریکی، حرارت شدید و ابعاد فیزیکی ناممکن و غیرایمن است، ترانس جریان وظیفه دارد این جریان‌های سنگین در مدار اولیه را با یک نسبت تبدیل دقیق (Transformation Ratio) به جریانی استاندارد و قابل سنجش در مدار ثانویه (معمولاً ۱ آمپر یا ۵ آمپر) کاهش دهد. علاوه بر کاهش سطح جریان، ایجاد ایزولاسیون گالوانیکی کامل بین مدار قدرتِ پرخطر و تجهیزات حساس کنترلی، تضمین‌کننده ایمنی اپراتور و مدارات الکترونیکی است.

عملکرد ترانس جریان بر اساس پدیده القای الکترومغناطیسی است؛ هادی فازِ حامل جریان به عنوان سیم‌پیچ اولیه عمل کرده و شار مغناطیسی متناوبی در هسته فرومغناطیسی ترانس ایجاد می‌کند که منجر به القای جریانی متناسب در سیم‌پیچ ثانویه با تعداد دور مشخص می‌شود. ترانس‌های جریان بر اساس نوع کاربرد به دو دسته اصلی «ترانس‌های اندازه‌گیری (Measurement CT)» با قابلیت اشباع سریع هسته جهت حفاظت از آمپرمترها در اتصال کوتاه، و «ترانس‌های حفاظتی (Protection CT)» با پایداری مغناطیسی بالا برای ارسال دقیق مقادیر جریان‌های خطای بسیار سنگین به رله‌های حفاظتی، تقسیم می‌شوند.

کاربردهای ترانس جریان (CT)

این تجهیز نقشی بدون جایگزین در تابلوهای برق و سیستم‌های توزیع ایفا می‌کند، از جمله:

• تغذیه سیگنال جریان برای انواع آمپرمترها، ولت‌مترها، پاورمترها و مولتی‌فانکشن‌های تابلویی.
• ارسال اطلاعات جریانی به رله‌های حفاظتی (نظیر کنترل بار، رله اضافه جریان/Overcurrent، اتصال زمین/Earth Fault و رله‌های بیمتال/الکترونیکی).
• تامین نمونه جریان خط برای رگولاتورهای بانک خازنی جهت محاسبه ضریب توان (cos⁡ϕcosphicosϕ) و صدور فرمان پله‌ها.
• اتصال به کنتورهای دیجیتال تعرفه‌ای شرکت توزیع برق جهت اندازه‌گیری دقیق انرژی مصرفی (کیلووات ساعت).
• مانیتورینگ خطوط تغذیه الکتروموتورهای سنگین، ترانسفورماتورها و فیدرهای ورودی/خروجی تابلوهای توزیع.
• استفاده در سیستم‌های مدیریت هوشمند انرژی (EMS) و خطوط اتوماسیون صنعتی با پروتکل‌های مانیتورینگ.

انواع ترانس جریان

ترانس‌های جریان متناسب با محل نصب، سطح ولتاژ و نوع ساختار به دسته‌های زیر تقسیم می‌شوند:

• بر اساس ساختار بدنه و شیوه نصب:
• ترانس جریان پنجره‌ای یا شینه‌ای (Busbar / Window Type): کابل یا شینه مسی از میان حفره مرکزی (پنجره) هسته عبور می‌کند (رایج‌ترین مدل فشار ضعیف).
• ترانس جریان سیم‌پیچی‌شده (Wound Type): دارای ترمینال‌های مجزا برای اتصال سری شینه یا کابل در اولیه برای جریان‌های پایین.
• ترانس جریان کور باز یا هسته جداشونده (Split-Core CT): دارای هسته دو تکه جهت نصب سریع و آسان بر روی کابل‌های در حال کار بدون نیاز به قطع مدار و دمونتاژ اتصالات.
• بر اساس کاربرد و کلاس دقت (Accuracy Class):
• کلاس اندازه‌گیری (Measurement): دارای کلاس‌های دقت 0.2، 0.5، 1 یا 3 برای مصارف مانیتورینگ و کنتورخوانی با حساسیت بالا.
• کلاس حفاظتی (Protection): معمولاً با کدهایی نظیر 5P10 یا 10P20 مشخص می‌شوند که نشان‌دهنده دقت خطا در ضریب اضافه‌جریان‌های بحرانی (۱۰ یا ۲۰ برابر جریان نامی) است.
• بر اساس جریان ثانویه:
• ثانویه ۵ آمپر (Isec=5AI_{sec}=5AIsec​=5A): استاندارد پرکاربرد برای فواصل کوتاه بین ترانس و تابلو مانیتورینگ.
• ثانویه ۱ آمپر (Isec=1AI_{sec}=1AIsec​=1A): مناسب برای فواصل طولانی‌تر به منظور کاهش افت ولتاژ و تلفات کابل رابط.

نکات مهم هنگام انتخاب و خرید

برای انتخاب یک ترانس جریان متناسب، نخستین فاکتور تعیین دقیق نسبت تبدیل نامی (Rated Ratio) است (مانند 100/5, 400/5, 1000/5)؛ جریان اولیه باید متناسب با حداکثر جریان نامی فیدر و بدون افتادن در ناحیه اشباع انتخاب گردد. دومین معیار، تعیین کلاس دقت (Accuracy Class) است؛ برای کنتورخوانی و تابلوهای حساس مالی کلاس 0.2s یا 0.5 و برای نمایشگرهای معمولی کلاس 1 یا 0.5 کافی است.

سومین پارامتر حیاتی، توان نامی بار ترانس یا بردن (Burden) است که بر حسب ولت‌آمپر (VA) بیان می‌شود (مانند 2.5VA, 5VA, 10VA, 15VA)؛ مقدار Burden باید با مجموع تلفات کابل‌های ارتباطی و امپدانس دستگاه‌های متصل در ثانویه برابری کند. ابعاد و سایز پنجره داخلی (برای عبور راحت شینه یا کابل)، قابلیت پلمپ در مدل‌های کنتوری، استاندارد ساخت (IEC 61869-2) و جنس عایق رزینی یا پلاستیک فشرده خودخاموش‌شونده از دیگر موارد کلیدی در خرید هستند. (نکته ایمنی: ترمینال‌های ثانویه ترانس جریان تحت بار هرگز نباید باز (Open Circuit) بمانند، زیرا باعث القای ولتاژ مرگبار و انفجار ترانس می‌شود).