ترانسفورماتور جریان (CT):

از ترانسهای جریان برای تبدیل جریان زیاد به مقدار کم (معمولاً 5 آمپر) برای وسائل اندازه‌گیری و رله‌های حفاظتی مورد استفاده قرار می‌گیرد. سیم پیچی اولیه ترانس جریان بصورت سری در مدار قرار گرفته و جریان آن همان جریان خط می‌باشد که مقدار آن بستگی به امپدانس بار و ولتاژ شبکه دارد. مقادیر نامی ترانسفورماتور جریان برحسب نسبت تبدیل آن مشخص می‌شود (مثلاً 5 به 600، 5 به 800 ، 5 به 1000). چیزی که مهم است اندازه نامی جریان (5 آمپر) در طرف ثانویه ترانس می‌باشد.

تعداد سیم پیچی‌های ثانویه ترانسهای جریان 2 یا 3 سری بوده که یکسری برای وسائل اندازه‌گیری و بقیه برای سیستمهای حفاظتی مورد استفاده قرار می‌گیرد. ترانسفورماتور جریان بصورت سری در مدار جریان قرار می‌گیرد و وسائل حفاظتی و اندازه‌گیری نیز به صورت سری با ثانویه ترانسفورماتور جریان متصل می‌گردند.

تذکر خیلی مهم:

ثانویه ترانس جریان اگر هیچ دستگاهی به آن متصل نباشد، بایستی حتماً در تمام لحظات اتصال کوتاه باشد. چون ممکن است ولتاژهای بسیار زیادی در ثانویه (مدار باز) آن ظاهر گردد. در عمل اغلب رله‌ها و وسایل اندازه‌گیری دیگر، که از جریان ترانسفورماتورهای جریان استفاده می‌کنند دارای یک کلید اتصال کوتاه هستند که باید قبل از برداشتن رله برای تعویض یا تنظیم بسته شود.

انواع ترانسفورماتور جریان

الف) انواع ترانسهای جریان برحسب نوع عایق اصلی عبارتند از: 

ـ ترانس نوع روغنی با عایق کاغذ آغشته به روغن (برای ولتاژهای زیاد و خیلی زیاد و تاسیسات بیرونی)
ـ نوع خشک با عایق رزین (برای ولتاژ متوسط و تاسیسات داخلی و پستهای گازی)
ـ  نوع SF6

ب ) انواع ترانسفورماتورهای جریان بر حسب نحوه قرار گرفتن هسته و سیم بندی ترانس عبارتند از :

- ترانس جریان هسته پایین یا مخزن دار (Tank Type)
ـ ترانس جریان هسته بالا یا با مخزن معکوس (Inverted Type) 
ـ ترانس جریان Bushing Type

ترانس جریان هسته پایین( Tank Type )

هسته این نوع ترانسهای روغنی در قسمت پایین قرار دارد و هادی طرف اولیه بصورت حرف U (نوع Hair Pin) از بالا تا پایین بداخل مخزن ادامه داشته و ثانویه در قسمت تحتانی بدور آن واقع است. به منظور جبران انقباض و انبساط روغن در درجه حرارتهای مختلف از گاز نیتروژن و یا محفظه خالی آکاردئونی شکل استفاده می‌شود.

برخی از ویژگیهای ترانسهای جریان هسته پایین:

1- کوچگتر بودن ابعاد ترانس (با بکارگیری روغن کوارتز)
2- امکان تغییر حجم با استفاده از گاز نیتروژن و بدون استفاده از قسمتهای متحرک (عدم نیاز به تعویض روغن)
3- آب بندی کامل بطوریکه نیاز به بازبینی و نگهداری ندارد
4- دارای مقاومت بالا در برابر زلزله
5- تانک روغنی از نوع گالوانیزه گرم می‌باشد.

ترانس جریان هسته بالا (Inverted Type)

هادی اولیه این نوع ترانسهای جریان روغنی از یک لوله توپر و یا شمش مسی یا آلومینیمی کوتاه با تلفات حرارتی بسیار کم می‌باشد. هسته‌ها در بالا واقع شده و ثانویه در همان قسمت فوقانی بدور آن تعبیه شده است.

از این نوع ترانسها برای ولتاژهای بالاتر از kV300 استفاده می‌شود و به دلیل طراحی مناسب و اقتصادی از سایر مدلها ارزانتر است. برخی از ویژگیهای ترانسهای جریان هسته بالا عبارتند:

1- طراحی بهینه ابعاد و استفاده از کمترین میزان ممکن حجم روغن
2- امکان حمل و نقل بصورت افقی
3- عدم نیاز به سرویس و نگهداری

مشخصات ترانسفورماتور جریان شامل:

1) نوع ترانس ( از لحاظ عایق اصلی و وضعیت هسته و سیم پیچیها)

2) ولتاژ نامی و سطوح عایقی

با توجه به ولتاژ پست و سطح عایقی سیستم این دو پارامتر انتخاب می­شوند.

3) جریان نامی اولیه

جریان نامی جریانی است که عملکرد ترانس جریان بر پایه آن است و براساس جریان عادی که از محاسبات پخش بار (یا جریان نامی فیوزها) بدست می‌آید انتخاب می‌شود. اختلاف زیاد بین جریان نامی ترانس و جریان خط باعث می‌شود تا حساسیت رله ها کاهش یابد و علاوه بر آن نیاز به ترانسفورماتورهای کمکی نیز کمتر است. جریانهای نامی اولیه A 75، 60، 50، 40، 30، 25،20، 15،12.5، 10 و مضارب ده آنها در استانداردها توصیه شده است. مقادیری که در زیر آنها خط کشیده شده است ارجح می‌باشد.

4) جریان نامی ثانویه

جریان نامی ثانویه مطابق استاندارد اعداد 1، 2 یا 5 آمپر می‌تواند باشد. جریانهای یک آمپر در ولتاژهای بالاتر که طول سیمهای ارتباطی تا رله بیشتر است ارجح می‌باشد. (معمولاً ترانسهای جریان نوع 2 آمپری را نمی‌سازند). ترانسهای جریان نوع یک آمپری دارای حجم و وزن زیادتری نسبت به CTهای 5 آمپری بوده و ولتاژ مدار باز آنها نیز بالاتر می‌باشد. اما مقاومت سیمهای رابط در اینگونه CTها ولت‌آمپر کمتری را به ترانس تحمیل می‌کند.

جریان نامی ثانویه مطابق با استاندارد برای ولتاژهای تا kV145 برابر 1 یا 5 آمپر و برای ولتاژهای بالاتر برابر یک آمپر انتخاب می‌شود.

نسبت تبدیل جریان نامی

برابر با نسبت جریان نامی اولیه به ثانویه ترانس می‌باشد (1/2000 یا 5/1000). انتخاب صحیح آن باعث بالا رفتن حساسیت رله‌ها و دستگاههای اندازه‌گیری می‌شود.

6) بار نامی یا ولت‌آمپر ثانویه یا باردن (Burden)

مقدار امپدانس بارها (دستگاههای حفاظتی و اندازه‌گیری) که می‌توان در ثانویه ترانس جریان قرار داد بدون آنکه خطای نسبت تبدیل از حد مجاز بالاتر برود. بارگذاری ترانسهای جریان بصورت سری بوده و سیم پیچی‌های دستگاههای اندازه‌گیری و دستگاههای حفاظتی باید جدا از هم باشند. بعبارت دیگر ولت آمپر همان خروجی نامی ترانس بر حسب VA یا توان ظاهری در بار نامی و جریان نامی می‌باشد. مقادیر استاندارد شده برای خروجی عبارتند از VA30، 15، 10، 5، 2.5.

7) جریان اتصال کوتاه کم مدت نامی

جریان اتصال کوتاه نامی با توجه به محاسبات اتصال کوتاه شبکه تعیین می‌گردد و مدت آن مطابق با استاندارد برابر یک ثانیه می‌باشد و مقدار جریان برای ترانسهای روغنی از رابطه زیر قابل محاسبه می‌شود: 

Sk(MVA): سطح خطا (اتصال کوتاه) در نقطه‌ای که CT نصب شده است. بطور کلی مقدار جریان استقامت کوتاه مدت برای زمانهای x ثانیه از رابطه زیر قابل محاسبه می‌باشد:

جریان استقامت کوتاه مدت، اثر حرارتی روی سیم پیچهای اولیه می‌گذارد.

8) جریان دائمی حرارتی نامی

معمولاً برابر با جریان نامی اولیه ترانسفورمر می‌باشد. انتخاب عدد بالاتر از مقدار نامی باعث کاهش میزان ازدیاد درجه حرارت ترانسفورماتور می‌گردد که در طول عمر ترانسفورماتور مؤثر می‌باشد.

9) کلاس دقت

کلاس دقت حداکثر خطای مجاز ترانس را در محدوده‌ای مشخص از نظر جریان، فرکانس و بار نشان می‌دهد و یکی از پارامترهای مهم در انتخاب ترانس جریان است. به طور نمونه محدوده جریان از 10 تا 120 درصد جریان نامی و محدوده بار از 25 تا 100 درصد بار نامی ترانسهای جریان اندازه‌گیری می‌باشد. کلاس‌های دقت استاندارد برای ترانسهای اندازه‌گیری عبارتند از: 5، 3، 1، 0.5، 0.2، 0.1 .

10) جریان نامی حد دقت اولیه

حداکثر جریان اولیه‌ای که به ازای آن جریان CT نوع حفاظتی دقت خود راحفظ می‌کند.

11) ضریب حد دقت (A.L.F )

نسبت جریان حد دقت اولیه بر جریان نامی اولیه را ضریب حد دقت می‌نامند به­ عبارت دیگر ضریبی از جریان نامی ترانس که ترانس از محدوده کلاس دقت خود خارج نمی­شود و طبق استاندارد عبارتند ازاعداد 30، 20، 15، 10، 5=n

ترانسهای جریان نوع حفاظتی و اندازه‌گیری

اصولاً ترانسهای جریان در دو نوع حفاظتی و اندازه‌گیری ساخته می‌شوند‌ (سیم پیچ اولیه مشترک و هسته و سیم پیچ ثانویه جدا). یک ترانس جریان می‌تواند شامل 6 هسته جدا از هم بعنوان هسته‌های اندازه‌گیری و رله باشد.

بطور کلی اندازه‌گیری جریان می‌تواند در دو حالت زیر باشد:

-اندازه‌گیری به منظور تبدیل جریان در شرایط عادی با دقت بالا، بردن پایین، ولتاژ اشباء پایین هسته اندازه‌گیری، در محدوده 5% تا 120% جریان نامی و کلاسهای اندازه‌گیری 0.2، 0.5 (IEC) (ترانس جریان اندازه‌گیری)

-اندازه‌گیری در شرایط خطا  در رنج اضافه جریانها، دقت پایین، ولتاژ اشباء بالا، کلاسهای دقت p5، p10، عدم تصحیح دور ترانسها (ترانسهای جریان حفاظتی)