ترانس جریان چیست؟ کاربرد و انواع

ترانس جریان، که به اختصار CT (مخفف Current Transformer) نامیده می‌شود، یک ترانسفورماتور اندازه‌گیری است که جریان‌های بالا در مدارهای قدرت را به مقادیر استاندارد و قابل اندازه‌گیری (معمولاً ۱ یا ۵ آمپر) کاهش می‌دهد. این وسیله با ایزوله‌سازی مدار قدرت از تجهیزات حفاظتی و اندازه‌گیری، امکان اندازه‌گیری ایمن جریان، حفاظت از تجهیزات و کنترل مصرف انرژی را فراهم می‌کند. به زبان ساده، ترانس جریان یک «چشم» دقیق و ایمن برای دیدن جریان در مدارهای پرفشار و پرجریان است.

ترانس جریان در کاروان صنعت — 19 کالامشاهده و قیمت ←

ترانس جریان چیست

ترانس جریان یک ترانسفورماتور اندازه‌گیری است که سیم‌پیچ اولیه آن به صورت سری در مدار قرار می‌گیرد و تمام جریان خط از آن عبور می‌کند. سیم‌پیچ ثانویه نیز به ابزار دقیق، رله‌های حفاظتی یا کنتورهای انرژی متصل می‌شود. نسبت تبدیل در ترانس‌های جریان معمولاً به صورت «جریان اولیه به جریان ثانویه» بیان می‌شود. برای مثال، در ترانس جریان تبدیل ۶۰۰ به ۵ آمپر، وقتی ۶۰۰ آمپر از اولیه عبور می‌کند، دقیقاً ۵ آمپر در ثانویه القا می‌شود.

مهم‌ترین تفاوت ترانس جریان با ترانسفورماتور ولتاژ این است که ترانس جریان همیشه باید با بار (مدار ثانویه) بسته کار کند. باز بودن مدار ثانویه در حین عبور جریان از اولیه، خطرناک است و می‌تواند ولتاژ بسیار بالایی ایجاد کند که به عایق‌ها آسیب می‌زند و برای پرسنل خطرناک است. به همین دلیل، قبل از قطع کردن تجهیزات از ثانویه، باید اولیه را بی‌بار کرد یا ثانویه را اتصال کوتاه نمود.

ضریب ترانس جریان چیست

ضریب ترانس جریان، نسبت جریان اولیه به جریان ثانویه است و همان عددی است که روی پلاک ترانس درج می‌شود. برای نمونه، ضریب ۱۲۰۰ به ۵ یعنی اگر ۱۲۰۰ آمپر از اولیه عبور کند، خروجی ثانویه ۵ آمپر خواهد بود. برای جریان‌های کمتر، خروجی به نسبت خطی کاهش می‌یابد؛ مثلاً با ۶۰۰ آمپر اولیه، خروجی ۲.۵ آمپر خواهد بود.

انتخاب ضریب مناسب باید با توجه به جریان نامی بار انجام شود. در عمل، ضریب ترانس را معمولاً کمی بالاتر از جریان نامی مصرف‌کننده انتخاب می‌کنند تا ترانس در ناحیه خطی خود کار کند و دقت اندازه‌گیری در بارهای عادی حفظ شود. به عنوان مثال، برای باری با جریان نامی ۴۰۰ آمپر، ترانس ۵۰۰ به ۵ انتخاب مناسبی است. برای باری با جریان ۱۰۰۰ آمپر، می‌توان از ترانس ۱۲۰۰ به ۵ استفاده کرد.

نماد اختصاری ترانس جریان چیست

نماد اختصاری ترانس جریان در نقشه‌های الکتریکی و مدارهای قدرت، حروف CT است که مخفف عبارت Current Transformer می‌باشد. در برخی متون و نقشه‌های قدیمی‌تر، از علامت TA نیز استفاده می‌شود که برگرفته از واژه‌های آلمانی یا فرانسوی برای ترانسفورماتور جریان است. در شماتیک‌های تک‌خطی، ترانس جریان به صورت یک دایره با دو ترمینال که سیم اولیه از وسط آن عبور می‌کند، رسم می‌شود و نزدیک آن علامت CT یا قطب‌های P1، P2 نوشته می‌شود.

در جداول و کاتالوگ‌های فنی، برای ترانس جریان از مشخصه‌هایی مانند نسبت تبدیل، کلاس دقت و توان نامی (بار) استفاده می‌شود. برای نمونه، عبارت «CT 600/5A Cl.1» یعنی ترانس جریانی با نسبت ۶۰۰ به ۵ آمپر و کلاس دقت ۱.

تبدیل در کاروان صنعت — 160 کالامشاهده و قیمت ←

کار ترانس جریان چیست

کار اصلی ترانس جریان، تبدیل جریان‌های بالا به سطحی استاندارد (۱ یا ۵ آمپر) است که ابزارهای اندازه‌گیری و حفاظتی بتوانند به راحتی آن را پردازش کنند. از کاربردهای اصلی این تجهیز می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

• اندازه‌گیری دقیق مصرف انرژی: کنتورهای دیجیتال و آنالوگ انرژی الکتریکی، جریان مصرفی را از طریق ترانس جریان دریافت می‌کنند. این کاربرد در تأسیسات صنعتی، ساختمان‌های بزرگ و ایستگاه‌های برق بسیار رایج است.
• حفاظت از تجهیزات: رله‌های حفاظتی مانند رله‌های اضافه جریان، اتصال کوتاه و خطای زمین، سیگنال جریان را از ترانس جریان دریافت کرده و در شرایط غیرعادی فرمان قطع مدار را صادر می‌کنند.
• کنترل و مانیتورینگ: در تابلوهای برق و سیستم‌های مدیریت انرژی (BMS)، از ترانس جریان برای نمایش لحظه‌ای جریان، توان و ضریب قدرت استفاده می‌شود. همچنین در سیستم‌های کنترل موتور و درایوها برای پایش جریان مصرفی به کار می‌رود.
• کسب سیگنال برای جبران‌سازهای توان راکتیو (خازن‌ها): بانک‌های خازنی برای تنظیم خودکار، به سیگنال جریان و ولتاژ نیاز دارند که این سیگنال از طریق ترانس جریان تأمین می‌شود.

کلاس دقت ترانس جریان چیست

کلاس دقت یک ترانس جریان، حداکثر خطای مجاز در اندازه‌گیری جریان و زاویه فاز را در شرایط کاری مشخص شده تعیین می‌کند. کلاس‌های دقت بر اساس درصد خطا نامگذاری می‌شوند:

در بسیاری از ترانس‌های جریان دو کلاس دقت روی پلاک درج می‌شود، مانند «Cl. 0.5 / 5P20» که عدد اول مربوط به سیم‌پیچ اندازه‌گیری و عدد دوم مربوط به سیم‌پیچ حفاظتی با ضریب اشباع ۲۰ است. برای مصارف عمومی اندازه‌گیری در تأسیسات صنعتی، کلاس ۱ رایج است و برای کنتورهای برق تجاری، معمولاً کلاس ۰٫۵ یا بالاتر مورد نیاز است.

انواع ترانس جریان ct

ترانس‌های جریان بر اساس ساختار، نوع عایق‌بندی و کاربرد به دسته‌های مختلفی تقسیم می‌شوند. مهم‌ترین انواع آن عبارتند از:

بر اساس ساختار هسته

• نوع پنجره‌ای (Window Type): هیچ سیم‌پیچ اولیه‌ای ندارد و سیم اصلی مدار از داخل حفره مرکزی عبور می‌کند. این نوع بیشتر برای اندازه‌گیری در تابلوهای فشار ضعیف استفاده می‌شود و نصب آن بسیار آسان است.
• نوع میله‌ای (Bar Type): یک میله مسی از مرکز هسته عبور می‌کند که به عنوان سیم‌پیچ اولیه عمل می‌کند. مناسب جریان‌های بالاتر و نصب در باس‌بارهاست.
• نوع سیم‌پیچی شده (Wound Type): اولیه آن چند دور سیم واقعی است که به دور هسته پیچیده شده است. برای جریان‌های نسبتاً کم ولی با دقت بالا استفاده می‌شود.

بر اساس جنس عایق

• عایق خشک (رزین یا کست): با رزین اپوکسی قالب‌گیری می‌شود و برای ولتاژهای پایین و متوسط مناسب است. رایج‌ترین نوع در تابلوهای برق فشار ضعیف و متوسط است.
• عایق روغن: در ترانس‌های جریان ولتاژ بالا در پست‌های فشار قوی استفاده می‌شود. روغن نقش خنک‌کنندگی و عایقی را همزمان ایفا می‌کند.
• نوع گازی (SF6): در پست‌های گازی و تجهیزات مدرن فشار قوی مورد استفاده قرار می‌گیرد.

بر اساس کاربرد

• اندازه‌گیری: برای اتصال به کنتور و ابزار دقیق، با کلاس دقت بالا (۰٫۲، ۰٫۵، ۱).
• حفاظتی: برای اتصال به رله‌های حفاظتی، با رفتار اشباع مشخص و کلاس‌های 5P یا 10P. این نوع باید در جریان‌های خطا (چند برابر جریان نامی) تا حد معینی خطا ندهد تا رله عملکرد صحیح داشته باشد.
• ترکیبی (اندازه‌گیری + حفاظت): دارای دو یا چند هسته مجزا در یک بدنه است.

بر اساس نحوه نصب

• نصب مستقیم روی کابل: نوع پنجره‌ای که دور کابل بسته می‌شود.
• نصب روی شینه (باس‌بار): به شکل حلقه یا مستطیل که شینه از داخل آن عبور می‌کند.
• نصب در تابلو: با پایه نصب پیچی یا ریل استاندارد.

ترانس جریان کوربالانس چیست

ترانس جریان کوربالانس (Core Balance Current Transformer) نوعی ترانس جریان حفاظتی است که هر سه فاز شبکه را به طور همزمان از داخل حلقه خود عبور می‌دهد یا در مدارهای تک‌فاز، فاز و نول را با هم داخل حلقه قرار می‌دهد. در شرایط عادی، مجموع برداری جریان‌های عبوری صفر است و در ثانویه هیچ سیگنالی ایجاد نمی‌شود. اما اگر خطای زمین (نشت جریان به زمین) رخ دهد، تعادل برهم می‌خورد و در ثانویه ترانس، جریان خطای باقی‌مانده القا می‌شود.

از این ترانس برای حفاظت در برابر برق‌گرفتگی و آتش‌سوزی ناشی از جریان نشتی استفاده می‌شود و به رله‌های حفاظتی یا کلیدهای نشتی جریان (RCCB) متصل می‌گردد. حساسیت این ترانس‌ها بسیار بالاست و می‌توانند جریان‌های نشتی در حد چند میلی‌آمپر را تشخیص دهند.

---

سؤالات متداول

ترانس جریان چگونه کار می‌کند؟

ترانس جریان مانند یک ترانسفورماتور معمولی کار می‌کند اما با این تفاوت که اولیه آن فقط یک یا چند دور سیم ضخیم است که جریان اصلی از آن عبور می‌کند. جریان متناوب اولیه، شار مغناطیسی متغیری در هسته ایجاد می‌کند و این شار در سیم‌پیچ ثانویه جریانی متناسب با نسبت دورها القا می‌کند.

آیا ترانس جریان با جریان DC کار می‌کند؟

خیر. ترانس جریان بر اساس القای الکترومغناطیسی کار می‌کند و برای جریان متناوب (AC) طراحی شده است. اگر جریان DC از آن عبور کند، هیچ ولتاژی در ثانویه القا نمی‌شود و هسته ممکن است اشباع شده و به ترانس آسیب برساند.

اگر ثانویه ترانس جریان باز باشد چه اتفاقی می‌افتد؟

اگر ثانویه ترانس جریان در حالی که جریان از اولیه عبور می‌کند باز باشد، جریان ثانویه صفر می‌شود و همه جریان اولیه به عنوان جریان مغناطیس‌کننده عمل می‌کند. این امر باعث اشباع شدید هسته و ایجاد ولتاژ بسیار بالایی در دو سر ثانویه می‌شود که می‌تواند به عایق آسیب بزند یا برای افراد خطرناک باشد.

تفاوت ترانس جریان اندازه‌گیری و حفاظتی چیست؟

ترانس جریان اندازه‌گیری برای دقت در محدوده جریان نامی طراحی شده و در جریان‌های خطا اشباع می‌شود تا ابزار دقیق آسیب نبیند. ترانس حفاظتی برعکس، باید در جریان‌های خطای چند برابر نامی، هنوز پاسخ دقیق و متناسب بدهد تا رله حفاظتی عمل کند. به همین دلیل هسته این دو نوع کاملاً متفاوت ساخته می‌شود.

ترانس جریان چند آمپر خروجی دارد؟

خروجی استاندارد ثانویه ترانس‌های جریان معمولاً ۱ آمپر یا ۵ آمپر است. در صنعت، خروجی ۵ آمپر رایج‌تر است و برای مسافت‌های طولانی بین ترانس و ابزار اندازه‌گیری، خروجی ۱ آمپر توصیه می‌شود.

آیا می‌توان دو کنتور را همزمان به یک ترانس جریان وصل کرد؟

از نظر فنی ممکن است، اما توصیه نمی‌شود. هر ترانس جریان توان مشخصی دارد که به آن «بار» یا Burden گفته می‌شود. اتصال دو کنتور به یک ترانس، بار مدار ثانویه را افزایش می‌دهد و ممکن است دقت اندازه‌گیری به شدت کاهش یابد. در این موارد بهتر است از ترانس‌های جداگانه استفاده شود.