การคำนวณอัตราส่วนหม้อแปลงกระแสเป็นทักษะพื้นฐานในวิศวกรรมไฟฟ้า ซึ่งจำเป็นสำหรับการเลือก CT การออกแบบระบบ และการตรวจสอบการติดตั้งที่มีอยู่ อัตราส่วน CT กำหนดความสัมพันธ์ระหว่างกระแสหลักและกระแสทุติยภูมิ และสามารถคำนวณได้หลายวิธี ขึ้นอยู่กับข้อมูลที่มีอยู่และวัตถุประสงค์ของการคำนวณ การทำความเข้าใจวิธีการเหล่านี้ช่วยให้วิศวกรสามารถระบุ CT ได้อย่างถูกต้อง ตรวจสอบข้อมูลป้ายชื่อ และแก้ไขปัญหาระบบการวัดและการป้องกัน
วิธีการพื้นฐานที่สุดในการคำนวณอัตราส่วน CT ขึ้นอยู่กับอัตราส่วนรอบของขดลวด อัตราส่วน CT เท่ากับจำนวนรอบทุติยภูมิหารด้วยจำนวนรอบปฐมภูมิ หรือเทียบเท่ากับกระแสหลักหารด้วยกระแสทุติยภูมิ ความสัมพันธ์สามารถแสดงเป็น: Ip / Is=Ns / Np โดยที่ Ip คือจำนวนแอมแปร์หลัก Is คือจำนวนแอมแปร์รอง Ns คือจำนวนรอบทุติยภูมิ และ Np คือจำนวนรอบปฐมภูมิ ตัวอย่างเช่น หม้อแปลงกระแส 400:5 มีอัตราส่วน 400/5=80 ซึ่งหมายความว่า 400 แอมแปร์ในหม้อแปลงกระแสหลักจะผลิต 5 แอมแปร์ในหม้อแปลงไฟฟ้ารอง CT นี้ต้องใช้เทิร์นรอง 80 รอบในแต่ละเทิร์นหลัก
อัตราส่วน CT สามารถคำนวณได้โดยตรงจากการจัดอันดับป้ายชื่อ อัตราส่วนที่กำหนดคืออัตราส่วนของกระแสไฟฟ้าที่กำหนดหลักต่อกระแสไฟฟ้าที่กำหนดรอง และระบุเป็นเศษส่วนที่ไม่มีการตัดทอนบนแผ่นระบุพิกัด เช่น 200:5 หรือ 600:1 อัตราส่วนสามารถลดลงให้อยู่ในรูปแบบที่ง่ายที่สุดได้โดยการหารตัวเลขทั้งสองด้วยตัวหารร่วมที่ยิ่งใหญ่ที่สุด ตัวอย่างเช่น อัตราส่วน 300:5 สามารถทำให้ง่ายขึ้นเป็น 60:1 และอัตราส่วน 1000:5 สามารถทำให้ง่ายขึ้นเป็น 200:1 บางครั้งแบบฟอร์มที่เรียบง่ายนี้ใช้สำหรับการคำนวณอย่างรวดเร็วในภาคสนาม
เมื่อตัวนำหลักถูกส่งผ่านช่อง CT มากกว่าหนึ่งครั้ง อัตราส่วนประสิทธิผลจะเปลี่ยนไป การผ่านตัวนำหลักแต่ละครั้งผ่านแกน CT เทียบเท่ากับการเพิ่มเทิร์นหลักหนึ่งรอบ อัตราส่วนที่แท้จริงคำนวณโดยใช้สูตร: Ka=Kn × Nn / Na โดยที่ Ka คืออัตราส่วนหม้อแปลงตามจริง Kn คืออัตราส่วนหม้อแปลงป้ายชื่อ Nn คือจำนวนที่ระบุของการหมุนหลัก (ปกติคือ 1) และ Na คือจำนวนจริงของการหมุนหลัก ตัวอย่างเช่น CT ที่พิกัด 400:5 A โดยมีตัวนำหลักผ่านช่องเปิดสี่ครั้งจะมีอัตราส่วนประสิทธิผล 400 × 1 / 4=100:5 A เทคนิคนี้มักใช้ในการปรับ CT สำหรับการวัดกระแสปฐมภูมิระดับล่าง
อัตราส่วนนี้สามารถคำนวณได้จากกระแสหลักและกระแสทุติยภูมิที่วัดได้ วิธีการนี้ใช้ในระหว่างการทดสอบการเดินเครื่องและการบำรุงรักษาตามระยะเวลาเพื่อตรวจสอบว่า CT ทำงานได้อย่างถูกต้อง กระแสไฟถูกฉีดเข้าไปในวงจรหลัก (หรือใช้กระแสโหลดจริง) และกระแสไฟทุติยภูมิจะถูกวัดพร้อมกัน จากนั้นอัตราส่วนจะคำนวณเป็น: อัตราส่วน CT=กระแสหลัก กระแสรอง ตัวอย่างเช่น หากกระแสปฐมภูมิ 150 A สร้างกระแสทุติยภูมิที่ 3.75 A อัตราส่วนจะเป็น 150 / 3.75=40:1 ซึ่งโดยทั่วไปจะแสดงเป็น 200:5 (ตั้งแต่ 40 × 5=200) วิธีการนี้จะอธิบายถึงข้อผิดพลาดที่เกิดขึ้นจริงใน CT และให้ข้อบ่งชี้ประสิทธิภาพที่แท้จริง
สำหรับ CT ที่มีการต๊าปหรือขดลวดทุติยภูมิหลายต๊าป แต่ละต๊าปจะมีอัตราส่วนของตัวเอง อัตราส่วนของการต๊าปแต่ละครั้งสามารถคำนวณได้โดยใช้วิธีอัตราส่วนการหมุนหรือจากข้อมูลแผ่นป้าย ตัวอย่างเช่น CT ที่มีขดลวดหลัก 600:5 และการต๊าป 300:5 จะมีรอบรอง 120 รอบสำหรับขดลวดหลัก และ 60 รอบสำหรับการต๊าป ความสัมพันธ์ระหว่างก๊อกถูกกำหนดโดยจำนวนรอบสัมพัทธ์ในแต่ละส่วนของขดลวดทุติยภูมิ
ความแม่นยำของการคำนวณอัตราส่วนขึ้นอยู่กับความแม่นยำของการวัดที่ใช้ สำหรับการคำนวณตามป้ายชื่อ- ความแม่นยำจะขึ้นอยู่กับความถูกต้องของข้อมูลป้ายชื่อ ซึ่งโดยทั่วไปแล้วจะสูงมาก สำหรับการคำนวณในปัจจุบัน- ความแม่นยำจะขึ้นอยู่กับความถูกต้องของ-เครื่องมือวัดที่ใช้ในปัจจุบัน เมื่อตรวจสอบอัตราส่วน CT ในระหว่างการทดสอบเดินเครื่อง ควรใช้เครื่องมือสอบเทียบที่มีความแม่นยำอย่างน้อย 0.5% เพื่อให้แน่ใจว่าอัตราส่วนที่คำนวณนั้นมีความหมาย
การคำนวณอัตราส่วนยังได้รับผลกระทบจากภาระและสภาพการทำงานด้วย อัตราส่วนการเปลี่ยนแปลงที่แท้จริงของ CT แตกต่างจากอัตราส่วนที่กำหนดเล็กน้อยเนื่องจากกระแสกระตุ้นและปัจจัยอื่นๆ อัตราส่วนที่แท้จริงกำหนดโดยสูตร: Ip=√(I₀² + (nr × Is)² + 2 × I₀ × nr × Is × cos(90 องศา − − δ)) โดยที่ I₀ คือกระแสกระตุ้น nr คืออัตราส่วนที่กำหนด และ δ คือมุมเฟสที่เกี่ยวข้องกับภาระ โดยทั่วไปรายละเอียดระดับนี้จำเป็นเฉพาะสำหรับการใช้งานสูบจ่ายที่มีความแม่นยำสูง-เท่านั้น โดยต้องคำนึงถึงความแตกต่างระหว่างพิกัดและอัตราส่วนจริงด้วย
ในทางปฏิบัติ การคำนวณอัตราส่วน CT ทั่วไปส่วนใหญ่จะตรงไปตรงมา และสามารถทำได้โดยใช้ข้อมูลแผ่นป้ายหรืออัตราส่วนรอบ สิ่งสำคัญคือต้องแน่ใจว่ามีการใช้กระแสหลักและกระแสทุติยภูมิที่ถูกต้อง และต้องคำนึงถึงการผ่านของตัวนำหลักหลายรอบด้วย สำหรับการใช้งานส่วนใหญ่ อัตราส่วนแผ่นป้ายชื่อก็เพียงพอแล้ว และจำเป็นต้องมีการคำนวณเพิ่มเติมสำหรับการใช้งานเฉพาะทางเท่านั้น หรือเมื่อตรวจสอบประสิทธิภาพ CT ในระหว่างการทดสอบ
โดยสรุป การคำนวณอัตราส่วนหม้อแปลงกระแสสามารถทำได้หลายวิธี: จากข้อมูลแผ่นป้าย จากอัตราส่วนรอบ จากกระแสที่วัดได้ หรือจากโครงสร้างทางกายภาพของ CT แต่ละวิธีมีการใช้งานที่เหมาะสม และการเลือกใช้วิธีจะขึ้นอยู่กับข้อมูลที่มีอยู่และความแม่นยำที่ต้องการ การเรียนรู้วิธีคำนวณเหล่านี้ให้เชี่ยวชาญเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับทุกคนที่เกี่ยวข้องกับข้อกำหนด การติดตั้ง หรือการบำรุงรักษาหม้อแปลงกระแสไฟฟ้าในระบบกำลังไฟฟ้า