CT วัดกระแส (Measuring Current Transformer) คืออะไร?

Knowledge

CT วัดกระแส (Measuring Current Transformer ) หม้อแปลงกระแสสำหรับเครื่องมือวัด

CTวัดกระแส

CT วัดกระแส (หม้อแปลงวัดกระแส) คือ อุปกรณ์ทำหน้าที่ลดกระแสที่มีขนาดใหญ่ให้มีขนาดเล็กลงเพื่อให้ง่ายและปลอดภัยต่อการใช้งานในระบบไฟฟ้า ความแตกต่างระหว่างหม้อแปลงแรงดัน (Voltage Transformer) และหม้อแปลงวัดกระแส (CT, Current Transformer) คือ ขดลวดทางด้านปฐมภูมิ(Primary)ของCT จะมีเพียงรอบเดียว

CT Diagram

จากรูปด้านบนจะเห็นว่า ขดลวดทางด้านปฐมภูมิ (Primary) มีสายไฟหรือบัสบาร์ ผ่านแกนของ CT เพียงเส้นเดียว หมายความว่า CT วัดกระแส (หม้อแปลงวัดกระแส) หนึ่งตัวจะใช้งานได้ ต่อโหลดได้ 1 ตัวต่อเฟส ในส่วนของขดทางด้านทุติยภูมิ (Secondary) จะมีจำนวนรอบของขดลวดมากกว่าด้านเข้า

แกนรูปโดนัทของหม้อแปลงวัดกระแส (CT) ทำมาจากเหล็กที่มีความสูญเสียต่ำ ซึ่งคุณภาพของวัสดุที่นำมาทำแกนของ CT มีความสำคัญมากเนื่องจากมันมีผลกระทบกับประสิทธิภาพและค่าความแม่นยำของตัว CT เองการทำงานของหม้อแปลงกระแสอาศัยหลักการลดกระแสทางด้านอินพุตและเอาต์พุตแบบสัดส่วน (Ratio)โดยการเอาสายตัวนำหรือบัสบาร์เป็นขดลวดทางด้านปฐมภูมิ เมื่อมีกระแสไหลผ่านตัวนำจะทำให้เกิดสนามแม่เหล็กขึ้นภายในแกนของ CT และมีกระแสไหลในขดลวดทุติยภูมิ

การเลือกใช้งาน หม้อแปลงกระแส (CT)

กระแสปฐมภูมิ (Primary) การเลือกต้องคำนึงถึงการใช้งานที่กระแสพิกัดของโหลด เช่น ในระบบต้องการใช้กระแส ที่ 250 แอมแปร์ ให้เลือกหม้อแปลงวัดกระแส (CT) ที่ 300 A เป็น 1.2 เท่าของ กระแสพิกัดของโหลดที่ใช้งานกระแสทุติยภูมิ เป็นค่าที่ถูกกำหนดขึ้นใช้งานเป็นมาตรฐานเดียวกัน คือ 1A และ 5A

ตัวอย่าง

กระแส ที่ 500A เลือกใช้ CT ขนาด 600/5 อัตราส่วน(Ratio) ของ CT คือ 120 ซึ่งหมายความว่า กระแสที่เพิ่มขึ้นทางด้านปฐมภูมิ 120 Amp จะมีกระแสที่ขดทุติยภูมิ (Secondary) 1A กล่าวคือ ถ้ากระแสด้านปฐมภูมิ 100 Amp ทำให้เกิดกระแสทางด้านขดทุติยภูมิ 0.83A

จากสูตร

CT_Formula

ค่ากำลังไฟฟ้าสูญเสีย (Burden)

เป็นค่าความสามารถในการต่อกับโหลดทางด้านSecondary(ทุติยภูมิ) ของ หม้อแปลงวัดกระแส (CT) โดยอุปกรณ์ที่จะมาต่อร่วมจะต้องมีค่าไม่เกิน ค่าBurden(กำลังไฟฟ้าสูญเสีย)ของ CT ค่าBurden(กำลังไฟฟ้าสูญเสีย)จะแสดงค่าเป็น VA (VOLT x AMP) เราสามารถหาค่ากำลังไฟฟ้าสูญเสีย ของอุปกรณ์ที่จะนำมาต่อร่วมกับ CT ดังนี้

ตัวอย่าง CT รุ่น AS1A-250/5A – Class 0.5 5VA

CT รุ่น AS1A-250/5A – Class 0.5 5VA จากเสปคของ CT รุ่นนี้ (Download Crompton CT Spec) หมายความว่ามีค่า Burden เท่ากับ 5VA เราไม่สามารถต่ออุปกรณ์อื่นร่วมกับ CT เกิน 5 VA ซึ่งจะทำให้ CT ไม่อยู่ใน Class 0.5 เราสามารถคำนวณค่าBurden(กำลังไฟฟ้าสูญเสีย) โดยพิจารณาจากค่าสูญเสียของสายที่ต่อร่วมกับด้านSecondary(ทุติยภูมิ)ของ CT ดังแสดงในตารางด้านล่าง

ตัวอย่าง การคำนวณกำลังไฟฟ้าสูญเสีย(Burden)

อุปกรณ์ที่ต่อร่วมกับ CT ประกอบด้วย

  • – 252-SAR AC RMS Transducer = 2.5 VA
  • – E244-02A AC Ammeter = 0.5 VA
  • – 1.5 mm2 cable 2 meters long = 1.19 VA

CT_VABurdenCalculation
จากผลรวมของ Burden ของอุปกรณ์ที่ต่อร่วมกันทั้งหมดเท่ากับ 4.19VA เราสามารถใช้ CT รุ่น AS1A-250/5A – Class 0.5 5VA ได้เลย

ค่าความเที่ยงตรง (Accuracy Class)

ค่าความเทียงตรง หรือที่ระบุว่า Class ในสเปคของหม้อแปลงวัดกระแส (CT) จะมีผลกับการใช้งาน ซึ่งแต่ละการใช้งานจะเลือก CT ที่มีค่าความเที่ยงตรงไม่เท่ากัน เช่น ในงานที่ต้องตรวจวัดค่าพลังงานควรใช้ CT ที่มีค่าความเที่ยงตรงไม่เกิน 1% แต่ในงานที่วัดค่าเฉพาะกระแสไฟฟ้าอย่างเดียวสามารถใช้ CT ที่มีค่าความเที่ยงตรงไม่เกิน 3%

แรงดันไฟฟ้ากำหนดของระบบ(System Voltage rating)

แรงดันไฟฟ้าสูงสุดที่สามารถใช้งาน CT สามารถแบ่งออกได้ดังนี้

  • – แรงดันไฟฟ้าต่ำ ใช้ไม่เกิน 1000 V
  • – แรงดันไฟฟ้าขนาดกลาง 1.1 kV – 72.5 kV
  • – แรงดันแรงดันไฟฟ้าสูง 132 kV – 475 kV

บริษัท ภัทรเมธากิจ จำกัด จำหน่าย CT รุ่น AS-series สามารถใช้กับแรงดันต่ำมีขนาดไม่เกิน 720V

การเปลี่ยนอัตราส่วนของ CT

ถ้าหากเรามีหม้อแปลงวัดกระแส (CT) ที่มีขนาดกระแสทางด้านปฐมภูมิสูงกว่ากระแสใช้งาน เราสามารถเปลี่ยนอัตราส่วนของ CT ด้วยการ เพิ่มขดลวดของขดลวดปฐมภูมิ จากรูปภาพแสดงให้เห็นว่า เมื่อเราใช้ หม้อแปลงวัดกระแส (CT) ขนาด 300/5 แต่ถ้าเราเพิ่มจำนวนรอบทางด้าน ปฐมภูมิ ของ CT จะทำให้ อัตราส่วนของ CT เปลี่ยนไป 150/5 , 100/5 ตามลำดับ สามารถใช้สมการอธิบายได้ดังนี้

  • ค่ากระแสด้านปฐมภูมิเก่า/ ค่ากระแสด้านปฐมภูมิที่ต้องการ. = จำนวนรอบทางด้านปฐมภูมิ
  • 300A/150A = 2 รอบ
  • 300A/100A = 3 รอบ

ขนาด (Dimension)

ขนาดของ หม้อแปลงวัดกระแส (CT) สามารถดูได้จาก แคตตาล็อก เพื่อให้เราเลือกให้เหมาะสมกับการใช้งาน และควรคำนึงถึงขนาดรูของ CT ในการเข้าสายไฟหรือบัสบาร์ (Busbar) ด้วย

การโอเวอร์โหลดและการอิ่มตัว(Saturation)

(Idyn) Dynamic Current & Thermal Current

ค่ากระแสที่ หม้อแปลงวัดกระแส (CT) สามารถทนได้เป็นเวลา 1 นาทีโดยความร้อนที่เกิดจากการ Overload ไม่ส่งผลกระทบกับความเป็นฉนวนของขดลวด CT ตัวอย่างเช่น 250 oC

การทนกระแสโอเวอร์โหลด Overload Withstand

ค่าของกระแสที่ไหลต่อเนื่องผ่านขดลวดของ CT โดยที่ไม่เกิดความเสียหายต่อ CT โดยทั่วไปแล้วมีค่าเท่ากับ 1.2 เท่า ของพิกัด CT เช่น CT 300/5 A สามารถจ่ายกระแสต่อเนื่องโดยที่ CT ไม่เสียหาย คือ 300×1.2 = 360 A

    ตำแหน่งในการติดตั้ง

  • – ติดตั้งที่ผนังหรือในตู้
  • – ติดตั้งกับบัสบาร์หรือสายไฟ
  • – ติดตั้งกับราง Din Rail

ข้อควรระวัง(Safety)

ไม่ว่ากรณีใด ๆถ้าหากมีกระแสไหลทางด้านปฐมภูมิ ไม่ควรให้ขดลวดทางด้านทุติยภูมิของ หม้อแปลงวัดกระแส (CT) เปิดวงจร เนื่องจากตอนปิดวงจร จะมีอิมพีแดนซ์ (Impedance) ประมาณ 0.2 ohm แรงดันประมาณ 1 Volt แต่ถ้า CT เปิดวงจรจะทำให้มีอิมพีแดนซ์เป็นอนันต์ (Infinity) เมื่อนำมาหาแรงดันเอาต์พุตที่กระแส 5A จะเกิดแรงดันสูงระดับ กิโลโวลต์ (kV) จนฉนวนละลายและทำให้ CT เสียหาย

การติดตั้ง (Installation)

ถ้าเราใช้ หม้อแปลงวัดกระแส (CT) สำหรับวัดค่าพลังงาน จำเป็นอย่างยิ่งจะต้องคำนึงถึงความถูกต้องของการต่อและทิศทางการเข้าสาย การต่อสายไฟของการวัดการใช้พลังงาน ด้านปฐมภูมิต้องต่อสายไฟจากแหล่งจ่ายจากด้าน P1 ออก P2 แล้วออกไปหาโหลด ส่วนด้านทุติยภูมิต่อ S1 เข้ากับขั้วที่มีความเป็นบวกมากที่สุด S2ต่อเข้ากับขั้วลบ ของอุปกรณ์ที่นำมาต่อร่วม เช่น มิเตอร์, ทรานสดิวเซอร์ ตรวจสอบลำดับเฟสให้ถูกต้อง ถ้าหากลำดับเฟสผิดจะทำให้การวัดค่าพลังงานผิดพลาด และควรต่อขั้ว S2 ลงกราวด์ของระบบ

อ้างอิง

http://www.electronicshub.org/current-transformer/
http://www.crompton-instruments.com/downloads/2015/EPP-2044-0815_CTs.pdf
http://ieeexplore.ieee.org/search/searchresult.jsp?newsearch=true&queryText=Current%20Transformers
http://www.electronics-tutorials.ws/transformer/current-transformer.html

Download Spec CT ยี่ห้อ Crompton
สนใจสั่งซื้อ CT ราคา และสเปค CT Crompton

❯