변류기는 어떻게 작동합니까? CT 작동 원리에 대한 완전한 가이드

소개

이전 기사에서는 기본 구조, 일반적인 유형 및 일반적인 응용 프로그램을 포함하여 변류기(CT)가 무엇인지 소개했습니다.

그러나 장비 엔지니어, 전력 시스템 통합업체 및 조달 전문가의 경우 변류기의 정의만 이해하는 것만으로는 충분하지 않습니다.

제품 선택 및 시스템 설계에 영향을 미치는 주요 요소는 변류기의 작동 방식과 안전하고 정확한 전류 측정을 달성하는 방식입니다.

변류기는 1차 회로를 통해 흐르는 전류를 직접적으로 변경하지 않습니다. 대신 전자기 유도 원리를 사용하여 1차 전류에 비례하는 2차 권선에 유도 전류를 생성합니다.

이를 통해 전기 시스템은 고전류 회로와 측정 장비 사이의 전기적 절연을 유지하면서 정확한 전류 측정을 달성할 수 있습니다.

이 기사에서는 변류기 작동 원리, 각 구성 요소의 기능, CT 측정 정확도에 영향을 미치는 주요 요소에 대해 설명합니다.

1. 변류기가 고전류를 측정할 수 있는 이유는 무엇입니까?

기존 측정 장비는 고전류 전기 시스템에서 수백 또는 수천 암페어를 직접 측정할 수 없습니다.

측정 장비를 고전류 회로에 직접 연결하면 장비가 손상될 수 있으며 작업자의 안전 위험이 발생할 수 있습니다.

이 문제를 해결하기 위해 변류기가 설계되었습니다.

에너지 전달을 위한 매체로 자기장을 사용하므로 기본 회로와 측정 회로가 전기적으로 절연된 상태를 유지하면서 기본 전류의 변화를 정확하게 반영할 수 있습니다.

따라서 CT는 측정 안전성을 향상시킬 뿐만 아니라 현대 전력 모니터링 시스템에서 필수적인 역할을 합니다.

2. 변류기의 기본 구조

일반적인 변류기는 다음과 같은 몇 가지 주요 구성 요소로 구성됩니다.

• 1차 도체
• 자기 코어
• 2차 권선
• 하우징 및 단열구조

1차 도체는 일반적으로 측정되는 케이블이나 도체입니다.

AC 전류가 1차 도체를 통해 흐르면 자기 코어 내부에 변화하는 자기장이 생성됩니다.

2차 권선은 자기 코어 주위에 배치됩니다. 자기장이 변화함에 따라 전자기 유도 원리에 따라 2차 권선에 유도 전류가 생성됩니다.

2차 출력은 계량기, 모니터링 시스템 또는 제어 장비에서 사용할 수 있는 비례 전류 신호를 제공합니다.

이미지 2: 변류기의 단면 구조

3. 변류기 작동 원리

변류기의 작동 원리는 패러데이의 전자기 유도 법칙을 기반으로 합니다.

작업 프로세스는 네 가지 간단한 단계로 이해할 수 있습니다.

1단계

AC 전류는 1차 도체를 통해 흐릅니다.

↓

2단계

전류는 자기 코어 내부에 변화하는 자속을 생성합니다.

↓

3단계

변화하는 자속은 2차 권선에 전류를 유도합니다.

↓

4단계

2차측에서는 1차 전류에 비례하는 전류 신호를 출력합니다.

이 과정 전반에 걸쳐:

• 1차 회로와 2차 회로는 전기적으로 직접 연결되지 않습니다.
• 에너지는 자기장을 통해 전달됩니다.

이것이 변류기가 고전류 회로와 측정 장비 사이에 안정적인 전기 절연을 제공하는 이유입니다.

4. 권선비가 출력 전류를 결정하는 이유는 무엇입니까?

비례 전류 측정을 가능하게 하는 핵심 요소는 권선의 권선비입니다.

변압기 원리에 따라 1차 권선 권선과 2차 권선 권선 간의 비율이 출력 전류 비율을 결정합니다.

예를 들어:

100A / 5A 변류기

이는 다음을 의미합니다.

• 1차 정격 전류: 100A
• 2차 출력 전류: 5A

1차 전류가 100A에 도달하면 2차측에서는 약 5A를 출력합니다.

따라서 변류기를 선택할 때 엔지니어는 애플리케이션의 정격 전류에 따라 올바른 변압비를 선택해야 합니다.

5. 변류기는 일반적으로 AC 전류만 측정할 수 있는 이유는 무엇입니까?

이는 CT 기술을 처음 접하는 엔지니어들이 흔히 묻는 질문입니다.

변류기는 유도 전류를 생성하기 위해 변화하는 자기장에 의존합니다.

AC 전류는 지속적으로 방향과 크기를 변경하기 때문에 자기 코어 내부에 지속적으로 변화하는 자속을 생성합니다.

그러나 DC 전류는 안정된 상태에 도달한 후 일정한 자기장을 생성합니다. 자속의 지속적인 변화가 없기 때문에 기존 변류기는 DC 전류를 측정할 수 없습니다.

DC 전류 측정의 경우 엔지니어는 일반적으로 다음과 같은 대체 기술을 사용합니다.

• 홀 효과 전류 센서
• 플럭스게이트 센서
• 로고스키 코일(특정 응용 분야용)