جریان تحریک ترانسفورماتور جریان، جریان مورد نیاز برای ایجاد و حفظ شار مغناطیسی در هسته CT است. این یک جزء کوچک اما بسیار مهم در عملکرد CT است، زیرا به طور مستقیم بر دقت تبدیل فعلی تأثیر می گذارد. طبق کمیسیون بینالمللی الکتروتکنیکی (IEC)، جریان هیجانانگیز بهعنوان «مقدار rms جریان گرفتهشده توسط سیمپیچ ثانویه ترانسفورماتور جریان، زمانی که یک ولتاژ سینوسی با فرکانس نامی به پایانههای ثانویه اعمال میشود، سیمپیچ اولیه و سایر سیمپیچها باز هستند-در مدار قرار میگیرند» تعریف میشود.
در مدار معادل CT، جریان تحریک از طریق شاخه مغناطیسی جریان می یابد که نشان دهنده خواص مغناطیسی هسته است. فرض بر این است که جریان اولیه کاملاً به سمت ثانویه تبدیل می شود، اما بخشی از این جریان از طریق شاخه تحریک منحرف می شود. باقیمانده جریان ثانویه واقعی است که از بار خارجی عبور می کند. جریان تحریک تابعی از ولتاژ تحریک ثانویه (Es) و امپدانس تحریک ثانویه (Ze) است و نشان دهنده چرخش آمپر مورد نیاز برای مغناطیس کردن هسته است.
جریان تحریک را می توان به دو جزء تقسیم کرد: جریان مغناطیسی و جزء تلفات. جریان مغناطیسی (Im) جزء تولید کننده شار مغناطیسی در هسته است. مولفه تلفات (Ia) نشان دهنده تلفات توان فعال در هسته به دلیل جریان های گردابی و پسماند است. جریان تحریک کل مجموع فاز این دو جزء است: یعنی=Im + Ia. جریان مغناطیسی معمولاً بسیار بزرگتر از مولفه تلفات است، به ویژه در مواد هسته ای با کیفیت بالا و تلفات کم.
بزرگی جریان تحریک به عوامل مختلفی بستگی دارد. خواص مواد اصلی-از جمله نفوذپذیری، چگالی شار اشباع، و تلفات-نقش اصلی را ایفا میکنند. مواد با نفوذپذیری بالاتر به جریان مغناطیسی کمتری برای تولید شار معین نیاز دارند. ابعاد هسته و تعداد چرخشهای ثانویه نیز بر جریان تحریک تأثیر میگذارند: یک هسته بزرگتر و چرخشهای بیشتر معمولاً منجر به جریان تحریک کمتر برای یک ولتاژ معین میشود. ولتاژ تحریک که توسط بار و جریان ثانویه تعیین می شود، عامل مهم دیگری است.
جریان تحریک منبع اصلی خطا در ترانسفورماتور جریان است. از آنجایی که جریان تحریک از جریانی که در غیر این صورت برای مدار ثانویه در دسترس بود کم می کند، مستقیماً به خطای نسبت CT کمک می کند. رابطه بین جریان تحریک و خطای نسبت را می توان با در نظر گرفتن اینکه آمپر اولیه -چرخش باید با مجموع چرخش های آمپر ثانویه-و آمپر تحریک-برابر شود، درک کرد. وقتی جریان تحریک افزایش مییابد-به دلیل بار بیشتر، ولتاژ ثانویه بالاتر یا اشباع هسته{7}}جریان ثانویه کاهش مییابد و خطای نسبت افزایش مییابد.
مشخصه تحریک یک CT معمولاً به صورت منحنی ارائه می شود که ولتاژ ثانویه اعمال شده را به جریان تحریک مرتبط می کند. این منحنی دارای دو ناحیه متمایز است: یک ناحیه خطی در ولتاژهای پایین که در آن هسته اشباع نشده است، و یک منطقه اشباع در ولتاژهای بالا که در آن جریان تحریک به سرعت با افزایش های کوچک در ولتاژ افزایش می یابد. انتقال بین این مناطق نقطه زانو نامیده می شود. در زیر نقطه زانو، جریان تحریک کم است و دقت CT خوب است. در بالای نقطه زانو، جریان تحریک به طور چشمگیری افزایش می یابد و دقت CT به سرعت بدتر می شود.
جریان تحریک حداکثر دقتی را که می توان با یک CT مشخص به دست آورد را تعیین می کند. از آنجایی که جریان تحریک یک ویژگی ذاتی هسته مغناطیسی است، یک محدودیت اساسی برای عملکرد CT تعیین می کند. حتی در شرایط ایده آل، جریان تحریک یک خطای نسبتی کوچک اما غیرصفر و خطای فاز ایجاد می کند. هدف طراح CT این است که جریان تحریک را از طریق انتخاب دقیق مواد هسته، ابعاد هسته و پیکربندی سیم پیچ به حداقل برساند.
در کاربردهای عملی، جریان تحریک در طول آزمایش CT اندازهگیری میشود تا عملکرد CT تأیید شود. آزمایش تحریک شامل اعمال یک ولتاژ متغیر به سیمپیچ ثانویه با مدار باز- و اندازهگیری جریان تحریک حاصل میشود. منحنی تحریک به دست آمده از این آزمایش برای تعیین ولتاژ نقطه زانو و ارزیابی مناسب بودن CT برای کاربردهای حفاظتی استفاده می شود. CT با جریان تحریک کمتر برای یک ولتاژ معین به طور کلی کیفیت بالاتری در نظر گرفته می شود.
جریان تحریک نیز پیامدهای ایمنی مهمی دارد. اگر مدار ثانویه یک CT به طور ناخواسته باز باشد-در حالی که جریان اولیه جریان دارد، جریان تحریک ولتاژ بسیار بالایی را در پایانه های ثانویه ایجاد می کند. این می تواند پرسنل را به خطر بیندازد و به تجهیزات آسیب برساند. مدار ثانویه ترانسفورماتور جریان هرگز نباید باز بماند-در حالی که جریان اولیه به جریان خود ادامه میدهد، زیرا CT مانند یک چوک بسیار اشباع شده رفتار میکند و ولتاژ اوج و نسبتاً بالایی را در خروجی ثانویه تولید میکند.
به طور خلاصه، جریان تحریک یک مشخصه اساسی ترانسفورماتورهای جریان است که مستقیماً دقت و عملکرد آنها را تعیین می کند. این نشان دهنده جریان مورد نیاز برای مغناطیس کردن هسته است و منبع اصلی خطاهای نسبت و فاز است. درک جریان تحریک-و رابطه آن با مواد هسته، بار و ولتاژ کاری-برای انتخاب، آزمایش و کاربرد CT در سیستمهای قدرت الکتریکی ضروری است.




