Приладовий трансформатор струму - це датчик, який працює за принципом електромагнітної індукції. Його структура в основному складається з первинної обмотки, вторинної обмотки, залізного сердечника та ізоляції. Первинна обмотка включена послідовно в вимірюваний ланцюг. Вимірюваний струм (I1) протікає через нього, створюючи змінний магнітний потік у залізному сердечнику, який, у свою чергу, індукує пропорційний струм (I2) у вторинній обмотці. В ідеалі ампер{6}}відношення виткового балансу задовольняється: I1 × N1=I2 × N2, а номінальний коефіцієнт струму становить K=I1/I2=N2/N1.
Під час нормальної роботи вторинне коло трансформатора струму має бути замкнуте з дуже низьким опором навантаження, працюючи близько до короткого замикання. Необхідно чітко вказати, що робота-з розімкнутим ланцюгом на вторинній стороні категорично заборонена. Якщо вторинна сторона розімкнута-, ефект розмагнічування зникає, і первинний струм повністю перетворюється на струм збудження, що призводить до глибокого насичення залізного сердечника. Це спричинить небезпечно високу напругу в тисячі або навіть десятки тисяч вольт у вторинній обмотці, що загрожуватиме безпеці персоналу та обладнання та спричинить збій вимірювальних і захисних функцій.
Його основні функції можна підсумувати таким чином: він пропорційно перетворює великий первинний струм у стандартний малий вторинний струм (зазвичай 5 А або 1 А); він забезпечує електричну ізоляцію між первинною системою високої-напруги та вторинною низькою{3}}напругою вимірювання/захисту ланцюга за допомогою магнітного зв’язку, забезпечуючи безпеку персоналу та обладнання; і забезпечує стандартизовані сигнали струму для наступних вимірювальних приладів, вимірювальних пристроїв, релейного захисту та систем керування.
Через наявність струму збудження та втрат у фактичному залізному сердечнику I1N1=I2N2 + I0N1 (де I0 — струм збудження), що призводить до помилок співвідношення та фази. На ці похибки в основному впливають характеристики матеріалу залізного сердечника, щільність магнітного потоку в робочій точці та опір вторинного навантаження. Насиченість залізного сердечника є ключовою проблемою, що призводить до спотворення вимірювань і неправильної роботи/відмов захисту. Коли первинний струм занадто великий або містить велику постійну складову, магнітний потік залізного сердечника досягає насичення, і вторинний струм буде сильно спотворений, не в змозі точно відображати первинний струм.
Виходячи з різних напрямків застосування, приладові трансформатори струму в основному поділяються на типи вимірювання, вимірювання та захисту. Трансформатори струму, які використовуються для вимірювання, вимагають найвищої точності (наприклад, клас 0,2S, 0,5S) і мають підтримувати високу точність у широкому діапазоні струму (наприклад, 1%-120% від номінального струму). Трансформатори струму, які використовуються для захисту, підкреслюють стійкість до насичення та перехідні характеристики за умов сильного струму, таких як короткі замикання (наприклад, клас 5P, 10P), щоб забезпечити надійну роботу захисних пристроїв.
Базуючись на цих принципах і характеристиках, приладові трансформатори струму широко використовуються в енергетичних системах (вимірювання, вимірювання та захист при виробництві електроенергії, підстанціях і передачі), промисловій автоматизації (моніторинг такого обладнання, як двигуни та трансформатори), новій енергетиці (моніторинг струму та контроль фотоелектричних і вітроенергетичних систем), транспорті (моніторинг електропостачання для залізничного транспорту), системах зв’язку (моніторинг електроживлення та блискавкозахист) і випробування точних приладів.