変流器とは？仕組みと役割をわかりやすく解説｜CT（Current Transformer）
家電を知りたい
変流器の詳しい説明を教えてください。
家電製品マニア
変流器は、電流の大きさや向きを変換する機器です。電流計に直接流せない大電流を測定するために使用します。
家電を知りたい
具体的には、どのように使われるのですか？
家電製品マニア
たとえば、100Aの電流を測定したい場合、変流器を使用して100Aを5Aに変換し、測定可能な範囲に下げます。
変流器とは｜CT（Current Transformer）
変流器とは、交流電流の大きさを変換する装置で、「CT（Current Transformer）」と略されます。
主に、大電流を比例した小電流に変換し、測定を行う際に使用されます。変流器（CT）は、大きく分けて2種類あり、電気の計測に使用される「計器用変流器」と、送配電系統などの保護継電器に使用される「保護継電器用変流器」があります。
これは電流の大きさを変換する装置であり、測定機器に直接流すには強すぎる電流を、安全に測定するために使用されます。
例えば、100アンペアの電流を測定する場合、測定器に100アンペアに耐えられる機能を持たせるのは非現実的です。
そのため、通常は最大5アンペアに変換し、間接的に測定を行います。
変流器の仕組み
変流器は、電流を測定するためのデバイスです。
その仕組みは、変圧器に似ています。
一次コイルには測定したい電流が流れます。電流が流れると、二次コイルに電流が誘導されます。
二次コイルの電流は、一次コイルの電流の何分の一かに比例します。
このため、二次コイルの電流を測定することで、一次コイルの電流を測定することができます。
変流器の役割は、高電流を測定可能なレベルに変換することです。これにより、安全かつ正確な電流測定が可能になります。
変流器の役割
変流器は、大電流を低電流に変換することで、電力システムにおいて重要な役割を果たしています。
これは、大電流を測定したり、制御したりするために必要です。変流器は、電流を測定装置や保護継電器に供給し、それらの機器が安全に動作できるようにします。
また、変流器は、電力網の監視や制御にも使用され、システムの安定性と効率を確保しています。
変流器の応用例
変流器の主な応用分野は、電気計器や保護リレーなどの計測・保護機器への電流信号の供給です。
これらの機器は、回路に流れる電流を測定または監視するために使用されます。具体的には、次のような用途があります。
電力計電気エネルギーの消費量を測定する
電圧計回路の電圧を測定する
過電流リレー回路に過大な電流が流れた場合に回路を遮断する
差動保護リレートランスフォーマーの巻線間の電流差を検出し、障害発生時に保護動作を行う
変流器の注意点
変流器を使用する際には、以下に示す注意点を考慮することが重要です。
二次側回路の開閉を避ける
二次側回路が開かれると、非常に高い電圧が発生し、機器を損傷する可能性があります。二次側回路を開く必要がある場合は、必ず短絡させてから開いてください。
定格許容電流を超えない
変流器は定格許容電流までしか対応できません。これを超えて使用すると過熱、損傷、火災が発生する可能性があります。
二次側回路を接地しない
二次側回路を接地すると、変流器の性能が低下したり、測定誤差が発生したりします。二次側回路は常に浮かせた状態にする必要があります。
外部磁界からの影響
変流器は外部磁界の影響を受けやすいため、変流器が強磁界が発生する機器の近くに設置しないようにしてください。影響を受けると、測定誤差や損傷が発生する可能性があります。
変流器の選び方
変流器を選択する際には、次の点を考慮することが重要です。
定格一次電流
これは、変流器が測定できる最大電流値です。測定対象の電流値に合わせて選択します。
定格二次電流
これは、変流器がアイソレーション増幅器または保護リレーなどの機器に供給する電流値です。通常は 1アンペア または 5アンペア が標準です。
精度
変流器の精度は、測定値の信頼性に影響します。用途に応じて、0.5%、1%、またはそれ以上の精度クラスを選択します。
耐電圧
変流器は、高い電圧に対しても耐えられる必要があります。測定対象のシステムの電圧に合わせて選択します。
三菱電機 1100V以下低圧変流器
CWシリーズ ケーブル配線用・丸窓貫通形 CW-15L 100/5A
大きさ
変流器の大きさは、設置スペースや取り扱いの容易さに影響します。測定対象の電流値と設置場所に合わせて適したサイズを選択します。
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