Razmerje tokovnega transformatorja (CT) je eden najbolj temeljnih parametrov v električnih merilnih in zaščitnih sistemih. Določa sorazmerno razmerje med primarnim tokom, ki teče v glavnem napajalnem tokokrogu, in sekundarnim tokom, dovedenim v merilne instrumente ali zaščitne releje. V skladu z Mednarodno elektrotehnično komisijo (IEC) je nazivno transformacijsko razmerje tokovnega transformatorja formalno opredeljeno kot "razmerje med nazivnim primarnim tokom in nazivnim sekundarnim tokom tokovnega transformatorja". Ta na videz preprosta definicija podpira širok spekter inženirskih odločitev, od izbire instrumentov do dimenzioniranja zaščitnih shem.
V praksi razmerje CT kaže, koliko amperov v primarnem tokokrogu ustreza vsakemu amperu v sekundarnem navitju. Na primer, CT z razmerjem 300:5 pomeni, da ko 300 amperov teče skozi primarni prevodnik, nastane 5 amperov v sekundarnem tokokrogu. Razmerje je običajno izraženo kot neskrajšan ulomek na ploščici s tehničnimi podatki, na primer 200:5 ali 600:1. Razmerje lahko izračunate tudi tako, da primarni tok delite s sekundarnim tokom: razmerje CT=primarni tok ÷ sekundarni tok. Če uporabimo prejšnji primer, tokovni transformator 400:5 proizvede 5 amperov v sekundarnem tokokrogu, ko 400 amperov teče skozi primarni.
Fizična osnova razmerja CT leži v razmerju obratov navitij transformatorja. Razmerje med številom ovojev v sekundarnem navitju in številom ovojev v primarnem navitju določa transformacijo toka. Matematično lahko to razmerje izrazimo kot Ip / Is=Ns / Np, kjer je Ip primarna amperaža, Is sekundarna amperaža, Ns število sekundarnih ovojev in Np število primarnih ovojev. Na primer, tokovni transformator 300:5 z enim primarnim obratom ima 60 sekundarnih obratov. To pomeni, da ima sekundarno navitje šestdesetkrat več ovojev kot efektivno primarno navitje, kar omogoča zmanjšanje toka.
Standardna razmerja CT se pogosto uporabljajo v industriji za zagotavljanje združljivosti z merilno in zaščitno opremo. Običajna razmerja vključujejo 100:5, 200:5, 300:5, 400:5, 600:5 in 1000:5, pri čemer so sekundarni tokovi standardizirani na 5 A ali 1 A. Vrednosti primarnega nazivnega toka standardizira IEC, tipične vrednosti pa vključujejo 10, 12,5, 15, 20, 25, 30, 40, 50, 60 in 75 A, skupaj z njihovimi decimalnimi večkratniki in delnimi večkratniki. Te standardizirane vrednosti zagotavljajo, da se CT-ji različnih proizvajalcev lahko uporabljajo zamenljivo v združljivih sistemih.
Razmerje CT je mogoče spremeniti na več načinov. Ena pogosta metoda je večkratna zanka primarnega vodnika skozi odprtino CT. Na primer, CT z nazivno močjo 400:5 A lahko spremenite v 100:5 A tako, da primarni vodnik štirikrat peljete skozi CT. Ta tehnika je še posebej uporabna, kadar je treba izmeriti nižji primarni tok s CT z višjo nazivno vrednostjo. Razmerje je mogoče prilagoditi tudi s spreminjanjem števila sekundarnih obratov, čeprav se to redkeje izvaja pri aplikacijah na terenu.
Izbira ustreznega razmerja CT je ključnega pomena za natančnost in varnost sistema. Če je razmerje previsoko, je lahko izmerjeni tok premajhen, da bi zagotovil natančne odčitke v normalnih delovnih pogojih. Nasprotno, če je razmerje prenizko, je lahko transformator izpostavljen višjim nivojem toka, kot je predvideno, kar poveča tveganje za nasičenost in merilno napako. Za industrijske in komercialne elektroenergetske sisteme natančna izbira razmerja zagotavlja, da tako merilni sistemi kot zaščitni releji prejmejo zanesljive tokovne signale, kar je bistveno za ohranjanje zanesljivosti in varnosti sistema.
Če povzamemo, razmerje tokovnega transformatorja je temelj merjenja toka v elektroenergetskih sistemih. Določa razmerje med primarnimi in sekundarnimi tokovi, omogoča varno in natančno merjenje visokih tokov ter zagotavlja osnovo za merjenje, zaščito in nadzorne funkcije v električnem omrežju.