ترانسفورماتور جریان (C.T.)، نوعی «ترانسفورماتور ابزاری» است؛ که برای تولید جریان متناوب در سیم‌پیچ ثانویه‌ی خود طراحی شده‌است؛ که متناسب با جریان اندازه‌گیری شده در سیم‌پیچ اولیه آن است. ترانسفورماتورهای جریان، جریان‌های ولتاژ بالا را به مقادیر بسیار کمتری کاهش می‌دهند و روشی مناسب برای نظارت (مانیتورینگ) ایمن بر جریان الکتریکی واقعی که در خط انتقال AC، با استفاده از یک آمپرمتر استاندارد شارش دارد؛ ارائه می‌دهند. اساس کار یک ترانسفوماتور جریان اصلی، کمی با ترانسفورماتور ولتاژ معمولی، متفاوت است.
خلاف ترانسفورماتور ولتاژ یا توان که پیش از این بررسی شد، ترانسفورماتور جریان، تنها از یک یا تعداد خیلی کمی دور به‌عنوان سیم‌پیچ اولیه‌ی آن، تشکیل شده‌است. این سیم‌پیچ اولیه، می‌تواند یک دور مسطح کویلی، از سیم‌های سنگین دور هسته پیچیده شده باشد یا فقط یک هادی خط باس باشد؛ که از طریق یک سوراخ مرکزی، مطابق شکل قرار می‌گیرد.
با توجه به نوع آرایش، ترانسفورماتور جریان، اغلب با نام «ترانسفورماتور سری» نیز نامیده می‌شود، زیرا سیم‌پیچ اولیه که هرگز بیش از چند دور ندارد، در حالت سری با هادی حامل جریان است، که بار را تامین می‌کند.
با این وجود، سیم‌پیچ ثانویه، ممکن است، دارای تعداد زیادی دور کویل برروی یک هسته‌ی لمینت شده از مواد مغناطیسی با اتلاف کم باشد. این هسته، دارای سطح مقطع بزرگی است؛ به‌گونه‌ای که چگالی شار مغناطیسی ایجادشده با استفاده از سیمی با سطح مقطع بسیار کوچکتر، بسته به میزان جریان، باید پایین بیاید، درحالی که در تلاش است؛ تا یک خروجی جریان ثابت و مستقل از بار متصل، ایجادکند.
سیم‌پیچ ثانویه، جریانی را به یک مدار اتصال کوتاه، به‌صورت آمپرمتر، یا به یک بار مقاومتی، تا زمانی‌که ولتاژ القا شده در سیم‌پیچ ثانویه به اندازه‌ی کافی بزرگ شود؛ که هسته را اشباع نموده یا سبب خرابی ناشی از شکست ولتاژ بیش از حد شود؛ می‌رساند.
برخلاف ترانسفوماتور ولتاژ، جریان اولیه‌ی ترانسفورماتور جریان، به جریان بار ثانویه وابسته نیست، بلکه توسط یک بار خارجی کنترل می‌شود. جریان ثانویه معمولاً با نرخ ۱ آمپر یا ۵ آمپر استاندارد برای مقادیر نرخ جریان اولیه‌ی بزرگتر تعیین می‌شود.
ساختار و انواع ترانسفورماتورهای جریان:
دو نوع CT تولید می شود
CT آنلاین (straight-through)
شینه سیم به عنوان سیم پیچ اولیه و برای ثانویه دارای یک سیم پیچ ثانویه جدا است
CTنوع حلقه ای (دونات)
نوع حلقه ای CT از یک چنبره آهنی ساخته شده است که هسته ترانسفورماتور را تشکیل می‌دهد و از حلقه های سیم پیچ در ثانویه ساخته شده است. حلقه سی تی هادی اولیه را کاملاً در بر می گیرد که در اولیه فقط یک دور سیم پیچ ایجاد می کند.
CT نوع حلقه ای معمولا در کابل‌ها، شینه های جریان و بوش ترانسفورماتورها استفاده می‌شوند.
معمولاً CT ولتاژ بالا از روغن یا گاز (SF6) به عنوان مواد عایق استفاده می‌کند و CT های ولتاژ متوسط از رزین‌‌های ترکیبی استفاده می‌کند.
CT ممکن است یک یا بیش از یک هسته داشته باشد، کاربردهای معمول این هسته‌ها به شرح زیر هستند:
- هسته 1: اندازه‌گیری، اندازه‌گیری انرژی، ثبت
- هسته 2 و3: حفاظت
سه نوع اصلی ترانسفوماتور جریان وجود دارد:
پیچشی (Wound)
چنبره (Toroidal)
میله‌ای (Bar)
ترانسفورماتور جریان پیچشی : سیم‌پیچ اولیه‌ی این ترانسفورماتور به‌طور فیزیکی و به‌صورت سری به هادی متصل می‌شود؛ که جریان اندازه‌گیری شده را در مدار حمل می‌کند. مقدار جریان ثانویه به نسبت دور ترانسفورماتور بستگی دارد.
ترانسفورماتور جریان چنبره : این ترانسفورماتور دارای سیم‌پیچ اولیه نیست. درعوض خطی که شارش جریان در شبکه را حمل می‌کند؛ از طریق یک پنجره یا سوراخ از ترانسفورماتور چنبره عبور می‌کند. برخی از ترانسفورماتورهای جریان، دارای یک هسته‌ی تقسیم‌شونده هستند؛ که به آن اجازه می‌دهد؛ بدون قطع مداری که به آن متصل شده‌است؛ باز، نصب و بسته شود.
ترانسفورماتور جریان میله‌ای : این نوع ترانسفورماتور، از کابل واقعی یا باس-بار واقعی مدار اصلی به‌عنوان سیم‌پیچ اولیه استفاده می‌کند؛ که معادل یک دور است. این ترانسفورماتورها، کاملا از ولتاژ عملیاتی بالای سیستم، عایق هستند و معمولا به دستگاه حمل جریان، پیچ می‌شوند.
ترانسفورماتورهای جریان، می‌توانند سطوح جریان را از هزاران آمپر به یک خروجی استاندارد با نسبت 5 به 1 آمپر برای عملکرد عادی، تقلیل داده یا “کاهش دهند”. بنابراین، ابزار و وسایل کنترلی کوچک و دقیق را می‌توان با CT استفاده کرد؛ زیرا آنها به دور از هرگونه خطوط توان قوی و عایق هستند. انواع مختلفی کاربرد اندازه‌گیری و استفاده برای ترانسفورماتورهای جریان، مانند وات‌متر، متر ضریب توان، متروات ساعت، رله‌های محافظ یا به‌عنوان کویل در قطع‌کننده‌های مدار مغناطیسی یا MCB وجود دارد.