변류기의 주파수 정격은 CT의 정확도와 성능 사양이 유효한 주파수 또는 주파수 범위를 지정합니다. 표준 CT는 일반적으로 설치될 지역의 전력 시스템에 따라 50Hz 또는 60Hz에서 작동하도록 설계됩니다. CT의 자기 특성-과 그에 따른 정확도 및 포화 동작-은 변환되는 전류의 주파수에 따라 달라지기 때문에 주파수 정격은 중요한 매개변수입니다.
가장 일반적인 주파수 등급은 50Hz와 60Hz입니다. 이 두 주파수 사이의 선택은 국가 또는 지역의 전력 시스템 인프라에 따라 결정됩니다. 유럽, 아시아, 아프리카 및 대부분의 남미는 50Hz 시스템을 사용하는 반면 북미와 남미 및 아시아 일부 지역은 60Hz 시스템을 사용합니다. 많은 최신 CT는 50Hz와 60Hz 모두에서 작동하도록 설계되었으며 주파수 등급은 명판에 "50/60Hz"로 명시되어 있습니다. 이 이중{12}}주파수 기능은 CT가 다른 지역에서 사용될 수 있거나 시스템 주파수가 변경될 수 있는 애플리케이션에 유연성을 제공합니다.
주파수 등급은 CT 성능의 여러 측면에 영향을 미칩니다. 가장 근본적인 효과는 코어 플럭스에 있습니다. 2차 권선에 유도된 전압은 자속의 변화율에 비례하며 이는 주파수에 정비례합니다. 주어진 1차 전류와 2차 부담에 대해 필요한 코어 자속은 더 높은 주파수에서는 더 낮고 더 낮은 주파수에서는 더 높습니다. 즉, 50Hz 작동용으로 설계된 CT가 60Hz에서 작동할 때 더 낮은 1차 전류에서 포화될 수 있으며 그 반대의 경우도 마찬가지입니다.
CT의 정확도는 정격 주파수로 지정됩니다. 변류기의 정확도는 정현파 전류를 가정하여 50/60Hz의 주파수에서 표준에 정의된 클래스에 따라 지정됩니다. 정격 주파수와 크게 다른 주파수에서 작동하면 실제 오류가 지정된 정확도 등급 제한을 초과할 수 있습니다. 비율 오류와 위상 오류는 모두 주파수-에 따라 달라지며, 오프-공칭 주파수에서의 동작은 CT의 설계 및 코어 재료에 따라 달라집니다.
실제 전력 시스템에서 전류 파형이 순수 사인파인 경우는 거의 없습니다. 가변-속도 드라이브, 전자 변환기, 소형 형광등과 같은 비선형 부하는 전류 파형을 왜곡하는 고조파를 발생시킵니다. 고조파 주파수에 대한 CT의 응답이 기본 주파수에 대한 응답과 다르기 때문에 이 고조파 콘텐츠는 CT 정확도에 영향을 미칠 수 있습니다. 고조파 함량은 전체 고조파 왜곡을 증가시키고 1차 전류와 2차 전류 사이의 위상 변위를 유발합니다. 고조파가 중요한 애플리케이션의 경우 주파수 응답이 넓고 고조파 왜곡이 낮은 CT를 선택해야 합니다.
CT의 주파수 응답은 코어 재료와 권선 설계에 따라 달라집니다. 더 높은 주파수에서는 코어의 와전류 손실이 증가하여 정확도에 영향을 미치고 내부 부담이 증가할 수 있습니다. 더 낮은 주파수에서는 주어진 전압에 대해 코어 플럭스가 증가하여 잠재적으로 조기 포화를 초래할 수 있습니다. CT 설계자는 예상 주파수 범위 전체에서 허용 가능한 성능을 달성하기 위해 이러한 효과의 균형을 맞춰야 합니다.
일부 애플리케이션에는 확장된 주파수 범위의 CT가 필요합니다. 예를 들어, 전력 품질을 모니터링하려면 최대 50번째 고조파 또는 그 이상의 고조파 전류를 정확하게 측정해야 할 수 있습니다. 이러한 애플리케이션의 경우 주파수 범위가 수 kHz까지 확장되는 CT를 사용할 수 있습니다. 표준 CT가 기본 주파수 이외의 주파수에서 전류를 측정하는 데 얼마나 적합한지 이해하기 위해 20Hz ~ 10kHz의 50/60Hz 변류기 특성 분석이 연구되었습니다.
주파수 정격은 CT의 임피던스와 전압 강하 특성에도 영향을 미칩니다. 주파수가 높아지면 2차 권선의 유도성 리액턴스가 증가하여 CT의 내부 부담이 증가하고 정확도에 영향을 미칩니다. 연결된 장비의 부담은 주파수에 따라 달라질 수 있으며, 특히 유도성 또는 용량성 구성 요소가 포함된 경우 더욱 그렇습니다. 이로 인해 총 부담이 변경되고 결과적으로 CT의 정확도가 변경될 수 있습니다.
보호 애플리케이션에는 추가 주파수 고려 사항이 도입됩니다. 보호 계전기는 기본 주파수 외에 DC 성분과 고조파 주파수를 포함할 수 있는 고장 전류에 신속하게 응답해야 합니다. 이러한 결함 전류를 정확하게 재현하는 CT의 능력은 주파수 응답 특성에 따라 달라집니다. 보호 CT는 일반적으로 오류 조건에서 적절한 성능을 보장하기 위해 미터링 CT보다 더 넓은 주파수 응답으로 설계됩니다.
정확한 측정과 안정적인 보호를 위해서는 올바른 주파수 등급의 CT를 선택하는 것이 필수적입니다. 60Hz 시스템에서 50Hz CT를 사용하면(또는 그 반대) CT의 지정된 클래스 제한을 초과하는 정확도 오류가 발생할 수 있습니다. 고립된 마이크로그리드나 시스템 교란과 같이 주파수가 달라질 수 있는 시스템에서는-더 넓은 주파수 정격을 갖춘 CT 또는 추가 테스트가 필요할 수 있습니다.
요약하면, 주파수 등급은 CT의 정확도와 성능 사양이 유효한 작동 주파수 범위를 정의하는 기본 사양입니다. 모든 작동 조건에서 안정적이고 정확한 전류 측정을 보장하려면 전력 시스템 주파수 및 예상 고조파 함량과 일치하는-주파수 등급을 적절하게 선택하는 것이 필수적입니다.