Stromwandler (CTs) sind wichtige Bestandteile moderner elektrischer Systeme. Sie ermöglichen die sichere Messung, Überwachung und Regelung hoher Ströme, indem sie ein proportional verkleinertes Abbild des in einem Leiter fließenden Stroms erzeugen. Dieser Artikel erläutert ihre Funktionsweise, die verschiedenen Bauarten und ihre vielfältigen Anwendungen.
Stromwandler sind Geräte zur Messung hoher elektrischer Ströme. Dazu erzeugen sie einen kleineren, proportionalen Strom, der sich mit üblichen Messgeräten einfach und sicher messen lässt. Sie bilden die Schnittstelle zwischen Stromkreisen mit hoher Leistung und empfindlichen elektronischen Geräten. So können Überwachungs- und Steuerungssysteme arbeiten, ohne gefährlich hohen Strömen ausgesetzt zu sein.
Stromwandler arbeiten nach dem Prinzip der elektromagnetischen Induktion. Fließt Strom durch den Primärleiter, bei dem es sich auch einfach um einen einzelnen Draht durch den Kern des Stromwandlers handeln kann, entsteht ein Magnetfeld. Dieses Magnetfeld induziert einen Strom in der Sekundärwicklung des Stromwandlers. Das Verhältnis der Windungszahlen von Primärwicklung (oft nur der Leiter selbst) und Sekundärwicklung bestimmt den Umrechnungsfaktor und damit die Höhe des Ausgangsstroms im Verhältnis zum Primärstrom.
Ein Stromwandler mit einem Sekundärausgang von 1 A kann beispielsweise ein Verhältnis von 3000:1 aufweisen: Fließen im Primärkreis 3000 A, liefert der Stromwandler am Ausgang 1 A. Häufig ist der Sekundärausgang standardisiert, etwa auf 1 A, 5 A oder sogar auf einen Spannungsausgang von 0,333 V. Das vereinfacht die Auslegung von Messgeräten und Schutzsystemen.
Es gibt verschiedene Bauarten von Stromwandlern für unterschiedliche Anwendungen:
Stromwandler werden in zahlreichen Bereichen eingesetzt:
Stromwandler sind für die Stromverbrauchsmessung wesentlich: Sie ermöglichen Energieversorgern und Verbrauchern eine genaue Erfassung des Energieverbrauchs. Indem sie die hohen Ströme in Stromverteilungsnetzen auf messbare Werte herabsetzen, ermöglichen sie eine präzise Abrechnung und Energieüberwachung.
Für Schutzrelais und die Steuerung von Leistungsschaltern liefern Stromwandler wichtige Informationen über den Stromfluss in einem Stromkreis. Anhand dieser Daten lassen sich ungewöhnliche Zustände wie Überlastungen oder Kurzschlüsse erkennen und Schutzmaßnahmen zur Trennung und zum Schutz von Betriebsmitteln auslösen.
In der industriellen Automatisierung und Steuerung werden Stromwandler eingesetzt, um Ströme in Motoren, Transformatoren und anderen Geräten zu überwachen. Die Überwachung hilft, Leistung und Effizienz des Systems zu steuern und sicherzustellen, dass die Komponenten innerhalb sicherer Betriebsgrenzen arbeiten.
In Anlagen für erneuerbare Energien, etwa Wind- und Solarparks, überwachen Stromwandler den Stromfluss von der Erzeugung bis zur Netzeinspeisung. Sie tragen zu einem effizienten und sicheren Betrieb bei und liefern Daten zur Optimierung der Anlagenleistung.
Stromwandler tragen zur Sicherheit des Personals bei, indem sie den Einsatz galvanisch getrennter Messgeräte ermöglichen. Ihr niedriger Sekundärstrom erlaubt den sicheren Betrieb von Messgeräten und Sensoren, die bei einem direkten Anschluss an Stromkreise mit hohen Strömen gefährdet wären.
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