CTとVTの違いについて（修正１）

質問

CT（変流器）とVT（計器用変圧器）はともに電磁誘導作用によりコイルから他のコイルにエネルギーを伝える機構ですが、CTの２次側は１次側の電流に、ＶＴの２次側は１次側の電圧に比例するのは何故ですか？
（これは2011/06/06 20:48の質問を修正したものです。）

回答No.2

veryyoung · ベストアンサー

測定対象から、計器に必要な電力だけ採取して伝える機構が、おっゃる通り CTやVTでしょう。測定対象に計器を直接に繋ぎ込むと、計器にとって電圧値や電流値が大きすぎる、つまり電力が過剰に採取されてしまう場合に、それを抑制する事ができます。CTもVTも伝達電力は似たような値かもしれません。しかし電圧計はできる限り小さな電流、電流計は出来る限り小さな電圧降下を目指しており、例え電圧電流「積」は同じでも電圧電流「比」（インピーダンス）は両極端です。このインピーダンスの違いにより、CTとVTでは、典型的巻き数、また巻き数比と電力採取量の対応関係、などが異なって来ます。

電圧計は端子間の正確な電圧を表示しますが、小さな負荷電流（大きな抵抗 Rv）は努力目標で、規定は無く有限です。一方電流計は正確な通過電流を表示しますが、小さな電圧降下（小さな抵抗 Ri）は努力目標で、規定は無く有限です。測定対象からトランスで電力を採取して渡す際、どのような誤差が生じるでしょう。トランスの個性は励磁インピーダンスと漏れインピーダンスで記述されます（Ｔ型等価回路を思い浮かべてください）。 電圧計の接続で生じるのは、漏れインピーダンス Zs と Rv の分圧誤差で、Zs<<Rv（定電圧的）が望まれます。　電流計の接続で生じるのは、励磁インピーダンス Ze と Ri の分流誤差で、Ze>>Ri（定電流的）が望まれます。従ってトランス二次側としては、VTでは比較的少ない巻き数、CTでは比較的多い巻き数になる筈です。

一次側はどうでしょう。VTとしては励磁インピーダンスが高く、また一次換算Rvも大きい方が望ましいので、一次巻き数は多くなります。（計器への電力採取量は、一次巻き数増加につれて減少します。）　CTとしては漏れインピーダンスが低く、また一次換算Riも小さい方が望ましいので、一次巻き数は少なくなります。（計器への電力は、一次巻き数減少につれて減少します。）

前の類似質問に、定電流回路、定電圧回路という語句が見受けられましたので、インピーダンスが異なるが同量のエネルギーを伝える機構という対称性を目玉にして説明してみました。

お礼

回答有難うございます。

回答No.1

foobar

VTとCTでは使うときの条件が違います。
まず、鉄心を通る磁束をφとします。すると、巻線1ターンあたりの誘導電圧v0=dφ/dtです。

VTの場合は、二次が開放で使います。
そのとき、二次電圧v2=N2*v0、一次電圧 v1=N1*v0から、v2=N2/N1*v1になって、一次電圧と巻き数比に比例した電圧が出ます。

CTの場合は、二次巻線を短絡 (v2=0）で使います。結果、v0=0から磁束φ=0で使うことになります。
磁束が0ということは、起磁力（＝電流＊巻き数）の合計が0ということなので、N1i1+N2i2=0から、i2=-N1/N2*i1となって、二次電流は一次電流に比例し、巻き数比に反比例します。

お礼

回答有難うございます。