Вимірювальні та захисні трансформатори струму виконують принципово різні цілі в системах електроенергії, і їх конструкції відображають ці різні пріоритети. Розуміння різниці між цими двома типами трансформаторів струму має важливе значення для правильної специфікації та проектування системи, оскільки використання неправильного типу в певній програмі може призвести до помилок вимірювання, неточностей виставлення рахунків або збоїв захисту.
Найфундаментальніша відмінність полягає в їхніх цілях ефективності. Вимірювальний трансформатор струму призначений для забезпечення найвищої можливої точності при нормальних робочих струмах, як правило, приблизно від 5% до 120% від номінального первинного струму. Його призначення полягає в забезпеченні точного вимірювання енергії для виставлення рахунків, моніторингу споживання та оцінки ефективності роботи. Захисний трансформатор струму, навпаки, розроблений для підтримки точності та лінійності при дуже високих струмах-часто в 10–20 разів перевищуючих номінальний струм або більше-так що захисні реле можуть надійно виявляти умови несправності та реагувати на них.
Ця відмінність у призначенні призводить до різних специфікацій класу точності. Вимірювальні ТТ мають такі класи точності, як 0,2, 0,2S, 0,5, 0,5S або 1, де число означає максимальну похибку у відсотках за номінального струму. Додатки для виставлення рахунків зазвичай вимагають класу 0.2 або 0.5, тоді як менш критичні програми моніторингу можуть приймати клас 1. Захисні трансформатори струму вказуються з такими класами, як 5P або 10P, де число представляє максимальну повну похибку при граничному коефіцієнті точності. Наприклад, трансформатор струму 5P20 підтримує 5% точності до 20-кратного номінального первинного струму.
Ще однією ключовою відмінністю є поведінка насиченості. Вимірювальні трансформатори струму навмисно розроблені для насичення при відносно низьких значеннях номінального струму, щоб захистити підключені вимірювальні прилади від пошкодження під час несправностей. Це характеризується коефіцієнтом безпеки (Fs), який визначає кратність номінального струму, при якому гарантується насичення. Захисні трансформатори струму, з іншого боку, розроблені для затримки насичення якомога довше, гарантуючи, що трансформатор струму може точно відтворювати струми пошкодження для аналізу захисним реле.
Конструкція сердечника також відрізняється. Вимірювальні трансформатори струму зазвичай мають менший сердечник із меншою щільністю потоку насичення для досягнення раннього насичення. Для захисту трансформаторів струму потрібні більші сердечники з вищою щільністю потоку насичення, щоб підтримувати лінійність при високих струмах. Це робить захисні ТТ фізично більшими та дорожчими, ніж вимірювальні ТТ з еквівалентним номінальним первинним струмом.
На практиці багато установок використовують окремі ТТ для вимірювання та функцій захисту. Один вимірювальний трансформатор струму класу 0,2 не може служити захисним трансформатором струму, оскільки він надто швидко насичується під час несправностей, потенційно перешкоджаючи правильній роботі захисного реле. І навпаки, захисний КТ 5P20 може не забезпечувати точність, необхідну для вимірювання доходу. Для застосувань, де потрібні обидві функції, часто використовуються двоядерні-ТТ з окремими вимірювальними й захисними сердечниками в одному корпусі.
Підводячи підсумок, фундаментальна відмінність між вимірювальними та захисними трансформаторами струму полягає в їхніх проектних пріоритетах: вимірювальні перетворювачі струму надають пріоритет точності при нормальних струмах, тоді як захисні перетворювачі струму віддають перевагу лінійності при струмах пошкодження. Вибір правильного типу для кожної програми є важливим як для точного виставлення рахунків, так і для надійного захисту.