Peringkat frekuensi transformator arus menentukan frekuensi atau rentang frekuensi di mana akurasi dan spesifikasi kinerja CT valid. CT standar biasanya dirancang untuk beroperasi pada 50 Hz atau 60 Hz, bergantung pada sistem tenaga di wilayah tempat pemasangannya. Peringkat frekuensi adalah parameter penting karena karakteristik magnetik CT-sehingga keakuratan dan perilaku saturasinya-bergantung pada frekuensi arus yang diubah.
Peringkat frekuensi yang paling umum adalah 50 Hz dan 60 Hz. Pilihan antara kedua frekuensi ini ditentukan oleh infrastruktur sistem tenaga listrik suatu negara atau wilayah. Eropa, Asia, Afrika, dan sebagian besar Amerika Selatan menggunakan sistem 50 Hz, sedangkan Amerika Utara dan sebagian Amerika Selatan dan Asia menggunakan sistem 60 Hz. Banyak CT modern dirancang untuk beroperasi pada 50 Hz dan 60 Hz, dengan peringkat frekuensi ditentukan sebagai "50/60 Hz" pada papan nama. Kemampuan frekuensi ganda ini memberikan fleksibilitas untuk aplikasi di mana CT dapat digunakan di wilayah berbeda atau di mana frekuensi sistem dapat berubah.
Peringkat frekuensi mempengaruhi beberapa aspek kinerja CT. Pengaruh yang paling mendasar adalah pada fluks inti. Tegangan yang diinduksikan pada belitan sekunder sebanding dengan laju perubahan fluks magnet, yang berbanding lurus dengan frekuensi. Untuk arus primer dan beban sekunder tertentu, fluks inti yang diperlukan lebih rendah pada frekuensi yang lebih tinggi dan lebih tinggi pada frekuensi yang lebih rendah. Ini berarti bahwa CT yang dirancang untuk pengoperasian 50 Hz dapat jenuh pada arus primer yang lebih rendah bila dioperasikan pada 60 Hz, dan sebaliknya.
Keakuratan CT ditentukan pada frekuensi pengenalnya. Keakuratan transformator arus ditentukan oleh kelas sebagaimana ditentukan dalam standar pada frekuensi 50/60 Hz dengan asumsi arus sinusoidal. Pengoperasian pada frekuensi yang berbeda secara signifikan dari frekuensi terukur dapat menyebabkan kesalahan aktual melebihi batas kelas akurasi yang ditentukan. Kesalahan rasio dan kesalahan fase keduanya-bergantung pada frekuensi, dan perilakunya pada frekuensi di luar-nominal bergantung pada desain CT dan material inti.
Dalam sistem tenaga nyata, bentuk gelombang arus jarang berbentuk sinusoidal murni. Beban nonlinier seperti penggerak kecepatan-variabel, konverter elektronik, dan lampu neon kompak menimbulkan harmonisa yang mendistorsi bentuk gelombang arus. Kandungan harmonik ini dapat mempengaruhi akurasi CT karena respon CT terhadap frekuensi harmonik berbeda dengan responnya terhadap frekuensi fundamental. Kandungan harmonik meningkatkan distorsi harmonik total dan menyebabkan perpindahan fasa antara arus primer dan sekunder. Untuk aplikasi yang harmoniknya signifikan, CT dengan respons frekuensi lebar dan distorsi harmonik rendah harus dipilih.
Respon frekuensi CT bergantung pada material inti dan desain belitan. Pada frekuensi yang lebih tinggi, kerugian arus eddy pada inti meningkat, yang dapat mempengaruhi akurasi dan meningkatkan beban internal. Pada frekuensi yang lebih rendah, fluks inti meningkat pada tegangan tertentu, berpotensi menyebabkan saturasi prematur. Perancang CT harus menyeimbangkan efek ini untuk mencapai kinerja yang dapat diterima pada rentang frekuensi yang diharapkan.
Beberapa aplikasi memerlukan CT dengan rentang frekuensi yang diperluas. Misalnya, pemantauan kualitas daya mungkin memerlukan pengukuran arus harmonik yang akurat hingga harmonik ke-50 atau lebih. Untuk aplikasi seperti itu, tersedia CT dengan rentang frekuensi hingga beberapa kilohertz. Karakterisasi transformator arus 50/60 Hz dari 20 Hz hingga 10 kHz telah dipelajari untuk memahami seberapa baik CT standar cocok untuk mengukur arus pada frekuensi selain frekuensi dasar.
Peringkat frekuensi juga mempengaruhi karakteristik impedansi dan penurunan tegangan CT. Pada frekuensi yang lebih tinggi, reaktansi induktif dari belitan sekunder meningkat, yang meningkatkan beban internal CT dan mempengaruhi akurasi. Beban instrumen yang terhubung juga dapat bervariasi menurut frekuensi, terutama jika instrumen tersebut mengandung komponen induktif atau kapasitif. Hal ini dapat menyebabkan perubahan pada beban total dan, akibatnya, pada keakuratan CT.
Aplikasi perlindungan memperkenalkan pertimbangan frekuensi tambahan. Relai proteksi harus merespons dengan cepat terhadap arus gangguan, yang mungkin berisi komponen DC dan frekuensi harmonik selain frekuensi dasar. Kemampuan CT untuk mereproduksi arus gangguan ini secara akurat bergantung pada karakteristik respons frekuensinya. CT proteksi biasanya dirancang dengan respons frekuensi yang lebih luas daripada CT pengukuran untuk memastikan kinerja yang memadai selama kondisi gangguan.
Pemilihan CT dengan peringkat frekuensi yang benar sangat penting untuk memastikan pengukuran yang akurat dan perlindungan yang andal. Penggunaan CT 50 Hz dalam sistem 60 Hz (atau sebaliknya) dapat menyebabkan kesalahan akurasi yang melebihi batas kelas CT yang ditentukan. Dalam sistem yang frekuensinya mungkin berbeda-beda-seperti pada mikrogrid yang terletak di pulau atau selama gangguan sistem-CT dengan peringkat frekuensi yang lebih luas atau pengujian tambahan mungkin diperlukan.
Singkatnya, peringkat frekuensi adalah spesifikasi mendasar yang menentukan rentang frekuensi pengoperasian yang spesifikasi akurasi dan kinerja CT-nya valid. Pemilihan peringkat frekuensi yang tepat-cocok dengan frekuensi sistem tenaga listrik dan kandungan harmonik yang diharapkan-penting untuk memastikan pengukuran arus yang andal dan akurat di semua kondisi pengoperasian.