Virtamuuntajan suhteen laskeminen on sähkötekniikan perustaito, jota tarvitaan CT-valinnassa, järjestelmän suunnittelussa ja olemassa olevien asennusten todentamisessa. CT-suhde määrittelee ensiövirran ja toisiovirran välisen suhteen ja se voidaan laskea useilla menetelmillä riippuen käytettävissä olevista tiedoista ja laskennan tarkoituksesta. Näiden menetelmien ymmärtäminen auttaa insinöörejä määrittämään CT:t oikein, tarkistamaan nimikilven tiedot ja suorittamaan mittaus- ja suojausjärjestelmien vianmäärityksen.
Perustavanlaatuisin menetelmä CT-suhteen laskemiseksi perustuu käämien kierrossuhteeseen. CT-suhde on yhtä suuri kuin toisiokierrosten lukumäärä jaettuna ensiökierrosten lukumäärällä, tai vastaavasti ensiövirta jaettuna toisiovirralla. Suhde voidaan ilmaista seuraavasti: Ip / Is=Ns / Np, jossa Ip on ensisijainen ampeeri, Is on toisiovirta, Ns on toisiokierrosten lukumäärä ja Np on ensiökierrosten lukumäärä. Esimerkiksi 400:5 virtamuuntajan suhde on 400/5=80, mikä tarkoittaa, että 400 ampeeria ensiössä tuottaa 5 ampeeria toisiossa. Tämä CT vaatii 80 toissijaista kierrosta jokaista pääkierrosta kohden.
CT-suhde voidaan laskea myös suoraan tyyppikilven arvoista. Nimellissuhde on ensisijaisen nimellisvirran suhde toissijaiseen nimellisvirtaan, ja se on ilmoitettu lyhentämättömänä osana arvokilvessä, kuten 200:5 tai 600:1. Suhde voidaan vähentää yksinkertaisimpaan muotoonsa jakamalla molemmat luvut niiden suurimmalla yhteisellä jakajalla. Esimerkiksi suhde 300:5 voidaan yksinkertaistaa suhteeksi 60:1 ja 1000:5 suhde 200:1. Tätä yksinkertaistettua lomaketta käytetään joskus nopeisiin laskelmiin kentällä.
Kun ensiöjohdin viedään CT-aukon läpi useammin kuin kerran, tehollinen suhde muuttuu. Jokainen ensiöjohtimen kulku CT-ytimen läpi vastaa yhden ensiökierteen lisäämistä. Todellinen suhde lasketaan kaavalla: Ka=Kn × Nn / Na, jossa Ka on muuntajan todellinen suhde, Kn on tyyppikilven muuntajan suhde, Nn on ensiökierrosten nimellinen lukumäärä (yleensä 1) ja Na on ensiökierrosten todellinen lukumäärä. Esimerkiksi CT:n, jonka teho on 400:5 A ja ensiöjohdin on viety aukon läpi neljä kertaa, tehollinen suhde on 400 × 1 / 4=100:5 A. Tätä tekniikkaa käytetään yleisesti CT:n sovittamiseen pienempään ensiövirran mittaukseen.
Suhde voidaan laskea myös mitatuista ensiö- ja toisiovirroista. Tätä menetelmää käytetään käyttöönottotesteissä ja määräaikaishuollossa sen varmistamiseksi, että CT toimii oikein. Virta syötetään ensiöpiiriin (tai käytetään todellista kuormitusvirtaa), ja toisiovirta mitataan samanaikaisesti. Suhde lasketaan sitten seuraavasti: CT-suhde=Ensisijainen virta ÷ Toisiovirta. Jos esimerkiksi 150 A:n ensiövirta tuottaa 3,75 A:n toisiovirran, suhde on 150 / 3.75=40:1, joka ilmaistaan tyypillisesti muodossa 200:5 (40 × 5=200). Tämä menetelmä ottaa huomioon CT:n todelliset virheet ja antaa todellisen indikaation sen suorituskyvystä.
CT:issä, joissa on useita toisiootoja tai käämiä, jokaisella väliotolla on oma suhde. Kunkin hanan suhde voidaan laskea kääntösuhdemenetelmällä tai tyyppikilven tiedoista. Esimerkiksi CT:ssä, jossa on 600:5-pääkäämi ja 300:5-hana, olisi 120 toisiokierrosta pääkäämeissä ja 60 kierrosta hanassa. Hanojen välinen suhde määräytyy toisiokäämin kunkin osan kierrosten suhteellisen lukumäärän perusteella.
Suhdelaskennan tarkkuus riippuu käytettyjen mittausten tarkkuudesta. Nimikilpi-pohjaisten laskelmien tarkkuus riippuu nimikilven tietojen tarkkuudesta, joka on tyypillisesti erittäin korkea. Nykyisissä-perustuvissa laskelmissa tarkkuus riippuu nykyisten-mittauslaitteiden tarkkuudesta. Kun CT-suhteita tarkistetaan käyttöönoton aikana, tulee käyttää kalibroituja instrumentteja, joiden tarkkuus on vähintään 0,5 %, jotta voidaan varmistaa, että laskettu suhde on merkityksellinen.
Suhteen laskemiseen vaikuttavat myös kuormitus ja käyttöolosuhteet. CT:n todellinen muunnossuhde eroaa hieman nimellissuhteesta johtuen viritysvirrasta ja muista tekijöistä. Todellinen suhde saadaan kaavasta: Ip=√(I₀² + (nr × Is)² + 2 × I₀ × nr × Is × cos(90 astetta − − δ)), missä I₀ on viritysvirta, nr on nimellissuhde ja ja δ ovat kuormaan liittyvät vaihekulmat. Tätä tarkkuutta vaaditaan tyypillisesti vain -tarkkuusmittaussovelluksissa, joissa nimellisen ja todellisen suhteen välinen ero on otettava huomioon.
Käytännössä yleisimmät CT-suhdelaskelmat ovat yksinkertaisia, ja ne voidaan suorittaa käyttämällä tyyppikilven tietoja tai kierrossuhdetta. Tärkeintä on varmistaa, että käytetään oikeita ensiö- ja toisiovirtoja ja että mahdolliset ensiöjohtimen useat läpikäynnit huomioidaan. Useimmissa sovelluksissa tyyppikilven suhde on riittävä, ja lisälaskelmia tarvitaan vain erikoissovelluksissa tai kun CT-suorituskyky varmistetaan testauksen aikana.
Yhteenvetona voidaan todeta, että virtamuuntajan suhteen laskeminen voidaan suorittaa useilla menetelmillä: tyyppikilven tiedoista, kierrossuhteesta, mitatusta virroista tai CT:n fyysisestä rakenteesta. Jokaisella menetelmällä on sopiva sovellus, ja menetelmän valinta riippuu käytettävissä olevista tiedoista ja vaaditusta tarkkuudesta. Näiden laskentamenetelmien hallinta on välttämätöntä kaikille sähköjärjestelmien virtamuuntajien määrittelyyn, asennukseen tai huoltoon osallistuville.