Bachelor's Thesis

Measurement of Low-Power Current Transformers

Final Thesis 25.61 MB Appendix 1.22 MB

Author of thesis: František Tkadlec

Acad. year: 2025/2026

Supervisor: Ing. Viktor Jurák, Ph.D.

Reviewer: Ing. Pavel Bernášek

Abstract:

This thesis deals with modern current measurement technologies in electrical power engineering, focusing mainly on Low-Power Current Transformers (LPCT). The theoretical part provides a comprehensive review of current and conventional measurement principles, including shunt resistors, Hall effect sensors, fiber-optic sensors and fluxgate sensors. Main attention is paid to Low-Power Current Transformers (LPCT). The thesis analyzes their physical principles, advantages over conventional solutions, and their integration with modern Intelligent Electronic Devices (IEDs) from Schneider Electric and ABB. The practical part is dedicated to the design and execution of comparative measurements using the Omicron CPC 100 testing system. Experimental tests include measuring ratio and phase angle errors, analyzing the excitation characteristic of a conventional current transformer, and verifying the sensitivity of the sensors to the asymmetric position of the primary conductor. The conclusion offers a comparison of waveforms and a spectral analysis of the measured currents against a precision shunt, thus experimentally verifying the behavior of the tested technologies.

Keywords:

current measurement, IT, CT, instrument transformer, current transformer, LPCT, low power current transformer, Rogowski coil, measurement accuracy, Omicron CPC 100

Date of defence

18.06.2026

Result of the defence

Defended (thesis was successfully defended)

znamkaAznamka

Grading

A

Process of defence

Student seznámil zkušební komisi s výsledky své bakalářské práce na téma Měření nízkovýkonových přístrojových transformátorů proudu. Následně vedoucí práce Ing. Viktor Jurák seznámili komisi s posudkem vedoucího i oponenta bakalářské práce. Student následně zodpověděl všechny otázky oponenta. Dotaz položil doc. Kačor, zda ověřil bočník i se střídavým proudem vzhledem ke skin efektu s následnou diskuzí. Student s dopomocí zodpověděl otázku. Následovala otázka doc. Topolánka k výpočtu odchylek obálky. Student řádně zodpověděl otázku.

Language of thesis

Czech

Faculty

Department

Study programme

Power Electrical and Electronic Engineering (BPC-SEE)

Composition of Committee

prof. Ing. Jiří Drápela, Ph.D. (předseda)
doc. Ing. David Topolánek, Ph.D. (místopředseda)
Ing. Lukáš Radil, Ph.D. (člen)
Ing. Martin Vojtek, Ph.D. (člen)
Ing. Václav Vyčítal, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Petr Kačor, Ph.D. (člen)

Supervisor’s report
Ing. Viktor Jurák, Ph.D.

Bakalářská práce Františka Tkadlece se věnuje aktuálnímu tématu měření proudu pomocí nízkovýkonových přístrojových transformátorů. Autor v úvodu přehledně shrnuje teorii, parametry a vlastnosti konvenčních i moderních převodníků. Na tento základ navazuje v praktické části, kde provádí srovnávací laboratorní testy, čímž v plném rozsahu naplnil zadání práce.
Student byl během řešení úkolů velmi aktivní, svůj postup pravidelně konzultoval, projevoval velkou míru samostatnosti a odvedl velké množství kvalitní práce. Významným přínosem je pak praktické ověření, že jsou moderní nízkovýkonové převodníky plnohodnotnou alternativou ke konvenčním přístrojovým transformátorům proudu.
K předložené práci mám však několik připomínek, které se týkají především formální stránky. Zásadnější výhradu mám k seznamu klíčových slov, kde si česká a anglická verze neodpovídají počtem ani pořadím termínů. Použité zkratky IT a CT jsou nevhodné kvůli své víceznačnosti a v seznamu zkratek zcela chybí.
V textu se dále vyskytují drobné technické nesrovnalosti, které lze přisoudit nepozornosti. Jde například o nesrovnalost mezi hodnotou napětí v obrázku 3.20 oproti textu nebo o drobné rozpory mezi údaji v tabulce 2.1 vůči textu. Ojediněle chybějící jednotky či neočíslované vztahy u popisu Rogowského cívky jsou pak jen formálními nedostatky, které však nijak nesnižují celkovou srozumitelnost ani odbornou kvalitu textu. Samotný závěr práce je pak zbytečně obsáhlý a přináší některé nové informace, které měly být zařazeny spíše do diskuse výsledků v hlavní části.
I přes tyto dílčí výtky se jedná o velmi zdařilou bakalářskou práci, kterou doporučuji k obhajobě a hodnotím ji 95 body, tedy stupněm A. Points proposed by supervisor: 95

Grade proposed by supervisor: A

Reviewer’s report
Ing. Pavel Bernášek

viz příloha Topics for thesis defence:
  1. Otázky jsou přiloženy v posudku
Points proposed by reviewer: 94

Grade proposed by reviewer: A

File inserted by the reviewer Size
Posudek oponenta [.pdf] 555,46 kB

Responsibility: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová