Dòng kích thích của máy biến dòng là dòng điện cần thiết để thiết lập và duy trì từ thông trong lõi CT. Đây là một thành phần nhỏ nhưng cực kỳ quan trọng trong hoạt động của CT, vì nó ảnh hưởng trực tiếp đến độ chính xác của phép biến đổi hiện tại. Theo Ủy ban kỹ thuật điện quốc tế (IEC), dòng điện kích thích được định nghĩa là "giá trị hiệu dụng của dòng điện tạo ra bởi cuộn thứ cấp của máy biến dòng, khi đặt một điện áp hình sin có tần số định mức vào các cực thứ cấp, cuộn sơ cấp và bất kỳ cuộn dây nào khác được mở-mạch".
Trong mạch tương đương CT, dòng điện kích thích chạy qua nhánh từ hóa, đại diện cho đặc tính từ của lõi. Dòng điện sơ cấp được coi là biến đổi hoàn toàn sang phía thứ cấp, nhưng một phần dòng điện này được chuyển hướng qua nhánh kích thích. Phần còn lại là dòng điện thứ cấp thực sự chạy qua tải bên ngoài. Dòng điện kích thích là hàm số của điện áp kích thích thứ cấp (Es) và trở kháng kích thích thứ cấp (Ze), đồng thời nó biểu thị số vòng ampe- cần thiết để từ hóa lõi.
Dòng kích thích có thể được phân tách thành hai thành phần: dòng từ hóa và thành phần tổn hao. Dòng từ hóa (Im) là thành phần tạo ra từ thông trong lõi. Thành phần tổn thất (Ia) biểu thị tổn thất công suất tác dụng trong lõi do dòng điện xoáy và hiện tượng trễ. Tổng dòng kích thích là tổng pha của hai thành phần này: Ie=Im + Ia. Dòng điện từ hóa thường lớn hơn nhiều so với thành phần tổn hao, đặc biệt là trong các vật liệu lõi chất lượng cao có tổn thất thấp.
Độ lớn của dòng kích thích phụ thuộc vào một số yếu tố. Các đặc tính cốt lõi của vật liệu-bao gồm tính thấm, mật độ từ thông bão hòa và tổn thất-đóng vai trò chính. Vật liệu có độ thấm cao hơn đòi hỏi dòng điện từ hóa ít hơn để tạo ra từ thông nhất định. Kích thước lõi và số vòng dây thứ cấp cũng ảnh hưởng đến dòng điện kích thích: lõi lớn hơn và nhiều vòng dây hơn thường dẫn đến dòng điện kích thích thấp hơn đối với một điện áp nhất định. Điện áp kích thích, được xác định bởi tải và dòng điện thứ cấp, là một yếu tố quan trọng khác.
Dòng điện kích thích là nguồn gây ra lỗi chính trong máy biến dòng. Bởi vì dòng điện kích thích trừ đi dòng điện lẽ ra có sẵn cho mạch thứ cấp, nên nó trực tiếp góp phần gây ra sai số tỷ lệ của CT. Có thể hiểu mối quan hệ giữa dòng điện kích thích và sai số tỷ số bằng cách xem xét rằng số vòng ampe-chính phải bằng tổng số vòng ampe-thứ cấp và số vòng ampe-kích thích. Khi dòng điện kích thích tăng-do tải cao hơn, điện áp thứ cấp cao hơn hoặc độ bão hòa lõi- thì dòng điện thứ cấp giảm và sai số tỷ lệ tăng lên.
Đặc tính kích thích của CT thường được trình bày dưới dạng đường cong liên hệ giữa điện áp thứ cấp ứng dụng và dòng điện kích thích. Đường cong này có hai vùng riêng biệt: vùng tuyến tính ở điện áp thấp nơi lõi không bão hòa và vùng bão hòa ở điện áp cao nơi dòng kích thích tăng nhanh khi điện áp tăng nhỏ. Sự chuyển tiếp giữa các vùng này được gọi là điểm đầu gối. Dưới điểm đầu gối, dòng kích thích nhỏ và độ chính xác của CT tốt. Trên điểm đầu gối, dòng kích thích tăng lên đáng kể và độ chính xác của CT giảm nhanh chóng.
Dòng kích thích xác định độ chính xác tối đa có thể đạt được với CT nhất định. Bởi vì dòng điện kích thích là đặc tính vốn có của lõi từ nên nó đặt ra giới hạn cơ bản về hiệu suất của CT. Ngay cả trong điều kiện lý tưởng, dòng điện kích thích gây ra sai số tỷ lệ và sai số pha nhỏ nhưng không{2}} bằng 0. Mục tiêu của người thiết kế CT là giảm thiểu dòng điện kích thích thông qua việc lựa chọn cẩn thận vật liệu lõi, kích thước lõi và cấu hình cuộn dây.
Trong các ứng dụng thực tế, dòng điện kích thích được đo trong quá trình thử nghiệm CT để xác minh hiệu suất của CT. Thử nghiệm kích thích bao gồm việc đặt một điện áp thay đổi vào cuộn thứ cấp có mạch sơ cấp- hở và đo dòng điện kích thích thu được. Đường cong kích thích thu được từ thử nghiệm này được sử dụng để xác định điện áp điểm uốn và đánh giá sự phù hợp của CT đối với các ứng dụng bảo vệ. CT có dòng điện kích thích thấp hơn đối với một điện áp nhất định thường được coi là có chất lượng cao hơn.
Dòng điện kích thích cũng có ý nghĩa quan trọng về mặt an toàn. Nếu mạch thứ cấp của CT vô tình bị hở mạch-trong khi dòng điện sơ cấp đang chạy thì dòng điện kích thích sẽ tạo ra điện áp rất cao trên các cực thứ cấp. Điều này có thể gây nguy hiểm cho con người và làm hỏng thiết bị. Mạch thứ cấp của máy biến dòng không bao giờ được để hở-trong khi dòng điện sơ cấp tiếp tục chạy vì CT hoạt động như một cuộn cảm có độ bão hòa cao, tạo ra điện áp cực đại và tương đối cao ở đầu ra thứ cấp.
Tóm lại, dòng điện kích thích là đặc tính cơ bản của máy biến dòng, quyết định trực tiếp đến độ chính xác và hiệu suất của chúng. Nó đại diện cho dòng điện cần thiết để từ hóa lõi và là nguồn chính gây ra sai số tỷ lệ và pha. Hiểu dòng điện kích thích-và mối quan hệ của nó với vật liệu lõi, tải trọng và điện áp vận hành-là điều cần thiết cho việc lựa chọn, thử nghiệm và ứng dụng CT trong hệ thống điện.