Bên cạnh máy biến dòng thứ tự không, biến dòng CT cũng là thiết bị được nhiều người quan tâm. Vậy máy biến dòng là gì? Nó thay đổi cường độ dòng điện theo mong muốn như thế nào? Để tìm hiểu rõ hơn về thiết bị này hãy cùng chúng tôi khám phá bài viết dưới đây nhé!
Tóm tắt
Máy biến dòng là gì?
Biến dòng hay còn được gọi là current transformer, biến dòng đo lường, biến dòng CT, cảm biến dòng điện xoay chiều (ký hiệu máy biến dòng là CT). Đây là một trong những thiết bị dùng để biến đổi dòng điện xoay chiều mang dòng điện lớn thành dòng điện xoay chiều và nó có giá trị nhỏ có thể đo được bằng các thiết bị điện tiêu chuẩn. Ngoài ra, nó giúp đưa tín hiệu đến các đồng hồ hiển thị dòng điện loại cơ để có thể hiển thị kim hoặc là truyền tín hiệu điện về trung tâm điều khiển thông qua các bộ chuyển đổi tín hiệu như 0-5A hoặc 0-10A.
Giới thiệu về máy biến dòng
Cấu tạo
Cấu tạo chính của biến dòng đo lường bao gồm một mạch từ bên trên được quấn một vài vòng của cuộn dây sơ cấp thông thường và nối tiếp với mạch điện cao thế. Bên cạnh đó, còn có một số cuộn thứ cấp để có thể lấy tín hiệu ra nhằm cung cấp cho các thiết bị bảo vệ và đo lường. Tất cả các bộ phận này đều được đúc sẵn bằng các vật liệu cách điện, thường từ cấp điện áp ≤ 66kV hoặc đôi khi nó được đặt cố định trong các ống sứ cách điện và chứa đầy dầu cách điện mang điện áp >66kV.
Ngoài ra, máy biến dòng hạ thế, trung thế hoặc là máy cao thế sẽ có cấu tạo khác nhau.
Đặc điểm
Không giống như các loại máy đo hiệu điện thế hoặc là máy biến áp nguồn truyền thống, biến dòng đo lường thường có cấu tạo gồm một hoặc là một vài vòng dây quấn.
Hầu như các vòng dây truyền thống đều được thiết kế theo dạng một đoạn dây dẫn dẹt và được quấn thành một vòng hoặc là một cuộn dây dẫn được quấn nhiều vòng quanh lõi rỗng hoặc sẽ được nối thẳng đến chỗ cần nối mạch thông qua thiết bị có lỗ hổng trung tâm bất kỳ.
Cảm biến dòng điện xoay chiều thời trước được coi như một “chuỗi biến áp” mang chức năng giống như một cuộn thứ cấp. Nhưng cuộn thứ cấp này có thể sở hữu một lượng lớn các cuộn cảm quấn quanh lõi thép lá để giảm tối thiểu mức hao tốn lưỡng cực từ của phần có tiết diện. Chính vì vậy độ cảm ứng từ sẽ được sử dụng ở mức thấp hơn tiết diện của dây dẫn. Và điều này cũng tùy thuộc vào độ lớn của cường độ dòng điện mà bạn cần giảm xuống. Ngoài ra cuộn thứ cấp thường được mặc định ở mức 1A cho phép cường độ nhỏ hơn hoặc mức 5A cho phép cường cường độ lớn hơn.
Nguyên lý hoạt động
Nguyên lý hoạt động của biến dòng CT như sau: Khi dòng điện xoay chiều đi qua dây dẫn, xung quanh máy sẽ xuất hiện điện trường. Cuộn dây dẫn sẽ cảm ứng điện trường này và xuất hiện dòng điện trong đó. Tỉ lệ này được căn cứ vào số vòng dây quấn bên trong cuộn dây biến dòng.
Thông số cơ bản của máy biến dòng
Các thông số của máy biến dòng điện gồm có:
- Điện áp định mức: Đây là trị số điện áp dây của lưới điện mà biến dòng làm việc. Điện áp định mức quyết định cách điện ở phía sơ cấp và phía thứ cấp của biến dòng đo lường.
- Dòng điện định mức phía sơ cấp và phía thứ cấp là dòng điện làm việc dài hạn theo phát nóng và nó có dự trữ.
- Hệ số biến đổi chính là tỉ số giữa phía sơ cấp và phía thứ cấp định mức: Kđm = I1đm/I2đm.
- Hệ số biến đổi được chế tạo như sau: 10/5A; 15/5; 20/5; 25/5; 50/5A; 75/5; 100/5; 150/5; 200/5; 250/5; 300/5; 400/5; 500/5; 600/5; 700/5; 750/5; 800/5; 850/5; 900/5; 950/5 ; 1.000/5; 1.500/5,…
- Phụ thuộc vào sai số, biến dòng có những cấp chính xác như sau:
- Cuộn đo lường: 0,2; 0,5; 1.
- Cuộn bảo vệ: 5P20, 5P10, 10P10,… (5P20 chỉ có khi dòng điện qua CT tăng lên 20 lần dòng điện định mức của nó và sai số vẫn chỉ là 5%).
- Tải định mức của biến dòng CT tổng trở tính bằng W, với cosj = 0,8 và biến dòng làm việc với cấp chính xác tương ứng.
- Công suất định mức của biến dòng đo lường: P2đm = I22đm x Z2đm
Phân loại máy biến dòng
Ngày nay, biến dòng CT được chia làm 3 loại sau: máy biến dòng dạng dây quấn, thanh khối và cuối cùng là dạng vòng.
- Dạng dây quấn: Với loại máy này, cuộn sơ cấp của máy sẽ được kết nối trực tiếp vào các dây dẫn để có thể đo được cường độ dòng điện chạy được trong mạch. Thông thường thì cường độ dòng điện trong cuộn dây thứ cấp sẽ phụ thuộc vào tỷ số vòng dây quấn của máy.
- Dạng vòng: “Vòng” này không được phép có mặt trong cuộn dây sơ cấp. Chính vì vậy, cường độ dòng điện được chạy trong mạch sẽ được truyền đi và chạy thẳng qua các khe cửa hoặc là lỗ hổng của “vòng” ở trong máy. Ngày nay một số máy dạng vòng đã được thiết kế thêm “chốt chẻ” giúp cho lỗ hổng hơajc khe cửa của máy có thể mở ra, cài đặt mà không cần phải ngắt mạch cố định.
- Dạng khối: Đây chính là máy CT phổ biến nhất hiện nay và thường được ứng dụng trong các loại dây cáp cũng như thanh cái của mạch điện chính. Nó cũng gần giống cuộn sơ cấp nhưng điểm khác đó là nó chỉ có một vòng dây duy nhất. Nó được tách biệt hoàn toàn với nguồn điện áp cao trong hệ mạch và nó luôn kết nối với cường độ dòng điện tải được trong các thiết bị điện.
Cách chọn biến dòng CT
Biến dòng của dòng điện xoay chiều thường có dòng tải lớn, còn các thiết bị đọc dòng điện xoay chiều thì chỉ đọc được các giá trị 5A hoặc là 10A. Vì vậy, chiếc máy này đóng một vai trò cực kỳ quan trọng đó là chuyển dòng điện lớn thành các dòng điện nhỏ hơn 5A hoặc là 10A.
Vì vậy để có thể chọn được biến dòng CT phù hợp thì người dùng cần biết được dòng tải lớn nhất đi qua biến dòng là bao nhiêu. Sau đó mới chọn đến giá trị biến dòng bằng hoặc là cao hơn giá trị trị của dòng điện thực tế đi qua biến dòng.
Cụ thể như sau: I = 13 x su
Ví dụ: Bạn có tải 3 pha 220V mang công suất 100KW thì công thức tính dòng như sau:
I = 13 x 100.000220V = 151.5 A. Xem như hệ số công suất = 1.
Như vậy, để có thể đo được dòng điện chính xác thì người dùng cần phải chọn biến dòng lớn hơn giá trị tính được theo tiêu chuẩn có biến dòng đó là 150/5A và 200/5A. Trong ví dụ trên thì ta lựa chọn máy 200/5A là phù hợp nhất. Bên cạnh đó, để hiển thị được giá trị Ampe bằng đồng hồ cơ thì người dùng cũng cần phải chọn đồng hồ Ampe có giá trị đọc là 200/5A.
Hiện nay cũng có nhiều máy biến dòng điện mang công suất 110KV, 35KV,… bạn có thể tham khảo.
Cách đấu biến dòng vào đồng hồ Ampe như sau: Biến dòng sẽ có hai dây tương ứng với 2 đầu dây của đồng hồ Ampe. Đầu tiên ta chọn cùng 1 giá trị cho biến dòng và đồng hồ. Sau đó ta chỉ cần đấu dây vào 2 chân của đồng hồ Ampe là đã đo được dòng tải của thiết bị cần đo. Chỉ với vài bước đơn giản này bạn đã có thể tự mình biết cách lắp biến dòng.
Bên trên là những thông tin về máy cảm biến dòng điện xoay chiều, hy vọng những điều này đã giúp các bạn hiểu rõ máy biến dòng là gì, các loại biến dòng và ứng dụng của máy này.
