Ngày nay, việc sử dụng các thiết bị ở điện áp phù hợp là một vấn đề mà người dùng cần lưu ý. Máy biến dòng ra đời nhằm thay đổi cường độ dòng điện theo mong muốn. Hãy cùng tìm hiểu thêm những đặc điểm của máy biến dòng trong bài viết sau đây.
Biến dòng là gì?
Máy biến dòng hay gọi tắt là biến dòng (tên tiếng anh là: Current Transformer – kí hiệu máy biến dòng CT) là 1 loại máy biến điện áp thường được sử dụng để giảm một dòng điện xoay chiều (AC). Nó tạo ra một dòng điện trong cuộn thứ cấp của nó tỷ lệ với dòng điện đi qua nó.
Cấu tạo biến dòng
Máy biến dòng bao gồm các phần chính sau đây:
- Primary Current: Dòng điện sơ cấp
- Secondary Winding: Cuộn dây thứ cấp
- Hollow Core: Lõi rỗng
- Ammeter : Đồng hồ đo dòng
Đặc điểm biến dòng
Không giống như máy đo hiệu điện thế hay máy biến áp nguồn truyền thống, biến dòng cấu tạo gồm một hoặc một số ít vòng dây.
Những vòng dây truyền thống được thiết kế có thể ở dạng một đoạn dây dẫn dẹt quấn thành một vòng hoặc một cuộn dây dẫn quấn nhiều vòng quanh lõi rỗng hoặc được nối thẳng đến chỗ cần nối mạch thông qua thiết bị có lỗ hổng trung tâm. Và cũng do cách thiết kế này mà máy biến dòng thời trước thường được coi là một “chuỗi biến áp” có chức năng giống như một cuộn thứ cấp.
Cuộn thứ cấp có thể có một lượng lớn các cuộn cảm quấn quanh lõi thép lá nhằm giảm tối thiểu mức hao tốn lưỡng cực từ của phần có tiết diện, vì thế độ cảm ứng từ được sử dụng ở mức thấp hơn tiết diện của dây dẫn, điều này cũng tùy thuộc vào độ lớn mà cường độ dòng điện cần được giảm xuống. Cuộn thứ cấp thường được mặc định ở mức 1A cho cường độ nhỏ hoặc ở mức 5A cho cường cường độ lớn.
Nguyên lý hoạt động biến dòng
Máy biến dòng hoạt động dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ. Khi dòng điện xoay chiều chạy qua 1 dây dẫn, xung quanh nó sẽ xuất hiện một điện trường, điện trường này cảm ứng lên cuộn dây và sẽ xuất hiện một dòng điện trong đó. Tỷ lệ dòng điện này được căn cứ vào số vòng dây được cuốn trong cuộn dây biến dòng.
Chế độ hoạt động biến dòng
CT dòng có hai chế độ làm việc cơ bản: chế độ ngắn mạch và chế độ hở mạch.
Chế độ ngắn mạch của dòng sơ cấp, thức cấp có phụ tải Z2
Tỷ số giữa dòng ngắn mạch sơ cấp trên dòng định mức gọi là bội số dòng của máy biến dòng. Khi bội số này lớn, sai số CT tăng và sai số này còn phụ thuộc vào dòng thứ cấp hoặc tải. Thường với mạch bảo vệ, bội số dòng điện của CT dòng phải đạt giá trị sao cho sai số của nó dưới 10%.
Chế độ hở mạch thứ cấp
Khi thứ cấp hở mạch, phía thứ cấp sẽ có điện áp cảm ứng với biên độ rất cao gây nguy hiểm cho người và các thiết bị thứ cấp. Để chống hiện tượng bảo hòa trong mạch từ, người ta còn chế tạo ra máy biến dòng có khe hở không khí hay còn gọi là biến dòng tuyến tính.
CT dòng có tỷ số dòng điện tỷ lệ nghịch với số vòng dây quấn. Do đó, hoàn toàn có thể thay đổi tỷ số biến dòng bằng cách thay đổi số vòng dây quấn phía sơ cấp hoặc thứ cấp.
Thông số cơ bản của máy biến dòng
Tỉ số 100/5A hay 300/5A của biến dòng có ý nghĩa là gì?
Hầu hết các máy biến dòng hiện nay có tiêu chuẩn là 5 ampe (5 A) và 1 ampe (1 A). Trên các CT dòng thường có các thông số như: 100/5A hay 100/1A hoặc 500/5A.
Ví dụ 100/5. Vậy, tỷ số chênh lệch này có ý nghĩa gì?
Điều này có nghĩa rằng khi 100 ampe chạy trong cuộn biến dòng sẽ chuyển thành 5 ampe (5 A) hoặc với tỷ lệ 500/5 thì chúng cũng sẽ cho kết quả là một dòng điện 5 ampe cho cuộn thứ cấp và 500 ampe cho cuộn sơ cấp.
Làm thế nào để đọc được giá trị 5A?
Hầu như các tủ điện đều dùng đồng hồ cơ có khả năng đọc được giá trị 5A . Ngày nay với nhu cầu ngày càng cao thì chúng ta cần truyền tín hiệu 5A này về PLC hoặc các thiết bị khác để giám sát và điều khiển. Tuy nhiên PLC cũng như các thiết bị điều khiển khác lại không thể đọc trực tiếp được giá trị 5A này.
Bộ giải mã giá trị 5A của biến dòng ra Analog 4-20mA | Z201-H
Tất cả các thiết bị điều khiển ngày nay đều đưa về dạng chuẩn analog 4-20mA hoặc 0-10V chính vì chúng ta phải dùng qua một bộ chuyển đổi giá trị 5A của CT dòng 5A hoặc CT dòng 10A ra dạng Analog 4-20mA.
Ứng dụng
Máy biến dòng là thiết bị không thể thiếu trong hệ thống giám sát, đo lường điện năng. Nói một cách dễ hiểu thì máy biến dòng điện là thiết bị điện dùng để biến đổi dòng điện có trị số cao xuống dòng điện có trị số tiêu chuẩn 5A và 1A. Để cung cấp điện áp an toàn cho mạch đo lường, điều khiển và bảo vệ.
Ngoài loại biến dòng kinh điển làm việc theo nguyên lý điện từ, hiện nay, còn có biến dòng kiểu mới dùng cho lưới điện siêu cao áp nhằm giảm chi phí cho cách điện của các biến dòng kinh điển.
Máy biến dòng dạng khối, được ứng dụng trong các loại dây cáp, thanh cái của mạch điện chính, gần giống như cuộn sơ cấp, nhưng chỉ có một vòng dây duy nhất. Chúng hoàn toàn tách biệt với nguồn điện áp cao vận hành trong hệ mạch và luôn được kết nối với cường độ dòng điện tải trong thiết bị điện.
Có hàng loạt các thiết bị ứng dụng đo lường và sử dụng máy biến dòng, ví dụ tiêu biểu như thiết bị oát kế, máy đo hệ số công suất, đồng hồ đo chỉ số điện, rơ-le bảo vệ hoặc ví dụ như cuộn nhả trong bộ phận ngắt mạch từ…
Các loại máy biến dòng thông dụng hiện nay
Taiwan Meters nhà sản xuất các thiết bị điện công nghiệp đến từ Đài Loan. Với hơn 50 năm kinh nghiệm, các thiết bị Taiwan Meters đã đạt được nhiều chứng nhận (UL, RoHS) từ các tổ chức uy tín trên khắp thế giới các dòng sản phẩm như: biến dòng, đồng hồ đo Volt, đồng hồ đo Ampe, công tắc chuyển mạch Volt, chuyển mạch Ampe…
Dưới đây là các dạng máy biến dòng của Taiwan Meters, có 3 dạng máy biến vòng: dạng vòng, dạng dây quấn và dạng thanh khối.
Dạng máy biến dòng dạng vòng
“Vòng” sẽ không được phép cấu tạo ở cuộn sơ cấp. Tuy nhiên, thay vào đó cường độ dòng điện được chạy trong mạch sẽ truyền và chạy thẳng qua các khe cửa hay lỗ hổng của “vòng” ở trong máy biến dòng.
Hiện nay, một số máy biến dòng dạng vòng đã được cấu tạo thêm “chốt chẻ”, có nhiệm vụ giúp cho lỗ hổng hay khe cửa của máy biến dòng có thể mở được ra, cài đặt và đóng lại và không cần phải ngắt mạch cố định.
Biến vòng dạng vuông
Biến dòng dạng vuông Taiwan Meters
Thông số kỹ thuật:
| Xuất xứ | Taiwan |
| Tiêu chuẩn | CE, RU, RoHS, TUV |
| Dải đo | 50-5000/5A, class 1 |
| Kích thước | MFO 30 đến MFO 130 mm từ 30×10 đến 110x70mm |
Biến dòng dạng tròn
Biến dòng dạng tròn Taiwan Meters
Thông số kỹ thuật:
| Xuất xứ | Taiwan |
| Tiêu chuẩn | CE, RU, RoHS, TUV |
| Dải đo | 50-4000/5A, class 1 |
| Kích thước: | RCT 15-1 đến RCT 15-4 từ phi φ35 đến phi φ110 |
Dạng máy biến dòng dạng dây quấn
Đối với cuộn sơ cấp của máy biến dòng sẽ được kết nối trực tiếp vào các dây dẫn để giúp đo cường độ dòng điện được chạy trong mạch. Thông thường cường độ dòng điện trong cuộn thứ cấp sẽ phụ thuộc hoàn toàn vào tỷ số vòng dây quấn của máy biến dòng.
Biến dòng dạng dây quấn Taiwan Meters
Thông số kỹ thuật:
| Xuất xứ | Taiwan |
| Tiêu chuẩn | CE, RU, RoHS, TUV |
| Dải đo | 50 – 6300/5A , class 1 |
| Kích thước | từ phi φ28 đến phi φ125 |
Máy biến dòng dạng thanh khối
Đây chính là một trong các loại của máy biến dòng phổ biến hiện nay được ứng dụng trong các loại dây cáp cũng như thanh cái của mạch điện chính, nó gần giống như cuộn sơ cấp tuy nhiên chỉ có một vòng dây duy nhất. Chúng được tách biệt hoàn toàn với nguồn điện áp cao giúp vận hành trong hệ mạch và luôn kết nối với cường độ dòng điện tải được trong thiết bị điện.
Biến dòng loại có thể tháo rời
Biến dòng loại có thể tháo rời Taiwan Meters
Thông số kỹ thuật:
| Xuất xứ | Taiwan |
| Tiêu chuẩn | CE, RU, RoHS, TUV |
| Dải đo | 100-6000/5A, class 1 |
| Kích thước | TS-23 đến TS -816 từ 20×30 đến 80×160 mm |
Biến dòng bảo vệ
Biến dòng bảo vệ Taiwan Meters
Thông số kỹ thuật:
| Xuất xứ | Taiwan |
| Tiêu chuẩn | CE, RU, RoHS, TUV |
| Dải đo | 100 – 4000/5A |
| Kích thước | PR1 đến PR10 |
Kết
Hiện nay, máy biến dòng và ampe kế được sử dụng với nhau như một cặp song đôi, trong đó, thiết kế của máy biến dòng cung cấp một dòng điện thứ cấp tiêu chuẩn, khi mà dù cường độ dòng điện này dù có đạt tới mức tối đa thì cũng không lệch khỏi phạm vi cường độ cho phép của ampe kế.
Hi vọng bài viết này đã gửi đến các bạn những thông tin cần thiết nhất. Hẹn gặp lại trong bài viết tiếp theo.
Bạn muốn chúng tôi liên hệ lại trong thời gian sớm nhất? =>
