Máy biến dòng (CT: Current Transformer - 変流器) là gì?

Máy biến dòng là một thiết bị dùng để giảm dòng điện lớn trong mạch điện về mức nhỏ hơn theo tỷ lệ cố định, nhằm mục đích đo lường hoặc bảo vệ. Đây là thiết bị không thể thiếu trong hệ thống điện lực trung và cao áp, nơi dòng điện thường vượt quá khả năng đo trực tiếp của các thiết bị đo lường thông thường. Đây cũng là thiết bị được sử dụng nhiều trong tủ điện công nghiệp của Nhật Bản. Chúng ta cùng đi tìm hiểu cấu tạo cơ bản và nguyên lý vận hành cũng như ứng dụng cụ thể của máy biến dòng.

1. Cấu tạo cơ bản

Một CT gồm 3 thành phần chính:

Cuộn sơ cấp (１次側)
Thường chỉ có 1 vòng dây, được mắc nối tiếp với đường dây mang dòng điện cần đo. Dòng điện chạy qua đây là dòng điện lớn của hệ thống.
Lõi từ (鉄心)
Là phần dẫn từ tính, được chế tạo từ vật liệu sắt từ có độ thấm từ cao, giúp dẫn và tập trung từ thông tạo ra bởi cuộn sơ cấp.
Cuộn thứ cấp (２次側)
Có nhiều vòng dây hơn cuộn sơ cấp, và được kết nối đến các thiết bị đo như ampe kế, rơle bảo vệ hoặc bộ ghi dữ liệu. Dòng điện ở cuộn thứ cấp tỉ lệ thuận với dòng sơ cấp theo hệ số biến dòng

2. Nguyên lý hoạt động

Máy biến dòng hoạt động dựa trên nguyên lý cảm ứng điện từ:

Khi dòng điện chạy qua cuộn sơ cấp, nó tạo ra từ thông trong lõi sắt. Từ thông này sẽ cảm ứng ra một điện áp trên cuộn thứ cấp. Dòng điện chạy qua cuộn thứ cấp này tỉ lệ với dòng sơ cấp theo tỷ lệ nghịch với số vòng dây

Biểu thức:

I1×N1 = I2×N2

Trong đó:

I1: Dòng điện sơ cấp
N1: Số vòng dây cuộn sơ cấp
I2: Dòng điện thứ cấp
N2: Số vòng dây cuộn thứ cấp

Thông thường, cuộn sơ cấp chỉ có 1 vòng, do đó tỉ lệ biến dòng là cố định và được ghi rõ trên vỏ CT, ví dụ: 100/5A, nghĩa là 100A dòng sơ cấp sẽ tạo ra 5A dòng thứ cấp.

3. Công dụng của máy biến dòng

①Đo lường（計測）
CT thường được dùng để kết nối với:
•　Ampe kế（電流計）
•　Vôn kế（電力計）
•　Công tơ điện（電力量計）

Vì dòng sơ cấp có thể lên đến hàng trăm, hàng ngàn ampe, nên CT giúp hạ dòng về mức an toàn（5A hoặc 1A）để thiết bị đo có thể làm việc chính xác và an toàn.

②Bảo vệ（保護）
CT còn được sử dụng kết hợp với rơle bảo vệ trong các hệ thống điện để phát hiện:
•　Ngắn mạch（短絡）
•　Quá tải（過負荷）
•　Dòng rò（漏れ電流）

Trong các tủ điện, trạm biến áp, hay hệ thống điều khiển trung tâm, CT thường đi cùng các rơle như:
•　OCR（過電流リレー）
•　GFR（地絡リレー） …

4. Các loại biến dòng phổ biến

Phân loại	Mô tả
CT đo lường	Chính xác cao, sử dụng trong đo lường điện năng. Thường có độ sai số ≤ 0.5%.
CT bảo vệ	Thiết kế để chịu được dòng sự cố lớn trong thời gian ngắn. Không yêu cầu độ chính xác cao ở dòng thấp.
CT dạng thanh	Cuộn sơ cấp là một thanh dẫn kim loại. Gọn nhẹ, dễ lắp đặt.
CT dạng vòng	Đường dây chính được luồn qua lõi từ. Dễ sử dụng cho hệ thống hiện có.
CT chia lõi	Có thể mở ra để lắp đặt mà không cần cắt nguồn. Phù hợp cho bảo trì hoặc nâng cấp hệ thống.

5. Các điểm cần lưu ý khi sử dụng máy biến dòng-CT

Không để hở mạch cuộn thứ cấp khi đang vận hành. Điều này có thể tạo ra điện áp rất cao gây nguy hiểm và hỏng thiết bị.
Phải luôn nối đất một đầu cuộn thứ cấp để đảm bảo an toàn.
Chọn đúng tỷ số biến dòng phù hợp với tải thực tế, để đảm bảo độ chính xác trong đo lường.
Không dùng CT đo dòng một chiều, vì nguyên lý cảm ứng từ chỉ áp dụng cho dòng xoay chiều.

Mong rằng những chia sẽ vừa rồi giúp ích cho các bạn trong công việc thiết kế.

Nếu có thắc mắc hay góp ý gì xin liên hệ với chúng mình qua fanpage https://www.facebook.com/VIJAAU
hoặc https://www.facebook.com/vjauhoidap/ để được hỗ trợ. Xin cảm ơn!

Tg – G Hoàng Tuấn.

Comments ( )

Comments ()