Máy biến dòng là một thiết bị còn khá xa lạ với nhiều người nhưng trên thực tế nó đã được sử dụng khá rộng rãi trong các nhà máy, xưởng sản xuất, hệ thống điện của tòa nhà, công trình… Để biết nó có cấu tạo ra sao và bao nhiêu loại phổ biến thì các bạn hãy cùng theo dõi bài viết này nhé.
Máy biến dòng điện hay còn gọi là biến dòng, Current Transformer, nó là 1 thiết bị cần thiết, không thể thiếu trong 1 hệ thống đo lường điện năng, giám sát việc sử dụng điện.
Thiết bị này chính là 1 máy biến điện áp, sử dụng để giảm dòng điện xoay chiều AC, tạo ra 1 dòng điện trong cuộn thứ cấp sao cho tỷ lệ với dòng điện đi qua nó. Mỗi hệ thống thì sẽ có yêu cầu về thiết bị này khác nhau vì thế mà ngày càng có nhiều loại Current Transformer điện ra đời.
Mỗi loại máy biến dòng điện sẽ có đặc điểm cấu tạo riêng.
Máy biến dòng hạ thế
Loại này phổ biến nhất là dạng hình xuyến với 2 bộ phận chính cấu thành là dây quấn và lõi thép.
Dây quấn: Dây sơ cấp là cáp hạ thế, được lựa chọn phù hợp với dòng điện của phụ tải và có số vòng luôn bé hơn so với vòng dây thứ cấp. Dây thứ cấp thì tiết diện nhỏ hơn.
Lõi thép: Được làm từ vật liệu dẫn điện tốt đó là thép kỹ thuật điện.
Máy biến dòng cao thế
Loại máy này của mỗi hãng sẽ có hình dáng và kích thước khác nhau. Tuy nhiên cấu trục lại tương đồng: Khung, mạch từ, cuộn dây thứ cấp, cách điện, cuộn dây sơ cấp.
Máy biến dòng trung thế
Nó có cấu tạo gồm: 1 Lõi tôn với chất liệu tôn silic, 1 dây quấn làm bằng dây Ê may chất lượng cao.
Cả 2 bộ phận này đều được bao bọc bằng Epoxy, sau đó ngâm đầu để tăng khả năng chịu ẩm, cách điện.
Toàn bộ hoạt động của thiết bị này đều dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ. Tức nghĩa là khi dòng điện xoay chiều chạy qua 1 dây dẫn thì lập tức xung quanh nó sẽ xuất hiện từ trường. Từ trường tạo nên 1 điện trường để có thể cảm ứng lên cuộn dây. Khi đó, một dòng điện sẽ xuất hiện. Xác định tỷ lệ dòng điện này sẽ được căn cứ dựa trên số vòng dây được cuộn lại trong 1 cuộn dây biến dòng.
Có cấu tạo đơn giản hơn với 1 hay 1 ít các vòng dây quấn lại. Nếu là vòng dây truyền thống thì nó được hãng thiết kế là 1 cuộn dây dẫn quấn nhiều vòng quanh lõi rỗng hoặc 1 đoạn dây dẫn dẹt quấn thành 1 vòng nối thẳng đến nhưng vị trí cần nối mạch sau khi di qua 1 lỗ hổng trung tâm. Nhờ vậy mà các máy kiểu cũ được ví von là 1 chuỗi biến áp, có nhiệm vụ tương tự như 1 cuộn thứ cấp.
Cuộn thứ cấp thì luôn có 1 số lượng lớn các cuộn cảm quấn quan 1 lõi thép lá. Mục đích của việc này đó là giảm hao tốn lưỡng cực từ của phần có tiết diện xuống một cách tối đa. Đó cũng là lý do mà độ cảm ứng từ được dùng luôn ở mức thấp so với tiết diện của dây dân. Dựa vào độ lớn mà cường độ dòng điện cần dùng được giảm đi. Các cuộn thứ cấp được mặc định sẵn 5A cho dòng điện cường độ lớn và 1A cho dòng điện cường độ nhỏ.
Với 2 chế độ ngắn mạch, hở mạch thì máy biến dòng điện có thể đáp ứng các yêu cầu làm việc cơ bản, nâng cao trong các hệ thống.
Chế độ hoạt động ngắn mạch của dòng sơ cấp, dòng thứ cấp có phụ tải Z2
Khi đó, tỷ số giữa dòng ngắn mạch sơ cấp trên dòng định mức được chúng ta gọi là chung 1 tên là bội số dòng của máy biến dòng. Nếu bội số lớn thì sai số của CT lại tăng lên. Sai số còn bị tác động bởi tải hay dòng thứ cấp. Đối với các mạch bảo vệ thì bội số dòng điện của CT phải đúng chuẩn và đạt giá trị an toàn đảm bảo cho sai số luôn nhỏ nhất, dưới 10%.
Chế độ hở mạch thứ cấp
Nếu dòng thứ cấp hở mạch thì ở bên phía thứ cấp sẽ xuất hiện điện áp cảm ứng với biên độ lớn. Điều này sẽ gây nguy hiểm đến thiết bị xung quanh, thiết bị thứ cấp và cả con người. Để có thể hạn chế được hiện tượng bão hòa trong mạch từ, người ta sẽ phát triển các máy biến dòng có khe hở không khí nhỏ mà trong kỹ thuật gọi là dòng tuyến tính. CT loại dòng có tỷ số dòng điện và số vòng dây quấn tỉ lệ nghịch với nhau. Người dùng có thể tác động thay đổi tỉ số này thông qua việc thay đổi số lượng vòng dây quấn phía thứ cấp hay phía sơ cấp.
Biến dòng hiện có 3 loại phổ biến nhất hiện nay đó là:
Đặc điểm của loại biến dòng này là cuộn sơ cấp của nó sẽ kết nối trực tiếp với những dây dẫn để có thể đo và kiểm soát được cường độ dòng điện chạy trong mạch.
Lưu ý, với loại này thì cường độ dòng điện trong cuộn thứ cấp sẽ phụ thuộc rất nhiều vào tỷ số vòng dây quấn của máy biến.
Đối với các hệ thống thanh cái của mạch điện chính, các loại dây cáp thì người ta ứng dụng loại dạng khối này nhiều hơn. Nó chỉ có 1 vòng dây duy nhất, luôn luôn kết nối với cường độ dòng điện tải trong thiết bị điện. Chúng tách biệt với nguồn điện có cường độ cao đang vận hành trong mạch nên khá an toàn.
Với các máy dạng vòng thì các vòng không xuất hiện tại cuộn sơ cấp. Cường độ của dòng điện trong mạch lúc này sẽ được truyền đi thằng và chạy qua các lỗ hổng của máy hay các khe cửa.
Một số hãng cải tiến để sản phẩm của nó có trang bị thêm các chi tiết chốt chẻ. Chức năng của nó là làm các khe cửa hay các lỗ hổng được rộng hơn mở ra để cài đặt, đóng lại mà không yêu cầu phải dừng ngắt mạch cố định.
Để hiệu quả thì người ta phải sử dụng song song ampe kế và máy biến dòng. Để khi máy biến dòng tạo ra 1 dòng điện thứ cấp tiêu chuẩn kể cả khi dòng điện này nằm trong khung an toàn hay vượt mức tối đa cũng không thể nào vượt khỏi phạm vi đo, giới hạn của ampe kế.
Có 5 thông số mà người mua cần phải chú ý đó là:
+ Cuộn đo lường.
+ Điện áp định mức: Trị số điện áp dây của lưới điện.
+ Hệ số biến đổi: Tỉ số giữa phía sơ cấp và thứ cấp định mức.
+ Cuộn bảo vệ.
+ Tổng trở CT: Tính bằng W.
Trong công việc cần giám sát hay đo lường điện năng thì chắc chắn chúng ta không thể thiếu máy biến dòng. Như ThuyKhiDien đã nói thiết bị này sẽ dùng để biến đổi dòng điện hiện tại đang có trị số cao xuống dòng điện có trị số tiêu chuẩn là 5A hay 1A. Từ đó, nó cung cấp 1 điện áp an toàn cho mạch đo lường, mạch điều khiển cho thiết bị và con người.
Vì thế mà ngày càng có nhiều thiết bị ứng dụng đo lường, sử dụng Current Transformer để phục vụ cho hoạt động. Một số ví dụ tiêu biểu như: đồng hồ đo chỉ số điện, thiết bị oát kế, máy đo hệ số công suất hay cuộn nhả trong bộ phận ngắt mạch từ, rơ-le bảo vệ… Loại máy biến dòng dạng khối, được ứng dụng trong các loại dây cáp, thanh cái của mạch điện chính.
Bên cạnh những loại máy truyền thống hoạt động theo nguyên lý điện từ thì thời gian gần đây, xuất hiện kiểu biến dòng mới được thiết kế để dùng cho lưới điện siêu cao áp. Mục đích của nó chính là làm giảm các chi phí cho việc cách điện.
+ Những dòng điện xoay chiều đang được sử dụng hiện nay đều có tải lớn. Tuy nhiên những thiết bị có khả năng đọc dòng điện thì lại chỉ hoạt động trong tầm khoảng giá trị 10A hoặc 5A. Đây là lúc mà con người cần tìm 1 thiết bị có thể chuyển đổi dòng điện lớn sang dòng điện nhỏ. Và bộ máy biến dòng đã ra đời.
Để có thể biết đâu là một máy thích hợp thì khi lựa chọn, cân nhắc cần phải tính toán kỹ lưỡng.
+ Nắm bắt được các yêu cầu, đặc điểm làm việc của hệ thống.
+ Xác định dòng tải lớn nhất đi qua biến dòng là bao nhiêu?
+ Giá trị của biến dòng cao hơn giá trị của dòng điện thực tế đi qua biến dòng hay bằng với giá trị dòng điện thực tế.
+ Tìm được thiết bị có giá thành phù hợp, hãng sản xuất uy tín và địa chỉ phân phối chất lượng.
Trên thị trường hiện nay, có hàng trăm loại máy biến dòng khác nhau đến từ nhiều thương hiệu. Điều đó đặt ra 1 thử thách dành cho các khách hàng mới tiếp cận hay các khách hàng mới tìm hiểu, tiếp cận.
Với khả năng tài chính dồi dào thì khách có thể chọn các máy của: MITSUBISHI, OMRON, ABB, FUJI, OMEGA, SHIHLIN… Những khách mà kinh phí ít hơn, tài chính đầu tư cho hệ thống điện còn hơi ít thì có thể chọn: BEW, RESIN, EMIC, RISESUN, VERITEK…
Mỗi hãng sẽ có ưu đãi giá khác nhau cũng như chính sách bảo hành hay đổi trả vì thế mà người mua cần xem xét sao cho vừa mang lại hiệu quả khi làm việc vừa tiết kiệm kinh tế.
Có 3 câu hỏi mà Thủy Khí Điện thường được khách hàng đặt câu hỏi đó là:
Ví dụ 100/5. Vậy, tỷ số chênh lệch này có ý nghĩa gì?
Số 100 ấy chính là 100 ampe chạy trong 1 cuộn biến dòng và nó sẽ thành 5 ampe. Hay để dễ hiểu hơn thì chúng ta lấy cuộn biến dòng có tỷ lệ 500/5 thì có kết quả là 1 dòng điện 500 ampe vào cuộn sơ cấp và 5 ampe vào cuộn thứ cấp.
Làm thế nào để đọc được giá trị 5A?
Hiện nay, trong các tủ điện tại công trình hay tòa nhà đều có thể đọc được giá trị điện 5 Ampe. Tuy nhiên, nhu cầu sử dụng của con người ngày càng tăng cao thì cũng là lúc mà chúng ta cần tuyên tín hiệu 5A về những thiết bị điều khiển, giám sát hay PLC. PLC lại không đọc trực tiếp các giá trị 5A. Bên cạnh đó, 1 số thiết bị điều khiển khác cũng không đọc được.
Hầu hết các thiết bị giám sát, điều khiển thế hệ mới đều phải đưa về 1 dạng chuẩn 0-10V hoặc analog 4-20mA. Sau đó, chúng ta dùng bộ chuyển đổi CT dòng 10A ra dạng Analog 4-20mA hoặc bộ chuyển đổi giá trị 5A của CT dòng 5A.
Trên đây là những thông tin về máy biến dòng mà TKĐ muốn chia sẻ với các khách hàng. Nếu thấy bài viết hay thì hãy chia sẻ đến nhiều người để đọc nhé.