Thiết bị biến dòng được sử dụng nhiều trong hệ thống lưới điện, giúp đáp ứng nhu cầu sử dụng của con người. Bài viết dưới đây sẽ giúp bạn đọc tìm hiểu về máy biến dòng, cấu tạo và nguyên lý hoạt động của thiết bị đặc biệt này.
Điện và thiết bị điện có tính ứng dụng cao, phục vụ nhiều mục đích đời sống khác nhau. Đặc trưng dòng điện là sự dịch chuyển của các electron có hướng, với giá trị dòng riêng. Dòng điện được thiết kế với các giá trị điện áp, cường độ phù hợp với mục đích sử dụng.
Máy biến dòng là gì? Đặc điểm của thiết bị biến dòng
Mạch điện có nhiều thiết bị, thực hiện chức năng riêng, đảm bảo an toàn cho hệ thống. Thiết bị biến dòng là một trong số đó, để sử dụng điện năng an toàn. Cùng tìm hiểu về máy biến dòng cũng như đặc điểm của chúng như thế nào?
Biến dòng là gì?
Máy biến dòng hay Current Transformer (CT) là thiết bị chuyển đổi dòng điện, biến đổi các thông số dòng theo yêu cầu để các thiết bị điện sử dụng năng lượng an toàn. Cụ thể, thiết bị biến dòng chuyển đổi dòng điện hàng chục nghìn ample thành dòng có cường độ nhỏ hơn, phù hợp với các thiết bị điện dân dụng hoặc dòng 5A cho đầu vào thiết bị đo lường.
Ví dụ: các thiết bị biến dòng có chỉ số 50/5A, 300/5A… có nghĩa máy sẽ chuyển đổi dòng đầu vào 50A và 300A thành dòng đầu ra có cường độ 5A.
Đặc điểm của máy CT như thế nào?
Vậy, đặc điểm của một thiết bị biến dòng có gì đặc biệt? Một số điểm nổi bật của thiết bị biến dòng có thể kể đến như:
- Số lượng lõi dây của máy CT rất ít, thường chỉ là 1 hoặc 2 vòng dây, khác với máy đo điện áp hay máy biến áp truyền thống.
- Vòng dây của máy CT thường là bản dẹt hoặc 1 cuộn quấn nhiều vòng quanh lõi rỗng hoặc nối thẳng đến thiết bị cần nối mạch thông qua một bộ phận có lỗ hổng ở trung tâm.
Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của máy CT như thế nào?
Tìm hiểu về cấu tạo và nguyên lý của máy biến dòng CT sẽ giúp bạn đọc hiểu rõ hơn về thiết bị quan trong này.
Cấu tạo của thiết bị CT gồm những gì?
Cấu tạo của thiết bị CT không quá phức tạp, cụ thể chúng sẽ được tạo ra từ nhiều vòng dây được cuộn trên một khung sắt từ. Chi tiết các bộ của bên trong 1 máy biến dòng:
- Cuộn dây thứ cấp.
- Cuộn dây sơ cấp.
- Lõi rỗng.
- Đồng hồ đo dòng.
Nguyên lý hoạt động của thiết bị biến dòng như thế nào?
Thiết bị biến dòng sẽ hoạt động dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ. Khi đó, dòng xoay chiều chạy qua 1 dây dẫn dầu vào, sẽ làm xuất hiện 1 điện trường xung quanh dây dẫn đó. Điện trường này sẽ cảm ứng lên cuộn dây và làm xuất hiện 1 dòng điện trong cuộn dây thứ cấp.
Tỷ lệ dòng điện sẽ được xác định bằng số cuộn dây cuốn bên trong cuộn biến dòng thứ cấp. Dòng điện xoay chiều quá tải sẽ được hạ chỉ số xuống theo tỷ lệ cuộn dây thứ cấp. Thiết bị CT có 2 chế độ hoạt động chính: Chế độ hở mạch và chế độ ngắn mạch, trong đó:
- Chế độ hở mạch thứ cấp: Trường hợp cuộn thứ cấp hở mạch sẽ có cường độ rất lớn, nguy hiểm với người và thiết bị. Lúc này, thiết bị được chế đạo biến dòng tuyến tính/ biến dòng có khe hở để chống lại hiện tượng bão hòa trong mạch từ.
- Chế độ ngắn mạch dòng sơ cấp: Cuộn thứ cấp có phụ tải Z2, tỷ số giữa dòng ngắn mạch sơ cấp/ dòng định mức là bội số của máy. Khi bội số này lớn, sai số của thiết bị cao. Do vây, thiết bị được thiết kế với bảo vệ mạch sao cho bội số nhỏ hơn 10%.
Phân loại thiết bị biến dòng CT hiện có trên thị trường
Máy biến dòng được phát triển thành nhiều loại, có đặc điểm và tính ứng dụng riêng. Cụ thể, phân loại thiết bị CT dựa trên đặc điểm cấu tạo của chúng:
- Thiết bị CT dạng dây quấn: Cuộn sơ cấp được nối trực tiếp với dây dẫn để đo dòng điện chạy trong mạch. Cường độ dòng điện phụ thuộc vào tỷ lệ cuộn dây quấn trong máy.
- Thiết bị CT dạng vòng: Sẽ không có cấu tạo quấn dây ở cuộn sơ cấp mà được dẫn chạy trực tiếp qua khe hay lỗ hổng của vòng thứ cấp. Thiết kế máy có thêm chốt chẻ có tác dụng giúp lỗ hổng hay khe cửa có thể đóng/ mở mà không cần ngắt mạch cố định.
- Thiết bị CT dạng khối: Với cấu tạo máy dạng thanh cái của mạch chính, dây cáp, gần giống cuộn sơ cấp, nhưng cấu tạo cuộn sơ cấp chỉ có 1 vòng duy nhất, hoàn toàn tác biệt với nguồn điện áp cao đang vận hành và kết nối với dòng điện tải trong thiết bị.
Thiết bị CT quan trọng, giúp biến đổi dòng điện thành mức điện áp phù hợp, an toàn cho các thiết bị điện khác. Tìm hiểu về máy biến dòng sẽ giúp bạn đọc hiểu hơn, lựa chọn máy và sử dụng phù hợp.
Thông số cơ bản của biến dòng
Trên thị trường hiện nay hầu hết các biến dòng đều có tiêu chuẩn 5A và 1A. Có các thông số như : 50/5A, 100/5A, 100/1A, 400/5A…
Lấy ví dụ :
- Thông số một biến dòng 100/5A. Có nghĩa là khi có 100A chạy trong cuộn biến dòng thì chuyển thành 5A ở cuộn thứ cấp. Tỉ lệ chuyển đổi giữa sơ cấp và thứ cấp là 20 lần.
- Tương tự như chủng loại 500/1A. Dòng chạy qua 500A cho đầu ra ở thứ cấp là 1A. Tỉ lệ chuyển đổi giữa thứ cấp và sơ cấp là 50 lần.
Cách đấu nối biến dòng vào các đồng hồ ampe hoặc công suất.
Cần lựa chọn biến dòng cho phù hợp với đồng hồ ampe hoặc công suất. Thường trên các mặt đồng hồ ampe hoặc công suất sẽ yêu cầu các biến dòng với tỉ lệ phù hợp.
Do biến dòng không có sự tham gia của nguồn nuôi ngoài. Do đó chúng ta chỉ việc đấu nối song song đầu ra của biến dòng với đầu vào dòng điện của đồng hồ ampe hoặc công suất.
Xem thêm:
