Home / HOME / Biến dòng điện 300- 600/5/5A

Biến dòng điện 300- 600/5/5A

Biến dòng điện 300- 600/5/5A

Máy biến dòng là gì ?

Biến dòng hay còn được gọi là CT là chữ viết tắt của Current Transfomer ngoài ra còn được gọi với các tên khác : máy biến dòng, biến dòng CT, biến dòng đo lường, cảm biến dòng điện xoay chiều. Như vậy, biến dòng là một thiết bị dùng để biến đổi dòng điện xoay chiều có dòng điện lớn thành dòng điện xoay chiều có giá trị nhỏ có thể đo được bằng các thiết bị điện tiêu chuẩn. Máy biến dòng đưa tín hiệu tới các đồng hồ hiển thị dòng điện loại cơ hiển thị kim hoặc truyền tín hiệu điện về trung tâm điều khiển thông qua các bộ chuyển đổi tín hiệu 0-5A hoặc 0-10A.

Dòng điện cũng như điện áp của các phần tử trong hệ thống điện thường có trị số rất lớn, không thể đưa trực tiếp vào dụng cụ đo hoặc relay bảo vệ, các thiết bị tự động khác, vì vậy các dụng cụ và thiết bị này thường được đấu nối qua máy biến dòng điện (CT) và máy biến điện áp (VT).

1. Chức năng: 

Máy biến dòng điện(CT) là thiết bị điện dùng để biến đổi dòng điện có trị số lớn và điện áp cao xuống dòng điện có trị số tiêu chuẩn 5A hoặc 1A, điện áp an toàn để cung cấp cho mạch đo lường, điều khiển và bảo vệ.

CT có cuộn dây sơ cấp đấu nối tiếp vào mạch sơ cấp. Tổng trở của CT, kể cả tổng trở của phụ tải phía thứ cấp rất bé so với tổng trở phía sơ cấp của mạch điện.

2. Nguyên lý hoạt động: 

Ở mạch điện xoay chiều, nguyên lý làm việc của biến dòng tương tự như máy biến áp( máy biến dòng là một thiết bị điện từ tĩnh, làm việc theo nguyên lý cảm ứng điện từ, dùng để biến đổi trị số dòng điện xoay chiều nhưng vẫn giữ nguyên tần số).

Với CT cao thế khi ta cho dòng điện I1 đi qua cuộn dây sơ cấp thì phía thứ cấp cho ra dòng điện I2 khác với phía sơ cấp nhưng vẫn giữ nguyên tần số.

Với CT hạ thế khi ta cho dòng điện I1 xuyên qua lõi thép có quấn cuộn dây thứ cấp thì phía thứ cấp cho ra dòng điện I2 khác với phía sơ cấp nhưng vẫn giữ nguyên tần số.

cau-tao-mbd

2.1 Các chế độ làm việc của CT:

– Chế độ ngắn mạch của dòng sơ cấp, mạch thứ 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: n=I1/I1đm.

Khi n lớn, sai số CT tăng và sai số này còn phụ thuộc vào dòng thứ cấp I2 hoặc tải Z2. Thường với mạch bảo vệ, bội số dòng điện của CT phải đạt giá trị sao cho sai số của nó dưới 10%.

-Chế độ hở mạch thứ cấp của CT: 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(lõi thép bị bão hòa). Để chống hiện tượng bão hòa trong mạch từ, người ta còn chế tạo máy biến dòng có khe hở không khí, còn gọi là biến dòng tuyến tính.

CT có tỷ số dòng điện tỷ lệ nghịch với số vòng dây cuốn. Do đó, có thể thay đổi tỷ số biến bằng cách thay đổi số vòng dây cuốn phía sơ cấp hoặc thứ cấp.

ti-so-mbd

Dưới đây là ví dụ về sơ đồ tương đương của CT:

mach-dang-tri-mbd

Từ sơ đồ sơ đồ ta rút ra các nhận xét sau:

  1. Tổng trở phụ tải mạch thứ cấp của CT hầu như không ảnh hưởng đến trị số của dòng điện thứ cấp.
  2. Khi phía sơ cấp có dòng điện, không để hở mạch phía thứ cấp vì khi ấy toàn bộ dòng điện sơ cấp sẽ chạy qua mạch kích từ với tổng trở khá lớn, có thế gây nguy hiểm cho người và thiết bị phía thứ cấp.
  3. Nếu biết được trị số của tổng trở mạch kích từ và tổng trở của phụ tải thì có thể xác định được sai số về giá trị cũng như góc pha của dòng điện phía thứ cấp.

3. Cấu tạo:

3.1 Máy biến dòng hạ thế:

– Hình dạng: có các hình dáng khác nhau nhưng phổ biến là loại hình xuyến. Máy biến dòng hình xuyến có cấu tạo gồm 2 bộ phận chính là lõi thép và dây quấn. Trong phạm vi bài này ta chỉ xét đến máy biến dòng hạ áp hình xuyến, có nghĩa là phía sơ cấp có dòng điện phụ tải chạy trong cáp xuyên qua máy biến dòng; phía thứ cấp có dây quấn nhiều vòng, dòng điện I2 được qui chuẩn là 5A hoặc 1A.

– Lõi thép máy biến dòng hình xuyến: Lõi thép máy biến dòng dùng để dẫn từ thông chính của máy, được chế tạo từ những vật liệu dẫn từ tốt là thép kỹ thuật điện. Lõi thép được chế tạo thành hình tròn là nơi để đặt dây quấn thứ cấp.

– Dây quấn của Máy biến dòng: Dây sơ cấp thường là cáp hạ thế phù hợp với dòng điện phụ tải và có số vòng W1 nhỏ hơn nhiều lần số vòng phía thứ cấp W2. Thông thường cuộn sơ cấp là cáp hạ thế W1 có số vòng n = 1; n = 2; n = 3; n = 4. Dây thứ cấp có tiết diện nhỏ hơn rất nhiều so với dây sơ cấp nhưng có số vòng W2 lớn hơn nhiều lần số vòng W1 phía sơ cấp. Các cuộn này có điện trở rất bé, vì vậy trong trạng thái bình thường phía thứ cấp của Máy biến dòng hầu như bị ngắn mạch. Để đảm bảo an toàn cho người vận hành, cuộn thứ cấp của máy biến dòng phải được nối đất. Dây dẫn được quấn quanh lõi thép và cách điện với lõi thép. Giữa các vòng dây và giữa các lớp dây được cách điện với nhau. Lõi thép và đầu cực (-) được tiếp đất.

– Một số bộ phận khác của Máy biến dòng:

Ngoài cuộn dây và lõi thép ra, Máy biến dòng còn có các bộ phận khác như:

+ Vỏ ngoài được chế tạo bằng nhựa cách điện để bảo vệ dây quấn thứ cấp và đảm bảo an toàn cho người vận hành.

+ Các đầu cực để đấu dây dẫn ra ngoài: có cực (+) và cực (-) để đấu với cuộn dòng của công tơ; cuộn dây của Rơle; cuộn dây của Ampemet đo gián tiếp.

+ Máy biến dòng hạ thế được chế tạo theo dòng phía sơ cấp như sau: 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 ; 1000/5; 1500/5,..

Cấu tạo của biến dòng

cấu tạo biến dòng CT

Cấu tạo biến dòng CT | Current Transformer

Biến dòng gồm một lõi thép được quấn dây đồng xung quanh hoạt động dựa trên nguyên tắt cảm ứng điện từ. Khi dòng điện xoay chiều đi qua một dây dẩn, xung quanh nó sẽ xuất hiện điện trường, điện trường này cảm ứng lên cuộn dây và xuất hiện dòng điện trong  đó. Tỉ lệ này sẽ được căn cứ vào số vòng dây quấn bên trong cuộn dây biến dòng.

Cách chọn biến dòng CT

Biến dòng đo lường dòng điện xoay chiều có dòng tải lớn, trong khi các thiêt bị đọc dòng điện xoay chiều chỉ đọc được các giá trị 5A hoặc 10A. Chính vì thế máy biến dòng đóng vai trò chuyển đổi dòng điện lớn xuống dòng điện nhỏ 5A hoặc 10A.

Để chọn biến dòng CT đung chúng ta cần biết dòng tải lớn nhất đi qua biến dòng. Sau đó, chúng ta chọn giá trị biến dòng bằng hoặc cao hơn giá trị dòng điện thực tế đi qua biến dòng.

Cụ thể như sau :   I = 1/3 x S/U

Trong đó ,

  • S = P chia cho hệ số công suất . Để tăng hệ số công suất người ta dùng tụ bù
  • U = U pha giữa pha và dây trung tính

Vd : chúng ta có tải 3 pha 220V , công suất 100Kw thì tính dòng như sau :

I = 1/3 x 100.000 / 220V = 151.5 A . Tạm xem như là hệ số công suất bằng 1

Như vậy chúng ta phải chọn biến dòng lớn hơn giá trị tính được tiêu chuẩn có biến dòng 150/5A và 200/5A nên chúng ta chọn biến dòng 200/5A. Để hiển thị giá trị Ampe này bằng đồng hồ cơ chúng ta phải đồng hồ Ampe cùng thông số có giá trị đọc là 200/5A.

Các biến dòng thường được sử dụng

các loại biến dòng CT thường dùng

Các loại biến dòng CT thường dùng

  • Biến dòng 100/5A
  • Biến dòng 150/5A
  • Loại biến dòng 250/5A cũng hay được sử dụng
  • Biến dòng 600/5A
  • Biến dòng 1000/5A
  • Cao hơn, biến dòng 2000/5A

3.2 Máy biến dòng cao thế:

– Hình dạng: có các hình dáng và kích thước khác nhau tùy thuộc vào yêu cầu và mục đích sử dụng.

– Kết cấu: gồm có mạch từ, khung, cuộn dây thứ cấp, cuộn dây sơ cấp, cách điện.   

Tải của biến dòng được đấu vào cuộn thứ cấp W2 và một đầu được đấu đất. Thứ tự “đầu” và “cuối” của các cuộn dây máy biến dòng thường được phân biệt, đầu cuộn dây được đánh dấu * . Vì một số thiết bị đo lường, bảo vệ làm việc theo góc pha của dòng, nên yêu cầu phải đấu đúng cực tính.

Biến dòng có cuộn dây sơ cấp W1 đấu nối tiếp với tải Z1 nên tải ở mạch thứ cấp Z2 không ảnh hưởng đến dòng tải sơ cấp I1.

4. Các thông số cơ bản của máy biến dòng gồm: 

– Điện áp định mức: là trị số điện áp dây của lưới điện mà máy biến dòng làm việc. Điện áp này quyết định cách điện giữa phía sơ cấp và thứ cấp của máy biến dòng.

– Dòng điện định mức phía sơ cấp và thứ cấp là dòng điện làm việc dài hạn theo phát nóng, có dự trữ.

– Hệ số biến đổi là tỷ số giữa sơ cấp và thứ cấp định mức:

Kđm = I1đm/I2đm

Hệ số biến đổi thường 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, máy biến dòng điện có những cấp chính xác sau:

+ Cuộn đo lường: 0,2; 0,5; 1.

+ Cuộn bảo vệ: 5P10, 5P20, 10P10,… (5P20: nếu dòng điện qua CT tăng lên gấp 20 lần dòng điện định mức của nó thì sai số chỉ là 5%).

+Tải định mức của biến dòng tổng trở tính bằng W, với cosj=0,8 mà biến dòng làm việc với cấp chính xác tương ứng.

Công suất định mức của CT:  P2đm=I22đm.Z2đm

+Bội số dòng định mức giới hạn là tỷ số giữa dòng sơ cấp và dòng sơ cấp định mức mà sai số dòng điện đến 10%.

5. Phân loại:

Tùy thuộc vào môi trường cách điện của biến dòng, ta có biến dòng dâu(cách điện bằng dầu biến áp) và biến dòng khô(cách điện bằng nhựa epôxy). Nếu số vòng dây sơ cấp là W1=1, ta có biến dòng loại một vòng dây, với W1 lớn ta có biến dòng nhiều vòng dây.

Máy biến dòng loại một vòng có ưu điểm là kết cấu đơn giản, kích thước tương đối nhỏ so với loại nhiều vòng, tính ổn định khá cao khi có dòng ngắn mạch chạy qua; khuyết điểm chủ yếu của nó là khi dòng điện phía sơ cấp nhỏ thì sai số của Máy biến dòng khá lớn.

Ưu khuyết điểm của Máy biến dòng nhiều vòng ngược lại với Máy biến dòng loại một vòng, có nghĩa là Máy biến dòng loại nhiều vòng có kết cấu phức tạp, kích thước tương đối lớn so với loại một vòng, tính ổn định thấp khi có dòng ngắn mạch chạy qua; khi dòng điện phía sơ cấp nhỏ thì sai số của Máy biến dòng không lớn.

Khi chọn Máy biến dòng, ta phải chú ý tới phụ tải phía thứ cấp của máy để đảm bảo cho máy có thể làm việc với cấp chính xác đã định mức. Với điện áp siêu cao áp, người ta dùng kết cấu nối tầng, mỗi tầng chịu một trị số điện áp.

Hướng dẩn sử dụng biến dòng CT

Biến dòng có thông số rất rõ ràng được ghi ngay trên thiết bị nhưng cách dùng như thế nào lại không có một hướng dẩn nào của nhà sản xuất bởi nó quá đơn giản. Tuy nhiên, nếu chúng ta lần đầu tiếp xúc tìm hiểu về biến dòng thì gây bối rối trong lần đầu tiên lắp đặt. Sau đây là hướng dẩn sử dụng máy biến dòng CT đo lường trong công nghiệp.

Cách đấu biến dòng vào đồng hồ Ampe

Biến dòng sơ cấp có hai dây tương ứng với hai dây đầu vào của đồng hồ Ampe. Đầu tiên chúng ta phải chọn giá trị của biến dòng và giá trị hiển thị của đồng hồ là cùng giá trị. Chẳng hạn biến dòng có giá trị 100A/5A thì chúng ta cũng phải chọn đồng hồ có giá trị hiển thị tương ứng 100/5A.

Trường hợp chúng ta dùng biến dòng 100/5A nhưng lại sử dụng đồng hồ cơ có giá trị 200/5A thì lúc này đồng cơ chỉ hiển thị sai thông tin. VD khi đo dòng 50A thì đồng hồ hiển thị 100A vì hệ số của đồng hồ gấp đôi so với biến dòng.

cách đấu biến dòng với đồng hồ Ampe

Biến dòng có hai đầu dây ra để đấu vào đồng hồ tương ứng với hai chân trên đồng hồ Ampe. Chúng ta chỉ cần đấu vào 2 chân của đồng hồ Ampe là đã đo được dòng tải của thiết bị cần đo.

Cách đấu biến dòng CT với PLC

Do tất cả các biến dòng đời mới ngày nay đều tuân theo chuẩn 5A hoặc 10A tương ứng với giá trị của dòng tải lớn nhất. Để hiển thị giá trị dòng điện có hai cách : dùng đồng hồ cơ gắn trên mặt tủ điện hoặc dùng đồng hồ điện tử gắn trên mặt tủ điện.

Tuy nhiên, nếu chúng ta muốn truyền giá trị dòng điện về tủ điều khiển như PLC / DCS chúng ta phải dùng bộ chuyển đổi 5A sang Analog 4-20mA hoặc 0-10V. Bởi PLC/ DCS không có khả năng đọc trực tiếp các giá trị dòng điện lớn như 5A hay 10A.

Bộ chuyển đổi Seneca Z201-H ngoài khả năng chuyển đổi cần phải có khả năng chống nhiễu tại 4000Vac, bởi các dòng tải lớn khả năng làm nhiễu thiết bị đầu ra rất cao. Z201-H có khả năng chống nhiễu lên tới 4000Vac.

cách đấu dây biến dòng CT với PLC

Thông số kỹ thuật bộ chuyển đổi Z201-H

  • Nguồn cấp : 10…40Vdc ( Z201 ) , 230Vac ( Z201-H )
  • Cách ly chống nhiễu : 4000Vac
  • Sai số : 0.3%
  • Thời gian đáp ứng 200ms
  • Lắp đặt trên DIN Rail 35mm
  • Input 5Aac / 10Aac
  • Output áp : 0-1V , 0-5V , 0-10V, 2-10V
  • Output dòng : 0-20mA , 4-20mA

Bộ chuyển đổi dòng 5A Seneca Z201-H mang tới giải pháp đưa tín hiệu từ biến dòng 5A hoặc 10A về PLC một cách chính xác, dể sử dụng, thời gian đáp ứng nhanh cho việc điều khiển.

Biến dòng bảo vệ & biến dòng CT Analog

Có một câu hỏi đặt ra là “ CT dòng có thể dùng cho đo lường có thể dùng cho bảo vệ được hay không ? “

Câu trả lời : “không thể sử dụng biến dòng bảo vệ cho đo lường và ngược lại . Vậy biến dòng bảo vệ là gì ?

Biến dòng bảo vệ

Trong hệ thống điện máy biến dòng. CT dòng dùng cho hệ thống bảo vệ được thiết kế với mạch từ bảo hoà chậm hơn CT đo lường rất nhiều. Dòng sơ cấp có thể đặt vài chục lần định mức thì lõi thép mới bị bão hoà. Điều này đảm bảo dòng sự cố phản ánh đầy đủ được bến thứ cáp7 của CT. Vì thế, relay báo sự cố trở nên tin cậy hơn.

biến dòng bảo vệ là gì?

Hướng dẩn cách đấu dây biến dòng CT với PLC

Cách đấu biến dòng với đồng hồ Ampe

Ứng dụng biến dòng bảo vệ quá tải

Tuy nhiên, trên thực tế dòng sự cố lại lớn hơn dòng định mức của biến dòng CT rất nhiều. Nên dùng biến dòng cho các hệ thống đo đếm có thể làm hỏng biến dòng. Sai số lớn khi dòng sơ cấp nhỏ làm việc trong vùng bão hoà.

Biến dòng Analog

Khác với máy biến dòng đo lường dạng chuyển điện áp lớn thành điện áp nhỏ 5Aac / 10Aac thì biến dòng Analog giải quyết vấn đề truyền tín hiệu về điều khiển, giám sát, bảo vệ.

Biến dòng analog giải quyết được tất cả các vấn đề khó khăn khi dùng biến dòng CT sơ cấp. Trong đó, việc truyền tín hiệu analog trực tiếp về bộ hiển thị , PLC , DCS làm tăng giá trị của loại biến dòng Analog này.

biến dòng analog 4-20mA

Ứng dụng biến dòng Analog 4-20mA

PLC có thể đọc trực tiếp giá trị đo được từ biến dòng analog 4-20mA hoặc 0-10V mà không cần phải qua bộ chuyển đổi 0-5A như loại biến dòng sơ cấp.

Khả năng tuỳ biến thang đo ngay trên biến dòng giúp tín hiệu đo được chính xác hơn so với các loại biến dòng CT sơ cấp. VD : Biến dòng T201 có nhiều tuỳ chọn thang đo dòng khác nhau : 5A , 10A , 15 A , 20A , 25A , 30A , 35A , 40A. Tín hiệu đưa về PLC là 4-20mA tương ứng với các dòng lựa chọn trên thiết bị.

Việc cài đặt dòng định mức cho biến dòng analog đơn giản chỉ bằng 3 DIP Switch ngay trên thiết bị. Đặc biệt biến dòng analog có khả năng chịu được quá tải lên tới 800A. Khi dòng điện  quá áp thì biến dòng T201 sẽ cho ra tín hiệu báo lỗi tại 28mA.

biến dòng Analog bảo vệ quá tải

Biến dòng analog giúp bảo vệ quá tải

Ứng dụng dùng biến dòng để giám sát quá tải thông qua còi báo hoặc đèn cài đặt được bằng màn hình hiển thị S311A-4-H-O. Ngoài việc báo động bằng còi chúng ta có thể dùng để đóng / ngắt động cơ khi có quá tải xảy ra nhằm giảm tải thiệt hai không đáng có xảy ra.

Biến dòng analog mang tới một lựa chọn lý tưởng cho việc truyền tín hiệu trực tiếp từ CT dòng analog 4-20mA về PLC mà không cần phải qua bộ chuyển đổi 0-5A theo phương thức truyền thống. Điều ngạc nhiên hơn nữa, giá của biến dòng CT 4-20mA lại có giá thấp hơn so với bộ chuyển đổi 5A sang 4-20mA.

xem thêm… 
Vận hành máy biến dòng điện

Biến dòng điện treo ở cổ cáp để làm gì?

#dien#hoikysudien#kysudien#hethongdien#thinghiemdien , #thuviendien
————————————
LIÊN HỆ VỚI CHÚNG TÔI:

🌐Website: hoikysudien.com / thuviendien.com

📩Email: hoikysudienvietnam@gmail.com

🇻🇳Youtube: https://bom.to/1E5mq

💻Facebook: https://bom.to/teDp6

Công ty TNHH Thương Mại và Dịch Vụ Vinh Thành – Nhà tài trợ

+ Website: http://vinhthanhltd.vn/

+ Page: http://bit.ly/2HZ6VXm

NẾU BẠN THẤY BÀI VIẾT BỔ ÍCH, HÃY CHIA SẺ BÀI VIẾT NÀY ĐẾN VỚI MỌI NGƯỜI

BÌNH LUẬN

Check Also

Đánh giá cách điện máy biến áp

xem thêm…  – Raytech Micro Junior 2 (10A): Winding Resistance Test – Thiết bị đo …