Biến dòng đo lường – Nguyên lý hoạt động

Biến dòng đo lường là gì?

Biến dòng đo lường hay còn được gọi là CT dòng, cảm ứng dòng điện là thiết bị đóng vai trò quan trọng trong hệ thống giám sát điện và được sử dụng trong các trạm cung cấp điện. Biến dòng chỉ được sử dụng trong tủ mạch nguồn hay điều khiển ở các nhà máy. 

Bởi vì điện công nghiệp có điện áp và cường độ dòng điện rất cao được truyền trên mạng điện 3 pha mới có thể cung cấp năng lượng điện cho máy móc, dây chuyền sản xuất có công suất lớn. Trong dân dụng thì thiết bị điện có công suất thấp, nguồn điện chạy trên mạng điện chỉ 1 pha nên không cần sử dụng biến dòng đo lường.

Trong các nhà máy, máy biến dòng đo lường dùng để theo dõi, giám sát giá trị dòng điện của nguồn điện. Ngoài ra nó còn xuất tín hiệu 4-20mA về máy chủ để tiện lưu trữ, phân tích.

Nói một cách dễ hiểu hơn thì biến dòng đo lường dùng để đo dòng điện xoay chiều ở mức lớn. Nó sẽ điều chỉnh dòng điện xoay chiều lớn về một giá trị nhỏ để đảm bảo an toàn và chính xác khi đo lường dòng điện. Thiết bị này sẽ biến dòng điện sơ cấp thành thứ cấp có độ lớn và pha tỉ lệ thuận với nhau.

>>> Tham khảo thêm: Biến dòng đo lượng tại Tiến Duy chính hãng, giá tốt

Nguyên lý hoạt động

Khi có dòng điện xoay chiều di chuyển đến dây sơ cấp thì máy biến dòng đo lường sẽ kết nối đến dây thứ cấp. Dòng điện sẽ đi qua dây dẫn ở lỗ rỗng của biến dòng đo lường, vòng dây thứ cấp sẽ tùy vào độ lớn của dòng điện đi qua. Cuộn dây thứ cấp được quấn quanh lõi sắt nhiều lớp nên các thiết bị đo lường có thể dễ dàng kết nối với đầu của nó.

>>> Xem thêm: Tìm hiểu chi tiết về bơm nước tăng áp

Số vòng quay của biến dòng tỉ lệ thuận với dòng điện sơ cấp và dòng điện lệch thang đo. Trong hầu hết trường hợp, dòng điện thứ cấp của biến dòng sẽ đạt 5A. Chính vì vậy mà biến dòng thường được thiết kế để có thể đo dòng điện thứ cấp có giá trị 1000A. Tỉ số vòng được tính theo công thức 1000 chia 5, vậy cuộn thứ cấp sẽ có 200 vòng.

Lý do nên sử dụng biến dòng đo lường

Khi sử dụng đồng hồ đo trực tiếp các thiết bị có dòng điện áp cao hàng nhìn ampe như ampe kế hay đồng hồ đo volt sẽ gây nguy hiểm cho người sử dụng và có thể gây hư hỏng thiết bị. Vì lý do này mà biến dòng đo lường ra đời. 

Biến dòng được thiết kế với tỉ lệ các vòng phù hợp để dòng điện đầy tải ở sơ cấp tạo ra dòng điện thứ cấp chỉ ở mức 1A hay 5A.

Đối với bảng tủ điện thì biến dòng sẽ mắc nối tiếp với dây dẫn có mang dòng điện, còn ampe kế sẽ mắc với đầu thứ cấp của nó. Đồng hồ đo điện ampe được lắp ở mặt bên ngoài tủ điện. Tùy thuộc vào tỉ số của vòng dây biến dòng mà dòng điện thứ cấp đạt giá trị từ 5A đến 1A.

>>> Xem thêm: Biến dòng CT là gì? Cách chọn biến dòng CT

Phân loại các biến dòng đo lường phổ biến

Trên thị trường có nhiều loại biến dòng. Mỗi một loại sẽ có cấu tạo và nguyên lý hoạt động khác nhau. Tùy vào đặc điểm của tùy loại mà chọn lựa các loại biến dòng đo lường phù hợp với dòng điện hiện có để bảo đảm an toàn cho toàn hệ thống điện. Sau đây là 4 loại biến dòng phổ biến và được ứng dụng trong công nghiệp nhiều nhất.

Biến dòng vuông hoặc tròn

Biến dòng vuông, tròn có một cuộn thứ cấp quấn quanh lõi và cuộn sơ cấp đi qua lỗ bên trong lõi, cụm được đặt ở trong khuôn của biến dòng đo lường. Biến áp được bao bọc bằng vật liệu có tác dụng cách điện để đảm bảo an toàn. Các vòi đưa ra bên ngoài cuộn dây và dòng điện chính sẽ đi qua vị trí lỗ rỗng.

Biến dòng dạng thanh

Biến dòng dạng thanh hay còn gọi là biến dòng có busbar. Loại biến dòng này có một thanh đồng đặc hoặc nhôm. Đây là thiết bị có khả năng chịu được áp lực quá dòng lớn. Trong quá trình lắp đặt nên chú ý lắp đặt đúng cách nhất là vị trí các ruột dẫn đặt liền kề để tránh bị hư hỏng và giúp biến dòng hoạt động an toàn. Biến dòng dạng thanh được sử dụng nhiều nhất tại các cơ sở lắp đặt có điện thế thấp hơn 25kV.

Biến dòng dạng quấn

Biến dòng đo lường dạng quấn có dây thứ cấp, sơ cấp tách biệt và quấn quanh lõi nhiều lớp khác nhau. Cuộn sơ cấp được quấn với một hay nhiều vòng, vòng dây có tiết diện lớn được mắc nối tiếp với mạch cần đo. Biến dòng loại dạng quấn thường được sử dụng ở các trạm biến áp có một dây dẫn sơ cấp và một biến dòng dạng quấn làm đầu ra của dòng điện.

Biến dòng cao thế

Biến dòng cao thế chứa nhiều lõi, có cả cuộn thứ cấp và nhiều lớp cách điện. Biến dòng cao thế hoạt động bằng cách chuyển đổi tỉ lệ giữa đầu vào và đầu ra. Cụ thể hơn là chuyển đổi tỉ lệ của cuộn sơ cấp và thứ cấp khi dòng điện đi qua. Các biến dòng đo lường cao thế được lắp trên tủ điện nguồn tủ động lực, các trạm biến áp ngoài trời.

Ngoài ra các loại biến dòng phổ biến trên còn có các biến dòng khác như biến dòng đo lường trung thế và biến dòng đo lường hạ thế. 

>>> Xem thêm: Máy biến dòng là gì? Cấu tạo, phân loại và công dụng

Biến dòng đo lường trung thế 

Biến dòng đo lường trung thế cũng được dùng để đo giá trị dòng điện trong mạng điện nhưng được dùng trong mạng điện trung thế. Biến dòng trung thế thường được đúc epoxy hoặc ngâm dầu.

Nó có thể có 1 lõi, 2 lõi hay nhiều hơn, có loại có tỉ số biến dòng có thể thay đổi bằng cách nối cuộn thứ cấp. Dòng điện định mức ở cuộn sơ cấp có thể lên đến 1200A, cuộn thứ cấp có dòng điện định mức là 5A hoặc 1A.

Biến dòng đo lường hạ thế 

Biến dòng đo lường hạ thế cũng có chức năng biến đổi dòng điện cao từ nguồn thành dòng điện thấp để các thiết bị đồng hồ đo dòng, công tơ điện, ampe kế có thể đo đạc được.

Tất nhiên, theo như tên gọi, nó được sử dụng trong khu vực điện hạ thế, nơi dòng điện đã được hạ xuống khoảng 1200V.

Cách kiểm tra hoạt động của biến dòng

• Sử dụng VOM để thang đo R, kiểm tra xem mạch cuộn dây còn nguyên vẹn hay không, rồi dùng ampe kiềm để so sánh với lúc biến dòng đang hoạt động. Nếu sai số quá lớn thì khả năng cao là biến dòng đã hỏng.

>>>Xem thêm: Công tắc thông minh là gì? Những lưu ý khi mua công tắc thông minh

Ngoài ra còn một số cách như sau:

• Sử dụng máy tạo dòng xoay chiều nhỏ cấp vào thứ cấp của biến dòng để kiểm tra đặc tính V_A.
• Sử dụng đồng hồ đo Mêgaôm [MΩ] để 500V (hoặc 2500V nếu là trung thế) để kiểm tra cách điện giữa sơ cấp và thứ cấp cách điện với đế

Nếu là loại biến dòng trung thế và cao thế thì phải dùng máy thử cao thế để kiểm tra.

Lý do cần sử dụng máy biến dòng đo lường tốt?

Đây là thiết bị quan trọng, ảnh hưởng đến khả năng vận hành của các phụ tải, thiết bị đầu cuối. Biến dòng có thể giảm nhiễu từ nhiều nguồn khác nhau,khắc phục tình trạng các tín hiệu đo không chính xác trong công nghiệp.

Các loại biến dòng đo lường kém chất lượng sẽ gây ra một loạt vấn đề như ảnh hưởng độ chính xác, tín hiệu truyền tải và xử lý sai số, dòng điện không ổn định, sớm hư hại, kết quả chuyển đổi sai lệch, ảnh hưởng đến toàn hệ thống điện.

Hi vọng qua bài viết trên, Tiến Duy đã cung cấp cho bạn những thông tin mà bạn cần về biến dòng đo lường. Là đơn vị cung cấp thiết bị điện dân dụng và công nghiệp trên 20 năm hoạt động. Bạn có thể tham khảo các sản phẩm biến dòng uy tín.