TU là biến điện áp [tiếng Anh là VT: Voltage Transformer]
TI là biến dòng điện [tiếng Anh là CT: Current Transformer]
Muốn đo dòng điện hay điện áp hay điện năng tiêu thụ ở những mạch điện có dòng điện lớn hay điện áp cao thì mình phải dùng TI hay/và TU vì các đồng hồ đo lường không thể đấu nối trực tiếp vào mạch có dòng điện lớn hay điện áp cao.
Khái niệm TU hay VT:
Máy biến điện áp được ký hiệu là TU hoặc VT [voltage transformer]. TU được sử dụng trong hệ thống điện để giảm điện áp hệ thống [điện áp phía sơ cấp] xuống điện áp an toàn [tiêu chuẩn 100 hoặc 110V] để cấp nguồn cho các đồng hồ và relay công suất thấp. Điện áp hệ thống được đặt lên các đầu cuộn dây phía sơ cấp của TU và theo nguyên lý cảm ứng điện từ, điện áp xuất hiện trên các cuộn dây phía thứ cấp. Một TU lý tưởng, khi mắc các phụ tải [mắc song song] định mức vào phía thứ cấp, tỷ số điện áp phía sơ cấp và thứ cấp tỷ lệ thuận với tỷ số vòng dây. Nhưng trên thực tế, do tổn hao mạch từ, dây dẫn…dẫn đến sai số tỷ số về biên độ và góc pha.
Khái niệm CT hay TI:
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.
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.
Công ty cổ phần đầu tư và phát triển công nghiệp Đức Phát chúng tôi chuyên cung cấp. TU,TI của Trung Quốc SIEYUAN ,chống sét van DALIAN HUAYI
Ngoài ra chúng tôi còn cung cấp thiết bị máy móc công nghiệp cho các nhà máy xi măng, thủy điện, dầu khí, đóng tàu…
Với những thiết bị điện công suất lớn thì đo lường các thông số như dòng điện, điện áp, tần số… đặc biệt dòng điện lớn thì việc chế tạo thiết bị đo trực tiếp là hết sức khó khăn và tốn kém. Vì vậy máy biến dòng [hay còn gọi là Ti] được sinh ra để giải quyết khó khăn đó. Hãy cùng DTEC tìm hiểu thiết bị và ứng dụng của nó trong công nghiệp nhé !
Nhờ tính chất điện áp và dòng điện biến đổi theo tỷ lệ nghịch với nhau, vì vậy với dòng I lớn qua biến áp thành I nhỏ có thể đo trực tiếp bằng dụng cụ đo bình thường. Những những dụng cụ đo này được đấu qua biến dòng, những thiết bị như vậy gọi là máy biến dòng điện [ hay là biến dòng].
Tên thường gọi máy biến dòng: BI, TI, CT – Current transformer. Máy biến dòng có nhiệm vụ biến đổi dòng điện giữa sơ cấp và thứ cấp theo đúng tỷ lệ và được cách ly giữ sơ cấp và thứ cấp.
Nguyên lý làm việc của máy biến dòng cũng tương tự như máy biến điện áp: Dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ, thông qua mạch từ lõi thép biến đổi dòng điện lớn phía cao áp sang dòng điện nhỏ cung cấp cho các phụ tải thứ cấp. Tổng trở mạch ngoài của Ti rất bé nên có thể xem Ti luôn làm việc trong trạng thái ngắn mạch.
Sơ đồ nguyên lý
Cuộn sơ cấp W1 thường chỉ 1 đến 2 vòng dây đấu nối tiếp với lưới có dòng điện lớn. Cuộn thứ cấp W2 có nhiều vòng dây luôn nối với Ampe kế có điện trở vô cùng nhỏ hoặc cuộn dòng của oát kế hoặc cuộn dòng rơ le.
Hệ số biến dòng: k = I1/I2 = W2/W1 = I lớn/Ia
=> Ia [Ampe kế] = W1/W2 . I lớn
Sơ đồ thay thế máy biến dòng:
Sai số của CT xuất hiện do tồn tại của dòng từ hóa, dòng Ie càng cao sai số càng lớn.
Điện áp xuất hiện phía thứ cấp:
Tải tăng > V thứ cấp tăng > tăng dòng từ hoá Ie > tăng sai số của CT.
Đặc tính máy biến dòng
Chế độ làm việc chủ yếu của máy biến dòng là chế độ ngắn mạch [ cuộn thứ cấp luôn nối với Ampe kế có điện trở vô cùng nhỏ.
Quan hệ giữa dòng điện từ hóa cần thiết [Ie] để sinh ra một điện áp hở mạch V
Điểm gập VK
– Là một điểm trên đường cong từ hóa
– Tại đó: Để tăng điện áp lên thêm 10% > cần tăng dòng từ hóa 50%.
Hiện tượng hở mạch thứ cấp biến dòng
Khi hở mạch thứ cấp: Toàn bộ dòng sơ cấp làm nhiệm vụ từ hóa lõi thép, từ cảm Bm tăng lên đột ngột gây bão hòa mạch từ. Các đường cong biến thiên theo thời gian của từ cảm B và từ thông φ có dạng bằng đầu. Khi dòng điện sơ cấp qua trị số 0, sức điện động cảm ứng trong cuộn thứ cấp của máy biến dòng có dạng đỉnh nhọn với biên độ rất lớn.
Chú ý: Trong vận hành tuyệt đối không để cho 2 đầu dây thứ cấp máy biến dòng điện bị hở mạch. Khi đó điện áp thứ cấp sẽ tăng rất cao gây nguy hiểm đến người vận hành và thiết bị. Không để ZL = 0
Thông số của máy biến dòng điện
Tải danh định và cấp chính xác của biến dòng
– Một CT: có nhiều cuộn thứ cấp – phục vụ các mục đích khác nhau. – Tải danh định và độ chính xác của các cuộn thứ cấp này tùy thuộc vào loại tải. – Các dụng cụ đo [kW, KVar, A, kWh…] + Yêu cầu chính xác trong chế độ tải bình thường hoặc định mức. + Phạm vi hoạt động chính xác trong khoảng 5÷120% của dòng điện + Độ chính xác thường là: 0.2 hoặc 0.5 với chuẩn IEC
+ Hoặc 0.15 hoặc 0.3 hoặc 0.6 với chuẩn IEEE.
Ngày nay việc sử dụng các thiết bị ở điện áp phù hợp là một vấn đề mà người dùng cần lưu ý. Máy biến dòng ra đời nhằm thay đổi cường độ dòng điện theo mong muốn. Hôm nay BKAII sẽ cùng các bạn có những tìm hiểu chi tiết về máy biến dòng nhé!
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 rơ le và các thiết bị tự động khác, vì vậy các dụng cụ và thiết bị này thường được đấu nối qua máy biến dòng.
Máy biến dòng mà chúng ta hay gọi thực ra có tên tiếng Anh là Current Transformer [CT] là một thiết bị đo dòng điện gián tiếp đi qua nguồn cung cấp cho tải hoặc dây động lực của tải. Chức năng chính của nó là giám sát nguồn điện cấp vào cho tải đến từng thiết bị. Nói một cách dễ hiểu thì máy biến dòng điện là thiết bị điện dùng để biến đổi dòng điện có trị số cao xuống dòng điện có trị số tiêu chuẩn 5A và 1A.
Cấu tạo máy biến dòng
Current Transformer là thiết bị đo dòng với cấu tạo gồm nhiều vòng dây được cuộc trên một khung sắt từ. Nhiệm vụ của nó là biến đổi dòng điện lớn trực tiếp chạy qua tải, mạch động lực theo một hệ số nhất định. Chúng ta thường thấy các loại CT dòng 100/5A, 300/5A, 100/1A, 100/5A…. Điều này có ý nghĩa là khi cho dòng 100A, 300A qua CT dòng thì ta có thu được dòng 5A, 1A. Trên thực tế, các thiết bị điều khiển như biến tần, PLC lại không đọc được dòng 5A, 1A này nên bắt buộc ta phải sử dụng thêm bộ chuyển đổi tín hiệu.
Đặc điểm máy biến dòng
Không giống như máy đo hiệu điện thế hay máy biến áp nguồn truyền thống, máy biến dòng cấu tạo gồm một hoặc một số ít vòng dây.
Những vòng dây truyền thống được thiết kế có thể ở dạng một đoạn dây dẫn dẹt quấn thành một vòng hoặc một cuộn dây dẫn quấn nhiều vòng quanh lõi rỗng hoặc được nối thẳng đến chỗ cần nối mạch thông qua thiết bị có lỗ hổng trung tâm.
Và cũng do cách thiết kế này mà máy biến dòng thời trước thường được coi là một “chuỗi biến áp” có chức năng giống như một cuộn thứ cấp. Cuộn thứ cấp có thể có một lượng lớn các cuộn cảm quấn quanh lõi thép lá nhằm giảm tối thiểu mức hao tốn lưỡng cực từ của phần có tiết diện, vì thế độ cảm ứng từ được sử dụng ở mức thấp hơn tiết diện của dây dẫn, điều này cũng tùy thuộc vào độ lớn mà cường độ dòng điện cần được giảm xuống. Cuộn thứ cấp thường được mặc định ở mức 1A cho cường độ nhỏ hoặc ở mức 5A cho cường cường độ lớn.
Phân loại máy biến dòng
Hiện nay máy biến dòng được chia làm 3 loại phổ biến: máy biến dòng dạng dây quấn, dạng vòng và thanh khối
- Máy biến dòng dạng dây quấn: Cuộn sơ cấp của máy biến dòng sẽ được kết nối trực tiếp với các dây dẫn để đo cường độ dòng điện chạy trong mạch. Cường độ dòng điện trong cuộn thứ cấp phụ thuộc vào tỷ số vòng dây quấn của máy biến dòng
- Máy biến dòng dạng vòng: “Vòng” sẽ không được cấu tạo ở cuộn sơ cấp. Thay vào đó, cường độ dòng điện chạy trong mạch sẽ được truyền và chạy thẳng qua khe cửa hay lỗ hổng của “vòng” trong máy biến dòng. Một số máy biến dòng dạng vòng hiện nay đã được cấu tạo thêm chi tiết “chốt chẻ”, có tác dụng cho lỗ hổng hay khe cửa của máy biến dòng có thể mở ra, cài đặt và đóng lại, mà không cần phải ngắt mạch cố định.
- Máy biến dòng dạng khối: Đây là một trong các loại của máy biến dòng hiện nay được ứng dụng trong các loại dây cáp, thanh cái của mạch điện chính, gần giống như cuộn sơ cấp, nhưng chỉ có một vòng dây duy nhất. Chúng hoàn toàn tách biệt với nguồn điện áp cao vận hành trong hệ mạch và luôn được kết nối với cường độ dòng điện tải trong thiết bị điện.
Hiện nay máy biến dòng và ampe kế được sử dụng với nhau như một cặp song đôi, trong đó, thiết kế của máy biến dòng hiện nay nhằm cung cấp một dòng điện thứ cấp tiêu chuẩn, khi mà dù cường độ dòng điện này dù có đạt tới mức tối đa thì cũng không lệch khỏi phạm vi cường độ cho phép của ampe kế
Chế độ hoạt động máy biến dòng
CT dòng có hai chế độ làm việc cơ bản: chế độ ngắn mạch và chế độ hở mạch.
- Chế độ ngắn mạch của dòng sơ cấp, thức 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. Khi bội số này lớn, sai số CT tăng và sai số này còn phụ thuộc vào dòng thứ cấp hoặc tải. Thường với mạch bảo vệ, bội số dòng điện của CT dòng phải đạt giá trị sao cho sai số của nó dưới 10%.
- Chế độ hở mạch thứ cấp: 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. Để chống hiện tượng bảo hòa trong mạch từ, người ta còn chế tạo ra máy biến dòng có khe hở không khí hay còn gọi là biến dòng tuyến tính.
CT dòng có tỷ số dòng điện tỷ lệ nghịch với số vòng dây quấn. Do đó, chúng ta hoàn toàn có thể thay đổi tỷ số biến dòng bằng cách thay đổi số vòng dây quấn phía sơ cấp hoặc thứ cấp.
Xem thêm:
Trên đây là một vài tìm hiểu về máy biến dòng. Hi vọng qua bài viết này các bạn đã có thêm cho mình những kiến thức thú vị và hữu ích. Có thắc mắc hay cần thêm thông tin gì các bạn liên hệ BKAII nhé!
"BKAII -Thiết bị truyền thông TỐT nhất với giá CẠNH TRANH nhất!"