Máy biến dòng (kí hiệu CT), được thiết kế nhằm mục đích tạo ra một dòng điện xoay chiều có cường độ tỷ lệ với cường độ dòng điện ban đầu. Máy biến dòng, có chức năng làm giảm tải một dòng điện ở cường độ cao xuống cường độ thấp tiêu chuẩn hơn, đồng thời tạo ra chiều đối lưu an toàn nhằm kiểm soát cường độ dòng điện thực tế chạy trong đường dây dẫn, thông qua vai trò của một ampe kế tiêu chuẩn. Càng ngày máy biến dòng càng được cải tiến hơn, tuy nhiên nhìn chung thì chức năng cơ bản của chúng vẫn không lệch đi là mấy so với các thế hệ máy biến dòng truyền thống.
Nguyên lý hoạt động máy biến dòng Nguồn: tbe.vn Máy biến dịng (kí hiệu CT), thiết kế nhằm mục đích tạo dịng điện xoay chiều có cường độ tỷ lệ với cường độ dịng điện ban đầu Máy biến dịng, có chức làm giảm tải dòng điện cường độ cao xuống cường độ thấp tiêu chuẩn hơn, đồng thời tạo chiều đối lưu an tồn nhằm kiểm sốt cường độ dịng điện thực tế chạy đường dây dẫn, thơng qua vai trò ampe kế tiêu chuẩn Càng ngày máy biến dòng cải tiến hơn, nhiên nhìn chung chức chúng không lệch so với hệ máy biến dịng truyền thống Hình - Một loại máy biến dịng Khơng giống máy đo hiệu điện hay máy biến áp nguồn truyền thống, máy biến dòng thời cấu tạo gồm vịng dây so với số vịng dây thiết kế cũ Những vòng dây truyền thống thiết kế dạng đoạn dây dẫn dẹt quấn thành vòng, cuộn dây dẫn quấn nhiều vòng quanh lõi rỗng nối thẳng đến chỗ cần nối mạch thông qua thiết bị có lỗ hổng trung tâm minh họa hình Và cách thiết kế mà máy biến dòng thời trước thường coi “chuỗi biến áp” có chức giống cuộn thứ cấp – thứ có số vịng dây lớn có trường hợp mà có vịng dây – truyền tải cường độ dòng điện dây dẫn Cuộn thứ cấp có lượng lớn cuộn cảm quấn quanh lõi thép nhằm giảm tối thiểu mức hao tốn lưỡng cực từ ( từ tính vật liệu) phần có tiết diện ( diện tích mặt cắt ngang), thế, độ cảm ứng từ sử dụng mức thấp tiết diện dây dẫn, dĩ nhiên, điều tùy thuộc vào độ lớn mà cường độ dòng điện cần giảm xuống Cuộn thứ cấp thường mặc định mức Ampere cho cường độ nhỏ mức Ampere cho cường cường độ lớn Máy biến dòng ( máy biến điện áp) có loại bản: “ dạng dây quấn”, “dạng vòng” “thanh khối” Máy biến dòng dạng dây quấn Cuộn sơ cấp máy biến dòng loại kết nối trực tiếp với dây dẫn, có nhiệm vụ đo cường độ dịng điện chạy mạch Cường độ dòng điện cuộn thứ cấp phụ thuộc vào tỷ số vòng dây quấn máy biến dòng Máy biến dòng dạng vòng “Vòng” không cấu tạo cuộn sơ cấp Thay vào đó, cường độ dịng điện chạy mạch truyền chạy thẳng qua khe cửa hay lỗ hổng “vòng” máy biến dòng Một số máy biến dòng dạng vòng cấu tạo thêm chi tiết “chốt chẻ”, có tác dụng cho lỗ hổng hay khe cửa máy biến dịng mở ra, cài đặt đóng lại, mà khơng cần phải ngắt mạch cố định Máy biến dòng dạng khối Đây loại máy biến dòng ứng dụng loại dây cáp, mạch điện chính, gần giống cuộn sơ cấp, có vịng dây Chúng hoàn toàn tách biệt với nguồn điện áp cao vận hành hệ mạch kết nối với cường độ dòng điện tải thiết bị điện Máy biến dịng dễ dàng giảm áp “thu phục” dịng điện có cường độ cao từ hàng ngàn ampe xuống mức độ tiêu chuẩn, thông thường, mức độ dao động tỷ lệ từ đến ampe, nhằm giúp hệ mạch vận hành bình thường Như vậy,những thiết bị điện nhỏ, thiết bị chuyên đo lường vi điều khiển sử dụng kèm CT cách bình thường, chúng cách ly hồn tồn khỏi tác động dòng điện cao áp Hiện có hàng loạt thiết bị ứng dụng đo lường sử dụng máy biến dịng, ví dụ tiêu biểu thiết bị ốt kế, máy đo hệ số cơng suất, đồng hồ đo số điện, rơ-le bảo vệ ví dụ cuộn nhả phận ngắt mạch từ Cấu tạo máy biến dòng: Nói chung máy biến áp ampe kế sử dụng với cặp song đôi, đó, thiết kế máy biến dịng nhằm cung cấp dòng điện thứ cấp tiêu chuẩn, mà dù cường độ dịng điện dù có đạt tới mức tối đa khơng lệch khỏi phạm vi cường độ cho phép ampe kế Trong hầu hết máy biến dịng ngày nay, chúng có thiết kế để tạo khoảng chênh lệch xấp xỉ tỷ số vòng dây hai cuộn sơ cấp thứ cấp, mục đích để nghịch đảo Đó lý hiệu chỉnh máy biến dịng nói chung lại loại hình riêng lại có đủ đặc điểm đặc thù ampe kế Hầu hết máy biến dịng có tiêu chuẩn cho cuộn thứ cấp ampe, tất nhiên dòng điện sơ cấp thể hiệnchênh lệch với dòng điện thứ cấp qua số tỷ lệ, ví dụ 100/5 Vậy, tỷ số chênh lệch có ý nghĩa gì? Điều có nghĩa rằng, cường độ dịng điện sơ cấp lớn gấp 100 lần so với dòng điện thứ cấp, tức 100 ampe chạy cuộn sơ cấp chuyển thành ampe chạy tới cuộn thứ cấp, với tỷ lệ 500/5, chúng cho kết dòng điện ampe cho cuộn thứ cấp 500 ampe cho cuộn sơ cấp, vv Bằng cách tăng số lượng vòng dây quấn cuộn thứ cấp N2, dòng điện thứ cấp hạ áp thấp nhiều so với dòng điện mạch sơ cấp Bởi vì, N2 tăng I2 giảm theo tỷ lệ xác định Nói cách khác, số vịng dây cường độ dòng điện cuộn sơ cấp thứ cấp có mối quan hệ nghịch theo tỷ lệ xác định trước với Chúng tơi minh họa cho bạn mối liên quan máy biến dịng dạng dây quấn có tỷ số cường độ dịng điệnvà tỷ số vòng dây sơ cấp thứ cấp nhau: Từ đó, ta có, cường độ dịng điện thứ cấp: Như cuộn sơ cấp thường bao gồm hai vòng dây quấn cuộn thứ cấp lại cần tới hàng trăm vòng, tỷ lệ số vòng dây cuộn sơ cấp thứ cấp lớn Ví dụ, giả sử cường độ dòng điện cuộn sơ cấp 100Ampe, tính giá trị tiêu chuẩn cường độ dòng điện cuộn thứ cấp khoảng 5Ampe Thế là, tỷ lệ dòng điện sơ cấp dòng điện thứ cấp 100A – 5A, 20/1 Nói cách khác, điện áp dịng điện sơ cấp lớn điện áp dòng điện thứ cấp 20 lần Tuy nhiên, cần lưu ý, có loại máy biến dịng có hệ số 100/5 tỷ lệ điện áp 20/1 hay 100/5 Mà tỷ lệ 100/5 thể hiệu suất dòng điện đầu vào dòng điện đầu ra, tỷ lệ cuộn sơ cấp cuộn thứ cấp Cũng nên lưu ý rằng, số vòng dây điện cuộn sơ cấp cuộn thứ cấp có mối liên quan tỷ lệ nghịch với Nhưng, tạo thay đổi lớn tỷ số vòng dâytrong máy biến dòng cách điều chỉnh số vòng dây cuộn sơ cấp dẫn qua khe cửa máy biến dòng Đây nơi mà vòng dây cuộn sơ cấp lại tương đương với đường truyền kết đường truyền thông qua khe cửa có mức điện suất điều chỉnh Vì vậy, ví dụ, máy biến dịng dạng vịng, 300/5 Ampe hiệu chỉnh sang 150/5 Ampe chí 100/5 Ampe việc truyền thẳng dịng điện sơ cấp qua khe cửa sổ lần minh họa hình Điều cho phép dịng điện có cường độ cao xuất nhằm cung cấp điện suất tối đa cho ampe kê gắn trực tiếp mạch sơ cấp, lại dùng điện thấp Mối liên hệ tỷ số vòng dây tỷ số điện áp máy biến dịng: Ví dụ: Với máy biến dịng dạng khối, có vịng dây cuộn sơ cấp 160 vòng dây cuộn thứ cấp, chúng kết nối với ampe kế có độ lớn tiêu chuẩn điện trở 0.2Ω Các ampe kế thiết lập để hiển thị sai số xác phạm vi cho phép cuộn sơ cấp đạt tới mức 800 ampe Hãy tính cường độ dòng điện tối đa hiệu điện tối đa cuộn thứ cấp ampe kế Giải đáp: Cường độ dòng điện cuộn thứ cấp: Secondary Current: Hiệu điện thếcủa cuộn thứ cấp mà Ampe kế thể hiện: Chúng ta thấy từ kết trên, cuộn thứ cấp máy biến dòng kết nối với ampe kế có điện trở nhỏ, dịng điện thứ cấp bị sụt giảm 1,0 Volt hiệu điện so vớidòng điện sơ cấp Nếu ampe kế lấy ra, cuộn thứ cấp bị hở mạch máy biến dòng giảm áp trở thành máy biến dòng tăng áp, gia tăng đột ngột lớn luồng từ tính phát tán mạnh mẽ từ lõi thứ cấp Kết dòng điện áp cao thụ cảm cuộn thứ cấp, tỷ lệ: Vp(Ns/Np), xuất cuộn thứ cấp Vì vậy, giả sử máy biến dịng kết nối với dòng điện pha, có hiệu điện mức 480 volt Kết là: Chà, 76,8 kV ! Đấy lý máy biến dịng khơng để hở mạch hiêu hay kết nối với đường truyền không cố định,chắc chắn Trường hợp hệ mạch khơng có gắn ampe kế, đoạn mạch ngắn phải nối xuyên qua từ đầu đến cuối cuộn thứ cấp để tránh nguy “sốc” điện, tăng áp đột ngột Điều dòng điện thứ cấp bị hở mạch, lõi sắt vận hành máy biến dòng phải chịu áp lực vận hành lớn chí tới mức bão hòa, chúng phát nguồn điện thứ cấp bất thường với điện áp lớn, ví dụ đơn giản chúng tơi, nguồn điện tính tốn mức 76,8 kV! Nguồn điện áp thứ cấp tàn phá dễ dàng lớp cách nhiệt bọc bên dây điện gây cháy nổ gây tai nạn điện giật vơ tình chạm tay vào máy biến dòng Máy biến dòng cầm tay Hiện loại ứng dụng máy biến dịng đa dạng có chất lượng tốt Một loại máy biến dòng di động phổ biến sử dụng để đo số điện tải mạch, gọi “Ampe kìm” Ampe kìm thiết kế với cấu tạo mở, kích thước vừa tay, dễ dàng lắp ghép tiện lợi di chuyển Khi dùng, ấn chốt để mở gọng kìm máy để đường dây dẫn mạch điện cần đo vào khoảng trống bên gọng kìm Ampe kìm có khả đo lường xác điện áp dịng điện việc xác định thụ cảm từ trường xung quanh Kết đo lường hiển thị hình số mà khơng cần phải tháo gọng kìm hay ngắt mạch điện Cũng thiết bị biến áp CT cầm tay khác, lõi chẻ máy biến dịng cầm tayđược thiết kế sẵn nhằm đầu tháo rời để ôm lấy dây dẫn hay mà không cần phải ngắt nguồn để đưa máy biến dòng vào loại máy biến dòng dạng vòng, cuộn truyền thống Đây dụng cụ đo lường tiện lợi, kích thước gọng kìm trung bình từ 25 – 300mm, lại có để đo dịng điện từ 100 tới 5000 ampe Tóm lại, máy biến dịng (CT) cơng cụ biến áp có chức đo lường, sử dụng để biến chuyển điện áp cao dòng điện sơ cấp sang dịng thứ cấp có điện áp thấp thơng qua ngun lý hoạt động từ tính vật liệu từ tính (là cuộn lõi hai cuộn thứ cấp sơ cấp) Cuộn thứ cấp ln cung cấp dịng điện có cường độ tiêu chuẩn, đủ lớn để dò nhận dạng dòng điện khác bị tải, dòng điện yếu, dòng điện cực đại hay đặc điểm dòng điện trạng thái bình thường Một cuộn cảm cuộn sơ cấp ln kết nối với hệ thống mạch làm tăng độ thụ cảm từ tính máy biến dịng Dịng điện thứ cấp thơng thường đạt ngưỡng từ – ampe trường hợp đo lường Cấu tạo thường ứng dụng loại máy biến dịng có cuộn sơ cấp có vịng dây, ví dụ máy biến dịng dạng vịng, dạng ống trịn máy dạng khối, số máy loại dây quấn Tóm lại, cấu tạo thường hay sử dụng máy mà cuộn thứ cấp có vịng dây Máy biến dịng ( cịn gọi máy biếnđiện áp,) có xu hướng ứng dụng dụng cụ biến đổi điện áp dụng cụ đo điện Vì thế, dòng điện thứ cấp cuộn thứ cấp không bao giờđược tải vào mạch hở, máy biến không gắn vào đoạn mạch quángắn Điện áp mức cao dẫn đến việc mạch thứ cấp bị hở khởi động CT bị tải, thiệt bị truyền tải điện cần có mạch ngắn trường hợp hệ thống mạch điện khơng có ampe kế, hay máy biến dịng khơng khởi động trước vận hành hệ thống mạch điện Dựa nguyên tắc hoạt động, lưu ý muốn đề cập đến bạn, bạn muốn sử dụng máy biến dòng cho mạng lưới điện mình.!