Ký hiệu biến dòng CT – P1/P2, S1/S2, K/L là gì?

Ký hiệu biến dòng trên CT thường gồm nhiều nhóm thông tin khác nhau: ký hiệu cực tính P1/P2 ở phía sơ cấp, S1/S2 ở phía thứ cấp, ký hiệu cũ K/L – k/l, tỷ số như 100/5A hoặc 400/1/1A, cấp chính xác Class 0.5, cấp bảo vệ 5P20, công suất tải 10 VA – 15 VA và khả năng chịu ngắn mạch Ith, Idyn.

Nếu chỉ cần tra nhanh biến dòng ký hiệu là gì, có thể nhớ: CT = Current Transformer; P là phía sơ cấp, S là phía thứ cấp; P1 và S1 là hai đầu có quan hệ cực tính tương ứng. Tuy nhiên khi đấu công tơ, power meter hoặc protection relay, chỉ hiểu từng chữ riêng lẻ là chưa đủ. Kỹ sư còn phải đọc đúng tỷ số, class, burden và chức năng của từng core.

Bài này tập trung giải thích cách đọc ký hiệu biến dòng ngoài thực tế. Nếu cần tìm hiểu cấu tạo, nguyên lý điện từ và các loại CT trước, xem bài Biến dòng là gì?.

CT là ký hiệu gì trên sơ đồ điện?

Trên bản vẽ điện, CT là viết tắt của Current Transformer, tức máy biến dòng hoặc biến dòng. Đây là ký hiệu biến dòng phổ biến nhất trong sơ đồ một sợi, bản vẽ đo lường và mạch bảo vệ.

Hình dạng đồ họa của CT trên bản vẽ không nhất thiết giống nhau giữa mọi phần mềm và mọi tiêu chuẩn bản vẽ. Có sơ đồ thể hiện CT bằng một vòng tròn bao quanh dây pha, có sơ đồ dùng biểu tượng instrument transformer và ghi thêm CT, có bản vẽ ba pha ghi CT-A, CT-B, CT-C hoặc 3CT. Vì vậy, khi đọc ký hiệu máy biến dòng, nên kết hợp cả biểu tượng, mã thiết bị và các terminal được ghi trên schematic.

Ví dụ một sơ đồ đơn giản có thể được đọc theo chuỗi:

Đối với hệ thống đo hạ thế, có thể xem thêm biến dòng hạ thế. Nếu đầu ra CT là 5A, bài biến dòng 5A sẽ tập trung sâu hơn vào cách chọn tỷ số và kích thước CT.

Ký hiệu P1 – P2 trên biến dòng là gì?

Khi đọc ký hiệu biến dòng, P1 và P2 thuộc phía primary – sơ cấp. Với CT dạng xuyên dây hoặc xuyên thanh cái, phía sơ cấp có thể không phải là hai terminal vật lý; chính dây pha hoặc thanh cái đi xuyên qua lõi CT đóng vai trò cuộn sơ cấp.

P1 là gì?

P1 là đầu cực tính tham chiếu của phía sơ cấp. Trong cách lắp thông dụng, P1 thường được bố trí về phía nguồn và P2 về phía tải. Nếu trên thân CT có mũi tên, chữ P1/P2 hoặc K/L thì phải kiểm tra chiều quy định của nhà sản xuất trước khi lắp.

Điểm quan trọng không phải là máy biến dòng sẽ “không đo được” khi xoay ngược CT. Với một ampe kế chỉ đọc trị số dòng, độ lớn dòng vẫn có thể xuất hiện. Vấn đề nằm ở cực tính và dấu của đại lượng, đặc biệt khi hệ thống sử dụng công suất tác dụng, công suất phản kháng, chiều năng lượng, relay định hướng hoặc bảo vệ vi sai.

P2 là gì?

P2 là đầu còn lại của phía sơ cấp. Khi quy ước dòng sơ cấp đi từ P1 đến P2, các terminal thứ cấp phải được đấu theo đúng quan hệ cực tính S1/S2. Không nên chỉ nhìn chữ P1 rồi kết luận vị trí nguồn nếu bản vẽ hoặc nameplate của CT chỉ định khác.

Với ký hiệu biến dòng trên thiết bị trung thế nhiều core, P1/P2 còn đặc biệt quan trọng vì tín hiệu của CT có thể được sử dụng đồng thời cho đo lường và relay bảo vệ. Xem thêm bài biến dòng trung thế để hiểu cách chọn CT theo cấp điện áp, class và khả năng chịu ngắn mạch.

S1 – S2 trên biến dòng là gì?

Nếu P1/P2 thuộc sơ cấp thì S1/S2 là ký hiệu biến dòng phía thứ cấp. Hai terminal này đưa dòng thứ cấp đến ampe kế, power meter, công tơ, protection relay hoặc bộ chuyển đổi tín hiệu.

Với CT 100/5A, khi sơ cấp đạt dòng định mức 100A thì thứ cấp đạt dòng định mức 5A trong điều kiện quy định. Dòng này chạy trong mạch S1 – thiết bị nhận – S2.

S1 có quan hệ cực tính với P1

Theo quy ước terminal của CT, P1 và S1 là hai đầu có quan hệ cực tính tương ứng. Đây là lý do khi một hệ thống ba pha dùng power meter hoặc relay, kỹ sư phải giữ đúng cả chiều P1/P2 lẫn thứ tự S1/S2.

Nếu CT được lắp đúng P1 → P2 nhưng lại đảo dây S1 và S2, hệ thống có thể xuất hiện dấu công suất sai, hướng năng lượng ngược hoặc vector dòng không đúng. Trong bảo vệ định hướng và bảo vệ so lệch, sai cực tính có thể ảnh hưởng trực tiếp đến logic của relay.

S2 có phải nối đất không?

Với các hệ thống CT công nghiệp và trung thế, một điểm của mạch thứ cấp thường được nối đất theo thiết kế bảo vệ và tiêu chuẩn áp dụng. Tuy nhiên cách nối đất, vị trí nối và cách xử lý nhiều core phải tuân thủ bản vẽ dự án, hướng dẫn của nhà sản xuất và quy trình điện của hệ thống. Không nên tự ý nối đất cả hai đầu S1/S2.

K/L và k/l có liên quan gì đến P1/P2, S1/S2?

Ngoài P1/P2 và S1/S2, một số CT hoặc bản vẽ cũ sử dụng K/L ở phía sơ cấp và k/l ở phía thứ cấp. Khi tra kí hiệu biến dòng, có thể gặp cả hai hệ ký hiệu trong cùng một nhà máy do thiết bị được lắp ở nhiều giai đoạn khác nhau.

Bảng trên giúp quy đổi nhanh khi đọc ký hiệu biến dòng, nhưng không nên thay thế hoàn toàn tài liệu của nhà sản xuất. Với CT nhiều tỷ số, nhiều tap hoặc nhiều core, terminal có thể được đánh số như 1S1–1S2, 2S1–2S2, 1S1–1S2–1S3… và phải đọc đúng sơ đồ terminal.

Quan hệ P1/P2 và S1/S2 ảnh hưởng gì đến hệ thống?

Mục đích của các ký hiệu biến dòng P1, P2, S1 và S2 là giúp kỹ sư bảo toàn quan hệ cực tính giữa dòng sơ cấp và dòng thứ cấp. Điều này đặc biệt quan trọng khi thiết bị phía sau không chỉ đo độ lớn dòng điện.

Ví dụ với công tơ ba pha, nếu một CT bị đảo S1/S2 trong khi hai pha còn lại đúng, thiết bị có thể tính sai công suất hoặc năng lượng dù giá trị ampere của từng pha nhìn qua vẫn hợp lý. Khi đấu CT cho công tơ, nên xem thêm hướng dẫn chọn biến dòng cho công tơ điện.

Đối với protection relay, vấn đề còn quan trọng hơn. Một relay quá dòng thông thường và một relay định hướng, so lệch hoặc chạm đất không sử dụng thông tin dòng theo cùng cách. Vì vậy, khi làm mạch bảo vệ phải đọc cả ký hiệu biến dòng, sơ đồ vector, core sử dụng và terminal của relay. Xem thêm biến dòng bảo vệ.

Ký hiệu 100/5A, 300/5A, 600/5A nghĩa là gì?

Nhóm ký hiệu biến dòng dễ đọc nhất là tỷ số biến đổi. Cách ghi 100/5A nghĩa là dòng sơ cấp định mức 100A và dòng thứ cấp định mức 5A. Tương tự, 300/5A là 300A/5A và 600/5A là 600A/5A.

Không nên hiểu 300/5A là CT chỉ hoạt động khi dòng đúng 300A. Trong vùng làm việc quy định, dòng thứ cấp thay đổi tỷ lệ với dòng sơ cấp. Ví dụ với CT 300/5A, khi sơ cấp khoảng 150A thì thứ cấp lý tưởng tương ứng khoảng 2,5A.

Nếu đang chọn các CT thứ cấp 5A cho tủ điện, phần tỷ số được phân tích chi tiết hơn tại biến dòng 5A từ 50/5A đến 800/5A.

Class 0.5, Class 1 trên biến dòng có nghĩa gì?

Sau tỷ số, ký hiệu biến dòng thường có thông số accuracy class. Với CT đo lường, các cấp như 0.5, 1 cho biết cấp chính xác theo các giới hạn sai số và điều kiện được tiêu chuẩn quy định.

Không nên đơn giản hóa rằng “Class 0.5 luôn sai số đúng 0,5% trong mọi điều kiện”. Độ chính xác của CT còn liên quan mức dòng, burden, hệ số công suất của burden và giới hạn pha theo tiêu chuẩn. Tuy nhiên trong thực tế chọn thiết bị, Class 0.5 cho biết CT được thiết kế cho yêu cầu đo lường chính xác hơn Class 1 trong vùng điều kiện tương ứng.

Ví dụ, dòng CT đo lường TAA/TAC của Seneca có nhiều phiên bản được thiết kế cho đo dòng và cấp dòng thứ cấp đến 5A cho network analyzer, energy meter và converter. Có thể đối chiếu tại tài liệu Current Transformer chính thức của Seneca.

Ký hiệu 5P10, 5P20 trên biến dòng bảo vệ là gì?

5P10 và 5P20 là nhóm ký hiệu biến dòng bảo vệ. Chúng không nên được hiểu hoặc lựa chọn giống Class 0.5 của CT đo lường.

Trong ký hiệu 5P20:

• 5: giới hạn composite error của class bảo vệ tương ứng là 5% tại accuracy limit current trong điều kiện tiêu chuẩn.
• P: Protection – CT dùng cho mục đích bảo vệ.
• 20: Accuracy Limit Factor, tức CT được đánh giá đến 20 lần dòng sơ cấp định mức tại rated burden theo điều kiện quy định.

Như vậy, 5P20 không có nghĩa là CT chính xác 5% ở dòng bình thường. Giá trị 20 cũng không phải “CT chịu quá tải 20 lần để vận hành liên tục”. Đây là thông số phục vụ khả năng tái tạo dòng sự cố cho protection relay trước khi sai số vượt giới hạn quy định.

Đó cũng là lý do không nên thấy hai CT cùng tỷ số 400/1A rồi xem chúng tương đương nhau. Một core ghi 0.5 10VA thiên về đo lường; một core ghi 5P20 15VA phục vụ bảo vệ. Hai core có mục tiêu thiết kế khác nhau.

10 VA, 15 VA trên biến dòng nghĩa là gì?

Một ký hiệu biến dòng rất dễ bị bỏ qua là VA. Đây là rated burden hoặc rated output của cuộn thứ cấp theo điều kiện quy định. Burden không chỉ là công suất của công tơ hoặc relay mà còn liên quan dây dẫn, terminal, test block và các phần tử mắc trong mạch thứ cấp.

Có thể quy đổi sơ bộ rated burden thành tổng trở tương đương theo:

Ví dụ một CT thứ cấp 5A, burden 15VA tương ứng tổng trở khoảng:

Trong khi CT 1A với burden 10VA tương ứng:

Điều này cũng giải thích tại sao hệ thống CT thứ cấp 1A có lợi thế rõ rệt khi đường dây từ CT đến relay dài: tổn hao trên dây tỷ lệ với I²R. Cùng một điện trở dây, dòng thứ cấp 5A tạo tổn hao lớn hơn đáng kể so với 1A.

Ith và Idyn trên biến dòng trung thế là gì?

Khi đọc ký hiệu biến dòng trung thế, ngoài tỷ số và class còn thường gặp Ith và Idyn. Đây là hai thông số liên quan khả năng chịu dòng ngắn mạch, không phải dòng đo bình thường.

Ith – Rated short-time thermal current

Ith là giá trị hiệu dụng của dòng sơ cấp ngắn hạn mà CT có thể chịu trong khoảng thời gian quy định mà không bị hư hỏng do tác động nhiệt, với điều kiện thử tương ứng.

Ví dụ:

nghĩa là CT được định mức chịu dòng nhiệt ngắn hạn 16kA trong 1 giây theo điều kiện tiêu chuẩn.

Idyn – Rated dynamic current

Idyn là giá trị đỉnh của dòng sơ cấp mà CT có thể chịu mà không bị hư hỏng về điện hoặc cơ học do lực điện từ trong điều kiện quy định. Trên nhiều CT theo IEC, Idyn có quan hệ với Ith và thường lấy 2,5 lần Ith nếu không có quy định khác trên nameplate.

Ví dụ nameplate ghi:

thì 40kA chính là 2,5 × 16kA. Tuy nhiên khi chọn thiết bị thực tế vẫn phải sử dụng giá trị nameplate và dữ liệu của nhà sản xuất thay vì tự suy ra cho mọi CT.

Các định nghĩa và yêu cầu kỹ thuật đối với current transformer có thể đối chiếu thêm tại IEC 61869-2 – Instrument transformers, Part 2.

Ký hiệu CT trên sơ đồ một sợi đọc như thế nào?

Trên sơ đồ một sợi, ký hiệu biến dòng thường được đặt trực tiếp trên đường dây hoặc thanh cái cần đo. Bên cạnh ký hiệu có thể ghi tỷ số, số core, class hoặc thiết bị mà từng core cấp tín hiệu.

Ví dụ bản vẽ có thể thể hiện:

Nhìn sơ đồ này có thể xác định ngay CT có hai core: một core đo lường và một core bảo vệ. Đây là điểm quan trọng hơn việc chỉ nhìn thấy chữ “CT”.

Ví dụ đọc hoàn chỉnh nameplate CT 400/1/1A

Giả sử một máy biến dòng trung thế có các ký hiệu biến dòng sau:

24 kV

Đây là thông tin liên quan cấp điện áp của CT theo cấu hình thiết bị. Không được nhầm 24kV với tỷ số dòng.

400/1/1A

Ký hiệu này thường cho biết CT có dòng sơ cấp định mức 400A và hai cuộn/core thứ cấp định mức 1A. Trên terminal thực tế có thể gặp 1S1–1S2 cho core thứ nhất và 2S1–2S2 cho core thứ hai.

Khi dòng sơ cấp đạt 400A, mỗi secondary winding tương ứng đạt dòng định mức 1A trong điều kiện quy định. Hai secondary không được tùy ý nối chung với nhau.

0.5 10VA

Core thứ nhất có thể được chỉ định cho đo lường với accuracy class 0.5 và rated burden 10VA. Core này phù hợp hơn cho meter, công tơ hoặc hệ thống đo tùy thiết kế.

5P20 15VA

Core còn lại là core bảo vệ, class 5P, Accuracy Limit Factor 20 và rated burden 15VA. Core này được thiết kế để cấp tín hiệu cho protection relay trong vùng dòng sự cố phù hợp.

Ith 16kA/1s và Idyn 40kA

CT có rated short-time thermal current 16kA trong 1 giây và rated dynamic current 40kA peak theo điều kiện định mức.

Chỉ với sáu dòng trên nameplate, kỹ sư đã có thể xác định được cấp điện áp, tỷ số CT, số secondary, chức năng từng core, accuracy class, burden và khả năng chịu dòng ngắn mạch. Đây mới là mục tiêu thực tế khi học cách đọc ký hiệu biến dòng.

Class 0.5 và 5P20 có thay thế cho nhau được không?

Không nên. Đây là một trong những nhầm lẫn phổ biến nhất khi đọc ký hiệu biến dòng.

CT đo lường được tối ưu để cho độ chính xác tốt trong vùng dòng phục vụ measurement. CT bảo vệ lại phải cung cấp tín hiệu đủ chính xác cho relay ở dòng sự cố cao hơn nhiều dòng định mức. Vì vậy dù hai CT cùng ghi 400/1A hoặc 400/5A, class 0.5 và 5P20 thể hiện hai nhiệm vụ khác nhau.

Ví dụ một biến dòng đo lường dùng cho công tơ không thể mặc nhiên được xem là CT phù hợp cho protection relay chỉ vì tỷ số đầu vào giống nhau. Ngược lại, lấy một core bảo vệ làm core đo đếm chính xác cũng không phải cách chọn đúng nếu hệ thống yêu cầu accuracy measurement cụ thể.

Các lỗi thường gặp khi đọc và đấu ký hiệu biến dòng

Đảo S1 và S2

Đây là lỗi có thể không dễ nhận ra nếu kỹ thuật viên chỉ nhìn giá trị ampere. Dòng vẫn có độ lớn nhưng cực tính bị đảo, có thể làm sai dấu công suất, năng lượng hoặc vector dùng cho protection relay.

Lắp ngược P1 và P2

Việc quay ngược hướng CT tạo hiệu ứng tương tự đảo cực tính phía thứ cấp. Khi commissioning cần kiểm tra cả chiều vật lý của CT lẫn dây S1/S2, không chỉ một trong hai.

Để hở mạch thứ cấp CT khi sơ cấp đang có dòng

CT dòng khác với một cảm biến điện áp thông thường. Hở thứ cấp khi sơ cấp đang mang dòng có thể tạo điện áp nguy hiểm ở secondary, ảnh hưởng cách điện và gây rủi ro cho người thao tác.

Nhầm Class 0.5 với 5P20

Class 0.5 thiên về đo lường; 5P20 là class bảo vệ. Cùng tỷ số không có nghĩa hai CT có cùng chức năng.

Chỉ đọc tỷ số mà bỏ qua VA

CT đúng 400/1A nhưng burden của toàn bộ mạch thứ cấp vượt khả năng quy định vẫn có thể làm hệ thống không đạt accuracy mong muốn. Khi đường dây dài, cần tính cả điện trở dây.

Nhầm secondary 1A và 5A

Một relay thiết kế đầu vào 1A phải được ghép với tỷ số CT và cấu hình tương ứng. Không được chỉ nhìn dòng sơ cấp rồi thay CT 400/1A bằng 400/5A mà không kiểm tra input và setting của thiết bị phía sau.

Cách đọc nhanh một nameplate biến dòng ngoài thực tế

Khi đứng trước một CT trong tủ điện, có thể đọc ký hiệu biến dòng theo trình tự: xác định tỷ số sơ cấp/thứ cấp; kiểm tra CT có một hay nhiều core; xác định terminal P1/P2 và S1/S2; đọc accuracy class; kiểm tra burden VA; xác định core đo lường hay bảo vệ; cuối cùng kiểm tra Ith, Idyn và các thông số cách điện nếu là CT trung thế.

Đừng chỉ chụp mỗi dòng “400/5A” khi cần chọn CT thay thế. Một ảnh nameplate đầy đủ thường giúp xác định chính xác hơn rất nhiều so với chỉ gửi tỷ số dòng.

Đối với CT hạ thế dùng cho meter và power meter, có thể bắt đầu từ biến dòng hạ thế 0,4kV. Nếu tủ đang vận hành và không muốn tháo cáp, tham khảo thêm biến dòng dạng kẹp.

Câu hỏi thường gặp về ký hiệu biến dòng

Biến dòng ký hiệu là gì?

Trên sơ đồ điện, máy biến dòng thường được viết tắt là CT – Current Transformer. Tùy bản vẽ có thể có thêm mã CT1, CT2, CT-A hoặc ký hiệu đồ họa quanh đường dây.

P1 và P2 của biến dòng là gì?

P1 và P2 là ký hiệu biến dòng phía sơ cấp. P1 là đầu cực tính tham chiếu; P2 là đầu còn lại. Trong cách lắp phổ biến, P1 hướng về nguồn và P2 hướng về tải, nhưng phải kiểm tra bản vẽ và hướng dẫn của CT thực tế.

S1 và S2 là gì?

S1/S2 là hai đầu cuộn thứ cấp của CT. S1 có quan hệ cực tính với P1. Dây S1/S2 được đưa đến meter, công tơ hoặc relay theo đúng sơ đồ đấu nối.

K/L có giống P1/P2 không?

Trong nhiều hệ thống ký hiệu, K/L được dùng cho phía sơ cấp và k/l cho phía thứ cấp, tương ứng về chức năng với P1/P2 và S1/S2. Với thiết bị cũ hoặc CT nhiều tap, vẫn phải kiểm tra sơ đồ terminal của hãng.

5P20 nghĩa là gì?

5P20 là accuracy class của CT bảo vệ. “P” là Protection; “5” liên quan giới hạn composite error của class; “20” là Accuracy Limit Factor 20 trong điều kiện quy định.

400/1/1A nghĩa là gì?

Ký hiệu này thường thể hiện dòng sơ cấp định mức 400A và hai secondary winding/core có dòng định mức 1A. Chức năng từng core phải đọc tiếp từ class và burden, ví dụ core đo lường 0.5 10VA và core bảo vệ 5P20 15VA.

Có được tháo S1/S2 khi CT đang có dòng không?

Không được tự ý làm hở mạch thứ cấp CT khi sơ cấp đang mang dòng. Phải short mạch CT bằng thiết bị và quy trình thích hợp trước khi can thiệp, đồng thời tuân thủ quy trình an toàn điện của hệ thống.

Kết luận: đọc ký hiệu biến dòng theo cả tỷ số, cực tính và chức năng

Để đọc đúng ký hiệu biến dòng, không nên chỉ dừng ở tỷ số như 100/5A hoặc 400/1A. P1/P2 và S1/S2 cho biết quan hệ cực tính; K/L và k/l là một dạng ký hiệu khác thường gặp; Class 0.5 hoặc Class 1 liên quan CT đo lường; 5P10 và 5P20 thuộc nhóm bảo vệ; VA thể hiện burden; còn Ith và Idyn cho biết khả năng chịu dòng ngắn mạch của CT.

Với một nameplate như 400/1/1A – 0.5 10VA – 5P20 15VA – Ith 16kA/1s – Idyn 40kA, có thể xác định ngay đây là CT có nhiều secondary/core phục vụ các nhiệm vụ khác nhau. Việc đọc đầy đủ những ký hiệu biến dòng này giúp hạn chế chọn sai CT, đấu sai cực tính hoặc dùng nhầm core đo lường cho bảo vệ.

Nếu đang xây dựng toàn bộ hệ thống đo và bảo vệ, có thể đi theo cụm nội dung: Biến dòng là gì → Biến dòng 5A → Biến dòng hạ thế → Biến dòng cho công tơ điện → Biến dòng bảo vệ → Biến dòng trung thế.

Chịu trách nhiệm nội dung:

Lê Quân Đạt – Kỹ sư Tự động hóa

Phụ trách biên soạn và kiểm tra nội dung kỹ thuật về cảm biến đo lường, xử lý tín hiệu và truyền dữ liệu trong công nghiệp.

• Điện thoại: 0886 088 496
• Email: datle.huphaco@gmail.com
• Website: Chuyendoitinhieu.vn