{Thông Tin} Biến dòng là gì ? Phân biệt các loại biến dòng CT

Biến dòng là gì ? 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. Các bạn thường gặp khó khăn khi tìm kiếm dữ liệu về những loại thiết bị dòng điện này ? Không biến chúng có cấu tạo như nào? Sử dụng biến dòng ra sao? Nên lựa chọng biến dòng loại nào ?

Thì bài viết hôm nay mình sẽ chia sẻ đến tát tần tật về biến dòng nhé. Hãy cùng tìm hiểu thêm những đặc điểm của máy biến dòng trong bài viết sau đây.

Biến dòng là gì ?

Máy biến áp dòng có tên tiếng Anh là Current Transformer. Ký hiệu máy biến dòng là CT. Đây là một thiết bị đo dòng điện gián tiếp đi qua nguồn cung cấp cho tải hoặc dây động lực tải.

Máy biến dòng hay còn gọi tắt là biến dòng là một thiết bị không thể thiếu trong hệ thống giám sát, đo lường điện năng.

Biến dòng là loại máy biến điện áp thường được sử dụng để giảm một dòng điện xoay chiều (AC). Nó tạo ra một dòng điện trong cuộn thứ cấp của nó tỷ lệ với dòng điện đi qua nó theo một hệ số nhất định. Vì dụ như chúng ta hay thấy các loại CT dòng 100/5A, 330/5A, 100/1A hay 500/1A,… Những thông số này có nghĩa là khi cho dòng 100A hay 300A qua CT dòng thì ta thu được dùng 5A, 1A.

Trong thực tế, những thiết bị diều khiển như biến tần, PLC không đọc được dòng 5A và 1A nên buộc phải siwr dụng thêm bộ chuyển đổi tín hiệu.

Kí hiệu biến dòng

Máy biến dòng (Current Transformer – kí hiệu CT), là một loại “công cụ đo lường điện áp” 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.

Current transformer là tên tiếng Anh của biến dòng. Với cách gọi của chúng ta thì chúng có thể là: biến dòng, CT dòng, biến dòng CT, cảm biến dòng điện, biến dòng điện, …

Cách đọc thông số máy biến dòng

Trên các loại biến dòng, ta sẽ thấy thông số 100/5A. Vậy thì dòng thông số này có nghĩa là gì?

Một loại biến dòng 100/5AĐơn giản là khi dòng điện có giá trị 100A chạy trong cuộn dây của biến dòng sẽ cho ra dòng có giá trị chuẩn là 5A.

Hay nói cách khác, biến dòng này sẽ chuyển dòng điện có giá trị 100A thành 5A.

Ngoài biến dòng 100/5A, ta còn có các loại biến dòng như biến dòng 150/5A, biến dòng 400/5A, biến dòng 250/5A, biến dòng 800/5A, biến dòng 600/5A, biến dòng 1000/5A.

Đây là những loại biến dòng thường thấy nhất trên thị trường.

Cấu tạo biến dòng

Nhìn hình trên, ta có thể thấy cấu tạo của biến dòng chỉ đơn giản bao gồm một lõi thép được quấn dây đồng xung quanh.
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.

Ngoài ra, một thành phần không thể thiếu của biến dòng là lớp vỏ nhựa bên ngoài. Vỏ ngoài được chế tạo bằng nhựa cách điện để bảo vệ dây quấn thứ cấp; đảm bảo an toàn cho người vận hành.

Nguyên lý làm việc của máy biến dòng điện

Máy biến dòng hoạt động dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ. Khi dòng điện xoay chiều chạy qua 1 dây dẫn, xung quanh nó sẽ xuất hiện một điện trường, điện trường này cảm ứng lên cuộn dây và sẽ xuất hiện một dòng điện trong đó. Tủ lệ dòng điện này được căn cứ vào số vòng dây được cuốn trong cuộn dây biến dòng.

Máy biến dòng có 2 chế độ làm việc cơ bản: Chế độ hở mạch và chế độ ngắn mạch.

• 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 nguye hiểm cho người và các thiết bị thứ cấp. Để chống được hiện bão hòa trong mạch từ,người ta còn chế tạo ra biến dòng tuyến tính hay còn gọi là biến dòng có khe hở không khí.
• Chế độ ngắn mạch của dòng sơ cấp, 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. 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%.

Vì máy biến dòng có tỷ số dòng điện tỷ lệ nghịch với số vòng dây quấn nên có thể thay đổi tỷ số biến dòng bằng cách thay đổi số vòng dây quấn phía sơ cấp hoặc thứ cấp.

Biến dòng dùng để làm gì ?

Máy biến dòng là thiết bị không thể thiếu trong hệ thống giám sát, đo lường điện năng. 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. Để cung cấp điện áp an toàn cho mạch đo lường, điều khiển và bảo vệ.

Ngoài loại biến dòng kinh điển làm việc theo nguyên lý điện từ, hiện nay, còn có biến dòng kiểu mới dùng cho lưới điện siêu cao áp nhằm giảm chi phí cho cách điện của các biến dòng kinh điển.

Máy biến dòng dạng khối, 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.

Có hàng loạt các thiết bị ứng dụng đo lường và sử dụng máy biến dòng, ví dụ tiêu biểu như thiết bị oát kế, máy đo hệ số công suất, đồng hồ đo chỉ số điện, rơ-le bảo vệ hoặc ví dụ như cuộn nhả trong bộ phận ngắt mạch từ…

Các loại biến dòng

Các loại biến dòng trên thị thường hiện nay chúng đều thuộc một trong 3 nhóm sau:

Biến dòng dây cuốn

Đối với cuộn sơ cấp của máy biến dòng sẽ được kết nối trực tiếp vào các dây dẫn để giúp đo cường độ dòng điện được chạy trong mạch. Thông thường cường độ dòng điện trong cuộn thứ cấp sẽ phụ thuộc hoàn toàn vào tỷ số vòng dây quấn của máy biến dòng.

Biến dòng dạng vòng

“Vòng” sẽ không được phép cấu tạo ở cuộn sơ cấp. Tuy nhiên, thay vào đó cường độ dòng điện được chạy trong mạch sẽ truyền và chạy thẳng qua các khe cửa hay lỗ hổng của “vòng” ở trong máy biến dòng.

Hiện nay, một số máy biến dòng dạng vòng đã được cấu tạo thêm “chốt chẻ”, có nhiệm vụ giúp cho lỗ hổng hay khe cửa của máy biến dòng có thể mở được ra, cài đặt và đóng lại và không cần phải ngắt mạch cố định.

Biến dòng dạng khối

Đây chính là một trong các loại của máy biến dòng phổ biến hiện nay được ứng dụng trong các loại dây cáp cũng như thanh cái của mạch điện chính, nó gần giống như cuộn sơ cấp tuy nhiên chỉ có một vòng dây duy nhất.

Chúng được tách biệt hoàn toàn với nguồn điện áp cao giúp vận hành trong hệ mạch và luôn kết nối với cường độ dòng điện tải được trong thiết bị điện.

Các loại biến dòng thường dùng trong công nghiệp

Trong công nghiệp các thiết bị máy móc được kết nối với nhau thành hệ thống. Để một hệ thống được tối ưu về mặt tự động hoá thì các thiết bị đi dùng với nó phải có những chức năng ưu việt. Và chúng được kết nối với nhau dưới các dạng tín hiệu đồng nhất với nhau.

Trong máy biến dòng cũng vậy. Chúng sinh ra với nhiều chủng loại khác nhau, nhiều mẫu mã khác nhau và đặc biết nhất là nhiều tín hiệu khác nhau. Mỗi laoij tín hiệu này sẽ kết hợp với những thiết bị điều khiển nhất định như PLC, HMI, hay đồng hồ dòng điện. Chúng ta cùng điểm qua những loại biến dòng dùng phổ thông nhất hiện nay nhé.

Biến dòng 4-20mA

Là loại biến dòng, CT dòng Analog có ngõ ra với tín hiệu là 4-20mA hoặc 0-10vdc. Biến dòng được sử dụng cho các relay bảo vệ động cơ, hoặc sử dụng tín hiệu này để đọc giá trị dòng điện sơ cấp, có thể kết nối trực tiếp với PLC.

Thông thường khi chúng ta muốn giám sát dòng điện từ xa thông qua tín hiệu analog thì chúng ta thường phải dùng bộ chuyển đổi tín hiệu 0-5A sang 4-20mA hoặc 0-10VDC. Với biến dòng ngõ ra 4-20mA thì ta sử dụng trực tiếp ngõ ra để giám sát, tiết kiệm chi phí rất nhiều.

Biến dòng modbus

Biến dòng analog hay còn được gọi là cảm biến dòng điện được dùng để chuyển đổi trực tiếp giá trị dòng điện sang dạng analog 4-20mA hoặc 0-10V. Tuy nhiên, ngoài 2 loại tín hiệu này, người ta còn dùng loại biến dòng AC/DC ra ModBUS. Ưu điểm của loại biến dòng này là ít tốn diện tích trong tủ điện, khả năng mở rộng cao và có thể giám sát được giá trị dòng điện từ xe. Mặt khác, ta có thể phối hợp với các thiết bị đóng/mở khác để đảm bảo dòng điện không bị quá tải dẫn đến hư hỏng thiết bị.

Đây là một loại biến dòng analog dùng được cho dòng điện AC và DC.

Như ta đã biết, biến dòng analog là loại biến dòng có thể chuyển đổi trực tiếp giá trị dòng điện về dạng 4-20mA hoặc 0-10V để PLC có thể đọc được. Nếu như trước đây, ta cần đổi giá trị dòng điện về dạng 4-20mA hoặc 0-10V, ta phải dùng 1 biến dòng sơ cấp kết hợp với 1 bộ chuyển đổi dòng điện.

Điều này sẽ làm tăng chi phí đầu tư và tốn nhiều diện tích lắp đặt. Chính vì thế nên người ta mới phát minh ra loại biến dòng analog. Với ưu điểm nhận được trực tiếp giá trị dòng điện và chuyển thành dạng 4-20mA mà không qua bất kỳ một bộ chuyển đổi nào nữa. Chính vì vậy nên ngày nay, người ta sử dụng loại biến dòng analog này ngày càng nhiều.

Biến dòng 1600/5A

Máy biến dòng hạ thế 1600/5A kiểu đúc epoxy loại CT là máy biến dòng đo lường kiểu hình xuyến, dùng để biến đổi dòng điện xoay chiều có giá trị lớn thành giá trị nhỏ thích hợp cho các dụng cụ đo: Ampe mét, Wat mét, Công tơ điện…

Biến dòng 500/5A

Đây là loại biến dòng tầm trung chúng khá phổ biến dùng để kiểm soat dòng điện từ 0 đến 500 Ampe. Thường thấy loại biến dòng này trong nhà máy sản xuất nhựa, các loại máy CNC, hay trong các trạm biến thế, …

Biến dòng 125/5A

Cũng tương tự như loại biến dòng bên trên thì biến dòng 125/5A cũng được sử dụng khá phổ biến. Trong những hệ thống máy móc có công suất nhỏ vởi doàng điện từ 0 cho đến 125Ampe.

Đọc biến dòng 5A

Hầu như các tủ điện đều dùng đồng hồ cơ có khả năng đọc được giá trị 5A . Ngày nay với nhu cầu ngày càng cao thì chúng ta cần truyền tín hiệu 5A này về PLC hoặc các thiết bị khác để giám sát và điều khiển. Tuy nhiên PLC cũng như các thiết bị điều khiển khác lại không thể đọc trực tiếp được giá trị 5A này.

Tất cả các thiết bị điều khiển ngày nay đều đưa về dạng chuẩn analog 4-20mA hoặc 0-10V chính vì chúng ta phải dùng qua một bộ chuyển đổi giá trị 5A của CT dòng 5A hoặc CT dòng 10A ra dạng Analog 4-20mA.

Hướng dẫn sử dụng biến dòng

Biến dòng sơ cấp chỉ có 2 dây ngõ ra loại dòng 5A, 10A. Cách đấu dây biến dòng với đồng hồ hiển thị khá đơn giản. Nhưng có một điều cần lưu ý, là phải chọn loại đồng hồ hiển thị ampe tương đương với biến dòng đang sử dụng nhé các bạn.

Cách chọn biến dòng

Để chọn biến dòng CT, đầu tiên ta cần phải biết dòng tải lớn nhất đi qua biến dòng. Sau đó ta chỉ cần biến dòng có giá trị bằng hoặc cao hơn 1 chút so với giá trị dòng điện thực tế.

Ví dụ đơn giản: nếu dòng tải lớn nhất của bạn là 450A thì bạn nên chọn biến dòng có giá trị 500A.

Còn nếu dòng tải của bạn có giá trị nhỏ hơn hoặc bằng 300A thì biến dòng analog là lựa chọn tốt nhất dành cho bạn.

Một ví dụ khác:

Nhà máy dùng điện 3 pha 220V, công suất cực đại: 100KW

Vậy ta phải chọn CT có thông số là bao nhiêu đây?

Ta có P=100KW

=> dòng pha Ip=1/3 * P/U= 151 A

Do đó ta sẽ chọn CT loại 200/5A

Cách đấu biến dòng vơi VOM

Nếu chọn loại đồng hồ hiển thị giá trị ampe lớn hơn hoặc nhỏ hơn giá trị của biến dòng thì giá trị hiển thị sẽ sai.

Trên đồng hồ hiển thị ampe dạng cơ (xem hình bên dưới) sẽ có 2 dây phía sau đồng hồ đánh dấu (+) và (-). Ngõ ra của CT dòng cũng có 2 đầu dây. Cách đấu dây rất đơn giản, chỉ cần đấu song song 2 đầu dây này với nhau (không cần phân biệt “+” và “-“). Và cũng không cần cấp nguồn gì cho đồng hồ hiển thị ampe luôn nhé.

Để đọc và điều khiển tải của động cơ thông qua PLC thì sẽ kết nối như thế nào? Như đã trình bày ở các bài viết trước. Các loại PLC, Biến Tần, hệ thống giám sát tự động Scada…không nhận trực tiếp các tín hiệu từ biến dòng truyền về được; mà phải thông qua bộ chuyển đổi đưa tín hiệu về 4-20mA hoặc 0-10v.

Cách đấu biến dòng 3 pha

Đối với các loại dòng điện 3 pha thì chúng ta phải dùng thiết bị có đo dòng điện 3 pha chuyên dụng. Thông thương với các dòng điện 3 pha trong nhà máy thì có công suất khá lớn. Chúng có thể giao động lên đến mức 10.000 đến 20.000 Ampe. Các loại biến dòng như này thông thường chúng không chuyển trực tiếp tín hiệu từ Ampe sang Vôn. Tức là khi gắn chúng vào các đường dây của động cơ 3pha có dòng điện giao động từ 0-10.000A thì chúng sẽ chuyển này sang thàng tín hiệu vôn có dải đo là 0-10V.

Vậy đo tín hiệu này bằng cách nào nhỉ. Thật đơn giản thôi, mình sẽ mật bí cho các bạn ngay sau đây. Đó là chũng ta sử dụng một bộ chuyển đổi tín hiệu 0-10V này thành tín hiệu Analog 4-20mA hoặc Modbus để dẽ dàng kết nối với PLC, bộ đièu khiển, hoặc các bộ hiẻn thị như trên hình.

Các hãng biến dòng dùng phổ biến hiện nay

Các hãng biến dòng được dùng rất phổ biến hiện này; mà mình tìm hiều đó là những hàng như sau:

Biến dòng Schneider

Schneider là một thương hiệu lớn của Pháp chuyên sản xuất các thiết bị đóng ngắt, biến dòng, biến tần, MCCB, Aptomat…
Nhắc đến Schneider thì chắc chắn không ai là không biết đến rồi đúng không? Với ưu điểm là độ bền cũng như chất lượng, sản phẩm của hãng Schneider đang được sử dụng rộng rãi trong các công trình lớn.

Và đặc biệt, hiện nay hãng Schneider đã có nhà máy tại Việt Nam. Điều này càng giúp cho Việt Nam dễ dàng tiếp cận với sản phẩm hơn.

Biến dòng Emic

Đây là thương hiệu xuất xứ từ Việt Nam, đã ra đời từ năm 1983 rồi.
EMIC là doanh nghiệp hàng đầu của Việt Nam. Trong lĩnh vực chế tạo Thiết bị đo điện với các sản phẩm chủ lực mang thương hiệu EMIC như: Công tơ điện xoay chiều kiểu cảm ứng; Công tơ điện tử đa chức năng; Máy biến dòng…

Biến dòng EMIC Sản phẩm thiết bị đo điện thương hiệu EMIC; được chế tạo bởi đội ngũ công nhân tay nghề cao; có nhiều năm kinh nghiệm trong lĩnh vực thiết bị điện. Các sản phẩm công tơ điện 1 pha, 3 pha loại cơ của EMIC; đã nổi tiếng trên thị trường với hàng triệu công tơ được lắp đặt trên lưới điện Việt Nam.

Biến dòng Omega

Omega là một thương hiệu lớn của Mỹ nổi tiếng với các loại biến dòng 3 pha; biến dòng bảo vệ đo lường tải của dòng điện.

Omega Nhưng nhược điểm của hãng này chính là ở chỗ catalogue biến dòng omega; thiết kế nếu là người sử dụng đầu tiên nhìn vào rất rối và khó hiểu.

Biến dòng Seneca

Seneca là một thương hiệu lớn của Italy chuyên sản xuất các thiết bị đo lường nhiệt độ; bộ chia tín hiệu 4-20mA, bộ cách ly chống nhiễu analog.

Biến dòng Seneca Ưu điểm của biến dòng Seneca là khả năng chuyển đổi trực tiếp về dạng 4-20mA hoặc 0-10V. Nhờ tín hiệu dạng này mà ta có thể đưa trực tiếp về PLC để lập trình; điều khiển quản lý điện.

Nhờ có ưu điểm này mà chúng ta tiết kiệm được khá nhiều chi phí; khi sử dụng biến dòng kết nối với PLC. Ngoài ra thì hãng Seneca còn có thêm một loại biến dòng dùng để đo công suất đó chính là T203PM100- MU. Biến dòng này có thể tính được công suất của dòng điện và chuyển chính thành tín hiệu Modbus.

Mua biến dòng ở đâu ?

Để mua được các loại biến dòng chính hãng. Thì các bạn nên chọn những bên cung cấp độc quyền các loại thiết bì này. Những dòng sản phầm này hiện nay. Công ty Hưng Phát đang kinh doanh và độc quyền tại thị trường việt nam. Bạn nào có nhu cầu mua hàng. Hoặc trao đổi kỹ thuật thì liên hệ với mình để được tư vấn giải pháp.

Bài viết tham khảo: Biến dòng Modbus 100A

 

Thông tin liên hệ

Kỹ sư Cơ Điện Tử – Mr Trọng

Phone: 0975116329 (Zalo)

Web: chuyendoitinhieu.vn