Máy biến dòng trong trạm biến áp – Cấu tạo, nguyên lý hoạt động và ứng dụng

Máy biến dòng trong trạm biến áp – Cấu tạo, nguyên lý hoạt động và ứng dụng

Máy biến dòng (Current Transformer – CT) là thiết bị đo lường và bảo vệ không thể thiếu trong các trạm biến áp. Nhiệm vụ chính của CT là biến đổi dòng điện sơ cấp có giá trị lớn (hàng trăm đến hàng nghìn ampe) thành dòng điện thứ cấp tiêu chuẩn (thường là 1A hoặc 5A) để cung cấp tín hiệu cho các thiết bị đo lường, công tơ điện và rơle bảo vệ, đồng thời cách ly mạch đo với mạch điện áp cao nhằm đảm bảo an toàn.

Máy biến dòng là gì? Nguyên lý hoạt động ra sao?

Máy biến dòng là một loại máy biến áp đo lường được thiết kế để làm việc với dòng điện. Thiết bị được mắc nối tiếp với mạch điện cần đo, do đó dòng điện chạy qua cuộn sơ cấp của CT chính là dòng điện của đường dây hoặc thiết bị cần giám sát.

Chức năng chính của máy biến dòng là biến đổi dòng điện xoay chiều có cường độ lớn (hàng trăm, hàng nghìn Ampe) xuống các mức dòng điện tiêu chuẩn nhỏ hơn (phổ biến là 5A hoặc 1A) để phục vụ cho việc đo lường, giám sát và bảo vệ hệ thống điện.

Máy biến dòng hoạt động dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ. Quá trình diễn ra khi dòng điện chạy qua cuộn sơ cấp -> sinh ra từ thông trong lõi thép -> từ thông cảm ứng điện áp trên cuộn thứ cấp -> dòng điện thứ cấp tỷ lệ với dòng điện sơ cấp theo tỷ số biến dòng.

Cấu tạo của máy biến dòng

Một máy biến dòng thường gồm 3 bộ phận chính:

1. Cuộn sơ cấp: Cuộn có ít vòng dây, thậm chí chỉ là một thanh dẫn, được mắc nối tiếp với mạch điện chính, chịu dòng điện lớn của hệ thống.

2. Lõi thép từ: Có chức năng dẫn từ thông giữa cuộn sơ cấp và thứ cấp. Lõi được chế tạo từ thép kỹ thuật điện có tổn hao thấp.

3. Cuộn thứ cấp: Cuộn có nhiều vòng dây hơn, cho dòng điện chuẩn 1A hoặc 5A. Từ đó, cấp tín hiệu cho Ampe kế, công tơ điện, bộ ghi dữ liệu, Rơle bảo vệ…

4. Vỏ cách điện: Sử dụng cách điện dầu, nhựa epoxy, sứ, polymer. Các loại biến dòng cách điện khí SF6 ít phổ biến hơn, dùng cho các thiết kế đặc biệt.

5. Hộp đấu dây: Chứa đầu cực cuộn thứ cấp, điểm nối đất, các đầu nối đo lường và bảo vệ.

Chức năng của máy biến dòng

MÁY BIẾN DÒNG ĐO LƯỜNG: Các máy biến dòng CT cung cấp tín hiệu cho Ampe kế, đồng hồ đa năng, công tơ điện, bộ ghi dữ liệu của hệ thống SCADA, hệ thống giám sát năng lượng…

MÁY BIẾN DÒNG BẢO VỆ: Các máy biến dòng CT cung cấp tín hiệu cho cấp tín hiệu cho các rơle bảo vệ như: Bảo vệ quá dòng (50/51); Bảo vệ chạm đất (50N/51N); Bảo vệ so lệch máy biến áp (87T); Bảo vệ khoảng cách (21); Bảo vệ thanh cái (87B).

MÁY BIẾN DÒNG CÁCH LY: Máy biến dòng tạo sự cách ly điện giữa mạch điện cao áp và các thiết bị đo lường, giúp tăng độ an toàn cho người và thiết bị.

Phân loại và lựa chọn máy biến dòng

Theo chức năng, chúng ta có các loại máy biến dòng đo lường, máy biến dòng bảo vệ, máy biến dòng cách ly.

Theo kết cấu, chúng ta có máy biến dòng kiểu vòng xuyến, CT dạng thanh dẫn, CT dạng quấn,…

Theo cấp điện áp, chúng ta có biến dòng hạ thế, biến dòng trung thế, biến dòng cao thế.

Trong trạm biến áp, việc lựa chọn biến dòng đáp ứng các mục đích sử dụng như:

1. Biến dòng đo lường đường dây.
2. Biến dòng bảo vệ máy biến áp.
3. Biến dòng bảo vệ đường dây truyền tải.
4. Biến dòng đo đếm điện năng.

Khi lựa chọn CT cần quan tâm đến:

• Tỷ số biến dòng (ví dụ: 400/5 A, 1000/1 A).
• Dòng điện định mức.
• Cấp chính xác (0.2, 0.5, 1, 5P10, 10P20…).
• Tải định mức (Burden), đơn vị VA.
• Dòng chịu ngắn mạch.
• Tần số định mức (50 Hz tại Việt Nam).
• Cấp cách điện.

Máy biến dòng (CT) là thiết bị đo lường và bảo vệ thiết yếu trong trạm biến áp. Bằng cách biến đổi dòng điện lớn của hệ thống thành dòng điện tiêu chuẩn 1A hoặc 5A, CT cung cấp tín hiệu chính xác cho các thiết bị đo, công tơ và rơle bảo vệ, đồng thời tạo sự cách ly an toàn giữa lưới điện cao áp và mạch điều khiển. Việc lựa chọn đúng tỷ số biến dòng, cấp chính xác và tuân thủ nguyên tắc không hở mạch cuộn thứ cấp khi đang mang tải là yếu tố quan trọng để đảm bảo hệ thống điện vận hành an toàn, tin cậy và hiệu quả.

Để lựa chọn biến dòng phù hợp cho hệ thống điện và nhận báo giá tốt, Quý khách có thể liên hệ với chúng tôi: