Nguyên lý làm việc cơ bản của máy biến dòng điện và cách sử dụng chúng để đo dòng điện

Máy biến dòng (CT) là các thành phần quan trọng trong lĩnh vực kỹ thuật điện, đặc biệt là trong các hệ thống điện và ứng dụng đo lường. Chúng được thiết kế để đo chính xác dòng điện đồng thời mang lại sự cách ly và an toàn về điện. Nguyên lý làm việc cơ bản của máy biến dòng và cách chúng được sử dụng để đo dòng điện có thể được tóm tắt như sau:

Nguyên tắc làm việc:

Máy biến dòng điện hoạt động dựa trên nguyên lý cảm ứng điện từ. Nó bao gồm một cuộn dây sơ cấp và một cuộn dây thứ cấp, cả hai đều quấn quanh lõi từ tính.

Cuộn dây sơ cấp: Cuộn dây sơ cấp của CT được nối nối tiếp với dây dẫn để đo dòng điện qua đó. Khi dòng điện chạy qua cuộn sơ cấp, nó sẽ tạo ra một từ trường xung quanh lõi.

Lõi từ: Lõi của CT thường được làm bằng vật liệu có tính thấm cao, chẳng hạn như sắt hoặc ferit, để tăng cường khả năng ghép từ giữa các cuộn dây.

Cuộn dây thứ cấp: Cuộn dây thứ cấp được quấn trên cùng một lõi nhưng được cách ly về điện với cuộn sơ cấp. Nó bao gồm số vòng dây lớn hơn đáng kể so với cuộn sơ cấp.

Cảm ứng điện áp: Theo định luật cảm ứng điện từ Faraday, từ trường thay đổi được tạo ra bởi dòng điện sơ cấp sẽ tạo ra một điện áp trong cuộn dây thứ cấp. Điện áp cảm ứng tỉ lệ thuận với tốc độ biến thiên của dòng điện trong cuộn sơ cấp.

Đặc điểm và ứng dụng chính:

Giảm dòng điện: CT được thiết kế để giảm dòng điện từ cuộn sơ cấp xuống mức tiêu chuẩn, có thể quản lý được nhằm mục đích đo lường và bảo vệ. Dòng điện thứ cấp thường thấp hơn nhiều so với dòng điện sơ cấp, thường ở tỷ lệ 100:5 hoặc 1000:5.

Cách ly: CT cung cấp cách ly điện giữa mạch sơ cấp điện áp cao và mạch thứ cấp điện áp thấp. Điều này đảm bảo an toàn cho các thiết bị đo lường và giám sát.

Độ chính xác: CT có độ chính xác cao được sản xuất để cung cấp các phép đo dòng điện chính xác trong phạm vi sai số xác định, ngay cả trong các điều kiện tải khác nhau.

Thiết bị đo lường: Đầu ra dòng điện thứ cấp của CT được kết nối với nhiều thiết bị đo lường và giám sát khác nhau, chẳng hạn như ampe kế, vôn kế, oát kế, đồng hồ đo năng lượng và rơle bảo vệ.

Rơle bảo vệ: CT đóng vai trò quan trọng trong việc bảo vệ hệ thống điện. Chúng được sử dụng để cảm nhận các tình trạng quá dòng và dòng điện sự cố, kích hoạt rơle bảo vệ để cách ly các bộ phận bị lỗi của hệ thống.

Đo sáng và thanh toán: Trong các ứng dụng đo điện, CT được sử dụng để đo mức tiêu thụ hiện tại trong các khu dân cư, thương mại và công nghiệp. Đầu ra dòng điện thứ cấp được sử dụng để tính toán mức tiêu thụ năng lượng cho mục đích thanh toán.

Máy biến áp đo lường: CT, cùng với máy biến điện áp (VT), được gọi chung là máy biến áp đo lường. VT phục vụ chức năng tương tự để đo và cách ly điện áp.