Vai trò của máy biến dòng điện trong hệ thống điện: Tìm hiểu sâu

Nguyên lý làm việc của máy biến dòng điện

Về cốt lõi, máy biến dòng là một loại máy biến áp được thiết kế đặc biệt để đo dòng điện. CT thường có một cuộn dây sơ cấp duy nhất, bao gồm một hoặc nhiều vòng dây (hoặc đôi khi chỉ là một dây dẫn đi qua lõi) và một cuộn dây thứ cấp được kết nối với thiết bị đo lường hoặc thiết bị bảo vệ.

CT hoạt động dựa trên nguyên lý cảm ứng điện từ. Khi dòng điện chạy qua cuộn sơ cấp, nó sẽ tạo ra một từ trường bên trong lõi. Từ trường này sau đó tạo ra một dòng điện tỷ lệ trong cuộn dây thứ cấp. Lượng dòng điện cảm ứng được xác định bằng tỉ số vòng dây giữa cuộn sơ cấp và cuộn thứ cấp. Ví dụ, CT có tỷ lệ 100:1 sẽ tạo ra 1 ampe ở cuộn thứ cấp khi dòng điện sơ cấp là 100 ampe.

Các loại máy biến dòng điện

CT kẹp hoặc CT lõi kép
CT lõi kép được thiết kế để lắp đặt dễ dàng mà không cần phải ngắt kết nối đường dây điện. Lõi được chia thành hai nửa, cho phép máy biến áp được kẹp quanh dây dẫn mà không làm đứt mạch. Chúng thường được sử dụng trong việc trang bị thêm các hệ thống lắp đặt hiện có, nơi việc ngắt mạch là không thực tế.

CT hình xuyến
CT hình xuyến có hình vòng và có tâm rỗng. Dây dẫn đi qua tâm của vòng và cuộn thứ cấp được quấn quanh bên ngoài lõi. Chúng được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng đòi hỏi sự nhỏ gọn và độ chính xác cao.

CT sơ cấp vết thương
Trong một số trường hợp, cuộn sơ cấp của CT được quấn quanh lõi thay vì sử dụng dây dẫn đi qua lõi. Thiết kế này thường được sử dụng khi cần độ chính xác cao và tải trọng thấp, vì cuộn dây có độ chính xác cao hơn so với dây dẫn đơn.

CT quán bar
Thanh CT được thiết kế với dây dẫn chính đóng vai trò là một phần của cuộn dây máy biến áp. Chúng thường được sử dụng trong các ứng dụng nặng với mức dòng điện cao và cung cấp độ chính xác tuyệt vời.

Ứng dụng của máy biến dòng điện

Đo điện và quản lý năng lượng
CT là không thể thiếu để đo năng lượng chính xác. Đồng hồ điện thường sử dụng CT để giảm mức dòng điện cao, cung cấp số liệu chính xác về mức tiêu thụ điện trong nhà, tòa nhà thương mại và cơ sở công nghiệp. Nếu không có CT, việc đo trực tiếp dòng điện cao sẽ gặp nhiều thách thức và nguy hiểm.

Bảo vệ quá dòng
Trong các hệ thống điện, CT được sử dụng trong các sơ đồ bảo vệ quá dòng để phát hiện dòng điện bất thường có thể là dấu hiệu của lỗi, chẳng hạn như đoản mạch hoặc quá tải. CT phát hiện quá dòng và gửi tín hiệu đến rơle bảo vệ, rơle bảo vệ có thể ngắt kết nối mạch bị lỗi khỏi hệ thống, ngăn ngừa hư hỏng thiết bị và đảm bảo an toàn.

Hệ thống bảo vệ rơle
Cùng với rơle bảo vệ, CT được sử dụng để phát hiện lỗi và bảo vệ hệ thống. Khi hệ thống gặp phải dòng điện bất thường, chẳng hạn như khi đoản mạch, CT sẽ giúp nhanh chóng phát hiện điều này và kích hoạt rơle, đảm bảo ngắt kết nối nhanh chóng để ngăn ngừa hư hỏng hoặc nguy hiểm thêm.

Giám sát hiện tại trong thiết bị công nghiệp
CT được sử dụng để giám sát dòng điện chạy qua các máy công nghiệp lớn, đảm bảo rằng thiết bị đang hoạt động trong phạm vi dòng điện được chỉ định. Tình trạng quá dòng hoặc thiếu dòng có thể chỉ ra các vấn đề như lỗi thiết bị hoặc hoạt động kém hiệu quả và CT có thể cảnh báo cho người vận hành trước khi sự cố trở nên nghiêm trọng.

Bảo vệ vi sai
CT cũng được sử dụng trong các sơ đồ bảo vệ vi sai, trong đó hai hoặc nhiều CT giám sát các phần khác nhau của hệ thống. Nếu dòng điện vào và ra hệ thống không bằng nhau, CT sẽ phát hiện sự khác biệt này và có thể chỉ ra lỗi. Sau đó, hệ thống sẽ tự động kích hoạt cảnh báo hoặc cơ chế bảo vệ để cách ly bộ phận bị lỗi của hệ thống.

Lợi ích của máy biến dòng

An toàn và cách ly
Một trong những lợi ích quan trọng nhất của việc sử dụng Máy biến dòng điện là khả năng cách ly các thiết bị đo lường về mặt điện khỏi hệ thống điện áp cao. Sự cách ly này ngăn ngừa các mối nguy hiểm tiềm ẩn về điện, đảm bảo an toàn cho kỹ thuật viên và người vận hành làm việc với các thiết bị đo lường và điều khiển.

Độ chính xác và độ chính xác
Máy biến dòng cung cấp các phép đo dòng điện có độ chính xác cao và đáng tin cậy, ngay cả khi có sự dao động của điện áp

điều kiện thực tế. Điều này làm cho chúng trở nên vô giá đối với các ứng dụng đòi hỏi độ chính xác, chẳng hạn như đo điện, phát hiện lỗi và rơle bảo vệ.

Nhỏ gọn và tiết kiệm chi phí
CT có kích thước tương đối nhỏ gọn và tiết kiệm chi phí, khiến chúng trở thành giải pháp hợp lý cho các ứng dụng từ mạch điện dân dụng nhỏ đến hệ thống điện công nghiệp lớn. Kích thước nhỏ của chúng cho phép chúng được tích hợp vào nhiều thiết bị khác nhau, chẳng hạn như bộ ngắt mạch, đồng hồ đo năng lượng và rơle bảo vệ.

Độ bền và cuộc sống lâu dài
CT hiện đại được thiết kế để chịu được các điều kiện môi trường khắc nghiệt, bao gồm nhiệt độ cao, độ rung và ứng suất điện. Kết quả là CT mang lại hiệu suất lâu dài trong môi trường công nghiệp đòi hỏi khắt khe.