Trong thế giới của công nghệ đo lường và điều khiển tự động, biến dòng đóng một vai trò không thể thiếu. Các hệ thống động lực sử dụng nguồn điện 3 pha như động cơ, bơm,..; luôn hoạt động với công suất lớn. Vì vậy cần có những thiết bị như biến dòng; để đưa dòng điện lớn như vậy về mức thấp hơn cho các thiết bị đo lường, điều khiển khác.
Nó như một cánh cửa; kết nối giữa các thiết bị sử dụng công suất lớn với điện áp và dòng điện lớn; liên kết với các thiết bị điều khiển tự động để có thể giám sát và quản lý dễ dàng.
Bạn đang cần tìm hiểu sâu về khái niệm biến dòng là gì ? Về nguyên lý làm việc của máy biến dòng ra sao? Làm sao chọn và sử dụng loại biến dòng nào cho đúng với hệ thống của mình? Hãy cùng khám phá trong bài viết để có thể hiểu rõ hơn những điều trên nhé!
Biến dòng là gì?
Biến dòng, hay còn gọi là Current Transformer ( ký hiệu là CT); là một thiết bị đo dòng điện chạy qua nguồn cung cấp cho tải hoặc dây động lực của tải.
Chúng thường được sử dụng để biến đổi dòng điện lớn qua tải (vài chục đến hàng nghìn A); thành dòng điện tỷ lệ nhỏ hơn ở đầu ra (thường là 5A); để sử dụng làm tín hiệu đầu vào cho các thiết bị đo lường, điều khiển. CT được xem như cảm biến dòng điện; bởi khả năng đo lường và chuyển đổi tín hiệu sang tín hiệu điện cho các bộ điều khiển.
Nói một cách dễ hiểu, CT là thiết bị chuyển đổi dòng điện giá trị cao xuống giá trị dòng điện thấp hơn. Ví dụ như từ 100A sang 5A, hay từ 5 kA sang 5A.
Cấu tạo của máy biến dòng là gì ?
Sau khi đã hiểu khái niệm của là gì; chắc chắn bạn cũng cần phải nắm được chúng có hình dạng như thế nào; cấu tạo ra sao đúng không nào? Phần này mình sẽ thể hiện chi tiết điều đó.
Về cấu tạo khá đơn giản, sẽ chủ yếu bao gồm những phần sau đây:
- Cuộn dây sơ cấp: đây là dòng điện mà CT cần đo
- Lõi rỗng: Lõi này giúp dẫn dòng từ, giúp truyền dòng điện từ cuộn sơ cấp sang cuộn thứ cấp
- Cuộn dây thứ cấp: đây sẽ là cuộn dây quấn quanh lõi từ rỗng để nhận dòng từ cuộn sơ cấp và chuyển nó thành dòng điện có giá trị nhỏ hơn
Nguyên lý làm việc của máy biến dòng là gì ?
Sau khi nắm rõ được khái niệm và cấu tạo bên trong của CT; chắc hẵn anh em đã đoán được phần nào cách thức mà nó hoạt động. Nhưng để hiểu rõ bản chất vấn đề của một CT hoạt động ra sao lúc vận hành; mình sẽ làm rõ ở phần này.
Biến dòng CT 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. Tỷ lệ dòng điện này được căn cứ vào số vòng dây được cuốn trong cuộn dây CT. Ví dụ: Chúng ta hay thấy các loại CT có tỷ số biến đổi 50/5A, 100/5A, đến 5000/5A.
Tỷ số biến dòng là gì ?
Tỷ số biến dòng là một thông số dùng để mô tả tỉ lệ giữa dòng điện đầu vào và dòng điện đầu ra của thiết bị. Đây là thông số quan trọng trong việc đo lường và bảo vệ dòng điện trong hệ thống điện.
Tỷ số này thường được biểu diễn dưới dạng “A/B A”; với A là dòng điện đầu vào và B là dòng điện đầu ra. Ví dụ, với một CT 200/5A; nghĩa là khi dòng điện đầu vào sơ cấp sẽ là 200A thì dòng điện đầu ra thứ cấp sẽ là 5A.
Điều thú vị là tỷ số này hoàn toàn có thể thay đổi. Bằng cách điều chỉnh số vòng dây quấn ở phía sơ cấp hoặc thứ cấp; chúng ta có thể thay đổi tỷ số CT theo ý muốn. Điều này tạo ra sự linh hoạt lớn trong việc sử dụng; giúp chúng ta có thể tùy chỉnh để phù hợp với nhu cầu cụ thể của mỗi hệ thống điện.
Cách chọn biến dòng CT
- Xác định dòng tải: điều rất quan trọng trước khi lựa chọn CT; đó chính là bạn cần phải biết chính xác dòng cần đo trên tải lớn nhất là bao nhiêu.
- Hệ số an toàn: sau khi biết được dòng chịu tải tối đa; ta sẽ nhân với hệ số an toàn để ra được dòng lựa chọn sao cho phù hợp. Thông thường hệ số này sẽ là 1,5. Công thức như sau:
- Xác định dòng đầu ra mong muốn trên thứ cấp: bạn cần xác định dòng có giá trị thấp hơn cần biến đổi ra là bao nhiêu. Thông thường bạn cần phải dựa vào dòng tối đa của thiết bị dùng để đo để xác định dòng thứ cấp này.
Ví dụ: Như bạn đang cần một CT để giám sát dòng điện của một motor với dòng điện tải tối đa tính được là 90A. Ta tính được dòng điện để chọn: 90A x 1.5 là 135A. Và dòng điện bạn cần giám sát tối đa là 5A. Vì vậy bạn cần chọn loại có tỷ số là 150/5.
Cực tính và chiều dòng điện của biến dòng là gì ?
Để sử dụng CT, điều quan trọng đầu tiên là bạn phải xác định xỏ dây gì vào, xỏ theo chiều nào và xác định cực tính của nó. Theo như hình mình đã minh họa, bạn phải xỏ theo chiều từ K à L theo chiều dòng điện đã kí hiệu trên CT
Phân loại máy biến dòng
Biến dòng dây quấn
Máy biến dòng dạng dây quấn: Cuộn sơ cấp của CT sẽ được nối trực tiếp vào các dây dẫn để đo dòng điện chạy trong mạch. Dòng điện trong cuộn thứ cấp phụ thuộc vào tỉ số vòng dây của CT
Biến dòng dạng vòng
Vòng sẽ không được cấu tạo trong cuộn sơ cấp. Thay vào đó, dòng điện trong mạch được truyền đi và chạy thẳng qua cổng hoặc lỗ của vòng trong CT.
Một số máy biến dòng vòng được trang bị “chân chia” cho phép mở, lắp và đóng lỗ hoặc cửa của máy biến dòng mà không cần phải ngắt kết nối. mạch cố định.
Biến dòng dạng thanh khối
Đây là một trong những loại máy biến dòng hiện nay được sử dụng trong dây cáp và thanh cái của mạch chính, tương tự như cuộn sơ cấp nhưng chỉ có một vòng dây duy nhất.
Chúng hoàn toàn tách biệt với nguồn điện áp cao hoạt động trong hệ thống mạch điện và luôn được nối với dòng điện tải trong các thiết bị điện.
Biến dòng chuyển đổi tín hiệu
Với biến dòng dạng chuyển đổi tín hiệu, đây sẽ là thiết bị được sử dụng nhiều trong các hệ thống tự động điều khiển. Chúng có khả năng đo được dòng điện cao từ mạch động lực như motor, bơm,.. và chuyển đổi sang tín hiệu 0 – 10 V hoặc 4 – 20 mA.
Đây là những dạng tín hiệu chuẩn công nghiệp để đưa về trạm PLC để điều khiển giám sát. Ngoài ra sẽ có 1 số loại cho ngõ ra Modbus, thuận tiện trong việc giám sát đa thiết bị trên PLC hoặc HMI.
Một số hãng biến dòng CT phổ biến hiện nay
Sau khi tính toán lựa chọn, cũng như hiểu về cách hoạt động và chức năng của biến dòng, ta cần tìm hiểu về các hãng uy tín cho các sản phẩm biến dòng.
Biến dòng Schneider
Nói về thiết bị cho hệ thống nguồn, hệ thống đóng cắt thì không thể không nhắc đến Schneider.
Đây là một thương hiệu lớn thuộc tập đoàn đa quốc gia của pháp. Với ưu điểm là độ bền và chất lượng của các thiết bị Schneider, các sản phẩm Schneider được sử dụng phổ biến trong các công trình điện dân dụng, điện công nghiệp.
Biến dòng Emic
Biến dòng Emic là sản phẩm của Công Ty Cổ Phần Thiết Bị Đo Điện Emic, một công ty chuyên về thiết kế, chế tạo, kinh doanh và sửa chữa các loại thiết bị đo điện tại Việt Nam.
Các sản phẩm chính của Emic bao gồm CT điện trung thế đến 40,5kV, CT điện hạ thế, đồng hồ V,A, tủ điện các cấp điện áp hạ thế, trung thế và cao thế.
Biến dòng Seneca
Seneca là một hãng lớn của Italy – một trong những thương hiệu hàng đầu Thế giới về bộ chuyển đổi tín hiệu, cách ly tín hiệu, bộ chia tín hiệu. Thật may mắn cho anh em kỹ sư lập trình khi Seneca đặc biệt ưu tiên sãn xuất những loại biến dòng hỗ trợ ngõ ra trực tiếp dạng 4 – 20mA hoặc 0-10V; đây là những dạng analog mà PLC thường hay đọc. Nhờ đó người lập trình có thể dễ dàng theo dõi, giám sát và điều khiển các thiết bị động lực nhờ vào CT cao cấp này.
Ngoài ra Seneca còn có cung cấp các thiết bị CT hỗ trợ truyền thông Modbus. Vì vậy dễ dàng đặt CT tại vị trí đo đạc nơi các cơ cấu động lực hoạt động, và đưa tín hiệu dòng điện hoặc điện áp nhỏ đi xa về PLC để giám sát.
Ứng dụng của cảm biến dòng điện
Đo lường và bảo vệ
Biến dòng được sử dụng để đo lường và bảo vệ các thiết bị điện khác nhau bằng cách đưa các tín hiệu về sự thay đổi của dòng điện về các thiết bị giám sát, bảo vệ, điều khiển khác.Khi điện áp hoặc dòng điện tăng lên đột ngột mức cao, biến dòng sẽ hoạt động như một thiết bị bảo vệ, cắt đứt và dừng quá trình chuyển đổi. Do đó cách ly hoàn toàn giữa dòng sơ cấp và dòng thứ cấp; giữ an toàn cho các thiết bị còn lại trong hệ thống
Tính toán lượng điện năng tiêu thụ
Biến dòng CT được sử dụng nhiều trong công nghiệp nhờ khả năng đo đạc chính xác, đưa ra mức điện năng tiêu thụ các từng thành phần riêng trong hệ thống, cũng như toàn bộ hệ thống.
Từ đó người kĩ sư có thể dễ dàng tính toán và quản lý mức tiêu thụ điện năng của hệ thống. Nếu có phát hiện dòng tăng hoặc giảm so với mức định mức, người bảo trì có thể dễ dàng phát hiện ra vấn đề và thay thế thiết bị nhờ vào biến dòng CT.
Điều khiển thiết bị
Trong một số trường hợp như khi sử dụng các thiết bị điều khiển như biến tần, thì PLC sẽ không thể đọc được dòng điện có cường độ dòng điện là 5A, 1A. Vì vậy, chúng ta cần sử dụng thêm một thiết bị chuyển đổi tín hiệu để đọc được thông số cường độ dòng điện phù hợp.
Một số loại CT loại cao cấp hơn đưa ra tín hiệu chuyển đổi trực tiếp ra chuẩn 0 – 10V, 4 -20 mA hoặc Modbus để truyền tín hiệu về trạm giám sát như PLC. Từ đó ta có thể dễ dàng đọc về dòng điện của cơ cấu chấp hành như motor, và điều khiển ngược lại tốc độ theo mong muốn.
Nơi uy tín để mua biến dòng ?
Các sản phẩm biến dòng CT hiện nay rất nhiêu nơi cung cấp. Tìm được một nơi uy tín và phân phối độc quyền tại Việt Nam, thì người vận hành sẽ yên tâm hơn rất nhiều nhờ vào độ an toàn và chất lượng của sản phẩm. Công ty kỹ thuật tự động Hưng Phát đang kinh doanh và đọc quyền tại thị trường Việt Nam.
Nếu bạn đang quan tâm đến các sản phẩm biến dòng CT hoặc các sản phẩm kĩ thuật tại công ty; hãy liên hệ theo thông tin bên dưới, đội ngũ kĩ thuật của công ty sẽ ngay lập tức tư vấn hỗ trợ và đưa ra giải pháp tốt nhất với nhu cầu của bạn.
Cảm ơn rất nhiều vì đã theo dõi hết bài viết. Chúc các bạn một ngày tốt lành và làm việc thuận lợi!
