MỘT máy biến dòng điện (CT) là máy biến áp dụng cụ có mục đích là giảm dòng điện xoay chiều lớn trong mạch sơ cấp xuống mức dòng điện tiêu chuẩn hóa, an toàn hơn, nhỏ hơn trong mạch thứ cấp để đo lường, bảo vệ hoặc điều khiển.
Tỷ số CT (còn gọi là tỷ số dòng điện) là mối quan hệ toán học giữa dòng điện sơ cấp và dòng thứ cấp trong điều kiện định mức (hoặc đầy tải). Nói cách khác:
Tỷ số CT = (Dòng sơ cấp): (Dòng thứ cấp)
Ví dụ: CT định mức 300:5 có nghĩa là khi 300 A chạy qua phía sơ cấp thì phía thứ cấp sẽ tạo ra 5 A. Nếu chỉ có 150 A chạy trong sơ cấp thì lý tưởng nhất là 2,5 A xuất hiện ở phía thứ cấp (150/300 × 5) trong điều kiện tuyến tính.
Tại sao tỷ lệ CT lại quan trọng - Mục đích & Chức năng
Tỷ lệ CT là cơ bản vì nó:
Cân dòng điện cao đến mức đo an toàn Dòng điện cao trong hệ thống điện (hàng trăm hoặc hàng nghìn ampe) không thể được xử lý trực tiếp bằng đồng hồ đo, rơle hoặc thiết bị giám sát thông thường. Tỷ lệ CT đảm bảo rằng dòng điện lớn như vậy được giảm tỷ lệ (ví dụ thành 1 A hoặc 5 A) để các thiết bị được kết nối có thể đo chúng một cách an toàn và chính xác.
Duy trì độ chính xác theo tỷ lệ trên phạm vi với điều kiện máy biến dòng được thiết kế và mang tải phù hợp, dòng điện thứ cấp CT vẫn tỷ lệ thuận với dòng điện sơ cấp trong suốt phạm vi hoạt động của nó (trong giới hạn độ chính xác được chỉ định). Hành vi tỷ lệ này cho phép đo lường, đo sáng và vận hành rơle bảo vệ chính xác.
Tiêu chuẩn hóa giao diện cho thiết bị đo và bảo vệ Vì dòng điện thứ cấp được tiêu chuẩn hóa (thường là 5 A hoặc 1 A), CT trên các hệ thống và hệ thống lắp đặt khác nhau có thể cung cấp đầu vào nhất quán cho đồng hồ đo, máy phân tích năng lượng, rơle bảo vệ và hệ thống điều khiển. Điều này làm cho việc thiết kế thiết bị và khả năng thay thế lẫn nhau trở nên dễ dàng hơn.
Thiết kế và cân nhắc về tỷ lệ CT
Một số khía cạnh chính và những lưu ý xung quanh tỷ lệ CT là:
Xếp hạng thứ cấp tiêu chuẩn Hầu hết các CT đều cung cấp dòng điện thứ cấp tiêu chuẩn là 5 A hoặc 1 A, do đó tỷ lệ CT được biểu thị tương ứng (ví dụ: 1000:5, 2000:1).
Tỷ số vòng dây so với tỷ lệ hiện tại Các cuộn dây vật lý thực tế của CT xác định tỷ lệ vòng dây (vòng chính: vòng thứ cấp). Tỷ lệ dòng điện tỷ lệ nghịch với tỷ lệ vòng dây, tuân theo nguyên tắc máy biến áp (tức là nhiều vòng dây thứ cấp mang lại dòng điện thứ cấp thấp hơn cho cùng một dòng điện sơ cấp).
Phạm vi hoạt động tuyến tính & độ bão hòa CT phải được vận hành trong phạm vi tuyến tính (không bão hòa) của nó. Nếu dòng điện sơ cấp vượt quá thiết kế (hoặc gánh nặng) của CT, lõi có thể bão hòa, phá vỡ mối quan hệ tỷ lệ và gây ra lỗi hoặc trục trặc trong phép đo. Vì vậy, tỷ số CT phải được chọn sao cho ngay cả khi xảy ra tình trạng quá tải hoặc dòng điện sự cố, CT vẫn có thể duy trì hiệu suất ở mức chấp nhận được.
Ví dụ thực tế và ý nghĩa
Giả sử một đường dây của hệ thống điện mang dòng điện danh định 1200 A và chúng ta muốn giám sát nó bằng thiết bị đo tiêu chuẩn 5 A. Chúng tôi chọn CT có tỷ lệ 1200:5. Dưới tải bình thường, dòng thứ cấp CT sẽ tạo ra 5 A, có thể đo trực tiếp bằng đồng hồ hoặc rơle. Nếu dòng điện tăng gấp đôi lên 2400 A khi xảy ra sự cố, CT sẽ cố gắng tạo ra 10 A (nếu nằm trong phạm vi tuyến tính của nó). Rơle bảo vệ được thiết lập tương ứng để diễn giải 10 A đó là 2400 A và bắt đầu hành động ngắt. Nếu tỷ lệ CT được chọn không đúng (ví dụ 2000:5), thì ở 2400 A, CT có thể bão hòa hoặc thể hiện sai mức độ lỗi, dẫn đến lỗi rơ-le.
Do đó, tỷ số CT liên kết dòng điện thực tế của hệ thống điện với dòng điện bên trong, có thể quản lý được của các thiết bị đo lường và bảo vệ.
