Kiểm tra tỷ lệ xoay

Làm thế nào để chọn tỷ số vòng dây phù hợp cho CT/PT?

Làm thế nào để chọn tỷ số biến dòng cho máy biến dòng (CT)?

Tóm tắt: Việc lựa chọn chính xác tỷ số biến đổi cho Máy biến dòng (CT) và Máy biến áp (PT) là nền tảng để đảm bảo độ chính xác của phép đo điện và độ tin cậy của rơ le bảo vệ trong hệ thống điện. Hướng dẫn này sẽ trình bày chi tiết các nguyên tắc tiêu chuẩn để lựa chọn tỷ số, dựa trên Ủy ban Kỹ thuật Điện Quốc tế (IEC 61869 series) và các tiêu chuẩn ngành, phân biệt giữa yêu cầu đối với máy biến dòng đo lường và bảo vệ.

Phần I: Lựa chọn Tỷ số Biến dòng (CT)

Tỷ số biến dòng CT Ki được định nghĩa là tỷ số giữa dòng điện sơ cấp định mức I_1n với dòng điện thứ cấp định mức I_2n （Ki= I_1n/ I₂_n）=

9). Trên thế giới, dòng điện thứ cấp định mức I₂_n thường được tiêu chuẩn hóa ở mức 5 A hoặc 1 A.

1. Nguyên tắc cốt lõi khi lựa chọn Dòng sơ cấp định mức I_1n

Việc lựa chọn I_1nphải cân bằng giữa yêu cầu về ổn định nhiệt và độ chính xác đo lường.

(1) Ổn định nhiệt và Khả năng mang dòng (Giới hạn trên)

Dòng sơ cấp định mức của CT I_1n phải lớn hơn hoặc bằng dòng vận hành liên tục tối đa I_max dự kiến trong mạch để đảm bảo độ tăng nhiệt và ổn định lâu dài của cuộn dây CT.

Quy tắc thiết kế: Chọn giá trị tiêu chuẩn hóa cho I_1n cao hơn một chút so với I_max .
$I 1n \geq I max$
Thực tiễn kỹ thuật: Thông thường chọn I_1n vào khoảng 1,2 đến 1,5 lần I_max để tạo ra biên độ an toàn.

(2) Độ chính xác đo lường và định lượng (Giới hạn dưới)

Để đảm bảo độ chính xác đo lường, dòng tải tối thiểu I_min phải nằm trong phạm vi hoạt động chính xác được quy định của CT.

Yêu cầu: CT đo lường (ví dụ: Cấp chính xác 0.2 S) phải duy trì độ chính xác xuống đến giới hạn thấp, chẳng hạn như 1% hoặc 5% dòng định mức I_1n. Việc chọn I_1n quá lớn so với I_max sẽ khiến dòng thứ cấp I₂ trở nên rất nhỏ trong điều kiện tải nhẹ, có khả năng giảm xuống dưới giới hạn chính xác của CT và dẫn đến sai số định lượng tăng lên.

2. Yêu cầu đặc biệt cho CT loại bảo vệ

Ngoài các nguyên tắc cơ bản, CT loại bảo vệ phải có khả năng hoạt động đáng tin cậy trong điều kiện sự cố.

Hệ số giới hạn chính xác (ALF) / Bão hòa: CT bảo vệ chủ yếu quan tâm đến đặc tính bão hòa của chúng trong sự cố. Phải đảm bảo rằng Dòng giới hạn chính xác I_ALF= ALF x I_1n bao phủ dòng ngắn mạch tối đa có thể xảy ra của hệ thống I_scmax. Điều này ngăn ngừa hiện tượng bão hòa CT nghiêm trọng trong sự cố, đảm bảo thiết bị rơ le bảo vệ nhận được tín hiệu dòng chính xác để hoạt động đáng tin cậy.

3. Cảnh báo về rủi ro khi chọn tỷ số

Kịch bản rủi ro

Phân tích hậu quả

Thực hành tiêu chuẩn

Tỷ số được chọn quá nhỏ

( $I 1n < I max$ )

Rủi ro cao. Dẫn đến quá nhiệt mãn tính và suy giảm cách điện của CT. Trong điều kiện sự cố,

xảy ra bão hòa nghiêm trọng, có khả năng gây ra lỗi không cắt (từ chối tác động) hoặc cắt nhầm (tác động sai) của bảo vệ.

Tuân thủ nghiêm ngặt nguyên tắc

$I 1n \geq I max$ .

Tỷ số biến đổi chọn quá lớn

(( $I 1n ＞ I max$ )

Khiến dòng điện tải nhẹ $I min$ nằm ngoài phạm vi độ chính xác tối ưu của CT, làm tăng sai số đo lường.

Cũng có thể làm giảm độ nhạy của rơ le bảo vệ.

Lý tưởng nhất là duy trì

I max

trong khoảng

70% ~ 90%

của

I 1n

Phần II: Lựa chọn Tỷ số biến đổi của Máy biến áp Điện áp (PT)

Tỷ số biến đổi của PT K_u được định nghĩa là tỷ số giữa điện áp sơ cấp định mức U_1n và điện áp thứ cấp định mức U_2n（K_u = U_1n / U_2n).

1. Xác định Điện áp Sơ cấp Định mức U_1n

U_1nphải khớp chính xác với điện áp hệ thống định mức U_systemtại điểm đấu nối và cấu hình đấu dây của PT.

Đấu nối Pha-Đất: Chủ yếu được sử dụng trong các hệ thống điện áp cao có trung tính nối đất trực tiếp (ví dụ: 110 kV trở lên).
$U 1n = U system / \sqrt3$
Đấu nối Pha-Pha: Chủ yếu được sử dụng trong các hệ thống điện áp trung và hạ thế có trung tính không nối đất hoặc nối đất qua cuộn dập hồ quang (ví dụ: 6 kV, 10 kV).
$U 1n = U hệ thống$

2. Điện áp thứ cấp định mức tiêu chuẩn hóa U_2n

Điện áp thứ cấp định mức U_2n thường là một giá trị tiêu chuẩn hóa để tương thích với thiết bị thứ cấp.

Ứng dụng	Kiểu đấu dây	Điện áp thứ cấp định mức U2n
Đo lường & Bảo vệ (Cuộn dây chính)	Đấu Pha - Đất	$100 / \sqrt 3 V$
Đo lường & Bảo vệ (Cuộn dây chính)	Đấu Pha - Pha	$100 / \sqrt 3 V$
Bảo vệ chạm đất (Cuộn dây phụ)	Đấu tam giác hở để lấy điện áp thứ tự không $3 U 0$	$100 / \sqrt 3 V$

3. Ví dụ tính toán tỷ số biến đổi K_u

Tỷ số K_u là một số không thứ nguyên, trong khi định mức của máy biến áp đo lường (PT) thường được quy định là U_1n / U_2n.

Ví dụ: Hệ thống 110 kV (Đấu nối Pha - Đất)

Điện áp hệ thống định mức U_{hệ thống} = 110 kV
Điện áp sơ cấp PT U_1n = 110 kV/ √3
Điện áp thứ cấp PT U_2n = 110 kV/ √3
Tính toán tỷ số K_u:

Thông số kỹ thuật của PT sẽ được chỉ định là: 110000 / √3 / 100 / √3/ 100 V (tham chiếu đến cuộn dây chính và cuộn dây phụ).(tham chiếu đến cuộn dây chính và cuộn dây phụ).

Kết luận: Các Yếu tố Thiết kế Quan trọng

Loại Thiết bị Đo

Tiêu chí Chọn Lõi

Nguyên tắc Chính

Tiêu chuẩn Áp dụng

Dòng điện Sơ cấp

I 1n

1. Đáp ứng Tải Tối đa ( $I 1n \geq I max$ );

2. Đảm bảo Dòng điện Tối thiểu nằm trong Phạm vi Độ chính xác.

IEC 61869-2

Điện áp Sơ cấp

U 1n

1. Khớp chính xác với Điện áp Hệ thống $U system$ ;

2. Đấu nối phù hợp (U/√3 cho pha-đất hoặc U cho pha-pha).

IEC 61869-3

Khuyến nghị: Trong thiết kế kỹ thuật, luôn tham khảo các tiêu chuẩn quốc gia và quốc tế mới nhất (như bộ tiêu chuẩn IEC 61869) và lựa chọn cấp chính xác cùng tỷ số định mức dựa trên ứng dụng cụ thể (đo lường/ghi chỉ số hoặc bảo vệ) của CT và PT.