Hướng Dẫn 4 Cách Lắp Đặt Biến Dòng (CT) An Toàn, Đúng Kỹ Thuật 2025

Biến dòng (Current Transformer – CT) là một thiết bị không thể thiếu trong các hệ thống điện công nghiệp và dân dụng. Chức năng chính của nó là đo lường gián tiếp, biến đổi cường độ dòng điện lớn (từ vài chục đến hàng nghìn Ampe) xuống một dòng điện nhỏ tiêu chuẩn (thường là 5A hoặc 1A).

Dòng điện thứ cấp này sau đó được sử dụng để cung cấp tín hiệu cho các thiết bị đo lường như công tơ điện tử 3 pha, đồng hồ Ampe, hoặc cung cấp tín hiệu cho các relay bảo vệ và PLC.

Việc lắp đặt biến dòng đòi hỏi sự chính xác và tuân thủ nghiêm ngặt các quy tắc an toàn. Chỉ một sai sót nhỏ trong việc chọn tỷ số, đấu sai cực tính hoặc nguy hiểm nhất là để hở mạch thứ cấp, đều có thể dẫn đến sai số đo lường hoặc gây cháy nổ, nguy hiểm cho tủ điện và con người.

Bài viết này sẽ hướng dẫn chi tiết 4 phương pháp lắp đặt biến dòng phổ biến và an toàn nhất hiện nay.

Phương Pháp 1: Lắp Biến Dòng Dạng Vòng (Xuyên Dây Pha)

Lắp CT dạng vòng là phương pháp luồn trực tiếp dây pha (dây động lực) qua lỗ rỗng của biến dòng, đảm bảo luồn đúng chiều mũi tên (P1-P2) từ nguồn đến tải, sau đó kết nối hai đầu ra thứ cấp (K-L) vào đồng hồ đo hoặc relay.

Đây là phương pháp phổ biến nhất cho các ứng dụng đo lường thông thường nhờ tính đơn giản, chi phí thấp và dễ dàng thi công.

• Bước 1: Ngắt toàn bộ nguồn điện. Chọn CT dạng vòng (Window Type) có tỷ số phù hợp với tải tối đa. Ví dụ, nếu tải tối đa là 180A, bạn nên chọn CT 200/5A.
• Bước 2: Luồn dây pha (dây động lực) qua lỗ rỗng của biến dòng. Đảm bảo dây đi đúng hướng mũi tên (P1 -> P2) chỉ từ nguồn đến tải.
• Bước 3: Kết nối đầu ra thứ cấp (K-L hoặc S1-S2) đến đồng hồ Ampe hoặc relay bằng dây đồng tiết diện 1.5mm² đến 2.5mm² để đảm bảo độ chính xác.
• Bước 4: Kiểm tra lại cực tính: Dòng sơ cấp phải đi vào K (P1) và đi ra L (P2).
• Bước 5: Đóng điện và kiểm tra kết quả đo. Nếu sai số >10% so với Ampe kìm, cần kiểm tra lại cách đấu dây hoặc thay thế CT mới.

Phương Pháp 2: Lắp Biến Dòng Dạng Thanh Nối (Busbar Type)

Lắp CT dạng thanh (dùng cho dòng lớn) yêu cầu ngắt điện, tháo thanh cái (Busbar), sau đó bắt vít cố định thanh cái này vào hai đầu sơ cấp (P1-P2) của biến dòng. Cuối cùng, đấu dây thứ cấp K-L vào thiết bị đo.

Phương pháp này thường dùng cho các dòng tải lớn (từ 500A trở lên) trong các tủ điện công nghiệp, nơi dây dẫn được thay bằng thanh cái Busbar bằng đồng.

• Bước 1: Chọn CT dạng thanh (Bar Type) có tỷ số phù hợp (ví dụ 400/5A, 1000/5A). Ngắt hoàn toàn nguồn điện.
• Bước 2: Tháo thanh đồng sơ cấp ra khỏi mạch tải. Nối thanh đồng này vào hai đầu sơ cấp (P1-P2) của biến dòng. Siết ốc với lực torque tiêu chuẩn (5-10Nm) để tránh lỏng lẻo, phát nhiệt.
• Bước 3: Đấu dây thứ cấp (K-L) đến thiết bị đo lường, sử dụng dây có cách điện tốt và đầu cosse chắc chắn.
• Bước 4: Cố định CT vững chắc trên rail DIN hoặc đế tủ bằng vít M4.
• Bước 5: Kiểm tra lại toàn bộ hệ thống. Tuyệt đối không để hở mạch thứ cấp khi đã đóng điện sơ cấp. Dùng Ampe kìm kẹp dòng sơ cấp và so sánh với đồng hồ đo thứ cấp để đảm bảo tỷ lệ chính xác.

Phương Pháp 3: Lắp Biến Dòng Bảo Vệ (PCT) Cho Relay

Lắp PCT là chọn loại biến dòng bảo vệ chuyên dụng (ví dụ 5P10, 10P10) có khả năng chịu dòng ngắn mạch cao, xuyên cáp động lực qua và kết nối ngõ ra thứ cấp (K-L) vào ngõ vào của Relay bảo vệ quá dòng (OC) hoặc MCCB, ACB có chức năng bảo vệ.

Biến dòng bảo vệ (Protection Current Transformer – PCT) được thiết kế đặc biệt để chịu được dòng ngắn mạch cao, dùng riêng cho relay bảo vệ quá dòng (OC) hoặc chạm đất (EF).

• Bước 1: Chọn PCT đúng tiêu chuẩn (ví dụ 5P10, 10P10) và tỷ số (ví dụ 600/5A 15VA). Ký hiệu 5P10 nghĩa là sai số 5% tại 10 lần dòng định mức, đảm bảo relay tác động chính xác khi có sự cố.
• Bước 2: Lắp đặt PCT (thường là dạng đúc epoxy vuông hoặc tròn) xuyên qua cáp động lực.
• Bước 3: Kết nối dây thứ cấp đến ngõ vào của relay bảo vệ quá dòng, ví dụ như các relay tích hợp trong MCCB hoặc relay số. Nên dùng dây ngắn (dưới 10m) để giảm nhiễu.
• Bước 4: Cài đặt các thông số dòng cắt (I>), thời gian tác động (t>) trên relay.
• Bước 5: Kiểm tra khả năng tác động của relay bằng cách test ngắn mạch giả lập (sử dụng bộ test relay chuyên dụng).

Phương Pháp 4: Lắp Biến Dòng Thứ Tự Không (ZCT) Cho Bảo Vệ Rò Đất

Lắp ZCT là luồn tất cả 3 dây pha (L1, L2, L3) và dây trung tính (N) qua lỗ ZCT. TUYỆT ĐỐI KHÔNG luồn dây tiếp đất (PE). Sau đó, kết nối đầu ra của ZCT vào một Relay rò đất (ELR) để giám sát dòng rò.

Biến dòng thứ tự không (Zero-sequence Current Transformer – ZCT) được dùng để phát hiện dòng rò đất, hoạt động dựa trên nguyên lý tổng vector dòng điện 3 pha bằng 0 khi hệ thống bình thường.

• Bước 1: Chọn ZCT (ví dụ Mikro ZCT-60S) có đường kính lỗ phù hợp để xuyên vừa tất cả các dây pha và dây trung tính (nếu có).
• Bước 2: Luồn tất cả 3 dây pha (L1, L2, L3) và dây trung tính (N) qua lỗ ZCT. Tuyệt đối không để dây tiếp đất (PE) đi qua ZCT.
• Bước 3: Kết nối đầu ra của ZCT đến một Relay rò đất (Earth Leakage Relay – ELR). Các thiết bị như RCCB hay ELCB thực chất là một bộ CB có tích hợp sẵn ZCT và ELR.
• Bước 4: Cài đặt ngưỡng dòng rò (thường từ 30mA đến 300mA) và thời gian tác động trên ELR.
• Bước 5: Test thử bằng nút “Test” trên ELR hoặc tạo dòng rò giả bằng điện trở để đảm bảo bộ bảo vệ hoạt động tin cậy.

So Sánh Nhanh 4 Phương Pháp Lắp Đặt

5 Lưu Ý Sống Còn Khi Lắp Đặt Biến Dòng An Toàn

Lưu ý quan trọng và nguy hiểm nhất là TUYỆT ĐỐI KHÔNG ĐƯỢC để hở mạch thứ cấp (luôn phải ngắn mạch hai đầu K-L nếu không kết nối tải) để tránh điện áp tăng vọt gây cháy nổ. Luôn ngắt điện (LOTO) trước khi lắp và đấu đúng cực tính.

Việc lắp đặt CT liên quan trực tiếp đến an toàn điện. Hãy luôn tuân thủ quy chuẩn lắp đặt tủ điện và 5 lưu ý sau:

1. Luôn Tắt Nguồn (Lock-out Tag-out): Ngắt điện hoàn toàn và treo biển báo trước khi thực hiện bất kỳ thao tác nào. Sử dụng găng tay cách điện và kính bảo hộ.
2. Cấm Để Hở Mạch Thứ Cấp (Rất Nguy Hiểm): Đây là quy tắc quan trọng nhất. Nếu cuộn thứ cấp bị hở mạch (không kết nối với tải hoặc không ngắn mạch) trong khi cuộn sơ cấp có dòng điện, điện áp cảm ứng ở thứ cấp có thể vọt lên hàng nghìn Volt (>1kV), gây phóng điện, cháy CT và nguy hiểm chết người.
3. Ngắn Mạch Thứ Cấp Khi Không Dùng: Nếu chưa đấu nối vào đồng hồ hoặc relay, phải luôn ngắn mạch hai đầu K-L (S1-S2) lại bằng dây điện.
4. Kiểm Tra Đúng Cực Tính (K-L / P1-P2): Đấu sai cực tính (ngược K-L) sẽ dẫn đến đo lường sai (đồng hồ quay ngược) hoặc làm relay bảo vệ tác động sai.
5. Môi Trường Lắp Đặt: Tránh lắp CT gần nguồn nhiệt >60°C hoặc ở nơi quá ẩm ướt. Điều này có thể làm giảm cấp cách điện và tuổi thọ của CT từ 20-30%.

Câu Hỏi Thường Gặp (FAQ) Về Lắp Đặt Biến Dòng

Biến dòng tỷ số 100/5A nghĩa là gì?

Tỷ số 100/5A có nghĩa là khi có 100 Ampe chạy qua cuộn sơ cấp (dây động lực), thì cuộn thứ cấp (đầu K-L) sẽ cho ra dòng điện tương ứng là 5 Ampe.

Nghĩa là khi có 100A chạy qua dây sơ cấp (xuyên qua CT), thì đầu ra thứ cấp (K-L) sẽ cho ra dòng điện 5A. Tỷ số này dùng để cài đặt cho đồng hồ đo hoặc relay hiểu đúng giá trị thực tế.

Tại sao thứ cấp phải ngắn mạch nếu không dùng?

Phải ngắn mạch thứ cấp để triệt tiêu từ thông. Nếu để hở mạch, từ thông sinh ra khi sơ cấp có dòng sẽ tạo ra một điện áp cảm ứng cực lớn (hàng nghìn Volt) ở thứ cấp, gây phóng điện và cháy nổ thiết bị.

Vì biến dòng hoạt động theo nguyên lý cảm ứng điện từ. Khi sơ cấp có dòng, nó sẽ sinh ra từ thông. Nếu thứ cấp hở mạch, toàn bộ từ thông này sẽ sinh ra một điện áp cảm ứng cực lớn (hàng kV) trên cuộn thứ cấp, gây nguy hiểm. Khi ngắn mạch, dòng thứ cấp sẽ sinh ra từ thông ngược, triệt tiêu từ thông sơ cấp, giữ điện áp ở mức an toàn (gần 0V).

Làm sao kiểm tra biến dòng hỏng?

Cách nhanh nhất là dùng VOM đo điện trở cuộn thứ cấp (K-L). Nếu điện trở rất thấp (dưới 1Ω) là còn tốt, nếu điện trở vô cùng là CT đã bị đứt. Đồng thời, kiểm tra ngoại quan xem CT có bị nứt, vỡ, biến dạng hay cháy xém không.

Cách đơn giản là dùng đồng hồ VOM đo điện trở cuộn thứ cấp (thường rất thấp, <1Ω). Nếu điện trở vô cùng, CT đã bị đứt. Ngoài ra, kiểm tra ngoại quan xem CT có bị biến dạng, nứt vỡ hay có dấu hiệu cháy, ám khói không.

PCT khác biến dòng đo lường thế nào?

CT đo lường (Measuring CT) cần chính xác ở dòng điện bình thường và sẽ bão hòa (đo sai) khi quá tải để bảo vệ đồng hồ. Ngược lại, PCT (Protection CT) được thiết kế để duy trì độ chính xác ngay cả khi dòng điện rất cao (gấp 10-20 lần) để relay nhận diện đúng dòng sự cố.

• CT đo lường: Cần chính xác ở dải dòng điện bình thường (dưới 120% định mức) và sẽ bão hòa (đo sai) khi dòng quá cao (ngắn mạch) để bảo vệ đồng hồ.
• PCT (bảo vệ): Cần duy trì độ chính xác ngay cả khi dòng điện rất cao (10-20 lần định mức) để relay nhận diện đúng dòng sự cố và tác động cắt.

ZCT lắp cho hệ 1 pha được không?

Không, ZCT được thiết kế cho hệ 3 pha. Đối với hệ 1 pha, để bảo vệ rò đất, bạn phải luồn cả dây Pha (L) và dây Trung tính (N) qua ZCT, hoặc đơn giản là sử dụng các Aptomat chống rò chuyên dụng (RCBO, RCCB).

Không. ZCT hoạt động dựa trên tổng vector 3 pha. Đối với 1 pha, để bảo vệ rò đất, bạn cần luồn cả dây pha và dây trung tính qua ZCT, hoặc sử dụng các Aptomat chống rò chuyên dụng (RCBO, RCCB).

Kết Luận

Lắp đặt biến dòng là một công việc kỹ thuật cơ bản nhưng đòi hỏi sự cẩn trọng cao độ. Chọn đúng loại CT (đo lường, bảo vệ, ZCT) và tuân thủ 4 phương pháp trên, đặc biệt là các lưu ý an toàn, sẽ đảm bảo hệ thống đo lường và bảo vệ của bạn hoạt động chính xác và bền bỉ.

Nếu bạn không chắc chắn về kỹ thuật hoặc cần kiểm tra, bảo trì hệ thống điện công nghiệp, hãy liên hệ với các chuyên gia.

KTH Electric cung cấp các dịch vụ bảo trì hệ thống điện chuyên nghiệp, dịch vụ thử nghiệm điện và bảo trì trạm biến áp để đảm bảo an toàn tối đa cho nhà máy của bạn. Liên hệ với chúng tôi để được tư vấn ngay hôm nay!