Máy biến dòng (Current Transformer – kí hiệu CT), là một loại “công cụ đo lường điện áp” được thiết kế nhằm mục đích tạo ra một dòng điện xoay chiều có cường độ tỷ lệ với cường độ dòng điện ban đầu.
Máy biến dòng, hay còn có tên gọi khác là máy biến điện áp, có chức năng làm giảm tải một dòng điện ở cường độ cao xuống cường độ thấp tiêu chuẩn hơn, đồng thời tạo ra chiều đối lưu an toàn nhằm kiểm soát cường độ dòng điện thực tế chạy trong đường dây dẫn, thông qua vai trò của một ampe kế tiêu chuẩn. Càng ngày máy biến dòng càng được cải tiến hơn, tuy nhiên nhìn chung thì chức năng cơ bản của chúng vẫn không lệch đi là mấy so với các thế hệ máy biến dòng truyền thống.
Các loại máy biến dòng hiện nay
Không giống như máy đo hiệu điện thế hay máy biến áp nguồn truyền thống, máy biến dòng hiện thời chỉ cấu tạo gồm một hoặc một số ít vòng dây so với số vòng dây trong các thiết kế cũ .
Những vòng dây truyền thống được thiết kế có thể ở dạng một đoạn dây dẫn dẹt quấn thành một vòng, hoặc một cuộn dây dẫn quấn nhiều vòng quanh lõi rỗng hoặc được nối thẳng đến chỗ cần nối mạch thông qua thiết bị có lỗ hổng trung tâm như đã minh họa trên hình.
Và cũng do cách thiết kế này mà máy biến dòng thời trước thường được coi là một “chuỗi biến áp” có chức năng giống như một cuộn thứ cấp – thứ cũng có số vòng dây bao giờ cũng lớn hơn 1 và cũng hiếm có trường hợp mà chỉ có 1 vòng dây – cùng truyền tải cường độ dòng điện trong dây dẫn.
Cuộn thứ cấp có thể có một lượng lớn các cuộn cảm quấn quanh lõi thép lá nhằm giảm tối thiểu mức hao tốn lưỡng cực từ ( từ tính trong vật liệu) của phần có tiết diện ( diện tích mặt cắt ngang), vì thế, độ cảm ứng từ được sử dụng ở mức thấp hơn tiết diện của dây dẫn, dĩ nhiên, điều này cũng tùy thuộc vào độ lớn mà cường độ dòng điện cần được giảm xuống. Cuộn thứ cấp thường được mặc định ở mức 1 Ampere cho cường độ nhỏ hoặc ở mức 5 Ampere cho cường cường độ lớn.
Máy biến dòng ( máy biến điện áp) hiện nay có 3 loại cơ bản: “ dạng dây quấn”, “dạng vòng” và “thanh khối”.
Máy biến dòng dạng dây quấn
Cuộn sơ cấp của máy biến dòng loại này sẽ được kết nối trực tiếp với các dây dẫn, có nhiệm vụ đo cường độ dòng điện chạy trong mạch. Cường độ dòng điện trong cuộn thứ cấp phụ thuộc vào tỷ số vòng dây quấn của máy biến dòng
Máy biến dòng dạng vòng
“Vòng” sẽ không được cấu tạo ở cuộn sơ cấp. Thay vào đó, cường độ dòng điện chạy trong mạch sẽ được truyền và chạy thẳng qua khe cửa hay lỗ hổng của “vòng” trong máy biến dòng. Một số máy biến dòng dạng vòng hiện nay đã được cấu tạo thêm chi tiết “chốt chẻ”, có tác dụng cho lỗ hổng hay khe cửa của máy biến dòng có thể mở ra, cài đặt và đóng lại, mà không cần phải ngắt mạch cố định.
Máy biến dòng dạng khối
Đây là một trong các loại của máy biến dòng hiện nay được ứng dụng trong các loại dây cáp, thanh cái của mạch điện chính, gần giống như cuộn sơ cấp, nhưng chỉ có một vòng dây duy nhất. Chúng hoàn toàn tách biệt với nguồn điện áp cao vận hành trong hệ mạch và luôn được kết nối với cường độ dòng điện tải trong thiết bị điện.
Máy biến dòng có thể dễ dàng giảm áp hoặc “thu phục” ngay dòng điện có cường độ cao từ hàng ngàn ampe xuống một mức độ tiêu chuẩn, thông thường, mức độ này dao động trong tỷ lệ là từ 1 đến 5 ampe, nhằm giúp hệ mạch vẫn được vận hành bình thường. Như vậy,những thiết bị điện nhỏ, thiết bị chuyên đo lường và các vi điều khiển có thể sử dụng kèm CT một cách bình thường, bởi vì chúng được cách ly hoàn toàn khỏi tác động của những dòng điện cao áp. Hiện nay có hàng loạt các thiết bị ứng dụng đo lường và sử dụng máy biến dòng, ví dụ tiêu biểu như thiết bị oát kế, máy đo hệ số công suất, đồng hồ đo chỉ số điện, rơ-le bảo vệ hoặc ví dụ như cuộn nhả trong bộ phận ngắt mạch từ.
( Xem thêm Nguyên lý hoạt động của máy Biến dòng )
