Cách chọn biến dòng CT: tỷ số, class, burden và 1 A/5 A

1. Thu thập dữ liệu hệ thống trước khi chọn CT

Bắt đầu từ sơ đồ một sợi và chức năng cần thực hiện. Cùng một feeder có thể cần tín hiệu cho đồng hồ, công tơ và relay bảo vệ; mỗi nhiệm vụ có thể yêu cầu core và đặc tính khác nhau. Không nên sao chép tỷ số hoặc class từ một tủ khác chỉ vì dòng định mức gần giống nhau.

Tối thiểu cần biết dòng vận hành dự kiến, dòng cực đại, dòng ngắn mạch tại vị trí lắp, điện áp và tần số hệ thống, loại tải, thiết bị nhận tín hiệu, chiều dài mạch thứ cấp và điều kiện môi trường. Với bảo vệ, mục tiêu và setting của relay phải được xét cùng khả năng của CT.

• Mục đích: đo lường, đo đếm hay bảo vệ
• Dòng tải bình thường và dòng cực đại dự kiến
• Dòng ngắn mạch và thời gian loại trừ sự cố
• Input 1 A hay 5 A của meter/relay
• Chiều dài, tiết diện và tuyến dây thứ cấp
• Điện áp, tần số và vị trí lắp đặt

2. Chọn tỷ số sơ cấp và dòng thứ cấp 1 A hoặc 5 A

Tỷ số CT phải cho phép thiết bị đo hoặc relay nhận được tín hiệu phù hợp trong vùng vận hành cần quan sát, đồng thời đáp ứng điều kiện quá tải và sự cố của hệ thống. Tỷ số quá lớn có thể làm tín hiệu ở tải thấp nhỏ đi; tỷ số quá nhỏ có thể không phù hợp với dòng vận hành hoặc yêu cầu bảo vệ. Không có một hệ số dự phòng cố định áp dụng cho mọi dự án.

Dòng thứ cấp 1 A hoặc 5 A phải khớp toàn bộ chuỗi input. Với cùng điện trở vòng dây và cùng mức tải theo tỷ lệ định mức, burden dây được tính theo I²R nên mạch 5 A lớn gấp 25 lần mạch 1 A. Đây chỉ là so sánh tổn hao của dây trong điều kiện đã nêu, không phải so sánh burden toàn mạch hoặc độ chính xác. Chỉ chọn 1 A khi input của đúng meter/relay, test block, dây, setting và hồ sơ thiết kế đều hỗ trợ.

• Đối chiếu tỷ số với dải tải và setting thiết bị
• Xác nhận mọi input đều dùng cùng dòng thứ cấp
• Không trộn CT 1 A với input chỉ nhận 5 A
• Ghi rõ tỷ số primary/secondary trên bản vẽ và nameplate

Đối chiếu: Siemens – Selecting a CT for ET 200SP Energy Meter ↗

3. Tách CT đo lường và CT bảo vệ

Core đo lường và core bảo vệ trả lời hai câu hỏi khác nhau. Core đo lường cần độ chính xác trong vùng đo quy định; core bảo vệ cần truyền được thông tin dòng phù hợp cho relay trong vùng sự cố theo class và điều kiện được công bố. Cùng tỷ số không có nghĩa hai core có thể thay thế nhau.

Khi một CT có nhiều core, phải lập bảng riêng cho từng core: chức năng, tỷ số, class, burden, terminal và thiết bị nhận tín hiệu. Nếu dự án yêu cầu đặc tính bảo vệ chuyên biệt hoặc đáp ứng quá độ, cần dùng đúng dữ liệu và hướng dẫn áp dụng thay vì suy ra từ ký hiệu đo lường.

• Core đo: meter hoặc công tơ theo yêu cầu dự án
• Core bảo vệ: relay và chức năng bảo vệ tương ứng
• Không nối lẫn terminal giữa các core
• Không kết luận khả năng bảo vệ chỉ từ tỷ số CT

4. Tính burden của toàn bộ mạch thứ cấp

Burden ngoài gồm input từng thiết bị, vòng dây đi–về, test block và terminal. Với dây thuần trở 0,20 Ω giả định, phần dây là 0,20 VA ở 1 A hoặc 5 VA ở 5 A; đây chưa phải burden toàn mạch.

ABB giải thích actual ALF của core bảo vệ còn cần điện trở cuộn secondary, rated/actual burden và rated ALF. Không cộng Rct vào burden ngoài hai lần hoặc xác nhận 5P20 chỉ vì tổng VA ngoài nhỏ hơn nameplate. Tài liệu ABB viện dẫn IEC 60044-1 lịch sử, không thay toàn văn IEC 61869-2 hiện hành.

• Dùng chiều dài đi-về của dây
• Lấy đúng điện trở theo tiết diện và điều kiện thiết kế
• Cộng burden của từng thiết bị nối tiếp
• Đối chiếu tại đúng dòng thứ cấp định mức
• Giữ bảng tính và nguồn dữ liệu để truy xuất

Đối chiếu: ABB — Calculation of the current transformer accuracy limit factor (legacy IEC 60044-1 application note) ↗

5. Kiểm tra yêu cầu bảo vệ và dòng sự cố

Đối với bảo vệ quá dòng hoặc bảo vệ có yêu cầu cao hơn, việc chọn CT phụ thuộc cả mức dòng sự cố, mục tiêu bảo vệ, burden thực và đặc tính của relay. ABB lưu ý rằng lựa chọn CT bảo vệ không chỉ dựa vào thông số CT mà còn liên quan độ lớn dòng sự cố của lưới, mục tiêu bảo vệ và tải thực tế của CT.

Các ký hiệu như 5P20, ALF hoặc class chuyên dụng phải được đọc theo tiêu chuẩn và hồ sơ của đúng thiết bị. Nếu cần đánh giá đáp ứng quá độ, từ thông dư, knee point hoặc điều kiện đặc biệt, nên sử dụng hướng dẫn ứng dụng phù hợp và phối hợp với nhà sản xuất CT/relay. Không dùng một phép tính burden đơn giản để thay toàn bộ đánh giá bảo vệ.

• Dòng sự cố lớn nhất và thời gian cắt dự kiến
• Chức năng relay và vùng dòng cần đo đúng
• Class bảo vệ, burden và hệ số liên quan
• Yêu cầu quá độ hoặc đặc tính chuyên biệt khi áp dụng
• Kiểm tra lại khi đổi relay, dây hoặc setting

Đối chiếu: ABB REM630 Application Manual – Current transformer selection ↗

6. Kiểm tra cách điện, chịu dòng và kích thước lắp đặt

Sau khi chọn đặc tính tín hiệu, cần xác nhận điện áp cách điện, tần số, dòng chịu nhiệt ngắn hạn, dòng chịu động và điều kiện môi trường theo thiết kế. Một CT đáp ứng tỷ số và class nhưng không phù hợp cấp điện áp hoặc dòng sự cố vẫn không thể sử dụng.

Kích thước cửa sổ phải phù hợp cáp hoặc busbar và vẫn bảo đảm lắp đặt, khoảng cách, hướng P1/P2 cùng khả năng tiếp cận terminal. Với CT dạng split-core hoặc loại chuyên dụng, độ chính xác, phương pháp đóng lõi và điều kiện lắp phải theo tài liệu của đúng model.

• Cấp cách điện và tần số định mức
• Ith/Idyn hoặc dữ liệu chịu dòng tương ứng
• Kích thước cửa sổ và không gian lắp
• Cực tính P1/P2, S1/S2 và điểm nối đất
• Nhiệt độ, độ cao, trong nhà/ngoài trời khi áp dụng

7. Checklist thông số gửi trong RFQ hoặc trình duyệt

Phiếu chọn CT nên tách dữ liệu hệ thống, dữ liệu từng core và điều kiện cơ khí. Nếu một dữ liệu chưa xác định, ghi rõ trạng thái chờ thay vì tự điền theo kinh nghiệm. Nhà cung cấp cần trả lại datasheet của đúng mã chào giá để người thiết kế và bảo vệ kiểm tra.

Quyết định cuối cùng phải được xác nhận trong hồ sơ thiết kế hoặc protection study của dự án. Bài viết này là checklist chuẩn bị dữ liệu, không thay thế tính toán bảo vệ, hướng dẫn nhà sản xuất hoặc phê duyệt kỹ thuật.

• Tỷ số, số core và secondary 1 A/5 A
• Class và burden của từng core
• Tần số, cấp cách điện, Ith/Idyn
• Kích thước, kiểu lắp và terminal
• Thiết bị nhận tín hiệu và chiều dài dây
• Dòng sự cố, chức năng relay và yêu cầu đặc biệt
• Tiêu chuẩn, bản vẽ và datasheet cần nộp

8. Đối chiếu CT đã nhận với nhãn và bản vẽ được duyệt

Sau bước lựa chọn, cần xác nhận CT nhận về đúng với hồ sơ đã được duyệt. Tải mẫu Excel phía trên và dùng một tệp cho một CT. Trước hết ghi dự án, tủ, vị trí, pha, model, serial, người kiểm và ngày kiểm. Chụp nhãn cùng đầu nối để ảnh có thể liên kết với đúng thiết bị; không dùng ảnh của một CT để kết luận cho cả lô.

Điền yêu cầu được duyệt và thực tế ở hai cột riêng. Cột căn cứ cần có mã tài liệu, phiên bản, trang hoặc mã ảnh. Đối chiếu tỷ số, tần số và từng lõi: chức năng, class, burden, đầu nối và tap sử dụng. Với CT nhiều lõi hoặc nhiều tỷ số, dùng bảng Tung loi và thêm dòng cho từng lõi/tap cần kiểm tra. Chép đúng ký hiệu trên sản phẩm và tài liệu nhà sản xuất.

Cấp cách điện, khả năng chịu dòng, kích thước và hướng lắp phải được so với yêu cầu áp dụng của đúng dự án. Một dữ liệu không xuất hiện trên nhãn có thể cần kiểm tra trong datasheet hoặc báo cáo của đúng model. Không có dữ liệu thì ghi Chưa xác minh, không tự lấy thông số từ một CT tương tự. Việc đối chiếu này không chứng minh kết quả thử nghiệm điện và không thay thế phê duyệt cho phép đóng điện.

• Đạt: có bằng chứng cho thấy hạng mục phù hợp với yêu cầu được duyệt.
• Không đạt: đã xác định sai khác; ghi nội dung, người xử lý và hạn hoàn thành.
• Chưa xác minh: chưa kiểm tra hoặc thiếu tài liệu/bằng chứng.
• Không áp dụng: ghi rõ lý do và căn cứ; không dùng để bỏ qua hồ sơ còn thiếu.

9. Ví dụ giả định và cách đóng sai khác

Bài tập EX-01 Rev.A giả định yêu cầu 800/5 A; tỷ số trên nhãn 800/5 A chỉ qua riêng phép đối chiếu tỷ số. Hồ sơ đòi core bảo vệ 5P20, 15 VA nhưng nhãn là 5P10, 15 VA: ghi không phù hợp yêu cầu, dù ratio và VA trùng.

Nếu báo cáo thử không gắn được serial CT-EX-001, ghi “chưa đủ bằng chứng” cho kết quả thử. Lập chuỗi truy xuất riêng: specification được duyệt → datasheet đúng mã → nhãn đúng serial → report gắn serial → setting relay/meter và wiring. Mỗi mắt xích chỉ chứng minh phần nó bao phủ; phiếu lựa chọn không được ghi PASS cho toàn CT trước khi class, burden, fault level, cách điện và lắp đặt được kiểm tra theo dự án. Đây là ví dụ xử lý hồ sơ giả định, không phải kết quả kiểm hàng thật.

Đối chiếu: ABB REM630 Application Manual – Current transformer selection ↗

Đối chiếu: ABB — Calculation of the current transformer accuracy limit factor (legacy IEC 60044-1 application note) ↗