Trong các hệ thống điện và thiết bị điện tử hiện đại, việc đo và giám sát dòng điện là khâu quan trọng đảm bảo hệ thống vận hành an toàn, ổn định. Cảm biến dòng điện và máy biến dòng điện là hai thiết bị đo dòng điện phổ biến. Mặc dù chức năng của chúng tương tự nhau nhưng có sự khác biệt đáng kể về cấu trúc, nguyên lý làm việc, các kịch bản ứng dụng, v.v. Bài viết sẽ phân tích chi tiết sự khác biệt giữa cảm biến dòng điện và máy biến dòng điện từ nhiều góc độ để giúp người đọc hiểu rõ hơn và lựa chọn thiết bị đo phù hợp.
1. Định nghĩa và nguyên tắc cơ bảnMáy biến dòng (CT) là thiết bị điện sử dụng nguyên lý cảm ứng điện từ để chuyển đổi dòng điện lớn của mạch sơ cấp thành dòng điện nhỏ của mạch thứ cấp, thuận tiện cho các thiết bị đo lường và bảo vệ. Nó thường bao gồm lõi sắt và cuộn dây, và thực hiện sự biến đổi dòng điện thông qua cảm ứng điện từ.Cảm biến dòng điện là thiết bị chuyển đổi tín hiệu dòng điện thành tín hiệu điện có thể đo được (chẳng hạn như điện áp hoặc tần số). Có nhiều loại, bao gồm cảm biến hiệu ứng Hall,dòng điện、sức chống cựcảm biến, v.v. Nguyên lý hoạt động của nó phụ thuộc vào các hiệu ứng vật lý khác nhau, chẳng hạn như hiệu ứng Hall, giảm điện áp điện trở, v.v.2. Sự khác biệt về thành phần cấu trúcMáy biến dòng hiện tại có cấu tạo tương đối đơn giản, chủ yếu bao gồm lõi sắt và các cuộn dây. Nó có kích thước lớn và thích hợp để lắp đặt trong hệ thống điện cao thế. Dòng điện đầu ra qua cuộn dây thứ cấp tỷ lệ thuận với dòng điện sơ cấp, giúp dễ dàng kết nối trực tiếp với ampe kế hoặc thiết bị bảo vệ rơle.Cảm biến hiện tại có cấu trúc khác nhau. Cảm biến Hall thường chứa lõi từ và phần tử Hall. Chúng nhỏ gọn và có thể đạt được phép đo không tiếp xúc. Shunt sử dụng điện trở chính xác để đo trực tiếp độ sụt áp do dòng điện tạo ra. Nó có cấu trúc nhỏ gọn và phù hợp cho các ứng dụng điện áp thấp.3. Độ chính xác và phạm vi đoMáy biến dòng thích hợp để đo dòng điện lớn và thường được sử dụng trong hệ thống điện cao áp. Chúng có dải đo rộng và ổn định cùng mức độ chính xác thường từ cấp 0,1 đến cấp 3 để đáp ứng nhu cầu đo lường và bảo vệ của hệ thống điện.Phạm vi đo của cảm biến hiện tại thay đổi tùy theo loại khác nhau. Cảm biến Hall phù hợp cho các phép đo dòng điện vừa và nhỏ. Chúng có độ chính xác cao và tốc độ phản hồi nhanh, phù hợp để giám sát động. Shunt có độ chính xác cao, nhưng nó chủ yếu được sử dụng để đo dòng điện một chiều hoặc xoay chiều điện áp thấp và sẽ gây ra tổn thất điện năng nhất định.4. Phương pháp lắp đặt và an toànMáy biến dòng cần được mắc nối tiếp trong mạch sơ cấp và mạch cần được ngắt kết nối trong quá trình lắp đặt. Hoạt động phức tạp và có những rủi ro an toàn nhất định. Mạch thứ cấp của nó phải được đóng kín, nếu không có thể tạo ra điện áp cao, gây nguy hiểm cho thiết bị và con người.Hầu hết các cảm biến hiện nay đều thực hiện phép đo không tiếp xúc, đặc biệt là cảm biến hiệu ứng Hall, dễ lắp đặt, không cần tắt nguồn và có độ an toàn cao. Mặc dù shunt cần được kết nối nối tiếp nhưng nó có kích thước nhỏ và linh hoạt trong lắp đặt nên phù hợp với các ứng dụng nhúng.5. Sự khác biệt trong lĩnh vực ứng dụngMáy biến dòng chủ yếu được sử dụng trong đo lường, đo dòng điện và bảo vệ hệ thống điện, đặc biệt thích hợp với môi trường điện áp cao và dòng điện mạnh như trạm biến áp, nhà máy điện, v.v.Cảm biến hiện tại được sử dụng rộng rãi, bao gồm tự động hóa công nghiệp, điều khiển thiết bị gia dụng, xe điện, hệ thống quản lý pin, v.v. Phương pháp đo đa dạng của nó giúp nó phù hợp với nhiều loại dòng điện và nhu cầu đo lường khác nhau.6. Tốc độ phản hồi và hiệu suất năng độngCác cảm biến hiện tại, đặc biệt là cảm biến Hall, có thời gian phản hồi nhanh và có thể theo dõi những thay đổi hiện tại theo thời gian thực, khiến chúng phù hợp cho việc điều khiển và bảo vệ động.Tốc độ đáp ứng của máy biến dòng tương đối chậm và phù hợp với các hoạt động đo lường và bảo vệ ở trạng thái ổn định. Hiệu suất động của nó nhìn chung không tốt bằng các cảm biến hiện tại.7. Chi phí và bảo trìMáy biến dòng hiện tại có chi phí chế tạo thấp và cấu trúc đơn giản, nhưng có kích thước lớn và yêu cầu lắp đặt và bảo trì cồng kềnh.Giá của các cảm biến hiện tại khác nhau tùy thuộc vào loại. Cảm biến Hall đắt hơn nhưng dễ cài đặt và bảo trì, khiến chúng phù hợp với các ứng dụng thông minh.：Mặc dù cảm biến dòng điện và máy biến dòng đều được sử dụng để đo lường và giám sát dòng điện nhưng có sự khác biệt rõ ràng về định nghĩa, cấu trúc, phạm vi đo, phương pháp lắp đặt, an toàn, lĩnh vực ứng dụng, tốc độ phản hồi và chi phí. Máy biến dòng phù hợp để đo điện áp cao, dòng điện lớn và bảo vệ hệ thống điện. Chúng có cấu trúc đơn giản nhưng lắp đặt phức tạp. Có nhiều loại cảm biến dòng điện, phù hợp cho việc đo dòng điện nhiều kịch bản và nhiều loại. Chúng rất dễ cài đặt và có hiệu suất năng động tuyệt vời. Việc lựa chọn thiết bị cần được cân nhắc toàn diện dựa trên các yêu cầu ứng dụng cụ thể, kích thước hiện tại, độ chính xác của phép đo và điều kiện môi trường để đạt được kết quả đo tốt nhất và an toàn hệ thống.
