Tiểu luận Thiết kế máy biến áp thử nghiệm

Tiểu luận Đề tài: Thiết kế máy biến áp thử nghiệm LỜI MỞ ĐẦU My biến p l bộ biến đổi cảm ứng đơn giản dng để biến đổi dịng điện xoay chiều từ điện p ny thnh dịng điện xoay chiều khc cĩ điện p khc. Cc dy quấn v mạch từ của nĩ đứng yn v qu trình biến đổi từ trường để sinh ra sức điện động cảm ứng trong cc dy quấn được thực hiện bằng dy cp điện. My biến p ngy nay được sử dụng trong nhiều lĩnh vực. Như my biến p lị, my biến p hn, my biến p đo lường, my biến p thử nghiệm… My biến p thử nghiệm tạo nguồn điện p cao l thiết bị chủ yếu của phịng thử nghiệm. My được thử nghiệm cc thiết bị cao p, cc thnh phần kết cấu, cấu trc cch điện, dng trong đo lường ... My ny cĩ thể vận hnh trong nh kín hoặc ngồi trời. Phịng thử nghiệm cao p với cc nguồn điện khc nhau (như xoay chiều, một chiều, điện p xung…) cĩ nhiệm vụ xc định độ bền cch điện hoặc xc định cc khuyết tật (như phĩng điện cục bộ) trong những điều kiện thử nghiệm (nhiệt độ, độ ẩm, p suất…) v mơi trường nhất định (ăn mịn) tương ứng với điều kiện lm việc của cc thiết bị hoặc kết cấu cch điện khi vận hnh. Ngồi ra sau khi sửa chữa hoặc kiểm tra tra định kỳ phải thử nghiệm lại tại vị trí lm việc của cc thiết bị. Nhận thức được vai trị v tầm quan trọng của my biến p thử nghiệm, em đ thực hiện đề ti thiết kế my biến p cao p dng để thử nghiệm cc thiết bị điện. Đề ti được trình by thnh su chương: Chương I: Tìm hiểu về my biến p cao p. Chương II: Tìm hiểu cơng nghệ chế tạo my biến p cao p. Chương III: Cc phương n về dy quấn. Chương IV: Tính tốn li thp v dy quấn. Chương V: Tính tốn cc tham số. Chương VI: Tính mạch bảo vệ, đo lường, điều khiển. Do sự hiểu biết thực tế v thời gian cĩ hạn nn khố luận khơng thể trnh những sai sĩt, rất mong nhận được ý kiến của cc thầy, cơ v cc bạn để khố luận của em được hồn thiện hơn. Xin chn thnh cảm ơn cc thầy cơ trong bộ mơn thiết bị điện – điện tử , khoa điện – Trường đại học bch khoa H Nội đ nhiệt tình giảng dạy v gip đỡ em trong học tập tốt nhất l thời kỳ lm đồ n tốt nghiệp. Em xin chn thnh cảm ơn thầy Chu Đình Khiết đ trực tiếp hướng dẫn chỉ bảo em để hồn thnh đồ n tốt nghiệp ny. Chương 1 TÌM HIỂU VỀ MY BIẾN P CAO P I. Nguyn lý cấu tạo của bộ thử nghiệm cao p: Thơng thường một phịng thử nghiệm (mơi trường thử nghiệm) điện p cao được trang bị hồn chỉnh, phục vụ tốt cho cơng tc nguyn cứu v chế tạo cc thiết bị điện cao p gồm những thnh phần như hình vẽ sau: Hệ thống thử nghiệm gồm cc thiết bị sau: 1-Thiết bị thử nghiệm điện p tăng cao tần số cơng nghiệp v cc thiết bị phụ trợ đi km. 2 - Thiết bị thử nghiệm điện p một chiều. 3 - Thiết bị thử nghiệm điện p xung. 4 - Thiết bị thử nghiệm điện p dịng xung. 5 - Cc thiết bị tạo mơi trường, điều kiện thử nghiệm, cc thiết bị phục vụ khc cơng tc thử nghiệm được tốt…. Ta sẽ xt kỹ ba thiết bị đầu vì trong đĩ cĩ sử dụng cc my tạo điện p cao để thử nghiệm. Hệ thống dịch chuyển Tạo điều kiện thử nghiệm Hệ thống thử nghiệm Hệ thống cung cấp Nguồn cao p Đối tượng thử nghiệm Hệ thống đo lường, điều khiển Hệ thống bảo vệ Hệ thống nối đất Hình 1.1. Mơi trường thử nghiệm cao p 1. Thiết bị thử nghiệm điện p tăng cao tần số cơng nghiệp: Thiết bị ny được dng để thử nghiệm cch điện của thiết bị điện. Việc thử nghiệm thiết bị hoặc kết cấu cch điện bằng điện p tăng cao tần số cơng nghiệp cho php xc định cc khuyết tật lm giảm độ bền điện v tuổi thọ của thiết bị m cc phương php khc khơng xc định được. Thử nghiệm bằng biện php cơ bản để xc định dự trữ độ bền cch điện của cc thiết bị trong cc điều kiện của nh my chế tạo cũng như tại nơi sử dụng. Vì vậy cc thiết bị ở cấp điện p dưới 35 kV chịu thử nghiệm cả trong vận hnh, cịn cc thiết bị ở cấp điện p cao hơn được thử nghiệm trong điều kiện phịng thử nghiệm. Nguồn điện p thử nghiệm cần phải đảm bảo trn điện p đặt ln đối tượng thử nghiệm, v xc định được dịng ngắn mạch khi chọc thủng hoặc phĩng điện ở bề mặt ở đối tượng thử nghiệm khơng nhỏ hơn 1 (A). Khi thử nghiệm cch điện bn trong v bn ngồi ở trạng thi khơ, thì cho php sử dụng cc thiết bị cĩ dịng ngắn mạch nhỏ hơn, nhưng khơng nhỏ hơn 0,3 (A). Thời gian thử nghiệm đối với cch điện bn trong bằng giấy dầu, chất lỏng, sứ ở điện p xoay chiều l một pht v đối với cc dạng điện p khc ở cấp điện p 220 (kV) trở xuống thì lm từ vật liệu cch điện hữu cơ, cch điện cp điện l 5 pht. Cch đin bn ngồi chịu sự duy trì điện p thử nghiệm xoay chiều l khơng quy định. Theo cc quy định về thử nghiệm thì việc nng điện p từ khơng đến gi trị 1/ 3 trị số điện p thử nghiệm được thực hiện với tốc độ tuỳ ý v cĩ thể đọc được những chỉ số trn dụng cụ đo. Sau đĩ điện p được tăng nhanh đến điện p thử nghiệm, khi đạt gi trị xc định thì phải giữ khơng đổi trong thời gian thử nghiệm, ch ý l khi điện p cao hơn ¾ điện p thử nghiệm thì cần phải đảm bảo khả năng cắt nhanh của thiết bị thử. Việc giảm điện p phải nhanh v trơn đều, khi điện p nhỏ hơn 1/3 điện p thử nghiệm thì cho php cắt điện. Độ lệch tần số so với định mức khơng vượt qu 10% (tức trong khoảng (45 ÷ 55) Hz). Cc sĩng hi bậc cao lm biến dạng diện p thử nghiệm so với hình sin tồn bộ thiết bị thử nghiệm khơng vượt qa 5%. Gi trị hiệu dụng của điện p thử nghệm cho mỗi loại cch điện v cấp điện p định mức thì thay đổi trong giới hạn rộng từ 3÷5 (kV) khi thử cch điện của nguồn dy điện p thấp, cho đến 1,2 (MV) khi thử cch điện ngồi giữa cc pha của thiết bị ở cấp điện p 500 kV v cao hơn nữa. Sơ đồ khối của thiết bị thử nghiệm điện p tăng cao tần số cơng nghiệp như hình vẽ: R1 R2 4 5 6 1 3 N 2 Hình1.2. Sơ đồ khối thử nghim ở điện p xoay chiều tần số cơng nghiệp Bộ điều chỉnh dng để điều chỉnh bin độ, tần số hoặc pha của điện p đưa vo cuộn sơ cấp của nguồn cao p 3. Trong trường hợp đơn giản l my biến p tự ngẫu hoặc l bộ điều chỉnh pha. Trong trường hợp phức tạp hơn ngồi điều chỉnh bin độ cịn địi hỏi phải đều chỉnh tần số thì cần cĩ my pht điện kiểu my pht cĩ hệ thống khởi động, điều khiển v điều chỉnh tần số quay. Thiết bị đo lường đo điện p sơ cấp. Nguồn điện p cao. Đối tượng thử nghiệm. Thiết bị đo điện p cao. Bộ phĩng điện đo lường, cĩ điện p chọc thủng cao hơn (10 ÷ 20)% điện p thử nghiệm để ngăn ngừa việc đưa điện p qu cao vo đối tượng thử nghiệm. R1, R2 - l cc điện trở hạn chế dịng điện khi chọc thủng đối tượng thử nghiệm hoặc khi phĩng điện bề mặt gi trị khơng nguy hiểm cho vng cao p. Nguồn cao p 3 l cc my biến p tăng p, cc my biến p nối cấp hoặc cc mạch cộng hưởng. Yu cầu chính của cc my ny khơng cĩ phĩng điện cục bơ trong bản thn my biến p ở điện p thử nghiệm, cc sĩng hi lm biến dạng điện p l nhỏ v khơng vượt qu (2 ÷ 2,5)% thnh phần cơ bản. Để tạo điện p cao hơn 105 (kV) thì cấu trc của my biến p trở nn phức tạp, trnh sự xuất hiện cộng hưởng tạo bởi điện cảm ring v điện cảm tản tới điện dung của cuộn dy được nối với thanh gĩp v đối tượng. Để tạo điện p cao cĩ thể nối cấp cc my biến p. Cơng suất cc my biến p thử nghiệm phụ thuộc vo cơng suất tích điện của cc thiết bị thử nghiệm v được xc định theo điện dung của chng cng với điện p thử nghiệm. P = W.C.U2 .10-9 (kVA) Với C – điện dung của đối tượng thử nghiệm W – tần số gĩc (1/ sec) U2 – điện p thử nghiệm (kV) Khi điện p thử nghiệm nhỏ hơn điện p định mức của my biến p thử nghiệm thì phụ tải của nĩ bị hạn chế bởi dịng định mức chạy qua cuộn dy v cơng suất của my biến p l: P = It.Uđm = Với It - dịng thử nghiệm (A) Pt - phụ tải thử nghiệm (kVA) Ut - điện p thử nghiệm của đối tượng (kV) Uđm - điện p định mức cuộn dy thứ cấp của my biến p thử nghiệm (kV). Khi khơng cĩ my biến p thử nghiệm đặc biệt cĩ thể sử dụng cc my biến p khc như my biến điện p. Khi đĩ cc cuộn dy cao p được mắc nối tiếp, dịng từ hố khơng được vượt qu gi trị cho php vì điều kiện đốt nĩng. Điện p nhận được từ cc đầu ra của cc cuộn dy cao p của cc my biến điện p khi thử nghiệm bất kỳ thì khơng được qu 90% trị số điện p xc định của nh my chế tạo. Vì rằng cc my biến p thử nghiệm được sử dụng qu ít v phụ tải của chng chỉ l trong khoảng thời gian rất ngắn, nn trong những năm gần đy, chng được thiết kế cĩ tính đến chế độ đốt nĩng trong qu trình thử nghiệm. Khi đĩ cho php dịng phụ tải lớn hơn so với dịng định mức l 2 ÷ 2,5 lần v cĩ chỉ dẫn ring, cần ch ý đến sự lm lạnh giữa cc lần thử nghiệm. Sơ đồ nguyn lý thử nghiệm cch điện thiết bị diện bằng điện p xoay chiều tần số cơng nghiệp như hình vẽ 1.3. Thiết bị điều chỉnh (biến p tự ngẫu) My biến p thử nghiệm Điện trở hạn chế My biến p đo lường Điện trở Bộ phĩng điện cầu 7 - Đối tượng thử nghiệm Hình 1.3. Sơ đồ nguyn lý thử nghiệm cch điện thiết bị điện bằng điện p xoay chiều tần số cơng nghiệp A1, A2 cc đồng hồ ampemet V1, V2 , V3 - cc đồng hồ vonlmet KV- đồng hồ kilovonmet Khi thử nghiệm cch đin của cc đối tượng cĩ điện dung bản thn lớn (cc cuộn dy của my pht cơng suất lớn, cp…) thì cĩ thể giảm độ lớn cơng suất của thiết bị thử nghiệm bằng sử dụng b dịng điện dung. Để nhn dược cơng suất đủ lớn đơi khi sử dụng bằng cch mắc song song một số my biến p, khi đĩ chia thanh gĩp thnh từng đoạn v thực hiện thử nghiệm theo cc pha, hoặc cc biện php lm giảm gi trị điện dung đồng thời của cch điện thử nghiệm. Khi khơng cĩ my biến p với điện p thử nghiệm yu cầu thì cĩ thể thực hiện mắc nối tiếp với cc my biến p như vẽ 4.1. Uthử 2 1 ~ Uthử 2 1 ~ Hình1.4. Sơ đồ nối cc cuộn dy của cc my biến p thử nghiệm. 1,2 - my biến p thử nghiệm. 2. Thiết bị thử nghiệm điện p cao một chiều: Thiết bị dng thử nghiệm nghin cứu qu trình phĩng điện chọc thủng, phĩng điện bề mặt… ở cc mơi trường cch điện v kết cấu cch điện khc nhau. Một số thiết bị dịng xoay chiều do nguyn nhn kỹ thuật khơng thể thử nghiệm bằng điện p xoay chiều như cp chứa đầy khí, cp cĩ cch điện bằng dầu… phải thử nghiệm bằng điện p một chiều. Nguồn điện một chiều được sử dụng để lm chy chổ bị đnh thủng, chổ yếu của cp sau đĩ cĩ thể tìm ra chổ hỏng v thay thế nĩ. Nguồn điện một chiều cao p thường l: nguồn chỉnh lưu, mạch nhn p v my pht tĩnh điện. Điện p chọc thủng một chiều cĩ gi trị cao hơn ở điện p xoay chiều. Nguồn ổn định Bộ chỉnh điện p My biến p thử nghiệm Tụ san phẳng Điện trở hạn chế dịng điện Đồng hồ đo điện p cao (kV) Đối tượng thử nghiệm Bộ phĩng điện Chỉnh lưu 10 – Đồng hồ microampenmetre V KV 6 7 5 4 3 2 1 ~ 8 10 10 9 Hình 1.5. Sơ đồ khối thiết bị thử nghiệm dng chỉnh lưu nữa chu kỳ Lĩnh vực sử dụng sơ đồ phụ thuộc cấp cch điện, đối tượng thử nghiệm, thơng số của thiết bị thử nghiệm, thiết bị chỉnh lưu. Chỉnh lưu hai nữa chu kỳ khơng cĩ những ưu việt lớn m thiết bị lại phức tạp nn khơng được phổ biến. Để nhận được điện p thử nghiệm một chiều lớn người ta thường sử dụng cc sơ đồ nhn điện p như sau: Đy l nguồn điện một chiều, điện p cao v cơng suất nhỏ, phụ tải được nối với đầu ra của bộ ny qua điện trở phụ để giảm sự nhảy vọt dịng do tụ điện ở cc tầng khi phĩng điện bề mặt nhưng cĩ thể nối trực tiếp. Điện p nhận từ bộ ny cĩ thể đến 3÷ 5 MV. 1 - My biến p thử nghiệm. C1 C1 C4 D1 D2 D3 D4 C5 2 1 ~ 2 - Đối tượng thử nghiệm. C3 Hình 1.6 Sơ đồ nhn điện p 3. Thiết bị thử nghiệm điện p xung(my pht điện p xung) Việc thử nghiệm cch điện của thiết bị điện bằng điện p xung l nhằm kiểm tra độ bền vững của nĩ đối với qu điện p st v qu điện p thao tc xuất hiện trong lưới điện khi vận hnh. Qu điện p st xuất hiện do st đnh vo đường dy chống st, cột điện, dy dẫn của đường dy truyền tải, do đĩ cch điện của đường dy sẽ chịu tc dụng của xung điện p khơng chu kỳ cĩ cực tính dương hoặc m. Trn cc thiết bị điện của trạm được bảo vệ bằng bộ phĩng điện (chống st ống, khe hở phĩng điện…) thì xung cĩ thể cĩ dạng xung cắt ngay sau khi đạt gi trị cực đại. Xuất pht từ xc suất hư hỏng do qu điện p, xung st tiu chuẩn l khơng chu kỳ 1,2/50 (µs) cĩ độ di đầu sĩng £Þ = 1,2 ± 0,36 (µs) v độ di xung l 50 ± 10 (µs). Ngồi ra xung st để thử cch điện cuộn dy my biến p, cc điện trở khng v my điện quay sử dụng l xung cắt. Gi trị cực đại của điện p phụ thuộc vo cấp điện p v dạng thiết bị được thử nghiệm, nĩ thay đổi trong một dải rộng từ vi chục kV đối với cấp điện p 3 (kV) đến cấp điện p vi triệu vơn đối với cấp điện p siu cao p. Dung sai gi trị cực đại l 3%, qu điện p nội bộ xuất hiện khi chuyển mạch, thao tc sự cố trong hệ thống điện hoặc khi thay đổi chế độ lm việc. Xung qu điện p chuyển mạch khc với xung st do thời gian di v cĩ dạng dao động. Để thử nghiệm đưa vo xung chuẩn dạng khơng chu kỳ 250 / 2500 (µs) cĩ thời gian tăng xung T = 250 ± 50 (µs), thời gian suy giảm đến gi trị cực đại 2500 ± 1500 (µs). Cĩ thể sử dụng cc dạng xung khc nhau như xung khơng chu kỳ100/ 2500 ; 1000/ 5000 (µs) v xung dao động cĩ thơng số 4000 ± 1000 / 7500 ± 2500 ; 100/ 1000. Gi trị cực đại v dạng xung thử nghiệm cĩ ảnh hưởng trực tiếp đến kích thước cch điện, độ bền vững của thiết bị thử nghiệm. Cc dạng xung cơ bản. a. Xung 1,2/ 50 (µs) b. Xung cắt tf c. Xung 100/ 1000 (µs) d. Xung 250 / 2500 (µs) (d) (c) (b) (a) U 0 t t U 0 U 0 t 0 Tc tf 0,5Um Um U t 0,5Um Um Tc tf 0,5Um Um Tc tf Hình 1.7. Cc dạng xung cơ bản Một vấn đề quan trọng nữa được giải quyết trong phịng thử nghiệm cao p l nghin cứu qu trình chọc thủng ở cc khoảng cch khac nhau trong khơng khí v những mơi trường cch điện khc nhau. Gi trị của nĩ cĩ lin quan tới chế tạo cch điện ở đường dy truyền tải siu cao p, hồn thiện chống st cho cc đối tượng khc nhau, tiu chuẩn hố cc dạng xung. Để cĩ được qu điện p chuyển mạch thao tc thì sử dụng cc my pht điện p xung hoặc sử dụng my biến p thử nghiệm cĩ nguồn xung. Sơ đồ my pht điện p xung kích hình 1.8. T Rbv E Rn A2 Rn B2 C2 N2 R0 Rđ Rđ Rđ CA CB K1 K2 Kn Cn N1 C1 B1 A1 K ~ Hình 1.8 Sơ đồ my pht điện p xung kích. My biến p thử nghiệm. E- đn chỉnh lưu cao p. CA,CB,…..,CN- tụ điện nạp điện. Rbv – điện trở bảo vệ. KH1, KH2,… KHn - khe hở phĩng điện. Rn - Điện trở nạp điện. R0 - Điện trở ổn định. Rđ - Điện trở phĩng điện. Qu trình tạo xung gồm hai giai đoạn: - Giai đoạn nạp: qua my biến p T v chỉnh lưu E cấp tụ điện CA,CB,…..,CN được nạp tới điện p U v khi qu trình nạp kết thc thì điểm A2, B2,… Bn cĩ điện thế U cịn cc điểm A1, B1,… Bn cĩ điện thế bằng khơng. - Giai đoạn phĩng: nếu chọn khoảng cch khe hở KH1 sao cho điện p U cĩ thể phĩng điện được thì sau khi phĩng điện thế của điểm B1 sẽ tăng vọt đến mức U v như vậy điện thế của điểm B2 tăng đến mức 2U. Khe hở KH2 được chọn cho phĩng điện ở điện p 2U vsau khi nĩ phĩng điện sẽ lm cho điện thế ở điểm C1 tăng từ khơng đến mức 2U v của điểm C2 tăng đến mức 3U. Như vậy nếu dng n cấp để cc tụ điện trong giai đoạn phĩng được php nối tiếp nhau qua cc khe hở KH1, KH2,… KHn thì điện p xung kích đ cĩ thể tạo được điện p cao tới 8 (MV). Cc phần tử cịn lại lm nhiệm vụ bảo vệ v điều chỉnh. II. Cc loại my điện p cao dng trong thử nghiệm hiện nay: 1. My kiểu 0M – 100/ 25: 4 1 5 2 3 Hình 1.9. Hình dạng của my biến p kiểu 0M – 100/ 25 1.1 Cơng dụng: My dng lm nguồn cao p một chiều v xoay chiều tần số 50 Hz để thử nghiệm vật liệu cch điện v cc thiết bị điện cĩ điện p tới 35 kV. Đặc tính kỹ thuật: Dung lượng: 25 kVA Điện p : 0÷ 2 / 0 ÷ 100 kV Tần số : 50 Hz Dịng điện định mức cuộn cao p: 0,25 A Điện p ngắn mạch: Un = 10%. 1.3 Cấu tạo: My biến p cĩ mạch từ kiểu bọc, cuộn dy phn bố tập trung. Một đầu cuộn dy cao p được đưa ra nắp v một đầu được nối đất, đầu thứ hai được đưa ra sứ cch điện cao p. Cc cuộn dy của cuộn sơ cấp đưa ra vỏ qua những đầu ra điện p thấp. Vỏ my cĩ dạng hình trịn, trn nắp my bố trí bình gin dầu, thiết bị đo nhiệt độ… my cĩ 4 mĩc hn nối với vỏ thng để nng my khi duy chuyển. Để mở rộng miền sử dụng, thử nghệm điện p cao một chiều, my biến p được chế tạo thm phần chỉnh lưu (Kenotron) đặt ở đầu ra cao p của my biến p thử nghiệm. Mạch từ được ghp từ cc l thp kỹ thuật điện dy 0,35 (mm). Li thp mạch từ cĩ tiết diện 30 × 26 (mm). Để giảm điện trường ở cạnh sắc bích kim loại, đầu ra my biến p thử nghiệm được mắc cc tấm chắn. 1 – Cuộn dy cao p của my 2 – Cuộn dy của đn chỉnh lưu 3 - Đầu ra 12 V của đn chỉnh lưu 4 – Chế độ lm việc 12 V của đn chỉnh lưu 5 – Chế độ 220 V của đn chỉnh lưu. Cuộn dy 12 V của đn chỉnh lưu my biến p cĩ 200 vịng, đường kích dy dẫn 1,5 (mm) quấn trn li sắt cĩ tiết diện 500 (mm2) di 200 (mm). Để phn bố lại điện trường trong li sắt v dy quấn ta mắc thm mn chắn. Đầu ra cuộn 12 V cũng được bọc mn chắn để điện trường được san đều. Cuộn dy sơ cấp của đn chỉnh lưu my biến p gồm 1200 vịng, dy dẫn cĩ đường kính 0,8 (mm) v được quấn trn ống bakelit. Để loại trừ khả năng phĩng điện trn bề mặt đn chỉnh lưu my biến p người ta đặt một mn chắn hình trụ bn trong thng, khoảng cch nhỏ nhất từ mn chắn đến đn chỉnh lưu l 50 (mm). Đến vỏ thng l 30 (mm). Để my biến p 0M – 100/ 25 thử nghiệm đối tượng cĩ điện dung lớn khi điện p thấp hơn định mức, cơng ty chế tạo đ dng cch phn đoạn cuộn dy cao p. Cuộn dy cao p được chia lm 8 cuộn nhỏ, mỗi cuộn nhỏ được tính tốn lm việc với điện p 12,5 (kV). Theo sơ đồ đấu dy my biến p thử nghiệm lm việc với dịng 2 (A) khi điện p 12,5 (kV) v 0,25 (A) khi điện p 100 (kV). Để thực hiện điều ny trn nắp vỏ thng my biến p phải cĩ một vi đầu đổi nối được cch điện. 2. My biến p thử nghiệm kiểu 0M – 100/ 20: 2.1 Cơng dụng: My do nh my T3PHeÝHePZ0 chế tạo, my 0M –100/ 20 dng trong thử nghiệm để thử nghiệm cc thiết bị điện cĩ điện p định mức đến 35 (kV), my cĩ thiết bị đn cung cấp cho bộ chỉnh lưu Kenotron. 2.2 Đặc tính kỹ thuật: Dung lượng 20 (kVA) Điện p: 0 ÷ 200 / 0 ÷ 100000 (V) Điện p định mức cuộn dy đo (x – x1) : 100 (V) Điện p ngắn mạch 9% Cơng suất lm việc lu di: 10 (kVA) Chế độ lm việc ngắn hạn: 1 pht lm việc – 3 pht nghỉ v 1 pht lm việc – 30 pht nghỉ cơng suất l 20 (kVA) Kích thước my: 686 × 642 mm (mặt bằng) Chiều cao tồn bộ :1140 (mm) Trọng lượng 280 (kg) 2.3 Cấu tạo: Hình 1.10. Hình dng bn ngồi của my biến p thử nghiệm kiểu 0M –100/ 20 Mạch từ phn nhnh kiểu bọc. Đầu cao p duy trì điện p lm việc đưa ra ngồi qua sứ cch điện. Đầu thứ hai của cuộn cao p được ra nắp my qua sứ 1000 (V) v được nối đất. Cuộn cao p cĩ cc mối hn đưa ra do với điện p 100 (V) (tương ứng khi U2đm = 100000 V). Cuộn cao p gồm 8 bnh dy (45000 vịng), dy dẫn kiểu 310 cĩ đường kính 0,2 mm. Cuộn đo 100 V của cuộn cao p cĩ 45000 vịng, dy dẫn cĩ đường kính 0,49 mm. Cuộn hạ p cĩ 90 vịng, dy qun cĩ tiết diện 2,26 × 6,4 (mm2). Cấu trc của đn chỉnh lưu my biến p gồm cuộn dy sơ cấp 220 V cĩ 814 vịng, đường kính dy 0,55 mm v cuộn thứ cấp 13 V cĩ đường kính dy 2,26 mm. 70/300: Hình 1.11 Hình dạng bn ngồi Hình112. Hình dạng bn ngồi của my 0M –15/ 10 của my 0M –35-70/30 Hình1.13 Hình dạng bn ngồi Hình1.14 Hình dạng bn ngồi của my 0M –35-70/100 của my 0M –35-70/300 Bảng 1.1- Đặc tính kỹ thuật của một số my biến p thử nghiechế tạo tại nh my T3PHeÝHePZ0 Kiểu Cơng suất định mức (kVA) Điện p định mức (kV) Un% Trọng lượng (kg) Di hạn Ngắn hạn CA HA Tồn bộ dầu 0M –15/ 10 5 10 15 0,2 3 92 23 0M –35 - 70/30 15 30 35 - 70 0,2 7 420 140 0M – 35 - 70/100 50 100 35 - 70 0,2 7 710 290 0M – 35 - 70/300 150 300 35 - 70 0,38 10 1000 4410 Chế độ lm việc của cc my biến p ny cho php tiến hnh mỗi thử nghiệm theo 3 chu trình: mỗi chu trình gồm 1 pht lm việc với tải v 3 pht ngừng. Thời gian giữa 2 thử nghiệm khơng qu 30 pht. Ở chế độ lm việc lin tục cơng suất my biến p chỉ bằng 50 % so với chế độ ngắn hạn. Cc đầu dy của cuộn cao p đưa ra ngồi nắp my được bọc cch điện. Một đầu tính tốn với điện p lm việc, đầu kia thường được nối đất. Để đo điện p thử nghiệm cĩ thể trực tiếp lấy từ một đầu ra cuộn cao p với điện p 100 V. Cuộn cao p của my biến p thử nghiệm (trừ my 0M –15/ 10) gồm hai bnh dy. Mỗi bnh cĩ điện p 35 (kV). Điều đĩ cho php trong trường hợp cần thiết, cĩ thể đấu nhận trực tiếp hoặc song song, tương ứng nhận được điện p ra 70 hoặc 35 (kV). Cc đầu ra trn nắp của vỏ my biến p. 3. My thử cao p TBO – 140-50: My thử cao p TBO - 140 -50 do nh my M0CPEHTGEH sản xuất cĩ cấu tạo đn chỉnh lưu đặt phía dưới cuộn cao p. My ny dung để thử nghiệm cch điện cho my điện quay. ¬ Đặc tính kỹ thuật: Điện p định mức: 0,19/ 100 ± 2,5 (kV). My biến p trong đn chỉnh lưu: 200/13 ± 1 (V) Cơng suất : 5 kVA. Cơng suất my biến p đn chỉnh lưu: 110 (kV). Trọng lượng chung: 150 (kg) 4. My thử cao p loại AM – 70. 4.1. Cơng dụng: My AM-70 do nh my MOCPEHTZEH chế tạo. My dng để thử nghiệm cc loại cp, điện mơi rắn, lỏng với tc dụng của điện p cao một chiều v xoay chiều. 2 1 Hình 1.15. Cc kích thước thiết bị AM-70 1 – Bn điều khiển 2 – Bộ phận chỉnh lưu (Kenotron) 4.2. Đặc tính kỹ thuật:  Điện p một pha xoay chiều bn sơ cấp: 127/ 220 (V) Tần số: 50 (Hz) Điện p xoay chiều bn thứ cấp: 50 (kV) Điện p chỉnh lưu max: 70 (kV) Dịng điện chỉnh lưu cuộn thứ cấp: 5 (mA) Cơng suất định mức(lm việc lu di ): 0,5 (kVA) Cơng suất đầu ra 1 pht của my cao p: 2 (kVA) Trọng lượng my: 175 (kg) Thiết bị thử nghiệm AM – 70 cĩ những phần cơ bản l bn điều khiển v bộ phận chỉnh lưu (Kenotron). Bn điều khiển gồm cc phần điều khiển, thiết bị tín hiệu v biến thế cao p. Trong thng my biến p cao p cĩ một dy điện trở bảo vệ cuộn dy cao p khi xảy ra ngắn mạch (điện mơi thử nghiệm bị chọc thủng). Điện p ra cĩ thể điều chỉnh dễ dng nhờ phần điều khiển. Trn nĩc của bn điều khiển cĩ đặt aptomat dịng điện cực đại, kilovolmet đo điện p v cc đn tín hiệu. Bộ chỉnh lưu Kelotron l một ống thẳng đứng hình trụ chứa đầy dầu, trong đĩ cĩ đặt đn chỉnh lưu KPHM – 150 v biến p chỉnh lưu. Trn nắp Kelotron cĩ đặt đồng hồ microampe với cc giới hạn đo lường 200, 1000, v 5000 (µA). 5. My thử cao p loại AM – 90: 5.1. Cơng dụng: My được dng để thử nghiệm cc loại điện mơi rắn, lỏng dưới tc dụng của điện p cao xoay chiều. 5.2. Đặc tính kỹ thuật: Điện p nguồn xoay chiều một pha 220 ± 22 (V) Tần số : 50 (Hz) Điện p chọc thủng lớn nhất: 90 (kV) Ngăn đựng dầu thử: 400 (cm3) Tổn hao cơng suất : 0,5 (kVA) Trọng lượng my: 35 (kg). 4 1 2 3 2 1 3 5.3. Cấu tạo: Hình 1.16. My biến p thử nghiệm 1 – Đầu cao thế 2 – Tấm cch điện 3 – Để vật thử 3 2 1 4 5 6 8 9 10 11 7 12 Hình 1.17. Bn điều khiển thiết bị AM – 90 1 – Nt đĩng vo lưới 2 – Tín hiệu xanh – đĩng nguồn 3 – Đồng hồ đo 4 – Tín hiệu vng (sơ đồ thiết bị sẵn sng đĩng vo cao p) 5 - Tín hiệu đỏ (đ đĩng vo cao p) 6 - Nt điều chỉnh kim v điều chỉnh điện p về vị trí 0 sau khi đ phĩng điện. 7-Nt phục hồi tự động đưa kim vo điều chỉnh điện p về vị trí 0 sau khi phĩng điện. 8 - Nt đĩng cao p 9 - Nt ngắt cao p 10 - Ổ cắm để nối cc nguồn 11 – Đầu cặp để nối đất 12 – Nắp động cĩ lin động. 6. My thử cao p kiểu TYPWIP6 (Đức): Aus Ain …6000 V … 6000 V …3000 V Hình 1.18. Hình dạng my 6.1. Cơng dụng: Thử nghiệm cc vật liệu cch điện. 6.2. Đặc tính kỹ thuật: Điện p định mức: 0 ÷ 22 / 0 ÷ 6 (kV) Dịng điện định mức cuộn thứ cấp 2,5 (A) Cơng suất 1,5 (kVA) Tần số 50 (Hz) Kích thước 500 × 250 × 300 (mm). 6.3. Cấu tạo: My biến p thử nghiệm được đặt trong bn điều khiển như hình vẽ: Cc ký hiệu: Netz ~ :khố điện. Durchschlag: đn bo cĩ điện (mu xanh). Prupspannung: đn bo đ đnh thủng điện mơi (mu đỏ). Ein: nt khởi động. Aus: bo hiệu rơle cắt. Prufen: khi thử nghiệm cĩ thể quan st được tia lữa điện. Ausbrenen: khi thử nghiệm khơng thấy tia lữa điện. 7. My thử cao p Fpeo - 2400/ 600/ K (Đức) dng cho trạm thử nghịm điện p xoay chiều: 7.1 Cơng dụng: Dng để thử nghiệm cc thiết bị cao thế, cc thnh phần kết cấu, cc cấu trc điện trong trạm thử nghiệm điện p xoay đến 220 (kV). 7.2 Đặc tính kỹ thuật: Hệ số my biến p định mức khi đấu cc cuộn dy kích thích song song 5700 – 600 (V)/ 600000 / 5700 (V). Cơng suất định mức: 2400 (kVA)/ 2000 (kVA)/ 1500 (kVA) Điện p ra định mức: 600/ 300 (kV) Dịng điện ra định mức: 3,33 (A) 7.3. Thuyết minh cấu trc: My biến p thử nghiệm cĩ cc đặc tính như ở phần trn. - Bộ điện dung phn p: gồm tụ đo của thế v tụ điện p thấp. Tụ cao thế gồm cc tụ đo ring bố trí ci nọ trn ci kia. Mỗi ci tụ do cĩ ở bn trong vỏ sứ, những tụ dầu – giấy đấu nối tiếp nhau. - Để sai số khơng vược qu sai số cho php nn trong qu trình vận hnh bn trong khoảng bảo vệ bao quanh tụ cao thế theo trục cao khơng được cĩ cc vật dẫn điện hoặc dy tiếp điện. - Mạch lọc: do tc dụng qua lại của diện cảm rị với cc my biến p v diện dung của cc thiết bị thử nghiệm điện dung ring v điện dung của cc đối tượng thử nghiệm cĩ thể sinh ra sĩng hi bậc cao ở điện p ra. Nhờ cĩ mạch lọc đặt phần tử đảo mạch ở vị trí ph hợp cĩ thể loại trừ sĩng hi bậc 3 v bậc 5 pht sinh ở điện p ra. Số lượng mạch lọc được sử dụng tuỳ theo kiểu v phụ tải của my pht thử nghiệm. - Thiết bị phn phối: việc cấp nguồn cho my pht thử nghiệm được thực hiện nhờ một thiết bị phn phối bọc sắt, cĩ cc ngăn phn phối. - Thiết bị điều chỉnh: gồm my biến dầu ba pha cĩ cuộn dy di động v cĩ bộ truyền động thuỷ lực dng để điều chỉnh điện p v một my biến p dầu ba pha l my biến p phụ thm. Thiết bị điều chỉnh cĩ thể đổi mạch sang chế độ lm việc một pha hoặc ba pha với điện p v cơng suất như nhau. Việc chuyển mạch được thực hiện ở đầu vo trn nắp thng. - Bộ điện khng b: dng để điều hồ dịng điện của my pht thử nghiệm v đối tượng thử nghiệm. - Đi điều khiển: phần điều khiển được lắp trn đi điều khiển cĩ cc bloc mạch điều kiển với cc bộ phận điều khiển v đồng hồ đo. 8. Bộ thử nghiệm cao p 250 kV – 100 kVA: 800´450 >3000 f=1300 >2000 f=1300 2000 1400 800´1500 2000 1600 1200 3800 2800 Hình1.19. Tổng sơ đồ lắp đặc cc thiết bị của bộ thử nghiệm cao p 250 kV – 100 kVA 8.1. Cơng dụng: Bộ thử nghiệm cao p 250 - 100 (kVA) do nh my chế tạo biến thế (Việt Nam) chế tạo ra cĩ nhiệm vụ tạo điện p cao tần số 50 (Hz) dng để thử nghiệm cho cc my điện v thiết bị điện lm việc ở điện p định mức đến 110 (kV). Về thử nghiệm biến thế, bộ thử nghiệm ny cĩ thể thử được my biến thế 2000 (kVA), điện p 110 (kV). Ngồi ra nĩ cịn dng để thử độ bền cch điện của cc vật liệu như sứ, giấy cch điện, baklit, dầu biến thế. Nĩ cịn lm việc được nhiều nhiệm vụ khc trong thử nghiệm. 8.2. Đặc tính kỹ thuật: Để sinh ra điện p 250 (kV), dng phương php nối cấp 2 my biến p 125 (kV). Hai my ny hồn tồn giống nhau về tính năng kỹ thuật kết cấu. Tính năng mở my như sau: Ký hiệu: BTN2 100/ 125 Dung lượng 100 (kVA) Điện p : 0 ÷ 0,38 / 0 ÷ 125 (kV) Dịng điện thứ cấp 0,8 (A) Điện p cuộn dy cn bằng 380 (V) Dịng điện cuộn dy cn bằng 132 (A) 8.3 Cấu tạo: a. My biến p 100 (kVA) 0,38 / 125 (kV): Để sinh ra điện p 250 (kV) cần phải nối cấp hai my biến p 125 (kV). Nếu nơi dng chỉ cần điện p 125 (kV) thì cĩ thể dng ring rẽ từng my biến p 125 (kV). Đặc điểm của loại my biến p ny l cĩ cuộn dy cn bằng để hạn chế ngắn mạch, do đĩ khơng cần bố trí cc điện trở hạn chế ngắn mạch ở phía cao p nữa. Nhờ thực hiện nối đất giữa hai cuộn dy cao thế nn giảm được 1/ 2 điện p cch điện đối với li sắt do đĩ đảm bảo my lm việc an tồn v tin cậy. b. My biến p điều chỉnh mềm: BĐM100 / 0 ÷ 380 (V). Dung lượng: 100 (kVA) Số pha 1. Điện p vo 380 (V) Điện p ra 0 ÷ 380 (V) Dịng điện ra 88 (A) My ny cĩ thể đấu thnh ba pha với dung lượng 100 (kVA). Đy l loại my lm việc theo nguyn lý cuộn dy ngắn mạch di động. Điện p ra điều chỉnh ra hồn tồn vơ cấp, mềm mại cĩ thể tăng dần từ 0 ÷ 380 (V) hoặc hạ dần từ 380 ÷ 0 (V). Điều khiển điện p ln xuống bằng động cơ điện. Tốc độ nng điện p hồn tồn ph hợp với tốc độ m bộ thử nghiệm yu cầu 2 (kV/s). 9. My biến p đo lường trung thế một pha: My biến p đo lường trung thế một pha ngm dầu cch điện, đo được điện p pha, cuộn sơ cấp cĩ 1 sứ đầu vo nối dy pha cao thế v đầu ra nối trung tính tiếp địa. My cĩ li thp kỹ thuật điện chất lượng cao, tổn hao thấp. Dy quấn bằng may chất lượng cao, chịu nhiệt, chịu ẩm ướt, cứng vững v độ tin cậy cao, cc đầu ra thứ cấp được bảo vệ bằng hộp đấu dy cĩ nắp che bằng nhơm v vít kẹp chì. 9.1. My đo lường 1 pha ngm dầu kiểu PT22 - 12HOD1S: ¬ Cc thơng số kỹ thuật: Điện p sơ cấp danh định: 20000/, 22000/, 22900/, 24000/(V) Điện p thứ cấp danh định: 100 , 110 , 120 , 190 , 220 , 240(V) Số pha : 1. Dung lượng: 75 , 150 , 200 , 300 , 500 , 1200 (VA) Tần số: 50 (Hz) Chiều di đường rị nhỏ nhất: 25 mm/ kV. Trọng lượng: 93 (kg) Hình 1.20. Hình dạng của my. 9.2. My đo lường 1 pha ngm dầu kiểu PT22-1HODS: Hình 1.21. Hình dạng của my. ¬ Cc thơng số kỹ thuật: Điện p sơ cấp danh định (V): 20000 ; 2200 ; 24000. Điện p thứ cấp danh định (V): 100 ; 110 ; 120 ; 190 ; 220 ; 240 Số pha : 1 Dung lượng (VA): 100 ; 150 ; 200 ; 250 ; 300 ; 500 ; 1200 Chiều di đường rị nhỏ nhất: 25 (mm/ kV) Trọng lượng: 111 (kg). III. Ýnghĩa của my biến p cao p một pha: Cc thiết bị điện sử dụng ở nước ta hiện nay cĩ rất nhiều kiểu, nhiều loại. Ngay sau khi dược lắp đặt v đưa vo sử dụng cc thiết bị điện đ cĩ nguy cơ bị xuống cấp v hư hỏng. Đy l hiện tượng bình thường bởi vì thiết bị điện l tập hợp của nhiều chi tiết điện từ, đin tử, cơ khí, thuỷ lực,khí nn…Mặt khc trong qu trình vận hnh, sử dụng luơn cĩ sự thay dổi về phụ tải, cĩ sự bố trí lại mạch đin hoặc bổ xung thm thiết bị m nhiều khi khơng cĩ sự phối hợp tổng thể của cơ quan thiết kế. Cũng cần phải kể đến sự lựa chọn thiết bị khơng đng, sự chỉnh định sai cc thiết bị đo lường, điều khiển, chỉ thị, sự vận hnh khơng đng quy trình kỹ thuật…Tất cả cc yếu tố kể trn gy ảnh hưởng xấu đến sự lm việc bình thường của tồn hệ thống. Vì vậy để đnh gía tình trạng v chất lượng của cc thiết bị ny ta cần khải thử nghiệm chng dể cĩ thể dự bo cc hư hỏng cĩ thể xảy ra, đề ra phương php thay thế sửa chữa cc chi tiết cĩ nguy cơ bị hư hỏng, thử nghiệm cc thiết bị để cĩ biện php khắc phục kịp thời, do vậy hệ thống hoạt động với độ tin cậy v khả năng sẵn sng lm việc cao. Việc thử nghiệm cc thiết bị điện ny cần phải cĩ nguồn điện p cao v được điều chỉnh lin tục đĩ l một loại my biến p đặc biệt chuyn dng cho việc thử nghiệm. Đy l một thiết bị quan trọng trong việc thử nghiệm như thử nghiệm my biến p điện lực, cp, động cơ, BU, BI, chống st van, sứ, cch điện…Từ đĩ ta xc định chính xc cc chỉ tiu của chng v từ đĩ ta đnh gi được tình trạng lm việc của cc thiết bị ny để đảm bảo đưa chng vo lm việc an tồn v chắc chắn. IV. Thử nghiệm cao p: A. Kiểm tra v thử nghiệm cc thiết bị điện: 1. Quan st cc thiết bị điện: L cơng việc lm trước khi tiến hnh cơng việc thử nghiệm, kiểm tra v hiu chỉnh thiết bị v kết thc bằng lần xem xt cẩn thận cuối cng. Nhờ quan st thiết bị sẽ pht hiện được phần lớn những hư hỏng về cơ v những gĩ của vỏ my, li thp, cc đầu dy ra, cc chỗ nối, cch điện của cc bộ phận dẫn điện, cch điện giữa cc vịng dy của cuộn dy. Đồng thời khi quan st sẽ đnh gi được tình trạng chung của thiết bị dựa vo lý lịch của nĩ để xc định thiết bị đĩ cĩ ph hợp thiết kế v với cc yu cầu kỹ thuật hay khơng. Những hư hỏng do lắp rp v những thiếu xĩt nhỏ do chế tạo. Khi quan st pht hiện ra, nhn vin lắp rp sẽ xử lý v khắc phục. Trường hợp gặp những hư hỏng nghim trọng người đặt hng sẽ bo cho nh chế tạo biết để sửa chữa. 2. Đo v thử nghiệm cc thiết bị điện ở trạng thi tĩnh: L một trong những phương php cơ bản để pht hiện những hư hỏng của thiết bị điện. Những việc đo, kiểm tra v thử nghiệm như thế cho php pht hiện được những hư hỏng ẩn kín bn trong m khi quan st bề ngồi trong qa trình lắp rp khơng pht hiện được, cho php kịp thời sửa chữa hoặc thay thế thiết bị trước khi kết thc mọi cơng việc lắp rp. Trong số những thử nghiệm thiết bị ở trạng thi tĩnh cịn cĩ thử nghiệm cch điện của thiết bị điện bằng điện p tăng cao (so với điện p định mức). Thử nghiệm ny cho php kết luận về khả năng lm việc bình thường của cch điện trong thời gian vận hnh. 3. Đo v thử nghiệm cc thiết bị điện ở trạng thi lm việc: Cơng việc đo gồm cĩ: lấy cc đặc tuyến khơng tải của cc pht điện một chiều, lấy đặc tuyến khơng tải v ngắn mạch của cc my pht điện đồng bộ, đo dịng khơng tải của cc my biến p điện lực ở điện p lm việc, đo những tham số ở cc chế độ lm việc bình thường của cc my điện, chạy thử cc đơng cơ điện, cc my điện một chiều, cc my điện đồng bộ, thử tc thiết bị đĩng cắt những việc đo khi chạy thử đồng pha cc thiết bị điện… Căn cứ kết quả cc đặt tuyến lấy được ở trn cĩ thể phn đốn tình trạng tốt xấu của cc li thp, cuộn dy roto v stato cũng như để xem sự bố trí cc cuộn dy đng hay sai bằng cch so snh những kết quả đo được với những kết quả thử nghiệm của nh chế tạo. Kiểm tra chất lượng lắp rp, điều chỉnh phần cơ khí của my cắt diện bằng cch đo thời gian tc động bản thn v tốc độ đĩng cắt của my cắt điện, đo điện p tc động tối thiểu của nam chm điện trong bộ truyền động, đo sự đĩng mở đồng thời cc tiếp điểm. Dng my chụp sĩng ghi lại những chu trình lm việc khc nhau của my cắt v phn tích cc hình chụp được cĩ thể đnh gi được sự lm việc đng hay sai của từng khu trong my cắt v bộ truyền động, xc định được chất lượng chế tạo v lắp rp. Muốn xc định được tình trạng tốt hay xấu chất lượng lắp rp v hiệu chỉnh cc động cơ, cc my biến p mới lắp rp kể cả thiết bị của cc đường dy cung cấp điện cho nĩ cũng như cc trang bị thứ cấp cần phải căn cứ vo việc chạy thử thiết bị. Cho tc động thử my cắt, dao cch ly, dao tạo ngắn mạch, dao tự cch ly, p tơ mt, cơng tắc tơ… Cĩ thể xc định được tình trạng tốt hay xấu chất lượng hiệu chỉnh chng. Dịng điện khơng tải của động cơ điện trong thời gian chạy thử cĩ tải (sau khi đ lắp rp tồn bộ nối trục) sẽ cho php xc nhận chất lượng lắp rp tồn bộ tổ my, kể cả phần cơ khí. 4. Đo v thử nghiệm để xc định tình trạng hệ thống từ: Đo dịng điện khơng tải hoặc lấy đặc tuyến từ hố rồi đem so snh với cc số liệu ghi trong lý lịch my hoặc số liệu kinh nghiệm đối với thiết bị cng kiểu. Nếu dịng diện đo được vượt qu nhiều so với cc số liệu đo thì chứng tỏ mạch từ bị hỏng hoặc một số vịng dy bị chập. 5. Đo v thử nghiệm để xc định tình trạng cc bộ phận dẫn điện v cc chỗ nối: Tình trạng những bộ phận dẫn điện v những chỗ tiếp xc xc định bằng cch đo điện trở bằng điện p một chiều. B. Thử nghiệm cch điện bằng điện p tăng cao: Thử nghiệm cch điện của cc thiết bị điện (cch điện chính v cch điện vịng dy) bằng điện p tăng cao l để pht hiện những chỗ hư hỏng cục bộ. Những hư hỏng ny khơng thể pht hiện dược trong khi thử nghiệm v kiển tra sơ bộ, vì vậy thử nghiệm bằng điện p tăng cao l thử nghiệm cơ bản, sau thử nghiệm ny mới kết luận được khả năng lm việc bình thường của cc thiết bị trong điều kiện vận hnh. Tiến hnh thử nghiệm sau khi đ kiểm tra sơ bộ tình trạng của cch điện v đ đạt được những kết quả thoả mn yu cầu. Chọn mức điện p thử nghiệm tương ứng với điện p chọc thủng cch điện trong khi tình trạng cch điện cĩ những hư hỏng cục bộ. Vì vậy khi thử nghiệm bằng điện p tăng cao sẽ suất hiện những chỗ hư hỏng đĩ. Chọn mức điện p thử nghiệm thấp hơn mức điện p chọc thủng trong trường hợp khơng cĩ những hư hỏng cục bộ v thấp hơn mức điện p của nh chế tạo (thương bằng 0,75 điện p thử nghiệm của nh chế tạo). Cĩ thể giải thích điều ch ý ny khơng hồn tồn đầy đủ như sau: sự suất hiện những chỗ hư hỏng khi vận hnh bình thường xảy ra nhiều hơn so với lc thử nghiệm, d rằng lc thử nghiệm cĩ nng cao điện p ln cao hơn so với lc bình thường. Điện p thử nghiệm thường l điện p tần số cơng nghiệp 50 (Hz). Trong những điều kiện thử nghiệm của nh chế tạo, những thiết bị điện từ 500 (kV) trở ln đơi khi được thử nghiệm với tần số 100 Hz trở ln. Dng điện p tần số cơng nghiệp đảm bảo khả năng tiến hnh thử nghiệm cch điện với những tổn thất điện mơi (gy ra sự chọc thủng về nhiệt) v sự phn bố gy ra điện trường tương tự trong những điều kiện vận hnh. Đặt điện p ln vật thử nghiệm trong một thời gian nhất định để trnh lm cho cch điện bị hư hỏng qu sớm: Đối với cch điện chính, thời gian thử nghiệm l một pht, đối với cch điện vịng dy thời gian thử nghiệm l 5 pht. Thời gian thử nghiệm cch điện lu hơn vì hệ số an tồn của điện vịng dy lớn hơn cch điện chính. Thời gian nĩi trn vừa đủ để quan st thiết bị trong thời gian thử nghiệm v đủ để pht hiện ra chỗ chọc thủng. Thử nghiệm bằng điện p tăng cao khơng những chỉ tiến hnh với điện p xoay chiều m cả với điện p một chiều. Thường dng điện p một chiều (chỉnh lưu) để thử nghiệm cch điện của những my điện lớn, những cch điện tay địn của những my cắt điện, những chống st. Khuyết điểm chính của thử nghiệm bằng điện p một chiều l điện p phn bố khơng đều theo bề dy của cch điện do sự khơng đồng nhất của cch điện với sự phn bố điện p phụ thuộc độ dẫn điện của những bộ phận khc nhau trong cch điện. Những thử nghiệm bằng điện p một chiều cĩ những ưu điểm sau: Điện p một chiều an tồn hơn đối với cch điện, trị số điện p chọc thủng cao hơn điện p xoay chiều, trung bình cao hơn 1,5 lần. Ở my điện quay sự phn bố điện p một chiều dọc theo cuộn dy đều đặn hơn, do đĩ phần trong rnh v ngồi rnh của cuộn dy chịu tc dụng như nhau. Cơng suất yu cầu của thiết bị một chiều điện p cao nhỏ hơn nhiều so với cơng suất của thiết bị điện p xoay chiều, do đĩ nhừng thiết bị thử nghiệm lưu động luơn gọn nhẹ hơn v dễ di chuyển hơn, điều ny cĩ ý nghĩa lớn đối với những cơng việc hiệu chỉnh cc đối tượng khc nhau yu cần phải thường xuyn vận chuyển dụng cụ thử nghiệm. Điện p một chiều cịn ưu điểm nữa l dng để đo dịng điện rị. Dịng điện rị l tiu chuẩn phụ để đnh gi tình trạng của cch điện. I, Rcđ Rcđ C C A A Uct 0 Đoạn OA – Hư hỏng chưa lộ ra. Điểm A - Điểm tới hạn, sau điểm ny Rcđ giảm đi r rệt Đoạn AC – Ion hố mạnh của những chỗ hư hỏng, tạo điều kiện để chọc thủng. Điểm C – Điểm chọc thủng cch điện. Thời gian thử nghiệm cch điện bằng điện p một chiều cho php l di hơn thời gia thử nghiệm bằng điện p xoay chiều v quy định theo tiu chuẩn l 10 đến 20 pht. C. Kiểm tra sự đấu điện của thiết bị điện: Sơ đồ đấu điện trong nội bộ thiết bị địi hỏi phải kiểm tra xem mạch điện đ nối đng chưa. Thường xc định gin tiếp (kí hiệu dy, cực tính..). Sơ đồ đấu điện bn ngồi chủ yếu bằng mắt nghĩa l phải xem xt cẩn thận, đối chiếu với thiết kế. D. Đnh gi tình trạng cc thiết bị điện: Phương php cơ bản để đnh gi tình trạng thiết bị điện mới, vừa lắp rp xong v chuẩn bị đưa vo vận hnh v so snh những kết quả đo v thử nghiệm với những trị số cho php quy định thnh tiu chuẩn. Những ti liệu tiu chuẩn l “khối lượng v tiu chuẩn thử nghiệm cc thiết bị điện (KLTCTN) “ v “quy phạm bố trí cc thiết bị điện”. Trong bản KLTCTN cĩ đề ra những yu cầu đối với từng loại cơng việc kiểm tra, thử nghiệm cần thiết v đề ra những tiu chuẩn m kết quả kiểm tra, thử nghiệm mọi loại thiết bị điện đều phải ph hợp. Trong tiu chuẩn cĩ nu: trị số cho php điện trở cuộn dy, cc tiếp điểm v những bộ phận khc, tình trạng cho php của cch điện, những trị số điện p thử nghiệm. Trong khi tiến hnh hiệu chỉnh để đnh gi tình trạng của thiết bị thường sử dụng rộng rải phương php so snh kết quả đo của cc nhĩm thiết bị cng kiểu khơng thể cĩ những hư hỏng trng nhau. Ví dụ: Nếu một nhĩm cc my biến dịng đo lường giống nhau cĩ đặc tuyến từ hố thấp hơn những đặc tuyến mẫu v một số my biến điện p đo lường giống nhau cĩ dịng điện khơng tải vượt qu mức cho php… Điều đĩ khơng cĩ nghĩa l cch điện của cuộn dy hay li thp bị hư hỏng m do nh chế tạo đ sử dụng li thp xấu để lm li thp hoặc đ thay đổi kích thước của l thp. Thơng thường để đnh gi, người ta so snh với những kết quả đo thực dụng với kết quả đo v thử nghiệm cũ. Đối với những thiết bị mới đưa vo vận hnh thì so snh với những kết quả đo v thử nghiệm của nh chế tạo. Cuối cng, đnh gi khả năng thiết bị điện lm việc v vận hnh thử tồn diện. E. Lập cc bin bản kiểm tra v thử nghiệm: Tất cả những kết quả kiểm tra, thử nghiệm v vận hnh thử cc thiết bị điện trong qu trình hiệu chỉnh đều được ghi vo bin bản hoặc ghi thnh bo co. Bin bản l văn bản php lý cơ bản, dựa vo đĩ để kết luận chất lượng v khả năng đưa thiết bị vo lm việc bình thường. Để lập cc ti liệu kỹ thuật bn giao cho đơn vị hiệu chỉnh nn lm sẵn những mẫu bin bản hoặc bo co, chỉ cần ghi kết quả vo đĩ trong qu trình hiệu chỉnh v khi kết thc cơng việc hiệu chỉnh. Cc bin bản đều được lập thnh hai bin bản, một bản để giao cho đơn vị vận hnh, cịn bản thứ hai được lưu lại ở đơn vị hiệu chỉnh. Nhứng bin bản hoặc bo co phải cĩ kết luận. Trong đĩ nu ln sự đnh gi chung về thiết bị, tất cả những kết quả đo, kiểm tra, thử nghiệm v chạy thử, những bản, những đường biểu diễn v đồ thị. Những bin bản v bo co đều do người thực hiện cĩ trch nhiệm v chỉ đạo cơng tc hiệu chỉnh thiết bị ghi chp. F. Qui định chung trong khi tiến hnh thử nghiệm: - Khi tiến hnh thử nghiệm, nghiệm thu bn giao cc thiết bị điện m khối lượng v tiu chuẩn khơng khc với những qui định trong tiu chuẩn ny thì phải theo hướng dẫn ring của nh chế tạo. - Thiết bị rơle bảo vệ v tự động điện ở cc nh my điện v cc trạm biến p được kiểm tra theo TCVN. - Ngồi những thử nghiệm, nghiệm thu bn giao thiết bị điện đ được qui định trong cc tiu chuẩn về tất cả cc thiết bị điện cịn phải kiểm tra sự hoạt động của phần cơ theo hướng dẫn của nh my chế tạo. - Sự kết luận về sự hồn hảo của thiết bị khi đưa vo vận hnh phải được dựa trn cơ sở xem xt kết quả cc thử nghiệm lin quan đến thiết bị đĩ. - Mọi việc đo lường thử nghiệm chạy thử theo cc ti liệu hướng dẫn của nh my chế tạo v hướng dẫn hiện hnh khc v theo cc khối lượng, tiu chuẩn nghiệm thu bn giao thử nghiệm của bộ tiu chuẩn ny do cơng nhn lắp rp v hiệu chỉnh tiến hnh trước khi đưa thiết bị điện vo vận hnh cần phải lập bin bản theo qui định. - Việc thử nghiệm bằng điện p tăng cao l bắt buộc đối với cc thiết bị điện điện p từ 35 (kV) trở xuống. Khi cĩ đủ thiết bị thử nghiệm thì phải tiến hnh cả đối với cc thiết bị điện p cao hơn 35 (kV). - Cc vật cch điện v thiết bị cĩ điện p danh định cao hơn điện p danh định của trang bị đĩ chng được lắp đặt cĩ thể được thử nghiệm với điện p tăng cao tiu chuẩn ph hợp với cấp cch điện của trang bị điện. - Thử nghiệm cch điện của cc khí cụ điện bằng điện p tăng cao tần số cơng nghiệp thơng thường phải được tiến hnh cng với việc thử nghiệm cch điện thanh ci thiết bị phn phối. Khi đĩ trị số điện p thử nghiệm được php lấy theo tiu chuẩn đối với thiết bị đo điện p thử nghiệm nhỏ nhất. - Khi tiến hnh thử nghiệm cch điện của thiết bị điện bằng điện p tăng cao phải xem xt đnh gi cẩn thận tình trạng cch điện bằng những phương php khc. - Việc thử nghiệm cch điện bằng điện p 1000 (V) tần số cơng nghiệp cĩ thể thay thế bằng cch đo gi trị của điện trở cch điện trong một pht bằng Mgơmt 2500 (V). Nếu như gi trị điện trở nhỏ hơn tiu chuẩn qui định thì việc thử nghiệm bằng điện p tăng cao tầng số cơng nghiệp 1000 (V) l bắt buộc. - Việc thử nghiệm cch điện bằng điện p tần số cơng nghiệp của cc mạch thứ cấp cĩ điện p lm việc cao hơn 60 (V) của cc trang bị điện trong hệ thống điện l bắt buộc. - Trong cc tiu chuẩn thử nghiệm, nghiệm thu bn giao cc thiết bị điện dng cc thuật ngữ dưới đy: + Điện p thử nghiệm tần số cơng nghiệp: l trị số hiệu dụng của điện p xoay chiều hình sin tần số 50 (Hz) m cch điện bn trong v bn ngồi của thiết bị điện cần phải duy trì một pht (hoặc 5 pht) trong điều kiện thử nghiệm xc định. + Thiết bị điện đo cch điện bình thường: l thiết bị đặt trong cc trang bị điện chịu tc động của qu điện p khí quyển với những biện php chống st thơng thường. + Thiết bị điện cĩ cch điện giảm nhẹ: l thiết bị điện chỉ dng ở những trang bị điện khơng chịu tc động của qu điện p khi quyển hoặc phải cĩ những biện php chống st đặc biệt để hạn chế bin độ qu điện p khí quyển đến trị số khơng cao hơn bin độ của điện p thử nghiệm tần số cơng nghiệp. + Cc khí cụ điện: l cc my cắt ở cc cấp điện p, cầu dao cch ly, tự cch ly, dao tạo ngắn mạch, cầu chảy, chống st van, cc cuộn khng hạn chế dịng điện tụ điện, cc vật dẫn điện được che chắn trọn bộ. + Đại lượng đo lường phi tiu chuẩn: l đại lượng m gi trị tuyệt đối của nĩ khơng qui định bằng cc hướng dẫn tiu chuẩn. Việc đnh gi trong trạng thi thiết bị trong trường hợp ny được tiến hnh bằng cch so snh với cc số liệu đo lường tương tự ở cng một loạt thiết bị cĩ đặc tính tốt hoặc với những kết quả thử nghiệm khc. + Cấp điện p của thiết bị điện: l điện p danh định của hệ thống điện m trong đĩ thiết bị đĩ lm việc. V. Những thử nghiệm thiết bị điện dng my tạo điện p cao: 1. Thử nghiệm cch điện của my điện quay: Cc my điện quay khi chế tạo thường qua bố lần thử nghiệm cch điện bằng my biến p thử nghiệm, thời gian thử l một pht. - Thử nghiệm cch điện cc cuộn dy stato của my pht điện nn tiến hnh trước khi đưa roto vo trong stato. Nếu việc ghp nối stato của my thực hiện trn sn lắp rp v sau đĩ stato đưa vo xưởng ở dạng lắp rp sẳn thì cch điện được thử nghiệm hai lần: sau khi lắp trn sn lắp rp v sau khi đặt stato vo trong xưởng trước khi đưa roto vo stato. - Việc thử nghiệm cch điện của cuộn dy roto của my pht tuabin hơi được tiến hnh ở độ quay danh định của roto. - Việc thử nghiệm của my pht điện một chiều được tiến hnh theo cc tiu chuẩn qui định. Cần lấy đặc tính khơng tải v thử nghiệm cch điện vịng dy. Độ lệch của đặc tính khơng tải so với đặc tính của nh my chế tạo phải nằm trong giới hạn chính xc của việc đo lường. - Đối với động cơ điện đ được lắp rp hồn chỉnh: việc thử nghiệm cuộn dy stato được tiến hnh cho từng pha ring rẽ đối với vỏ. Ở động cơ khơng cĩ đầu ra của mỗi pha cho php tiến hnh thử nghiệm ở tất cả cc cuộn dy đối với vỏ my. Bảng 1.2 – Điện p thử nghiệm tần số cơng nghiệp đối với cch điện chủ yếu của my điện quay. Trình tự v đặc điểm của thử nghiệm Cơng suất my kVA Điện p kV Điện p thử nghiệm 1. Trước khi đặt vo rnh 2.Sau khi đặt vo rnh, trước khi nối dy 3.Sau khi nối dy 4.Trước khi xuất xưởng Đến 10000 Cao hơn 10000 3 ¸ 10000 cao hơn 10000 3 ¸ 10000 cao hơn 10000 3 ¸ 10000 cao hơn 10000 Đến 11000 Cao hơn 6000 Đến 11000 Cao hơn 11000 Đến 11000 Cao hơn 6000 Đến 3000 3000 ¸ 6000 cao hơn 10000 2,75Uđm + 4500 2,75Uđm + 6500 2,75Uđm + 2500 2,5Uđm + 4500 2,25Uđm + 2000 2,26Uđm + 4000 2Uđm + 1000 2,5Uđm 2Uđm + 3000 2. Thử nghiệm của my biến p: - Đối với my biến p cần ch ý tới cch điện của nội bộ my v cch điện của my khi qu điện p. Vì vậy khi thử nghiệm cch điện my biến p thường cĩ hai bước. - Thử nghiệm my biến p bằng điện p cao, tần số cơng nghiệp được thử nghiệm bằng cch tăng dần điện p tới điện p thử nghiệm v giữ ở đấy trong một pht. My biến p chịu được thử nghiệm nếu nĩ khơng phĩng điện hồn tồn. Bảng 1.3 – Điện p thử nghiệm xoay đối với cch điện my biến p dầu Điện p định mức dy quấn my biến p (kV) Điện p thử nghiệm xuất xưởng (kV) Điện p nghiệm thu tại chỗ(kV) Thử nghiệm bảo dưỡng theo chu kì (kV) 1,2 2,4 4,8 8,7 15 18 25 34,5 46 69 10 15 19 26 34 40 50 70 95 140 7,5 11,2 14,25 19,5 25,5 30 37,5 52,5 71,25 105 6,5 9,75 12,35 16,9 22,1 26 32,5 45,5 61,75 91 - Cũng cĩ thể thử nghiệm bằng dịng điện chỉnh lưu. Việc xc định gi trị điện p thử nghiệm phụ thuộc vo điện p định mức của my biến p. Cơng suất định mức my biến p (kVA) 3 6 10 15 20 Gi trị max của điện p chỉnh lưu thử nghiệm (kV) 25 35 50 65 80 - Thử nghiệm điện p xung kích đối với cc my biến p cĩ cơng suất lớn thường gặp khĩ khăn vì nguồn phải cĩ điện dung lớn mới đảm bảo dạng sĩng tiu chuẩn. Do đĩ đơi khi cũng cho php thử nghiệm với sĩng cĩ độ di ngắn hơn (pht hiện cc sĩng điện cục bộ xảy ra trn cch điện dọc khi cho tc dụng điện p xung kích l một trong cc thử nghiệm quan trọng của my biến p. Phương php thơng dụng nhất l đo dịng điện ở mạch trung tính v đem so snh với dịng điện). Trong my biến p khơng bắt buộc phải thử cch điện cuộn dy của my biến p cĩ dầu bằng điện p tăng cao ở tần số cơng nghip khi đưa my vo vận hnh lần đầu. Đối với my biến p nhập từ nước ngồi, được nh chế tạo thử nghim với điện p m trị số nhỏ hơn so với tiu chuẩn Việt Nam. Qui định sẽ được thử nghiệm bằng cc điện p xc định cho từng trường hợp cụ thể. - Cch điện đầu ra cc pha của cuộn dy my biến p từ 110 (kV) trở ln cĩ điểm trung tính cch điện khơng hồn tồn chỉ cần thực nghiệm bằng điện p cảm ứng. Cịn cch điện trung điểm thử bằng điện p đặt vo. - Thử cc đầu vo được tiến hnh theo tiu chuẩn cch điện đầu vo v cch điện xuyn cc my biến p đo lường được thử nghiệm theo khối lượng v qui định tiu chuẩn Việt Nam. Đối với my biến dịng v my biến điện p đến 35(kV), việc thử nghiệm bn sơ cấp l bắt buộc. 3. Thử nghiệm cch điện của cp cao p: Cp l dy dẫn mềm được cch điện để ngăn chặn cc tc dụng bn ngồi đối với cch điện. Dy dẫn thường l dy dẫn xoắn bằng đồng hoặc nhơm. Để cĩ độ chịu lớn v độ bền cơ giới cần thiết. Vật liu cch điện dng trong cp phải cĩ phẩm chất tốt để giảm kích thước đồng thời đủ độ bền về cơ giới, sự phn loại cp tuỳ theo kết cấu cch điện cp. Thử nghiệm kiểm tra tiến hnh trn từng đoạn cp gồm: đo điện trở li, điện trở cch điện v thực nghiệm điện p xoay chiều. Đối với loại cp chứa khí nn người ta chỉ tiến hnh thí nghiệm với điện p một chiều. Bảng 1.4 – Bảng điện p thử nghiệm của cp. Loại cp Cp tẩm dầu Cp chứa khí nn Cp đổ dầu 110 kV điểm trung tính nối đất Trị số điện p xoay chiều (kV) Thời gian(pht) Trị số điện p một chiều (kV) Thời gian (pht) 6 kV 10 kV 35 kV 10 kV 35 kV 140 15 14,2 10 23 10 65 20 40 30 130 30 4. Thử nghiệm cch điện của khí cụ điện: Thử nghiệm cc my cắt được tiến hnh theo cc hạng mục sau: - Đo điện trở cch điện của phần động của mạch nhị thứ, của nam chm điện đĩng v cắt. - Đo điện trở cch điện của vật cch điện đỡ,vật cch điện của buồng dập hồ quang, buồng cch ly cc thanh ko cch điện, ống dẫn khí bằng vật liệu cch điện. - Đnh gi tình trạng cch điện bn trong thng v cch điện buồng dập hồ quang. Do tổn thất điện mơi tgd của cc đầu ra cĩ thm số liệu đnh gi, độ ẩm cch điện bn trong thng cc my cắt my điện p 35 (kV) trở ln. Nếu tổn thất điện mơi tgd của cch điện bn trong vượt gấp hai lần tổn thất điện mơi của đầu vo trước khi lắp my cắt thì phải sấy cch điện bn trong thng. - Đo điện trở bằng dịng một chiều: đo điện trở của hệ thống thanh dẩn điện trong một pha v đo ring từng phần của nĩ. Đo điện trở suất của buồng dập hồ quang điện trở đo được sai qu 3% so với số liệu nh chế tạo. Đo điện trở cuộn dy của cc cuộn điện từ điều khiển đĩng ngắt. Đo điện trở cch điện cc dao cch ly, dao tự cch ly v dao tao ngắn mạch, của ống dẫn v thanh ko bằng vật liệu hữa cơ, của cc vật liệu cch điện nhiều phần tải, mạch thứ cấp của cuộn điện từ điều khiển. Bảng 1.5- điện p thử nghiệm tần số cơng nghiệp đối với cch điện ngồi của khí cụ. Cấp điện p (kV) Trị số điện p thử nghiệm (kV) với khí cụ 3 6 10 15 20 35 Thơng thường bằng gốm sứ Thơng thường bằng vật liệu hữu cơ Giảm nhẹ bằng gốm sứ Giảm nhẹ bằng vật liệu hữu cơ 24 32 42 55 65 95 22 29 38 41 56 85 13 21 32 48 12 19 29 43 5. Thử nghiệm chống st van: - Thường đưa điện p 2500 (V) vo đầu cực L. Sơ đồ thử nghiệm như hình vẽ, sau đĩ tiến hnh đọc điện trở cch điện của ci chống st van. Một số cĩ gi trị cao 10000 (MW). Một số loại thấp hơn, việc đnh gi dựa trn cơ sở so snh gi trị kết quả thử nghiệm trước của thiết bị tương tự. - Ci chống st cĩ thể thử nghiệm bằng điện p cao một chiều. Điện p một chiều phải bằng 1,7 lần điện p định mức của ci chống st. - Thử nghiệm tại chổ chống st ở trạm cĩ thể thực hiện trong khi vận hnh bình thường bằng cch đo dịng rị qua ci chống st vì ci chống st cĩ tổng trở đối với đất lớn nn nếu dịng điện rị lớn hơn gi trị bình thường chứng tỏ chống st van bị hỏng. Việc đnh gi dữ liệu thử nghiệm dựa trn việc so snh cc gi trị đo thu được trn cc bộ chống st tương tự với cc gi trị của ba cực của chống st một cực. 6. Thử nghiệm dịng điện rị theo điện p: - Thử nghiệm qu điện p một chiều cĩ điều chỉnh. Thử nghiệm ny được tiến hnh bằng cch thay đổi điện p, xc định dịng điện rị để pht hiện hư hỏng cch điện v dừng thử nghiệm trước khi cch điện bị đnh thủng. - Bước điện p đầu tin thường lấy bằng 1/3 điện p thử nghiệm tính tốn đặt vo my điện.đọc cc gi trị dịng điện rị từng pht tối đa đến mười pht. - Bước tiếp theo tăng điện p từng nấc 1000 (V) v ghi dịng điện rị ở mỗi nấc. Thời gian giữa từng nấc đủ để dịng điện rị ổn định. - Ở từng nấc điện p vẽ cc gi trị dịng rị trn trục tung v điện p thử nghiệm trn trục hồnh. Đối với hệ thống cch điện tốt đường biểu diễn sẽ trơn. Mọi sự thay đổi đột ngột đường biểu diễn chứng tỏ sự hư hỏng dy quấn sắp xảy ra. - Tăng điện p từng nấc để loại trừ khả năng dịng rị qu lớn gy ion hố. Nhằm đo dịng điện rị được chính xc. 7. Thử nghiệm cch điện của tụ điện: - Cĩ thể tiến hnh một số thử nghiệm nhằm xc định khả năng sẵn sng hoạt động của tụ điện để nng cao hệ số cơng suất. Người ta tiến hnh thử nghiệm sau đối với tụ. Trước khi đưa vo sử dụng cần thực hiện cc thử nghiệm sau đy: - Thử nghiệm giữa cc cực hoặc thử nghiệm cao p ở 75% điện p thử nghiệm xuất xưởng. - Thử nghiệm xung ngắn mạch đầu cực với vỏ. Khả năng sử dụng của bộ tụ điện cĩ thể được xc định bằng một trong cc thử nghiệm sau đy khi pht hiện cĩ khả năng bị hư hỏng: + Thử cao p cường độ cch điện giữa cc pha v giữa cc pha với vỏ. + Đo điện dung bằng cch đo dịng điện khi biến điện p v tần số. + Đo điện trở cch điện giữa cc pha. + Đo điện trở cc điện giữa cc pha v vỏ. + Độ kín của chất lỏng ở 750C. + Hệ số cơng suất cch điện pha - vỏ, giữa cc pha. + Giữa cc pha: điện p thử nghiệm xoay chiều v một chiều bằng 75% điện p thử nghiệm xuất xưởng: + Xoay chiều 0,75. 2E = 1,5E. Trong đĩ E l điện p dịnh mức trn vỏ my. Tần số từ 20 ¸ 70 (Hz). Thời gian mười giy tụ nạp v phĩng điện với điện p khơng vượt qu E. + Một chiều: 0,75. 4,3E = 3,2 E thời gian thử nghiệm nạp tụ điện khơng qu mười năm giy để trnh điện trở phĩng điện bị chọc thủng. Giữa điện p pha v vỏ. Bảng1.6. Thử nghiệm cch điện của tụ điện. Điện p định mức của tụ (V) Điện p thử nghiệm (kV) 216 ¸ 1199 1200 ¸ 5000 5001 ¸ 15000 13200 ¸ 22000 15 28,5 39 45 8. Tiu chuẩn điện trở cch điện cho php: - Gi trị điện trở cho php tối thiểu để đĩng điện an tồn cc thiết bị cơng suất ở mỗi cấp điện p. Gi trị điện trở thấp chứng tỏ cch điện bị ẩm, bị xuống cấp do nhiệt hoặc do hố chất. Thiết bị cĩ điện trở cch điện thấp hơn mức tối thiểu dễ bị hư hỏng v khơng được đĩng điện vì lý do an tồn cho con người. - Điện trở cch điện tối thiểu ở 20oC cho php đĩng điện an tồn. Bảng1.7 Điện p định mức (kV) Điện p hệ thống (kV) Điện trở tối thiểu cho php (MW) 0,6 2,4 5 7,2 15 36 72 145 242 550 0,12; 0,24 ; 0,48 2,4 4,16 6,9 13,8 20 ¸ 25; 34,5 69 115;138 230 500 1,5 3,5 5,16 8,2 14,8 35 70 139 231 501 9. Thử nghiệm cch điện của sứ: Sứ cch điện l bộ phận để cch điện v giữ chặt cc chi tiết cch điện thế khc nhau. Yu cầu chung đối với sứ l phải đủ độ bền điện cch điện. Khơng chỉ ở điện p bình thường m cịn cả khi qu điện p. Sứ cch điện được dng rất rộng ri trong hệ thống điện: lm sứ xuyn cch điện đầu ra my biến p, sứ treo, sứ đỡ. Tuỳ theo yu cầu lm việc m sứ được thử nghiệm cch điện bằng một chiều, xoay chiều, hay xung. Ngồi ra với sứ lm việc ngồi trời cịn phải thm thử nghiệm cch điện ướt, tương ứng với điều kiện hki cĩ mưa nhn tạo. 10. Cc thử nghiệm khc: Ngồi ra, trong phịng thử nghiệm điện cao p người ta cịn thử như: dầu cch diện, chất lỏng, khí cch điện, sứ đỡ của khng điện, cch điện của cc chi tiết v mạch của bộ biến đổi điện, my biến p của bộ biến đổi điện, dầu thơng tin lin lạc, cch điện đỡ của cầu chảy điện p trn 1000 (V) trước khi đưa vo sử dụng. Chương2 TÌM HIỂU CƠNG NGHỆ CHẾ TẠO MY BIẾN P THỬ NGHIỆM CAO P MỘT PHA So snh my biến p thử nghiệm cao p một pha v my biến p điện lực thơng thường. Về nguyn lý cả hai my lm việc điều giống nhau. Tức l lm việc dựa trn hiện tượng cảm ứng điện từ, biến đổi một hệ thống dịng điện xoay chiều ở điện p khc, với tần số khơng thay đổi. Nhưng my biến p điện lực thơng thường mục đích dng để tăng p hoặc giảm p tuỳ theo yu nhu cầu sử dụng. Nĩ lm việc ở chế độ di hạng cịn đối với my biến p thử nghiệm cao p mơt pha một đích tạo điện p cao bn thứ cấp, dng để thử nghiệp cc thiết bị điện, do đĩ thời gian lm việc của my ngắn hạn lặp lại. Do đĩ cơng nghệ chế tạo my biến p cao p thử nghiệp cao p một pha cũng giống như my biến p thơng thường nhưng cĩ một vi đặc điểm cần lưu ý sau: Do đặc điểm lm việc nn my biến p thử nghiệp cần ch ý một số điểm sau so với my biến p thơng thường ơ chỗ: 1. My biến p cao p thử nghiệp lm việc ngắn hạn lặp lại: Trong qu trình lm việc chịu ảnh hưởng ngắn mạch, phĩng diện. Thời gian cho php mang tải của my biến p thử nghiệp phụ thuộc rất lớn vo dịng tải. Thời gian mang tải cng lu nhiệt độ của my tăng ln rất nhanh. Để giảm bớt sự pht nĩng cho my trong qu trình chế tạo my biến p thử nghiệp cao p. Người ta chọn những loại thp cn nguội để đảm bảo dịng từ hố nhỏ. Điều ny lm giảm tổn hao trong li thp. Sự toả nhiệt của my sẽ giảm. 2. Trong lc thí nghiệm thiết bị điện: Ta cần phải đo v xc định gi trị điện p cần thử nghiệm. Do đĩ trong qu trình thử nghiệp ta cần phải xc định chính xc gi trị. Trong lc đo sai số khi đo l khơng thể trnh khỏi, nguyn nhn gy sai số trong thí nghiệm chủ yếu nhất l do my biến p gy nn. Để giảm sai số tối thiểu trong qu trình tính tốn v chọn li thp. Ta cần phải chọn mật độ từ cảm trong li khoảng từ 1 đến 1,2. Mục đích để li thp trong my biến p khơng bị bo hồ. Điện p khơng bị biến dạng nhiều trong lc đo. 3. Dy quấn bn cao p khơng xảy ra hiện tượng cộng hưởng khi thí nghiệp. Bố trí sao cho phn bố điện p đều đặn trn cc vịng dy khi cĩ điện p xung. 4. Chọn hệ số hình dng cho my biến p thử nghiệm: Thường chọn hệ số b nhỏ hơn so với my biến p điện lực thơng thường. Mục đích chọn b nhỏ để cch điện cho my dể dng dy quấn rải điều trn trụ v tạo khoảng cch an tồn so với gơng. 5. Dầu trong my biến p điện lực thơng thường ngồi mục đích cch điện trong my, thì nĩ cịn dng với mục đích tản nhiệt cho my. Nhưng trong my biến p thử nghiệm cao p một pha dầu trong my mục đích dng để cch điện cho my l chính. 6. Trong my biến p thí nghiệm cao p mơt pha, do thời gian lm việc ngắn nn trong qu trình tính tốn, người thiết người ta ít quan tm đến sự tản nhiệt của my. Do đĩ trong my biến p thử nghiệm người ta khơng tính đến cnh tản nhiệt của my. My biến p thử nghiệm hình dng bn ngồi gọn nhẹ hơn so với my biến p thơng thường. 7. Dy quấn cao p được chia thnh nhiều galt nhỏ, mỗi galet cĩ điện p khc nhau. Đường kính trong của dy quấn cao p khơng bằng nhau. Do đĩ cch điện trong cuộn cao p với cuộn hạ p theo từng bậc thang. 8. Tiết diện dy quấn bn cao p rất be (vì điện p lớn cơng suất b) do đĩ trong qu trình tính tốn v chọn dy quấn. Người ta chỉ quan tm dến độ bền về cơ khí (khơng quan tm dến độ bền về điện). Nhận xt: tĩm lại trong my biến p cao p thử nghiệm một pha cơng nghệ chế tạo nĩ khơng cĩ gì khc so với my biến p thơng thường nhưng ta cần phải ch ý dy quấn bn cao p của my, cch điện trong my phải tính đến hệ số dự trữ. Chương 3 CHỌN PHƯƠNG N DY QUẤN Dy quấn my biến p thử nghiệm trước hết phải đp ứng yu cầu chung đối với dy quấn. Yu cầu chế tạo v vận hnh để đảm bảo kinh tế v gi thnh hạ. 1. Yu cầu về vận hnh gồm cc mặt điện , cơ, nhiệt. a. Về mặt điện: cch điện của my biến p phải tốt, phải chịu được điện p lm việc v qu điện p. Anh hưởng của qu điện p do đĩng ngắt mạch v điện p lm việc thường chủ yếu l đối với cch điện chính của my biến p. Tức l cch điện giữa cc dy quấn với nhau, giữa dy quấn với vỏ my. Cịn qu điện p thường ảnh hưởng đến cch điện dọc của my biến p. Tức l giữa cc vịng dy, lớp dy hay giứa cc bnh dy của từng dy quấn. b. Về mặt cơ học dy quấn khơng bị biến dạng hoặc hư hỏng của lực cơ học do dịng ngắn mạch gy nn. c. Về mặt nhiệt khi trong vận hnh cũng như trong trường hợp ngắn mạch. Trong một thời gian nhất định dy quấn khơng được cĩ nhiệt độ cao vì lc đĩ cch điện sẽ bị qu nĩng chĩng hư hỏng hoặc bị gi hĩa mất tính cch điện. 2. Yu cầu về chế tạo: Kết cấu đơn giản, ít tốn nguyn liệu, thời gian chế tạo ngắn, gi thnh thấp nhưng địi hỏi phải đảm bảo trong vận hnh. Tuỳ theo cấp điện p, điều kiện cơng nghệ m ta cĩ cc kiểu dy quấn khc nhau. Dưới đy ta sẽ phn tích một vi phương n dy quấn v nhược điểm của một số phương n dy quấn để tạo ra phương n tối ưu p dụng để chế tạo my biến p thử nghiệm. A. Phương n một: Hai cuộn cao p v hạ p được quấn theo kiểu trụ trịn. Được bố trí trn hai trụ. Kiểu quấn dy ny giơng như my biến p điện lực thơng thường. Với my cao p ta cần ch ý nơi điện trường tập trung để đặt mn chắn hoặc tăng cường cch điện của chỗ đĩ (đặt biệt bn trong cuộn cao p). Xt phương n quấn dy. Cần khảo st phn bố từ trường ở mỗi loại cho thấy điện trường tập trung chủ yếu l ở đầu v giữa cuộn dy, do đĩ ta cần phải tăng cường cch điện tại nơi đĩ. B HA CA Ura Hình 3.1. Phn bố từ trường của phương n hai cuộn dy quấn trn hai trụ Nếu quấn theo phương php ny. Việc cch điện giữa cuộn cao p v hạ p. Giữa cao p với vỏ sẽ khĩ khăn. Do quấn dy đều do đĩ điện p giữa cc lớp sẽ lớn. Địi hỏi phải cĩ vật liệu cch điện tốt, đắt tiền, khơng kinh tế, độ tin cậy km, kích thước cồng kền, lm mt km. B. Phương n hai: Ura B CA HA B Hình 3.2. Phn bố từ trường của hai dy quấn đồng tm Cuộn cao p quấn đồng tm quấn quanh cuộn hạ p, phương n ny cch điện cch điện cao p với trụ được cải thiện hơn. Nhưng việc tản nhiệt km, phương n ny do dy quấn bố trí một bn nn lm mất cn đối cho my biến p. C. Phương n ba: Ura B HA CA Hình 3.3. Phn bố từ trường của hai dy quấn đồng tm Ta thường thấy my biến p một pha hai dy quấn đồng tm người ta dng kiểu bọc như hình 3.3, phương n ny cn đối về trọng lượng giữa chiều cao trụ, giảm chiều di dy dẫn từ dy quấn đến sứ ra. Nhận xt: - Cả ba phương n trn cho ta thấy cuộn cao p được quấn thnh bối lớn, cch điện khĩ, việc sửa chữa khi hỏng hĩc dy quấn rất khĩ khăn. Sự tản nhiệt trong dy quấn đặt biệt bn cao p sẽ rất khĩ. Nn trong thực tế cả ba phương n trn sẽ khơng dng đến trong my biến p thử nghiệm cao p một pha. - Chi tiết dễ hỏng nhất trong my biến p l dy quấn với một số nguyn nhn sau: + Ngắn mạch giữa cc vịng dy, nguyn nhn cch điện bị gi hố. My biến p bị lm việc qu tải, đo đĩ xuất hiện lực cơ trn dy quấn khi ngắn mạch xảy ra. + Đứt mach: cc đầu dy ra bị chy đứt, do chất lượng mối hn hoặc lực cơ khí khi ngắn mach. + Dy quấn thường bị hai kiểu hỏng: ngắn mạch giữa cc vịng dy, bị hỏng dy quấn . - Như vậy dy quấn kiểu một khối trn người ta khơng p dụng cho my biến thế thí nghiệm một pha. D. Phương n thứ tư: B B Ura HA CA Hình 3.4. Phn bố từ trường của dy quấn Cuộn dy cao p được phn thnh nhiều bnh dy (vnh dy hay ga lt) cĩ chiều cao v đường kính bằng nhau, sau đĩ nối cc bnh lại với nhau. Đy l trường hợp hai cuộn dy cao p v hạ p cĩ chiều cao khơng bằng nhau. Ta cĩ thể xem như cĩ nhiều cuộn dy thnh phần m tổng từ thơng tản thực tế của cuộn dy thực. Như vậy cĩ thể coi từ thơng tản thự tế gồm hai từ thơng tản thnh phần: từ thơng tản dọc cĩ từ cảm B v từ thơng tản ngang cĩ từ cảm B’. Ở đy B coi như tồn bộ cuộn dy sinh ra, B’ do cuộn dy cĩ chiều cao khơng bằng nhau sinh ra. Trong trường hợp đĩ Unx được đưa vo hệ số Kq như sau: Trong đĩ: x = Với : l – Chiều cao cuộn hạ p lx – Tổng cc khoảng hở. lx xc định với điều kiện my biến p lm việc ở chế độ định mức ứng với số vịng dy W2đm Unx = Từ trường phn bố như hình trn.ta nhận thấy cần phải tăng cường cch điện ở đầu cc cuộn dy cũng như cch điện giư hạ p v trụ, giữa cao p v gơng. Tc dụng của việc phn đoạn nhiều bnh dy l giảm được điện p giữa cc lớp cạnh nhau trong mỗi bnh dy, nhờ đĩ cĩ thể cải thiện cch điện giữa cc lớp. Điện p mỗi bnh dy by giờ sẽ l: Ub = U2đm – Điện p bn cao p. n - Số bnh dy. Như vậy điện p giữa 2 lớp cạnh nhau trong mỗi bnh cũng sẽ giảm n lần. Điện p cng cao số bnh dy cng nhiều. Số lượng bnh dy cịn tuỳ thuộc vo ý định phn bố của người thiết kế. Cch điện giữa cc bnh dy: cĩ thể phn ra bnh dy thường v bnh dy cch điện tăng cường (thường ở đầu v cuối cuộn dy). Tuỳ theo từng loại bnh dy m kính thước v khoảng cch cch điện của chng cũng khc nhau. Đối với bnh dy chính, cch điện giữa chng thường l cc rnh dầu ngang hoặc những đệm cch điện tuỳ theo điện p của bnh dy. Khi cĩ sĩng qu điện p, vì đầu sĩng dựng đứng nn những bnh dy đầu tin chịu phn bố điện p lớn. Để cho những bnh dy (hay những vịng dy) ny khơng bị chọc thủng cch điện ta phải tăng cường cch điện so với cc bnh dy (hay vịng dy) chính. Những bnh dy ny gọi l những bnh dy tăng cường. Đối với cc bnh dy tăng cường, điều kiện lm nguội khĩ khăn hơn, cĩ thể lm nhiệt độ dy quấn tăng ln vì thế cần phải giảm mật độ dịng điện trong cc bnh dy ny xuống bằng cch tăng tiết diện dy dẫn ln khoảng 10 đến 15 phần trăm so với bnh dy chính. Phn đoạn cuộn dy tạo điều kiện lm mt dy quấn dễ dng hơn. Khi dy quấn bị hư hỏng cĩ thể tho ring từng bnh dy ra để kiểm tra, rất tiện lợi cho việc sửa chữa so với phương n quấn dy thnh một khối. Tuy nhin kiểu quấn dy ny cĩ nhược điểm: khoảng cch giữa hai bnh dy nhỏ. Dễ gy ra hiện tượng phĩng điện ở hai đầu hai bnh dy cạnh dy tăng cường. Đối với cc bnh dy tăng cường, điều kiện lm nguội khĩ khăn hơn, cĩ thể lm nhiệt độ dy quấn tăng ln vì thế cần phải giảm mật độ dịng điện trong cc bnh dy ny xuống bằng cch tăng tiết diện dy dẫn ln khoảng 10 đến 15 phần trăm so với bnh dy chính. Để khắc phục nhược điểm của phương n bốn, cuộn cao p của my biến p thử nghiệm thường được quấn theo kiểu phn đoạn hình bậc thang. Trong đĩ, cuộn cao p được chia thnh cc bnh dy cĩ đường kính khc nhau (do cch điện của mỗi bnh dy với cuộn hạ p khc nhau) sắp xếp như bậc thang ứng với điện p trn mỗi bnh được trình by trong cc phương n năm v su. Cch quấn ny giảm được khơng gian chốn của cuộn dy, tăng độ an tồn cch điện nĩi chung cũng như tăng được khoảng cch nguy hiểm xảy ra phĩng điện. E. Phương n thứ năm: B B CA HA Ura Hình 3.5 Cuộn dy cao p được chia ra lm nhiều bnh dy cĩ đường kính khc nhau. Bnh dy ở giữa cĩ đường kính lớn nhất (điện p cao nhất). Cc bnh ở cng xa bnh trung tm đường kính cng nhỏ dần. Số bnh dy nhiều hay ít tuỳ thuộc cấp điện p v sự bố trí của người thiết kế. Cc ưu điểm của phương php ny : - Về mặt điện: + Hai bnh dy ngồi cng ở gần gơng mạch từ cĩ điện p nhỏ hơn điện p định mức cuộn cao p nhiều. Do vậy cĩ thể giảm được cch điện (vật liệu v khoảng cch cch điện) giữa cuộn dy cao p v gơng từ lm cho chiều cao loĩ thp giảm. + Điện p được phn bố trn nhiều bnh dy nn kích thước mỗi bnh dy khơng qu lớn cch ny cĩ thể p dụng cho my biến p cao p . + Ưu điểm nổi bật quan trọng nhất của phương n ny ở chỗ khi bố trí cc bnh dy theo kiểu bậc thang, ta đ tăng được khoảng cch cch điện ở mỏm đầu giữa hai bnh dy cạnh nhau l vị trí xung yếu, dễ xảy ra phĩng điện. Như đ biết, dầu my biến p thuộc loại dầu khống l sản phẩm chưng cất từ dầu mỏ cĩ cường độ cch điện rất cao (khi vận hnh Ect ³ 14 KV/mm ). Khoảng cch cch điện chỉ cần tăng ít cũng đảm bảo đủ độ bền điện cuộn cao p an tồn, tăng độ tin cậy của my. - Về mặt nhiệt: tăng bề mặt tản nhiệt của dy quấn , lm mt tốt. - Cc nhược điểm : + Nhược điểm chung của kiểu dy quấn thnh cc bnh l chịu lực cơ km hơn kiểu dy quấn thnh một khối (lực dọc v ngang trục dễ lm cc bnh dy bị xơ đi khỏi vị trí ban đầu) do việc bố trí cuộn dy ring rẽ trn trụ. Tuy nhin my p thử nghiệm cao p một pha cĩ điện p đầu ra lớn cơng suất b nn dịng điện ngắn mạch nhỏ (I2= S/U2), mặt khc my thường lm việc ở chế độ khơng tải (khi cĩ ngắn mạch thì rơle ngắt ngay). Do đĩ khuyết điểm trn thực ra cũng khơng ảnh hưởng gì lớn lắm. + Việc quấn, nối dy tương đối phức tạp hơn cc phương n khc. + Nhược điểm chính của phương n l cch bố trí đầu dy cao p ra ngồi Để đảm bảo an tồn, dy dẩn ra (nhất l dy cao p) cần phải được cch điện tốt với cc bộ phận nối đất (vỏ my, x p gơng, bu lơng nối đất) cũng như cc bộ phận dẫn điện khc. Khi điện p nhỏ, dy dẫn ra khơng cần bọc thm cch điện. Ở những my biến p cĩ điện p cao, đoạn dy dẫn từ cuộn cao p tới sứ cch điện tới nắp thng cần phải được cch điện tốt bằng nhiều lớp cch điện quấn xung quanh. Tuy nhin do điện p cao, điện trường tập trung ở dy dẫn ra rất mạnh, rất cĩ thể xảy ra hiện tượng phĩng điện chọc thủng ở những nơ xung yếu nhất về cch điện. Vì vậy, chiều di của dy cao p trong thng cng ngắn thì đơ tin cậy cng cao. Trong phương n ny, r rng chiều dy cao p bị tăng thm một đoạn bằng nữa chiều cao cuộn cao p do cơng nghệ quấn dy. Do đĩ đy cũng chưa phải l phương n tối ưu nhất. F. Phương n thứ su: B1 B1 B2 Ura HA CA Hình.3.6 L một bước cải tiến, khắc phục nhược điểm của phương n năm. Cc bnh dy được bố trí kiểu bậc thang cĩ đường kính giảm dần tính từ đầu ra cuộn cao p. Phn bố từ trường tản của cuộn dy như hình trn. Trong đĩ B1, B1’ l từ thơng tản chính, B2 l từ thơng tản do cuộn dy cĩ chiều cao khơng bằng nhau sinh ra. Ưu điểm của phương n ny l đầu dy ra cao p được bố trí ở bnh dy trn cng gần với sứ đầu ra trn nắp thng my biến p, rt ngắn được chiều di dy dẫn ra cao p đảm bảo yu cầu cch điện. Chọn phương n dy quấn tối ưu: Yu cầu của bi thiết kế my biến p thử nghiệm điện p ra của cuộn dy cao p l: 120 (kV). Với điện p ny bốn phương n đầu khơng chấp nhận được do nhược điểm dy quấn cch điện khơng an tồn. Phương n năm cĩ thể dng được với điều kiện phải đảm bảo được độ bền điện. Dy dẫn đầu ra cao p, tốn vật liệu cch điện đắt tiền cch quấn ny chỉ nn dng khi chiều cao cc bnh dy tương đối nhỏ điện p khơng lớn lắm. Qua phn tích ưu nhược điểm của từng phương n quấn dy đ nu trn ta nhận thấy phương n thứ su cĩ nhiều ưu điểm hơn cả. - Do phn đoạn thnh cc bnh dy kiểu bậc thang mkhoảng cch cch điện giư cc mỏm bnh dy gần nhau được tăng ln. Bnh dy cng cĩ điện p cao thì khoảng cch ny cng lớn (so với bnh bn cạnh v bnh kế tiếp) do cch điện của cuộn dy cao p so với cuộn hạ p tăng ln tại bnh đĩ. - Giảm được cch điện cc lớp dy trong một bnh. - Chiều di đầu ra cao p trong thng được rt ngắn thiết kế hợp lý đảm bảo độ tin cậy khi my lm việc - My lm mt tốt nhờ diện tích tiếp xc với dầu của bnh dy tăng, gip cho tản nhiệt được dễ dng. - Cơng nghệ chế tạo, lắp rp tương đối đơn giản, khi cĩ sự cố hư hỏng, thuận tiện cho việc kiểm tra pht hiện chỗ khuyết tật giảm được thời gian sửa chữa. - Căn cứ vo những ưu điểm trn cuộn cao p của my biến p thử nghiệm trong bi ny sẽ được tính tốn thiết kế theo phương n su. Chương IV TÍNH TỐN LI THP V DY QUẤN MY BIẾN P ¬ Số liệu ban đầu : Cơng suất my: S = 20 (kVA) Điện p sơ cấp: U1 = 0 ÷ 220 (V) Điện p thứ cấp: U2 = 0 ÷ 120 (kV) Tần số : f = 50 (Hz) ¬ Bước đầu tính tốn lấy cc thơng số của my theo tiu chuẩn về sản suất my biến thế – ti liệu số 2 – “trang 560”. Điện p ngắn mạch: Un = 4,5 % Tổn hao ngắn mạch: Pn = 510 (W) Dịng khơng tải phần trăm: i0 = 2% My lm mt bằng dầu. ¬ Cc số liệu ny lấy với mục đích chỉ tham khảo. Lấy v chọn sơ bộ, sẽ tính lại chính xc theo kết cấu my. § 4.1 Tính tốn kích thước chủ yếu Tính tốn cc đại lượng điện cơ bản: Cơng suất trn trụ my biến p: Theo cơng thức (2-2) – ti liệu số 1: St = (kVA) Trong đĩ: S = 20 (kVA) – dung lượng my biến p t = 1 – số trụ tc dụng St = (kVA) Dịng điện định mức của my: Theo cơng thức (2-4)- ti liệu số 1 I = (A) ¬ Phía sơ cấp: ¬ Phía thứ cấp: Trong đĩ: U1 = 220 (V) – điện p định mức phía sơ cấp U2 = 120 (kV) – điện p định mức phía thứ cấp S = 20 (kVA)- dung lượng my biến p Điện p thử nghiệm dy quấn: Theo bảng 2 – ti liệu số 1: U1 = 220 V – ta cĩ điện p thử Uth1 = 5 (kV) U2 = 120 kV – ta cĩ điện p thử Uth2 = 210 (kV) Chọn số liệu xuất pht v tính cc kích thước chủ yếu: Chọn chiều rộng quy đổi của rnh từ tản giữa dy quấn cao p CA v hạ p HA: Phương n cch điện bằng ống baklit dầu: a12 a01 d12 2 1 3 4 Hình 4.1 1 – cuộn dy HA 2– cuộn dy CA 3- trụ 4 – ống cch điện baklit. Theo hình (14- 5) trang 101 – ti liệu số 2 – với Uth2 = 210 (kV). Chọn a12 = 6,5 (cm). Trong rảnh đặt 3 ống cch điện baklit. Nhưng đối với khoảng cch ny dng cho my p điện lực. Cơng suất lớn. Lm việc di hạn. Cịn ở đy ta chỉ thiết kế my biến p thử nghiệm cơng suất b điện p lớn lm việc ngắn hạn nn lc đầu chọn a12 = 5 (cm). trong rnh dầu đặt 2 ống baklit cĩ độ dy mỗi ống l d12 =0,4 (cm). Độ bền điện giữa CA v HA. Khi dng dầu v ống baklit: Uct = Edầu.ddầu + Eb.db Edầu =14(kV/mm)- cường độ cch điện của dầu my biến p. ddầu : khỗng cch dầu cch điện. ddầu = a12 - 2d12 = 5- 2.0,4 = 4,2(cm) Eb : độ bền điện baklit theo bảng(2-15)-ti liệu số 4 - chọn baklit loại 3020. với tấm dy 3 (mm). Eb = 9 (kV / mm) – độ bền điện của baklit. db = 2.0,4 = 0,8 (cm) Vậy Uct = 14.42 + 9.8 = 660 (kV) Trong thực tế ống baklit cịn cĩ tc dụng lm mng chắn phn bố lại điện trường nn Uct phải lấy lớn hơn trị số đ tính được. Lấy Uct = 700 (kV) - Đối với my biến p thử nghiệm ta cso thể sử dụng vật liệu tốt hơn nhằm giảm kích thước của my tối đa m vẫn đảm bảo được độ bền điện. Do đĩ ta dng vật liệu vải thuỷ tinh p bằng keo bơxynơvơnakrdin. Ta tính sao cho cường độ cch điện mới ny bằng phương php dng dầu v ống baklit. - Thay cch điện dầu + bakelit bằng cch điện vải thuỷ tinh dn keo bơxy. 4 1 3 a’12 a’01 2 Để lm mt cuộn dy hạ p v thuận tiện cho lắp dy ta tạo ra một rnh dầu dọc trục cĩ chiều rộng 0,5 (cm) giữa cuộn dy hạ p v phn cch cuộn dy cao p. Hình 4.2 1 – Cuộn dy hạ p 2 – Cc bnh dy 3 - Trụ 4 – Ống cch điện cao p - hạ p bằng vải thuỷ tinh p keo bơxy - Chiều dy sơ bộ của ống cch điện vải thuỷ tinh p keo bơxy: Uct = 5.Edầu + Ev.dv Trong đĩ: Edầu = 14 (kV / mm) – cường độ cch điện của dầu my biến p Ev = 18 (kV / mm) – cường độ cch điện của vải thuỷ tinh- theo ti liệu 4 – bảng 2 – 21. dv – chiều dy ống cch điện của vải thuỷ tinh. Do đĩ: 700 = 5.14 + 18. dv dv = 3,5 (cm) = 35 (mm) - Do cch quấn dy phn đoạn bnh dy, chiều dy cch điện so với cuộn hạ p. Ơ mỗi bnh khc nhau tại bnh cĩ điện p 120 (kV) thì chiều dy ống cch điện l 3,5 (cm) - Khi tính tốn lấy gi trị trung bình. Sơ bộ chọn dvtb = 2 (cm) a’12 = dvtb + 0,5 = 2,5 (cm) Gi trị 0,5 l rnh dầu dọc trục giữa cuộn hạ p v phần cch điện cuộn cao p. Theo bảng 18 – trang 193 – ti liệu số 1: - Khoảng cch cch điện từ trụ đến dy quấn hạ p: a’01 = 0,4 (cm) - Khoảng cch cch điện từ hạ p đến dy quấn cao p: lấy gi trị trung bình (kể cả rnh dầu): a’12 = 2,5 (cm) + Từ cơng thức (2 – 36) - trang 43 – ti liệu số 1: Trong đĩ: a1, a2 – chiều dy cuộn dy hạ p, cao p St = 20 (kVA) – cơng suất trụ của my. Theo bảng 12 – ti liệu số 1 – chọn k = 0,6 Ta cĩ chiều rộng quy đổi từ trường tản: Hệ số Rogovski (kr): Hệ số kr đối với một dy cơng suất v điện p rộng nĩi chung thay đổi rất ít, cĩ thể xem l khơng đổi. Thường lấy kr = 0,95. Cc thnh phần điện p ngắn mạch: ¬ Thnh phần điện p ngắn mach tc dụng: Theo cơng thức(2-10)- ti liệu số 1: Trong đĩ: Pn = 510 (W) – tổn hao ngắn mạch. S = 20 (kVA) – dung lượng my biến p. ¬ Thnh phần điện p ngắn mach phản khng: Theo cơng thức(2-11)- ti liệu số 1: Trong đĩ:Un% = 4,5 % - điện p ngắn mạch. Unr% = 2,55 % - điện p ngắn mạch tc dụng. Chọn vật liệu: ¬ Nhận xt: Vật liệu lm li sắt trong my biến p thử nghiệm cao p một pha, chọn vật liệu lm li l tơn cn lạnh để giảm dịng từ hố trong li thp. Chọn mật độ từ cảm trong trụ thấp để điện p khơng bị biến dạng nhiều trong đo lường. Mục đích ít gy sai số. Do đĩ chọn tơn cn lạnh m hiệu 3404. Cĩ chiều dy mỗi l tơn l 0,35 (m). Theo ti liệu số 2 – trang 260. thường chọn BT = (1 ÷ 1,2) Tesla. Đối với my biến p thử nghiệm do đĩ ta chọn sơ bộ BT = 1,1 (Tesla). Theo bảng 45 – 50 – ti liệu số 1 – ta cĩ suất tổn hao của trụ v suất từ hố của trụ: + Suất tổn hao của trụ: PT = 0,575 (W / kg) + suất từ hố của trụ: qT = 0,65 (Var / kg) - Theo bảng 4 – trang 186 – ti liệu số 1: Với S = 20 (kVA) · Ta chọn hệ số bậc thang trong trụ l 6 bậc. · Hệ số chn kín kc = 0,89 Trụ Hình 4.3 + Với tơn m hiệu 3404 dy d = 0,35 (mm) cĩ hệ số đầy rnh kđ = 0,97 + Hệ số lợi dụng li thp: KL = kc . kđ = 0,89.0,97= 0,86 - Mật độ từ cảm của gơng: Trong đĩ: BT = 1,1 (T) – mật độ từ cảm trong trụ kg = 1,02 – hệ số tăng cường gơng (bảng 6 – trang 187 - ti liệu 1) + Theo bảng 45 – 50- ti liệu số 1: · Suất tổn hao của gơng: Pg = 0,555 (W/ kg) · Suất từ hố của gơng: qg = 0,628 (VAr/ kg) 4. Chọn hệ số b: Với cơng suất từ 20 ÷ 650 (kVA) my biến p lm mt bằng dầu. My biến p điện lực thơng thường b thường vo khoảng (1,2 ÷ 1,6) Cần chọn b sao cho tỉ lệ đồng v sắt ph hợp với nhau. Nhưng trong thiết kế my biến p thử nghiệm cần phn bố cuộn dy dọc theo chiều trụ sao cho phn bố điện trường đều đặn trn my. Nn my phải cĩ hình dng cao. Sơ bộ chọn b = 1,2 . Cc hằng số tính tốn gần đng: Tra bảng 13 – 14 – trang 91 – ti liệu 1: a = 1,4 b = 0,55 Hệ số tổn hao phụ trong dy quấn kf: Tra bảng 15 – trang 191 – ti liệu số 1: kf = 0,97 Đường kính sơ bộ trụ: Theo cơng thức (2 – 38) ti liệu số 1: Trong đĩ: St = 20 (kVA) – cơng suất trụ của my ar = 3,76 (cm) – chiều rộng quy đổi rảnh từ tản kr = 0,95 - hệ số Rogopski b = 1,2 – hệ số hình dng f = 50 (Hz) - tần số điện lưới Unx = 3,7% - thnh phần phần trăm điện p ngắn mạch phản khng. BT = 1,1 (T)- mật độ từ cảm trong trụ. KL = 0,86 - hệ số lợi dụng. Thay vo ta được. = 13,75(cm). d chuẩn. d = 14(cm). 9. Tính lại BT: BT =1,03 (Tesla) 10. Đường kính rnh dầu sơ bộ: d12 = a.d Trong đĩ: a = 1,4 – Hằng số tính tốn. d = 14 (cm) – Đường kính trụ d12 = 1,4.14 = 19,6 (cm) 11. Chiều cao dy quấn sơ bộ: = = 51,28(cm) Trong đĩ: d12 = 19,6 (cm) b = 1,2 12. Tiết diện hữu hiệu của trụ: (cm2) Trong đĩ: KL = 0,86 – hệ số lợi dụng d = 14(cm)- đường kính trụ §4.2 Tính tốn dy quấn. Dy quấn hạ p: 1. Sức điện động của một vịng dy: UV = 4,44.f.BT. TT.10-4(v) Trong đĩ: f =50 (Hz) – Tần số điện lưới BT =1,1 (Tesla) – Mật độ từ cảm trong trụ TT =132,3 (cm2) - Tiết diện trụ UV = 4,44.50.132,3.1,1.10-4 = 3,23(V) Số vịng dy của dy quấn hạ p: Theo cơng thức(3-5)-ti liệu 1: (vịng) Trong đĩ: U1 = 220 (V) – Điện p định mức phía hạ p. Uv = 3,23 (V) – Sức điện động một vịng dy. (vịng) Điện p thực của mỗi vịng dy: Mật độ dịng điện trung bình của dy quấn: Theo cơng thức(3 - 2) - ti liệu số 1: Trong đĩ: kf = 0,97 - Hệ số tổn hao phụ trong dy quấn. Pn = 510 (W) – Tổn hao ngắn mạch. Uv =3,23 (V) – Điện p trn mỗi vịng dy S = 20 (kVA) – Cơng suất my biến p. d12 = 19,6 (cm) – Đường kính rnh dầu sơ bộ Tiết diện sơ bộ của một vịng dy của dy quấn hạ p: Theo cơng thức(3 -10)- Ti liệu số 1: Trong đĩ: I1 = 90,9 (A) – dịng điện định mức phía hạ p Dtb =3,1 (A / mm2)– Mật độ dịng điện trung bình của dy quấn. Theo bảng38- ti liệu số 1: Với : S = 20 (kVA) I1 = 90,9 (A) U1 = 220 (V) T1 = 29,32 (mm2) Ta chọn kiểu dy quấn hình ống hai lớp, dy dẫn chữ nhật m hiệu ðc 6. Số vịng dy trong một lớp: Theo cơng thức(3 – 8b)- ti liệu số 1: (vịng) Trong đĩ: W1 =68 (vịng) – Số vịng dy của dy quấn hạ p. n = 2 (lớp) – Số lớp dy trong cuộn hạ p. (vịng) 7. Chiều cao hướng trục của mỗi vịng dy: Theo cơng thức(3 - 9)- ti liệu số 1: (cm) Trong đĩ: l = 51,28 (cm) – Chiều cao dy quấn sơ bộ. W11 = 34 (vịng) – Số vịng dy trong một lớp của dy quấn hạ p. D’1 D”1 a11 a1 l02 l01 l1 Hình 4.4 dy quấn hạ p Chọn dy: Căn cứ vo chiều cao hướng trục: h’v1 = 1,47 (cm) T’1 =29,32 (mm2) Theo bảng 22- ti liệu số 1: - Chọn hai dy đồng trần chữ nhật chập lại cĩ cch điện dy 0,5 (mm). Quấn đứng sợi dy theo chiều tri. - Kích thước dy dẫn được viết như sau: ; Td1 Trong đĩ: nv1 =2 – Số sợi chập. a = 2,5 (mm); b = 6,3 (mm) – Kích trước dy trần. a’ = 3 (mm); b’ = 6,9 (mm) – Kích trước dy cĩ cch điện. Td1 = 15,2 (mm2) – Tiết diện mỗi sợi dy. Tiết diện thực của mỗi vịng dy quấn hạ p: T1 = nv1.Td1 = 2.15,2 = 30,4 (mm2) Chiều cao thực của mỗi vịng dy: hv1 = nv1.b’ = 2.0,69 = 1,38 (cm) Mật độ dịng điện thực của dy quấn hạ p: Theo cơng thức(3 - 12) - Ti liệu số 1: Trong đĩ: I1 = 90,9 (A) – Dịng điện định mức phía hạ p. T1 = 30,4 (mm2) – Tiết diện của mỗi vịng dy quấn hạ p. Chiều cao dy quấn hạ p: Theo cơng thức(3 - 13) - Ti liệu số 1: l1 = hv1(W11 + 1) + 1 Trong đĩ: hv1 = 1,38 (cm) – Chiều cao thực của mỗi vịng dy W11 = 34 (vịng) – Số vịng dy trong một lớp. l1 = 1,38(34 + 1) + 1 = 49,3 (cm) Bề dy dy quấn hạ p: Theo cơng thức(3 – 14b)- Ti liệu số 1: a1= 2.a, + a11(cm) Trong đĩ : a, = 0,3 (cm) - Kích thước dy cĩ cch điện a11 = 0,5(cm) - Khoảng cch lm lạnh giữa 2 lớp dy quấn. a1 = 2.0,3 + 0,5 = 1,1 (cm) Đường kính trong của dy quấn hạ p: Theo cơng thức(3 –15) - Ti liệu số 1: D’1= d + 2.a01 Trong đĩ: d = 14(cm) - Đường kính trụ a01 = 0,4(cm)- Khoảng cch cch điện từ trụ đến dy quấn hạ p. D’1 = 14 + 2.0,4 = 14,8(cm) Đường kính ngồi của dy quấn hạ p: Theo cơng thức(3–16) - Ti liệu số 1: D”1 = D’1 + 2. a1 (cm) Trong đĩ: D’1 = 14,8(cm) - Đường kính trong dy quấn hạ p. a1 = 1,1(cm) - Bề dy dy quấn hạ p D”1 = 14,8 +2.1,1 = 17(cm) 16. Trọng lượng đồng dy quấn hạ p : Theo cơng thức(4–7a) - Ti liệu số 1: Pcu1 = 2,4. D12. Gcu1 Trong đĩ: D1 = 3(A/mm2) - Mật độ dịng điện dy quấn hạ p. Dy quấn cao p: 1. Số vịng dy cuộn cao p: (vịng) Trong đĩ : W1 = 68 (vịng) - Số vịng dy cuộn hạ p. U2 =120 (kV) - Điện p định mức cao p. U1 =220 (V) - Điện p định mức hạ p. 2. Mật độ dịng điện sơ bộ: Theo cơng thức(3–30) - Ti liệu số 1 2’ = 2. tb – 1 (A/mm2) Với : tb = 3,1 (A/mm2) - Mật độ dịng trung bình của dy quấn. 1 = 3 (A/mm2) - Mật độ dịng điện thực của dy quấn. 2’ = 2. 3,1 –3 = 3,2(A/mm2) 3. Tiết diện vịng dy sơ bộ: Theo cơng thức(3–31) - Ti liệu số 1 Với: I2 = 0,166 (A) – Dịng điện phía cao p. 2’ = 3.2 (A/ mm2) – Mật độ dịng điện sơ bộ. 4. Chọn dy: Vì dy quấn cao p của my biến p thử nghiệm cĩ tiết diện tương đối nhỏ. Do đĩ dy quấn phía cao p của my được chọn theo độ bền về cơ khí khơng chọn độ bền về điện v với mục đích đề phịng ngắn mạch nn dy quấn phía cao p được chọn cĩ tiết diện lớn hơn từ 2÷ 3 lần so với tiết diện sơ bộ. Theo bảng3. Ti liệu thiết bị điện tử cơng suất - Trần Văn Thịnh – Chọn dy đồng với m hiệu Ýb0. Cĩ đường kính d2 = 0,35(mm), tiết diện T2 = 0,09621 (mm2). Dy dẫn được trng 2 lớp may cĩ cch điện 0,15 (mm), chiều dy cch điện tính tốn lớn hơn 0,1 (mm). Cĩ kể đến sự xếp khơng chặt của dy dẫn trịn. 5. Mật độ dịng điện thực: Trong đĩ: I2 = 0,166 (A) – Dịng điện phía cao p. T2 = 0,09621 (mm2) – Tiết diện mỗi vịng dy quấn cao p. Kết cấu dy quấn: Kết cấu dy quấn phải dựa trn cơ sở đảm bảo độ cch điện cao, vật liệu dễ kiếm, thuận tiện cho việc quấn dy. Theo ti liệu 2 – Trang 91, điện p lớn của mỗi bnh dy cao p từ 100 (V) đến 200 (V). Để tính tốn ta chọn gi trị điện p lm việc giữa 2 lớp dy l 400V, cch điện bằng 2 lớp giấy cp: 2.0,12 (mm). Số vịng dy trong mỗi lớp bnh dy: (vịng) Với : Uv = 3,23 (V) – Điện p thực của mỗi vịng dy. Chiều cao một bnh dy: Với : W12 = 124 (vịng) – Số vịng dy trong mỗi lớp bnh dy. d’2 : Đường kính dy kể cả cch điện. d’2 = 0,35 + 0,15 + 0,1 = 0,6 (mm) hb2 = 7,5 (cm) - Cc bnh dy được thiết kế cĩ chiều cao bằng nhau, chỉ khc đường kính. - Để đảm bảo cch điện giữa cc bnh dy ta đặt vịng đệm ở mỗi đầu bnh dy. Số vịng đệm sẽ nhiều hơn số bnh dy 1 đơn vị. nvđ = nb2 + 1 Tính số bnh dy : Trong đĩ : Chọn: l1 = l2 = 49,3 (cm) hb2 = 7,5 (cm) – Chiều cao một bnh dy. dd : Cĩ bề dy tương đối nhỏ khi tính tốn gần đng cĩ thể bỏ qua. (bnh). Chọn 6 bnh vì ở giữa cc bnh dy cĩ tấm đệm nn ta chọn nb2 phải nhỏ. Điện p trn mỗi bnh dy: Với: U2 = 120(kV) - Điện p định mức phía hạ p. nb2 = 6(bnh) - Tổng số bnh dy phía cao p. HA CA D’26 D’25 D’24 D’23 D’22 D’21 D”26 D”25 D”24 D”23 D”22 D”21 Hình 4.5 Sơ đồ kết cấu dy quấn cao p Tính điện p chọc thủng giữa cc lớp bnh dy: Điện p chọc thủng giữa cc lớp bnh dy l 20(kV). Đễ đảm bảo cch điện ta phải chon vật liệu cĩ trị số cch điện lớn hơn từ 2 ÷ 3 lần. Lấy Uct của mỗi bnh dy l 60(kV). Ta cĩ thể dng tấm cch điện vải thuỷ tinh bơxy dy 0,35(mm)lm vnh đệm giữa cc bnh dy. Theo bảng (2-21) - Ti liệu 4 với vải thuỷ tinh bơxy dy 0,35(mm) cĩ cường độ chọc thủng l 18 (A/mm). Vậy suy ra: Uct = 18.3,5 = 63 (kV). Tính lại chiều cao một bnh dy: Với : l2 = 49,3 (cm) - Chiều cao dy qun cao p. dd = 0,35(cm) - Bề dy vnh đệm. nb2 = 6 (bnh) - Số bnh dy cao p. Trị số 7 l cc khỗng cch dặc vnh đệm giữa cc bnh dy. - Số vịng dy trong mỗi lớp bnh dy: Trong đĩ : h’b2 = 7,8 (cm) - Chiều cao một bnh dy. d’2 = 0,06(cm) – Đường kính dy kể cả cch điện. (vịng) - Điện p thực tế giữa cc lớp l. U’2 = Uv. W’12 = 129. 3,23 = 417(V) 12. Số vịng dy ở mỗi bnh: Trong đĩ : Ub = 20(kV) - Điện p trn một bnh dy Uv = 3,23(kV)- Điện p trn một vịng dy. (vịng) 13. Số lớp trong mỗi bnh dy: Trong đĩ: Wb =6192 (vịng) - Số vịng dy mỗi bnh. W12’ = 129 (vịng) - Số vịng trong mỗi lớp. (lớp) 14. Chiều dy của da y quấn: a2 = n2 .d’2 + (n1 – 1). d12 Với : n1= 48(lớp) - số lớp trong một bnh. d'2 = 0,06 (cm) - Đường kính dy. d12: Bề dy cch điện giữa cc lớp. d12 = 2.0,12 = 0,024 (mm)= 0,24 (cm) a2 =48.0,06 + (48-1).0,024 = 4 (cm) 15. Cc khoảng cch cch điện giữa hạ p v cao p: Do đặc trưng của cch quấn bậc thang. Cc bnh dy so với cuộn hạ p khc nhau. Do đĩ khoảng cch cch điện giữa cuộn cao p v hạ p ở cc bnh cũng khc nhau. Từ bảng 2- Ti liệu 1- ¬ Bnh 1: cĩ U1 = 20 (kV) Ut1 = 55 (kV) a12 = 2,7 (cm) c = 0,45 (cm) Qui đổi về ống thuỷ tinh + bơxy. Ect dầu .ddầu = 5.Ect dấu + de1.Ect e Trong đĩ : Ect dầu =14 (kV/mm) ddầu =a12 - d12 = 27- 4,5 = 22,5 (mm) Ect e = 18 (Kv/mm) 14.22,5 = 5.14 + de1 .18 Suy ra : de1 = 14 (mm) = 1,4 (cm) ¬ Bnh 6: cĩ U6 =120 (kV) de6 = 3,5 (cm) Bậc nhỏ nhất cĩ chiều dy 1,4 (cm). Bậc lớn nhất cĩ chiều dy 3,5 (cm). như vậy chiều dy cch điện từ bnh số 1 đến bnh 6 l: 1,4 ; 1,8 ; 2,2 ; 2,6 ; 3 ; 3,5 Đường kính trong dy quấn: D2’ = D”1 + 2.a12 Trong đĩ : D”1 = 17 (cm) - Đường kính ngồi dy quấn hạ p. Bnh 1: a121 = 0,5 + de1 = 0,5 + 1,4 =1,9 (cm) 0,5 (cm) - L chiều rộng rnh dầu lm mt D21’ = 17 + 2.1,9 = 20,8 (cm) Bnh 2: a122 = 0,5 +de2 = 0.5 + 1,8 = 2,3 (cm) D’22 = 17+ 2. 2,3 = 21,6 (cm) Bnh 3 a123 = 0,5 + de3 = 0,5 + 2,2 = 2,7 (cm) D’23 =17 + 2,7.2 =22,4(cm) Bnh 4 a124 = 0,5 + de4 = 0,5 + 2,6 = 3,1 (cm) D’24 = 17 + 3,1 .2 = 23,2 (cm) Bnh 5 a125 = 0,5 + de5 = 0,5 + 3 = 3,5 (cm) D’25 = 17+ 3,5.2 =24 (cm) Bnh 6 a126 = 0,5 + de6 = 0,5 +3,5 = 4 (cm) D’26 = 17 + 4.2 = 25 (cm) Đường kính ngồi dy quấn: D”2 = D’2 + 2.a2 Trong đĩ : a2 = 4(cm) – Chiều dy của bnh dy. Bnh 1: D”21 =D’21 + 2.a2 = 20,8 + 2.4 = 28,8 (cm) Bnh 2: D”22 = D’22 + 2.a2 =21,6 +2.4 = 29,6 (cm) Bnh 3: D”23 = D’23 + 2.a2 =22,4 +2.4 =30,4 (cm) Bnh 4: D”24 = D’24 +2.a2 =23,2 + 2.4 = 31,2 (cm) Bnh 5: D”25 = D’25 +2.a2 =24 + 2.4 = 32 (cm) Bnh 6: D”26 = D’26 + 2.a2 =25 + 2.4 = 33 (cm) 1 3 2 4 6 5 Sơ đồ kết cấu bố trí dy quấn cao p v hạ p §4.3 Xc định kích thước cụ thể của li sắt. Chọn kết cấu li thp: Ta chọn kết cấu li thp kiểu bọc, mạch từ được ghp xen kẽ bằng tơn cn lạnh m hiệu 3404 . Mạch từ cĩ bốn mối nghing ở bốn gĩc. Trụ cĩ su bậc, gơng tiết diện chữ nhật. Theo bảng 41a- Ti liệu1 - với d = 14 (cm) V số bậc của trụ l 6 bậc ta cĩ kích thước của tập l thp như sau. 4 0,5 13,5 6,5 8,5 10,5 0,7 0,8 1 12 1,7 1,9 Diện tích bậc thang của nửa tiết diện trụ: 3,5.1,9 + 12.1,7 + 10,5.1 + 8,5.0,8 + 6,5.0,7 + 4.0,5 = 69,4 (cm) Tổng chiều di l thp của nửa tiết diện trụ: 1,9 + 1,7 + 1 + 0,8 + 0,7 + 0,5 = 6,6 (cm) Tồn bộ tiết diện bậc thang của trụ: Tbt =2.69,4 = 138,8 (cm2) Tiết diện hửa hiệu của trụ: Tt =Kđ .Tbt = 0,97. 138,8 = 134,6 (cm2) Với: Kđ = 0,97 –Hệ số đầy rnh. Tbt = 138,8 (cm2) Tiết diện gơng: My biến p cĩli kiểu bọc, gơng của my biến p được chia lm hai bọc lấy trụ, như vậy tiết diện gơng sẽ bằng một nửa tiết diện trụ. Với : Tbt = 138,8 (cm2) - tiết diện bậc thang. Kg =1,025 – tra bảng 6 – Ti liệu 1- Tiết diện hửu hiệu của trụ: Tg’ = Tg .Kg = 0,97 . 71,1 = 68,9 (cm2) Với: Kg = 0,97 – Hệ số đầy rnh. Tg = 71,1 (cm2) - Tiết diện gơng. Chiều rộng gơng: bg = 2.6,6 = 13,2 (cm) Chiều cao gơng: Chiều di trụ: lt = l2 + l01 +l02 Với: l2 = l1 = 49,3 (cm) - Chiều cao dy quấn. l01, l02 l khoảng cch từ dy quấn đến gơng trn v gơng dưới. Đối với bnh dy gần gơng dưới cĩ U21 = 20 (kV) - Cĩ Ut = 55(kV) - Tra bảng 19 - Ti liệu 1 - ta cĩ khoảng cch l02 = 5 (cm). Bnh dy gần gơng trn cĩ điện p 120 (kV). Lấy l01 = 12 (cm). Cc khoảng cch l01 v l02 đều được đệm bằng vật liệu vải thuỷ tinh + bơxy. Hồn tồn p ứng yu cầu cch điện. lt = 49,3 + 12 +5 = 66,3 (cm) 11. Tính khoảng cch giữa trụ v gơng bn cạnh: Khoảng cch từ bnh dy cĩ đường kính lớn nhất (bnh 6) tới gơng bn cạch bằng khoảng cch từ bnh ny tới gơng trn. dca-g = l01 = 12 (cm) Khoảng cch từ trụ đến gơng bn cạnh. Với : D”26 = 33 (cm)- Đường kính ngồi bnh dy thứ su. d = 14 (cm) - Đường kính trụ. 12. Chiều cao mạch từ: H1 = l T + 2.hg Trong đĩ: l T = 66,3 (cm) - Chiều di trụ. hg = 5,1 (cm) - Chiều cao gơng. H1 = 66,3 + 2.5,1 = 76,5 (cm). 13. Chiều rộng mạch từ : dmt = dt + 2.d t-g + 2. hg Với : dt = 14 (cm) - Đường kính trụ d t-g =21,5 (cm) - Khoảng cch trụ v gơng bn cạnh. hg = 5,1 (cm) - Chiều cao gơng. dmt = 14 + 2.21,5 + 2. 5,1 = 67,2 (cm) Trọng lượng của gơng v trụ: dT-G = 21,5 cm hg = 5,1 cm lT = 66,3 cm dmt = 67,2 cm Gg4 Gg2 Gg1 Gg3 Trọng lượng sắt 2 gĩc mạch từ: (phần gạch cho) Gg1 = TT . hg.n .10-6 (kg) Với : TT =134,6 (cm2) – Tiết diện hữu hiệu của trụ. hg = 5,1 (cm) - Chiều cao gơng. n = 7650 (kg/m3) - Tỷ trọng thp. Gg1 = 2.134,6 . 5,1.7650 .10-6 = 10,5(kg) Trọng lượng sắt 4 phần gơng cịn lại : (phần gạch cho) Gg2 = 4. d t-g .bg. hg.n .10-6 (kg) Với : d t-g =21,5 (cm) - Khoảng cch trụ v gơng bn cạnh. bg = 13,2 (cm) - Chiều rộng gơng. hg = 5,1 (cm) - Chiều cao gơng. Gg2 = 4. 21,5 .13,2. 5,1.7650 .10-6 = 44,3 (kg) Trọng lượng sắt 2 phần gơng bn: Gg3 =2. H1 .bg. hg.n .10-6 (kg) Với: H1 = 76,5 (cm) - Chiều cao mạch từ. hg = 5,1 (cm) - Chiều cao gơng. bg = 13,2 (cm) - Chiều rộng gơng. Gg3 = 2. 76,5 .13,2. 5,1.7650 .10-6 = 79 (kg) -Trọng lượng trụ: GT = t. TT .lt.n .10-6 (kg) Với: TT =134,6 (cm2) – Tiết diện hữu hiệu của trụ. lt = 66,3 (cm) - Chiều cao trụ. t = 1 – Số trụ tc dụng. GT =1. 134,6 .66,3.7650 .10-6 = 68,3 (kg) Trọng lượng sắt tồn bộ mạch từ: G = Gg + GT = Gg1 + Gg2 + Gg3 + GT G = 10,5 + 44,3 +79 + 68,3 = 202,1 (kg) Chương V: XC ĐỊNH CC THAM SỐ CỦA MY. Xc định tổn hao ngắn mạch: Tổn hao chính: Dy quấn hạ p: Theo cơng thức(4–7a) - Ti liệu số 1 Pcu1 = 2,4 . 12 . Gcu1(W) Với: 1 = 3 (A/mm2) Gcu1 = 9,2 (kg) Pcu1 = 2,4 . 32 . 9,2 = 198,7 (W) Dy quấn cao p: Theo cơng thức(4–7b) - Ti liệu số 1 Pcu2 = 2,4 . 22 . Gcu2 (W) Wb = 6192 (vịng) - Số vịng dy trong một bnh dy cao p. T2 = 0,09621 (mm2) - Tiết diện mỗi vịng dy cao p Pcu2 = 2,4 . 1,732 . 26,85 = 192,86 (W) Tổn hao phụ trong dy quấn: Hệ số Kf nhn với tổn hao chính để được tổng cả hai tổn hao chính v phụ: Pcu + Pf = Pcu . Kf Với mật độ dịng 1 = 3 (A/mm2) - Bn dy quấn hạ p. V 2 = 1,73 (A/mm2) - Bn dy quấn cao p. Theo chương 5 – Ti liệu 2- lấy Kf = 1,15. Tổn hao trong dy dẫn ra: Tổn hao trong dy dẫn ra thường khơng qu (5 ÷ 8)% tổn hao ngắn mạch. Tổn hao trong vch thng v cc chi tiết kim loại khc: Pt = 10. K.S Trong đĩ : K = 0,02 – Tra bảng 40a- ti liệu 1- S = 20 (kVA) - Cơng suất my. Pt =10. 20. 0,02 = 4 (W) Tổn hao ngắn mạch của my: Pn = 0,08.Pn +Pcu1. Kf + Pcu2. Kf + Pt Trong đĩ: Pcu1 = 198,7 (W) - Tổn hao trong dy quấn hạ p. Pcu2 = 192,86(W) - Tổn hao trong dy quấn cao p. Kf = 1,15 – Hệ số tổn hao phụ. Pt = 4 (W) Pn = 0,08.510 +198,7. 1,15+ 192,86. 1,15 + 4 = 495 (W) Xc định điện p ngắn mạch: Thnh phần điện p ngắn mạch tc dụng: Theo cơng thức(4–22) - Ti liệu số 1: Trong đĩ: Pn = 495 (W) - Tổn hao ngắn mạch S = 20 (kVA) - Cơng suất my. Thnh phần điện p ngắn mạch phản khng: Trong đĩ: f = 50 (Hz) - Tần số điện lưới. St = 20 (kVA) - Cơng suất trụ. aR = 3,76 (cm) - Chiều rộng quy đổi từ trường tản. UV = 3,23 (V) - Điện p một vịng dy. KR = 0,95 – Hệ số Rogovski. (%) Điện p ngắn mạch tồn phần: Trong đĩ : Unr = 2,48 (%) – Điện p ngắn mạch tc dụng. Unx = 3,35 (%) - Điện p ngắn mạch phản khng. (%) III. Tính tổn hao khơng tải: 1. Tính mật độ từ cảm: ¬ Li thp lm bằng tơn cn lạnh m hiệu 3404 dy 0,35 (mm). Trị số từ cảm trong trụ l: Trong đĩ: UV =3,23 (V) - Điện p một vịng dy. f = 50 (Hz) - Tần số điện lưới. TT =134,6 (cm2) – Tiết diện hữu hiệu của trụ. (T) ¬ Mật độ từ cảm trong gơng: (T) Với: BT = 1,08 (T) - Mật độ từ cảm trong trụ. TT = 134,6 (cm2) - Tiết diện trụ. TG = 71,1 (cm2) - Tiết diện gơng. (T) Mật độ từ cảm ở mối nối nghing. (T) 2. Suất tổn hao v suất từ hố: Theo bảng 45,50 – Ti liệu 1- - Suất tổn hao trong trụ: Pt = 0,555(W/kg) - Suất tổn hao trong gơng: pq = 0,495 (W/kg) - Suất tổn hao trong khe hở trụ: pkt = 0,0413 (W/cm2) - Suất tổn hao trong khe hở gơng: pkg = 0,0362 (W/cm2) - Suất từ hố trong trụ. qT = 0,6296 (VA/kg) - Suất từ hố trong gơng: qG = 0,568(VA/kg) 3. Tổn hao khơng tải: Ta cĩ thể xem tổn hao khơng tải gồm hai thnh phần. Tổn hao trong trụ v tổn hao trong gơng. P0 =Kf (PT.GT + PG.GG) Trong đĩ: Kf l hệ số tổn hao phụ xt đến cc yếu tố như BT,BG phn bố khơng đều hoặc do cơng nghệ chế tạo l thp bị bavia, hay xếp khơng cng chiều… lm cho P0 tăng ln. Đối với my biến p cĩ mạch từ phẳng. Lm bằng thp cn lạnh p trụ v gơng bằng đai cĩ x p gơng, cĩ nm dy quấn p trụ khơng lm bu lơng xuyn li. Nếu kể đến tất cả những ảnh hưởng trn thì tổn hao khơng tải được xc định theo cơng thức sau: Trong đĩ: Kfp = 1,16 - Với gơng tiết diện chữ nhật. PT = 0,555 (W/kg) - Suất tổn hao. GT = 68,27 (kg) - Trọng lượng trụ. GG = 133,8 (kg) - Trọng lượng gơng. PG= 0,495 (W/kg) - Suất tổn hao gơng. Kd = 2 - Hệ số biểu thị số lượng gĩc mối nối. - Trọng lượng sắt một gĩc mạch từ tại chỗ mối nối. Kgp = 5,28 – Hệ số kể đến tổn hao phụ ở gĩc mối nối (bảng 47- Ti liệu 1) IV. Tính dịng điện khơng tải: 1. Cơng suất từ hố khơng tải: Trong đĩ: KGi = 1 – Hệ số lm tăng suất từ hố trong gơng. Kti = 1,01 – Hệ số kể đến sự tăng cơng suất từ hố. Do tho lắp gơng trn để cho dy quấn vo trụ. Kei = 1,04 – Hệ số kể đến việc p mạch từ để đai. Kbi = 1,01 - Hệ số kể đến việc cắt gọt bavia. Kci = 1,49 - Hệ số kể đến việc cắt dập l thp. - Hệ số chung. qT = 0,6296 (VA/ kg) - Suất từ hố trong trụ GT = 68,27 (kg)- Trọng lượng trụ. GG= 133,8 (kg) - Trọng lượng gơng qG = 0,568 (VA/ kg) – Suất từ hố trong gơng. 2. Thnh phần phản khng dịng điện khơng tải: Trong đĩ: Q0 = 222,32 (VA) – Cơng suất từ hố khơng tải. S = 20 (kVA) – Cơng suất my. 3. Thnh phần tc dụng: Với: P0 = 126 (W) – Tổn hao khơng tải. S = 20 (kVA) – Cơng suất my. 4. Dịng điện khơng tải tồn phần: Trong đĩ: i0x = 1,11 % - Dịng điện khơng tải phản khng. I0r = 0,63 % - Dịng điện khơng tải tc dụng. V. Tính tốn nhiệt của dy quấn: 1. Nhiệt độ chnh trong lịng dy quấn: - Dy hạ p: Theo cơng thức (6-1) – Ti liệu 1 Trong đĩ: - Chiều dy cch điện một phía. = 0,0014 (W/ cm0C ) - Suất dẫn nhiệt của lớp cch điện - tra bảng 54 - Ti liệu 1- q1 = l mật độ dịng nhiệt trn bề mặt dy quấn. Trong đĩ: - pcu1 =198,7 (W) – Tổn hao dy quấn hạ p. - Kf : l hệ số tổn hao phụ tương ứng. § 4.1 - Ti liệu số 1 – Ta cĩ Kf = 1. M1 : l bề mặt lm lạnh tương ứng của dy quấn hạ p. M1 = (n+1).t.k. . (D’1 + D1’’).l1.10-4 (m2). Trong đĩ : n = 1 – Số rnh dầu dọc trục. t = 1 – Số trụ tc dụng. K = 0,75 – Hệ số che khuất. D1’’ = 14,8 (cm ) – Đường kính trong dy quấn. D1” = 17 (cm) - Đường kính ngồi dy quấn. l1 = 49,3 (cm) – Chiều cao dy quấn. M1= (1 +1).1.0,75.3,14.(14,8+17).49,3.10-4= 0,738 (m2). (0C) - Dy quấn cao p: Theo cơng thức (6–8) - Ti liệu số 1: (0C) Trong đĩ: pcu2 = 192,86 (W) – Tổn hao dy quấn cao p. a2 = Chiều dy của bnh dy. h’2b2 = 7,8 (cm) – Chiều cao bnh dy. (W/cm0C) Trong đĩ: d’2 = 0,05 (cm) – Đường kính dy quấn cĩ cả cch điện. d2 = 0,035 (cm) – Đường kính dy quấn cao p. (W/cm0C) = = 0,0025 (W/cm0C) (W/cm0C) (0C) Nhiệt độ chnh giữa mặt ngồi dy quấn với nhiệt độ dầu: Dy quấn hạ p : Theo cơng thức(6–10a) - Ti liệu số 1: (0C) Trong đĩ: K = 0,285 . q1 = 269,24 (W/m2) - Mật độ dịng nhiệt của dy quấn hạ p. (0C) b. Dy quấn cao p: Theo cơng thức (6–10a) - Ti liệu số 1: (0C) Trong đĩ : K1 = 1 – Hệ số tốc độ chuyển động của dầu. K2 = 1 – Dy quấn cao p quấn ngồi. K3 = 1,05 – Hệ số tính đến sự đối lưu khĩ khăn của dầu. (Bảng 55 – Ti liệu 1): pcu2 = 192,86 (W) Kf = 1 M2 = 2t.k. . (D’26 + a2)nb2.(a2 + hb2’). Trong đĩ : nb2 = 6 – Số bnh dy cao p. t = 1 – Số trụ tc dụng. K = 0,75 – Hệ số che khuất. D26’ = 25 (cm) - Đường kính trong của bnh 6. a2 = 4(cm) - Chiều dy bnh dy cao p. hb2’ = 7,8 (cm ) - Chiều cao bnh dy cao p. M2 = 21.1. 3,14. (25 + 4).6.(4 + 7,8)= 12894 (cm2)= 1,28(m2) (W/m2) (0C) 3. Nhiệt độ chnh trong bình của dy quấn với dầu : Trong đĩ : 01 = 4,8 (0C) - Nhiệt độ chnh trong lịng dy quấn hạ p. 01 = 1,74 (0C) - Nhiệt độ chnh trong lịng dy quấn cao p. 0d1 = 8,18 (0C) - Nhiệt độ chnh giữa mặt ngồi dy quấn với nhiệt độ dầu cuộn hạ p. 0d2 = 7,45 (0C) - Nhiệt độ chnh giữa mặt ngồi dy quấn với nhiệt độ dầu cuộn cao p. (0C). VI. Thiết kế thng dầu v tính tốn nhiệt : 1. Chọn loại thng : Với S = 20 (kVA) - Theo bảng 57 – Ti liệu 1 – Chọn kiểu thng vch phẳng, đy ơvan, ở đy ta khơng chọn đy trịn vì đy trịn chứa nhiều dầu khơng kinh tế khi chế tạo. 2. Chọn kích thước bn trong thng : a. Chiều rộng tối thiểu của thng : - Với my biến p cĩ điện p 120 (kV) (với 1mm dầu my biến thế chịu điện p phĩng điện l 14 (kV), nn ta sẽ lấy khoảng cch từ dy quấn cao p tới vỏ thng bn cạnh l 1,5 cm): B = D”2 + 3 Trong đĩ : D”2 = 33 (cm) – Đường kính ngồi dy quấn cao p. B = 33 + 3 = 36 (cm). b. Chiều di tối thiểu của thng: A = dmt + 2 Trong đĩ : dmt = 67,2 (cm) - Chiều rộng mạch từ. A = 67,2 + 2 = 69,2 (cm) c. Chiều cao của thng: H = H1 + H1 + n Trong đĩ : H1 = 76,5 (cm)- chiều cao mạch từ . n = 0,5 (cm) - chiều dy tấm lĩt gơng dưới đến đế thng - Bảng 58 - Ti liệu 1. H = 15 (cm) - Chọn (chiều cao từ gơng trn đến nắp thng). H = 76,5 + 0,5 + 15 = 92 (cm). H B A 3. Tính bề mặt bức xạ v đối lưu của thng dầu : Mbx = Mđl =Mơvan . k = [2.(A - B)+ ð.B]. H. K (m2) K = 1 – Bảng 59 – Ti liệu 1 - Đối với vch thng phẳng. Mbx = [2.(69,2 - 36)+ ð.36]. 92. 1 = 16508,48 (cm2) = 1,65 (m2) 4. Nhiệt độ chnh của thng dầu đối với khơng khí : - Theo cơng thức (6-47) - Ti liệu 1: (0C) Trong đĩ : Pn =495 (W) - Tổn hao ngắn mạch . P0 =126 (W) - Tổn hao ngắn mạch . Mbx = Mđl = 1,65 (m2) . K= 1,05 – My biến p đơn chiếc. (0C) 5. Nhiệt độ chnh của dầu st vch thng so với thng : Theo cơng thức (6-48)- Ti liệu 1 : Trong đĩ: K1 =1. K =1,05. P0 =126 (W) - Tổn hao khơng tải. Pn = 495 (W ) - Tổn hao ngắn mạch. Mdl =1,65 (m2) - Bề mặt đối lưu. (0C) 6. Nhiệt độ chnh của lớp dầu so với khơng khí: 01dk’ = dt + tk = 6+31,5 = 37,5(0C) 7.Nhiệt độ chnh của lớp dầu trn so với khơng khí: Theo cơng thức (6-50)- ti liệu 1 : dt = dk’. = 1,2.37,5 = 45 (0C) ≤ 50 (0C) Thoả theo tiu chuẩn. 8. Nhiệt độ chnh nhiệt độ của dy quấn đối với khơng khí: 0k = 0dtb + dk’ ≤ 60 (0C) Với: 0dtb =11,1(0C) dk’ = 37,5 (0C) 0k = 11,1 + 37,5 = 48,6 (0C) ≤ 60 (0C) 9. Thể tính thng dầu: Vt = Mn . H (m3) Với : - Bề mặt hình học của đy thng Thể tích dầu: Vd = VT - Vruột my Gr = 1,2 (Gdq + Gsắt) = 1,2 (36,05 + 202,1)= 285,78 (kg) = 6 (kG/dm3) Vd = 0,2 – 0,047 = 0,153 (m3) = 153(lít) Khối lượng dầu: Gdầu = Vd .0,9 =153.0,9 = 137,7 (kg) 10. Trọng lượng thng: Vỏ thng lm bằng loại thp cacbon CT2 dy 2(mm), đy thng v nắp thng lm bằng thp cacbon dy 3 (mm). Trọng lượng vỏ thng: G1 = Mtn. 1. Trong đĩ: Mtn = Mơvan = 1,65 (m2) - Bề mặt tản nhiệt thn thng dầu. 1 = 2(mm) - Bề dy vch thng. g = 7850 (kg/m3) - Tỷ trọng thp. G1 = Mtn. 1. g = 1,65.2.7850.10-3 = 26 (kg) b) Trọng lượng nắp thng: G2 = Mn. 2. g Trong đĩ: 2 = 3 (mm)- bề dy nắp thng. g = 7850 (kg/m3) - Tỷ trọng thp. Mn : bề mặt hình học nắp thng. Theo cơng thức (6-28) - Ti liệu 1 Với: bn = B + 2. bv l chiều rộng nắp thng Ln = A + 2.bv l chiều di nắp thng. bv l chiều rộng vnh nắp thng thường l 0,04 đến 0,1 (m) Chọn bv = 5 (cm) bn = B + 2. bv = 36 + 2.5 = 46 (cm) Ln = A + 2.bv = 69,2 + 2.5= 79,2 (cm) Vậy trọng lượng nắp thng l: G2 = Mn. 2. g = 0,32.3.7850.10-3 = 7,536(kg) c) Trọng lượng đy thng: G3 = Mđ. 3. g Với Mđ (m2) - Bề mặt hình học đy thng: Mđ = Mn 3 = 3(mm) - Bề dy đy thng. G3 = Mđ. 3. g = 0,22.3.10-3.8750 = 5,2 (kg) d) Trọng lượng sắt của vỏ thng: Gv = G1 + G2 + G3 = 26+ 5,2 + 7,536 = 39 (kg) VII. Trọng lượng my biến p: Gmy = Gdq + Gsắt từ + G dầu + Gv Trong đĩ: Gdq = 36,05 (kg)- Trọng lượng dy quấn cao p v hạ p Gsắt từ = 202,1 (kg) G dầu = 137,7 (kg) Gv = 39 (kg) Gmy = Gdq + Gsắt từ + G dầu + Gv Gmy= 36,05+137,7+ 39 +202,1 = 414,85 (kg) VIII. Chọn sứ đầu ra: 1. Sứ hạ p: Với điện p U1 = 0 ¸ 220 (V). Theo ti liệu số 2 trang 133. Chọn kiểu sứ TPV 1/400 cĩ cc thơng số như sau: a = 14 (cm), b = 8,5 (cm), d =f16 , d1 = 4 (cm), d2 =7(cm), d3 = 4,5 (cm), d4 = 8,5 (cm), h = 22,5 (cm), khối lượng: 2 (kg) d d4 d1 d2 d3 a h b 2. Sứ cao p: Với điện p U2 = 0 ¸ 120 (kV). Ta chọn sứ đầu ra gồm 8 bt sứ cĩ hình dạng như sau, do cơng ty gốm sứ Hải Dương chế tạo. Chương 6 MẠCH ĐIỀU KHIỂN, BẢO VỆ, ĐO LƯỜNG. I. Giới thiệu về bn điều khiển: 1. Chức năng của bn điều khiển: Bn điều khiển (hay tủ điều khiể