Bài thí nghiệm bộ môn hệ thống cung cấp điện potx

Thông th ng Ikđn = Iđm.

PH N 1

THệ NGHI M

I dm I, A

t, s

I M C ÍCH

Các thi t b đi n nói chung và các thi t b đóng c t, b o v trong m ng h áp nói riêng, tr c khi đ a vào v n hành c n ph i đ c th nghi m theo các h ng m c

nh t đ nh đ đ m b o s an toàn và tin c y trong các tr ng h p v n hành

Sau khi th c hi n bài thí nghi m hi u ch nh thi t b đóng c t và b o v đi n

áp th p, sinh viên có kh n ng:

1 Xây d ng ph ng pháp th nghi m trong quá trình s n xu t, l p đ t và v n hành h th ng thi t b cung c p đi n

2 Ki m tra đ c tính b o v c a các thi t b đóng c t h áp So sánh đ c tính này

v i đ c tính m u đ quy t đ nh xem thi t b có đ đi u ki n s d ng trong

th c t hay không

Trong h th ng cung c p đi n chúng ta s d ng r t nhi u các thi t b nh ng trong ph m vi bài thí nghi m này ta ch ti n hành th nghi m m t s thi t b thông

d ng sau đây:

1 C u chì

C u chì là lo i khí c đi n b o

v các thi t b đi n kh i các s c quá

t i, ng n m ch

c tính Ampe – giây c a c u

chì nh minh h a trong hình v 1

Hình 1 c tính Ampe - giây c a dây ch y c u chì

Tr s dòng đi n mà t i đó dây ch y b t đ u ch y đ t g i là dòng đi n t i h n (Ith) Khi bi t đ c v t li u và kích th c c a dây ch y, ta có th xác đ nh đ c Ith

b ng cách gi i ph ng trình cân b ng nhi t l ng đ c cung c p và nhi t l ng t a

ra môi tr ng xung quanh c a dây ch y đ n gi n vi c tính toán, ta th ng dùng công th c kinh nghi m:

2 / 3 0

th A d

Trong đó A0 là h s kinh nghi m, tùy thu c vào lo i dây ch y, d là đ ng kính dây ch y

dây ch y c u chì không ch y đ t dòng đi n đ nh m c, ta c n đ m b o

đi u ki n Iđm  Ith M t khác đ b o v đ c thi t b thì dòng đi n t i h n không

Ith/Iđm= 1,6 ÷ 2 đ i v i đ ng

Ith/Iđm= 1,25 ÷ 1,45 đ i v i chì

Ith/Iđm= 1,15 đ i v i h p kim chì thi c

Dòng đi n đ nh m c c a c u chì đ c l a ch n sao cho khi ch y liên t c qua dây ch y, ch phát nóng l n nh t c a dây ch y không làm cho kim lo i b oxy hóa quá m c và bi n đ i đ c tính b o v , đ ng th i nhi t phát ra bên ngoài c u chì

c ng không v t quá tr s n đ nh

2 Aptomat

Aptomat là khí c đi n dùng đ đóng c t

m ch đi n có t i và t đ ng c t m ch

đi n khi có s c nh quá t i, ng n

m ch, đi n áp th p, công su t

ng c,…K t c u chính c a Aptomat

g m:

1 Ti p đi m và bu ng d p h quang

2 Lò xo nén

3 R le đi n t RI

4 R le nhi t RN

RI

RN

Hình 2 S đ nguyên lý c a Aptomat

c tính b o v c a Aptomat nh hình

v 3

Thông th ng Ikđn = Iđm

Khi dòng đi n đi qua aptomat v t quá

dòng đi n kh i đ ng nhi t thì RN tác

đ ng theo đ c tính c a r le nhi t Khi

dòng đi n đi qua aptomat v t quá giá

tr dòng đi n kh i đ ng đi n t thì RI

tác đ ng và th ng th i gian tác đ ng

này r t nhanh, g n nh t c th i

I, A

Ikđđt

Ikđn

t, s Ikđđt - Dòng đi n kh i đ ng đi n t

Ikđn - Dòng đi n kh i đ ng nhi t

Hình 3 c tính b o v c a Aptomat

3 Kh i đ ng t

Kh i đ ng t là khí c đi n dùng đ đi u khi n t xa vi c đóng, c t, đ o chi u quay và b o v quá t i cho các m ch đi n đ ng l c, đ c bi t là các m ch đi n

có t n su t đóng c t cao

Kh i đ ng t c b n g m công t c t đi n xoay chi u và r le nhi t l p trong cùng m t h p

4 R le dòng đi n

R le dòng đi n ki u đi n t làm vi c theo nguyên lý khi dòng đi n đ u vào

t ng quá m t giá tr ng ng thì sau th i gian xác đ nh nào đó r le s phát tín hi u thay đ i tr ng thái c a ti p đi m ph đ u ra

R le dòng đi n có th làm vi c theo r t nhi u nguyên lý, m t trong nh ng nguyên lý đó là nguyên lý quá dòng đi n có th i gian ph thu c Theo đó, th i gian tác đ ng c a r le ph thu c vào giá tr dòng đi n đ u vào Giá tr này càng l n thì

th i gian tác đ ng càng nh

R le ki u PT85 đ c dùng r ng rãi đ b o v ng n m ch và quá t i cho l i

6 – 10 kV, các bi n áp gi m áp 110 kV, 35 kV và các đ ng c đi n cao áp Các ti p

đi m th ng m c a r le có kh n ng đóng cho m ch dòng đi n m t chi u và xoay chi u t i 5 A, đi n áp t i 220 V N u nh m ch đi u khi n đ c cung c p t máy

bi n dòng thì các ti p đi m có th

cho phép n i t t và tách m ch song

song v i dòng đi n đ t t i 50 A

Ti p đi m n i đ báo tín hi u cho

phép đóng c t m ch t i 0,2 A đ i

v i dòng đi n m t chi u và 1 A

đ i v i dòng đi n xoay chi u

R le PT85 s d ng trong bài thí

nghi m này đ c cài đ t v i

Ikđ = 4 A V i giá tr tđ t = 3 giây

cho phép ta tính toán ra đ c tính

c t lý thuy t c a r le nh hình v 4 Hình 4 c tính c t tính toán c a r le

PT – 85, v i tđ t = 3 giây

1 S đ th nghi m

V 1

CC ATM K T THT

AT CD

U~

A 4

A 3

RI K

BI

Hình 5 S đ nguyên lý m ch th nghi m các thi t b

2 CáẾ thi t b và ế ng Ế đo ếùng trong s đ

1 C u dao CD dùng đ đóng c t đ a ngu n đi n vào s đ thí nghi m

2 Vôn mét V1 dùng đ đo đi n áp c a l i đi n đ u vào

3 Ampe mét A1dùng đ đo dòng đi n đ u vào c a máy bi n áp t ng u AT A1

có thang đo 0  30 A

4 Máy bi n áp t ng u AT 10 - 20A dùng đ đi u ch nh tr n đi n áp

5 Ampe mét A2 có thang đo 0  30 A dùng đ đo dòng đi n đ u vào c a máy

bi n áp t i

6 Máy bi n áp t i THT dùng đ t o ra ngu n dòng l n (t i 200 A)

7 Khóa K dùng đ đóng m ch th nghi m r le dòng đi n RI

8 Ampe A3 dùng đ đo dòng đi n đ u vào c a r le dòng đi n (s c p)

9 Ampe A4dùng đ đo dòng đi n đ u ra c a máy bi n áp t i (dòng đi n đ th nghi m c u chì (CC), Aptomat (ATM) và kh i đ ng t (K T))

10 Máy bi n dòng BI t o ra dòng đi n nh đ a vào r le và các c c u đo

l ng, báo hi u

3 Trửnh t thỬ nghi m

Ki m tra m ch đi n đ đ m b o ch c ch n r ng ch có ti p đi m đ a đi n vào các ph n t th nghi m v trí đóng còn c u dao CD và các ti p đi m khác

ph i v trí m

B c 1

a núm đi u ch nh c a AT v v trí 0

B c 2

óng c u dao CD đ a đi n vào s đ thí nghi m

B c 3

i u ch nh nhanh máy bi n áp t ng u AT, quan sát các ampe mét A1, A2,

A4 đ kh ng ch không cho AT và THT b phát nóng quá gi i h n, quan sát A3, A4

đ theo dõi giá tr dòng đi n đ a vào ph n t th nghi m Ti p t c đi u ch nh AT

đ nâng dòng đi n đ a vào ph n t th nghi m b ng giá tr đã tính toán t tr c

B c 4

C t m ch c u dao CD và gi nguyên v trí đi u ch nh c a AT đ cho m ch dòng c a ph n t ngu i t i nhi t đ c a môi tr ng đ không gây sai l ch giá tr th nghi m theo phát nóng

B c 5

óng c u dao CD đ đ a đi n vào m ch thí nghi m và m ch tín hi u

Quan sát và ghi giá tr s đo c a A3, A4 và theo dõi m ch tín hi u cùng đ ng

h đo th i gian

Khi ph n t th nghi m tác đ ng thì ghi l i giá tr th i gian trên đ ng h đo

B c 6

M c u dao CD, đ a s đ v tr ng thái ban đ u

IV N I DUNG CÁC BÀI THÍ NGHI M

Bài 1 Th nghi m Ế u Ếhử h áp

Dây ch y c a c u chì là lo i dây đ ng ti t di n 0,95 mm 2

C u chì khi đ t m i ph i ki m tra theo các h ng m c sau :

 S s ch s bên ngoài, làm s ch và ki m tra m i ti p xúc

 Ki m tra s ch n đúng dây ch y

 Ki m tra tính ch n l c c a các dây ch y đ c m c n i ti p

 L y đ c tính t = f(I)

K t qu th nghi m đ c tính t = f(I) đ c ghi vào b ng 1

Giá tr dòng đi n I

(A) đ a vào th

Th i gian tác đ ng, t

(giây)

Th i gian tác đ ng trung bình, t (giây)

1

2

3

1

2

3

1

2

3

1

2

3

B ng 1 K t qu th nghi m dây ch y c u chì

Bài 2 Th nghi m Aptomat

Aptomat đ a vào th nghi m có dòng đi n đ nh m c là 50 A

Aptomat đ c th nghi m theo các h ng m c sau :

 o đi n tr cách đi n tr ng thái ngu i cách đi n gi a k t c u v v i các

c c không đ c d i 10 M và nhi t đ làm vi c không đ c d i 5M

 t đi n áp xoay chi u nâng cao t i 2 kV trong th i gian 1 phút

 Khi làm vi c nhi t đ không đ c v t quá 80o

C

 Th nghi m đ cho Aptomat làm vi c lâu dài l y Ith = 1,1Iđmmc ,trong đó

Iđmmc là dòng đi n ng n m ch c a c c u m ch t

 Th nghi m l y đ c tính I = f (t)

K t qu th nghi m đ c tính c t quá t i t = f(I) đ c ghi vào b ng 2

Giá tr dòng đi n I

(A) đ a vào th

Th i gian tác đ ng, t

(giây)

Th i gian tác đ ng trung bình, t (giây)

1

2

3

1

2

3

1

2

3

1

2

3

B ng 2 K t qu th nghi m đ c tính c t quá t i c a aptomat

Bài 3 Th nghi m r ệe nhi t Ế a Ệh i đ ng t

Kh i đ ng t có dòng đi n đ nh m c 20 A

L y đ c tính Ampe - giây c a r le nhi t theo b i s quá t i t = f (Iqt/Iđm )

K t qu ghi vào b ng 3

Giá tr dòng đi n Iqt

(A) đ a vào th

Th i gian tác đ ng, t

(giây)

Th i gian tác đ ng trung bình, t (giây)

1

2

3

1

2

3

1

2

3

1

2

3

B ng 3 K t qu th nghi m đ c tính r le nhi t c a kh i đ ng t

Bài 4 Th nghi m r ệe ếòng đi n Ếó đ Ế tỬnh ph thu Ế

R le c n th nghi m đ c cài đ t ng ng kh i đ ng là Ikđ = 4 A

Ki m tra r -le PT-85 g m các h ng m c :

 Ki m tra bên ngoài và ki m tra ph n c khí

Khi r le làm vi c bình th ng, khe h gi a đ a quay và m ch t không

đ c v t quá 0,3 mm v m i phía Khi quay t i các góc b t k đ a quay không đ c “k t” r c c đ i cho phép đ i v i khung là 1 mm, đ i v i

đ a là 0,5 mm và đ i v i ph n ng c t nhanh là 0,1 mm – 0,2 mm (theo

h ng n m ngang) Khe h c a các ti p đi m th ng m không đ c nh

h n 2 mm và ti p đi m tín hi u không đ c nh h n 1,5 mm

 Ki m tra cách đi n và đ c tính đi n c a r -le

c đi m c a vi c ki m tra đ c tính r -le là :

1 Ph n t c m ng ph i đ c ki m tra khi m c vào m ch cung c p t

đi n áp dây, đi u ch nh dòng đi n ph i dùng bi n tr đ tránh làm sai

l ch d ng dòng đi n

2 Ki m tra ph n t đi n t khi giá tr dòng đi n l n đ c m c qua máy

bi n áp t i, khi đó d ng c a dòng đi n không có ý ngh a

3 Dòng đi n và th i gian tác đ ng c a r -le ch đ c ki m tra sau khi

đã m n p đ tránh nh h ng c a v t i t tr ng r -le

4 Khi xác đ nh dòng tác đ ng c n đi u ch nh t ng dòng đi n t t , b t

đ u t (0,50,6)Iđ t

5 Dòng đi n và h s tr v c n xác đ nh b ng hai ph ng pháp :

 Khi gi m d n dòng đi n trong r -le, đ a cánh tay g t c a

ph n t hình qu t vào thanh g t c t nhanh

 Khi gi m đ t ng t dòng đi n t giá tr b ng 5Iđ tt i giá tr dòng tr v đ tay g t v v trí ban đ u Khi xác đ nh h s

tr v , ph n t đi n t ph i v trí t ng ng v i v trí xu t phát c a ch c n ng c t nhanh

6 c tính th i gian c a r -le đ c ki m tra theo các n c đ t biên trên thang th i gian và theo t ng n c đ t c a dòng đi n tác đ ng Sau m i

l n r -le tác đ ng, l y đ c tính th i gian c n đ cho r -le v v trí ban

đ u

7 Các ti p đi m c a r -le ph i không đ c rung và không đ c đánh

l a v i dòng đi n t 105% dòng tác đ ng cho t i giá tr dòng ng n

m ch phía s c p có th ph n ánh qua r -le

8 t dòng đi n tác đ ng c t nhanh không đ c nh h n hai l n dòng

đi n đ t Iđ tvì r ng khi đó r le có th tác đ ng nh m do rung N u nh

b o v c t nhanh không dùng đ n c n ph i lo i tr và ki m tra r -le không cho tác đ ng c t nhanh ng v i giá tr dòng ng n m ch c c đ i qua r -le

9 C n ph i ki m tra th i gian tr v c a r -le không đ c v t quá 0,5 giây Vi c ki m tra này có th b qua đ i v i r -le dùng đ b o v các

ph n t thi t b đi n đ t cu i đ ng dây (nh b o v các đ ng c đi n,

b o v các máy bi n áp có đi n áp th c p là 220 V – 380 V)

 Hi u ch nh và ki m tra r -le theo n c đ t làm vi c

L y đ c tính t = f(IN/Ikđ) K t qu ghi vào b ng 4

Giá tr dòng đi n IN

(A) đ a vào th

Th i gian tác đ ng, t

(giây)

Th i gian tác đ ng trung bình, t (giây)

1

2

3

1

2

3

1

2

3

1

2

3

B ng 4 K t qu th nghi m đ c tính c a r le quá dòng đi n

PH N 2

I Ph ng pháp x lý k t qu thí nghi m

đây ta s d ng ph ng pháp x p x g n đúng trong k thu t đ v đ ng cong hàm quan sát y=f(x)

Gi thi t c n tìm bi u th c gi i tích đ i v i hàm quan sát y = f (x) theo các giá tr cho tr c c a đ i s x, hàm này ta có th thay b ng đa th c b c n : Pn(x)

Vi c ch n b c c a đa th c ph thu c m c chính xác yêu c u c a phép g n đúng i u này có th đ c gi i thích b ng đ th là ta xây d ng m t parabol b c

th n đi qua g n sát v i các đi m nh n đ c b ng th nghi m đây ta xây d ng

ph ng pháp bình ph ng c c ti u

Gi thi t có hàm th c nghi m:

B ng 5 D ng hàm th c nghi m

đ n gi n ta thay hàm th c nghi m b ng đa th c g n đúng b c hai

y = a + bx + cx2 (1)

Ti n hành tính các h s a, b và c ngh a là v i các giá tr này, đ th c a đa th c s đi g n sát v i các đi m (xi, yi) trong đó i1,n Ký hi u ilà đ l ch c a giá tr yi so v i giá tr b ng và khi đ t vào ph ng trình (1) l n l t t ng c p giá tr b ng (xi, yi), ta vi t đ c ph ng trình đ l ch:                             n 2 n n n 3 2 3 3 3 2 2 2 2 2 2 2 1 1 y cx bx a

y cx bx a y cx bx a y cx bx a (2)

Trong h ph ng trình này ta coi các s a, b, c là các bi n ch a bi t còn các giá tr x1, x2, x3, , xn là các h s đã cho

Nh v y, giá tr t t nh t c a các s a, b và c có đ c khi t ng bình ph ng đ l ch

ilà nh nh t, ngh a là :





















n

1

i

2 n 2

i min (a,b,c)

) c , b , a ( min )

y cx bx a (

) y cx bx a ( ) y cx bx a ( ) y cx bx a ( 2 n 2 n n 2 2 2 2 2 2 1 2 1 1 n 1 i 2 i 2 i i                     (3)

cho hàm f(a, b, c) có giá tr nh nh t, các đ o hàm riêng theo a, b và c ph i tri t tiêu, ngh a là: 0 c f ; 0 b f ; 0 a f         

L y đ o hàm riêng c a ph ng trình (3), ta nh n đ c h ph ng trình đ i v i các h s a, b và c ch a bi t : 0 x ) y cx bx a (

x ) y cx bx a ( x ) y cx bx a ( 0 x ) y cx bx a (

x ) y cx bx a ( x ) y cx bx a ( 0 ) y cx bx a (

) y cx bx a ( ) y cx bx a ( 2 n n 2 n n 2 2 2 2 2 2 2 1 1 2 1 1 n n 2 n n 2 2 2 2 2 1 1 2 1 1 n 2 n n 2 2 2 2 1 2 1 1                                        (4)

                                        n 1 i i 2 i n 1 i 4 i n 1 i 3 i n 1 i 2 i n 1 i i i n 1 i 3 i n 1 i 2 i n 1 i i n 1 i i n 1 i 2 i n 1 i i y x x c x b x a y x x c x b x a y x c x b an (5)

H ph ng trình (5) d dàng gi i đ c b ng ph ng pháp đ i s II M u b ng x lý k t qu thí nghi m 1 Th nghi m dây ch y c u chì Dòng t i h n, Ith (A) Giá tr dòng đi n I (A) đ a vào th nghi m Th i gian tác đ ng trung bình, t (giây) t = f(I) ……… ………

B ng 6 M u b ng x lý k t qu th nghi m dây ch y c u chì

2 Th nghi m aptomat

Dòng đi n đ nh

m c, Iđm (A)

Giá tr dòng

đi n I (A) đ a vào th nghi m

Th i gian tác đ ng

B ng 7 M u b ng x lý k t qu th nghi m aptomat

3 Th nghi m r le nhi t c a kh i đ ng t

Dòng đi n

đ nh m c, Iđm

(A)

Dòng

đi n quá

t i, Iqt

(A)

T s Iqt/Iđm

Th i gian tác đ ng trung bình, t (giây)

t = f(Iqt/Iđm)

B ng 8 X lý k t qu th nghi m r le nhi t c a kh i đ ng t

4 Th nghi m r le quá dòng đi n

Dòng đi n

kh i đ ng,

Ikđ (A)

Dòng

đi n IN

(A)

T s IN/Ikđ

Th i gian tác đ ng trung bình, t (giây)

t = f(IN/Ikđ)

B ng 9 X lý k t qu th nghi m r le quá dòng đi n

Các đ ng cong đ c tính có đ c sau khi x lý k t qu th c nghi m đ c

bi u di n trên các hình v t ng ng

II Nh n xét