Thiết kế máy biến dòng

Thiết kế máy biến dòng

Chương 1 GIỚI THIỆU CHUNG

I – GIỚI THIỆU CHUNG VỀ MÁY M.B D

1 Khái niệm chung

Máy biến dòng là thiết bị bIến đổi dòng điện có trị số lớn và điện áp cao xuống dòng điện tiêu chuẩn 5A hoặc 1A Điện áp an toàn cho mạch đo lường và bảo vệ

2 Nguyên lý làm việc

Ở mạch điện xoay chiều, nguyên lý làm việc của M.B.D tương tự MBA

Hình 1.1: Sơ đồ đấu dây máy biến dòng

Biến dòng có cuộn dây sơ cấp W1 đấu nối tiếp với tải ZT1 nên tải ở mạch thứ cấp ZT2 không ảnh hưởng đến dòng tải sơ cấp I1*

Hệ số BIến đổi là tỷ số giữa dòng sơ cấp và thứ cấp định mức:

Sai số của BI gồm sai số dòng điện ∆I(tính theo %) và sai số góc ∆ (‘)

3 Đặc điểm làm việc của MBD khác với MBA

Chế độ ngắn mạch là chế độ làm việc bình thường của BI, với MBA thì đây là

sự cố

Khi làm việc, cuộn dây thứ cấp của MBA có thể để hở mạch còn cuộn dây thứ cấp của BI không cho phép Vì khi hở mạch sẽ sinh ra điện thế nguy hiểm cho công nhân phục vụ và cách điện của m.b.d

Từ cảm của m.b.d thay đổi còn từ cảm của MBA là hằng số

2Dòng điện chạy trong cuộn thứ cấp của m.b.d không phụ thuộc vào phụ tải

mà chỉ phụ thuộc vào dòng điện sơ cấp, còn của MBA thì phụ thuộc hoàn toàn vào phụ tải

4 Các chế độ làm việc của M.B.D

- Chế độ ngắn mạch của dòng sơ cấp, mạch thứ cấp phụ tải Z2

Tỷ số giữa dòng ngắn mạch sơ cấp trên dòng định mức gọi là bội số dòng của BI:

Khi n lớn, sai số m.b.d tăng, sai số phụ thuộc vào dòng thứ cấp I2 hoặc tải Z2

Sai số dòng điện thường đạt giá trị <10%, ký hiệu là n10

- Chế độ hở mạch thứ cấp của BI

1% I1đm , biên độ từ cảm trong lõi thép rất bé(0,06 ÷ 0,1T)

Dòng I2 có tác dụng khử từ, cân bằng với I1

Nếu thứ cấp hở mạch(I2 = 0), vai trò khử từ của nó không còn, toàn bộ stđ

nó sẽ cảm ứng ra điện áp U2 có biên độ rất cao(cỡ vài chục KV)  gây nguy hiểm cho người và thiết bị thứ cấp

 M.b.d không được phép hở mạch phía thứ cấp và không cần cầu chì bảo vệ phía thứ cấp

Để chống bão hòa trong mạch từ, người ta chế tạo máy biến dòng có khe hở không khí  máy biến dòng tuyến tính, giảm hằng số thời gian điện từ, giảm từ thông dư trong mạch từ sau sự cố 1 cách nhanh chóng

5 Phân loại và ứng dụng

Có rất nhiều loại máy biến dòng:

- Theo tác dụng máy M.B.D:

- M.B.D đo lường

- M.B.D cung cấp cho mạch bảo vệ: bảo vệ so lệch, bảo vệ chạm đất

- M.B.D hỗn hợp: đo lường và bảo vệ

- M.B.D thí nghiệm: có nhiều hệ số BIến đổi và cấp chính xác cao

- M.B.D trung gian: nối 2 m.b.d có bội số dòng khác nhau

- Theo nơi đặt máy:

- Máy biến dòng sử dụng trong nhà

- Máy biến dòng sử dụng ngoài trời

- Máy biến dòng đặt ở các nơi đặc biệt, ví dụ như trên tầu thuỷ, xe lửa điện…

-Theo số vòng dây của cuộn sơ cấp máy biến dòng có hai kiểu:

- Kiểu thanh hoặc một vòng dây

- Kiểu nhiều vòng dây

- Với máy biến dòng kiểu thanh góp chia làm hai loại:

- M.b.d kiểu sứ xuyên

- Máy biến dòng lắp ráp trong các thiết bị khác

Hình 1.2: Các kiểu thanh góp cuộn dây sơ cấp

a) 1 thanh góp hoặc ống dài xuyên qua lõi

b) Thanh hình chữ U c)1 nhánh xuyên qua cửa sổ lõi

- Theo vật liệu cách điện giữa các cuộn dây máy biến dòng có thể chia ra:

Hình 1.3: M.b.d ngâm dầu 35KV

II PHÓNG ĐIỆN VÀ TÍNH TOÁN CÁCH ĐIỆN

1 Yêu cầu thiết kế

- M.b.d trung áp 35KV, sử dụng cách điện là giấy thấm dầu MBA

- Sứ đầu vào cách điện kiểu giấy thấm dầu, có vành guốc cách điện

2 Yêu cầu cách điện

 Trong thiết kế m.b.d yêu cầu phải đảm bảo cách điện:

+ Giữa các bộ phận mang điện và các bộ phận nối đất

+ Giữa các bộ phận có điện thế khác nhau

Mức độ cách điện phải phù hợp với tiêu chuẩn nhà nước, mức độ này đảm bảo khoảng cách cách điện cần thiết và kích thước của các chi tiết cách điện

Nếu khoảng cách cách điện quá lớn sẽ dẫn đến lãng phí vật liệu cách điện cũng như vật liệu chế tạo máy, dẫn tới giá thành sản xuất tăng

Nếu khoảng cách cách điện nhỏ, sẽ không đảm bảo an toàn cho máy(đảm bảo cho máy làm việc tốt trong khoảng từ (15 – 20 năm)

 Yêu cầu cho vật liệu cách điện:

- Phải có độ bền cao, chịu tác dụng của lực cơ học tốt, chịu nhiệt dẫn nhiệt lại

ít thấm nước

- Gia công dễ dàng

- Chọn vật liệu cách điện để đảm bảo thời gian làm việc của máy trong 15 –

20 năm ở điều kiện làm việc bình thường Đồng thời giá thành của máy cũng không cao

Việc chọn vật liệu cách điện trong máy điện có ý nghĩa quyết định tới tuổi thọ

và độ tin cậy lúc vận hành của máy Do vật liệu cách điện có nhiều chủng loại, kỹ thuật chế tạo vật liệu cách điện ngày càng phát triển, nên việc chọn kết cấu cách điện ngày càng khó khăn và thường phải chọn tổng hợp nhiều loại cách điện để thỏa mãn nhu cầu về cách điện

Vật liệu cách điện thường dùng nhiều loại vật liệu liên hợp lại như meca áp phiến, chất phụ gia(giấy hay sợi thủy tinh) và chất kết dính (sơn hay keo dán) Đối với vật liệu cách điện không những yêu cầu có độ bền cao, chế tạo dễ mà còn

có yêu cầu về tính năng nhiệt: chịu nhiệt tốt, dẫn nhiệt tốt và chịu ẩm tốt

Vật liệu cách điện dùng trong máy điện hợp thành 1 hệ thống cách điện Việc

tổ hợp các vật liệu cách điện, việc dùng sơn hay keo để gắn chặt chúng lại, ảnh hưởng giữa các chất cách điện với nhau, cách gia công và tình trạng bề mặt vật liệu… sẽ quyết định tính năng về cơ, điện, nhiệt của hệ thống cách điện Trong môi trường nhiệt đới, vật liệu phải chịu nhiệt, chịu ẩm tốt

 Đối với m.b.d cách điện yêu cầu gồm:

+ Giữa cuộn cao áp và hạ áp

+ Giữa cuộn cao áp và mạch từ

+ Giữa cuộn hạ áp và mạch từ

+ Giữa đầu nối đất cuộn cao áp(sơ cấp) với kết cấu vỏ máy

Môi trường cách điện trong máy biến dòng ngâm dầu là dầu máy biến áp kết hợp với điện môi rắn(các tong cách điện, bakelit, giấy vải cách điện) Điện môi rắn được sử dụng dưới hình thức lớp bọc, lớp cách điện và màn chắn

3 Phóng điện trong điện môi lỏng (dầu máy biến áp)

Dầu máy biến áp khi sách có độ bền điện rất cao, hàng trăm KV/cm Tuy nhiên khi có tạp chất thì độ bền điện bị giảm sút rất nhanh và diễn biến của quá trình phóng điện chọc thủng khác hẳn so với chất lỏng sạch Với dầu máy biến áp sạch, cơ chế phóng điện cũng tương tự như chất khí, các điện tử vốn có sẵn trong điện môi hoặc được giải thoát từ bề mặt điện cực dưới tác động của điện trường

sẽ di chuyển và tích năng lượng Sự va chạm của chúng với các phân tử chất lỏng

sẽ gây ion hóa các phân tử chất lỏng và dẫn tới sự hình thành thác điện tử và tia lửa điện nối liền các bề mặt điện cực

Vì mật độ các phân tử ion trong chất lỏng rất lớn so với chất khí cho nên đoạn đường tự do của điện tử rất ngắn và do đó để gây ion hóa va chạm thì điện trường

và điện áp tác dụng phải có trị số cao hơn nhiều so với số điện phóng trong chất khí

Khi chất lỏng có chứa tạp chất như bọc khí, ẩm , sợi tơ… phóng điện được giải thích bởi sự hình thành cầu nối dẫn điện giữa các điện cực

Xét trường hợp khi chất lỏng có chứa bọc khí, giả thiết có hình cầu như hình vẽ:

Hình 1.4: Chất lỏng có chứa bọc khí

Do hằng số điện môi của chất khí bé hơn so với các chất lỏng nên cường độ điện trường của bọc khí tăng cao dẫn đến quá trình ion hóa các phần tử khí Sự di chuyển của các điện tích khác dấu trong bọc khí do tác dụng của điện trường sẽ kéo theo sự biến dạng bọc khí từ hình cầu trở thành hình elip… và sự liên kết giữa nhiều bọc khí elip sẽ dẫn đến sự hình thành cầu dẫn điện nối giữa các điện cực

Khi tạp chất là ẩm(hạt nước) hoặc sợi tơ cũng sẽ hình thành các cầu nối như trên khiến điện áp phóng điện chọc thủng giảm đi nhiều lần so với khi dầu sạch

Độ bền điện của dầu biến áp sạch có thể đạt tới 20 25KV/mm, nhưng chỉ cần

1 lượng ẩm nhỏ trong dầu vượt quá giới hạn 0,05% thì độ bền điện chỉ còn 4KV/mm tức là giảm 5 – 6 lần

Ở điện áp xung, độ bền điện hầu như không thay đổi cho dù là có tạp chất Điều đó được giải thích bởi các cầu dẫn điện không kịp hình thành trong khoảng thời gian tác dụng của điện áp xung

Sự biến thiên của điện áp chọc thủng hầu như không thay đổi theo nhiệt độ

t°C

Hình 1.5: sự biến thiên của U ct theo t 0 C

Khi dầu bị Uct biến thiên, đạt max tại giá trị nào đó

Ngoài ra, ta cũng sử dụng kết hợp các vật liệu rắn, nên cũng có phóng điện gây ra trong điện môi rắn

Lớp bọc: là lớp vật liệu cách điện tương đối mỏng(lớp sơn hoặc giấy bọc có chiều dày không quá 1 – 2 mm) Tác dụng chủ yếu của nó là hạn chế sự hình thành các cầu dẫn điện trong dầu

Lớp cách: lớp cách điện khá dầy(hàng chục mm) quấn quanh dây dẫn, nó làm giảm cường độ trường ở xung quanh cực nên được sử dụng ở những nơi điện trường không đồng nhất như dùng dể bọc dây dẫn của cuộn dây

Màn chắn: thường dùng bìa cactong cách điện, bakelit Khi đặt trong trường không đồng nhất tác dụng của màn chắn cũng tương tự như trong khe hở không khí: đặt trong khu vực trường cực đại có thể làm tăng điện áp phóng điện tần số công nghiệp lên 2 lần Nhưng khi có màn chắn thì sự ion hóa ở khu vực có điện trường mạnh sẽ xuất hiện sớm trước khi phóng điện, tình trạng này kéo dài sẽ

không có lợi vì quá trình ion hóa kéo dài sẽ phân hóa dầu và phá hủy màn chắn Chỉ sử dụng phương pháp này khi điện áp tác dụng trong 1 thời gian ngắn

Hình 1.6: Kết cấu cách điện của máy biến dòng 110KV

1.Tấm chắn cách điện 2.Cuộn dây thứ cấp 3.ống cách điện 4 Cuộn Sơ cấp

độ dầy của giấy

mm

độ dầy của lớp

0,064 0,127 0,254 0,256 0,508 1,016

9,3 8,7 7,9 8,7 7,5 6,6

9,3 7,9 7,3 8,3 6,7 6,2

Khi ngâm trong dầu, hằng số điện môi của giấy thấm dầu vào khoảng

Ngoài ra còn dùng vải sơn, độ bền cách điện cho ở bảng sau:

26,2 20,5 18,5 16,8 15,5 14,6

14 13,3 12,8 12,3

23,6 19,7 17,0 14,9 13,1 12,5 10,3 9,2 8,3 7,5

ra, đầu chuyển tiếp

 Tính toán khoảng cách cách điện:

- Tính toán khoảng cách cách điện dựa vào điện áp phóng điện

- Gọi chiều cao sứ trụ là S1

- Khoảng cách cách điện của cao áp với mạch từ là : S3

- Khoảng cách giữa cao áp – hạ áp với đất là : S4

Điện áp phóng điện khô với sứ trụ tra theo bảng 1 – 9 sách khí cụ điện cao áp với thang 110KV(trạm ngoài trời):

Upđ1 = 315 KVhd Tra hình 1 – 15 trang 29 sách khí cụ điện cao áp với đường trung bình(đường 2)  S1 = 98cm

Các bộ phận của BI đều nằm trong dầu, vậy điện áp phóng điện giữa các bộ phận là:

pđ2 dt đm

Theo hình 14 – 2 sách Thiết Kế MBA, ta có:

Ta chọn có vành guốc cách điện, theo bảng 14 – 1 sách Thiết kế MBA:

Khoảng cách giữa cuộn cao áp và hạ áp (theo công thức nội suy):

Khoảng cách từ cuộn cao áp đến mạch từ (theo công thức nội suy):

Để tiết kiệm chi phí, ta chọn khoảng cách giữa cuộn cao áp và hạ áp min nhất

 Tổng kết:

- Chiều cao sứ trụ: S1 = 98cm

Chương 2 TÍNH TOÁN ĐIỆN TỪ

I- CHỌN VẬT LIỆU TỪ

Người ta thường chọn các lá tôn mỏng khoảng 0,1 ÷ 0,35 mm chứa hàm lượng silic ( 0,5 ÷ 4,8 ℅ ) ghép lại làm lõi m.b.d Chất lượng tôn silic ảnh hưởng nhiều đến cấp chính xác m.b.d

Tôn hợp kim cao ở 50

Hz, tổn hao ít

Máy biến dòng

đo lường và bảo

vệ khi yêu cầu không cao, kích thước lớn

từ thẩm bình thường

lường khi các đặc tính yêu cầu tăng cường

3

48



nóng, ở trường yếu và trung bình độ từ thẩm cao

lường khi các đặc tính yêu cầu tăng cường

XB 310 0,35 Tôn hợp kim tăng cường

cán nguội, ở 50 Hz tổn hao bình thường, trong trường mạnh độ từ thẩm bình thường

lường và bảo vệ

có cấp chính xác cao và kích thước nhỏ

Tôn hợp kim tăng cường cán nguội, ở 50 Hz tổn hao rất ít, trong trường mạnh độ

từ thẩm cao

M.b.d bảo vệ

có cấp chính xác cao và kích thước nhỏ

Bảng 2.1 – Các loại tôn thường sử dụng làm lõi m.b.d

 Các loại tôn silic để làm lõi bi phải có những tính chất sau:

Với cường độ từ cảm nhỏ khoảng vài phần nghìn tesla độ từ thẩm phải cao Tính chất này cho phép có được sai số nhỏ và đặc BIệt quan trọng đối với m.b.d đo lường

Để đảm bảo cho m.b.d bảo vệ có bội số 10℅ lớn yêu cầu độ bão hòa cao

Độ từ thẩm cao và không đổi trong khoảng rộng

Tổn hao suất trong tôn nhỏ

Song, những yêu cầu trên còn phải thỏa mãn tính kinh tế Nếu có được những đặc tính tốt mà tăng trọng lượng và kích thước, giá thành cao thì cũng không phải phương

án tối ưu

Đối với yêu cầu về m.b.d loại này chọn loại tôn M6T35, hãng terni societa per L’industria et L’electicita theo sáng chế của hãng Armco, dày 35 mm, suất tổn hao

ρ15 =1,11(W/kg), cách điện bằng Carlite

II- TÍNH TOÁN ĐIỆN TỪ

Các thông số ban đầu:

1w I w I w

2 2 1

w I w

2

1 1

2 

Giá trị của sức từ động I1dm w1 có ảnh hưởng đến sai số của máy biến dòng Giá trị này càng tăng thì sai số càng nhỏ, nhưng sẽ tăng kích thước M.b.d Thông thường, ta chọn sức từ động trong khoảng 600÷900 Avòng để đảm bảo cả hai yếu tố trên

Máy biến dòng cần thiết kế là dùng để đo lường, cần cấp chính xác cao, chọn

) (

600

) ( 120 5

600 2

1 1

I

w I w

w f

E S

2

2 4 , 5 10 44

, 4

S Tiết diện lõi thép

2 2

2 I (r r ) (x x )

E   t   t 

Trong tính toán sơ bộ có thể lấy gần đúng r2 ≈ rt, x2 ≈xt

t t

r I

E2  2 2 2 2  2 2

Tổng trở phụ tải của BI

) ( 6 , 0 5

15 2





t tdm t

t t

I

S I

U Z

) ( 6 6 , 0 5 2

Chọn mật độ từ cảm Bm = 0,07 (T)

Thay số vào biểu thức tính tiết diện lõi thép ta được:

) ( 10 214 , 3 07 , 0 120

6 10 5 ,

Chọn kích thước và chiều dày lõi thép:

Mạch từ có dạng hình xuyến, đường kính trong và ngoài lần lượt là d và D, chiều dày b

Việc chọn mạch từ hình xuyến có ưu điềm là phân bố từ trường đều, việc chế tạo và lắp ghép dễ dàng (người ta chế tạo lá thép thành những dải băng rồi quấn lại),

do đó giảm được khe hở không khí trong mạch từ

Chiều dày b của lõi thép tính theo công thức 7-4 sách khí cụ điện cao áp:

e k d D

S b

) (

) ( 35 , 7 ) ( 10 5 , 73 8 , 0 10 ).

10 30

(

10 214 , 3

2

3

cm m

a Dây quấn sơ cấp

Dây quấn sơ cấp có dòng điện và điện áp lớn nên ta dùng dây dẫn tiết diện hình chữ nhật.Do dây loại này có những ưu điểm sau:

Dễ chế tạo, lắp ghép đơn giản, hiệu ứng mặt ngoài nhỏ khi tiết diện bé, mômen chống uốn lớn

Tuy nhiên, nếu ghép nhiều dây bẹt với nhau thì không có lợi vì tiết diện dây tăng nhưng dòng tăng ít, ứng suất trong thanh tăng và lực điện động giữa các thanh tăng

Ta ghép 2 dây hình chữ nhật làm 1 để tải được dòng lớn

Tiết diện dây sơ cấp:

j

I

1 

Với j là mật độ dòng điện, tra trong bảng 7-4a sách khí cụ điện cao áp, với công

3

35 300

kVA

Ta được j = 2,7 (A/mm2)

) ( 1 , 111 7 , 2

Tra bảng 7-5 trang 222 sách khí cụ điện cao áp chọn loại dây dẫn tròn có q2 =

Cuộn thứ cấp cuốn tập trung 1 lớp

4 Khoảng cách cách điện, kích thước cuộn dây sơ cấp

Dây sơ cấp hình chữ nhật được ghép từ 2 sợi có tiết diện:

) ( 55 , 55 2

1 , 111

2

2 1

mm

q





Tra bảng 7-6 trang 233 sách khí cụ điện cao áp (hoặc bảng 44-10 trang 640 sách thiết kế máy BIến áp) về kích thước và tiết diện dây dẫn hình chữ nhật Ta chọn được dây dẫn có kích thước ab 7  8 (mm)

Chiều dày cách điện 2 phía : 2ō = 1,93 (mm)

Sau khi chập 2 sợi dây, quấn 1 lớp cách điện dày 0,2 mm bao quanh Ta có kích thước dây quấn sơ cấp sau khi quấn cách điện là:

) ( 25 , 12 2 , 0 2 93 , 1 2

) ( 12 , 22 2 , 0 2 93 , 1 4 7

Hình 2.4 - Kết cấu dây quấn sơ cấp

Cuộn sây sơ cấp được quấn 2 vòng, giữa 2 vòng dây đặt bìa cách diện có bề dày

44,76-2.(1,93+0,2)=40,5(mm) Dây quấn sơ cấp được quấn trên 1 ống phíp đã được lồng vào mạch từ để đảm bảo khoảng cách cách điện giữa cao ap – mạch từ

Kích thước ống phíp:

)(3,2352

)(3,25723

3

cm s

a

cm s

Hình 2.4 - Ống phíp

5 Điện trở dây sơ cấp

Diện trở dây sơ cấp gồm 2 thành phần: phần đầu nối đến cuộn dây quấn và phần dây quấn trực tiếp lên mạch từ (Rmt)

mt đn

+ ρ là điện trở suất của dây dẫn

+ q1 là tiết diện của dây dẫn thứ cấp

+ lđn chiều dài phần dầu nối của dây dẫn sơ cấp với

) ( 59 , 1 ) ( 159 ) 5 , 18 98 (

2 ) (

) ( 10 1 , 3 4 , 111

59 , 1 0217 ,

b)Điện trở dây dẫn trên mạch từ

Chiều dài trung bình của 1 vòng dây:

m b a

Điện trở phần dây quấn trên mạch từ:

) ( 10 06 , 4 4

, 111

0415 , 1 0217 , 0 2

.

sc R R

R

6 Xác định kích thước cuộn thứ cấp

Cuộn thứ cấp có dòng nhỏ, được cách điện với mạch thứ cấp bằng giấy cách điện

và bìa cách điện giày 2mm

Đối với cuộn thứ cấp ta có thể cuốn theo nhiều cách: quấn rải tập trung, quấn rải phân tán hoặc cuồn theo lớp Nhưng phải lựa chọn cách quấn phù hợp để vừa dễ quấn lại vừa đảm bảo khoảng cách cách điện với cuộn cao áp (cũng quấn trên mạch từ)

Ở đây ta chọn phương pháp quẫn rải tập trung 1 lớp

Chiều dài cuộn dây thứ cấp chiếm chỗ trên mạch từ:

) ( 12 , 24 ) ( 2 , 241 01 , 2 120

Chọn cách điện ngoài cùng để bọc dây quấn thứ cấp là 2mm

Chiều dài trung bình 1 vòng dây thứ cấp là:

) ( 24694 , 0 ) ( 94 , 246 ) 2 4 , 0 81 , 1 ( ) 70 50 (

24694 , 0 0217 , 0

.

2 2

R tc  tb

7 Điện kháng

 Điện kháng cuộn sơ cấp

Điện kháng cuộn thứ cấp tính theo công thức sumec (theo sách khí cụ điện cao áp công thức 7-13 trang 226)

) ( 10 )}.

( 3 )]

lg(

) lg(

.[

2 , 9 {

2

A B d a

B A w

f K

Trong đó:

A, B, a, và d là kích thước cuộn dây sơ cấp (cm)

K là hệ số phụ thuộc vào kết cấu BI

ở những kết cấu mà cuộn dây sơ cấp bị bao bởi các chi tiết là vật liệu từ tính (thép, gang) thì k = 2, còn đối với trường hợp khác k = 1

Với :

92 , 52

) 226 , 1 212 , 2

724 , 29 lg(

724 , 27 ) 226 , 1 212 , 2

724 , 27 lg(

724 , 29

) lg(

) lg(

A B d a

B A M

1  4  50 2 ( 9 , 2 52 , 92  3 57 , 448 ) 10

X

) ( 10 657 ,

360 lg 10 ) 8 7 , 6

 w

H X

α là góc tạo thành bởi cuộn dây thứ cấp quấn trên lõi xuyến

0 1

1

3 , 128 360 20

120 01 , 2 10 360

120 01 , 2 10

,

0

360 lg 10 120 804 , 12

Hình 2.7: Lõi từ hình xuyến

8 Trọng lượng sắt sử dụng

Khối lượng sắt tính bằng thể tích của sắt nhân với trọng lượng riêng của sắt

Fe Fe

).

4

20 4

30 (

).

4 4

2 2 2

2

dm cm

b d D

cu V m

M 1  1.

) (

cu V m

M 2  2.

2 2

2 l q

V cu 

q2 = 2,57 (mm2)

l2 = l2tb.w2 = 0,24694.120 = 29,633 (m)

) ( 10 16 , 76 633 , 29 10 57 ,

6 2

2  cu . cu 8900 76 , 16 10

cu V m

M

= 6,78 (kg)

Chương 3

I- TÍNH TOÁN SAI SỐ

1 Cấp chính xác của máy biến dòng

Đối với CT cấp chính xác thể hiện ở mức độ sai số về dòng điện và góc pha, là một chỉ tiêu quan trọng Cấp chính xác này được xác định theo tiêu chuẩn qui định của nhà nước Tiêu chuẩn của Liên Xô quy định về cấp chính xác của CT có thể tham khảo hình 7-15, 7-16 trang 227 sách Khí Cụ Điện Cao Áp

Với đề tài đang thiết kế CT có cấp chính xác 5P

Đặc tuyến sai số của CT ứng với cấp chính xác của mình của mình phải nằm trọn vẹn trong vùng cho phép Nếu 1 phần hoặc toàn bộ đặc tuyến nằm ngoài giới hạn quy định thì phải tiến hành hiệu chỉnh sai số

2 Đồ thị vectơ và sai số của máy biến dòng

+

.

2 2

U =R ' jX ' I 't  t  2 là điện áp thứ cấp quy đổi

Dựa vào các phương trình trên, ta dựng đồ thị vectơ của M.B.D như sau :

Dựng vectơ OA

biểu thị dòng

2

2

I ' được biểu diễn bởi DE

E là vectơ OF

Hình 3.2 Đồ thị vectơ của CT

Sức điện động

2

E ' do từ thông Ф trong lõi thép sinh ra , do đó Ф chậm sau

2

E ' một góc π/2.Ta có Ф do

o

I sinh ra lệch nhau một góc ψ quyết định bởi tổn thất do dòng từ hóa lõi thép và dòng điện xoáy Góc tổn hao ψ tìm được dựa vào đường cong góc tổn hao H7-10 sách KCĐCA

Dựa vào đồ thị ta có :

* Góc lệch pha giữa sđđ

2

E ' và dòng điện

2

Dấu ‘-‘ thể hiện máy biến dòng thường làm việc với phụ tải trở cảm

1

Icos

2.1 - Sai số của máy biến dòng với dòng điện I1I1dm

 Theo số liệu đã tính toán chương II:

.

Với loại tôn M6T35 Tra đồ thị đường cong từ hoá hình 44-13 sách Thiết kế máy

biến áp (Tác giả Phạm Văn Bình Và Lê Văn Doanh)

B=0,07 H=2,75 Avòng/m

H=0,0275Avòng/cm.Với H trên tra ở hình7-10 sách khí cụ điện cao áp tra ra góc tổn hao từ hoá =130

Áp dụng định luât toàn dòng điện I0W1=H.LTB

Sai số tính theo đơn vị % sẽ là :

100 ).

sin(

100

1 1

1 0 1

1

1 1 2 2

W I W

I

W I W I

Dấu trừ ở trước biểu thức thể hiện m.b.d làm việc ở phụ tải trở cảm

Vì góc  thường rất nhỏ (<20) nên có thể lấy sin()

Sai số góc xác định theo công thức:

) )(

cos(

sin

1 1

1

W I

W I OC

.

.

.

3

4,5.10 0,6

0,0225.10 (wb)120

Với loại tôn M6T35 Tra đồ thị đường cong từ hoá hình 44-13 sách Thiết kế máy

biến áp (Tác giả Phạm Văn Bình Và Lê Văn Doanh)

B=0,007 H=0,62 Avòng/m

H=0,0062Avòng/cm.Với H trên tra ở hình7-10 sách khí cụ điện cao áp tra ra góc tổn hao từ hoá =110

Áp dụng định luât toàn dòng điện I0W1=H.LTB

Sai số tính theo đơn vị % sẽ là :

100 ).

sin(

100

1 1

1 0 1

1

1 1 2 2

W I W

I

W I W I

Dấu trừ ở trước biểu thức thể hiện m.b.d làm việc ở phụ tải trở cảm

Vì góc  thường rất nhỏ (<20) nên có thể lấy sin()

Sai số góc xác định theo công thức:

) )(

cos(

sin

1 1

1

W I

W I OC

.

Với loại tôn M6T35 Tra đồ thị đường cong từ hoá hình 44-13 sách Thiết kế máy

biến áp (Tác giả Phạm Văn Bình Và Lê Văn Doanh)

B=0,014 H=0,9 Avòng/m

H=0,009Avòng/cm.Với H trên tra ở hình7-10 sách khí cụ điện cao áp tra ra góc tổn hao từ hoá =110

Áp dụng định luât toàn dòng điện I0W1=H.LTB

Sai số tính theo đơn vị % sẽ là :

100 ).

sin(

100

1 1

1 0 1

1

1 1 2 2

W I W

I

W I W I

Dấu trừ ở trước biểu thức thể hiện m.b.d làm việc ở phụ tải trở cảm

Vì góc  thường rất nhỏ (<20) nên có thể lấy sin()

Sai số góc xác định theo công thức:

) )(

cos(

sin

1 1

1

W I

W I OC

.

) 50 44 , 4 ( 2

Với loại tôn M6T35 Tra đồ thị đường cong từ hoá hình 44-13 sách Thiết kế máy

biến áp (Tác giả Phạm Văn Bình Và Lê Văn Doanh)

B=0,028 H=1,4 Avòng/m

H=0,014Avòng/cm.Với H trên tra ở hình7-10 sách khí cụ điện cao áp tra ra góc tổn hao từ hoá =11,50

Áp dụng định luât toàn dòng điện I0W1=H.LTB

Sai số tính theo đơn vị % sẽ là :

100 ).

sin(

100

1 1

1 0 1

1

1 1 2 2

W I W

I

W I W I

I

120

Dấu trừ ở trước biểu thức thể hiện m.b.d làm việc ở phụ tải trở cảm

Vì góc  thường rất nhỏ (<20) nên có thể lấy sin()

Sai số góc xác định theo công thức:

) )(

cos(

sin

1 1

1

W I

W I OC

0,135.10

3, 214.10



 = 0,042 (T) Tra đường cong từ hoá ta được H = 1,8 (A.vòng/m) = 0,018 (A.v òng/cm)

Tra đồ thị hình 7-10 sách KCCA,v ới H = 0,018 (A.vòng/cm) ta được góc tổn hao = 12 0

3, 214.10



Tra đường cong từ hoá ta được H = 2,4 (A.vòng/m) = 0,024 (A.v òng/cm)

Tra đồ thị hình 7-10 sách KCCA,v ới H = 0,024 (A.vòng/cm) ta được góc tổn hao