Tài liệu Đồ án tốt nghiệp - Thiết kế máy biến dòng ppt

-Máy biến dòng lắp ráp trong các thiết bị khác : Theo vật liệu cách điện giữa các cuộn dây máy biến dòng có thể chia ra : Theo kết cấu máy biến dòng có thể chia ra các loại sau: +Máy

Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế máy biến dòng

CHƯƠNG I: PHÂN TÍCH CHỌN PHƯƠNG ÁN TÍNH CÁCH ĐIỆN

I GIỚI THIỆU CHUNG VỀ MÁY BIẾN DÒNG :

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

vệ

Hình 1 Tải của máy biến dòng được đấu vào cuộn thứ cấp W2 của mbd và một đầu được nối đất Thứ tự đầu cuối của các cuộn dây được phân biệt đánh dấu Các thông số cơ bản :

-Điện áp định mức của lưới điện quyết định cách điện phía sơ cấp và thứ cấp của máy biến dòng

-Dòng điện sơ cấp và thứ cấp định mức là dòng điện làm việc dài hạn ,theo phát nóng có dư trữ

2

1

*Đặc điểm làm việc của máy biến dòng khác với máy biến áp :

-Chế độ ngắn mạch là chế độ làm việc bình thường của máy biến dòng

-Dòng điện chạy trong cuộn thứ cấp của máy biến dòng không phụ thuộc vào phụ tải mà chỉ phụ thuộc vào dòng điện sơ cấp ,còn của máy biến áp thì phụ thuộc hoàn toàn vào phụ tải

1> PHÂN LOẠI MÁY BIẾN DÒNG:

Có rất nhiều loại máy biến dòng

Theo tác dụng máy biến dòng có thể chia ra các nhóm sau :

+Máy biến dòng đo lường

+Máy biến dòng cung cấp cho mạch bảo vệ (bảo vệ so lệch ,bảo vệ chạm đất ,bảo vệ thứ tự không vv )

+Máy biến dòng hỗn hợp (đo lường và bảo vệ )

+Máy biến dòng thí nghiệm (có nhiều hệ số biến đổivà cấp chính

xác cao)

+Máy biến dòng trung gian (để nối hai máy biến dòng có hệ số

biến đổi khác nhau)

Theo nơi đặt máy biến dòng có thể chia ra :

+ 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 vv

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

+ Kiểu thanh hoạc một vòng dây

+ Kiểu nhiều vòng dây

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

Hình 2 a) Máy biến dòng kiểu thanh góp cuộn dây sơ cấp là một thanh góp hoạc

ống dài xuyên qua cửa sổ lõi

b) Máy biến dòng kiểu chữ U cuộn dây sơ cấp hình chữ U một nhánh xuyên qua cửa sổ lõi

c) Máy biến dòng kiểu sứ xuyên bản thân máy biến dòng không có cuộn dây sơ cấp mà chỉ có sẵn lỗ cho sứ xuyên và thanh góp xuyên qua trong khi lắp ráp tại trạm

-Máy biến dòng lắp ráp trong các thiết bị khác :

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

Theo kết cấu máy biến dòng có thể chia ra các loại sau:

+Máy biến dòng kiểu ống dây

+Máy biến dòng kiểu thanh góp

+Máy biến dòng kiểu bình

+Máy biến dòng kiểu số 8

+Máy biến dòng kiểu chữ U

+Máy biến dòng kiểu chữ C

Theo tần số chia ra :

Máy biến dòng sử dụng tần số công nghiệp (50Hz)

Máy biến dòng tần số biến thiên sử dụng trên tầu thuỷ

Máy biến dòng tần số 499-800Hz vv

2) GIỚI THIỆU MỘT SỐ MÁY BIẾN DÒNG:

g điện sơ cấđầu nối ∏1

điện thứ cấhai đầu H1

ộn

ấn

y là

thứ cấp ,cđiện rắn bằn

g thời cố đhắn ,dùng cb.d loại kh.Cuộn Dâyđiện

ấp

1 và

ấp

1và vòng

g điện

hung cuộn

ng êpôxy đđịnh khungcho mạch c

hô ,nhiều vò

y thứ cấp 2

n dây sơ cấđảm bảo cá

g lắp ráp 3

có dòng sơòng dây sơ

2 cách điện

Hình 3

Hìn

ấp là thanh ách điện giLoại biến

ch từ q ghépdây sơ cấp

yên cái

có

p từ

p

KV và lắp đ

ên và lắp đặDòng là dầH-35 được cho ở

áp 1 có nhđất ,nối với điện với mđiện giữa cách điện dđiện 6 đảm

ấy chân khôkết cấu kiể

Dòng điện

iện áp cao điện áp H

u biến dòn

iện dung loại mực dầu

ặt ngoài trờ

ầu biến áp

ở hình 5 hiều vòng ,c

i đầu vào 5mạch từ 3 ,cuộn dây sdầy 0,12mmbảo cách đông ,dầu đ

ểu này ,biế

n ngâm dầ

,máy biến Hình 6 trình

ng 400KV,2

ất

h của biến dđến sai số

u 35KV:

hàVới điện

ời thì cách.Kết cấu c

có cách điệ

5 Cuộn dây,có một đầu

sơ cấp và t

m ngâm trođiện ngoàiược nạp đầ

n áp điện của

ện

y

u thứ ong

2.4 Máy Biến dòng kiểu mới

Ngoài loại biến dòng kinh điển làm việc Theo nguyên lý điện từ người ta còn

chế tạo Máy biến dòng kiểu mới dùng cho các lưới điện siêu cao áp ,nhằm giảm chi phí cách điện cho các biến dòng kinh điển

Các biến dòng kiểu mới được chế tạo theo nguyên lý chuyển đổi điện quang và nguyên lý từ quang Faraday

a)Hình 7 trình bầy nguyên lý chuyển đổi điện quang

Dòng điện sơ cấp Is được biến đổi qua BI1 kinh điển ,đưa qua bộ điều biến 1, chuyển thành đậi lượng điện áp tỷ lệ dạng xung rời có độ rộng xung thay đổi hoạc tần số tín hiệu xung thay đổi ,tỷ lệ với giá trị tức thời của dòng điện sơ cấp qua bộ khuyếc đại 2 ,tín hiệu điều khiển diot phát quang 3 ,để phát tín hiệu quang tương ứng Diot phát quang 3,cáp quang 5 và điot điện quang 4 hợp thành

hệ thống ghép nối quang điện để truyền tín hiệu quang từ các phần tử có điện áp cao đến các phần tử có điện áp thấp

Bước sóng của tín hiệu quang khoảng 900mm được truyền qua cáp quang đến diot quang điện 4 để chuyển thành các tín hiệu điện áp hình sin

Tín hiệu qua bộ biến đổi 6,bộ lọc 7 và bọ khuyếc đậi 8 , đủ công suất cấp cho các thiết bị đo lường và bảo vệ Biến dòng BI2 cùng với thiết bị phụ 9 nạp điện cho bộ acqui nuôi hệ thống biến dòng điện quang

møc ®iÖn thÕ thÊp

møc ®iÖn thÕ cao Δ

b) hình 8 trình bầy Nguyên lý của biến dòng chuyển đổi từ quang Faraday Một chùm sáng được phát ra từ nguồn sáng 1 phía điện áp thấp ,được cáp quang dẫn đến bộ phân cực 2,chùm sáng sau khi được phân cực qua lăng kính L1 để tới tinh thể thạch anh 3A,tại đó dưới tác dụng của từ trường do dòng điện sơ cấp sinh ra ,chùm sáng sẽ bị phân cực với góc quay là:

δ=V.H.L Trong đó v hằng số Vợdet,với tinh thể thạch anh ,V=5,23.10-6 rad/A.m

H cường độ từ trường trong tinh thể thạch anh ,a;

L-chiều dài tinh thể ,m

Sau khi qua thạch anh và lăng kính L2,chùm sáng qua thạch anh 3B đặt ở phía điện áp thấp Từ trường trong tinh thể thạch anh 3b được tạo nên bởi dòng điện thứ cấp IT.Hướng của từ trường được chọn sao cho bù lại được góc quay phân cực để cho Isws=ITwT.Kết quả là góc quay δ1 được bù lại góc quay δ2=-δ1 trong thạch anh 3B.Mức ánh sáng nhận được của các bộ phận cảm biến quang 5a và 5B giống nhau nên tín hiệu của bộ khuyếc đại vi sai bằng không khi mặt phẳng phân cực bị quay ,mức ánh sáng nhận đựơc của các bộ cảm biến 5a và 5B sẽ là khác nhau làm tín hiệu đầu vào của bộ khuyếc đại visai và sinh ra dòng điện It ở đầu ra ,phản ánh đúng dòng

sơ cấp Is

Theo yêu cầu thiết kế

-máy biến dòng hoạt động ở tần số công nghiệp 50Hz

-Vật liệu cách điện là giấy gâm trong dầu máy biến dòng làm mát bằng dầu -các chỉ tiêu :

điện áp sơ cấp Uđm=110KV

dòng điện sơ cấp Iđm=300A

dòng điện thứ cấp I2=5(A)

độ chính xác theo tiêu chuẩn IEC-185 cấp chính xác 5P

+số vòng dây sơ cấp :loại 1 vòng dây hoạc nhiều vòng dây

-Với loại 1 vòng dây yêu cầu độ chính xác không cao

-độ chính xác cao ,sai số nhỏ chọn máy biến dòng cuộn sơ cấp nhiều vòng dây (Khi thiết kế máy biến dòng kiểu nhiều vòng dây sẽ cho sai số nhỏ nhưng trọng lượng đồng và giá thành máy biến dòng sẽ tăng ).Theo yêu cầu :dùng máy biến dòng ngâm dầu cho nên ta chọn máy biến dòng kiểu bình

Có thể thiết kế loại m.b.d 1 cấp hoạc hai cấp với loại hai cấp là có điện trở lớn dẫn đến sai số cao, Cho nên chọn loại 1 cấp

Hình 8

Møc §iÖn thÕ cao

Møc ®iÖn thÕ thÊp C¸p quang

Nguyªn lý m¸y biÕn dßng tõquang Faraday

II> TÍNH CÁCH ĐIỆN:

1) Yêu cầu cách điện:

Trong thiết kế máy biến dòng 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 lớn quá dẫn tới 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 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

-phải chọn vật liệu cách điện dể đẩm bảo thời gian làm việc của máy 15-20 năm trong điều kiện làm việc bình thường Đồng thời giá thành của máy không cao

-Việc chọn vật liệu cách điện trong máy điện só 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 thoả mãn nhu cầu về cách điện

Vật liệu cách điện thường dùng nhiều loại vật liệu liên hợp lại như mêca áp phiến ,chất phụ gia (giấy hay sợi thuỷ 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 yêu cầu về tính năng điện : có độ cách điện cao , dò điện ít Ngoài ra

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

Vật liệu cách điện dùng trong máy điện hợp thành một 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 vv 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 máy biến dòng cách điện yêu cầu :

+Giữa cuộn cao áp và cuộn hạ áp

+Giữa cuộn cao áp và mạch từ

2 Phóng điện trong điện môi lỏng (trong dầu biến áp)

Dầu biến áp khi sạch có độ bề 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 biến áp sạch

cơ chế phóng điện cũng tương tự như chất khí ,các điện tử vốn có sẵn trong điện môi hoạc được giải thoát từ bề mặt điện cực dưới tác dụng của điện

trường sẽ di chuyển và tích luỹ năng lượng Sự va chạm của chúng với các

phân tử chất lỏng sẽ gây ion hoá 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 hoá va chạm thì điện trường và điện áp tác dụng phải có trị số cao hơn nhiều so với số liệu phóng điện 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 9

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 hoá 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 elíp và sự liên kết giữa nhiều bọc khí elíp

sẽ dẫn tới sự hình thành cầu dẫn điện nối giữa

các điện cực

Khi tạp chất là ẩm (hạt nước ) hoạc 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 một lượng nhỏ ẩm trong dầu vượt quá giới hạn 0,05% thì độ bền điện chỉ còn 4KV/mm tức là giảm 5 đến 6 lần

Hình9

-Ở điện áp xung độ bền điện hầu như không thay đổi cho dù là có tạp chất Điều đó được giả 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 khi nhiệt độ

khi t0 không quá 800C (đường 1)

Khi dầu bị ẩm điện áp phóng điện chọc

thủng biến thiên theo đường 2 và có giá trị cực đại ở nhiệt độ mà tại đó các hạt

nước chuyển sang trạng thái hoà tan trong dầu

3.Phóng điện trong điện môi rắn:

Lớp bọc là lớp vật liệu cách điện tương đối mỏng (lớp sơn hoạc giấy bọc có

chiều dầy không quá 1-2mm).Tác dụng chủ yếu của nó là hạn chế sự hình thành các cầu dẫn điện trong dầu Theo kết quả thực nghiệm trong trường hợp gần đồng nhất ,do có lớp bọc nên điện áp phóng điện tần số công nhiệp của khe hở dầu có thể tăng 50% hoạc cao hơn

Lớp cách Là 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 để bọc dây dây dẫn của cuộn dây Màn chắn : Trong máy biến dòng thường chế tạo màn chắn bằng cactông cách điện ,bakêlít 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 hai lần Nhưng khi có màn chắn thì sự ion hoá ở khu vực có điện trường mạnh sẽ suất hiện

Hình 10

t C

sớm trước khi phóng điện , tình trạng này kéo dài sẽ không có lợi vì quá trình ion hoá kéo dài sẽ phân hoá dầu và phá huỷ màn chắn Do đó biện pháp này chỉ dùng khi điện áp tác dụng trong thời gian ngắn như các loại quá điện áp nội bộ

Trong trường đồng nhất ,màn chắn có tác dụng ngăn cản sự hình thành của cầu dẫn điện trong dầu ở máy biến dòng 110KV do cường độ điện trường lớn nên kết cấu cách điện khá phức tạp Hình bên dưới cho kết cấu cách điện chủ yếu của máy biến dòng 110KV Trên tất cả các đường có khả năng phóng điện đều phải đặt màn chắn (ống cách điện ,tấm chắn cách điện phẳng hoạc vuông

góc ) với số lượng từ hai trở lên

Hình 11 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 lớp

mm

Cường độ đánh thủng KV/mm

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

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

7,9 7,3 8,3 6,7 6,2 Khi ngâm trong dầu ,hằng số điện môi của giấy dầu vào khoảng ε=4-4,3

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

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 Ngoài ra người ta còn hay dùng bìa cách điện ,bề mặt có thể được làm nhẵn hay không nhẵn ,loại tấm có chiều dầy 0,3-15mm, loại cuộn có chiều dầy 0,1-1mm

Giấy cáp:Thường dùng của Nga ký hiệu K08,K12,K17 có chiều dày là 0,08; 0,12; 0,17 Trong Máy Biến Dòng dùng nhiều loại K12, loại này có độ bền cơ cao Khi có chiều rộng 15mm ứng suất kéo ngang 15KG,ứng suất kéo dọc 7KG Giấy cách điện có năng lực hút dầu máy biến áp cao Trước khi ngâm dầu giấy K12 có độ bền cao áp là 9KV/mm ,Sau khi ngâm dầu là 16

KV/mm.Loại giấy này dùng để quấn bọc dây dẫn dùng làm dây quấn máy biến dòng, cách điện lớp ,bọc tăng cường các đầu ra, đầu chuyển tiếp

5)Tính khoảng cách cách điện giữa cuộn cao áp(sơ cấp) và hạ áp (thứ cấp):

) ( 3

100

U dm =

Tính khoảng cách cách điện phụ thuộc vào điện áp phóng điện

Điện ấp đánh thủng giữa các thanh trong dầu theo hình 1-16 trang 29 sách khí

cụ điện cao áp với ( )

3

100

U dm = thì khoảng cách phóng điện là d=4cm Vậy để tính khoảng cách cách điện ta tra với

) ( 56 , 82 3

110 3 , 1 Uphongdien KV

Khoảng cách cách điện theo hướng trục d1=14cm

Khoảng cách cách diện theo hướng kính d2=9cm

Khoảng cách cách điện theo bảng 14-1 mmtrang 98

15

15 17,5 22,5 27,5

Theo bảng trên ta chọn loại có vành quốc cách điện lấy a=b=7cm

Tổng hợp lại lấy khoảng cách cách điện giữa cuộn cao áp và hạ áp 8,5cm lấy khoảng cách điện giữa cuộn cao áp và mạch từ 9cm

Giữa cuộn cao áp và hạ áp và giữa cuộn cao áp và gông đặt các bìa cách điện ,để làm tăng khả năng cách điện ở đây ta dùng 2 vành guốc ,đặt 2 ống cách

điện bakelit(đặt các vật lót đệm bằng gỗ ,căn cài ,căn dọc)

CHƯƠNG II TÍNH TOÁN ĐIỆN TỪ

I.CHỌN VẬT LIỆU TỪ :

Người ta thường chọn các lá tôn mỏng khoảng 0,1-0,35mm chứa hàm lượng silic (0,5-4,8%) ghép lại làm lõi Máy Biến Dòng chất lượng tôn silic ảnh hưởng nhiều đến cấp chính xác của m.b.d Các loại tôn sillic để làm lõi máy biến dòng phải có những tính chất sau:

1) Với cường độ từ cảm nhỏ khoảng vài phần nghìn téla độ từ thẩm phải cao.Tính chất này cho phép có được sai số nhỏ và đặc biệt quan trọng đối với máy biến dòng đo lường

2) Để đảm bảo cho máy biến dòng bảo vệ có bội số 10% lớn yêu cầu độ bão hoà cao

3) Độ từ thẩm cao và không đổi trong khoảng thời gian rộng

5) Tổn hao suất trong tôn nhỏ

Ngoài ra còn phải thoả 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 máy biến dòng lọai này chọn loại tôn M6T35,hãng terni societa per L’industria et L’electicita theo sáng chế của hãng

Armco, dầy 0,35 mm cách điện bằng Carlite

Có các đồ thị công suất từ hoá, tổn hao sắt từ Trang 535-546 Sách thiết kế máy biến áp Phạm Văn Bình và Lê Văn Doanh biên soạn

II.TÍNH TOÁN ĐIỆN TỪ :

*Các thông số ban đầu :

1.Dòng điện sơ cấp 300A

15 2 2

=

T

PT T

I1đm dòng điện định mức cho trước 300(A)

I2đm đại lượng tiêu chuẩn 5(A)

2

1 1 2

E Q

.

¦

10 5 , 4 2 2 3

2 2 2

E = pt + + pt +

Trong tính toán sơ bộ có thể lấy gần đúng RT≈R2 Và Xt≈X2

t t

R I

E 2 2 2 2 2.

2

E2=2.5.0,6=6(V) -Chọn mật độ từ cảm B=0,07568(T)

Thay số vào 2-2 ta được tiết diện lõi thép :

) ( 10 973 , 2 07568 , 0 120

10 6 5 , 4

¦

10 5 ,

2 2

3

m B

2

a A Ke

Q b

−

=

Trong đó :b- chiều dầy lõi thép (mm)

(A-a )-chiều rộng của trụ lõi thép

Ke – hệ số ép chặt các lá tôn thường lấy 0,8-0,85

Sơ bộ chọn a=22 (cm)

A=32 (cm)

10 85 , 0

73 , 29 2 ) (

2

cm a

A Ke

a)Dây quấn sơ cấp :

Do dây quấn sơ cấp có dòng điện và điện áp lớn nên

dùng dây bẹt hoạc thanh dẫn

-Tiết diện dây sơ cấp :

1,5cm

1cm

2 150 2

300

mm j

I

q= = =

Trong đó mật độ dòng điện j chọn =2A/mm

Vậy dây quấn sơ cấp qồm hai vòng dây do các dây bẹt ghép lại có tiết diện

1 vòng dây S=150mm2

b)Dây quấn thứ cấp

Với dòng điện I=5A chọn mật độ dòng điện j=2A/mm2 ⇒

2 5 , 2 2

5

mm j

Ta theo bảng trang 255 sách khí cụ điện cao áp

1 sợi có kích thước a=10mm

b=5mm

Tiết diện 1 sợi chưa kể cách diện s=50mm2

Chiều dầy cách điện 2 phía của dây 2δ=0,95mm

-Kích thước dây sơ cấp khi chập 3 sợi : chọn cách điện quấn quanh 2 sợi

Dây quấn sơ cấp được quấn quanh ống phíp có kích thước:23×25×10

Hình 15 2.5 Điện trở cuộn sơ cấp :

-Điện trở gồm hai phần phần đầu nối kể từ thanh dẫn dầu vào tới cuộn dây quấn

Và phần trực tiếp quấn trên lõi từ

Điện trở phần đầu nối được tính theo công thức

Trong đó ρ là điện trở suất của dây dẫn

S tiết điện của dây dẫn thứ cấp

L chiều dài phần đầu nối của dây dẫn thứ cấp

L=60.2=120cm=1,2m

Điện trỏ phần phần đầu nối :

) ( 10 736 , 1 150

2 , 1 0217 , 0

chiều dài trung bình dây quấn:

Ltb=2.[23+(2,07+18)/2+25+(2,07+18)/2]=136,14(cm )

-Điện trở phần dây quấn trên mạch từ

) ( 10 939 , 3 150

2 3614 , 1 0217 , 0

, 2

120 25352 , 0 0217 , 0

.

1

2 2

) lg(

2 , 9

d a

A B d a

B A W

f k

X π

a

Hình 16 Trong đó: A, B, a, d là các kích thước cuộn dây thứ cấp

W2 số vòng dây cuộn thứ cấp

K hệ số phụ thuộc kết cấu m.b.d

Ở những kết cấu mà cuộn dây thứ cấp bị tác động bởi các chi tiết là vật liệu

từ tính (thép ,gang ) thì K=2 ,còn đối với cuộn dây thứ cấp bao bởi các chi

tiết là vật liệu phi từ tính thì K=1

52 , 79 lg 354 , 6 3 , 60 54 , 9

54 , 63 lg 952 , 7

+

+ +

=

n

{9 , 2 3 ( 7 , 952 6 , 354 )} 10 ( )

120 50 14 , 3 2

Khối lượng đồng dây quấn sơ cấp :

MCU1=VCu1.mCu

VCu1=SCu1.l

Trong đó :

SCu1 : Tiết diện dây quấn sơ cấp

L chiều dài dây quấn sơ cấp gồm hai phần phần quấn trên mạch từ và phần thanh dẫn

Suy ra

Mcu=8,9.0,33036=2,94(Kg)

Khối lượng đồng dây quấn thứ cấp

L chiều dài trung bình cuộn thứ cấp

CHƯƠNG III XÁC ĐỊNH SAI SỐ CỦA MÁY BIẾN DÒNG

Đối với Máy Biến Dòng cấp chính xác thể hiện mức độ sai số về dòng điện

và góc là chỉ tiêu kỹ thuật quan trọng Cấp chính xác này được xác định theo tiêu chuẩn của nhà nước.Đối với Máy Biến Dòng thiết kế theo yêu cầu cấp chính xác 5P Các giá trị giới hạn sai số cho phép

Đặc tuyến sai số của Máy Biến Dòng ứng với cấp chính xác của mình phải nằm trong vùng cho phép Nếu một phần hoạc toàn bộ đặc tuyến nằm ngoài gới hạn quy định thì tiến hành hiệu chỉnh bằng cách thay đổi số vòng dây thứ cấp hoạc áp dụng biện pháp bù sai số

Bảng yêu cầu sai số:

Sai số của máy biến dòng

Các giá trị giới – hạn sai Sai số dòng điện % Sai số góc (‘)

2 2

.

I

X I X

2747 ,

2747 , 5 10 5 , 4

2

¦

10 5 ,

4

4

3 2

3

tesla Q

W

E

Với loại tôn M6T35 Tra đồ thị đường cong từ hoá trang 547 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

B=0,6 H=2,5 Avòng /m

Suy Ra:Khi B=0,0665

) / (

6625 , 2 06

, 0 07 , 0

) 06 , 0 0665 , 0 )(

5 , 2 75

=

H=0,026625Avòng/cm.Với H trên tra ở hình7-10 sách khí cụ điện cao áp tra ra góc tổn hao từ hoá ψ=120

Dựng đồ thị vectơ của máy biến dòng:

a)Từ điểm 0 dựng vectơ -I2W2

b)Cũng từ điểm 0 đặt vectơ điện áp trên mạch thứ cấp và cộng vectơ này ta được s.đ.đ E2 thoả mãn phương trình :

E2=j.I2.X2+I2.r2+I2.Rđm+I2.Xđm

α góc lệch pha giữa s.đ.đ E2 và dòng điện I

c)Dựng vectơ từ thông Φ sớm hơn s.đ.đ E2 một gốc 900

d)Dựng IoW1 hợp với Φ một góc ψ=120

Hình 19

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

Trong đó LTB là chiều dài trung bình của đường sức từ

) ( 108 2

4 22 4

100 ).

sin(

100

1 1

1 0 1

1

1 1 2

=

Δ

W I

W I W

I

W I W

I

I

% 3616 , 0 100 ).

37 12 sin(

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

Vì góc δ thường rất nhỏ (δ<20) nên có thể lấy δ≈sin(δ)

Sai số góc xác định theo công thức:

) )(

cos(

sin

1 1

1

W I

W I OC

BC α ψ δ

' 815 , 10 3440 ).

12 17 , 42 cos(

300

43775 , 1

2

2 2

.

I

X I X

0 120

4612 ,

) ( 0055817 ,

0 10 73 , 29 120

4612 , 0 10 5 , 4

2

2

3

T Q

w

E

B= − = − − =

Với B=0,0055817 tesla tra bảng đường cong từ hoá ta được

H=0,0055Avong /cm Tra hình 7-10 đường cong góc tổn hao từ hoá ta được ψ=110

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

Trong đó LTB là chiều dài trung bình của đường sức từ

) ( 108 2

4 22 4

sin(

100

1 1

1 0

1 1

1 1 2

=

Δ

W I

W I W

I

W I W

I

I

% 735 , 0 100 ).

37 5 , 11 sin(

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

Vì góc δ thường rất nhỏ (δ<20) nên có thể lấy δ≈sin(δ)

Sai số góc xác định theo công thức:

) )(

cos(

sin

1 1

1

W I

W I OC

BC α ψ δ

' 22 , 23 3440 ).

5 , 11 37 cos(

30

297 , 0