Luận văn Nghiên cứu, hoàn thiện và làm chủ quy trình kiểm tra cuộn dây thứ cấp

Luận văn Nghiên cứu, hoàn thiện và làm chủ quy trình kiểm tra cuộn dây thứ cấp 1. Mục đích: Nghiên cứu các giải pháp nhằm hoàn thiện quy trình kiểm tra cuộn dây thứ cấp của máy biến dòng điện trung thế, đánh giá về cách điện, cực tính , sai số và kích thước chuẩn để đảm bảo chất lượng sản phẩm 2. Phạm vi ứng dụng: Áp dụng cho việc kiểm tra cuộn dây của máy biến dòng điện trung thế. 3. Tài liệu tham khảo: - Biến dòng mẫu CT-12 No 63120 (Nhật) - Biến dòng mẫu ITRN No 968203 (Đức) - Cầu đo AZT No 235 và 123456 (Nga) - Tiêu chuẩn: QCVN 18:2007/BKHCN, IEC 61082, IEC 60044-1 - Hướng dãn đo kiểm trên máy đo ... - Bản vẽ thiết kế sản phẩm. - Hướng dẫn sấy cuộn dây bằng lò sấy chân không. - Tiêu chuẩn QCVN 18:2007/BKHCN, IEC 61082, IEC 60044-1 - Sổ tay chất lượng sản phẩm 4. Các tiêu chuẩn về máy biến dòng. Hiện nay trên thế giới có nhiều bộ tiêu chuẩn về thiết bị điện nói chung và máy biến dòng nói riêng. Trong đó có thể kể đến bộ tiêu chuẩn của các tổ chức có uy tín tên thế giới như IEEE (Institute ofElectrical and Electronics Engineers), IEC (International Electrotechnical Commission), ANSI (American National Standards Institute),... Ở nước ta cũng có quy định về trang bị điện, thiết bị điện nói chung, còn đối với máy biến dòng chúng ta có tiêu chuẩn TCVN 7691-1:2007 được viết theo nội dung của tiêu chuẩn IEC60044-1:2003. Đây là một bộ tiêu chuẩn áp dụng cho các máy biến dòng chế tạo mới được sử dụng cùng với các thiết bị đo điện và thiết bị bảo vệ bằng điện có tần số nằm trong dải 15Hz đến 100Hz. Trong bộ tiêu chuẩn này nêu đầy đủ các quy định về máy biến dòng, từ định nghĩa, các điều kiện vận hành, các thông số kỹ thuật, yêu cầu về thiết kế cũng như các hạng mục thử nghiệm và các yêu cầu bổ sung đối với các loại biến dòng khác nhau. Sai số tỷ số là sai số của máy biến dòng gây ra trong phép đo dòng điện và do tỷ số biến dòng thực tế khác với tỷ số biến dòng danh định. Sai số tỷ số, tính bằng phần trăm, được xác định theo công thức: Sai số tỷ số % = Trong đó: Kn - tỷ số biến dòng danh định, I1 - dòng điện sơ cấp thực tế, I2 - dòng điện thứ cấp thực tế khi có dòng điện sơ cấp I1 chạy qua trong điều kiện đo. Sai số góc pha là độ lệch về góc pha giữa vectơ dòng điện sơ cấp và vectơ dòng điện thứ cấp, chiều của vectơ được chọn sao cho góc lệch bằng 0 đối với máy biến dòng lý tưởng. Góc lệch pha được coi là dương nếu vec tơ dòng thứ cấp vượt trước vec tơ dòng sơ cấp. Góc lệch pha thường được biểu thị bằng phút hoặc centiradian. (Định nghĩa này chỉ đúng với dòng điện hình sin) Sai số hỗn hợp là giá trị hiệu dụng của độ lệch giữa giá trị tức thời của dòng điện sơ cấp và giá trị tức thời của dòng điện thứ cấp nhân với tỷ số biến đổi danh định, ứng với dấu cộng của dòng điện sơ cấp và dòng điện thứ cấp tương ứng với quy ước về ghi nhãn đầu nối. Sai số hỗn hợp thường được biểu thị bằng phần trăm giá trị hiệu dụng của dòng điện sơ cấp theo công thức: Trong đó: Kn - tỷ số biến đổi danh định, I1 - giá trị hiệu dụng của dòng điện sơ cấp, i1 - giá trị tức thời của dòng điện sơ cấp, i2 - giá trị tức thời của dòng điện thứ cấp, T - thời gian của một chu kỳ. 4.1. Yêu cầu cấp chính xác đối với máy biến dòng đo lường - Ấn định cấp chính xác đối với máy biến dòng đo lường Đối với máy biến dòng đo lường, cấp chính xác được ấn định bởi sai số dòng điện lớn nhất cho phép tính bằng phần trăm tại giá trị dòng điện danh định đã quy định đối với cấp chính xác tương ứng. - Cấp chính xác tiêu chuẩn Cấp chính xác tiêu chuẩn đối với máy biến dòng đo lường là: 0,1 0,2 0,5 1 3 5 - Giới hạn sai số dòng điện và độ lệch pha đối với máy biến dòng đo lường Đối với cấp chính xác 0,1 - 0,2 - 0,5 và 1, sai số dòng điện và độ lệch pha ở tần số danh định không được vượt quá giá trị cho trong bảng dưới đây khi tải thứ cấp nằm trong phạm vi 25% đến 100% tải danh định. Cấp chính xác ± phần trăm sai số dòng điện (tỷ số) ứng với phần trăm dòng điện danh định cho dưới đây ± độ lệch pha ứng với phần trăm dòng điện danh định cho dưới đây Phút Centi radian 5 20 100 120 5 20 100 120 5 20 100 120 0,1 0,2 0,5 1 0,4 0,75 1,5 3,0 0,2 0,35 0,75 1,5 0,1 0,2 0,5 1,0 0,1 0,2 0,5 1,0 15 30 90 180 8 15 45 90 5 10 30 60 5 10 30 60 0,45 0,9 2,7 5,4 0,24 0,45 1,35 2,7 0,15 0,3 0,9 1,8 0,15 0,3 0,9 1,8 Bảng 4.Error! No text of specified style in document.1 Bảng giới hạn sai số và độ lệch pha cho máy biến dòng đo lường Đối với cấp chính xác 0,2S và 0,5S, sai số dòng điện và độ lệch pha ở tần số danh định không được vượt quá giá trị cho trong bảng dưới đây khi tải thứ cấp nằm trong phạm vi 25% đến 100% tải danh định Cấp chính xác ± phần trăm sai số dòng điện (tỷ số) ứng với phần trăm dòng điện danh định cho dưới đây ± độ lệch pha ứng với phần trăm dòng điện danh định cho dưới đây Phút Centi radian 1 5 20 100 120 1 5 20 100 120 1 5 20 100 120 0,2S 0,5S 0,75 1,5 0,35 0,75 0,2 0,5 0,2 0,5 0,2 0,5 30 90 15 45 10 30 10 30 10 30 0,9 2,7 0,45 1,35 0,3 0,9 0,3 0,9 0,3 0,9 Bảng4. Error! No text of specified style in document.2 Bảng giới hạn sai số và độ lệch pha cho máy biến dòng đo lường Tải thứ cấp dùng cho mục đích thử nghiệm cần có hệ số công suất 0,8; đối với tải nhỏ hơn 5VA thì hệ số công suất là 1,0. Trong mọi trường hợp, tải thử nghiệm không được nhỏ hơn 1VA. 4.2. Yêu cầu cấp chính xác đối với máy biến dòng bảo vệ - Hệ số giới hạn độ chính xác tiêu chuẩn Hệ số giới hạn độ chính xác tiêu chuẩn là: 5 - 10 - 15 - 20 - 30 - Cấp chính xác đối với máy biến dòng bảo vệ - Cấp chính xác thiết kế Đối với máy biến dòng bảo vệ, cấp chính xác được thiết kế thông qua phần trăm sai số hỗn hợp lớn nhất tại giới hạn dòng sơ cấp có độ chính xác danh định đã đề ra đối với cấp chính xác có liên quan. * Cấp chính xác tiêu chuẩn Cấp chính xác tiêu chuẩn của máy biến dòng bảo vệ là 5P và 10P * Giới hạn sai số đối với máy biến dòng bảo vệ Ở tần số danh định với tải danh định nối vào mạch, sai số dòng điện, độ lệch pha và sai số hỗn hợp không được vượt quá các giá trị cho trong bảng dưới đây: Cấp chính xác Sai số dòng điện (tỷ số) ở dòng sơ cấp danh định % Độ lệch pha ở dòng điện sơ cấp danh định Sai số hỗn hợp ở dòng điện giới hạn cấp chính xác danh định % Phút Centi radian 5P 10P ± 1 ± 3 ± 60 ± 60 ± 1,8 ± 1,8 5 10 Bảng4.Error! No text of specified style in document.3 Bảng giới hạn sai số cho máy biến dòng bảo vệ Tải thứ cấp dùng cho mục đích thử nghiệm cần có hệ số công suất 0,8 hoặc 1,0. 4.3. Các yêu cầu về vận hành của máy biến dòng trong hệ thống điện Máy biến dòng trong hệ thống điện thường được lắp đặt trên cột điện, tại các trạm hoặc trong tủ điện. Máy được đấu nối trực tiếp với điện áp trung thế, cao thế qua các đầu nối sơ cấp (đối với các máy biến dòng lắp đặt trong tủ điện hạ thế, thông thường dây cáp từ nguồn đưa vào được lồng xuyên qua cửa sổ máy biến dòng chính là dây sơ cấp), dòng điện có điện áp cao, trị số lớn phía sơ cấp sẽ được chuyển thành dòng tiêu chuẩn để cấp điện cho các mạch đo lường và bảo vệ nối với các đầu ra thứ cấp. Vì vậy, các hiện tượng trên đường dây (quá điện áp, quá dòng điện, sóng hài, ...) sẽ ảnh hưởng trực tiếp lên máy biến dòng gây tác động không mong muốn lên các thiết bị nối phía sau máy biến dòng. Do đó, yêu cầu đối với máy biến dòng khi vận hành trong hệ thống điện là đảm bảo an toàn (không cháy, nổ) và đạt độ chính xác cần thiết của tín hiệu đầu ra thứ cấp, tránh gây sai số khi đo lường (đối với công tơ đo điện) hoặc tác động nhầm (đối với rơle bảo vệ). Trong các yêu cầu trên thì yêu cầu đạt độ chính xác cần thiết khi vận hành là yêu cầu quan trọng nhất. 4.4. Các yêu cầu về độ chính xác của máy biến dòng dùng cho mục đích bảo vệ trong hệ thống điện Các thiết bị bảo vệ phải làm việc trong điều kiện sự cố với dòng điện sơ cấp vượt quá nhiều lần so với dòng điện danh định, tuy vậy vẫn phải đảm bảo độ chính xác cần thiết. Trị số dòng điện sơ cấp ở đó CT còn đảm bảo được độ chính xác yêu cầu được gọi là dòng điện giới hạn theo độ chính xác. Tỷ số dòng điện giới hạn theo độ chính xác. Tỷ số dòng điện giới hạn theo độ chính xác và dòng điện danh định gọi là hệ số giới hạn theo độ chính xác. Với các máy biến dòng dùng cho thiết bị bảo vệ có cấp chính xác 5P và 10P, sai số cho phép về trị số (%) góc pha (phút) và sai số phức hợp cho trong bảng 2.3. Tương ứng với điều kiện phụ tải thứ cấp CT bằng 100% phụ tải danh định, hệ số giới hạn tiêu chuẩn theo độ chính xác bằng 5, 10, 15, 20 và 30. Để kiểm tra máy biến dòng khi sai số về dòng điện và góc pha đã được xác định, phụ tải CT phải có cosφ = 0,8 (cảm kháng). Khi phụ tải bé hơn 5VA có thể cho phép cosφ = 1. Khi hệ số giới hạn theo độ chính xác càng lớn, công suất đầu ra của CT càng cao. Chẳng hạn phụ tải ở chế độ danh định là 10VA, với hệ số giới hạn theo độ chính xác bằng 30, ở chế độ ngắn mạch công suất đầu ra phía thứ cấp của CT có thể đạt đến 9000VA. Thông số của CT dùng cho đo lường thường được ký hiệu theo phụ tải danh định và cấp chính xác, chẳng hạn 15VA, cấp chính xác 0,5; còn CT dùng cho bảo vệ được ký hiệu theo phụ tải danh định, cấp chính xác và hệ số giới hạn theo độ chính xác, chẳng hạn 30VA, cấp chính xác 5P10. Trên hình 4.2.4 minh họa bằng đồ thị cách ký hiệu CT dùng cho bảo vệ theo cấp chính xác. Hình 4.4 Minh họa bằng đồ thị ký hiệu của CT dùng cho bảo vệ Đối với bảo vệ chống chạm đất và nhiều loại bảo vệ khác, người ta quan tâm đến sức điện động E2 trong cuộn dây thứ cấp của máy biến dòng trong quan hệ với dòng điện từ hóa I2 và điểm gập (Knee-point) trên đường cong từ hóa (hình 4.2.5). Điểm gập (E2G, I2G) là điểm đặc trưng trên đường cong từ hóa, tại đó nếu muốn tăng sức từ động của máy biến dòng thứ cấp lên 10% thì phải tăng dòng điện từ hóa lên 50%. Hình4.Error! No text of specified style in document.5 Xác định điểm gập G trên đường cong từ hóa của máy biến dòng 4.5. Các quan hệ sai số của máy biến dòng Đồ thị vecto của biến dòng cho ở hình 4.4.5. Dòng điện I2 trùng pha với sức từ động I2w2, còn dòng điện I1 và sức từ động I1w1 trùng pha nhau. Điện áp U2 trên tải do tải R2, X2 tạo nên. Sức từ động E2 gồm sụt áp trên tải U2 và sụt áp trong cuộn dây thứ cấp với điện trở r2 và x2. Từ thông Φ0 sinh ra E2, vuông góc 900 với E2. Sức từ động I0w1 (sức từ động từ hóa) sinh ra từ thôngΦ0. Hình 4.46 Đồ thị vecto của máy biến dòng Theo định luật bảo toàn dòng điện, ta có: I0w1 = I1w1 + I2w2 Trong trường hợp lý tưởng, dòng từ hóa bằng 0, nên: I1w1 = - I2w2 hoặc theo môđun: I0/I2 = w2/w1 Với dòng điện định mức, ta có: Với I0w1 ≠ 0, sai số của biến dòng sẽ là: Nếu góc giữa vecto I1 và I2 bé, có thể coi hiệu số (I1w1 - I2w2) là hình chiếu của vecto I0w1 trên trục hoành (đoạn thẳng AC). Sai số dòng điện càng lớn khi đoạn thẳng AC lớn. Sai số dòng điện của máy biến dòng có thể viết dưới dạng: (aa) Sai số góc của máy biến dòng (vì bé) sẽ là: ; rad Vì góc rất bé, nên sai số thường tính bằng phút: ; (bb) trong đó: α là góc lệch pha giữa E2 và I2; là góc tổn hao trong lõi thép. Từ các công thức (aa) và (bb) ta nhận thấy rằng, nếu dòng từ hóa càng bé thì sai số trị số dòng và sai số góc giảm. Mặt khác, nếu E2 giảm (bằng cách tăng dòng điện I2, hoặc giảm tổng trở Z2 của máy biến dòng), thì Φ giảm, dẫn đến giảm sai số của máy biến dòng. Vì vậy trạng thái làm việc của máy biến dòng là trạng thái ngắn mạch (Z2 tải rất bé). Trong máy biến dòng, nếu mạch từ bị bão hòa (do dòng điện I1 quá lớn) làm dòng từ hóa tăng nên sai số cũng tăng. Vì vậy từ cảm ở máy biến dòng thường lấy thấp. Trên hình 4.4.7 cho quan hệ giữa từ thẩm, sai số dòng và dòng điện sơ cấp, còn trên hình 4.4.8 cho bù sai số bằng cách thay đổi số vòng dây thứ cấp. Hình 4.Error! No text of specified style in document.7 Quan hệ giữa từ thẩm, sai số và dòng sơ cấp Hình 4.Error! No text of specified style in document.8 Đồ thị vecto của máy biến dòng Ở hình 4.4.8, hai đường gấp khúc 3 là đường giới hạn vùng sai số của biến dòng cấp chính xác 1, còn đường 1 là sai số khi chưa hiệu chỉnh, đường 2 là sai số sau khi hiệu chỉnh w2< w2đm (giảm số vòng dây thứ cấp). Sai số của biến dòng còn phụ thuộc vào các thông số kết cấu của mạch từ. Nếu tăng chiều dài của mạch từ, từ trở của nó sẽ tăng nên phải tăng dòng từ hóa, dẫn đến tăng sai số. Nếu tăng tiết diện của mạch từ, từ trở của nó sẽ giảm và giảm sai số. Vì vậy mạch từ của máy biến dòng thường có tiết diện lớn nhưng chiều dài trung bình lại nhỏ. 4.6. Các chế độ làm việc của máy biến dòng - Chế độ ngắn mạch của dòng sơ cấp, mạch thứ cấp có phụ tải Z2 Tỷ số giữa dòng ngắn mạch sơ cấp trên dòng định mức gọi là bội số dòng của máy biến dòng: Khi n lớn, sai số máy biến dòng tăng và sai số này còn phụ thuộc vào dòng thứ cấp I2 hoặc tải Z2. Thông thường cho mạch bảo vệ, bội số dòng điện của máy biến dòng phải đạt giá trị sao cho sai số của nó đạt dưới 10% và được ký hiệu là n10. Hình 4.Error! No text of specified style in document.8 Quan hệ giữa n10 và tải thứ cấp Nếu dòng điện thứ cấp giảm (Z2 tăng) thì bội số dòng điện giảm. - Chế độ hở mạch thứ cấp của máy biến dòng Ở chế độ làm việc định mức của máy biến dòng (mạch thứ cấp có tải Z2), dòng điện từ hóa rất bé, dưới 1% dòng định mức I1, biên độ từ cảm trong lõi thép thấp, dòng điện I2 làm nhiệm vụ khử từ, cân bằng với dòng tải I1. Nếu hở mạch thứ cấp (I2 = 0), vai trò khử từ của nó không còn, nên toàn bộ sức từ động I1w1 làm nhiệm vụ từ hóa lõi thép, làm lõi thép bão hòa lớn, dạng sóng của từ cảm B(w2) có dạng xung vuông, có giá trị lớn vì cuộn dây thứ cấp w2 có số vòng lớn, nên nó sẽ cảm ứng ra điện áp U2 có biên độ rất cao, đến hàng chục kV, nguy hiểm cho các thiết bị thứ cấp và người vận hành ở phía thứ cấp. Trên hình 4.4.9 cho quan hệ giữa từ cảm B và sức điện động e2 theo thời gian t của trường hợp này. Vì vậy, máy biến dòng không bao giờ được để hở mạch phía thứ cấp, do đó cũng không cần cầu chì bảo vệ phía thứ cấp. Hình4. Error! No text of specified style in document.9 Quan hệ giữa từ cảm và sức điện động Để chống hiện tượng bão hòa trong mạch từ, người ta còn chế tạo máy biến dòng có khe hở không khí, còn gọi là máy biến dòng tuyến tính. Ưu điểm của loại máy biến dòng này là giảm hằng số thời gian điện từ, nhanh chóng giảm từ thông dư trong mạch từ sau khi xảy ra sự cố. Máy biến dòng với mạch từ có khe hở không khí mạch từ làm giảm điện cảm của mạch từ hóa do đó làm giảm giảm được tiết diện lõi thép mạch từ so với các biến dòng có mạch từ kín. Hiện nay người ta chế tạo loại biến dòng có khe hở bé (thường có 2 khe hở nhỏ với tổng chiều rộng của khe khoảng 0,12mm) và loại có khe hở lớn (nhiều khe hở với tổng chiều rộng khoảng 7,5-10mm). Máy biến dòng có khe hở để giảm từ thông dư Φr trong mạch từ của biến dòng sau khi dòng điện sự cố đã bị cắt. Trong máy biến dòng thông thường với mạch từ khép kín, sau khi cắt dòng điện sơ cấp, từ thông dư có thể tồn tại rất lâu tùy theo dấu của từ thông khi đóng lại dòng điện sơ cấp mà mạch từ có thể bão hòa hay không. Trong trường hợp từ thông ở nửa chu kỳ đầu sau khi đóng lại, dòng điện cùng dấu với từ thông dư thì mạch từ của biến dòng có thể bị bão hòa ngay lập tức. Máy biến dòng với khe hở có hể giảm hệ số từ dư Kr xuống còn khoảng 0,1 (thay vì 0,8 đối với biến dòng thông thường) và hằng số thời gian của biến dòng xuống còn 0,1-1s. Như vậy kích thước của máy biến dòng sẽ giảm rất đáng kể. Để cải thiện hơn đặc tính làm việc của máy biến dòng trong quá trình quá độ, người ta còn chế tạo loại máy biến dòng với mạch từ có khe hở lớn. Máy biến dòng có khe hở lớn còn được gọi là máy biến dòng tuyến tính. Loại máy biến dòng tuyến tính có tiết diện lõi thép bé hơn nhiều so với loại thông thường. Từ thông dư trong lõi thép biến dòng tuyến tính giảm xuống gần giá trị 0 và hằng số thời gian bé hơn 60 ms. Nhược điểm chính của loại biến dòng này là truyền thành phần một chiều trong dòng điện sự cố không chính xác và thành phần một chiều có thể duy trì trong dòng điện thứ cấp sau khi đã cắt mạch thứ cấp. Các máy biến dòng có khe hở nên dùng cho các sơ đồ bảo vệ các thành phần trong hệ thống điện có công suất lớn, vì nếu dùng biến dòng thông thường khả năng mạch bão hòa sẽ rất cao làm cho các bảo vệ tác động có thời gian tác động nhầm. Máy biến dòng tuyến tính thường được sử dụng cho bảo vệ so lệch các phần tử có công suất lớn và cho một số sơ đồ bảo vệ so lệch thanh góp. Các máy biến dòng đôi khi còn phân loại theo khả năng đáp ứng đối với quá trình quá độ (Transient Performance). Theo khả năng này máy biến dòng được chia ra các loại: TPX - bao gồm các loại biến dòng thông thường có mạch từ kín được thiết kế tăng cường hệ số quá độ. TPY - bao gồm các loại biến dòng có khe hở không khí bé. TPZ - bao gồm các loại biến dòng có khe hở không khí lớn hay còn gọi là biến dòng tuyến tính. Thông số và đặc tính Loại biến dòng TPX TPY TPZ Sai số về biên độ fi Sai số về góc pha Hệ số từ dư Kr Hằng số thời gian T Vài giây Chuyển đổi thành phần một chiều Chính xác Tương đối chính xác Kém Bảng4. Error! No text of specified style in document.10 Thông số và đặc tính của các loại máy biến dòng kiểu TPX, TPY, TPZ * Kết luận trung gian Qua việc phân tích các quan hệ sai số, các chế độ làm việc và các yêu cầu độ chính xác của máy biến dòng dùng cho mục đích bảo vệ rơle ở trên, ta thấy sai số của máy biến dòng (bao gồm sai số trị số dòng điện và sai số góc pha) được tính theo các công thức sau: Sai số trị số dòng điện: Sai số góc (vì bé): ; rad Trong đó: I1 là dòng điện sơ cấp. w1 là số vòng dây sơ cấp. I0 là dòng điện từ hóa. là góc lệch giữa sức điện động thứ cấp (gồm sụt áp trên tải và sụt áp trên cuộn thứ cấp của máy biến dòng) E2 và dòng thứ cấp I2. là góc tổn hao trong lõi từ. 4.6. Nguyªn nh©n g©y ra sai sè víi m¸y biÕn dßng trung thÕ. * Khi thö sai sè: NÕu sai sè lín th× ph¶i xem quÊn b­íc 1 vµ b­íc 2 ®óng b¶n vÏ ch­a, kiÓm tra chñng lo¹i TI Gãc lín ph¶i xem hiÖn t­îng chËp vßng hoÆc chËp lâi t«n ChÊt l­îng lâi t«n ¶nh h­ëng rÊt lín ®Õn chÊt l­îng, sai sè biÕn dßng. NÕu cã sai sè lín cÇn kiÓm tra l¹i quy tr×nh ñ t«n. NÕu sai sè nhá th× xem tiÕp xóc K – L vµ k – l, c¸c ®Çu hµn, kÑp tèt ch­a, taro l¹i c¸c ®Çu thø cÊp. Ph¶i kiÓm so¸t chÆt chÏ khi ®o b¸n thµnh phÈm míi ®æ b­íc 1 v× khi m¸y ®· hoµn chØnh rÊt khã söa ch÷a. * Nguyªn nh©n g©y ra sai sè trÞ sè vµ sai sè gãc cña của cuộn dây thứ cấp máy biÕn dßng, c¸ch kh¾c phôc vµ hiÖu chØnh: - NÕu sai sè trÞ sè lín cã thÓ do quÊn sai sè vßng d©y s¬ cÊp hoÆc thø cÊp hoÆc nhÇm chñng lo¹i biÕn dßng. Dùa vµo sai sè ®o ®­îc ta sÏ chØnh l¹i sè vßng d©y hoÆc x¸c ®Þnh l¹i cñng lo¹i cña biÕn dßng. - NÕu sai sè nhá cã thÓ do tiÕp xóc c¸c ®Çu cùc K, L, k, l…, c¸c ®Çu kÑp, ®Çu hµn ch­a tèt. Ph¶i ta r« l¹i c¸c lç ren vµ dïng giÊy r¸p ®¸nh s¹ch c¸c mÆt tiÕp xóc bÞ epoxy vµ c¸c chÊt bÈn dÝnh vµo. Sai sè còng cã thÓ do tiÕt diÖn lâi t«n thiÕu ph¶i quÊn bæ xung cho ®ñ tiÕt diÖn theo thiÐt kÕ. - NÕu sai sè gãc lín cã thÓ do hiÖn t­îng chËp vßng d©y, chËp lâi t«n. Ph¶i quÊn l¹i d©y, lµm vÖ sinh s¹ch sÏ lâi t«n, nÕu kh«ng ®¹t ph¶i hñy bá lâi t«n. * Theo tÝnh to¸n m¸y biÕn dßng trung thÕ lâi t«n cuén b¶o vÖ lín h¬n lâi t«n cuén ®o l­êng. Theo tiªu chuÈn cña m¸y biÕn dßng b¶o vÖ: ChØ sè 5P lµ cÊp chÝnh x¸c cña m¸y biÕn dßng b¶o vÖ sai sè cho phÐp ±1%, chØ sè sau ®ã (5, 10, 20) lµ chØ sè qu¸ dßng khi x¶y ra sù cè: In = 5, 10, 20 lÇn I®m (Víi dßng 5A, cÊp 5P20 th× In = 5.20 =100A). Khi dßng ®iÖn t¨ng ®Õn trÞ sè qu¸ dßng cho phÐp th× m¹ch tõ cña cuén b¶o vÖ ch­a ®­îc b·o hßa ®Ó cÊp tÝn hiÖu dßng vÒ phÇn tö chÊp hµnh (r¬le dßng) t¸c ®éng b¶o vÖ cho thiÕt bÞ ®iÖn, hÖ thèng ®iÖn. Ta ph¶i ®¶m b¶o tiÕt diÖn d©y quÊn vµ m¹ch tõ ®Ó m¸y biÕn dßng lµm viÖc tin cËy. Do ®ã tiÕt diÖn cña m¹ch tõ cuén b¶o vÖ ph¶i lín ®Ó ®¶m b¶o ®­êng ®Æc tÝnh tõ hãa ë ®iÓm gÊp nhiÒu lÇn I®m cña m¸y biÕn dßng. - Cuén ®o l­êng cÊp 0,5 theo chñng lo¹i biÕn dßng 5A hoÆc 1A chØ sè qu¸ dßng chØ lµ (1,2 – 1,5)I®m. Do ®ã lâi tõ cã tiÕt diÖn võa ®ñ ®Ó ®¹t cÊp chÝnh x¸c, kh«ng ®­îc lín qu¸ ®Ó khi cã sù cè th× ph¶i b·o hßa nhanh ®Ó kh«ng lµm háng thiÕt bÞ l¾p ë m¹ch nhÞ thø. 5. Phân tích hệ thống đo kiểm máy biến dòng điện trung thế. 5.1. Đo điện trở một chiều các cuộn dây thứ ở tất cả các tỷ số biến (gọi tắt là đo điện trở một chiều ) 5.1.1. Mục đích : Kiểm tra tình trạng các mối nối trong cuộn dây máy biến dòng . 5.1.2. Phương pháp đo : tương tự như khi tiến hành đo điện trở một chiều máy biến áp . Cần lưu ý đo theo trình tự như nhau đối với các máy biến dòng cùng kiểu để dễ so sánh .Không đặt vấn đề tính sai số điện trở một chiều ở cùng một tỷ số biến của các máy biến dòng cùng loại . Song trong thực tế nếu cùng dụng cụ đo và phương pháp đo thì các điện trở này thường sai khác nhau không quá 10% . Trị số điện trở một chiều của các đầu dây của cùng một cuộn thứ cấp : cuộn nào có tỷ số biến lớn hơn sẽ có điện trở một chiều lớn hơn . Với cùng một tỷ số biến của cùng một máy biến dòng , cuộn dùng cho bảo vệ có diện trở một chiều lớn hơn cuộn dùng cho đo lường . 5.2 . Kiểm tra cực tính 5.2..1. Mục đích : Kiểm tra việc đấu đúng các đầu dây theo thiết kế để phục vụ việc bảo vệ và đo lường . 3.3.2. Phương pháp : Dựa vào mầu gen quy định để đấu nối kiểm tra từng cặp đầu dây của tất cả các cuộn dây thứ cấp ở tất cả các tỷ số biến . 5.3. Kiểm tra tỷ số biến ở tất cả các tỷ số biến . 5.3.1. Mục đích : Kiểm tra việc đấu đúng các đầu ra và cực tính của từng phần cuộn dây , tỷ số của vòng dây của cuộn dây thứ cấp. Đo điện trở một chiều ở tất cả các đầu ra cuộn thứ cấp và kiểm tra cực tính không phát hiện được việc một phần cuộn thứ cấp bị đấu ngược cực tính . 5.3.2. Phương pháp : Nguyên tắc chung là tạo trong cuộn nhất thứ một dòng điện , đo và so sánh dòng điện trong cuộn nhất thứ và cuộn nhị thứ để xác định tỷ số biến ở cấp đó . a/ Phương pháp so sánh : Am At TTm TTt Tạo dòng điều chỉnh vô cấp Hình 5.3.1 . Sơ đồ đo tỷ số biến của biến dòng điện bằng phương pháp so sánh Trong đó : TTm - biến dòng mẫu có tỷ số biến Km đã biết TTt - biến dòng cần thử có tỷ số biến Kt chưa biết Am , At - Ampe mét Khi tạo trong mạch một dòng điện I , qua ămpe mét Am có dòng IAm I = Km * IAm Tỷ số biến của biến dòng TTt được xác định theo công thức : IAm IAt Kt = Km trong đó IAt là dòng điện đo được bằng ampe mét At Phương pháp này : +Chỉ xác định được tỷ số biến dòng và sai số theo mô dun , không xác định được sai số góc của biến dòng cần thử . +Thường gặp sai số lớn do sai số của phép đo bao gồm cả sai số của máy biến dòng mẫu và hai đồng hồ đo . +Thường chỉ dùng để kiểm tra sơ bộ tỷ số biến dòng , không dùng trong thí nghiệm trước lắp đặt hoặc kiểm tra phục vụ sự cố , kiểm tra đặc biệt ... nhất là khi có tranh chấp về sản lượng điện tiêu thụ hoặc nghi ngờ bảo vệ tác động sai . b/ Sử dụng thiết bị hợp bộ Hiện nay có những hợp bộ xác định tỷ số biến , trong đó có xác định sai số góc và sai số môđun . Hợp bộ có thể cân bằng tự động hoặc cân bằng bằng tay . 5.3.3. Các lưu ý : Với các máy biến dòng có hai hoặc hơn hai tỷ số cuộn dây thứ được quấn trên các lõi thép khác nhau , khi đo tỷ số biến của cuộn nhất thứ với một cuộn nhị thứ thì các cuộn nhị thứ còn lại phải được đấu tắt chắc chắn bằng dây đồng mềm có tiết diện không dưới 2,5 mm2 . Dây dùng để đấu trong mạch dòng phải là dây đồng mềm có tiết diện không dưới 2,5 mm2 . Đối với các cuộn dây nhị thứ có nhiều tỷ số biến được đấu theo kiểu tự ngẫu , khi đo tỷ số biến ở một cấp nào đó thì các đầu dây còn lại của cuộn đó không được đấu tắt với nhau . L1 L2 I1 I2 I3 Am pe mét Hình 5.3.2 . Sơ đồ dấu đúng biến dòng một cuộn nhị thứ hai cấp tỷ số biến L1 L2 I1 I2 I3 Am pe mét Hình 5.3.3 . Sơ đồ dấu sai biến dòng một cuộn nhị thứ hai cấp tỷ số biến L1 I11 I12 I13 Am pe mét L2 I21 I22 I23 L1 I11 I12 I13 Am pe mét L2 I21 I22 I23 Hình 5.3.4 . Sơ đồ đấu sai biến dòng hai cuộn nhị thứ hai cấp tỷ số biến , chỉ dùng một cuộn I11-I12 L1 I11 I12 I13 Am pe mét L2 I21 I22 I23 Hình 5.3.5 . Sơ đồ dấu đúng biến dòng hai cuộn thứ cấp hai cấp tỷ số biến , chỉ dùng một cuộn I11-I12 Trong vận hành : Đối với các cuộn dây thứ cấp có nhiều tỷ số biến được đấu theo kiểu tự ngẫu thì các đầu dây còn lại ( không dùng đến ) của cuộn đó không được đấu tắt với nhau . Các cuộn dây thứ cấp còn lại được quấn trên các lõi thép khác nhau ( không dùng đến ) phải được đấu tắt chắc chắn bằng dây đồng mềm có tiết diện không dưới 2,5 mm2 . 5.4. Đo đặc tuyến từ hóa ( còn gọi là đặc tuyến Vôn - Ămpe ) của cuộn dây nhị thứ ở các tỷ số biến 5.4. 1 . Mục đích : Kiểm tra chất lượng lõi thép và cuộn dây của biến dòng 5.4.2 . Phương pháp : V 220VAC I11 I12 I13 I21 I22 I23 A AB Hình 5.4.1 . Sơ đồ lấy đặc tuyến V-A của máy biến dòng Đưa điện áp xoay chiều một pha hình sin vào các đầu dây của cuộn dây thứ cấp ở một cấp tỷ số biến nào đó . Nâng điện áp từ từ theo chiều tăng dần đều , đọc trị số điện áp ở các dòng điện tương ứng . Dòng điện tối đa được chọn là dòng bão hòa . Thông thường chọn dòng bão hòa là khi chỉ với sự tăng điện áp không đáng kể dòng điện đã tăng rất nhiều . Người ta cũng chỉ tiến hành đo với dòng điện bằng hai lần dòng điện định mức của cuộn dây thứ cấp đó , bất kể đã đến điểm bão hòa hay chưa . Điện áp giới hạn đưa vào cuộn dây thứ cấp máy biến dòng không quá 1800V hiệu dụng . Thường chia dòng điện từ không đến điểm bão hòa làm 6-8 điểm và đo điện áp tương ứng tại các dòng điện đó . Khi thí nghiệm đưa vào vận hành phải tiến hành đo đặc tuyến V-A cho tất cả các cuộn dây thứ cấp ở tất cả các tỷ số biến . Trong vận hành chỉ phải đo đặc tuyến V-A cho cấp tỷ số biến đang sử dụng . Sau khi đo được đặc tuyến V-A , so sánh nó với đặc tuyến mẫu của biến dòng điện ở cấp tỷ số biến tương ứng , hoặc so sánh với đặc tuyến tương đương của biến dòng điện cùng kiểu , với đặc tuyến của bản thân nó ở lần thí nghiệm trước . Sai lệch của đặc tuyến đo được với các đặc tuyến này không được quá ± 10% . Nếu dặc tuyến V-A đo được nằm dưới hoặc trên các đặc tuyến dùng để so sánh quá mức cho phép , phải đặt vấn để có thể có lỗi trong lõi thép hoặc các vòng dây thứ cấp. đặc tuyến mẫu đặc tuyến đo được 1 đặc tuyến đo được 2 V A Um U1 U2 I Hình 5.4.2. Thí dụ về đặc tuyến V-A Ở hình 5.4.2 . thể hiện đặc tuyến V-A của hai biến dòng cùng loại ở cùng một cấp tỷ số . Ứng với cùng một dòng điện I , biến dòng 1 có điện áp của cuộn nhị thứ là U1 , biến dòng 2 có điện áp của cuộn nhị thứ là U2 >Um>U1 . Nếu : U2-U1 U1 U2 -Um Um Um- U1 Um > 0,1 hoặc > 0,1 hoặc >0,1 thì phải đặt vấn đề xem xét lại chất lượng các biến dòng . Khi lấy đặc tuyến V- A chỉ được phép thay đổi điện áp theo một chiều , nếu đã lỡ quá vị trí đã định trước thì phải quay trở lại trị số không và làm lại từ đầu . Việc tăng , giảm điện áp không theo một chiều nhất định trong quá trình lấy đặc tuyến sẽ làm sai lệch các trị số cần đo do từ trễ của lõi thép . A V 2 3 1 4 Hình 5.4.3 Thí dụ minh họa về việc thay đổi chiều tăng giảm điện áp khi lấy đặc tuyến V -A . Đặc tuyến V- A phụ thuộc vào chất lượng cuộn dây , chất lượng lõi thép , dạng sóng điện áp đưa vào cuộn dây . Sơ đồ hình 5.4.3 cho dạng sóng điện áp vào bị méo , độ méo điện áp càng lớn nếu máy biến áp điều chỉnh càng mang tải lớn . Sơ đồ hình 5.4.4 cho dạng điện áp tốt hơn song chỉ dùng được cho các máy biến dòng có đặc tuyến V-A thấp và việc chọn được điện trở công suất R1 và R2 phù hợp với giải đo là rất khó khăn V1 AB 220VAC I11 I12 I13 I21 I22 I23 R2 A R1 Hình5.4.4 . Sơ đồ lấy đặc tuyến V-A nhờ điện trở hạn chế 6.1. Kiến nghị: - Việc nghiên cứu hoàn thiện và làm chủ quy trình kiểm tra cuộn dây thứ cấp của máy biến dòng điện điện trung thế cần áp dụng trên hệ thống dây truyền mới để đảm bảo về mặt sản xuất với số lượng lớn và đảm bảo về mặt kỹ thuật. - Việc làm chủ quy trình kiểm tra cuộn dây thứ cấp của máy biến dòng điện trung thế phải luôn cập nhật thay đổi theo quy trình công nghệ chế tạo cuộn dây thứ cấp máy biến dòng điện trung thế. MỤC LỤC 1. Mục đích 1 2.Phạm vi ứng dụng 1 3. Tài liệu tham khảo 1 4. Lý thuyết chung về máy biến dòng điện 1 4.1 Nguyên lý chung của máy biến dòng điện 1 4.2. Các tiêu chuẩn về máy biến dòng điện 4 4.3. Các nguyên nhân gây hư hỏng máy biến dòng điện 18 5. Phân tích công nghệ chế tạo cuộn dây thứ cấp của máy biến dòng điện 19 5.1. Yêu cầu công nghệ chế tạo mạch từ ( lõi tôn hình xuyến) 19 5.2. Yêu cầu công nghệ bọc cách điện lõi tôn. 20 5.3. Yêu cầu công nghệ sử dụng máy quấn dây thứ cấp. 20 6. Bố trí mặt bằng và thiết bị phục vụ cho sản xuất cuộn dây thứ cấp của máy biến dòng điện. 20 6.1. Bộ phận quấn lõi mạch từ ( lõi tôn) 20 6.2. Bộ phận quấn dây thứ cấp: 21 7. Nội dung: 21 7.1. Công tác tính toán thiết kế cuộn dây thứ cấp cho sản phẩm. 21 7.2. Công tác chuẩn bị: 22 7.3. Công tác chế tạo. 22 7.4. Các nguyên công : 25 8.Kết luận và kiến nghị