Đồ án môn học: Thiết kế máy biến dòng

ĐAMH - Thiết kế máy biến dòng 1 ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 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.  Mô tả sơ đồ. Tải của m.b.d được đấu vào cuộn dây thứ cấp W2 của nó, còn 1 đầu còn lại được nối đất. Thứ tự “đầu” và “cuối” của các cuộn dây BT thường được phân biệt, đầu cuộn dây đánh dấu (*)(nguyên nhân là do 1 số thiết bị đo lường, bảo vệ làm việc theo góc pha của dòng nên bắt buộc đấu đúng cực tính). -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------Nguyễn Hùng Tiến- Lớp 3E2- K51 ĐH Bách Khoa Hà nội ĐAMH - Thiết kế máy biến dòng 2 -------------------------------------------------------------------------------------------------- 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*.  Các thông số cơ bản. Điện áp định mức của lưới điện quyết định cách điện phía sơ cấp và thứ cấp của BI(là điện áp dây của lưới điện mà BI làm việc). Dòng điện sơ cấp và thứ cấp định mức là dòng điện làm việc dài hạn, theo phát nóng, có dự trữ. 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. Ở chế độ làm việc định mức(mạch thứ cấp có tải Z2), dòng từ hóa rất bé, dưới 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. -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------Nguyễn Hùng Tiến- Lớp 3E2- K51 ĐH Bách Khoa Hà nội ĐAMH - Thiết kế máy biến dòng 3 -------------------------------------------------------------------------------------------------- Nếu thứ cấp hở mạch(I2 = 0), vai trò khử từ của nó không còn, toàn bộ stđ I1W1 làm nhiệm vụ từ hóa lõi thép, làm lõi thép rất bão hòa nên són của từ cảm B( có dạng gần xung vuông, trị số lớn vì cuộn dây thứ cấp 2 có số vòng lớn, 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. -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------Nguyễn Hùng Tiến- Lớp 3E2- K51 ĐH Bách Khoa Hà nội ĐAMH - Thiết kế máy biến dòng 4 -------------------------------------------------------------------------------------------------- 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: - Bakelit. - Không khí và khí. - Giấy ngâm dầu. - Nhựa đúc. - Sứ cách điện . - Theo kết cấu máy BI - Kiểu ống dây. - Kiểu thanh góp. - Kiểu bình. - Theo tần số: - Tần số công nghiệp (50Hz) - Tần số biến thiên sử dụng trên tàu thủy. - Tần số 499 – 800Hz  Ta chọn máy biến dòng ngâm dầu 35KV có dạng như hình vẽ: -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------Nguyễn Hùng Tiến- Lớp 3E2- K51 ĐH Bách Khoa Hà nội ĐAMH - Thiết kế máy biến dòng 5 -------------------------------------------------------------------------------------------------- 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. - Trạm ngoài trời. - Số vòng dây sơ cấp: loại 1 vòng dây(độ chính xác không yêu cầu cao và ít gây sai số) - Dòng định mức sơ cấp: 300A - Dòng định mức thứ cấp: 5A - Điện áp sơ cấp: 350KV - Độ chính xác theo tiêu chuẩn IEC – 185 cấp chính xác 5P(máy BI bảo vệ). - Công suất định mức: Sđm = 15VA - Sai số:0,5 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. -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------Nguyễn Hùng Tiến- Lớp 3E2- K51 ĐH Bách Khoa Hà nội ... - tailieumienphi.vn