4.1 Máy biến dòng điện

4.1.1 Đánh dấu cực tính

4.1.2 Điều kiện làm việc của biến dòng điện

4.1.3 Cấp chính xác của biến dòng điện

4.1.4 Công suất của biến dòng

4.1.5 Sơ đồ đấu dây biến dòng vào Rơle

4.2 Máy biến điện áp

4.2.1 Đánh dấu cực tính

4.2.2 Điều kiện làm việc của biến điện áp

4.2.3 Cấp chính xác của biến điện áp

4.2.4 Sơ đồ đấu dây biến điện áp vào Rơle 1

4.1 Máy biến dòng điện

4.1.1 Định nghĩa

4.1.2 Đánh dấu cực tính

4.1.3 Điều kiện làm việc của biến dòng điện

4.1.4 Cấp chính xác của biến dòng điện

4.1.5 Công suất của biến dòng

4.1.6 Sơ đồ đấu dây biến dòng vào Rơle

2

o Máy biến dòng điện là khí cụ điện có nhiệm vụ biến đổi dòng điện sơ cấp I1 trong mạch điện có điện áp cao về dòng điện thứ cấp I2 tương ứng với thiết bị đo lường thông qua tỷ số nBI

o Dòng điện I2 thường là 1A, 5A, đôi khi lên đến 10A.

o Biến dòng điện có thông số định mức: Uđm , Iđm , Zđm

o Ngoài ra còn có thông số khác như sai số, cấp chính xác, phụ tải thứ cấpo Ký hiệu: BI, CT

3

oĐánh dấu 2 mối dây sơ cấp I và IIoĐánh dấu 2 mối dây thứ cấp 1 và 2oNếu đấu nối I≡ 1 và II≡ 2 thì dòng điện qua tải là không đổio Thực hành: Nối mạch điện như hình vẽ và để ý cực tính của

bình điện và điện kế G. Khi nhấn nút công tắc điện kế G chỉ theo chiều thuận thì đánh dấu như hình vẽ.

4

Biến dòng điện bảo đảm làm việc cũng nặng nề hơn biến dòng điện đo lường, nghĩa là khi quá tải biến dòng điện vẫn hiển thị đúng trị số.

Chọn biến dòng điện căn cứ vào dòng điện sơ cấp cực đạiTổng trở phụ tải thứ cấp phải Zpt ≤ Zcp tổng trở cho cho phép Phụ tải của biến dòng điện chỉ được mắc nối tiếp

5

Không được để cho thứ cấp biến dòng điện hở mạch vì khi đó ta có I0 = I1 rất lớn làm từ thông bị bảo hòa bằng đầu gay sức điện động cảm ứng xung làm hư hỏng cách điện.

Cuộn thứ cấp phải nối đất. (lý do an toàn)Lưu ý: Khi có tải làm việc, biến dòng không được hở mạch thứ

cấp, nếu cần tháo gở thì phải nối tắt 2 mối thứ cấp. Nếu Zpt tăng cao thì cũng làm cho điện áp thứ cấp tăng Zpt .

6

de

dt

oĐịnh nghĩa: Cấp chính xác của biến dòng điện được gọi theo sai số lớn nhất về trị số ΔI%max khi nó làm việc trong các điều kiện sau:

Tần số định mức f = 50HzDòng điện sơ cấp I1 = (1 đến 1.2) I1đm

Phụ tải thứ cấp Zpt = (0.25 đến 1 ) Z2đm

7

oCấp chính xác: Do cấu tạo lõi thép ( ), dòng điện sơ cấp I1 dây quấn và, phụ tải thứ cấp ( ) làm cho I1 ≠ I2

'

oSai số gồm: trị số ΔI và góc pha δIoDựa vào đồ thị vectơ có thể xác định biểu thức

tính các thành phần sai số:

8

1I

'2I

I

0IA

BC

O

'01 2

1 1

sin( )II I OA OC BC

II OA OA I

0

1

sin( ) sin( )I I

IAB

OA I

0; I

1R 1jX '2R '

2jX

0R

'R

'jX0jX1U

'2E

'2U

1I '

2I

oĐể giảm sai số thì lõi thép phải tốt thì ( ) sẽ nhỏ dẫn đến sai số nhỏ

oKhi I1 có giá trị lớn thì sai số sẽ nhỏ nhưng lại gay phát nóng.

oPhụ tải có tính chất trở thì ( ) nhỏ dẫn đến sai số nhỏoTuy nhiên, đối với biến dòng điện có cấu tạo đã

cho thì ( ) cố định, sai số biến dòng điện phụ thuộc vào ( ) và(I1 ) mà thôi.

9

0; I

0; I

oCăn cứ vào sai số mà người ta chia làm các cấp chính xác: 0.2, 0.5, 1, 3, 10.

Cấp chính xác 0.2 dùng các dụng cụ đo lường mẫu Cấp chính xác 0.5 dùng công tơ điện Cấp chính xác 1 dùng đo lường các dụng cụ lắp bảng Cấp chính xác 3, 10 dùng các bộ truyền động cho CB Đối với hệ thống bảo vệ rơle thì tùy độ chính xác mà chọn.

10

oCông suất thứ cấp định mức của biến dòng S2 đm là công suất max của phụ tải mà nó gay sai số trong giới hạn cho phép.

oCông suất thứ cấp định mức: (vì Z2 rất bé so với Zpt )

hay

11

22 2 2 2 2 2( )dm dm dmS I U I I Z I Z

2 2 2 2 2 2 2 2( )dm dmS I U I E I Z I E

oDòng qua rơle IR và dòng trên dây pha Ip có thể bằng nhau và có thể khác nhau phụ thuộc vào sơ đồ nối dây.

ohệ số sơ đồ:

a.Sơ đồ sao đủ

b.Sơ đồ sao thiếu

c.Sơ đồ biến dòng nối tam giác nhưng rơle đấu sao

d.Sơ đồ rơle nối vào hiệu số dòng điện trên 2 pha

e.Sơ đồ bộ lọc dòng thứ tự không12

Rsd

p

IK

I

oKhi bình thường hay N(3) thì

okhi N(2) thì In =0, vì tổng dòng NM 2 pha = 0. Dòng NM chỉ chạy qua 2 rơle của 2 pha bị sự cố.

oKhi N(1) , chỉ có 1 rơle của pha sự cố có dòng NM đi qua.oSơ đồ dao đủ bảo vệ mọi dạng NMoHệ số sơ đồ Ksd = 1

oLưu ý: chọn 3 biến dòng điện giống nhau để tránh tình trạng mất cân bằng. thực tế luôn tồn tại dòng không cân bằng khoảng 0.01 đến 0.02 A

13

; ; ; 0CA Ba b c n a b c

I I I

II II I I I I I IK K K

oKhi bình thường hay N(3) thì

okhi N(2) thì In =0, nếu 2 pha có biến dòng thì có dòng NM qua 2 rơle còn dòng In =0; nếu 2 pha trong đó chỉ có 1 pha có biến dòng thì dòng NM đó qua 1 rơle dây pha sự cố và dây chung

oKhi N(1) , nếu tại pha không có biến dòng thì không bảo vệ đượcoSơ đồ dao thiếu bảo vệ NM nhiều pha, không bảo vệ ngắn mạch

1 phaoHệ số sơ đồ Ksd = 1

14

; ;CAa c n a c b

I I

III I I I I IK K

oKhi bình thường hay N(3) thì

vì vậy ta có dòng vào rơ le sẽ lớn hơn dòng pha lần và lệch góc 30 độ.

o Hệ số sơ đồ tùy thuộc vào dạng NM. Nếu là N thì

15

A BI a b

I I

I II I I K K

CBII b c

I I

III I I K K C AI c a

I I

I II I I K K

3

3sdK

oKhi bình thường hay N(3) thì

oKhi N(2) nếu 2 pha có biến dòng thì IA = - IC, IR = 2Ia

oKhi N(1) , nếu tại pha không có biến dòng thì không bảo vệ đượcoChỉ bảo vệ ngắn mạch nhiều pha, không bảo vệ ngắn mạch 1

phaoHệ số sơ đồ

16

CAR a c

I I

III I I K K

3sdK

oKhi bình thường hay N(3) thì

tuy nhiện thực tế tồn tại dòng không cân bằng nên sẽ khác 0oKhi bất đối xứng:

Dòng qua rơle la IR = 3I0 .

oVậy chỉ bảo vệ NM một pha chậm đất và 2 pha chạm đất.

17

0R a b cI I I I

0( ) / 3.R a b c a b c II I I I I I I K I

4.2 Máy biến điện áp

4.2.1 Định nghĩa

4.2.2 Đánh dấu cực tính (như phần biến dòng)

4.2.3 Điều kiện làm việc của biến điện áp

4.2.4 Cấp chính xác của biến điện áp

4.2.5 Sơ đồ đấu dây biến điện áp vào Rơle

18

o Máy biến điện áp là khí cụ điện có nhiệm vụ biến đổi điện áp sơ cấp U1 về điện áp thứ cấp U2 tương ứng với thiết bị đo lường thông qua tỷ số nU

o Điện áp U thường là 100V (máy biến điện áp 3 pha), V (đối với máy biến điện áp 1 pha)o Biến điện áp có thông số định mức: Uđm , Iđm , Sđm

o Ngoài ra còn có thông số khác như sai số, cấp chính xác, phụ tải thứ cấp.o Ký hiệu: BU, VT

19

100 3

oTương như máy biến dòng điện

20

Có thể dùng mỗi một biến áp đo lường cho từng bảo vệ. Tuy nhiên, do kinh tế nên thường dùng một biến áp đo lường cho nhiều bảo vệ.

Chọn biến điện áp theo dụng cụ điện có yêu cầu cấp chính xác cao nhất

Tổng phụ tải thứ cấp VA Spt ≤ Sđm tương ứng với cấp chính xácKhông được để cho thứ cấp biến dòng điện ngắn mạch.Phụ tải của biến điện áp chỉ được mắc song songCuộn thứ cấp phải nối đất. (lý do an toàn)

21

oĐịnh nghĩa: Cấp chính xác của biến điện áp được gọi theo sai số lớn nhất về trị số ΔU%max khi nó làm việc trong các điều kiện sau:

Tần số định mức f = 50HzĐiện áp sơ cấp U1 = (0.9 đến 1.1) Uđm

Phụ tải thứ cấp Spt = (0.25 đến 1 )S2đm

Hệ số sông suất phụ tải cosφ = 0.8

22

23

Ta thấy 2 tam giác gay sai số biến điện áp:

ΔAEF: do dòng từ hóa I0 gay ra

ΔBCF: do dòng tải I’2 gay ra

Lúc không tải I’2 =0 thì vẫn có sai

số do I0 gay ra.

0I

'

2I

2U

O

'

2U A

BC

E

F

0 1I R

0 1j I X

0 1I Z

''

2 1 2( )I R R

''

2 1 2( )j I X X

' '

2 1 2( )I Z Z

1R 1jX '2R '

2jX

0R

'R

'jX0jX1U

'2E

'2U

1I '

2I

oCấp chính xác: Do cấu tạo lõi thép ( ), dòng điện tải ( ) nghĩa là phụ thuộc vào công suât và số lượng dụng cụ đo mắc vào thứ cấp, cấu tạo biến điện áp ( ) làm cho U1 ≠ U2

' = U2.KU

oSai số gồm: trị số ΔU và góc pha δUoDựa vào đồ thị vectơ có thể xác định biểu thức

tính các thành phần sai số:

24

'2 1

1

' ' ' '0 1 0 1 2 1 2 2 1 2

1

( ) ( )a r a r

U UI

U

I R I X I R R I X XOA OC AB

OC OC U

' ' ' '0 1 0 1 2 1 2 2 1 2

1

sin( )

( ) ( )

U U

r a r a

BC

OC

I R I X I X X I R R

U

0I'2I

'1 2;Z Z

oĐể giảm sai số thì lõi thép phải tốt thì ( ) sẽ nhỏ dẫn đến sai số nhỏ

oPhụ tải ( ) của biến điện áp không được vượt quá giá trị cho phép, ngoài tra còn phụ thuộc vào hệ số công suất của phụ tải thứ cấp

oPhụ thuộc vào cấu tạo của biến điện áp ( ) nên để giảm sai số người ta chọn mật độ dòng điện trong các cuộn dây và từ cảm trong mạch có giá trị nhỏ hơn so với MBA lực nhằm giảm điện trở các cuộn dây và điện áp ngắn mạch của biến điện áp, thường thì điện áp ngắn mạch biến điện áp khoảng 0.4 đến 1 %.

25

0I

'2I

'1 2;Z Z

oCăn cứ vào sai số mà người ta chia làm các cấp chính xác: 0.2, 0.5, 1, 3, 10.

Cấp chính xác 0.2 dùng các dụng cụ đo lường mẫu Cấp chính xác 0.5 dùng công tơ điện Cấp chính xác 1dùng đo lường các dụng cụ lắp bảng Cấp chính xác 3, 10 dùng các bộ truyền động cho CB Đối với hệ thống bảo vệ rơle thì tùy độ chính xác mà chọn.

26

a.Sơ đồ nối sao

b.Sơ đồ nối tam giác thiếu

c.Sơ đồ bộ lọc áp thứ tự không

27

oTrong sơ đồ nối sao để có điện áp pha so với đất ta phải nối trung tính xuống đất. Thứ cấp nối sao phải có dây N. Nếu dây trung tính bị đứt thì sẽ không có điện áp pha so với đất, mà chỉ có điện áp pha so với điểm trung tính của hệ thống.

oVới sơ đồ này ta có thể lấy áp pha hay áp dây tùy ý.

oCó thể dùng 3 máy biến điện áp đo lường rời hay dùng máy biến điện áp 3 pha 5 trụ (Vì nếu dùng máy biến điện áp 3 trụ thì không có đường đi cho từ thông thứ tự không, làm cho dòng từ hóa lớn khi chạm đất sẽ gay phát nóng. 28

oTrong sơ đồ nối tam giác thiếu có thể lấy áp dây và áp pha so với trung điểm của áp áp dây, dùng nhiều trong mạng trung thế.

29

oSơ cấp nối sao có trung tính nối đất, thứ cấp nối tam giác hở và rơle nối vào 2 mối dây hở này (để lấy áp thứ tự không).

oKhi vận hành bình thường hay ngắn mạch nhiều pha thì UR = 0. Tuy nhiện thực tế thì tồn tại dòng không cân bằng.

oKhi có ngắn mạch chạm đất thì UR ≠ 0.

oTa có thể dùng đấu sao sao tam giác hở để có thể lấy được điện áp tùy thích: pha hay dây

30

0( ) 3.A B CR a b c

U U

U U U UU U U U

K K

oCó thể dùng máy biến áp đo lường 2 cuộn thứ cấp đấu sao sao tam giác hở, như thế này ta có cả điện áp: pha, dây và thứ tự không.

oĐối với MBA hay MF ta có thể láy điện áp thứ tự không từ trung tính nhờ biến điện áp đo lường

31