Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế máy biến áp thử nghiệm.

Đồ án tốt nghiệp Thiết kế máy biến áp thử nghiệm  Đồ án tốt nghiệp Thiết kế máy biến áp thử nghiệm LỜI MỞ ĐẦU Máy biến áp biến đổi cảm ứng đơn giản dùng để biến đổi dòng điện xoay chiều từ điện áp thành dịng điện xoay chiều khác có điện áp khác Các dây quấn mạch từ đứng yên trình biến đổi từ trường để sinh sức điện động cảm ứng dây quấn thực dây cáp điện Máy biến áp ngày sử dụng nhiều lĩnh vực Như máy biến áp lò, máy biến áp hàn, máy biến áp đo lường, máy biến áp thử nghiệm… Máy biến áp thử nghiệm tạo nguồn điện áp cao thiết bị chủ yếu phòng thử nghiệm Máy thử nghiệm thiết bị cao áp, thành phần kết cấu, cấu trúc cách điện, dùng đo lường Máy vận hành nhà kín ngồi trời Phòng thử nghiệm cao áp với nguồn điện khác (như xoay chiều, chiều, điện áp xung…) có nhiệm vụ xác định độ bền cách điện xác định khuyết tật (như phóng điện cục bộ) điều kiện thử nghiệm (nhiệt độ, độ ẩm, áp suất…) mơi trường định (ăn mịn) tương ứng với điều kiện làm việc thiết bị kết cấu cách điện vận hành Ngồi sau sửa chữa kiểm tra tra định kỳ phải thử nghiệm lại vị trí làm việc thiết bị Nhận thức vai trò tầm quan trọng máy biến áp thử nghiệm, em thực đề tài thiết kế máy biến áp cao áp dùng để thử nghiệm thiết bị điện Đề tài trình bày thành sáu chương: Chương I: Tìm hiểu máy biến áp cao áp Chương II: Tìm hiểu công nghệ chế tạo máy biến áp cao áp Chương III: Các phương án dây quấn Chương IV: Tính tốn lõi thép dây quấn Chương V: Tính tốn tham số Chương VI: Tính mạch bảo vệ, đo lường, điều khiển Do hiểu biết thực tế thời gian có hạn nên khố luận khơng thể tránh sai sót, mong nhận ý kiến thầy, cô bạn để khố luận em hồn thiện Xin chân thành cảm ơn thầy cô môn thiết bị điện – điện tử , khoa điện – Trường đại học bách khoa Hà Nội nhiệt tình giảng dạy giúp đỡ em học tập tốt thời kỳ làm đồ án tốt nghiệp Em xin chân thành cảm ơn thầy Chu Đình Khiết trực tiếp hướng dẫn bảo em để hồn thành đồ án tốt nghiệp Đồ án tốt nghiệp Thiết kế máy biến áp thử nghiệm Chương TÌM HIỂU VỀ MÁY BIẾN ÁP CAO ÁP I Nguyên lý cấu tạo thử nghiệm cao áp: Thơng thường phịng thử nghiệm (môi trường thử nghiệm) điện áp cao trang bị hồn chỉnh, phục vụ tốt cho công tác nguyên cứu chế tạo thiết bị điện cao áp gồm thành phần hình vẽ sau: Hệ thống thử nghiệm gồm thiết bị sau: 1-Thiết bị thử nghiệm điện áp tăng cao tần số công nghiệp thiết bị phụ trợ kèm - Thiết bị thử nghiệm điện áp chiều - Thiết bị thử nghiệm điện áp xung - Thiết bị thử nghiệm điện áp dòng xung - Các thiết bị tạo môi trường, điều kiện thử nghiệm, thiết bị phục vụ khác công tác thử nghiệm tốt… Ta xét kỹ ba thiết bị đầu có sử dụng máy tạo điện áp cao để thử nghiệm Hệ thống dịch chuyển Tạo điều kiện thử nghiệm Nguồn cao áp Hệ thống cung cấp Hệ thống thử nghiệm Hệ thống nối đất Đối tượng thử nghiệm Hệ thống đo lường, điều khiển Hệ thống bảo vệ Hình 1.1 Mơi trường thử nghiệm cao áp Thiết bị thử nghiệm điện áp tăng cao tần số công nghiệp: Đồ án tốt nghiệp Thiết kế máy biến áp thử nghiệm Thiết bị dùng để thử nghiệm cách điện thiết bị điện Việc thử nghiệm thiết bị kết cấu cách điện điện áp tăng cao tần số công nghiệp cho phép xác định khuyết tật làm giảm độ bền điện tuổi thọ thiết bị mà phương pháp khác không xác định Thử nghiệm biện pháp để xác định dự trữ độ bền cách điện thiết bị điều kiện nhà máy chế tạo nơi sử dụng Vì thiết bị cấp điện áp 35 kV chịu thử nghiệm vận hành, thiết bị cấp điện áp cao thử nghiệm điều kiện phòng thử nghiệm Nguồn điện áp thử nghiệm cần phải đảm bảo điện áp đặt lên đối tượng thử nghiệm, xác định dòng ngắn mạch chọc thủng phóng điện bề mặt đối tượng thử nghiệm không nhỏ (A) Khi thử nghiệm cách điện bên bên ngồi trạng thái khơ, cho phép sử dụng thiết bị có dịng ngắn mạch nhỏ hơn, khơng nhỏ 0,3 (A) Thời gian thử nghiệm cách điện bên giấy dầu, chất lỏng, sứ điện áp xoay chiều phút dạng điện áp khác cấp điện áp 220 (kV) trở xuống làm từ vật liệu cách điện hữu cơ, cách điện cáp điện phút Cách điêïn bên ngồi chịu trì điện áp thử nghiệm xoay chiều không quy định Theo quy định thử nghiệm việc nâng điện áp từ không đến giá trị 1/ trị số điện áp thử nghiệm thực với tốc độ tuỳ ý đọc số dụng cụ đo Sau điện áp tăng nhanh đến điện áp thử nghiệm, đạt giá trị xác định phải giữ khơng đổi thời gian thử nghiệm, ý điện áp cao ¾ điện áp thử nghiệm cần phải đảm bảo khả cắt nhanh thiết bị thử Việc giảm điện áp phải nhanh trơn đều, điện áp nhỏ 1/3 điện áp thử nghiệm cho phép cắt điện Độ lệch tần số so với định mức không vượt 10% (tức khoảng (45 ÷ 55) Hz) Các sóng hài bậc cao làm biến dạng diện áp thử nghiệm so với hình sin tồn thiết bị thử nghiệm không vượt qúa 5% Giá trị hiệu dụng điện áp thử nghệm cho loại cách điện cấp điện áp định mức thay đổi giới hạn rộng từ 3÷5 (kV) thử cách điện nguồn dây điện áp thấp, 1,2 (MV) thử cách điện ngồi pha thiết bị cấp điện áp 500 kV cao Sơ đồ khối thiết bị thử nghiệm điện áp tăng cao tần số cơng nghiệp hình vẽ: R1 N R2 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế máy biến áp thử nghiệm Hình1.2 Sơ đồ khối thử nghiêm điện áp xoay chiều tần số công nghiệp Bộ điều chỉnh dùng để điều chỉnh biên độ, tần số pha điện áp đưa vào cuộn sơ cấp nguồn cao áp Trong trường hợp đơn giản máy biến áp tự ngẫu điều chỉnh pha Trong trường hợp phức tạp ngồi điều chỉnh biên độ cịn địi hỏi phải chỉnh tần số cần có máy phát điện kiểu máy phát có hệ thống khởi động, điều khiển điều chỉnh tần số quay Thiết bị đo lường đo điện áp sơ cấp Nguồn điện áp cao Đối tượng thử nghiệm Thiết bị đo điện áp cao Bộ phóng điện đo lường, có điện áp chọc thủng cao (10 ÷ 20)% điện áp thử nghiệm để ngăn ngừa việc đưa điện áp cao vào đối tượng thử nghiệm R1, R2 - điện trở hạn chế dòng điện chọc thủng đối tượng thử nghiệm phóng điện bề mặt giá trị không nguy hiểm cho vùng cao áp Nguồn cao áp máy biến áp tăng áp, máy biến áp nối cấp mạch cộng hưởng u cầu máy khơng có phóng điện cục bợ thân máy biến áp điện áp thử nghiệm, sóng hài làm biến dạng điện áp nhỏ không vượt (2 ÷ 2,5)% thành phần Để tạo điện áp cao 105 (kV) cấu trúc máy biến áp trở nên phức tạp, tránh xuất cộng hưởng tạo điện cảm riêng điện cảm tản tới điện dung cuộn dây nối với góp đối tượng Để tạo điện áp cao nối cấp máy biến áp Công suất máy biến áp thử nghiệm phụ thuộc vào công suất tích điện thiết bị thử nghiệm xác định theo điện dung chúng với điện áp thử nghiệm P = W.C.U2 10-9 (kVA) Với C – điện dung đối tượng thử nghiệm W – tần số góc (1/ sec) U2 – điện áp thử nghiệm (kV) Khi điện áp thử nghiệm nhỏ điện áp định mức máy biến áp thử nghiệm phụ tải bị hạn chế dịng định mức chạy qua cuộn dây công suất máy biến áp là: U dm P = It.Uđm = Pt Ut Với It - dòng thử nghiệm (A) Pt - phụ tải thử nghiệm (kVA) Ut - điện áp thử nghiệm đối tượng (kV) Uđm - điện áp định mức cuộn dây thứ cấp máy biến áp thử nghiệm (kV) Khi khơng có máy biến áp thử nghiệm đặc biệt sử dụng máy biến áp khác máy biến điện áp Khi cuộn dây cao áp mắc nối tiếp, Đồ án tốt nghiệp Thiết kế máy biến áp thử nghiệm dịng từ hố khơng vượt q giá trị cho phép điều kiện đốt nóng Điện áp nhận từ đầu cuộn dây cao áp máy biến điện áp thử nghiệm khơng q 90% trị số điện áp xác định nhà máy chế tạo Vì máy biến áp thử nghiệm sử dụng phụ tải chúng khoảng thời gian ngắn, nên năm gần đây, chúng thiết kế có tính đến chế độ đốt nóng q trình thử nghiệm Khi cho phép dịng phụ tải lớn so với dòng định mức ÷ 2,5 lần có dẫn riêng, cần ý đến làm lạnh lần thử nghiệm Sơ đồ nguyên lý thử nghiệm cách điện thiết bị diện điện áp xoay chiều tần số công nghiệp hình vẽ 1.3 1- Thiết bị điều chỉnh (biến áp tự ngẫu) 2- Máy biến áp thử nghiệm 3- Điện trở hạn chế 4- Máy biến áp đo lường 5- Điện trở 6- Bộ phóng điện cầu - Đối tượng thử nghiệm Hình 1.3 Sơ đồ nguyên lý thử nghiệm cách điện thiết bị điện điện áp xoay chiều tần số công nghiệp A1, A2 đồng hồ ampemet V1, V2 , V3 - đồng hồ vonlmet KV- đồng hồ kilovonmet Khi thử nghiệm cách điêïn đối tượng có điện dung thân lớn (các cuộn dây máy phát công suất lớn, cáp…) giảm độ lớn cơng suất thiết bị thử nghiệm sử dụng bù dòng điện dung Để nhâïn dược công suất đủ lớn sử dụng cách mắc song song số máy biến áp, chia góp thành đoạn thực thử nghiệm theo pha, biện pháp làm giảm giá trị điện dung đồng thời cách điện thử nghiệm Khi khơng có máy biến áp với điện áp thử nghiệm u cầu thực mắc nối tiếp với máy biến áp vẽ 4.1 2 1 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế máy biến áp thử nghiệm Hình1.4 Sơ đồ nối cuộn dây máy biến áp thử nghiệm 1,2 - máy biến áp thử nghiệm Thiết bị thử nghiệm điện áp cao chiều: Thiết bị dùng thử nghiệm nghiên cứu trình phóng điện chọc thủng, phóng điện bề mặt… môi trường cách điện kết cấu cách điện khác Một số thiết bị dòng xoay chiều nguyên nhân kỹ thuật thử nghiệm điện áp xoay chiều cáp chứa đầy khí, cáp có cách điện dầu… phải thử nghiệm điện áp chiều Nguồn điện chiều sử dụng để làm cháy chổ bị đánh thủng, chổ yếu cáp sau tìm chổ hỏng thay Nguồn điện chiều cao áp thường là: nguồn chỉnh lưu, mạch nhân áp máy phát tĩnh điện Điện áp chọc thủng chiều có giá trị cao điện áp xoay chiều 1- Nguồn ổn định 2- Bộ chỉnh điện áp 3- Máy biến áp thử nghiệm 4- Tụ san phẳng 5- Điện trở hạn chế dòng điện 6- Đồng hồ đo điện áp cao (kV) 7- Đối tượng thử nghiệm 8- Bộ phóng điện 9- Chỉnh lưu 10 – Đồng hồ microampenmetre ~ V 10 6 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế máy biến áp thử nghiệm Hình 1.5 Sơ đồ khối thiết bị thử nghiệm dùng chỉnh lưu chu kỳ Lĩnh vực sử dụng sơ đồ phụ thuộc cấp cách điện, đối tượng thử nghiệm, thông số thiết bị thử nghiệm, thiết bị chỉnh lưu Chỉnh lưu hai chu kỳ khơng có ưu việt lớn mà thiết bị lại phức tạp nên không phổ biến Để nhận điện áp thử nghiệm chiều lớn người ta thường sử dụng sơ đồ nhân điện áp sau: Đây nguồn điện chiều, điện áp cao công suất nhỏ, phụ tải nối với đầu qua điện trở phụ để giảm nhảy vọt dòng tụ điện tầng phóng điện bề mặt nối trực tiếp Điện áp nhận từ đến 3÷ MV - Máy biến áp thử nghiệm - Đối tượng thử nghiệm C C ~ D1 C D2 D3 D4 C5 C Hình 1.6 Sơ đồ nhân điện áp Thiết bị thử nghiệm điện áp xung(máy phát điện áp xung) Việc thử nghiệm cách điện thiết bị điện điện áp xung nhằm kiểm tra độ bền vững điện áp sét điện áp thao tác xuất lưới điện vận hành Quá điện áp sét xuất sét đánh vào đường dây chống sét, cột điện, dây dẫn đường dây truyền tải, cách điện đường dây chịu tác dụng xung điện áp khơng chu kỳ có cực tính dương âm Trên thiết bị điện trạm bảo vệ phóng điện (chống sét ống, khe hở phóng điện…) xung có dạng xung cắt sau đạt Đồ án tốt nghiệp Thiết kế máy biến áp thử nghiệm giá trị cực đại Xuất phát từ xác suất hư hỏng điện áp, xung sét tiêu chuẩn không chu kỳ 1,2/50 (às) cú di u súng Êùị = 1,2 ± 0,36 (µs) độ dài xung 50 ± 10 (µs) Ngồi xung sét để thử cách điện cuộn dây máy biến áp, điện trở kháng máy điện quay sử dụng xung cắt Giá trị cực đại điện áp phụ thuộc vào cấp điện áp dạng thiết bị thử nghiệm, thay đổi dải rộng từ vài chục kV cấp điện áp (kV) đến cấp điện áp vài triệu vôn cấp điện áp siêu cao áp Dung sai giá trị cực đại 3%, điện áp nội xuất chuyển mạch, thao tác cố hệ thống điện thay đổi chế độ làm việc Xung điện áp chuyển mạch khác với xung sét thời gian dài có dạng dao động Để thử nghiệm đưa vào xung chuẩn dạng khơng chu kỳ 250 / 2500 (µs) có thời gian tăng xung T = 250 ± 50 (µs), thời gian suy giảm đến giá trị cực đại 2500 ± 1500 (µs) Có thể sử dụng dạng xung khác xung không chu kỳ100/ 2500 ; 1000/ 5000 (µs) xung dao động có thơng số 4000 ± 1000 / 7500 ± 2500 ; 100/ 1000 Giá trị cực đại dạng xung thử nghiệm có ảnh hưởng trực tiếp đến kích thước cách điện, độ bền vững thiết bị thử nghiệm Các dạng xung a Xung 1,2/ 50 (µs) b Xung cắt τφ c Xung 100/ 1000 (µs) d Xung 250 / 2500 (µs) U U Um Um 0,5Um 0,5Um τφ t t τφ Tc Tc (a) (b) U U Um 0,5Um t (c) t τφ Tc (d) Đồ án tốt nghiệp Thiết kế máy biến áp thử nghiệm Hình 1.7 Các dạng xung Một vấn đề quan trọng giải phòng thử nghiệm cao áp nghiên cứu trình chọc thủng khoảng cách khac khơng khí môi trường cách điện khác Giá trị có liên quan tới chế tạo cách điện đường dây truyền tải siêu cao áp, hồn thiện chống sét cho đối tượng khác nhau, tiêu chuẩn hố dạng xung Để có điện áp chuyển mạch thao tác sử dụng máy phát điện áp xung sử dụng máy biến áp thử nghiệm có nguồn xung Sơ đồ máy phát điện áp xung kích hình 1.8 T ~ Rbv E A Rn B Rn C 2 Rđ Rđ CA CB K1 K2 A1 B1 N2 K R0 Rđ Kn C1 Cn N1 Hình 1.8 Sơ đồ máy phát điện áp xung kích Máy biến áp thử nghiệm E- đèn chỉnh lưu cao áp CA,CB,… ,CN- tụ điện nạp điện Rbv – điện trở bảo vệ KH1, KH2,… KHn - khe hở phóng điện Rn - Điện trở nạp điện R0 - Điện trở ổn định Rđ - Điện trở phóng điện Quá trình tạo xung gồm hai giai đoạn: - Giai đoạn nạp: qua máy biến áp T chỉnh lưu E cấp tụ điện CA,CB,… ,CN nạp tới điện áp U trình nạp kết thúc điểm A2, B2,… Bn có điện U cịn điểm A1, B1,… Bn có điện khơng Đồ án tốt nghiệp Thiết kế máy biến áp thử nghiệm - Giai đoạn phóng: chọn khoảng cách khe hở KH1 cho điện áp U phóng điện sau phóng điện điểm B1 tăng vọt đến mức U điện điểm B2 tăng đến mức 2U Khe hở KH2 chọn cho phóng điện điện áp 2U vàsau phóng điện làm cho điện điểm C1 tăng từ không đến mức 2U điểm C2 tăng đến mức 3U Như dùng n cấp để tụ điện giai đoạn phóng phép nối tiếp qua khe hở KH1, KH2,… KHn điện áp xung kích tạo điện áp cao tới (MV) Các phần tử lại làm nhiệm vụ bảo vệ điều chỉnh II Các loại máy điện áp cao dùng thử nghiệm nay: Máy kiểu И 0M – 100/ 25: Hình 1.9 Hình dạng máy biến áp kiểu И 0M – 100/ 25 1.1 Công dụng: Máy dùng làm nguồn cao áp chiều xoay chiều tần số 50 Hz để thử nghiệm vật liệu cách điện thiết bị điện có điện áp tới 35 kV 1.2 Đặc tính kỹ thuật: Dung lượng: 25 kVA Điện áp : 0÷ / ÷ 100 kV 10 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế máy biến áp thử nghiệm Tần số : 50 Hz Dòng điện định mức cuộn cao áp: 0,25 A Điện áp ngắn mạch: Un = 10% 1.3 Cấu tạo: Máy biến áp có mạch từ kiểu bọc, cuộn dây phân bố tập trung Một đầu cuộn dây cao áp đưa nắp đầu nối đất, đầu thứ hai đưa sứ cách điện cao áp Các cuộn dây cuộn sơ cấp đưa vỏ qua đầu điện áp thấp Vỏ máy có dạng hình trịn, nắp máy bố trí bình giãn dầu, thiết bị đo nhiệt độ… máy có móc hàn nối với vỏ thùng để nâng máy chuyển Để mở rộng miền sử dụng, thử nghệm điện áp cao chiều, máy biến áp chế tạo thêm phần chỉnh lưu (Kenotron) đặt đầu cao áp máy biến áp thử nghiệm Mạch từ ghép từ thép kỹ thuật điện dày 0,35 (mm) Lõi thép mạch từ có tiết diện 30 × 26 (mm) Để giảm điện trường cạnh sắc bích kim loại, đầu máy biến áp thử nghiệm mắc chắn – Cuộn dây cao áp máy – Cuộn dây đèn chỉnh lưu - Đầu 12 V đèn chỉnh lưu – Chế độ làm việc 12 V đèn chỉnh lưu – Chế độ 220 V đèn chỉnh lưu Cuộn dây 12 V đèn chỉnh lưu máy biến áp có 200 vịng, đường kích dây dẫn 1,5 (mm) quấn lõi sắt có tiết diện 500 (mm2) dài 200 (mm) Để phân bố lại điện trường lõi sắt dây quấn ta mắc thêm chắn Đầu cuộn 12 V bọc chắn để điện trường san Cuộn dây sơ cấp đèn chỉnh lưu máy biến áp gồm 1200 vịng, dây dẫn có đường kính 0,8 (mm) quấn ống bakelit Để loại trừ khả phóng điện bề mặt đèn chỉnh lưu máy biến áp người ta đặt chắn hình trụ bên thùng, khoảng cách nhỏ từ chắn đến đèn chỉnh lưu 50 (mm) Đến vỏ thùng 30 (mm) Để máy biến áp И 0M – 100/ 25 thử nghiệm đối tượng có điện dung lớn điện áp thấp định mức, công ty chế tạo dùng cách phân đoạn cuộn dây cao áp Cuộn dây cao áp chia làm cuộn nhỏ, cuộn nhỏ tính tốn làm việc với điện áp 12,5 (kV) Theo sơ đồ đấu dây máy biến áp thử nghiệm làm việc với dòng (A) điện áp 12,5 (kV) 0,25 (A) điện áp 100 (kV) Để thực điều nắp vỏ thùng máy biến áp phải có vài đầu đổi nối cách điện Máy biến áp thử nghiệm kiểu И 0M – 100/ 20: 2.1 Công dụng: 11 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế máy biến áp thử nghiệm Máy nhà máy T3PлHeЭHePZ0 chế tạo, máy И 0M –100/ 20 dùng thử nghiệm để thử nghiệm thiết bị điện có điện áp định mức đến 35 (kV), máy có thiết bị đèn cung cấp cho chỉnh lưu Kenotron 2.2 Đặc tính kỹ thuật: Dung lượng 20 (kVA) Điện áp: ÷ 200 / ÷ 100000 (V) Điện áp định mức cuộn dây đo (x – x1) : 100 (V) Điện áp ngắn mạch 9% Công suất làm việc lâu dài: 10 (kVA) Chế độ làm việc ngắn hạn: phút làm việc – phút nghỉ phút làm việc – 30 phút nghỉ công suất 20 (kVA) Kích thước máy: 686 × 642 mm (mặt bằng) Chiều cao tồn :1140 (mm) Trọng lượng 280 (kg) 2.3 Cấu tạo: Hình 1.10 Hình dáng bên ngồi máy biến áp thử nghiệm kiểu И 0M –100/ 20 Mạch từ phân nhánh kiểu bọc Đầu cao áp trì điện áp làm việc đưa ngồi qua sứ cách điện Đầu thứ hai cuộn cao áp nắp máy qua sứ 12 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế máy biến áp thử nghiệm 1000 (V) nối đất Cuộn cao áp có mối hàn đưa với điện áp 100 (V) (tương ứng U2đm = 100000 V) Cuộn cao áp gồm bánh dây (45000 vịng), dây dẫn kiểu л310 có đường kính 0,2 mm Cuộn đo 100 V cuộn cao áp có 45000 vịng, dây dẫn có đường kính 0,49 mm Cuộn hạ áp có 90 vịng, dây qn có tiết diện 2,26 × 6,4 (mm2) Cấu trúc đèn chỉnh lưu máy biến áp gồm cuộn dây sơ cấp 220 V có 814 vịng, đường kính dây 0,55 mm cuộn thứ cấp 13 V có đường kính dây 2,26 mm 70/300: Hình 1.11 Hình dạng bên ngồi máy И 0M –15/ 10 Hình112 Hình dạng bên ngồi máy И 0M –35-70/30 13 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế máy biến áp thử nghiệm Hình1.13 Hình dạng bên ngồi máy И 0M –35-70/100 Hình1.14 Hình dạng bên ngồi của máy И 0M –35-70/300 Bảng 1.1- Đặc tính kỹ thuật số máy biến áp thử nghiechế tạo nhà máy T3PлHeЭHePZ0 Công suất Điện áp định định mức mức (kV) (kVA) Kiểu Dài Ngắn CA HA hạn hạn И 0M –15/ 10 10 15 0,2 Un% Trọng lượng (kg) Tồn 92 dầu 23 И 0M –35 - 70/30 15 30 35 - 70 0,2 420 140 И 0M – 35 - 70/100 50 100 35 - 70 0,2 710 290 И 0M – 35 - 70/300 150 300 35 - 70 0,38 10 1000 4410 Chế độ làm việc máy biến áp cho phép tiến hành thử nghiệm theo chu trình: chu trình gồm phút làm việc với tải phút ngừng 14 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế máy biến áp thử nghiệm Thời gian thử nghiệm không 30 phút Ở chế độ làm việc liên tục công suất máy biến áp 50 % so với chế độ ngắn hạn Các đầu dây cuộn cao áp đưa ngồi nắp máy bọc cách điện Một đầu tính tốn với điện áp làm việc, đầu thường nối đất Để đo điện áp thử nghiệm trực tiếp lấy từ đầu cuộn cao áp với điện áp 100 V Cuộn cao áp máy biến áp thử nghiệm (trừ máy И 0M –15/ 10) gồm hai bánh dây Mỗi bánh có điện áp 35 (kV) Điều cho phép trường hợp cần thiết, đấu nhận trực tiếp song song, tương ứng nhận điện áp 70 35 (kV) Các đầu nắp vỏ máy biến áp Máy thử cao áp TBO – 140-50: Máy thử cao áp TBO - 140 -50 nhà máy M0CPEHTΓEH sản xuất có cấu tạo đèn chỉnh lưu đặt phía cuộn cao áp Máy dung để thử nghiệm cách điện cho máy điện quay ‘ Đặc tính kỹ thuật: Điện áp định mức: 0,19/ 100 ± 2,5 (kV) Máy biến áp đèn chỉnh lưu: 200/13 ± (V) Công suất : kVA Công suất máy biến áp đèn chỉnh lưu: 110 (kV) Trọng lượng chung: 150 (kg) Máy thử cao áp loại AИM – 70 4.1 Công dụng: Máy AИM-70 nhà máy MOCPEHTZEH chế tạo Máy dùng để thử nghiệm loại cáp, điện môi rắn, lỏng với tác dụng điện áp cao chiều xoay chiều 15 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế máy biến áp thử nghiệm Hình 1.15 Các kích thước thiết bị AИM-70 – Bàn điều khiển – Bộ phận chỉnh lưu (Kenotron) 4.2 Đặc tính kỹ thuật: Điện áp pha xoay chiều bên sơ cấp: 127/ 220 (V) Tần số: 50 (Hz) Điện áp xoay chiều bên thứ cấp: 50 (kV) Điện áp chỉnh lưu max: 70 (kV) Dòng điện chỉnh lưu cuộn thứ cấp: (mA) Công suất định mức(làm việc lâu dài ): 0,5 (kVA) Công suất đầu phút máy cao áp: (kVA) Trọng lượng máy: 175 (kg) Thiết bị thử nghiệm AИM – 70 có phần bàn điều khiển phận chỉnh lưu (Kenotron) Bàn điều khiển gồm phần điều khiển, thiết bị tín hiệu biến cao áp Trong thùng máy biến áp cao áp có dãy điện trở bảo vệ cuộn dây cao áp xảy ngắn mạch (điện môi thử nghiệm bị chọc thủng) Điện áp điều chỉnh dễ dàng nhờ phần điều khiển Trên bàn điều khiển có đặt aptomat dịng điện cực đại, kilovolmet đo điện áp đèn tín hiệu Bộ chỉnh lưu Kelotron ống thẳng đứng hình trụ chứa đầy dầu, có đặt đèn chỉnh lưu KPHM – 150 biến áp chỉnh lưu Trên nắp Kelotron có đặt đồng hồ microampe với giới hạn đo lường 200, 1000, 5000 (µA) Máy thử cao áp loại AИM – 90: 5.1 Công dụng: Máy dùng để thử nghiệm loại điện môi rắn, lỏng tác dụng điện áp cao xoay chiều 5.2 Đặc tính kỹ thuật: Điện áp nguồn xoay chiều pha 220 ± 22 (V) Tần số : 50 (Hz) Điện áp chọc thủng lớn nhất: 90 (kV) 16 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế máy biến áp thử nghiệm Ngăn đựng dầu thử: 400 (cm3) Tổn hao công suất : 0,5 (kVA) Trọng lượng máy: 35 (kg) 5.3 Cấu tạo: Hình 1.16 Máy biến áp thử nghiệm – Đầu cao – Tấm cách điện – Để vật thử 12 10 11 Hình 1.17 Bàn điều khiển thiết bị AИM – 90 – Nút đóng vào lưới – Tín hiệu xanh – đóng nguồn – Đồng hồ đo 17 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế máy biến áp thử nghiệm – Tín hiệu vàng (sơ đồ thiết bị sẵn sàng đóng vào cao áp) - Tín hiệu đỏ (đã đóng vào cao áp) - Nút điều chỉnh kim điều chỉnh điện áp vị trí sau phóng điện 7-Nút phục hồi tự động đưa kim vào điều chỉnh điện áp vềø vị trí sau phóng điện - Nút đóng cao áp - Nút ngắt cao áp 10 - Ổ cắm để nối nguồn 11 – Đầu cặp để nối đất 12 – Nắp động có liên động Máy thử cao áp kiểu TYPWIP6 (Đức): … 6000 V Ain Aus …3000 V…6000 V Hình 1.18 Hình dạng máy 6.1 Cơng dụng: Thử nghiệm vật liệu cách điện 6.2 Đặc tính kỹ thuật: Điện áp định mức: ÷ 22 / ÷ (kV) 18 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế máy biến áp thử nghiệm Dòng điện định mức cuộn thứ cấp 2,5 (A) Cơng suất 1,5 (kVA) Tần số 50 (Hz) Kích thước 500 × 250 × 300 (mm) 6.3 Cấu tạo: Máy biến áp thử nghiệm đặt bàn điều khiển hình vẽ: Các ký hiệu: Netz ~ :khố điện Durchschlag: đèn báo có điện (màu xanh) Prupspannung: đèn báo đánh thủng điện môi (màu đỏ) Ein: nút khởi động Aus: báo hiệu rơle cắt Prufen: thử nghiệm quan sát tia lữa điện Ausbrenen: thử nghiệm không thấy tia lữa điện Máy thử cao áp Fpeo - 2400/ 600/ K (Đức) dùng cho trạm thử nghịêm điện áp xoay chiều: 7.1 Công dụng: Dùng để thử nghiệm thiết bị cao thế, thành phần kết cấu, cấu trúc điện trạm thử nghiệm điện áp xoay đến 220 (kV) 7.2 Đặc tính kỹ thuật: Hệ số máy biến áp định mức đấu cuộn dây kích thích song song 5700 – 600 (V)/ 600000 / 5700 (V) Công suất định mức: 2400 (kVA)/ 2000 (kVA)/ 1500 (kVA) Điện áp định mức: 600/ 300 (kV) Dòng điện định mức: 3,33 (A) 7.3 Thuyết minh cấu trúc: Máy biến áp thử nghiệm có đặc tính phần - Bộ điện dung phân áp: gồm tụ đo tụ điện áp thấp Tụ cao gồm tụ đo riêng bố trí Mỗi tụ có bên vỏ sứ, tụ dầu – giấy đấu nối tiếp - Để sai số không vược sai số cho phép nên trình vận hành bên khoảng bảo vệ bao quanh tụ cao theo trục cao khơng có vật dẫn điện dây tiếp điện - Mạch lọc: tác dụng qua lại diện cảm rò với máy biến áp diện dung thiết bị thử nghiệm điện dung riêng điện dung đối tượng 19