GIÁO TRÌNH MÔN HỌCMÔ ĐUN ĐO LƯỜNG ĐIỆN NGÀNHNGHỀ ĐIỆN CÔNG NGHIỆP

Lời nói đầu 1 ỦY BAN NHÂN DÂN TỈNH HÀ NAM TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ HÀ NAM GIÁO TRÌNH MÔN HỌCMÔ ĐUN ĐO LƯỜNG ĐIỆN NGÀNHNGHỀ ĐIỆN CÔNG NGHIỆP TRÌNH ĐỘ CAO ĐẲNG NGHỀ Ban hành kèm theo Quyết định số QĐ ngà. giáo trình học tập, tài liệu cao đẳng đại học, luận văn tiến sỹ, thạc sỹ

ỦY BAN NHÂN DÂN TỈNH HÀ NAM TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ HÀ NAM GIÁO TRÌNH MƠN HỌC/MƠ ĐUN: ĐO LƯỜNG ĐIỆN NGÀNH/NGHỀ: ĐIỆN CƠNG NGHIỆP TRÌNH ĐỘ: CAO ĐẲNG NGHỀ Ban hành kèm theo Quyết định số: /QĐ-… ngày…….tháng….năm ………… của……………………………… Hà Nam, năm 2020 TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN Tài liệu thuộc loại sách giáo trình nên nguồn thơng tin phép dùng nguyên trích dùng cho mục đích đào tạo tham khảo Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc sử dụng với mục đích kinh doanh thiếu lành mạnh bị nghiêm cấm Dựa theo giáo trình này, sử dụng để giảng dạy cho trình độ nghề ngành/ nghề khác nhà trường LỜI GIỚI THIỆU Nhằm thống nội dung giảng dạy đáp ứng nhu cầu học tập, nghiên cứu sinh viên Tác giả xây dựng giáo trình áp dụng chương trình đào tạo Cao đẳng trung cấp nghề Điện công nghiệp Đây tài liệu giảng dạy giảng viên học tập, nghiên cứu sinh viên trường Cao đẳng nghề Hà Nam Nội dung giáo trình xây dựng sở thừa kế nội dung giảng dạy giảng viên trường Cao đẳng nghề Hà Nam kết hợp với tài liệu tham khảo ngồi nước Giáo trình nhà giáo có nhiều năm kinh nghiệm tham gia giảng dạy đóng góp ý kiến Giáo trình biên soạn ngắn gọn, dễ hiểu, định hướng kiến thức theo quan điểm phát triển công nghệ ứng dụng không nghiên cứu sâu kiến thức hàn lâm mà chủ yếu nghiên cứu hệ q trình phân tích mạch cơng suất Tuy tác giả có nhiều cố gắng biên soạn, giáo trình khơng tránh khỏi khiếm khuyết Hy vọng nhận góp ý bạn đọc Mọi góp ý xin liên hệ tác giả theo địa mail: thucdnhanam@gmail.com xin chân thành cảm ơn! Hà Nam, ngày… tháng… năm 2020 Tác giả Đặng Thị Nguyệt Thu MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED PHẦN I: ĐẠI CƯƠNG VỀ ĐO LƯỜNG ĐIỆN 1.1 KHÁI NIỆM VỀ ĐO LƯỜNG ĐIỆN 1.1.1 Khái niệm đo lường 1.1.2 Khái niệm đo lường điện 1.1.3 Các phương pháp đo 1.2 CÁC SAI SỐ VÀ TÍNH SAI SỐ 12 1.2.1 Khái niệm sai số 12 1.2.2 Các loại sai số 13 1.2.3 Phương pháp tính sai số 15 1.2.4 Các phương pháp hạn chế sai số 16 PHẦN II CÁC LOẠI CƠ CẤU ĐO THÔNG DỤNG 19 2.1 KHÁI NIỆM VỀ CƠ CẤU ĐO 19 2.2 CÁC LOẠI CƠ CẤU ĐO 20 2.2.1 Cơ cấu đo từ điện 20 2.2.2 Cơ cấu đo điện từ 23 2.2.3 Cơ cấu đo điện động 24 2.2.4 Cơ cấu đo cảm ứng 25 PHẦN III ĐO CÁC ĐẠI LƯỢNG ĐIỆN CƠ BẢN 28 3.1 ĐO ĐẠI LƯỢNG U, I 28 3.1.1 Đo dòng điện 28 3.1.2 Đo điện áp 35 3.2 ĐO CÁC ĐẠI LƯỢNG R, L, C 43 3.2.1 Đo điện trở 43 3.2.2 Đo điện cảm 51 3.2.3 Đo điện dung 53 3.3.1 Đo tần số 54 3.3.2 Đo công suất điện (năng lượng) 56 PHẦN IV SỬ DỤNG CÁC LOẠI MÁY ĐO THÔNG DỤNG 65 4.1 SỬ DỤNG VOM, MΩ 65 4.1.1 Sử dụng VOM 65 4.1.2 Sử dụng MΩ 68 4.2 SỬ DỤNG AMPE KÌM, OSC 69 4.2.1 SỬ DỤNG AMPE KÌM 69 4.2.2 Sử dụng Dao động ký (Oscilloscope) 71 4.3 SỬ DỤNG MÁY BIẾN ÁP ĐO LƯỜNG 82 4.3.1 Máy biến điện áp 83 4.3.2 Máy biến dòng điện 85 PHẦNV TÀI LIỆU CẦN THAM KHẢO 88 MÔ ĐUN: ĐO LƯỜNG ĐIỆN Mã số mơ đun: MĐ13 Vị trí, tính chất mơ đun: - Vị trí: Mơ đun học sau mơn học An tồn lao động; Mạch điện - Tính chất: Là mô đun kĩ thuật chuyên môn, thuộc mô đun đào tạo nghề bắt buộc Mục tiêu mô đun: - Kiến thức: + Trình bày cấu tạo nguyên lý làm việc cấu đo + Nhận dạng phân loại dụng cụ đo - Kỹ năng: + Đo thông số đại lượng mạch điện + Sử dụng loại máy đo để kiểm tra, phát hư hỏng thiết bị/hệ thống điện + Đọc kết đo nhanh chóng, xác - Năng lực tự chủ trách nhiệm: + Có khả nhận dạng phân loại cấu đo lường đào tạo; có sáng kiến q trình thực chọn lựa dụng cụ đo phù hợp; có khả đưa kết luận kết dụng cụ đo + Làm việc độc lập làm việc theo nhóm, lựa chọn dụng cụ đo lường điện điều kiện làm việc thay đổi + Hướng người khác thực việc lựa chọn thiết bị đo lường điện theo yêu cầu cho trước; chịu trách nhiệm cá nhân trách nhiệm nhóm + Đánh giá chất lượng thiết bị đo lường điện lựa chọn kết thực thành viên nhóm Nội dung mô đun: Số Tên mô đun Tổng số TT Thời gian Thực hành, Lý thí nghiệm, Kiểm thuyết thảo luận, tra* tập Bài mở đầu: Đại cương đo lường điện Khái niệm đo lường điện 3 11 5 31 25 15 12 60 15 42 Các sai số tính tốn Bài 1: Các loại cấu đo thông dụng Khái niệm cấu đo Các loại cấu đo Bài 2: Đo đại lượng điện Đo điện áp Đo dòng điện Đo điện trở Đo công suất Đo điện Bài 3: Sử dụng loại máy đo thông dụng Sử dụng đồng hồ vạn Sử dụng ampe kìm Sử dụng dao động ký Cộng: BÀI MỞ ĐẦU: ĐẠI CƯƠNG VỀ ĐO LƯỜNG ĐIỆN Mã bài: MĐ 13 - MĐ Giới thiệu Trong q trình nghiên cứu khoa học nói chung cụ thể từ việc nghiên cứu, thiết kế, chế tạo, thử nghiệm vận hành, sữa chữa thiết bị, q trình cơng nghệ… u cầu phải biết rõ thông số đối tượng để có định phù hợp Sự đánh giá thông số quan tâm đối tượng nghiên cứu thực cách đo đại lượng vật lý đặc trưng cho thơng số Đo lường so sánh đại lượng chưa biết (đại lượng đo) với đại lượng chuẩn hóa (đại lượng mẫu đại lượng chuẩn) Như công việc đo lường nối thiết bị đo vào hệ thống khảo sát quan sát kết đo đại lượng cần thiết thiết bị đo Trong thực tế khó xác định ‘‘trị số thực’’ đại lượng đo Vì vậy, trị số đo cho thiết bị đo gọi trị số tin cậy (expected value) Bất kỳ đại lượng đo bị ảnh hưởng nhiều thơng số Do đó, kết đo phản ánh trị số tin cậy Cho nên có nhiều hệ số ảnh hưởng đo lường liên quan đến thiết bị đo Ngoài ra, có hệ số khác liên quan đến người sử dụng thiết bị đo Như vậy, độ xác thiết bị đo diễn tả hình thức sai số Mục tiêu - Giải thích khái niệm đo lường, đo lường điện - Tính tốn sai số phép đo, vận dụng phù hợp phương pháp hạn chế sai số - Đo đại lượng điện phương pháp đo trực tiếp gián tiếp - Rèn luyện tính xác, chủ động, nghiêm túc cơng việc Nội dung 1.1 KHÁI NIỆM VỀ ĐO LƯỜNG ĐIỆN 1.1.1 Khái niệm đo lường Đo lường trình đánh giá định lượng đại lượng cần đo để có kết số so với đơn vị đo Kết đo lường (Ax) giá trị số, định nghĩa tỉ số đại lượng cần đo (X) đơn vị đo (Xo): Kết đo biểu diễn dạng: A = X ta có X = A.X0 X0 Trong đó: X - đại lượng đo X0 - đơn vị đo A - số kết đo Từ (1.1) có phương trình phép đo: X = Ax Xo , rõ so sánh X so với Xo, muốn đo đại lượng cần đo X phải có tính chất giá trị so sánh được, muốn đo đại lượng khơng có tính chất so sánh thường phải chuyển đổi chúng thành đại lượng so sánh 1.1.2 Khái niệm đo lường điện Đại lượng so sánh với mẫu hay chuẩn đo Nếu đại lượng khơng so sánh phải chuyển đổi đại lượng so sánh với mẫu hay chuẩn đo Đo lường điện trình đánh giá định lượng đại lượng điện cần đo để có kết số so với đơn vị đo 1.1.3 Các phương pháp đo Phương pháp đo việc phối hợp thao tác trình đo, bao gồm thao tác: xác định mẫu thành lập mẫu, so sánh, biến đổi, thể kết hay thị Các phương pháp đo khác phụ thuộc vào phương pháp nhận thông tin đo nhiều yếu tố khác đại lượng đo lớn hay nhỏ, điều kiện đo, sai số, yêu cầu… Tùy thuộc vào đối tượng đo, điều kiện đo độ xác yêu cầu phép đo mà người quan sát phải biết chọn phương pháp đo khác để thực tốt q trình đo lường Có thể có nhiều phương pháp đo khác thực tế thường phân thành loại phương pháp đo phương pháp đo biến đổi thẳng phương pháp đo kiểu so sánh 1.1.3.1 Phương pháp đo biến đổi thẳng - Định nghĩa: phương pháp đo có sơ đồ cấu trúc theo kiểu biến đổi thẳng, nghĩa khâu phản hồi - Q trình thực hiện: * Đại lượng cần đo X qua khâu biến đổi để biến đổi thành số NX, đồng thời đơn vị đại lượng đo XO biến đổi thành số NO * Tiến hành trình so sánh đại lượng đo đơn vị (thực phép chia NX/NO), * Thu kết đo: AX = X/XO = NX/NO Hình 1.2 Lưu đồ phương pháp đo biến đổi thẳng Quá trình gọi trình biến đổi thẳng, thiết bị đo thực trình gọi thiết bị đo biến đổi thẳng Tín hiệu đo X tín hiệu đơn vị XO sau qua khâu biến đổi (có thể hay nhiều khâu nối tiếp) qua biến đổi tương tự - số A/D để có NX NO , qua khâu so sánh có NX/NO Dụng cụ đo biến đổi thẳng thường có sai số tương đối lớn tín hiệu qua khâu biến đổi có sai số tổng sai số khâu, dụng cụ đo loại thường sử dụng độ xác yêu cầu phép đo không cao 1.1.3.2.Phương pháp đo kiểu so sánh: - Định nghĩa: phương pháp đo có sơ đồ cấu trúc theo kiểu mạch vịng, nghĩa có khâu phản hồi - Q trình thực hiện: + Đại lượng đo X đại lượng mẫu XO biến đổi thành đại lượng vật lý thuận tiện cho việc so sánh + Q trình so sánh X tín hiệu XK (tỉ lệ với XO) diễn suốt trìnhđo, hai đại lượng đọc kết XK có kết đo Quá trình đo gọi trình đo kiểu so sánh Thiết bị đo thực trình gọi thiết bị đo kiểu so sánh (hay cịn gọi kiểu bù) 10 Thơng thường, cần hiển thị dạng tín dạng thời gian thực (khi chúng xảy ra) sử dụng máy sóng tương tự Khi cần lưu giữ thơng tin hình ảnh để xử lý sau hay in dạng sóng người ta sử dụng máy sóng số có khả kết nơí với máy tính với vi xử lý Phần tài liệu nói tới máy sóng tương tự, loại dùng phổ biến kỹ thuật đo lường điện tử 4.2.2.2 Sơ đồ khối máy sóng thơng dụng Hình 4.5: Sơ đồ khối máy sóng Oscilloscope Tín hiệu vào đưa qua chuyển mạch AC/DC (khố K đóng cần xác định thành phần DC tín hiệu cịn quan tâm đến thành phần AC mở K) Tín hiệu qua phân áp (hay gọi suy giảm đầu vào) điều khiển chuyển mạch núm xoay nóm xoay VOLTS/DIV, nghĩa xoay núm cho phép ta điều chỉnh tỉ lệ sóng theo chiều đứng Chuyển mạch Y- POS để xác định vị trí theo chiều đứng sóng, nghĩa di chuyển sóng theo chiều lên xuống tuỳ ý cách xoay núm vặn Sau qua phân áp, tín hiệu vào khuếch đại Y khuếch đại làm lệch đưa tới điều khiển cặp làm lệch đứng Tín hiệu KĐ Y đưa tới trigo (khối đồng bộ), trường hợp gọi đồng trong, để kích thích mạch tạo sóng cưa (cịn gọi mạch phát quét) đưa tới điều khiển cặp làm lệch ngang để tăng hiệu điều khiển, số mạch sử dụng thêm 74 khuếch đại X sau khối tạo điện áp cưa) Đôi người ta cho mạch làm việc chế độ đồng ngồi cách cắt đường tín hiệu từ khuếch đại Y, thay vào cho tín hiệu ngồi kích thích khối tạo sóng cưa Đi vào khối tạo sóng cưa cịn có hai tín hiệu điều khiển từ núm vặn TIME/DIV X - POS TIME/DIV (có nhiều máy kí hiệu SEC/DIV) cho phép thay đổi tốc độ quét theo chiều ngang, dạng sóng dừng hình với n chu kỳ tần số sóng lớn gấp n lần tần số quét) X - POS núm điều chỉnh việc di chuyển sóng theo chiều ngang cho tiện quan sát Ống phóng tia điện tử CRT mô tả phần trước Sau ta xem xét phần điều khiển, vận ứng dụng thông dụng máy sóng 4.2.2.3 Thiết lập chế độ hoạt động cách điều khiển máy sóng a Thiết lập chế độ hoạt động cho máy sóng Sau nối đất cho máy sóng ta điều chỉnh núm vặn hay cơng tắc để thiết lập chế độ hoạt động cho máy Panel trước máy sóng gồm phần VERTICAL (phần điều khiển đứng), HORIZONTAL (phần điều khiển ngang) TRIGGER (phần điều khiển đồng bộ) Một số phần lại (FOCUS - độ nét, INTENSITY - độ sáng…) khác tuỳ thuộc vào hãng sản xuất, loài máy, model 75 Nối đầu đo vào vị trí (thường có ký hiệu CH1, CH2 với kiểu đấu nối BNC (xem hình trên) Các máy sóng thơng thường có que đo ứng với kênh hình dạng sóng tương ứng với kênh Một số máy sóng có chế độ AUTOSET PRESET để thiết lập lại tồn phần điều khiển, khơng ta phải tiến hành tay trước sử dụng máy Các bước chuẩn bị sau: + Đưa tất nút bấm vị trí OUT + Đưa tất trượt vị trí UP + Đưa tất núm xoay vị trí CENTRED + Đưa nút giảm VOLTS/DIV, TIME/DIV, HOLD OFF vị trí CAL (cân chỉnh) Vặn VOLTS/DIV TIME/DIV vị trí 1V/DIV 2s/DIV Bật nguồn 76 Xoay Y-POS để điều chỉnh điểm sáng theo chiều đứng (điểm sáng chạy ngang qua hình với tốc độ chậm) Nếu vặn TIME/DIV ngược chiều kim đồng hồ (theo chiều giảm) điểm sáng di chuyển nhanh vị trí cở µs hình vạch sáng thay cho điểm sáng Điều chỉnh INTENS để thay đổi độ chói vệt FOCUS để thay đổi độ nét vạch sáng hình Đưa tín hiệu chuẩn để kiểm tra độ xác máy đưa đầu đo tới vị trí lấy chuẩn (hoặc từ máy phát chuẩn máy sóng vị trí CAL 1Vpp, 1kHz) Với giá trị chuẩn VOLTS/DIV vị trí 1V/DIV TIME/DIV vị trí 1ms/DIV hình xuất sóng vng có biên độ đỉnh đỉnh hình độ rộng xung hình (xoay Y - POS X - POS để đếm ô cách xác) Sau lấy lại giá trị chuẩn trên, tuỳ thuộc chế độ làm việc mà ta sử dụng nút điều khiển tương ưng b Các phần điều khiển * Điều khiển hình Phần bao gồm: + Điều chỉnh độ sáng - INTENSITY - dạng sóng Thơng thương tăng tần số quét cần tăng thêm độ sáng để tiện quan sát Thực chất điều chỉnh điện áp lưới + Điều chỉnh độ nét – FOCUS - dạng sóng Thực chất điều chỉnh điện áp anot A1, A2 A3 77 + Điều chỉnh độ lệch trục ngang – TRACE - (khi vị trí máy điểm khác tác dụng từ trường trái đất khác nên phải điều chỉnh để có vị trí cân bằng) c Điều khiển theo trục đứng Phần điều khiển vị trí tỉ lệ dạng sóng theo chiều đứng Khi tín hiệu đưa vào lớn VOLTS/DIV phải vị trí lớn ngược lại Ngồi cịn số phần INVERT: Đảo dạng sóng DC/AC/GD: hiển thị phần chiều/xoay chiều/đất dạng sóng CH I/II: Chỉnh kênh kênh DUAL: Chỉnh kênh ADD: Cộng tín hiệu hai kênh Khi bấm nút INVERT dạng sóng tín hiệu bị đảo ngược lại đảo pha 1800) Khi gạt cơng tắc vị trí GD hình xuất vệt ngang, dịch chuyển vị trí đường để xác định vị trí đất tín hiệu Gạt cơng tắc vị trí DC nghĩa tín hiệu bao gồm thành phần chiều xoay chiều, gạt vị trí AC dạng sóng tách thành phần chiều Xem hình đây: (bên trái chế độ DC bên phải chế độ AC) Khi ấn nút DUAL để chọn hai kênh hình xuất đồ thị dạng sóng ứng với đầu đo ADD để cộng sóng với Nói chung vị trí nút CH I/II, DUAl ADD cho chế độ hiển thị khác tuỳ thuộc vào loại máy 78 d Điều khiển theo trục ngang Phần điều khiển vị trí tỉ lệ dạng sóng theo chiều ngang Khi tín hiệu đưa vào có tần số cao TIME/DIV phải nhỏ ngược lại Ngịai số phần sau: X - Y: chế độ kênh thứ sẻ làm trục X thay cho thời gian chế độ thường Chú ý: Khi máy hoạt động chế độ nhiều kênh có phần điều khiển theo trục ngang nên tần số quét tần số quét chung cho dạng sóng e Ứng dụng máy sóng kỹ thuật đo lường Máy sóng gọi máy sóng vạn khơng đơn hiển thị dạng sóng mà cịn thực nhiều kỹ thuật khác thực hàm toán học, thu nhận thông tin xử lý số liệu chí cịn phân tích phổ tín hiệu Trong phần nói tới ứng dụng máy sóng f Quan sát tín hiệu 79 Để quan sát tín hiệu cần thiết lập máy chế độ đồng điều chỉnh tần số quét trigo để dạng sóng đứng n hình Khi xác định biến thiên tín hiệu theo thời gian Các máy sóng đại cho phép lúc 2, tín hiệu dạng lúc tần số quan sát lên tới 400MHz * Đo điện áp Việc tính giá trị điện áp tín hiệu thực cách đếm số hình nhân với giá trị VOLTS/DIV Ví dụ: VOLTS/DIV 1V tín hiệu cho hình có: Vp = 2,7 x 1V = 2,8V Vpp = 5,4 ô x 1V = 5,4V Vrms = 0,707Vp = 1.98V Ngồi ra, với tín hiệu xung người ta cịn sử dụng máy sóng để xác định thời gian tăng sườn xung (rise time), giảm sườn xung (fall time) độ rộng xung (pulse width) với cách tính hình 80 * Đo tần số khoảng thời gian Khoảng thời gian hai điểm tín hiệu tính cách đếm số ô theo chiều ngang hai điểm nhân với giá trị TIME/DIV Việc xác định tần số tín hiệu thực cách tính chu kỳ theo cách Sau nghịch đảo giá trị chu kỳ ta tính tần số Ví dụ: hình bên s/div 1ms Chu kỳ tín hiệu điện dài 16 ơ, chu kỳ 16ms → f=1/16ms=62,5Hz * Đo tần số độ lệch pha phương pháp so sánh Ngoài cách đo tần số thông qua việc đo chu kỳ trên, đo tần số máy sóng sau: so sánh tần số tín hiệu cần đo fx với tần số chuẩn fo Tín hiệu cần đo đưa vào cực Y, tín hiệu tần số chuẩn đưa vào cực X Chế độ làm việc máy sóng gọi chế độ X-Y mode sóng có dạng hình sin Khi hình đường cong phức tạp gọi đường cong Lissajou Điều chỉnh tần số chuẩn tới tần số cần đo bội ước nguyên tần số chuẩn hình có đương Lissajou đứng n Hình dạng đường Lissajou khác tùy thuộc vào tần số hai tín hiệu độ lệch pha chúng Xem hình bên 81 Với n số múi theo chiều ngang m số múi theo chiều dọc (hoặc lấy số điểm cắt lớn theo trục số điểm tiếp tuyến với hình Lissajou trục) Phương pháp hình Lissajou cho phép đo tần số khoảng từ 10Hz tới tần số giới hạn máy Nếu muốn đo độ lệch pha ta cho tần số hai tín hiệu nhau, đường Lissajou có dạng elip Điều chỉnh Y - POS X - POS cho tâm elip trùng với tâm hình hình (gốc toạ độ) Khi góc lệch pha tính bằng: A với A, B đường kính trục dài đường kính trục ngắn elip Nhược điểm phương pháp khơng xác định dấu góc pha sai số phép đo lớn (5 – 10%) 4.3 SỬ DỤNG MÁY BIẾN ÁP ĐO LƯỜNG Câu hỏi : Cơ cấu đo dùng công tơ điện loại cấu đo sau đây: a Cơ cấu đo kiểu từ điện b Cơ cấu đo kiểu điện động c Cơ cấu đo kiểu cảm ứng Câu hỏi : 82 Cơ cấu đo dùng công tơ điện loại cấu đo sau đây: a Cơ cấu đo kiểu từ điện b Cơ cấu đo kiểu điện từ c Cơ cấu đo kiểu cảm ứng Trả lời: Câu trả lời c Câu hỏi : Cơ cấu đo kiểu điện từ cấu đo có : a Cuộn dây đứng yên làm việc b Cuộn dây quay tròn làm việc c Cuộn dây chuyển động tịnh tiến làm việc Câu hỏi : Cơ cấu đo kiểu điện từ cấu đo có : a Cuộn dây đứng yên làm việc b Cuộn dây quay tròn làm việc c Cuộn dây chuyển động tịnh tiến làm việc Trả lời: Câu trả lời a 4.3.1 Máy biến điện áp Máy biến điện áp đo lường hầu hết máy biến áp giảm áp Chúng thiết kế để giảm điện áp cuộn thứ cấp xuống khoảng 100 (V) , (đây giá trị điện áp thích hợp với hầu hết thiết bị đo) Máy biến áp dùng để biến điện áp cao thành điện áp nhỏ để đo lường điều khiển Công suất máy biến điện áp 25÷1000VA Máy biến điện áp có dây quấn sơ nối với lưới điện dây quấn thứ nối với Vôn mét, cuộn dây áp Watt kế, cuộn dây rơ le bảo vệ, thiết bị điều khiển khác Các loại dụng cụ có tổng trở Z lớn nên máy biến điện áp xem làm việc chế độ khơng tải, sai số trị số nhỏ bằng: Góc δu U1 U’2 nhỏ 83 * Cấu tạo Máy biến điện áp máy biến áp cách ly với cuộn sơ cấp có số vịng lớn cuộn thứ cấp có vịng Hình dạng bên ngồi máy biến điện áp Đặc điểm cấu tạo máy biến điện áp Cấp xác sai số máy biến điện áp Cấp xác Sai số ΔU 0.5 ± 0.5% ± 1% ± 40’ A - Máy Biến Áp phân phối pha 8.66-12.7/ 0.46-0.23 KV - Tần số 50 Hz - Chế độ làm mát : ONAN - Chất làm mát : Dầu khoáng cách địên - Dung lượng : 10 KVA ~ 100 KVA - Điện áp sơ cấp : 8.66 - 12.7 KV - Điện áp thứ cấp : 0.46 - 0.23 KV 84 - Vật liệu chế tạo cuộn dây: Đồng - Màu sơn vỏ máy : Màu xám nhạt - Nơi đặt : Trong nhà trời - Vận hành : Liên tục * Nguyên lý làm việc máy biến điện áp Máy biến điện áp thiết kế cho điện áp dây quấn thứ cấp thay đổi tải thay đổi từ lúc không tải đến đầy tải (tải định mức) Trạng thái làm việc máy biến áp điện áp gần không tải chúng làm việc với thiết bị có tổng trở lớn (Volt kế, cuộn áp Wat kế, cuộn áp rơle bảo vệ .) Khi sử dụng máy biến áp điện áp cần ý không nối tắt mạch thứ cấp gây cố ngắn mạch lưới điện sơ cấp 4.3.2 Máy biến dòng điện Trong hầu hết thiết bị đo lường điều khiển dòng điện qui chuẩn 5A nên máy biến dòng điện sử dụng lĩnh vực thường có dịng điện ngõ cuộn thứ cấp 5A Như đề cập đến trên, cuộn thứ cấp máy biến dòng thường nối với thiết bị đo ampere kế, watt kế thiết bị tự động khác Có lưu ý sử dụng máy biến dòng để cung cấp cho nhiều thiết bị phải mắt nối tiếp thiết bị với Máy biến dòng điện dùng để biến dòng điện lớn thành dòng điện nhỏ để đo lường dụng cụ đo tiêu chuẩn điều khiển Cấp xác sai số máy biến dòng điện Cc xác 0.2 0.5 S số ΔI 85 10 * Cấu tạo Máy biến dòng điện giống máy biến áp cách ly thơng thường gồm có lõi thép ghép từ thép kỹ thuật điện, hai cuộn dây quấn sơ cấp thứ cấp đặt lõi thép Điểm đặc biệt máy biến dòng nằm tiết diện số vòng dây quấn cuộn sơ cấp thứ cấp Cuộn dây sơ cấp quấn vòng thường quấn vòng dây Dây quấn sơ cấp có tiết diện lớn máy phải làm việc điều kiện gần ngắn mạch Đường kính dây quấn sơ cấp phụ thuộc vào cấp cơng suất máy biến dịng; máy biến dịng có cơng suất lớn đường kính dây quấn sơ cấp lớn Dây quấn thứ cấp máy biến dòng có tiết diện nhỏ có nhiều vịng Sơ đồ ngun lý máy biến dịng Hình dạng bên ngồi máy biến dịng điện thường hình trịn Vì có dạng hình trịn kín nên thơng thường máy biến dòng lắp lúc lắp đặt mạng điện 86 Hình dáng bên ngồi máy biến dịng điện * Nguyên lý hoạt động máy biến dòng: Như đề cập đến trên, máy biến dòng thường xuyên hoạt động tình trạng gần ngắn mạch Do đó, điều quan trọng sử dụng máy không phép để máy hoạt động chế độ khơng tải điện áp khơng tải phía thứ cấp máy biến dịng điện lớn gây hỏng lớp cách điện dẩn đến phá huỷ máy Trạng thái làm việc máy biến dòng trạng thái ngắn mạch chúng làm việc với thiết bị có tổng trở nhỏ (Ampre kế, cuộn dòng Wat kế, cuộn dòng rơle bảo vệ Khi sử dụng máy biến dịng điện cần ý khơng để dây quấn thứ cấp hở mạch dịng điện từ hóa lớn, lõi thép bảo hịa sâu nóng lên làm cháy dây quấn Ngồi ra, suất điện động nhọn đầu gây nên điện áp cao đến hàng nghìn Volt thứ cấp dẫn đến khơng an tồn cho người sử dụng Câu hỏi: Em cho biết sử dụng máy biến dịng điện khơng để dây quấn thứ cấp hở mạch ? Giải thích ? Khi sử dụng máy biến điện áp người ta nối tắt mạch thứ cấp điện hay khơng ? Hãy trình bày tượng xảy ta nối tắt mạch thứ cấp ? 87 TÀI LIỆU CẦN THAM KHẢO [1] Kỹ thuật đo - Ngô Văn Ky, Trường Đại Học Bách Khoa Thành phố Hồ Chí Minh, 1993 [2] Cẩm nang kỹ thuật kèm ảnh dùng cho thợ đường dây trạm mạng điện trung [3] Trần Nguyên Thái, Trường Kỹ Thuật Điện, Công Ty Điện lực 2, Bộ lượng - 1994 [4] Vật liệu điện - Nguyễn Xuân Phú, NXB Khoa học Kỹ thuật , 1998 [5] Cung cấp điện - Nguyễn Xuân Phú, NXB Khoa học Kỹ thuật , 1998 [6] Đo lường điều khiển máy tính - Ngơ Diên Tập, NXB Khoa học Kỹ thuật, 1997 [7] Sửa chữa điện máy công nghiệp - Bùi Văn Yên, NXB Đà nẵng, 1998 [8] Kỹ Thuật Điện - Đặng Văn Đào, NXB Giáo Dục, 1999.Giáo trình An tồn lao động - Nguyễn Thế Đạt, Vụ Trung học chuyên nghiệp - Dạy nghề - NXB Giáo Dục, 2002 [9] Giáo trình An tồn điện - Nguyễn Đình Thắng, Vụ Trung học chuyên nghiệp - Dạy nghề - NXB Giáo Dục, 2002 [10] Giáo trình Đo lường đại lượng điện không điện - Nguyễn Văn Hoà, Vụ Trung học chuyên nghiệp - Dạy nghề - NXB Giáo Dục, 2002 [11] Phạm Thượng Hàn (chủ biên) - Kỹ thuật đo lường đại lượng vật lý T1,2 – NXB Giáo dục 1997 [12] Lê Văn Doanh (chủ biên) - Các cảm biến kỹ thuật đo lường điều khiển - NXB KH&KT 2001 [13] Nguyễn Ngọc Tân (chủ biên) - Kỹ thuật đo - NXB KH&KT 2000 [14] Phan Quốc Phô (chủ biên) - Giáo trình cảm biến - NXB KH&KT 2005 [15] Ernest O Doebelin - Measurement Systems-Application and Design - 5st edition -McGraw-Hill [16] Các trang web hãng sản xuất thiết bị đo lường cảm biến: OMRON, ABB, FLUKE, SIEMENS, HP, HONEYWELL, OMEGA … [17] Tạp chí “Tự động hóa ngày nay” + Trang web tạp chí Tự động hóa ngày nay: www.automation.org.vn - chuyên mục “Thế giới cảm biến” [18] Trang web www.hiendaihoa.com 88