Luận văn thạc sĩ Kỹ thuật điện: Nghiên cứu tính toán điện cảm trong mô hình thông số phân bố MBA lực dạng hộp đen cho phân tích đáp ứng tần số

HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA NGUYỄN XÍCH QUÂN NGHIÊN CỨU TÍNH TOÁN ĐIỆN CẢM TRONG MÔ HÌNH THÔNG SỐ PHÂN BỐ MBA LỰC DẠNG HỘP ĐEN CHO PHÂN TÍCH ĐÁP ỨNG TẦN SỐ LUẬN VĂN THẠC SĨ

TỔNG QUAN

Máy biến áp lực

Hệ thống truyền tải và phân phối điện năng có vai trò vô cùng to lớn, đặc biệt là máy biến áp (MBA), một trong những thành phần quan trọng cấu tạo nên hệ thống điện, độ tin cậy của MBA cũng góp phần đảm bảo chất lƣợng điện năng và giảm hao tổn trong quá trình truyền tải Máy biến áp (MBA) là thiết bị điện gồm hai hoặc nhiều cuộn dây, hay một cuộn dây có đầu vào và đầu ra trong cùng một từ trường Máy biến áp có chức năngbiến đổi hiệu điện thế xoay chiều, tăng thế hoặc hạ thế; đầu ra cho một hiệu điện thế tương ứng với nhu cầu sử dụng

Các đại lƣợng định mức của MBA qui định điều kiện kỹ thuật của máy Các đại lượngnày do nhà máy chế tạo qui định và thường được ghi trên nhãn máy biến áp, bao gồm:

 Điện áp định mức:Điện áp sơ cấp định mức kí hiệu là điện áp đã quy định cho cuộn dây sơ cấp Điện áp thứ cấp định mức kí hiệu là điện áp đã quy định cho cuộn dây thứ cấp khi cuộn dây thứ cấp hở mạch và điện áp đặt vào cuộn dây sơ cấp là định mức Với máy biến áp ba pha điện áp định mức là điện áp dây

 Dòng điện định mức: Dòng điện định mức là dòng điện đã quy định cho mỗi cuộn dây của máy biến áp, ứng với công suất định mức và điện áp định mức Đối với máy biến áp ba pha, dòng điện định mức là dòng điện dây Dòng điện sơ cấp định mức kí hiệu , dòng điện thứ cấp định mức kí hiệu

 Công suất định mức:Công suất định mức của máy biến áp là công suất biểu kiến thứ cấp ở chế độ làm việc định mức Công suất định mức đƣợc kí hiệu là 1.1.1.1 Cấu tạo

Cấu tạo của một MBA lực bao gồm các phần tử:

 Ngoài ra còn các phần tử khác nhƣ: cách điện, đầu sứ, thùng dầu chính và phụ, bộ cân bằng áp suất

Lõi thép máy biến áp dùng để dẫn từ, đƣợc chế tạo bằng các vật liệu dẫn từ tốt, thường là thép kỹ thuật điện có bề dày từ 0,35 † 1 mm, mặt ngoài các lá thép có sơn cách điện rồi ghép lại với nhau thành lõi thép hay còn gọi là mạch từ

Lõi thép gồm 2 phần: Trụ (T) và Gông (G):

 Trụ T là phần để đặt dây quấn

 Gông (hay còn gọi là ách) G là phần nối liền giữa các trụ để tạo thành mạch từ kín

Hình 1.1: Lá thép cấu thành lõi MBA

Lõi thép máy biến áp thường có hai loại cấu tạo: kiểu bao bọc (shell) và loại core.Hình 1.2 mêu tả hai kiểu cấu tạo này.Lõi từ các máy biến áp 3 pha có công suất và điện áp lớn thường được chế tạo theo kiểu shell Hình 1.2 cũng cho cho thấy hình dạng mạch từ thường gặp với các MBA 3 pha Đối với các MBA 3 pha loại mạch từ chung Mạch từ đƣợc tạo thành có 3 trụ, trên mỗi trụ đƣợc bố trí dây quấn sơ và thứ cấp của mỗi pha Dây quấn trên mỗi pha của biến áp 3 pha thường được quấn theo dạng cuộn dây hình trụ tròn và lõi thép biến áp có tiết diện là hình đa giác tổ hợp từ nhiều dạng chữ nhật tạo thành

Hình 1.2: Hình dạng và kết cấu lõi MBA

Vỏ MBA dùng để chứa lõi thép, dây quấn.Vỏ bảo vệ đƣợc thiết kế tối ƣu sao cho vừa bao bọc đƣợc toàn bộ MBA lại đảm bảo khả năng bảo vệ các bộ phận bên trong trong quá trình hoạt động và trong quá trình vận chuyển Lớp vỏ đƣợc chế tạo từ các lớp thép chất lƣợng cao Bên trong đƣợc sơn các lớp dầu có chất lƣợng cao

Nhiệm vụ của dây quấn máy biến áp là nhận năng lƣợng vào và truyền năng lƣợng ra Các cuộn dây đƣợc quấn bằng đổng hay nhôm đƣợc phủ bằng lớp bảo vệ giấy cách điệnhay lớp men sứ có điện môi cao Lựa chọn chất liệu đồng hay nhôm phụ thuộc vào yêu cầu của máy biến áp: điện áp, công suất, tuổi thọ, giá cả… Dây quấn đƣợc thiết kế dạngtròn đồng tâm tạo nên cơ cấu vững chắc đồng thời có khả năng làm mát tốt nhất

Hình 1.3: Vỏ máy biến áp 1 pha và ba pha

Hình 1.4: Mô hình dây quấn MBA 1 pha

Máy biến áp lực hay các loại máy biến áp khác đều có nguyên lý hoạt động giống nhau dựa trên định luật cảm ứng điện từ

Khi ta nối dây quấn sơ cấp vào nguồn điện xoay chiều điện áp U1 sẽ có dòng điện sơcấp I1nhƣ hình 1.6 Dòng điện I1 sinh ra từ thông biến thiên chạy trong lõi thép Từ thông này móc vòng đồng thời với cả hai dây quấn sơ cấp và thứ cấp đƣợc gọi là từ thông chính

Theo định luật cảm ứng điện từ

Hình 1.5: Dây quấn trên MBA 3 pha

Hình 1.6: Nguyên lý hoạt động của MBA

W 1 , W 2 , lần lƣợt là số vòng dây quấn cuộn sơ cấp và thứ cấp

Khi máy biến áp có tải, dưới tác động của sức điện động , có dòng điện thứ cấp I2cung cấp điện cho tải

Từ thông biến thiên hình sin:

 , đƣợc gọi là hệ số biến áp

Bỏ qua điện trở dây quấn và từ thông tản ra ngoài không khí ta có:

Bỏ qua mọi tổn hao trong máy biến áp, ta có:

1.1.2 Các sự cố trong máy biến áp [1,2]

Trong quá trình vận hành của máy biến áp, vì nhiều lý do, máy biến áp có khả năng gặp phải các sự cố về cơ hoặc điện Các sự cố này có thể gây ảnh hưởng đến tuổi thọ cũng nhƣ khả năng hoạt động của máy biến áp hoặc nặng hơn có thể phái hủy cấu trúc MBA Đồng thời, mục tiêu của luận văn này là xây dựng mô hình thông số cho máy biến áp, từ mô hình này có thể phục vụ cho việc mô phỏng phân tích đáp ứng tần số

(FRA) – một công cụ mạnh trong việc chẩn đoán sự cố về cơ trong MBA Nên việc có một cái nhìn tổng quan về các sự cố trong MBA là rất quan trọng Đó là nội dung của phần này

Các sự cố MBA thường gây ra bởi nhiều nguyên nhân khác nhau trong những điều kiện khác nhau Những sự cố này đƣợc phân chia thành 3 dạng chủ yếu liên quan đến:

 Sự cố về điện: vận hành trong điều kiện quá áp, điện áp tăng một cách đột ngột, điện khí tĩnh, phóng điện

 Vận hành trong điều kiện quá tải hay điều kiện quá áp: phụ thuộc vào thời gian và cường độ tiếp xúc có thể gây cháy lớp cách điện hoặc nóng lõi sắt

 Sự cố do sét đánh hoặc điện áp chuyển đổi liên tục có thể gây ra thiệt hại nghiêm trọng Hầu hết chúng là những sóng điện có cường độ lớn và dịch chuyển với vận tốc ánh sáng

 Điện khí tĩnh: hiện tƣợng này xảy ra ở những MBA có điện áp cao (hơn 345kV)

Phân tích đáp ứng tần số FRA

Lĩnh vực khảo sát đáp ứng tần số (Frequency Response Analysis - FRA) là phương pháp đo lường trên đầu cực máy biến áp lực (power transformers) phục vụ cho

Hình 1.14: Kiểu quấn dây đĩa đan xen

Hình 1.15: Kiểu quấn dây nhiều lớp mục đích chẩn đoán sự cố điện-cơ (electrical and mechanical failures) trong các thành phần vận hành (active part) của MBA bao gồm lõi và các cuộn dây (core and windings)

Là một lĩnh vực mới đƣợc tập trung nghiên cứu trong vòng khoảng hơn 35 năm trở lại đây, bắt đầu từ một công trình của Dick năm 1978

FRA là công cụ mạnh để phát hiện đƣợc những vấn đề trục trặc về cơ cũng nhƣ về điện bên trong MBA mà các phương pháp khác không có khả năng phát hiện được

Việc biết đƣợc tình trạng bên trong MBA của mình sẽ cho phép chúng ta có thể vận hành máy ở mức tải lớn nhất mà không gây tác hại đến độ tin cậy Đáp ứng tần số của MBA đƣợc xác định theo nguyên tắc [5]

 Cung cấp một điện áp rất thấp, ví dụ: , nhƣng trong một vùng tần số rộng, ví dụ: đến , vào một đầu cực MBA kí hiệu Vm

 Đo điện áp ở một đầu cực khác Vr

 Tính tỉ số giữa chúng (Magnitude = log( ) , Phase-angle = góc pha { } – góc pha { } )

Việc kiểm tra sự cố máy biến áp đƣợc các công ty lớn trên thế giới áp dụng từ lâu

Vì đặc tính độc nhất của kết quả đo FRA với mỗi máy biến áp, nên đây có thể xem nhƣ vân tay của máy biến áp tương ứng Bất kỳ thay đổi nào xảy ra trong máy biến áp đều sẽ thay đổi đặc tính máy biến áp, từ đó kết quả đo đáp ứng tần số cũng sẽ thay đổi theo Từ đó, có thể dự đoán đƣợc máy biến áp gặp vấn đề gì

Hình 1.16: Nguyên tắc hoạt động của FRA (trái) và mô hình đơn giản hóa của một

1.2.2 Các phép đo đƣợc sử dụng trong FRA[5]

Hiện tại của các hiệp hội kỹ thuật điện quốc tế nhƣ CIGRE (Conseil International des Grands Réseaux Electriques hay Council on Large Electric Systems), IEEE (Institute của Electrical and Electronics Engineers) và IEC (International Electrotechnical Commission) chỉ đề cập đến loại đáp ứng tần số này trong việc phân tích để chẩn đoán sự cố Theo đó, có 4 loại đáp ứng tần số tiêu chẩn nhƣ sau:

 End-to-end open-circuit (EEOC): đo hở mạch

 End-to-end short-circuit (EESC): đo ngắn mạch

 Capacitive inter-winding (CAP): đo hiệu ứng dung

 Inductive inter-winding (IND): đo hiệu ứng cảm

Hình 1.17: Kết quả so sánh đáp ứng tần số của một máy biến áp lúc đầu (màu nâu) và sau khi có sự cố (màu đỏ)

1.2.3 Khảo sát đáp ứng tần số FRA [5]

Các tiêu chuẩn quốc tế hiện nay đều hướng đến cách chẩn đoán dùng phép so sánh giữa các đáp ứng tần số trước và sau khi nghi ngờ có sự cố Nhưvậy, đáp ứng tần số của cùng một cuộn dây ở các thờiđiểm khác nhau (nếu có) hoặc của hai MBA giốngnhau hoặc của hai cuộn dây pha (ngoài cùng) sẽđƣợc so sánh với nhau nhằm phát hiện ra loại vàmức độ sự cố theo hai cách sau:

 So sánh định tính Cách so sánh này do chuyên gia thực hiện nênphụ thuộc nhiều vào kinh nghiệm chuyên gia; tuynhiên, mức độ chẩn đoán thành công tức đƣa rakết luận sau cùng: loại sự cố gì và mức độ thếnào? Liệu MBA có nên cho vận hành tiếp (trongthời gian bao lâu) hay phải sửa chữa ngay, thìkhông đơn giản do có quá nhiều thông số ảnhhưởng trực tiếp đến dạng và độ lớn của đáp ứng tần sốnhƣ MBA (loại, công suất), cuộn dây (cấu tạo, số lƣợng) phép đo (sơ đồ, cách thức, đầu cực cáccuộn dây để hở/ngắn mạch hay tiếp địa)

Hình 1.19 mô tả cách thức đánh giá chuyên giadựa vào mô phỏng ĐƢTS hở mạch đo đƣợc củacác cuộn dây MBA tự ngẫu công suất lớn theo [3]

Hình 1.18: Bốn phép đo đáp ứng tần số tiêu chẩn trên MBA có tổ đấu dây Ynd

 So sánh định lƣợng Tiêu chuẩn [6] làtiêu chuẩn quốc gia duy nhất đề cập đến cách sosánh định lƣợng hai đáp ứng tần số bằng cách tính hệ sốtương quan của hai „tín hiệu‟ đáp ứng tần số trong 3 vùngtần số: thấp (từ 1 kHz đến 100 kHz), trung bình(100 kHz đến 600 kHz) và cao (600 kHz đến1 MHz).

Các mô hình thông số điện sử dụng trong phân tích đáp ứng tần số

Mô hình thông số tương đương (physical equivalent transformer circuit) của MBA với các thông số điện-vật lý là điều trước nhất cần có trong khảo sát đáp ứng tần số Có hai loại mô hình thông số tương đương MBA là mô hình thông số tập trung và mô hình thông số phân bố.Dựa vào các mô hình này ta có thể mô phỏng các phép đo nhƣ ngắn mạch, hở mạch và phân tích để có thể phát hiện sự cố cơ-điện trong MBA thông qua sự thay đổi các thông số điện

1.3.1 Mô hình thông số tập trung

Trong các nghiên cứu về mô phỏng phân tích đáp ứng tần số trước đây, mô hình thông số tập trungđƣợc sử dụng để phân tích đáp ứng tần số trong vùng tần số thấp

Hình 1.19: Các kết quả đo ĐƯTS và nhận định phân tích ảnh hưởng của cấu trúc MBA dựa trên mô phỏng của các cuộn dây MBA tự ngẫu 1000 MVA

Nhƣợc điểm của mô hình này là không còn chính xác trong vùng tần số trung bình và cao do vai trò quan trọng của điện dung dọc cuộn dây Dođó, cần phải có một mô hình thông số khác để tiến hành khảo sát đáp ứng tần số chovùng tần số trung và cao

Các thông số trong mô hình thông số tập trung :

 = // , = // :trở kháng phi tuyến tính tương ứng trong trụ và ách của lõi

 : điện cảm rò rỉ của mỗi pha

 = // :trở kháng thứ tự không

 , : điện trở sơ cấp và thứ cấp của cuộn dây

 : điện dung giữa cuộn dây sơ cấp với đất

 : điện dung của cuộn dây thứ cấp với đất

 : điện dung giữa cuộn dây sơ cấp và thứ cấp

 : dãy điện dung của cuộn dây sơ cấp

 : dãy điện dung của cuộn dây thứ cấp

1.3.2 Mô hình thông số phân bố

Khi ở tần số thấp từ 50Hz đến vài trăm hoặc vài kHz, dòng điện cảm ứng không đáng kể Chỉ sức điện động cảm ứng trên cuộn cảm (emf) và độ sụt áp trên điện trở xuất

Hình 1.20: Mô hình thông số tập trung một MBA 3 pha đấu Ynyn6 hiện,vì vậy cuộn dây có thể đƣợc mô hình đơn giản bằng các tụ điện kí sinh, các cuộn cảmtương ứng và điện trở tương ứng

Tuy nhiên ở tần số cao, các phép tính gần đúng trước đây không còn chính xác nữa vàsự thay đổi dòng điện cảm ứng và hỗ cảm trở nên ảnh hưởng đáng kể Dòng điện cảmứng gắn với mỗi phần tử R, L đƣợc tính kết hợp thông qua tụ điện C Tất cả sự thay đổidòng điện của mỗi phần ảnh hưởng tới các phần khác hoặc ảnh hưởng đến các thànhphần dẫn điện phải đƣợc thể hiện chính xác trong mô hình mạch ở tần số cao Toàn bộđiện dung của cuộn dây đƣợc chia thành 2 nửa bằng nhau và sắp xếp nằm về 2 phía củamỗi phân đoạn tạo nên mạch điện hình π cho cuộn dây Mặc dù điện dung của cuộn dây làtuyến tính và dễ dàng tính toán nhƣng cuộn cảm của cuộn dây đƣợc gắn trên lõi nênkhông tuyến tính và phụ thuộc vào tần số vì ảnh hưởng của hiện tượng từ trể, tổn haosắt từ, bão hòa từ và dòng điện xoáy.Do đó, một mô hình cuộn dây hoàn chỉnh là sự kết hợp giữa tất cả các phân đoạn (section)liên tiếp nhau Một phân đoạn có thể là một vòng dây, một vài vòng dây hoặc cả một mộtphần dây lớn phụ thuộc vào yêu cầu tính chính xác mong muốn và tần số khảo sát tốiđa Phương pháp này có thể dùng để kết hợp nhiều cặp cuộn dây khác nhau

Mô hình hoàn chỉnh của một máy biến áp bao gồm các cuộn dây liên kết lại với nhau nhƣ hình 1.21 Trong mô hình này, mỗi cuộn dây sẽ đƣợc chia thành n phân đoạn (segments) Mỗi phân đoạn là một mạch điện hình π với các phần tử RLCGM, tất cả các phần tử này đều phụ thuộc vào tần số Mọi sự thay đổi dòng điện trong cuộn dây MBA

Hình 1.21: Mô hình tương đương máy biến áp hai cuộn dây 1 phân đoạn ảnh hưởng tới các thành phần dẫn điện khác phải được thể hiện chính xác trong mô hình mạch ở tần số cao

 , : điện dung so với đất tương ứng của cuộn sơ cấp và thứ cấp

 , : điện dẫn so với đất tương ứng của cuộn sơ cấp và thứ cấp

 , : điện dung và điện dẫn giữa cuộn sơ cấp và thứ cấp

 , : các dãy điện dung của cuộn sơ cấp và thứ cấp

 , : các dãy điện dẫn của cuộn sơ cấp và thứ cấp

 , : điện cảm của cuộn sơ cấp và thứ cấp

 , : điện trở của cuộn sơ cấp và thứ cấp

 : hỗ cảm giữa thành phần thứ và thành phần thứ

Hình 1.22:Mạch điện hình π với n phân đoạn

CHƯƠNG 2 ĐIỆN CẢM TRONG MÔ HÌNH THÔNG SỐ PHÂN BỐ CỦA

MBA CÓ SẴN THÔNG SỐ HÌNH HỌC Để tính toán thông số điện cảm và hỗ cảm phục vụ cho việc mô hình hóa một máy biến áp lực không có các thông số hình học (hộp đen), đầu tiên, ta cần nhắc lại việc tính toán thông số điện cảm trong các máy đã biết thông số hình học để làm cơ sở cho các lập luận sau này

Chương 2 tập trung vào các công thức tính toán thông số điện cảm cho một máy biến áp hai cuộn dây với công suất bất kỳ, dựa trên các phương pháp tính toán được Wilcox đưa ra trong bài báo [7] dựa trên các phương trình Maxwell.

Phương thức tính toán

Hình 2.1: Mặt cắt của lõi sắt và 2 phân đoạnk và m

Với MBA có đầy đủ các thông số hình học, ta xét hai phân đoạnk và m bất kì sẽ có:

 r và a là kích thước cho trước tùy vào MBA đang xét

 z: khoảng cách giữa hai phân đoạn đang xét

Trở kháng tương hỗ giữa phân đoạndây quấn thứ k và phân đoạn dây quấn thứ m được tính toán dựa trên các phương trình Maxwell [3]:

Z km = jωL 0(km) + Z 1(km) + Z 2(km) ≡ Rkm + jωLkm (2.1) Trong miền Laplace, công thức (2.1) sẽ là

Z km = sL km + Z 1(km) + Z 2(km) (2.2) Trong (2.1):

 L 0(km) là hỗ cảm giữa phân đoạn thứ k và phân đoạn thứ m nếu giả sử không có lõi thép (xem nhƣ lõi chỉ có không khí)

 Z 1(km) : điện kháng giữa phân đoạn thứ k và phân đoạn thứ m chỉ xét từ thông đi qua lõi thép

 Z 2(km) : điện kháng giữa phân đoạn thứ k và phân đoạn thứ m chỉ xét từ thông rò xung quanh lõi thép

Hình 2.2: Minh họa các thành phần trong công thức (2.2)

2.1.2 Các giá trị tương ứng tổng cảm kháng phân đoạn thứ và phân đoạnthứ trong MBA thành phần cấu thành điện cảm tương hỗ giữa phân đoạn thứ và phân đoạn khi không có lõi sắt (giả định lõi là không khí) thành phần cấu thành điện cảm tương hỗ giữa phân đoạn thứ và phân đoạn thứ bị giới hạn trong lõi sắt thành phần cấu thành điện cảm tương hỗ giữa phân đoạn thứ và phân đoạn thứ trong điện trường rò xung quanh lõi sắt tham số biến đổi Laplace

= √{ } tham số hiệu ứng bề mặt của lõi sắt điện trở suất của lớp lõi khi xem nhƣ là rắn đồng nhất giá trị quy đổi của tính toán cho tương quan giữa lõi sắt với điện trường rò độ từ thẩm của lõi theo phương của trục

(rel) giá trị tương đối của độ từ thẩm của lõi theo phương xuyên tâm độ từ thẩm xung quanh lõi ( tham số cơ bản của lõi, phụ thuộc vào điện trường rò, dựa theo tính toán chiều dài thực tế của mạch từ

= tham số tổng cộng (khi và biến số nguyên) số vòng dây phân đoạn thứ số vòng dây phân đoạn thứ số giới hạn bắt buộc hội tụ cho phép tính hàm Bessel sửa đổi loại thứ 1 hàm Bessel sửa đổi loại thứ 2 hàm số phụ thuộc vào không gian lõi bán kính lõi khoảng cách giữa 2 phân đoạn.

Lập luận tính toán thông số điện cảm và hỗ cảm

Theo diễn giải của Wilcox, việc tính toán L0(km) cần đến các thông số hình học chi tiết , bên cạnh đó, việc tính toán điện cảm trong lỏi thép cần thêm hai thông số từ điện là độ từ thẩm àrel và điện trở suất của lừi thộp  eff khi xem lừi thộp làm từ khối thộp rắn đồng chất Với máy biến áp lực dạng hộp đen, các thông số này không có đƣợc nên việc tính toán các thông số này là bất khả thi

Tuy nhiờn, vỡ độ từ thẩm à rel lớn hơn rất nhiều so với khụng khớ nờn L 0(km) cú giỏ trị nhỏ hơn rất nhiều so với L1(km) và L 2(km) Bên cạnh đó, vì từ thông rò không có ảnh hưởng đáng kể giữa các pha nên thành phần L 2(km) có thể bỏ qua trong trường hợp tính toán hỗ cảm giữa các phân đoạntại các pha khác nhau Từ các lập luận trên ta có thể xem L 1(km) là thành phần chính của Lkm, điều này đúng kể cả với hỗ cảm giữa các phân đoạntrên cùng một pha, vì vậy có thể xem nhƣ L km ≈ L 1(km)

Ta cũng có đƣợc công thức (2.3) thể hiện mối quan hệ giữa Z1(km) và các biến phụ thuộc có đƣợc từ các bài báo của Wilcox:

N k ,N m : Lần lƣợt là số vòng dây của phân đoạnthứ k và thứ m F: hàm chứ cỏc thụng số  eff , àrel à0 λ: Chiều dài mạch từ

2.2.1 Điện cảm tự thân (tự cảm) và hỗ cảm trên cùng một pha

Khi hai phân đoạnnằm trên cùng một cuộn dâydù là pha ngoài (pha A,C) hay pha giữa (pha B), sẽ có ba trường hợp phân bố hỗ cảm với n phân đoạn như sau:

2.2.1.1 Tự cảm và hỗ cảm trên cuộn cao áp (HV)

Trong trường hợp L2(km) được bỏ qua, giá trị hỗ cảm giữa hai phần bất kỳ của cùng một pha là giống hệt nhau và đƣợc gán là M AA , M BB , M CC Điều đó có nghĩa là

M AA là giá trị hỗ cảm cho bất kỳ phần của cuộn dây HV của pha A Đối với máy biến áp trong điều kiện bình thường, M AA =M CC (chiều dài mạch từ là như nhau), M BB >M AA (chiều dài mạch từ nhìn từ một phần của cuộn dây giữa ngắn hơn so với nhìn từ ngoài)

Lập luận tương tự đối với tự cảm của cuộn HV, như L A ,L B và L C , trong đó L A =M AA

Trong thực tế thì L 2(km) cần đƣợc xét đến trong việc tính hỗ cảm giữa các phân đoạncủa cuộn dây trên cùng một pha bởi vì từ thông rò của một phần cuộn dây có thể gây ảnh hưởng đến các phần khác của cuộn dây khác gần đó Tính toán hỗ cảm với giá trị khoảng cách z khác nhau trong cùng mạch từ thì không có sự khác biệt đáng kể giữa chúng; điều đó có nghĩa là thành phần L 2(km) khá nhỏ Tuy nhiên, sự khác biệt nhỏ này của hỗ cảm có thể tương tác với các hằng số điện đung dẫn đến sự đa cộng hưởng của đáp ứng tần số tại khoảng tần số trung bình

2.2.1.2 Tự cảm và hỗ cảm trên cuộn hạ áp (LV)

Lập luận tương tự như trên có thể áp dụng ở đây, chỉ có sự khác biệt duy nhất của các phần của cuộn HV và các phần của cuộn LV là vị trí tương đối của chúng so với lõi

Thông thường thì các phần của cuộn LV nằm bên trong (gần lõi hơn) trong khi các phần của cuộn HV nằm bên ngoài (xa lõi hơn) Các quan hệ điện cảm có thể biểu diễn nhƣ sau: M aa = M cc , M bb > M aa (đối với hỗ cảm); L a = L c và L b > L a (đối với tự cảm) với L a M aa

2.2.1.3 Tự cảm và hỗ cảm giữa HV và LV

Khi thành phần L 2(km) không đƣợc xem xét, giá trị hỗ cảm giữa bất kỳ các phần của cuộn HV và LV của cùng một pha là giống hệt nhau Các hỗ cảm có thể đƣợc đặt tên nhƣ M Aa , M Bb và M Cc với M Aa = M Cc và M Bb > M Aa Về lý thuyết, khoảng cách z của các phần tử trên cuộn HV và LV càng lớn thìhỗ cảm có giá trị càng nhỏ

2.2.2 Tự cảm và hỗ cảm trên hai pha khác nhau Ảnh hưởng hỗ cảm của các phần trên các cuộn dây khác pha chỉ xét đến từ thông chảy trong lõi thép vì từ thông rò của cuộn liên quan ảnh hưởng không đáng kể đến cuộn gôc Kết quả là thành phần L2(km) hoàn toàn đƣợc bỏ qua, Ngoài ra, giá trị hỗ cảm có thể mang giá trị âm vì từ thông của cuộn gốc và cuộn liên quan chảy ngƣợc chiều nhau

2.2.2.1 Hỗ cảm giữa HV- HV

Các hỗ cảm giữa hai cuộn HV được gọi là M AB = M BC và M AC Lưu ý rằng M AB =M BA bởi vì chiều dài mạch từ trong hai trường hợp là giống nhau

2.2.2.2 Hỗ cảm giữa LV- LV

Các hỗ cảm giữa hai cuộn LV bất kỳ khác pha đƣợc gọi là M ab = M bc và M ac

2.2.2.3 Hỗ cảm giữa HV- LV

Các hỗ cảm giữa bất kỳ cuộn HV và cuộn LV khác pha đƣợc gọi là M Ab =M Ba =M Bc =M Cb và M Ac =M Ca

TÍNH TOÁN THÔNG SỐ ĐIỆN CẢM TRONG MÔ HÌNH THÔNG SỐ PHÂN BỐ CHO MBA LỰC DẠNG HỘP ĐEN

Xác định tự cảm và hỗ cảm giữa các phân đoạn trong cùng một pha

Với phép đo hở mạch tổng trở đầu vào tại từng pha (open circuit driving point impedances – OC DPIs) Với kiểu đấu dây Y-Y, sẽ chỉ có hỗ cảm giửa các phân đoạnnằm trên cuộn dây thuộc pha đƣợc đo Từ đó, quan hệ dòng – áp tại đầu cực máy biến áp có n phân đoạnđƣợc cấp nguồn của pha A (giả định là phía cao áp) sẽ đƣợcbiểu diễn bằng công thức:

U A OC = I A OC nX A + I A OC n.(n-1)X AA (3.1) Với:

 U A OC và I A OC : lần lượt là giá trị hiệu dụng của điện áp hở mạch đặt vào và cường độ dòng điện trên cuộn pha A

Bảng 0.1: Thông số máy biến áp thí nghiệm Kiểu quấn dây Sđm (kVA) Uđm (kV)

 X A = ωL A : Tự cảm của một phân đoạn

 X AA = ω.M AA : Hỗ cảm giửa hai phân đoạn Các thông số trên đƣợc lấy phép đo tại vùng tần số thấp, vì tại đây phép đo OC DPI cho kết quả thuần cảm

Vì L A ≈ M AA nên ta có thể xem nhƣ X A ≈ X AA , từ đó, công thức (3.1) có thể đơn giản hóa thành:

X A = X A OC /n 2 (3.2) Với X A OC = U A OC /I A OC Là điện kháng của cuộn dây quấn pha A thu đƣợc từ phép đo hở mạch Từ đây, tự cảm và hỗ cảm của các phân đoạntrên các pha B và C còn lại có thể được xác định tương tự Với MBA trong điều kiện bình thường, do vị trí đối xứng của pha C và pha A ở ngoài còn pha B nằm giửa nên L A ≈ L C và L B > L A Đến lúc này, câu hỏi đặt ra sẽ là mối quan hệ dòng – áp sẽ thay đổi ra sao nếu các cuộn dây đƣợc đấu theo kiểu tam giác phía thứ cấp mà cụ thể ở đây là máy biến áp thí nghiệm? Trong trường hợp này, công thức (3) sẽ vẫn tương đối chính xác Tồn tại một dòng điện với cường độ nhỏ chạy trong cuộn tam giác Và vì dòng điện này rất nhỏ, đồng thời, hiện tượng triệt tiêu ảnh hưởng giửa hỗ cảm M Aa theo chiều dương và M Ab , M Ac theo chiều âm nên sẽ gây ra hỗ cảm rất bé trên cuộn dây pha A đang đƣợc khảo sát.

Xác định tự cảm và hỗ cảm giữa các phân đoạn nằm trên các pha khác

Việc xác định tự cảm và hỗ cảm giửa các phân đoạnnằm trên các pha khác nhau đƣợc dựa trên việc phân tích kết quả phép đo cân bằng từ tính tại vùng tần số thấp bằng cách cấp một điện áp AC vao một đầu cực, các đầu cực còn lại để hở, sau đó đo điện áp tại các đầu cực này Tỷ số giửa điện áp đầu cực giửa pha đƣợc cấp nguồn (ở đây là pha A) và các pha còn lại (B hoặc C) cung cấp thông tin cần thiết để tính toán các hỗ cảm

M AB và M AC từ L A (đối với kiều đấu sao - sao) Tương tự trường hợp đầu, ảnh hưởng từ phía còn lại ở đây là phía hạ áp có thể bỏ qua Tiếp theo đó, hỗ cảm giửa các phân đoạntrong các cuộn nối tiếp (inter - winding) trên các pha khác nhau nhƣ M Ab sẽ đƣợc tính với tỷ số vòng dây theo công thức (2.3) Ví dụ, M Ab = N b N B M AB

Xác định tự cảm và hỗ cảm giữa các phân đoạn nằm trên cuộn HV và cuộn LV

Việc xác định tự cảm và hỗ cảm giữa các phân đoạnnằm trên cuộn cao áp và cuộn hạ áp tại vùng tần số thấp đƣợc tiến hành bằng việc phân tích kết quả phép đo ngắn mạch với tổng trở đầu vào cho từng pha (short circuit driving point impedances–SC DPIs) với tần số thấp Trong thí nghiệm ngắn mạch, cấp nguồn vào pha A phía cao áp, phía hạ áp ngắn mạch Từ đây ta có được công thức tương ứng cho MBA đấu sao – sao:

U A SC = I A SC n 2 X A + I a SC n 2 X AA (3.3) Với UA SC

,I A SC , I a SC lần lượt là các giá trị tương ứng với điện áp pha A, dòng điện ngắn mạch phía cao và hạ pha A thu đƣợc từ thí nghiệm ngắn mạch

X Aa = ωM Aa là điện kháng tương hỗ tại tần số thấp cho kết quả thuần cảm

Dòng điện ngắn mạch trên cuộn hạ áp pha A (Ia SC) có giá trị hiệu dụng tỷ lệ với dòng tương ứng chạy trên cuộn cao áp pha A (I A SC ) bằng hệ số k i , với:

Với X A SC = U A SC / I A SC là điện kháng ngắn mạch của Pha A và k i = I a SC / I A SC

Nếu một cuộn đấu tam giác, do đặc điểm đấu dây sẽ có một dòng ngắn mạch khác chạy trong các pha còn lại Tuy nhiên, theo nhƣ kết quả mô phỏng từ bài báo [1], dòng này có giá trị rất nhỏ so với dòng điện ngắn mạch trên pha A nên công thức (3.4) vẫn đúng trong việc xác định M Aa, M Bb, M Cc

Các bước trên được ứng dụng để phân tích kết quả đo của các phép đo SC và OC DPIs của cuộn hạ áp (LV) đấu tam giác Từ đó tính toán các giá trị điện cảm và hỗcảm cho các phân đoạntrên cuộn LV, bao gồm L a , L b , L c và M Aa , M Bb , M Cc trong vùng tần số thấp Các kết quả tính toán cho M Aa , M Bb , M Cc từ thí nghiệm SC DPIs trên phía LV gần như trùng khớp với các kết quả tương ứng ở phía HV Điều này chứng minh lập luận ta có thể bỏ qua ảnh hưởng của kết nối tam giác đến việc tính toán các thông số L và M.

Công thức tính toán giá trị điện cảm và hỗ cảm cho MBA lực dạng hộp đen

Từ các lập luận trên, ta sẽ có công thức tính giá trị điện cảm và hỗ cảm đơn vị cho các phân đoạntrong mô hình phân bố nhƣ sau: ki= I L /I H (tỷ số dòng điện giữa cuộn hạ và cuộn cao) ku= U H /U L (tỷ số điện áp giữa cuộn hạ và cuộn cao)

 Điện cảm phía sơ cấp:

 Hỗ cảm giửa hai phân đoạntrên cuộn sơ và cuộn thứ trên cùng một pha có đƣợc từ thí nghiệm phía cao áp

M Aa1 =(X A oc /(2πf oc )-X A sc /(2πf sc ))/(ki*n 2 )

M Bb1 =(X B oc /(2πf oc )-X B sc /(2πf sc ))/(ki*n 2 )

 Hỗ cảm giửa hai phân đoạntrên hai pha khác nhau phía cao áp

 Điện cảm phía hạ áp:

 Hỗ cảm giửa hai phân đoạntrên hai pha khác nhau phía cao áp

M Aa2 =(X a oc /(2πf oc ) – X a sc /(2πf sc ))/(ki*n 2 ) M Bb2 =(X b oc /(2πf oc ) – X b sc /(2πf sc ))/(ki*n 2 )

M Aa =(M Aa1 + M Aa2 ) / 2 M Bb =(M Bb1 +M Bb2 ) / 2

M Ab =1/k u *M AB M Ac =1/k u *M AC M ab =(1/k u ) 2 *M AB M ac =(1/k u ) 2 *M AC

MÔ HÌNH THÔNG SỐ PHÂN BỐ CHO MBA T3

Tính toán thông số điện cảm trong mô hình phân bố cho MBA T3

Phép đo trên cuộn HV và LV đƣợc viết tắt theo quy ƣớc XXXX_XXX

 Phía sơ cấp máy biến áp thử nghiệm đấu Y nên sẽ có 4 ký tự với 3 ký tự đầu là trạng thái các pha, ký tự thứ tư là trạng thái điểm trung tính Tương tự, với cuộn thứ cấp đấu Δ nên sẽ có 3 ký tự trạng thái cho 3 pha

 Ký hiệu trạng thái: o E: cấp điện áp kích thích vào đầu pha o O: để hở đầu pha o S: ngắn mạch đầu pha o G: nối đất tại điểm đó Ví dụ:

EOOG_OOO: phép đo hở mạch với điện áp cấp vào đầu pha A, đầu B,C hở, điểm N nối đất Phía cuộn thứ cấp hở mạch cả ba đầu pha a,b,c

Từ các thí nghiệm hở mạch và ngắn mạch trên MBA thí nghiệm, ta thu đƣợc các số liệu cần thiết cho việc tính toán điện cảm và hỗ cảm với số phân đoạn là n = 8, và giả định kiểu quấn dây ở hai phía Cao áp và hạ áp đều là kiểu ordinary disk nhƣ sau:

 Thí nghiệm trên cuộn HV

Phép đo Đại lƣợng nhận đƣợc Giá trị nhận đƣợc

Bảng 4.1: Kết quả thí nghiệm trên cuộn HV

 Thí nghiệm trên cuộn LV

Phép đo Đại lƣợng nhận đƣợc Giá trị nhận đƣợc

Bảng 4.2: Kết quả thí nghiệm trên cuộn LV

Từ các kết quả trên, ta có đƣợc các hệ số sau: ki= I L /I H 8/√ / 79.8 = 0.9984 ku= U H /U L G/√ /27.2 = 0.9976 Với f = 50 Hz

Kết quả tính toán từ các công thức trong chương 3 và kết quả từ các phép đo trên như sau:

Bảng 4.3: Kết quả tính toán với n=8

 Kiểm tra kết quả tính toán:

Qua việc kiểm tra bằng các điều kiện cân bằng điện cảm và hỗ cảm, ta nhận thấy kết quả tính toán có thể chấp nhận và sử dụng

L ABC = L A +M AB +M AC = 0.0011 (H) L BAB = L B +2*M AB = 0.0040 (H) M Aabc = M Aa +M Ab +M ac = 0.0017 (H) M BbAb = M Bb +2*M ab = 0.0065 (H)

Tương tự như n=8, khi số phân đoạn n = 16 với các phương thức tính toán tương tự, ta có đƣợc kết quả nhƣ bảng sau:

Bảng 4.4: Kết quả tính toán với n

 Kiểm tra kết quả tính toán:

Qua việc kiểm tra bằng các điều kiện cân bằng điện cảm và hỗ cảm, ta nhận thấy kết quả tính toán có thể chấp nhận và sử dụng

L ABC = L A +M AB +M AC = 2.6795*10-4(H) L BAB = L B +2*M AB = 9.9198*10-4(H)

M Aabc = M Aa +M Ab +M ac = 4.2655*10-4(H) M BbAb = M Bb +2*M ab = 0.0016 (H)

4.2 Mô hình thông số phân bố cho MBA thí nghiệm bằng phần mềm ADS

Qua kết quả tính toán các thông số điện cảm và hỗ cảm từ trên, kết hợp với các kết quả tính toán điện dung từ luận văn [8] của Nguyễn Lê Quốc Khánh, ta xây dựng đƣợc mô hình thông số phân bố cho MBA thí nghiệm trên phần mềm ADS Các thông số có đƣợc nằm trong bảng sau:

L AA Tự cảm của các phân đoạn trên cuộn dây

L AB Hỗ cảm giữa các phân đoạn trên cuộn dây A và cuộn dây B -0.1460 -0.0365

L AC Hỗ cảm giữa các phân đoạn trên cuộn dây A và cuộn dâyC -0.0673 -0.0168

L Aa Hỗ cảm giữa các phân đoạn trên cuộn dây A và cuộn dâya 0.2155 0.0539

L Ab Hỗ cảm giữa các phân đoạn trên cuộn dây A và cuộn dây b -0.1463 -0.0366

L Ac Hỗ cảm giữa các phân đoạn trên cuộn dây A và cuộn dâyc -0.0675 -0.0169

L aa Tự cảm giữa các phân đoạn trên cuộn dây a 0.2186 0.0546

L ab Hỗ cảm giữa các phân đoạn trên cuộn dây a và cuộn dây b -0 1467 -0.0367

L ac Hỗ cảm giữa các phân đoạn trên cuộn dây a và cuộn dây c -0 0676 -0.0169

L BB Tự cảm giữa các phân đoạn trên cuộn dây B 0.2959 0.0740

L Bb Hỗ cảm giữa các phân đoạn trên cuộn dây B và cuộn dây b 0.2992 0.0748

L bb Tự cảm giữa các phân đoạn trên cuộn dây b và cuộn dây b 0.3044 0.0761

C AA0 Điện dung giữa cao và hạ áp pha A 2.1714

C gA0 Điện dung nối đất của các phân đoạn cuộn dây A

C ga0 Điện dung nối đất của các phân đoạn cuộn dây a

C sA0 Điện dung nối tiếp giữa các phân đoạn trên cuộn dây A

C sa0 Điện dung nối tiếp giữa các phân đoạn trên cuộn dây a

C Bb0 Điện dung giữa cao và hạ áp pha B 2.1714

C gB0 Điện dung nối đất của các phân đoạn cuộn dây B

C gb0 Điện dung nối đất của các phân đoạn cuộn dây b

C sB0 Điện dung nối tiếp giữa các phân đoạn trên cuộn dây B

C sb0 Điện dung nối tiếp giữa các phân đoạn trên cuộn dây b

Bảng 4.5: Các thông số điện cảm và điện dung sử dụng trong mô hình ADS phục vụ trong luận văn

Mô hình thông số phân bố phục vụ mô ph3ng đáp ứng tần số (FRA) cho máy biến áp thí nghiệm sẽ bao gồm 2 mô hình với số phân đoạn (n) lần lƣợt là 8 và 16 phân đoạn Mỗi phân đoạn sẽ có dạng nhƣ hình sau:

Mô phỏng mô hình thông số phân bố cho MBA T3 bằng phần mềm

Từ các kết quả tính toán đã đƣợc thống kê lại trong các bảng 4.3 và 4.4, chúng ta có đƣợc thông số điện cảm và hỗ cảm trong mô hình phấn bố mô phỏng đáp ứng tần số FRA cho MBA thí nghiệm với n lần lƣợt là 8 và 16 nhƣ sau

 Hỗ cảm - Hỗ cảm giữa các phân đoạn trong cùng một cuộn với 3 pha và hai cấp điện áp sẽ có được 6 ma trận như hình dưới đây:

Hình 4.1: Một phân đoạn trong mô hình phân bố mô phỏng máy biếp áp thí nghiệm

Hình 4.2: Điện cảm trong trong mô hình phân bố mô phỏng máy biếp áp thí nghiệm với n = 8

- Hỗ cảm giữa các phân đoạn trên các pha khác nhau với 3 pha và 2 cấp điện áp sẽ tạo ra 15 ma trận như hình dưới

Hình 4.3: Hỗ cảm giữa các phân đoạn trong cùng một cuộn pha A phía cao áp n=8

Hình 4.4: Hỗ cảm giữa các phân đoạn giữa các phân đoạn trên pha A và pha B với n=8

 Hỗ cảm Tương tự với n = 8, số lượng ma trận sẽ được giữ nguyên, nhưng kích thước ma trận sẽ thay đổ

- Hỗ cảm giữa các phân đoạn trong cùng một cuộn

Hình 4.5: Điện cảm trong trong mô hình phân bố mô phỏng máy biếp áp thí nghiệm với n = 16

Hình 4.6: Hỗ cảm giữa các phân đoạn trong cùng một cuộn pha A phía cao áp với n

- Hỗ cảm giữa các phân đoạn trên hai cuộn khác nhau

Hình 4.7: Hỗ cảm giữa các phân đoạn nằm trên pha A và pha B phía với n

4.2.2 Thông số điện dung trong mô phỏng MBA thí nghiệm

Dựa trên luận văn [8] của Nguyễn Lê Quốc Khánh, các thông số điện dung trong mô hình thông số phân bố mô phỏng FRA cho MBA thí nghiệm nhƣ sau:

Kết quả mô phỏng đáp ứng tần số cho MBA thí nghiệm

Nội dung luận văn này sẽ tiến hành các phép đo đáp ứng tần số bao gồm 4 phép đo tổng trở đầu vào và 2 phép đo tỷ số điện áp với ký hiệu lần lƣợt là phép đo: hở mạch pha A phía cao áp (EOOG_OOO); hở mạch pha B phía cao áp(OEOG_OOO); hở mạch pha a phía hạ áp (OOOO_GOE); hở mạch pha b phía hạ áp (OOOO_EGO); mô phỏng FRA pha A cuộn HV (FRA_NU); mô phỏng FRA pha a cuộn LV (FRA_u1v1)

Hình 4.8: Thông số điện dung với n=8

Hình 4.9: Thông số điện dung với n

Với kết quả tính toán điện dung có đƣợc từ luận văn [8], mỗi phép đo sẽ bao gồm 4 trường hợp bao gồm vùng tần số thấp (LF), vùng tần số trung bình (MF) lần lượt vớicác trường hợp: chỉ có CsA, chỉ có Csa, CsA và Csa có giá trị bằng giá trị tính toán Vớikết luận thu đƣợc từ luận văn [8], kết quả mô phỏng đặt chất lƣợng tốt nhất với trường hợp chỉ có CsA nên việc đánh giá kết quả mô phỏng trong luận văn này sẽ chỉ sử dụng kết quả với trường hợp mô phỏng chỉ có CsA Các trường hợp còn lại có thể xem thêm trong phụ lục 1

4.3.1 Ảnh hưởng của thông sốΔL đến kết quả: Định nghĩa thông số ΔL

Dựa trên bài báo [3] của Wilcox, tồn tại một hệ số ΔL đƣợc định nghĩa nhƣ khoảng lệch của giá trị hỗ cảm giửa các phân đoạn (segment) theo chiều tăng tần số trong MBA Cụ thể, cần nhắc lại công thức sau:

Z km = jωL 0(km) + Z 1(km) + Z 2(km) ≡ Rkm + jωL km (2.1) Trong đó, cả L 0(km) , Z 1(km) và Z 2(km) về bản chất đều là các giá trị hỗ cảm và tổng trở Các giá trị này trên các phân đoạn khác nhau sẽ có giá trị khác nhau tùy theo vị trí của phân đoạn

4.3.1.1 Kết quả mô phỏng trong trường hợp xét đến ảnh hưởng ΔL

Hình 4.10: Điện trở và điện cảm thay đổi theo khoảng cách phân đoạn

Với việc chƣa có công thức tính toán nào cho giá trị ΔL mà không can thiệp cơ học vào máy biến áp nên khi xem xét việc tồn tại một giá trị L giữa các phân đoạn, ta có thể giả định rằng giá trị này tăng đều với sự thay đổi của giá trị hỗ cảm giữa các phân đoạn

Phép đo đƣợc chọn sẽ là phép đo hở mạch ở pha A cuộn sơ cấp (EOOG_OOO)với số phân đoạn là n Kết quả thu đƣợc từ việc mô phỏng này thể hiện qua hình 4.11

4.3.1.2 Kết quả mô phỏng trong trường hợp bỏ qua ảnh hưởng ΔL

Trong phần này, nhằm làm rõ ảnh hưởng của ΔL đến kết quả mô phỏng, ta sẽ chạy mô phỏng với hệ số ΔL có giá trị bằng 0 Với cùng phép đo nhƣ phần trên,kết quả thu đƣợc từ việc mô phỏng này thể hiện qua hình 4.12

Hình 4.11: Kết quả phép đo hở mạch ở pha A cuộn sơ cấp chỉ có CsA; n

Hình 4.12: Kết quả phép đo hở mạch ở pha A cuộn sơ cấp chỉ có CsA; n

4.3.1.3 Kết luận về ảnh hưởng của thông số ΔL

Vì thông số ΔL này phụ thuộc vào các thông số thiết kế, điều mà phạm vi luận văn này không tiếp cận được Nên chạy mô phỏng vớihai trường hợp có và không có ΔL nhằm đánh giá ảnh hưởng của thông số này đến kết quả

Từ kết quả mô phỏng ta thấy đƣợc Việc đƣa thông số ΔL cho kết quả gần trùng với kết quả đo đạc hơn so với việc bỏ qua thông số này Tiêu biểu ở đỉnh đồ thị tại vùng tần số khoảng 1kHz Điều này thể hiện rằng ΔL có tác động đến kết quả mô phỏng và vì vậy nên các đánh giá sau này sẽ chỉ sử dụng kết quả trường hợp có hệ số ΔL

Tuy nhiên, cần lưu ý rằng hình dạng đáp ứng không thay đổi nhiều lắm dù có hay không ΔL nên có thể nói ảnh hưởng của ΔL là không thực sự đáng kể Bên cạnh đó, chƣa có một công thức nào để tính chính xác giá trị ΔL, vì vậy nội dung luận văn sẽ chỉ sử dụng phương thức ước lượng gần đúng với giá trị này phục vụ cho quá trình mô phỏng tiếp theo

4.3.2 Ảnh hưởng của số lượng phân đoạn trong mô hình đến kết quả mô phỏng

Nhằm đánh giá ảnh hưởng của số lượng phân đoạn trong mô hình đến kết quả mô phỏng, phần này sẽ so sánh kết quả phép đo hở mạch pha B cuộn sơ cấp (OEOG_OOO) với số phân đoạn là n = 8 và n = 16

4.3.2.1 Kết quả mô phỏng với n = 8

Hình 4.13: Kết quả phép đo hở mạch pha B cuộn sơ cấp với n=8

4.3.2.2 Kết quả mô phỏng với n = 16

Từ kết quả mô phỏng ta thấy đƣợc Việc đƣa mô hình thông số phân bố với số phân đoạn nhiều hơn đồng nghĩa với việc mô phỏng các thành phần điện cảm và hỗ cảm sẽ chi tiết hơn Điều này dẫn tới yêu cầu tăng số lƣợng phân đoạn nhằm tăng chất lƣợng mô phỏng Từ đây, các kết quả mô phỏng sẽ chỉ sử dụng kết quả với mô hình có số phân đoạn là n = 16

4.3.3 Kết quả mô phỏng với các phép đo phân tích đáp ứng tần số trên các cuộn dây trong mô hình MBA thử nghiệm

Nhằm mục đích đánh giá kết quả mô phỏng của mô hình MBA dạn hộp đen – kết quả chính của luận văn này – nội dung này sẽ đánh giá việc mô phỏng đáp ứng tần số qua các phép đo tổng trở đầu cực (pha A,B,a,b) và mô phỏng FRA pha A và pha a (cuộn HV và LV)

 Kết quả mô phỏng với phép đo tổng trở đầu cực pha A

Hình 4.14:Kết quả phép đo hở mạch pha B cuộn sơ cấp với n

 Kết quả mô phỏng với phép đo tổng trở đầu cực pha B

 Kết quả mô phỏng với phép đo tổng trở đầu cực pha a

Hình 4.15: Kết quả phép đo hở mạch ở pha A cuộn sơ cấp;

Hình 4.16: Kết quả phép đo hở mạch pha B cuộn sơ cấp

Hình 4.17: Kết quả phép đo hở mạch ở pha a cuộn thứ cấp

 Kết quả mô phỏng với phép đo tổng trở đầu cực pha b

 Kết quả mô phỏng FRA pha A

 Kết quả mô phỏng FRA pha a cuộn thứ cấp

Hình 4.18: Kết quả phép đo hở mạch ở pha b cuộn thứ cấp

Hình 4.19: Kết quả phép FRA pha A cuộn sơ cấp

Hình 4.20: Kết quả phép FRA pha a cuộn thƣ cấp

Từ kết quả mô phỏng có thể nhận thấy:

 Mô hình đã xây dựng cho kết quả tương đối gần với kết quả đo lường thực tế Đặc biệt là trong vùng tần số thấp và đầu vùng tần số trung bình

 Từ vùng tần số trên 10 kHz trở đi, kết quả mô phỏng có sự sai khác, điều này có thể là do sự tác động của các thông số điện dung, bên cạnh đó cũng không loại trừ khả năng do hệ số ΔL càng tăng sự ảnh hưởng tới các giá trị điện cảm và hỗ cảm trên các hần tử khi tần số càng cao Tham khảo thêm luận văn [8] để hiểu rõ hơn sự ảnh hưởng của thông số điện dung đến kết quả mô phỏng đáp ứng tần số