Kỹ thuật cao áp - Chương 13 pps

Kỹ thuật cao áp Bộ môn Năng lợng Trờng Đại học Kỹ thuật Công nghiệp http://www.ebook.edu.vn Chơng XI Cách điện của máy biến áp Đ13-1. Kết cấu cách điện của máy biến áp. Cách điện của máy biến áp nhất là khi máy biến áp có điện áp địnhmức cao là một kết cấu cách điện phức tạp. Ngoài thành phần cách điện chủ yếu tức là cách điện giữa cuộn dây các pha , giữa cuộn dây có điện áp khac nhau, giữa cuộn dây đối với đất (gông từ, vỏ thùng) còn phải chú ý đến thành phần cách điện dọc là cách điện giữa các vòng dây ( đĩa dây, lớp dây) trong cùng cuộn dây. Môi trờng cách điện trong máy biến áp là đầu biến áp phối hợp với điện môi rắn ( cáctông cách điện, bakêlit, giấy, vải cách điện). Điện môi rắn đợc sử dụng dới các hình thức lớp bọc, lớp cách và màn chắn. Lớp bọc : là lớp vật liệu cách điện tơng đối mỏng ( lớp sơn hoặc giấy bọc điện cực có chiều dày không quá 1ữ2 mm). Tác dụng chủ yếu của nó là hạn chế việc hình thành các cầu dẫn điện trong dầu. Theo kết quả thực nghiệm trong trờng gần đồng nhất, do có lớp bọc nên điện áp phóng điện tần số công nghiệp của khe hở dầu có thể tăng 50% và cao hơn. Lớp cách: là lớp cách điện khá dày ( hàng chục mm) quấn quang dây dẫn. Nó làm giảm cờng độ trờng ở xung quanh cực nên đợc sử dụng ở những nơi trờng không đồng nhất nh dùng để bọc dây dẫn của cuộn dây, bọc dây ở nơi có khe dầu lớn Màn chắn : Trong máy biến áp màn chắn thờng chế tạo bằng cáctong cách điện, bakêlit. Khi đặt trong trờng không đồng nhất (khe hở dầu) tác dụng của màn chắn tơng tự nh trong các khe hở khí: đặt ở khu vực trờng cực đại có thể làm cho điện áp phóng điện tần số công nghiệp tăng hơn hai lần Nhng khi có màn chắn thì sự ion hoá ở khu vực có điện trờng mạnh sẽ xuất hiện rất sớm (trớc khi có phóng điện), tình trạng này kéo dài sẽ không có lợi vì quá trình ion hoá sẽ phân hoá dầu và phân huỷ màn chắn. Do đó biện pháp này chỉ dùng trong các trờng hợp cần tăng cờng điện áp phóng điện khi điện tác dụng trong thời gian ngắn nh các loại quá điện áp nội bộ Trong trờng hợp gần đồng nhất, màn chắn có tác dụng ngăn của sự hình thành các cầu dẫn điện trong dầu. Hình 11-1 cho các nét chính về kết cấu của cách điện chủ yếu của các máy biến áp từ 35kV trở xuống.Cờng độ trờng lớn nhất là ở đầu cuộn dây cao áp nên ống cách điện 2 và tấm chắn cách điện 5 Hình 11-1 Kết cấu cách điện của máy biến áp từ 35kV trở xuống 1. Lõi thép 2. óng cách điện 3. Cuộn dây 4. Gông từ 5. Tấm chắn cách điện 1 2 3 4 5 B A Kü thuËt cao ¸p Bé m«n N¨ng l−îng Tr−êng §¹i häc Kü thuËt C«ng nghiÖp http://www.ebook.edu.vn Kỹ thuật cao áp Bộ môn Năng lợng Trờng Đại học Kỹ thuật Công nghiệp http://www.ebook.edu.vn cần có kích thớc đủ lớn để ngăn cản phóng điện tới lõi thép và gông từ. Cách điện của cuộn dây cao áp đối với cuộn dây hạ áp đợc thực hiện tơng tự nh đối với lõi thep. ở các máy biến áp 100kV trở lên do cờng độ trờng lớn nên kết cấu cách điện càng phức tạp hơn. Hình 11-2 cho kết cấu cách điện chủ yếu của máy biến áp 110kV. Trên tất cả các đờng có khả năng phóng điện đều phải đặt màn chắn (ống cách điện, tấm chắn cách điện phẳng hoặc vuông goc) với số lợng từ hai trở lên. Khi đầu cao áp lấy từ giữa cuộn dây trong máy biến áp có điểm trung tính nối đất thì kết cấu cách điện đợc giảm nhẹ đi nhiều. Đầu cao áp ở giữa cuộn dây đợc cách xa lõi thép và gông từ thì đợc nối với nhau làm điểm trung tính có điện áp thấp và yêu cầu cách điện không cao. Hình 11-3 cho cách bố trí bên trong của máy biến áp ba dây quấn 220/110/35kV trong đó cuộn dây 220kV và 110kV đợc giảm đi một cấp nghĩa là của cuộn 220kV đợc chọn theo cấp điện áp 110kV và cuộn 110kV đợc chọn theo 35kV. Trong hệ thống có điểm trung tính trực tiếp nối đất vẫn có một số máy biến áp mà điểm trung tính đặt cách điện nối đất. Kết cấu cách điện của chúng không có gì khác so với loại máy biến áp có điểm trung tính đợc nối đất vì điểm trung tính đã đợc bảo vệ bằng chống sét van có điện áp định mức phù hợp với điện áp đợc chọn thiết kế của điểm trung tính. Cách điện giữa các vòng dây đợc thực hiện bằng các lớp vải còn giữa các lớp dây, đĩa dây thì dùng giấy hoặc khe hở dầu của màn chắn Đ13 -2. Quá trình quá độ trong cuộn dây máy biến áp. Chiều dài của cuộn dây máy biến áp có thể tới vài km cho nên khi đóng máy biến áp vào nguồn hoặc khi có quá điện áp thì trong cuộn dây sẽ có quá trình dao động tơng tự nh quá trình sóng trên đờng dây. Sơ đồ thay thế của cuộn dây máy biến áp có phức tạp hơn: trên hình 11-4 ngoài thành phần điện cảm của dây dẫn và điện dung của nó đối với đất còn có thêm hai thành phần khác: điện dung giữa các vòng dây hay đoạn dây gần nhau K và điện cảm tơng hỗ () Mx của mỗi vòng dây đối với số vòng dây còn lại của cuộn dây. Thờng các số liệu về LCK là trị số trung bình của đơn vị dài và sơ đồ cuộn dây đợc biểu thị dới dạng sơ đồ có tham số phân bố. Tuy nhiên sự thay thế này cha thật chính xác vì số phần tử của cuộn dây máy biến áp có hạn mà không phải vô cùng. Trị số hỗ cảm () Mx rất khó xác định và gây nhiều khó khăn trong quá trình tính toán nên trong phạm vi giáo trình này không xét đến. 1. Sự phân bố điện áp ban đầu dọc theo cuộn dây máy biến áp. Giả thiết là có sóng điện áp vuông góc với biên độ U 0 tác dụng lên máy biến áp. Trong thời gian đầu ( t = 0) điện cảm của cuộn dây không cho dòng điện đi qua nên trong sơ đồ thay thế chỉ còn lại các thành phần điện dung C và K. Đối với sơ đồ này có thể thành lập đợc các phơng trình sau đây: Hình 11-4 Sơ đồ thay thế của cuộn dây biến áp Kỹ thuật cao áp Bộ môn Năng lợng Trờng Đại học Kỹ thuật Công nghiệp http://www.ebook.edu.vn Điện tích trên điện dung K dx : Q K dx dU K dU dx == (11-1) Điện tích trên điện dung Cd x bằng số gia của điện tích Q. d Q CdxU= hay dQ dx CU= (11-2) Từ đó rút ra phơng trình vi phân của điện áp: dU dx CU 2 2 0= (11-3) No scó nghiệm tổng quát là : U A eBe xx = + (11-4) với = C K Hằng số A và B đợc xác định từ điều kiện giới hạn : ở đầu cuộn dây ( x = 0 ) điện áp có trị số bằng U 0 còn ở cuối cuộn dây ( x l l = chiều dài cuộn dây) trị số điện áp phụ thuộc vào phơng thức nối đất của điểm trung tính: khi điểm trung tính trực tiếp nối đất thì điện áp trên nó sẽ bằng không; khi điểm trung tính cách điện nối đất với đất thì tại điểm này dòng điện phải bằng không tức là dU dx = 0 . Tức là điều kiện trên, xác định đợc quy luật phân bố điện áp ban đầu dọc theo cuộn dây máy biến áp: Khi điểm trung tính nối đất: U Ue xx ee U sh l x l sh l e = = 0 1 11 0 1 1 11 1 1 (11-5) Khi điểm trung tính cách điện đối với đất: UU e x e x ee U ch l x l ch l = + + = 0 11 11 0 1 1 1 1 1 Từ biểu thức của có thể viết đợc: ll C K Cl Kl C K cuonday cuonday === / Nh vậy trị số l đợc xác định bởi tỷ số của điện dung tổng của cuộn dây đối với đất và điện dung dọc của vòng dây đầu đối với vòng dây cuối của cuộn dây. Trong tính toán chống sét, thờng gặp trị số điện dung đầu vào của máy biến áp, đó là trị số điện dung đẳng trị của cuộn dây đối với đất. Trị số này đợc xác định từ biểu thức. C Q U x = 0 0 thay Q x-0 bởi trị số của nó ở phơng trình (11-1) sẽ đợc: Kỹ thuật cao áp Bộ môn Năng lợng Trờng Đại học Kỹ thuật Công nghiệp http://www.ebook.edu.vn C KdQ dx U K U UCCK x cuonday cuonday = === 0 00 0 . . Điện dung đầu vào là trị số trung bình hình học của điện dung tổng của cuộn dây đối với đất và điện dung dọc của vòng dây đầu đối với vòng dây cuối của cuộn dây. Nó phụ thuộc vào công suất và điện áp của máy biến áp và biến thiên trong phạm vi 10 -15 ữ 5.10 -10 F. Các máy biến áp đợc chế tạo hiện nay đều có trị số ( ) l > 5 và (l) tr.b 10. Do đó ee 11 > và đối với phần lớn chiều dài cuộn dây (khoảng 80%) nghĩa là khi x l < 08, thì e x e x 11 1 1 1 1 > . Vì vậy trong phạm vi 80% chiều dài cuộn dây tính từ đầu cuộn dây, quy luật phân bố điện áp của máy biến áp có điểm trung tính cách điện gần giống nh của máy biến áp có điểm trung tính nối đất và đợc biểu thị bằng công thức chung: UUe Ue x x == 0 1 1 0 (11-7) Hình 11-5 cho sự phân bố điện áp ban đầu trong cuộn dây máy biến áp khi trị số l = 5Gra điện cực đại của điện áp (ứng với phân bố điện áp ban đầu) xuất hiện ở đầu cuộn dây và có trị số: dU dx U U l l x === max . 0 Nh vậy nó gấp (l) lần so với khi điện áp phân bố đều. Nếu máy biến áp có l = 10 và điện áp tác dụng là U 0 = 5U ph ( gần bằng mức điện áp thí nghiệm xung kích của máy biến áp 220kV) thì so với bình thờng điện áp trên cách điện dọc ở phần đầu cuộn dây sẽ lớn gấp 50 lần. Bởi lý do đó, cách điện giữa các vòng dây ở phần đầu cuộn dây cần đợc tăng cờng. Hình 11-5 Phân bố điện áp ban đầu trong cuộn dây máy biến áp. a) Điểm trung tính cách điện. b) Điểm trung tính nối đất a b 1,0 0,8 0,6 0,4 0,2 0 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 0 U U l x L 1 Kỹ thuật cao áp Bộ môn Năng lợng Trờng Đại học Kỹ thuật Công nghiệp http://www.ebook.edu.vn Kinh nghiệm vận hành cho thấy vẫn còn khả năng cách điện bị chọc thủng tại các nơi khác của cuộn dây vì tại các nơi này đều có xuất hiện građiện cực đại của điện áp. Hình 11-6 cho kết quả đo điện áp trên cách điện dọc khi có sóng xung kích: càng ở xã đầu cuộn dây thì građiện cực đại của điện áp xuất hiện càng muộn và có trị số càng bé. Do điện tích có quan hệ trực tiếp đến trị số građiện của điện áp (công thức 11-1) nên có thể thông qua sự chuyển dịch của điện tích để xác định građiện cực đại của điện áp tại bất kỳ điểm nào của cuộn dây. Có thể xem điện tích trên vòng dây nào đó đợc chia thành hai phần bằng nhau, các phần ấy do lực đẩy nhau sẽ chuyển dịch về hai phơng khác nhau của cuộn dây với tốc độ: v e rr = trong đó e tốc độ ánh sáng, r r - hệ số điện môi và hệ số từ thẩm của cách điện cuộn dây: ở đây r 4 , r 1 nên ve 05, . Hình 11-7 cho cách xác định građiện cực đại của điện áp tại các vị trí khác nhau của cuộn dây bằng phơng pháp đồ thị. Hình 11-7a là phân bố građiện điện áp lúc ban đầu và chia thành hai phần bằng nhau (đờng chấm). Qua thời gian t một nửa đờng cong ấy chuyển dịch về bên phải đợc đoạn đờng x vt = nh ở hình 11-7b, còn nửa kia chuyển dịch về phía đầu cuộn dây và phản xạ ở đó tạo nên sự phân bố građiện nh ở hình 11-7c. Đờng cong tổng cho trên hình 11-7d, trị số građiện cực đại của điện áp ở vị trí x xuất hiện chậm sau thời gian t và có biên độ bé hơn. Hình 11-6 Kết quả đo điện áp trên cách điện dọc của cuộn dây máy biến áp. a) ở rãnh thứ nhất b) ở rãnh thứ ba c) ở rãnh thứ năm d) ở rãnh thứ bảy e) Khắc độ thời gian t t t t t a) b) c) d) e) 0,6 0,2 0,4 0 E l Vt 1,0 0,8 0,6 0,4 0,2 t=0 l x E 0 0 0,6 0 0,6 0,2 0,4 0 E l Vt l x t t l x l x 0,6 0,2 0,4 0 E l Vt a) b) c) d ) Kỹ thuật cao áp Bộ môn Năng lợng Trờng Đại học Kỹ thuật Công nghiệp http://www.ebook.edu.vn Hình 11-7 Xác định građiện điện áp cực đại ở các vị trí khác nhau của cuộn dây máy biến áp 2. Giao động riêng của cuộn dây: Từ sơ đồ thay thế ở hình 11-4 cho thấy, bản thân cuộn dây máy biến áp và một hệ thống dao động phức tạp có phổ tần số dao động 1 ữ . Dạng tổng quát của điện áp tại một điểm bất kỳ x của cuộn dây tại thời điểm t đợc biểu thị bởi dãy số: ( ) () () Uxt U x U x t dkk k ,cos=+ = 0 1 (11-8) () U dx0 là điện áp phân bố dọc theo cuộn dây ổn định và () Ux t kk k cos = 1 là các dao động riêng của cuộn dây. phụ thuộc vào số thứ tự của nó và toạ độ x có nghĩa là dao động có đặc tính sóng đứng tơng tự nh sóng đứng trên đờng dây có độ dài giới hạn. Mục đích cuối cùng của sự phân tích quá trình quá độ trong cuộn dây máy biến áp là xác định quan hệ () kfk= 1 và quan hệ ( ) Ufkx k = 2 . . Vì rất phc stạp nên chỉ có thể rút ra đợc một số kết luận có tính chất định tính. Sự phân bố điện áp lúc ổn định phụ thuộc vào phơng thức nối đất của điểm trung tính. nhất về điện dẫn của cuộn dây nên sự phân bố điện áp lúc ổn định sẽ là đờng thẳng xiên nh ở hình 11-8a còn khi điểm trung tính cách điện đối với đất ( hở mạch) sẽ là đờng nằm ngang nh trên hình 11- 8b. Nh vậy tại mỗi điểm của cuộn dây có sự không thống nhất giữa trị số của điện áp lúc t = 0 và lúc ổn định. Sự không thống nhất này là nguyên nhân của quá trình quá độ biểu thị bằng các dao động riêng trong cuộn dây. Biên độ của các dao động này là hiệu số của trị số điện áp lúc ổn định và ban đầu: UUU ddg d bd = 0 (11-9) Vì dao động xảy ra xung quanh trị số ổn định nên điện áp cực đại trong quá trình quá độ có thể đạt đợc mức: UUU UU dddg dbdma x . . = ++ 00 2 (11-10) Trên hình 11-8 cũng cho cách xác định các trị số điện áp cực đại tại các điểm và thời điểm khác nhau. Kết quả này tơng đối phù hợp với thực nghiệm: ví dụ khi điểm trung tính cách điện, điện áp lớn nhất (điện áp tác dụng lên cách điện chủ yếu) xuất hiện ở cuối cuộn dây và đo đợc khoảng ( 1,6 ữ 1,8) U 0 gần bằng mức 2 U 0 ; còn khi điểm trung tính nối đấ thì điện áp lớn Hình 11-8 Xác định trị số điện áp cực đại của cuộn dây máy biến áp 1. Phân bố ban đầu; 2. Phân bố lúc ổn định; 3. Đờng cong điện áp cực đại 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 0,8 0,4 0 0 U U )(xU O 3 2 1 l x 0 l x 1,2 0,8 0,4 0 U U 1,4 1,6 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 )(xU O 3 1 a) b) Kỹ thuật cao áp Bộ môn Năng lợng Trờng Đại học Kỹ thuật Công nghiệp http://www.ebook.edu.vn nhất đo đợc không vợt quá ( 1,2 ữ 1,3) U 0 Nh vậy quá trình dao động đã làm cho cách điện chủ yếu của cuộn dây máy biến áp phải chịu điện áp vợt quá trị số của nguồn. Hình 11-9 cho các đờng cong phân bố điện áp dọc theo cuộn dây tại các thời điểm khác nhau. Tập hợp các điểm điện áp cực đại sẽ về đợc đờng cong tơng ứng với đờng 3 của hình 11-8. Hình 11-9 Phân bố điện áp dọc theo cuộn dây máy biến áp. Hình a - Điểm trung tính nối đất; Hình b- Điểm trung tính cách điện ttttt= < < < < = 0 123 3. Đặc điểm của quá trình quá độ trong máy biến áp ba pha. Trên đã xét quá trình quá độ trong một pha của máy biến áp khi không xét đến ảnh hởng của các pha khác. Đối với máy biến áp ba pha có điểm trung tính nối đất, cách tính toán này hoàn toàn hợp lý vì trong lõi thép từng pha không có từ thông của các pha khác nên quá trình quá độ trong các pha không ảnh hởng lẫn nhau. Nếu điểm trung tính cách điện đối với đất, kết quả tính toán trên vẫn dùng đợc khi sóng đồng thời xuất hiện ở cả ba pha (cùng trị số và dạng sóng). Nghiên cứu trờng hợp sóng chỉ xuất hiện trên hai pha của máy biến áp ( có điểm trung tính cách điện đối với đất) nh trên hình 11-10. Vì pha thứ ba đợc nối với dây dẫn không có sóng điện áp nên điện áp ở đầu cuộn dây buộc phải giữ gần bằng không. Nh vậy điểm này có thể xem nh đợc nối đất và trở lại bài toán của máy biến áp có điểm trung tính nối dất với cuộn dây đợc kéo dài và không đồng nhất. Hình 11-10 Sóng tác dụng lên hai pha của máy biến áp ba pha U 0 U 0 0 0,2 0,4 0,6 0,8 Phan bố lực ổn định Phân bố lực ban đầu đờng bao trị số đi ệ n á p c ự c đ ạ i 1,4 1,2 1,0 l x U x U 0 t 0 t 1 t 2 t 1 t A 0,8 0,6 0,4 0,2 U A U 0 x Phan bố lực ổn định U A 0 0,2 0,4 0,6 0,8 x Đờng bao trị số đi ệ n á p c ự c đ ạ i 0 U U X 0 t = 0 t = 1 t 2 t 3 t t t 4 1,4 1,2 1,0 0,8 0,6 0,4 0,2 1,6 1,8 A l x Phân bố lực ban đầu a) b) Kỹ thuật cao áp Bộ môn Năng lợng Trờng Đại học Kỹ thuật Công nghiệp http://www.ebook.edu.vn Sự phân bố điện áp ban đầu và lúc ổn định cho trên hình 11-11a. Các đờng cong tơng tự khi sóng xuất hiện ở một pha trên hình 11-11b. Từ các ví dụ trên thấy rằng, trờng hợp nguy hiểm nhất đối với cách điện chủ yếu của máy biến áp có điểm trung tính cách điện là khi sóng đồng thời tác dụng lên cả ba pha và đợc chọn làm điều kiện tính toán thiết kế máy biến áp. 4. Quá trình quá độ trong cuộn dây máy biến áp tự ngẫu. Hình 11-12a cho cách bố trí các cuộn dây điện áp khác nhau trong máy biến áp tự ngẫu. Đầu cao áp đợc bố trí phía giữa cuộn dây. Khi điện áp tác dụng phía cao áp (điểm B) trong khi phía trung áp (điểm C) hở mạch thì quá trình quá độ phát triển giống nh trong máy biến áp một pha có điểm trung tính nối dất (hình 11-12b) khi sóng tác dụng lên cuộn dây trung áp (điểmC) trong khi phía cao áp hở mạch (điểm B) thì quá trình có khác. Phân bố điện áp (lúc ban đầu cũng nh lúc ổn định) trong cuộn trung áp giống nh của máy biến áp có điểm trung tính nối đất (hình 11-12c). Nếu xét điện áp ở đầu cao áp (điểmB) thấy rằng: Lúc ban đầu điện áp phân bố trong cuộn cao áp theo đờng 1' ứng với trờng hợp truyền sóng khi điểm B hở mạch: lúc ổn định, do trong cuộn trung áp có dòng điện và giữa hai cuộn dây có liên hệ với nhau về từ nên điện áp ở đầu cuộn dây cao áp sẽ là: () UUk kU 00 0 1+ = (11-11) ( k tỷ số biến đổi) Hình 11-12 Phân bố điện áp trong máy biến áp tự ngẫu khi sóng tác dụng phía cao áp (hình b) và phía trung áp (hình c). 1. Phân bố lúc ban đầu 2. Phân bố lúc ổn định Hình 11-11 Phân bố điện áp trong máy biến áp ba pha khi sóng tác dụng lên hai pha (hình a) và một pha (hình b). 1. Phân bố lúc ban đầu; 2.Phân bố lúc ổn định. 3. Đờng cong trị số điện áp cực đại. 1,6 1,2 0,8 0,4 0 l x 3 2 1 U U 0 0,8 0,4 0 U U 0 1,2 a) b) 3 2 1 l x HA C TA U 0 3 2 1 U 0 CA B a) b) Kỹ thuật cao áp Bộ môn Năng lợng Trờng Đại học Kỹ thuật Công nghiệp http://www.ebook.edu.vn 3. Đờng cong trị số điện áp cực đại còn ở cuối cuộn dây cao áp (điểm C) sẽ có trị số U 0 . Phân bố điệnáp sẽ theo đờng 2' (trên hình 11-12c đờng 2' đợc vẽ với tỷ số k = 2). Đờng 3' là tập hợp các trị số điện áp cực đại của cuộn cao áp: điện áp điểm B có thể đạt tới 4 0 U nhng thực tế đo đợc không vợt quá 3 0 U . do sự tắt dần của các dao động tự do. Đ11 -3. Bảo vệ bên trong của máy biến áp. Quá trình quá độ trong cuộn dây máy biến áp làm xuất hiện građiện điện áp cực đại nguy hiểm cho cách điện dọc đồng thời còn tạo nên sự tăng điện áp đối với dất gây nguy hiểm cho cách điện chủ yếu của máy biến áp. Vì vậy để cải thiện điều kiện làm việc của cách điện cần phải có biện pháp bảo vệ mà nội dung cơ bản là triệt tiêu hoặc hạn chế dao động trong cuộn dây máy biến áp, nghĩa l à thực hiện sao cho phân bố điện áp lúc ban đầu đợc gần giống với lúc ổn định. Có hai biện pháp để cải thiện phân bố điện áp nh ở trên hình 11-13a và b. Trong sơ đồ a dùng các điện dung phụ CC C n12 với các trị số thích hợp sao cho dòng điện tản qua điện dung C là do nguồn cung cấp qua chúng. Nh vậy dòng điện qua Hình 11-14 Dùng điện dung phụ C 1 C 2 Hình 11-13 C n để cải thiện phân bố điện cải thiện phân bố điện áp áp trong cuộn dây máy biến trong cuộn dây máy biến áp áp (theo sơ đồ hình 11-13a) cách điện dung K sẽ bằng nhau và phân bố điện áp ban đầu đã đạt đợc dạng đờng thẳng xiên góc. Trị số C k đợc tính theo điều kiện ( giả thiết cuộn dây có chiều dài l và chia n phần tử): () U n nkC U n kC k 00 = (11-12) rút ra đợc: C nk k C k = vòng mòn che U U 0 U U 0 x x k 1 k 2 k 3 c 1 c 2 c 3 c c a ) b ) đếnđờng dây Vòng điện dun g Cuộn dây cao á p [...]... trình dao động trên mạch gồm điện cảm dụng lên cuộn dây máy của dây nối và điện dung của máy biến áp khiến cho khi bị cắt biến áp điện áp biến đổi đột ngột và có trị số cao hơn nhiều so với trị số Trờng Đại học Kỹ thuật Công nghiệp http://www.ebook.edu.vn Kỹ thuật cao áp Bộ môn Năng lợng sóng cắt (trên hình 1 1-1 6b) trị số này khoảng 1,6U c U c là trị số sóng cắt) Theo nguyên lý xếp chồng, sóng cắt đợc.. .Kỹ thuật cao áp Bộ môn Năng lợng hoặc viết ở dới dạng tổng quát: Ck l x = 1 C x (1 1-1 3) Trong thực tế biện pháp này đợc thực hiện bằng các vòng màn che để tăng cờng điện dung của các phần cuộn dây đối với đầu cao áp (hình 1 1-1 4) Sơ đồ b dùng các điện dung phụ K1 , K2 Kn ; chúng đợc chọn sao cho dòng điện đi qua... điện áp thí nghiệm xung kích và điện thí nghiệm tần số công nghiệp của máy biến áp Thí nghiệm cách điện của máy biến áp bằng điện áp tần số công nghiệp đợc thực hiện bằng cách tăng dần điện áp tới trị số Utn và giữ ở đấy trong một phút Máy biến áp chịu dợc thí nghiệm nếu nó không bị phóng điện an toàn Khi thí nghiệm có thể dùng nguồn điện áp ngoài hoặc dùng ngay điện áp cảm ứng trên cuộn dây cao áp của... nh vậy điện áp sẽ đợc phân bố đều: (n k ) U0 U (1 1-1 4) C = 0 ( Kk Kk +1 ) n n Kk = Kk +1 + ( n k ) C Kk = Kk + 2 + ( n k 1) C + ( n k ) C Viết tiếp : Cuối cùng đợc: Kk = Hình 1 1-1 5 Dùng điện dung phụ K1, K2 Kn để cải thiện phân bố điện áp trong cuộn dây máy biến áp (theo sơ đồ hình 1 1-1 3b) ( n k )( n k + 1)C 2 hoặc viết ở dạng tổng quát: Kx ( l x)( l x + 1) = C 2 (1 1-1 5) Biện pháp này đợc... đồ hình 1 1-1 5 Ngoài ra trong các sơ đồ hình 1 1-1 4 và 1 1-1 5 còn đặt thêm vòng điện dung để cải thiện phân bố điện áp giữa các vòng dây của đĩa dây đâù tiên Đ1 1-4 Các đặc tính điện và thí nghiệm cách điện cuả Máy biến áp ở các phần trên, khi xét các quá trình quá độ trong máy biến áp chỉ đề cập đến trờng hợp điện áp tác dụng có dạng sóng vuông góc dài vô tận Trong vận hành các loại quá điện áp tác dụng... điện áp Khi vẽ đờng U tn1 ph cong, lấy trị số đơn vị là điện áp thí nghiệm tần 2,0 số công nghiệp một phút Nếu thời gian tác dụng ngắn 106 ữ 105 s Khu Khu Khu Khu (xung kích) thì quá trình phóng điện sẽ là thuần 1,0 vực I vực II vực IV vực III tuý do điện và có quy luật giống nh trong phóng điện trình cơ điện đóng vai trò chủ yếu dẫn định hớng và di chuyển của cầu dẫn điện đòi hỏi phải -6 -5 -4 -3 -2 -1 ... hơn cho nên dao động trong cuộn dây máy biến áp sẽ phát triển không hoàn toàn và do đó trị số điện Uc 1.6Uc áp cực đại sẽ bé hơn so với các trị số tính toán ở trên Điện áp trên cách điện dọc của máy biến áp phụ thuộc rất t nhiều vào độ dốc đầu sóng( tốc độ tăng của điện áp) Điện áp lớn nhất trên cách điện dọc xảy ra không phải với sóng tiêu chuẩn Hình 1 1-1 6 mà là khi có sóng cắt do các phóng điện trên... phần sau đây gây nên građiện điên áp rất lớn tác dụng lên cách điện dọc của máy biến áp Kết quả đo trực tiếp cũng cho thấy khi có sóng cắt thì quá điện áp tác dụng lên cách điện dọc có thể lớn gấp nhiều lần so với khi có sóng dài vì vậy dùng sóng cắt để thí nghiệm cách điện dọc của cuộn dây máy biến áp đợc xem là bắt buộc Hình 1 1-1 7 biểu thị quan hệ chung về điện áp phóng điện của khe hở đàu có màn... hoặc dùng ngay điện áp cảm ứng trên cuộn dây cao áp của bản thân máy biến áp đang thí nghiệm Lúc này sẽ cho tác dụng lên phía hạ áp một điện áp có trị số gấp đôi trị số định mức và tần số khoảng 100Hz Khi tần số và điện áp đều tăng hai lần thì cảm ứng trong lõi thép sẽ giữ không đổi Thí nghiệm điện áp xung kích đối với máy biến áp công suất lớn thờng gặp khó khăn vì nguồn phải có điện dung lớn mới đảm... độ dài ngắn hơn Phát hiện các phóng điện cục bộ xảy ra trên cách điện dọc khi có tác dụng điện áp xung kích là một trong các mục thí nghiệm quan trọng của máy biến áp Phơng pháp thông dụng nhất là chụp ảnh dòng điện ở mạch trung tình và đem so với ảnh mẫu của maý biến áp còn tốt cùng loại Trờng Đại học Kỹ thuật Công nghiệp http://www.ebook.edu.vn . Kỹ thuật cao áp Bộ môn Năng lợng Trờng Đại học Kỹ thuật Công nghiệp http://www.ebook.edu.vn Chơng XI Cách điện của máy biến áp Đ1 3-1 . Kết cấu cách điện của máy biến áp. . dây cao á p Kỹ thuật cao áp Bộ môn Năng lợng Trờng Đại học Kỹ thuật Công nghiệp http://www.ebook.edu.vn hoặc viết ở dới dạng tổng quát: C C lx x k = 1 (1 1-1 3) Trong thực tế biện pháp. bố điện áp trong cuộn dây máy biến áp (theo sơ đồ hình 1 1-1 3b) U Uc 1.6Uc t Hình 1 1-1 6 Hình thành sóng cắt tác dụng lên cuộn dây máy biến áp Kỹ thuật cao áp Bộ môn