THI NGHIEM CUNG CAP DIEN

thí nghiệm cung cấp điện

Bộ môn Hệ thống điện Phòng thí nghiệm Hệ thống cung cấp điện C1 – 119 PHẦN THÍ NGHIỆM - - I MỤC ĐÍCH Các thiết bị điện nói chung thiết bị đóng cắt, bảo vệ mạng hạ áp nói riêng, trước đưa vào vận hành cần phải thử nghiệm theo hạng mục định để đảm bảo an toàn tin cậy trường hợp vận hành Sau thực thí nghiệm hiệu chỉnh thiết bị đóng cắt bảo vệ điện áp thấp, sinh viên có khả năng: Xây dựng phương pháp thử nghiệm trình sản xuất, lắp đặt vận hành hệ thống thiết bị cung cấp điện Kiểm tra đặc tính bảo vệ thiết bị đóng cắt hạ áp So sánh đặc tính với đặc tính mẫu để định xem thiết bị có đủ điều kiện sử dụng thực tế hay không II ĐỐI TƯỢNG THỬ NGHIỆM Trong hệ thống cung cấp điện sử dụng nhiều thiết bị phạm vi thí nghiệm ta tiến hành thử nghiệm số thiết bị thông dụng sau đây: Cầu chì t, s Cầu chì loại khí cụ điện bảo vệ thiết bị điện khỏi cố tải, ngắn mạch Đặc tính Ampe – giây cầu chì minh họa hình vẽ Idm I, A Hình Đặc tính Ampe - giây dây chảy cầu chì Trị số dòng điện mà dây chảy bắt đầu chảy đứt gọi dòng điện tới hạn (Ith) Khi biết vật liệu kích thước dây chảy, ta xác định I th cách giải phương trình cân nhiệt lượng cung cấp nhiệt lượng tỏa môi trường xung quanh dây chảy Để đơn giản việc tính toán, ta thường dùng công thức kinh nghiệm: Ith = A0d 3/ Trong A0 hệ số kinh nghiệm, tùy thuộc vào loại dây chảy, d đường kính dây chảy Để dây chảy cầu chì không chảy đứt dòng điện định mức, ta cần đảm bảo điều kiện Iđm ≤ Ith Mặt khác để bảo vệ thiết bị dòng điện tới hạn không lớn nhiều so với dòng điện định mức, thông thường ta chọn: Ith/Iđm = 1,6 ÷ đồng Ith/Iđm = 1,25 ÷ 1,45 chì Ith/Iđm = 1,15 hợp kim chì thiếc Dòng điện định mức cầu chì lựa chọn cho chạy liên tục qua dây chảy, chỗ phát nóng lớn dây chảy không làm cho kim loại bị oxy hóa mức biến đổi đặc tính bảo vệ, đồng thời nhiệt phát bên cầu chì không vượt trị số ổn định Aptomat Aptomat khí cụ điện dùng để đóng cắt mạch điện có tải tự động cắt mạch điện có cố tải, ngắn mạch, điện áp thấp, công suất ngược,… Kết cấu Aptomat gồm: Tiếp điểm buồng dập hồ quang Lò xo nén Rơ le điện từ RI Rơ le nhiệt RN Đặc tính bảo vệ Aptomat hình vẽ RI RN Hình Sơ đồ nguyên lý Aptomat t, s Ikđđt - Dòng điện khởi động điện từ Ikđn - Dòng điện khởi động nhiệt Thông thường Ikđn = Iđm Khi dòng điện qua aptomat vượt dòng điện khởi động nhiệt RN tác động theo đặc tính rơ le nhiệt Khi dòng điện qua aptomat vượt giá trị dòng điện khởi động điện từ RI tác động thường thời gian tác động nhanh, gần tức thời Ikđn Ikđđt I, A Hình Đặc tính bảo vệ Aptomat Khởi động từ Khởi động từ khí cụ điện dùng để điều khiển từ xa việc đóng, cắt, đảo chiều quay bảo vệ tải cho mạch điện động lực, đặc biệt mạch điện có tần suất đóng cắt cao Khởi động từ gồm công tắc tơ điện xoay chiều rơ le nhiệt lắp hộp 4 Rơle dòng điện Rơ le dòng điện kiểu điện từ làm việc theo nguyên lý dòng điện đầu vào tăng giá trị ngưỡng sau thời gian xác định rơ le phát tín hiệu thay đổi trạng thái tiếp điểm phụ đầu Rơ le dòng điện làm việc theo nhiều nguyên lý, nguyên lý nguyên lý dòng điện có thời gian phụ thuộc Theo đó, thời gian tác động rơ le phụ thuộc vào giá trị dòng điện đầu vào Giá trị lớn thời gian tác động nhỏ Rơ le kiểu PT85 dùng rộng rãi để bảo vệ ngắn mạch tải cho lưới – 10 kV, biến áp giảm áp 110 kV, 35 kV động điện cao áp Các tiếp điểm thường mở rơ le có khả đóng cho mạch dòng điện chiều xoay chiều tới A, điện áp tới 220 V Nếu mạch điều khiển cung cấp từ máy biến dòng tiếp điểm cho phép nối tắt tách mạch song song với dòng điện đạt tới 50 A Tiếp điểm nối để báo tín hiệu cho phép đóng cắt mạch tới 0,2 A dòng điện chiều A dòng điện xoay chiều Rơ le PT85 sử dụng thí nghiệm cài đặt với Ikđ = A Với giá trị tđặt = giây cho phép ta tính toán đặc tính cắt lý thuyết rơ le hình vẽ Hình Đặc tính cắt tính toán rơ le PT – 85, với tđặt = giây III PHƯƠNG PHÁP TIẾN HÀNH THỬ NGHIỆM Sơ đồ thử nghiệm A1 A2 A4 U~ RI K A3 V1 BI CD THT CC ATM KĐT AT Hình Sơ đồ nguyên lý mạch thử nghiệm thiết bị Các thiết bị dụng cụ đo dùng sơ đồ Cầu dao CD dùng để đóng cắt đưa nguồn điện vào sơ đồ thí nghiệm Vôn mét V1 dùng để đo điện áp lưới điện đầu vào 3 Ampe mét A1 dùng để đo dòng điện đầu vào máy biến áp tự ngẫu AT A1 có thang đo ÷ 30 A Máy biến áp tự ngẫu AT 10 - 20A dùng để điều chỉnh trơn điện áp Ampe mét A2 có thang đo ÷ 30 A dùng để đo dòng điện đầu vào máy biến áp tải Máy biến áp tải THT dùng để tạo nguồn dòng lớn (tới 200 A) Khóa K dùng để đóng mạch thử nghiệm rơle dòng điện RI Ampe A3 dùng để đo dòng điện đầu vào rơ le dòng điện (sơ cấp) Ampe A4 dùng để đo dòng điện đầu máy biến áp tải (dòng điện để thử nghiệm cầu chì (CC), Aptomat (ATM) khởi động từ (KĐT)) 10 Máy biến dòng BI tạo dòng điện nhỏ đưa vào rơ le cấu đo lường, báo hiệu Trình tự thí nghiệm Kiểm tra mạch điện để đảm bảo chắn có tiếp điểm đưa điện vào phần tử thử nghiệm vị trí đóng cầu dao CD tiếp điểm khác phải vị trí mở Bước Đưa núm điều chỉnh AT vị trí Bước Đóng cầu dao CD đưa điện vào sơ đồ thí nghiệm Bước Điều chỉnh nhanh máy biến áp tự ngẫu AT, quan sát ampe mét A1, A2, A4 để khống chế không cho AT THT bị phát nóng giới hạn, quan sát A 3, A4 để theo dõi giá trị dòng điện đưa vào phần tử thử nghiệm Tiếp tục điều chỉnh AT để nâng dòng điện đưa vào phần tử thử nghiệm giá trị tính toán từ trước Bước Cắt mạch cầu dao CD giữ nguyên vị trí điều chỉnh AT mạch dòng phần tử nguội tới nhiệt độ môi trường để không gây sai lệch giá trị thử nghiệm theo phát nóng Bước Đóng cầu dao CD để đưa điện vào mạch thí nghiệm mạch tín hiệu Quan sát ghi giá trị số đo A 3, A4 theo dõi mạch tín hiệu đồng hồ đo thời gian Khi phần tử thử nghiệm tác động ghi lại giá trị thời gian đồng hồ đo Bước Mở cầu dao CD, đưa sơ đồ trạng thái ban đầu IV NỘI DUNG CÁC BÀI THÍ NGHIỆM Bài Thử nghiệm cầu chì hạ áp Dây chảy cầu chì loại dây đồng tiết diện 0,95 mm Cầu chì đặt phải kiểm tra theo hạng mục sau : •Sự bên ngoài, làm kiểm tra mối tiếp xúc • Kiểm tra chọn dây chảy • Kiểm tra tính chọn lọc dây chảy mắc nối tiếp • Lấy đặc tính t = f(I) Kết thử nghiệm đặc tính t = f(I) ghi vào bảng Giá trị dòng điện I (A) đưa vào thử nghiệm Lần thử Thời gian tác động, t (giây) Thời gian tác động trung bình, t (giây) 3 3 Bảng Kết thử nghiệm dây chảy cầu chì Bài Thử nghiệm Aptomat Aptomat đưa vào thử nghiệm có dòng điện định mức 50 A Aptomat thử nghiệm theo hạng mục sau : • Đo điện trở cách điện trạng thái nguội cách điện kết cấu vỏ với cực không 10 MΩ nhiệt độ làm việc không 5MΩ • Đặt điện áp xoay chiều nâng cao tới kV thời gian phút o • Khi làm việc nhiệt độ không vượt 80 C • Thử nghiệm Aptomat làm việc lâu dài lấy Ithử = 1,1Iđmmc ,trong Iđmmc dòng điện ngắn mạch cấu mở chốt • Thử nghiệm lấy đặc tính I = f (t) Kết thử nghiệm đặc tính cắt tải t = f(I) ghi vào bảng Giá trị dòng điện I (A) đưa vào thử nghiệm Lần thử Thời gian tác động, t (giây) Thời gian tác động trung bình, t (giây) 3 3 Bảng Kết thử nghiệm đặc tính cắt tải aptomat Bài Thử nghiệm rơ le nhiệt khởi động từ Khởi động từ có dòng điện định mức 20 A Lấy đặc tính Ampe - giây rơ le nhiệt theo bội số tải t = f (I qt/Iđm ) Kết ghi vào bảng Giá trị dòng điện Iqt (A) đưa vào thử nghiệm Lần thử Thời gian tác động, t (giây) Thời gian tác động trung bình, t (giây) 3 3 Bảng Kết thử nghiệm đặc tính rơ le nhiệt khởi động từ Bài Thử nghiệm rơ le dòng điện có đặc tính phụ thuộc Rơ le cần thử nghiệm cài đặt ngưỡng khởi động I kđ = A Kiểm tra rơ-le PT-85 gồm hạng mục : • Kiểm tra bên kiểm tra phần khí Khi rơ le làm việc bình thường, khe hở đĩa quay mạch từ không vượt 0,3 mm phía Khi quay tới góc đĩa quay không “kẹt” Độ rơ cực đại cho phép khung mm, đĩa 0,5 mm phần ứng cắt nhanh 0,1 mm – 0,2 mm (theo hướng nằm ngang) Khe hở tiếp điểm thường mở không nhỏ mm tiếp điểm tín hiệu không nhỏ 1,5 mm • Kiểm tra cách điện đặc tính điện rơ-le Đặc điểm việc kiểm tra đặc tính rơ-le : Phần tử cảm ứng phải kiểm tra mắc vào mạch cung cấp từ điện áp dây, điều chỉnh dòng điện phải dùng biến trở để tránh làm sai lệch dạng dòng điện Kiểm tra phần tử điện từ giá trị dòng điện lớn mắc qua máy biến áp tải, dạng dòng điện ý nghĩa Dòng điện thời gian tác động rơ-le kiểm tra sau mở nắp để tránh ảnh hưởng vỏ tới từ trường rơ-le Khi xác định dòng tác động cần điều chỉnh tăng dòng điện từ từ, (0,5 ÷ 0,6)Iđặt Dòng điện hệ số trở cần xác định hai phương pháp : • Khi giảm dần dòng điện rơ-le, đưa cánh tay gạt phần tử hình quạt vào gạt cắt nhanh • Khi giảm đột ngột dòng điện từ giá trị 5Iđặt tới giá trị dòng trở để tay gạt vị trí ban đầu Khi xác định hệ số trở về, phần tử điện từ phải vị trí tương ứng với vị trí xuất phát chức cắt nhanh Đặc tính thời gian rơ-le kiểm tra theo nấc đặt biên thang thời gian theo nấc đặt dòng điện tác động Sau lần rơ-le tác động, lấy đặc tính thời gian cần rơ-le vị trí ban đầu 7 Các tiếp điểm rơ-le phải không rung không đánh lửa với dòng điện từ 105% dòng tác động giá trị dòng ngắn mạch phía sơ cấp phản ánh qua rơ-le Đặt dòng điện tác động cắt nhanh không nhỏ hai lần dòng điện đặt Iđặt rơ le tác động nhầm rung Nếu bảo vệ cắt nhanh không dùng đến cần phải loại trừ kiểm tra rơ-le không cho tác động cắt nhanh ứng với giá trị dòng ngắn mạch cực đại qua rơ-le Cần phải kiểm tra thời gian trở rơ-le không vượt 0,5 giây Việc kiểm tra bỏ qua rơ-le dùng để bảo vệ phần tử thiết bị điện đặt cuối đường dây (như bảo vệ động điện, bảo vệ máy biến áp có điện áp thứ cấp 220 V – 380 V) • Hiệu chỉnh kiểm tra rơ-le theo nấc đặt làm việc Lấy đặc tính t = f(IN/Ikđ) Kết ghi vào bảng Giá trị dòng điện IN (A) đưa vào thử nghiệm Lần thử Thời gian tác động, t (giây) Thời gian tác động trung bình, t (giây) 3 3 Bảng Kết thử nghiệm đặc tính rơ le dòng điện PHẦN HƯỚNG DẪN BÁO CÁO THÍ NGHIỆM Bộ môn Hệ thống điện Phòng thí nghiệm Hệ thống cung cấp điện C1 – 119 I Phương pháp xử lý kết thí nghiệm Ở ta sử dụng phương pháp xấp xỉ gần kỹ thuật để vẽ đường cong hàm quan sát y=f(x) Giả thiết cần tìm biểu thức giải tích hàm quan sát y = f (x) theo giá trị cho trước đối số x, hàm ta thay đa thức bậc n : Pn(x) Việc chọn bậc đa thức phụ thuộc mức xác yêu cầu phép gần Điều giải thích đồ thị ta xây dựng parabol bậc thứ n qua gần sát với điểm nhận thử nghiệm Ở ta xây dựng phương pháp bình phương cực tiểu Giả thiết có hàm thực nghiệm: xi x1 x2 x3 xn-1 xn yi y1 y2 y3 yn-1 yn Bảng Dạng hàm thực nghiệm Để đơn giản ta thay hàm thực nghiệm đa thức gần bậc hai y = a + bx + cx (1) Tiến hành tính hệ số a, b c nghĩa với giá trị này, đồ thị đa thức gần sát với điểm (xi, yi) i =1, n Ký hiệu εi độ lệch giá trị yi so với giá trị bảng đặt vào phương trình (1) cặp giá trị bảng (xi, yi), ta viết phương trình độ lệch: ε = a + bx + cx2 − y2 1  = a ε + bx cx 2 − y2  2 + (2) ε3 = a + bx + cx3 − y3   bx + ε n = a + n cxn − yn  Trong hệ phương trình ta coi số a, b, c biến chưa biết giá trị x1, x2, x3, , xn hệ số cho Như vậy, giá trị tốt số a, b c có tổng bình phương độ lệch εi nhỏ nhất, nghĩa : n ∑ εi i=1 2 2 = ε1 + ε2 + ε3 + + εn = f (a, b,c) hoặc: Bộ môn Hệ thống điện Phòng thí nghiệm Hệ thống cung cấp điện C1 – 119 Bộ môn Hệ thống điện Phòng thí nghiệm Hệ thống cung cấp điện C1 – 119 n 2 2 2 (a + bx + cx − y ) =(a + bx + cx − y ) + (a + bx + cx − y ) + + ∑ i=1 i i i 2 (3 ) + (a + + c) = bx n xf (a,b,c) − n n y Để cho hàm f(a, b, c) có giá trị nhỏ nhất, đạo hàm riêng theo a, b c ∂ ∂ ∂f =0 phả f f ∂c i triệ = t = tiê u, ng hĩa ; là: ∂ ; a ∂ b Lấy đạo hàm riêng phương trình (3), ta nhận hệ phương trình hệ số a, b c chưa biết : a (a + bx + cx1 − y1 ) + (a + bx + cx2n − y2 )+ + (a + bx n + cxn − yn ) = (a + bx1 + cx1 − y1 )x1 + (a + bx2 + cx2 − y2 )x2 + + (a + bxn + cxn − yn )xn = ( x a + + b 22 −2y ) x + (a + bx 1 1 Bộ môn Hệ thống điện Phòng thí nghiệm Hệ thống cung cấp điện C1 – 119 +2 cx −2 y )x + + (a + bx 2 2 +∑b+ c = ∑ x i y i x i=1 ∑ ∑  xx i +2 cx − y2 )x =0 i n n n n n n 2n an + b∑ x i + c∑ x i = ∑i i yi 2 =  + c a ∑ ∑x x i ( ) i b ∑ x  (  ) p h n g ( ) d ễ g i ả i i 22 i d n g + i i i i= 31 n41 n = 1 n n i t r ì n h i n = n3 n i H ệ đ ợ c b ằ n g c x2 p h ng pháp đại số II Mẫu bảng xử lý kết thí nghiệm Thử nghiệm dây chảy cầu chì Dòng tới hạn, Ith (A) …………… Bả ng M ẫu bả ng xử lý kết qu ả th ng hi ệm dâ y ch ảy cầ u ch ì Giá trị điện I ( vào thử Thử nghiệm aptomat Dòng điện định mức, Iđm (A) Giá trị dòng Thời gian tác động điện I (A) đưa trung bình, t (giây) vào thử nghiệm …………… t = f(I) …………………………… Bảng Mẫu bảng xử lý kết thử nghiệm aptomat Thử nghiệm rơ le nhiệt khởi động từ Dòng điện tải, Iqt (A) Dòng điện định mức, Iđm (A) Tỷ số Iqt/Iđm Thời gian tác động trung bình, t (giây) …………… t = f(Iqt/Iđm) …………………………… Bảng Xử lý kết thử nghiệm rơ le nhiệt khởi động từ Thử nghiệm rơ le dòng điện Dòng điện khởi động, Ikđ (A) Dòng điện IN (A) …………… Tỷ số IN/Ikđ Thời gian tác động trung bình, t (giây) t = f(IN/Ikđ) …………………………… Bảng Xử lý kết thử nghiệm rơ le dòng điện Các đường cong đặc tính có sau xử lý kết thực nghiệm biểu diễn hình vẽ tương ứng II Nhận xét ... chỉnh thi t bị đóng cắt bảo vệ điện áp thấp, sinh viên có khả năng: Xây dựng phương pháp thử nghiệm trình sản xuất, lắp đặt vận hành hệ thống thi t bị cung cấp điện Kiểm tra đặc tính bảo vệ thi t... định xem thi t bị có đủ điều kiện sử dụng thực tế hay không II ĐỐI TƯỢNG THỬ NGHIỆM Trong hệ thống cung cấp điện sử dụng nhiều thi t bị phạm vi thí nghiệm ta tiến hành thử nghiệm số thi t bị...I MỤC ĐÍCH Các thi t bị điện nói chung thi t bị đóng cắt, bảo vệ mạng hạ áp nói riêng, trước đưa vào vận hành cần phải thử