Ứng dụng COMPANO 100

tài liệu hướng dẫn sử dụng COMPANO 100 COMPANO 100 là hợp bộ thí nghiệm đa năng và gọn nhẹ, tích hợp cả nguồn dòng và nguồn áp, phục vụ cho nhiều hạng mục thí nghiệm trong một hệ thống điện: nhà máy phát điện, hệ thống truyền tải và phân phối điện năng, ngành đường sắt và các ngành công nghiệp. Hợp bộ được trang bị pin (khả sạc), do vậy không cần nguồn điện bổ sung khi thực hiện thí nghiệm Một số đặc điểm nổi bật của COMPANO 100: • Là 1 thiết bị với rất nhiều chức năng. • Thí nghiệm an toàn nhờ chức năng tắt nguồn khẩn cấp. • Giá trị đầu ra điều chỉnh được. • Kích thước nhỏ gọn, trọng lượng thấp. • Phát tín hiệu kiểm tra cực tính. Ứng dụng trong nhiều mục đích: • Thí nghiệm tại hiện trường. • Ứng dụng trong ngành đường sắt và một số ngành công nghiệp. • Cung cấp dịch vụ: chế tạo và cho thuê thiết bị. Đáp ứng theo các tiêu chuẩn: IEC 610101 và EN 610102030.

ỨNG DỤNG CỦA COMPANO 100

I Tổng quan về COMPANO 100

- COMPANO 100 là hợp bộ thí nghiệm đa năng và gọn nhẹ, tích hợp cả nguồn dòng

và nguồn áp, phục vụ cho nhiều hạng mục thí nghiệm trong một hệ thống điện: nhà máyphát điện, hệ thống truyền tải và phân phối điện năng, ngành đường sắt và các ngành côngnghiệp Hợp bộ được trang bị pin (khả sạc), do vậy không cần nguồn điện bổ sung khi thựchiện thí nghiệm

Hình 1: Giao diện mặt trên của COMPANO 100

Hình 2: Giao diện mặt bên của COMPANO 100

- Thống kê ứng dụng của COMPANO 100 và một số hợp bộ điển hình khác:

Hình 3: Ứng dụng của COMPANO 100 và một số hợp bộ thí nghiệm OMICRON điển hình

- Một số đặc điểm nổi bật của COMPANO 100:

 Là 1 thiết bị với rất nhiều chức năng

 Thí nghiệm an toàn nhờ chức năng tắt nguồn khẩn cấp

 Giá trị đầu ra điều chỉnh được

 Kích thước nhỏ gọn, trọng lượng thấp

 Phát tín hiệu kiểm tra cực tính

- Ứng dụng trong nhiều mục đích:

 Thí nghiệm tại hiện trường

 Ứng dụng trong ngành đường sắt và một số ngành công nghiệp

 Cung cấp dịch vụ: chế tạo và cho thuê thiết bị

- Đáp ứng theo các tiêu chuẩn: IEC 61010-1 và EN 61010-2-030

II Ứng dụng của COMPANO 100

1 Thí nghiệm đo điện trở tiếp xúc máy cắt, các mối nối, điểm tiếp xúc…

a Thí nghiệm Micro-ohm

- Đối với thí nghiệm Micro Ohm (μΩ), ta có thể sử dụng điện trở mẫu shunt RIEDON500A/50mV (phụ kiện đi kèm hợp bộ COMPANO 100)

Hình 4: Điện trở shunt RIEDON 500 A/50 mV

- Trình tự các bước thực hiện:

 Bước 1: Nối đầu ra I OUT tới các bu lông của điện trở shunt thông qua các sợi cápcao dòng và kẹp cá sấu

 Bước 2: Nối đầu vào IN 1 tới các adapter cực đen được nối sẵn vào điện trở shunt

 Bước 3: Nhấn nút ‘‘ ’’ và chọn module ứng dụng Micro Ohm

Hình 5: Sơ đồ thực tế nối dây điện trở shunt RIEDON 500 A/50 mV

Hình 6: Sơ đồ nguyên lý nối dây điện trở shunt RIEDON 500 A/50 mV

 Bước 4: Sử dụng núm xoay để thiết lập giá trị dòng điện 10 A

Hình 7: Giao diện thẻ QUICK của COMPANO 100

 Bước 5: Nhấn nút Start/Stop để bắt đầu phát dòng Nên chờ một vài giây để ổn địnhdòng điện đầu ra Khi đó, màn hình sẽ hiển thị giá trị dòng điện (9,996 A) mà COMPANO

100 cấp vào điện trở shunt, giá trị điện áp shunt đo được ở phần IN 1 (1,07 mV), và giá trịđiện trở shunt (107,2 μΩ) ở phần R

Hình 8: Giao diện thẻ QUICK của COMPANO 100

- Chú ý: Trong trạm biến áp thực tế, bạn có thể cần phải nối đầu ra cao dòng tới 1thanh cái, và thực hiện thí nghiệm Micro Ohm theo từng phần Do vậy, phần mềm củaCOMPANO 100 có thêm chức năng lưu trữ nhiều kết quả nhờ nhấn nút Keep result

b Phương pháp 4 dây

Hình 9: Thí nghiệm đo điện trở tiếp xúc máy cắt bằng COMPANO 100

- Nhằm loại bỏ các ảnh hưởng của điện trở tiếp xúc của kẹp nối đến tiếp điểm củamáy cắt, ta cần sử dụng phương pháp 4 dây (4 điểm tiếp xúc) Dòng được cấp vào bằng 2dây, điện áp được đo thông qua 2 dây còn lại

- Do chỉ có 1 dòng điện không tải chạy qua kênh đo áp, nên không có điện áp rơi ởtrên kẹp cấp dòng; nghĩa là không có điện áp rơi gây ảnh hưởng đến kết quả đo Cần lưu ýrằng điểm đấu nối của kẹp đo áp sẽ quyết định phần điện trở được đo

Hình 10: Phép đo điện trở tiếp xúc máy cắt bằng COMPANO 100

- Khi thực hiện thí nghiệm đo điện trở tiếp xúc máy cắt, bạn có thể thực hiện theo 2phương án sau:

 Phương án 1: chỉ đo điện trở tiếp xúc Đây là giá trị được nhà sản xuất máy cắt ghitrong thông số kỹ thuật Phương án này nhằm xác định thông số kỹ thuật của máy cắt

 Phương án 2: đo thêm cả điện trở của các tiếp điểm của máy cắt vào phép đo Đây

là phương án phù hợp cho các phép đo bảo dưỡng bởi tiếp điểm máy cắt với thanh cái cóthể bị quá nhiệt khi gặp sự cố (kể cả khi điện trở tiếp xúc của máy cắt nằm trong giới hạncho phép)

- Với máy cắt cao áp, việc chọn tiếp điểm là rất dễ vì ta có thể dùng kẹp nối dây tạimọi điểm

c Các thiết bị kết nối chuyên dụng

- Với máy cắt trung áp (VD: máy cắt có tiếp điểm tulip), việc sử dụng phương phápbốn dây là không khả thi, vì các mấu của tiếp điểm tulip được nối điện trở cao, do đó làmsai lệch kết quả đo

Hình 11: Máy cắt có tiếp điểm tulip

- Do vậy, nhằm đo dược toàn bộ điện trở tiếp xúc của máy cắt, ta nên sử dụng thanhthay thế tiếp điểm của thanh cái

Hình 12: Thanh thay thế tiếp điểm của thanh cái

- Nếu chỉ đo điện trở tiếp xúc, tiếp điểm tulip cần bị gỡ ra khỏi máy cắt Trong nhiềutrường hợp, việc tiếp cận tiếp điểm là rất khó vì chỉ có một mấu nhỏ trong cả khối kim loạilớn Khi đó, ta cần sử dụng tuavit Kelvin Tuavit Kelvin thiết lập một tiếp điểm dòng lớn vớimấu; và một tiếp điểm áp với bề mặt xung quanh mấu Tuavit Kelvin phù hợp với nhiều loạimấu khác nhau thông dụng cho máy cắt.

Hình 13: Tuavit Kelvin

- Kẹp Kelvin cũng cho phép thiết lập 2 kết nối độc lập bằng 1 kẹp Hai thanh ngoặccủa kẹp được cách điện với nhau Kẹp loại này là lý tưởng khi kết nối với dây dẫn lớn nhưthanh cái hay tấm nối (spades) của máy cắt

Hình 14: Kẹp Kelvin

- Đối với phép đo thực tế, ta nối cáp cao dòng tới đầu ra dòng I OUT, và cáp điện áptới đầu vào đo lường IN 1 Khi đã nối xong: Mở module ứng dụng Micro-ohm, thiết lậpdòng, và ấn nút Start/Stop để thực hiện đo Dừng đo khi kết quả đã ổn định

- Trong trường hợp đầu ra tự động dừng do dòng lớn đẩy COMPANPO 100 tới giớihạn nhiệt của hợp bộ, kết quả đo vẫn tạm thời được lưu lại

- Chú ý: COMPANO 100 chỉ có thể cấp đầu ra 100 A DC trong vài giây Vì vậy,COMPANO 100 không thể thực hiện thí nghiệm máy cắt có gắn CT (thường là máy deadtank) bởi thí nghiệm này cần nhiều thời gian hơn để hoàn toàn bão hòa tất cả CT trước khithực hiện phép đo

2 Thí nghiệm MCB

- MCB (miniature circuit breaker) được thí nghiệm trong nhà máy, và thường làm việctin cậy trong suốt thời gian sử dụng Tuy nhiên, trong một vài trường hợp, ta cần thí nghiệmMCB COMPANO 100 có khả năng thí nghiệm khoảng 90% các máy cắt ≤ 13 A, và 80%các máy cắt 16 A

- Dòng sự cố được MCB phát hiện càng lớn, máy cắt trip càng nhanh Hầu hết MCB

có thể phát hiện quá dòng từ và nhiệt, vậy nên khi vượt qua 1 mức dòng điện nhất định,MCB trip cực kỳ nhanh

a Thí nghiệm MCB thủ công với QUICK

 Với thí nghiệm này, ta cách ly MCB khỏi mạch điện

 Sau đó: nối MCB với đầu ra I OUT của hợp bộ thí nghiệm COMPANO 100

Hình 15: Sơ đồ nối dây MCB với COMPANO 100

 Để thực hiện thí nghiệm đơn lẻ thủ công, ta sử dụng module ứng dụng QUICK: thiếtlập trigger cho I OUT Overload, cài đặt dòng đầu ra, và đợi cho MCB trip

 Bộ chỉ thị quá tải bị trễ 200 ms theo 1 trong 2 hướng: thuận và nghịch Nếu bạn thựchiện đo theo thời gian sử dụng trigger “Overload”, bạn cần thêm vào hoặc trừ đi 200 mstương ứng từ kết quả đo

b Thí nghiệm MCB tự động với FLEX

- Ví dụ này chỉ ra cách thực hiện đo tự động tại 3 điểm thí nghiệm đặc biệt Sử dụngmodule ứng dụng FLEX để lập trình 1 chuỗi phát hiện quả tải đầu ra khi MCB trip Thínghiệm bán tự động đó càng có ý nghĩa khi thí nghiệm nhiều MCB hơn

- Ba điểm thí nghiệm là:

 Đầu tiên, dòng để trip từ (VD: 5 lần dòng danh định)

 Điểm cuối cùng với phát hiện quá dòng nhiệt gây trip và phát hiện quá dòng từkhông gây trip (VD: 3 lần dòng danh định)

 Và 1 khoảng thời gian dài hơn có dòng danh định cho thí nghiệm ổn định (khi MCBvẫn còn ấm sau khi trip nhiệt trước đó)

- Trình tự các bước thí nghiệm:

 Bước 1: Bước đầu tiên của 1 chuỗi FLEX là bước khởi tạo dòng với độ lớn bằng 5lần dòng danh định, với 1 trigger I OUT Overload, và 1 timeout 2 giây để bảo vệ mạch vàcáp đề phòng sự cố

Hình 16: Giao diện màn hình module FLEXKhi MCB trip, thời gian vận hành được ghi lại.

 Bước 2: Ở bước tiếp theo, MCB cần phải được đóng lại bằng tay Để phát hiện việcđóng, ta thêm bước chuỗi 2, và thiết lập dòng đầu ra I OUT = 1 A, timeout 10 phút, và 1trigger I OUT Overload GO Nhờ vậy, bạn có đủ thời gian để đóng MCB

Hình 17: Giao diện màn hình module FLEX

 Bước 3: Để tránh phải cầm MCB trong khi trip, ta có thể thiết lập bước chuỗi bổ sung

3 với dòng 0 A trong 5 giây

Hình 18: Giao diện màn hình module FLEX

 Bước 4: thêm bước chuỗi 4 với dòng đầu ra gấp 5 lần dòng danh định Trong bướcnày, cơ chế nhiệt của MCB phải phản ứng trong khoảng từ 6 giây đến 3 phút

Hình 19: Giao diện màn hình module FLEX

 Bước 5: thêm 2 bước chuỗi nữa với giá trị như bước trước: bước chuỗi 5 với dòngđầu ra 1 A, timeout 10 phút, trigger Overload go; và 1 bước chuỗi 6 với 0 A trong 5 giây

 Bước 6: Tại bước chuỗi cuối cùng - bước chuỗi 7, ta thêm 1 bước thí nghiệm ổnđịnh với dòng đầu ra 13 A trong 10 phút MCB không được trip trong khoảng thời gian này,sau đó thiết lập I OUT Overload, lần này không được diễn ra quá tải

Hình 20: Giao diện màn hình module FLEX

- Ví dụ, đối với MCB 13 A, với đặc tính quá dòng theo thời gian được trình bày ở trên,chuỗi được trình bày theo dạng bảng như sau:

Bảng 1: Trình tự thí nghiệm MCB tự động bằng module FLEXBướ

2 s I OUT Overload

Bước

6 0 5 s Off

 Trước khi bắt đầu thí nghiệm, hãy đảm bảo là MCB đang đóng

 Nhấn nút Start/Stop MCB phải trip ngay lập tức

 Đóng MCB trong vòng 10 phút tiếp theo Bạn sẽ nghe thấy MCB kêu vo vo, do trip từđang hoạt động nhưng lại không đủ mạnh để trip

 Cuối cùng, sau một khoảng thời gian (dưới 3 phút), MCB sẽ trip lần nữa

 Đóng MCB trong vòng 10 phút tiếp theo MCB không được trip lại do dòng danh định

là 13 A

- Để xem kết quả của từng bước chuỗi đơn lẻ, hãy nhấn nút mềm Previous hoặcNext Kết quả có thể hiển thị theo thứ tự sau:

 Bước chuỗi 1: thời gian trip từ tại giá trị dòng bằng 5 lần dòng danh định

 Bước chuỗi 4: thời gian trip nhiệt tại giá trị dòng điện bằng 3 lần dòng danh định

 Bước chuỗi 7: (hopefully) timed-out

- Hầu hết các máy cắt với dòng danh định 13 A và 16 A trip một thời gian dài trước khiđạt đến giới hạn trong của hợp bộ thí nghiệm, đó là trước khi xảy ra quá tải nhiệt củaCOMPANO 100 Tuy nhiên, nếu máy cắt có thời gian trip dài nhưng đặc tính quá dòng theothời gian vẫn nằm trong dung sai, COMPANO 100 có thể không trip máy cắt đó

- Do vậy cần chú ý: COMPANO 100 có thể được sử dụng để kiểm định độ tin cậy củaMCB thông qua việc kích hoạt MCB trip Tuy nhiên, nó không thể xác định tin cậy trong tất

cả các trường hợp rằng MCB không làm việc tin cậy, đặc biệt khi quá tải nhiệt làm dừngđầu ra dòng của hợp bộ thí nghiệm trước khi MCB trip

- Bộ chỉ thị quá tải bị trễ 200 ms theo 1 trong 2 hướng: thuận và nghịch.Vậy nếu bạnthực hiện đo theo thời gian sử dụng trigger “Overload”, bạn cần thêm vào hoặc trừ đi 200

ms tương ứng từ kết quả đo

3 Thí nghiệm rơ le quá dòng

a Thí nghiệm rơ le quá dòng sử dụng module ứng dụng Quick

- Chương này giới thiệu cho bạn cách thực hiện kiểm tra thủ công một rơ-le quá dòng

- Trong trạm biến áp, đầu vào rơ-le (chân 8 và 9) sẽ được nối với một máy biến dòng(CT) nhằm giám sát dòng điện trên đường dây

Để thí nghiệm rơ-le, hãy kết nối các đầu vào này với đầu ra dòng điện COMPANO 100 IOUT Cực tính không quan trọng với thí nghiệm này Cắm các đầu kết nối lục giác với

COMPANO 100, và các đầu nối dạng giắc chuối vào rơ-le Điều này giúp bạn đấu nối màkhông cần các adapter bổ sung.

Vì bạn đang thí nghiệm với dòng điện hạn chế, vì vậy bạn có thể sử dụng các loại cáp nhỏhơn cho thí nghiệm này

Trong trạm biến áp, đầu ra của rơ-le (chân 2, 3 và 6) sẽ được kết nối với một máy cắt (CB)

để cắt máy cắt trong trường hợp phát hiện quá dòng

Để thí nghiệm rơ-le, hãy kết nối đầu ra của nó với BINARY INPUT IN 1 của hợp bộ thínghiệm COMPANO 100 (xem sơ đồ kết nối ở hình trên)

Kết nối đầu vào COMPANO 100 IN 1 với tiếp điểm trip 50 của rơ-le quá dòng (đầu ra 2, sửdụng cáp màu đỏ) và với các tiếp điểm khác (đầu ra 3, sử dụng cáp màu đen)

Tiếp tục: cắm cáp kết nối đầu lục giác với COMPANO 100 và cáp kết nối giắc chuối với le

Sau đó, sử dụng cáp ngắn màu đỏ để nối ngắn chân 50 với 51 (đầu ra 2 và 6) ngay tại le

rơ-Kiểm tra các thiết lập trên bảng điều khiển của rơ-le:

Rơ-le bảo vệ quá dòng BE1-50/51B được thiết kế cho các mạch 5A, vì thế nó sẽ khởi độngthô trong khoảng 5A

Đầu ra 50 trip ngay lập tức nếu dòng điện vượt quá 50 A Đầu ra 51 trip nhanh hơn nếudòng điện phát hiện càng lớn Nếu như bạn kết nối song song cả 2 đầu ra, bạn sẽ đo đượcđầu ra phản ứng trước.

Xác định và ghi nhận dòng khởi động

1 Xoay núm xoay cho đến khi I OUT trong khoảng mong muốn Bạn sẽ thấy một khungmàu đỏ quanh phần giao diện người dùng trong khoảng mong muốn I OUT có thể có vùnghiển thị theo mặc định, vì vậy, việc lựa chọn chính xác là không cần thiết

2 Nhấn vào núm xoay để vào trường I OUT trong chế độ chỉnh sửa Sau đó Xoay númxoay để đặt giá trị đến 4 A

3 Nhấn nút Start/Stop để kết thúc (bây giờ có đèn sáng màu màu xanh)

Trường I OUT hiển thị giá trị dòng điện đo được tức thời Nhấn núm xoay lúc này sẽ trả về

chế độ chỉnh sửa và hiển thị giá trị mới cài đặt Xoay núm xoay sẽ thay đổi giá trị Nhấnnúm xoay một lần nữa sẽ trả về chế độ hiển thị

Đèn LED Active/Pick-up ở mặt trước của rơ-le sẽ sáng xanh để báo hiệu rơ-le đang hoạt

5 Nhấn nút Keep result để lưu lại giá trị dòng khởi động.

Xác định và lưu lại giá trị dòng trở về

1 Bạn nên tiếp tục ở chế độ chỉnh sửa I OUT

Nếu không, Xoay núm xoay cho đến khi I OUT trong khoảng mong muốn, và nhấn núm

xoay để vào trường I OUT trong chế độ chỉnh sửa.

2 Sau đó Xoay núm xoay từ từ ngược chiều kim đồng hồ để giảm giá trị dòng điện cho đến

khi đèn LED Active/Pick-up của rơ-le hiện xanh trở lại Lúc này bạn đã thu được giá trị

dòng trở về của rơ-le

3 Nhấn nút Start/Stop để kết thúc thí nghiệm, và ngắt dòng đầu ra Bằng cách ngừng đầu

ra, bạn có thể lưu kết quả một cách tự động, không cần nhấn nút Keep Result Như bạnthấy trên màn hình, đã có một bản ghi bổ sung được thêm vào (3)

Để tìm các bản ghi, hãy nhấn phím mềm Previous và Next

Nếu bạn nhấn Continue sau lần thí nghiệm cuối cùng và quay về màn hình mô-đun ứng dụng Quick, hãy nhấn Show Results.

Nếu như bạn muốn lưu kết quả kiểm tra, hãy mở nắp ngăn chứa USB và Ethernet ởmặt điều khiển phía trước COMPANO 100 Ở đó bạn sẽ thấy một cổng USB Cắm USB và

lưu kết quả dưới định dạng XML vào đó bằng cách nhấn phím Save.

Xác định thời gian trip của rơ-le với các giá trị dòng điện khác nhau

Bất cứ khi nào bạn cần cài đặt bộ đếm thời gian, hãy nhấn phím Timer Configuration Tuy nhiên, theo mặc định, bộ đếm thời gian bắt đầu đếm và chạy khi

COMPANO 100 bị tắt Vì vậy, bạn không cần cấu hình cho chức năng này

Bạn có thể dễ dàng kiểm tra cài đặt bộ đếm thời gian Sau đó nhấn phím QUICK để trở vềmô-dul ứng dụng QUICK

1 Bấm phím Clear Results để chỉnh sửa.

2 Đặt dòng điện đầu ra là 6 A theo mô tả ở trên ( Xác định và ghi lại dòng điện khởi động)

3 Nhấn nút Start/Stop (bây giờ có đèn sáng màu xanh lá cây) Bộ đếm thời gian bắt đầuchạy

4 COMPANO 100 tạo ra một dòng điện 6A Trường I OUT hiển thị giá trị dòng điện tức thời

đo được

Ở giá trị dòng điện này, rơ-le có nhiệm vụ trip và đóng tiếp điểm 51 sau khoảng 80 s

5 Tiếp điểm đóng 51 có 3 hiệu ứng đối với hợp bộ thí nghiệm COMPANO 100:

 Nó ngắt dòng đầu ra Lý do: theo mặc định, mô-dul ứng dụng QUICK được cấu hình

để kích hoạt với sự thay đổi ở đầu vào nhị phân IN 1 (biểu thị bởi biểu tượng phíadưới bên phải màn hình QUICK)

 Nó ngừng bộ đếm thời gian Nguyên nhân: khi COMPANO 100 ngắt dòng điện đầu

ra, nó cũng ngừng bộ đếm thời gian

 Khi đầu ra ngừng lại, kết quả tự động được ghi lại

Kết quả của thí nghiệm: tín hiệu trip ở 6,009 A sau thời gian 1:25 phút