IV. XÁC ĐỊNH SƠ BỘ TRỌNG LƯỢNG RUỘT, VỎ.
2 Iđm + Icb ở nhánh b: I’’ =
- ở nhánh b: I’’ = 1
2Iđm - Icb
Dòng điện cân bằg Icb = U’/2R cùng pha với điện áp U’ bằng Iđm/2. Đò thị vectơ ở hình … cho thấy sự dao động điện áp trong một chu trình chuyển nấc phân áp. Loại chuyển mạch dùng điện trở có điện áp thay đổi lớn nhất nếu cosϕ = 1.
Hình 17.8 mô tả điều chỉnh điện áp khi dùng chuyển mạch kiểu kháng
điện. ở vị trí c và e cuộn kháng có điện kháng bình thường. ở vị trí làm việc a và f, dòng điện qua hai nửa cuộn kháng ngược chiều, điện kháng của kháng cùng với điện trở khá nhỏ có thể bỏ qua. ở vị trí này, dòng điện ở mỗi nhánh của vòng ngắn mạch (n và m) được mô tả chi tiết ở hình 17.8 dòng điện cân bằng là dòng từ hoá của kháng điện nối với điện áp mọt nấc điều chỉh. Bỏ qua
điện trở dây quấn và tổn hao lõi thép của kháng điện, dòng điện này là dòng phản kháng. Dòng điện từđầu phân áp 2 và 3 chảy đến k, khi bỏ qua trở kháng
phần dây quấn giữa hai đầu phân áp sẽ bằng 1 2Iđm (phụ tải định mức). Dòng điện qua nhánh n và m là: I’ = 1 2Iđm + I’’ = 1 2Iđm - Icb
Kháng điện thường thiết kế sao cho dòng điện từ hoá Iμ = Icb = 1
2Iđm (0,5 ÷ 0,6Iđm). Với thiết kế như vậy một trong hai giá trị I’ hoặc I’’ bằng Iđm (trường hợp này I’ = Iđm).
ở hình … chọn dòng điện cân bằng khi phụ tải có cosϕ = 0,8 sao cho I’ = Iđm.
Điện áp rơi do dòng điện cân bằng trên hai nửa của kháng điện bằng nhau về trị số nhưng lệch pha góc 1800 (ngược chiều nhau), bằng nửa điện áp một nấc điện kháng tương ứng của kháng điện là: Xmn = ' cb U I , U’ là điện áp một nấc phân áp. Điện kháng nửa dây quấn (nk hoặc mk) ở vị trí như trên hình … là: Xnk = Xmk = 1 4Xmn = 1 4. ' cb U I (tỷ lệ với bình phương số vòng dây)ư
Nếu khán được thiết kếứng với Icb = 0,5Iđm thì Xmn = 2 '
dm U I ; Xnk = 1 2 ' . dm U I .
Điện áp rơi khi phụ tải là định mức trên kháng Xnk là 0,5 U’. Khi cuộn kháng thiết kế ứng với Icb> 0,5Iđm điện áp rơi IđmXnk < 0,5U’ và ngược lại, nếu Icb < 0,5 Iđm thì điện áp rơi IđmXnk > 0,5U’.
Giả thiết điện áp phía sơ cấp không thay đổi, sơ cấp không có dây quấn
điều chỉnh, theo đồ thị vecto (hình …), bỏ qua điện trở của cuộn kháng, ta đi
đến kết luận: khi dùng chuyển mạch kiểu cuọn kháng, điện áp rơi trên chuyển mạch sẽ càng lớn nếu cosϕ càng gần tới 0.
Đồ thị vecto trên hình… và … sẽứng với I = Iđm. So sánh hai trường hợp có cùng dòng điện phụ tải và dòng cân bằng, phụ tải có thể thay đổi, dòng cân bằng vẫn không đổi. Ta có kết luận:
2. Điện áp đặt lên dây quấn của kháng điện (hình …) gấp đoi điện áp một nấc điều chỉnh. Cuộn kháng sẽđược thiết kếứng với điện áp 2U’.
3. Loại chuyển mạch dùng điện trở không thiết kếđiện trở thường xuyên mang dòng điện, vì vậy phụ tải nhiệt tính ứng với khoảng thời gian chuyển nấc. Thời gian chuyển nấc càng nhỏ, kích thước điện trở càng bé.
Để đề phòng khả năng chuyển mạch không đến đúng vị trí (do hư hỏng phần cơ), người ta đặt thêm bộ nguồn một chiều (pin) báo tín hiệu chỉ vị trí của chuyển mạch, đồng thời báo điện trở của chuyển mạch hết thời gian mang dòng
điện.
Trong khoảng thời gian chuyển mạch làm việc, sự dao động điện áp khó phát hiện. Về việc dập tắt tia lửa hồ quang xuất hiện ở tiếp điểm chuyển mạch, loại dùng điện trở nhanh dập tắt hơn loại dùng cuộn kháng. Nhược điểm loại dùng điện trở là thiết bị phức tạp. Khi đươc chế tạo cẩn thận, chuyển mạch kiểu
điện trở làm việc khá tin cậy. Chuyển mạch kiểu điện trở thường chế tạo ứng với 20 đến 100 lần làm việc trong một ngày ở điện áp 220kV.
Dây quấn có số vòng dây thay đổi thường nối sao. Phần dây quấn điều chỉnh thường đặt kề điểm trung tính như vậy cho phép chế tạo các bộ chuyển mạch ba pha điện áp cao giữa các phần của chuyển mạch là điện áp thấp. Nối sao và đặt nấc điều chỉnh gần đầu cực hoặc giữa bối dây chỉ trong các trường hợp cá biệt, như khi cần điều chỉnh riêng từng pha máy biến áp tự ngẫu.
Khi phía điện áp cao thường xuyên nối đất, chuyển mạch được nối phía
điểm trung tính, các điện chuyển mạch nhỏ hơn nhiều so với điện áp định mức, khi đó dễ dàng chế tạo chuyển mạch cho điện thế dưới tải ở điện áp cao (tới 500 kV).
