4. Cấu trúc nội dung của luận văn
3.5. Kết luận chương 3:
Trong chương 3, đề tài tiến hành mô phỏng máy biến dòng ứng với ba vật liệu làm lõi khác nhau: tôn 3409, 23ZH90 và 2605SA1các trường hợp hoạt
a) b)
động với dòng điện sơ cấp có giá trị định mức, gấp 2 lần định mức và giá trị định mức thay đổi điện trở thứ cấp (từ 1Ω thành 1,7 Ω).
- Khi dòng điện sơ cấp định mức (tải thứ cấp r2 = 1Ω):
Sai số trị số và sai số góc đối với tôn 23ZH90 có giá trị thấp hơn so với loại tôn 3409. Với vật liệu từ vô định hình 2605SA1: Đường cong biểu diễn 120 lần dòng điện thứ cấp có dạng sin và có giá trị rất sát với đường cong dòng điện sơ cấp.
- Khi dòng điện sơ cấp gấp 2 lần định mức (tải thứ cấp r2 = 1Ω):
Kết quả đối với tôn 3409 và tôn 23ZH90: Đường cong biểu diễn 120 lần dòng điện thứ cấp có dạng xung, có giá trị xa với đường cong dòng điện sơ cấp, có xuất hiện xung nhọn ở cuối chu kỳ. Do đó gây ra sai số trị số và sai số góc.
Với vật liệu từ vô định hình 2605SA1: có xuất hiện xung nhọn trên đường cong nhưng giá trị của xung nhọn là không lớn. Do đó giá trị sai số trị số và sai số góc sẽ nhỏ.
- Khi dòng điện sơ cấp định mức và thay đổi điện trở thứ cấp (từ 1Ω thành 1,7 Ω):
Với tôn 3409, dòng điện thứ cấp có dạng xung, có giá trị xa với đường cong dòng điện sơ cấp, sai số trị số và sai số góc có giá trị rất lớn. Còn kết quả đạt được với tôn 23ZH90 và 2605SA1 không thay đổi.
Như vậy, tác động của điện trở thứ cấp lên sai số máy biến dòng là rất nhỏ trong trường hợp dòng điện sơ cấp có giá trị định mức và vật liệu từ có tổn hao thấp. Đồng thời, qua kết quả đạt được ta cũng thấy đáp ứng của vật liệu từ 2605SA1 với sai số của máy biến dòng vẫn tốt hơn rất nhiều so với tôn 23ZH90 và tôn 3409.
cấp). Do đó cải thiện chất lượng của vật liệu từ làm mạch từ sẽ cải thiện đáng kể sai số đạt được. Mặt khác, trong các điều kiện làm việc không định mức của máy biến dòng, dòng điện thứ cấp có thể không có dạng sin, điều này gây ảnh hưởng xấu đến các thiết bị nối phía sau máy biến dòng (công tơ, rơle,..). Với vật liệu từ vô định hình (2605SA1) được làm mạch từ cho máy biến dòng có tổn hao từ trễ thấp, mắt từ trễ nhỏ làm dòng điện thứ cấp đầu ra có giá trị gần sin hơn tức là đáp ứng tốt hơn so với các loại vật liệu từ có tổn hao lớn.
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Đóng góp khoa học của luận văn
Qua quá trình nghiên cứu, đề tài đã đạt được một số đóng góp như sau: 1) Đề tài đã trình bày vật liệu từ mềm VĐH, ứng dụng của vật liệu này để chế tạo mạch từ máy biến dòng điện.
2) Đề tài đã phân tích sai số của một máy biến dòng phụ thuộc chủ yếu vào loại vật liệu của mạch từ và kết cấu của mạch từ. Do đó thay đổi vật liệu từ ta sẽ thay đổi được dòng từ hóa I0 và góc tổn hao ψ, từ đó tác động lên sai số của máy biến dòng. Chính vì vậy, đề tài đã đề xuất dùng vật liệu từ VĐH làm lõi từ cho máy biến dòng sẽ làm giảm sai số so với các loại tole cán lạnh thông thường.
3) Đề tài sử dụng phần mềm Ansys Maxwell để mô phỏng máy biến dòng với ba loại tôn khác nhau: tôn 3409, 23ZH90 và 2605SA1; ứng với các trường hợp với dòng điện sơ cấp có giá trị định mức, gấp 2 lần định mức và giá trị định mức thay đổi điện trở thứ cấp (từ 1Ω thành 1,7 Ω). Kết quả cho thấy, sai số máy biến dòng phụ thuộc rất nhiều vào chất lượng của mạch từ và ít phụ thuộc vào các yếu tố bên ngoài (điện trở thứ cấp). Với vật liệu từ VĐH (2605SA1) dòng điện thứ cấp đầu ra có giá trị gần sin hơn tức là đáp ứng tốt hơn so với các loại vật liệu từ có tổn hao lớn.
Hướng phát triển của luận văn:
Đề tài nghiên cứu đã đưa ra một hướng mới trong việc chế tạo máy biến dòng sử dụng vật liệu từ vô định hình. Cần có nhiều công trình nghiên cứu hơn nữa để máy biến dòng lõi thép VĐH được chế tạo thành sản phẩm trên thị trường.
hình.
- Nghiên cứu về tác động của dòng điện chứa sóng hài bậc cao lên độ chính xác của biến dòng điện đo lường nhằm đảm bảo độ chính xác của phép đo.
DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] Phạm Văn chới - Bùi Tín Hữu - Nguyễn Tiến Tôn (2006) “Khí cụ điện,”
in Nxb Khoa học và Kỹ thuật, Hà Nội, .
[2] Bộ Công thương (2009) “Nghiên cứu thiết kế và chế tạo máy biến áp có tổn hao không tải thấp, sử dụng vật liệu thép từ vô định hình, siêu mỏng,
chế tạo trong nước,” Quyết định số 6228/GĐ – BCT của Bộ trưởng Bộ
Công Thương, ngày 10 tháng 12 năm 2009 của Công ty cổ phần chế tạo biến áp và vật liệu điện Hà Nội.
[3] Lê Thị Mai Hoa (2001) “Luận văn Cao học,” Các tính chất từ của vật liệu
vô định hình và nano tinh thể sản xuất Pilot, p. 2001.
[4] Ngô Đức Kiên (2011) “Luận văn Thạc Sĩ, Nghiên cứu sai số của biến
dòng lõi từ trong điều kiện dòng điện không sin,” in Trường Đại học Bách
Khoa Hà Nội, .
[5] Nguyễn Hoàng Nghị - Phạm Văn Bình (2009) “Sử dụng vật liệu từ tiên tiến để chế tạo lõi biến thế - Xu thể trên thế giới và khả năng của nước ta,” vol. 5, p. 33.
[6] Nguyễn Trung Kiên (2013) “Luận Văn Thạc Sĩ, Nghiên cứu công nghệ chế tạo máy biến dòng đo lường trung thế có lõi thép là vật liệu từ vô định
hình,” in Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội, .
[7] Phạm Văn Bình Lê Văn Doanh (2011) “Máy biến áp – lý thuyết – vận
hành – bảo dưỡng – thử nghiệm,” Nxb Khoa học và Kỹ thuật, Hà Nội,
vol. 2, pp. 1–619.
[8] Trần Đình Long (2008) “Bảo vệ các hệ thống điện,” in Nhà xuất bản khoa
[9] Analysis Electromechanical (2011) “Ansys Maxwell 3D 16,” User’s
Guid. - Maxwell 3D, vol. 14, p. 1011.
[10] Barry W. Kennedy (1988) “Energy Efficient Transformers.” pp. 127– 146, 1988.
[11] Decristofaro Nicholas (2002) “Amorphous Metals in Electric-Power Distribution Applications,” vol. 23, no. 5, pp. 50–56.
[12] Harry W. NG, Ryusuke Hasegawa, Lee Albert, Larry A. Lowdermilk
(1991) “Amorphous Alloy Core Distribution Transformers,” Proc. IEEE,
vol. 79, no. 11, pp. 1608–1623.
[13] Materials Magic - Hitachi Metals (2014) “Amorphous Alloys for
Transformer Cores,” Metglas, Inc.
[14] Moses A. J. (2002) “Iron-Based Amorphous Ribbon – Challenges And
Opportunity For Power Applications,” J. Optoelectron. Adv. Mater., vol.
4, no. 2, pp. 231–236.
[15] Report Technical Study “Energy Efficient Transformers.”
[16] Salach Jacek, Lech Hasse, Roman Szewczyk, Janusz Smulko, Piotr Frydrych, Aleksandra Kolano-burian (2012) “Low Current Transformer Utilizing Co-Based Amorphous Alloys,” vol. 48, no. 4, pp. 1493–1496. [17] Steinmetz Thorsten, Bogdan Cranganu-Cretu, Jasmin Smajic (2010)
“Investigations of no-load and load losses in amorphous core dry-type
transformers,” XIX Int. Conf. Electr. Mach. - ICEM 2010, pp. 1–6.
[18] Z. H. Li and J. H. Zhu (2008) “Development and Application of
Amorphous and Nanocrystalline Alloys in China and in Vietnam,” Cent.
Iron Steel Res. Inst. Adv. Technol. Mater. Co., Ltd, pp. 1–68.
merica.us/products/business/transformer/support/technical_support_libr ary/inde x.”
PHỤ LỤC
1. Phụ lục 1:
Đường cong từ hóa B(H) thép VĐH 2605SA1
H A/m B Tesla Mur
0,0 0,000 150000 3,9 1,273 260499 0,5 0,111 191957 4,0 1,280 254045 0,9 0,259 231430 4,1 1,286 247466 1,3 0,424 265934 4,3 1,292 241014 1,6 0,576 292986 4,4 1,297 234887 1,8 0,689 310920 4,5 1,302 229196 1,9 0,758 321359 4,6 1,306 223864 1,9 0,795 326743 4,8 1,311 218792 2,0 0,814 329512 4,9 1,315 213899 2,0 0,829 331711 5,0 1,321 209119 2,0 0,844 333785 5,2 1,326 204385 2,0 0,858 335783 5,3 1,332 199636 2,1 0,873 337753 5,5 1,338 194825 2,1 0,887 339727 5,6 1,344 189915 2,1 0,901 341665 5,8 1,350 184890 2,1 0,915 343510 6,0 1,356 179742 2,1 0,927 345205 6,2 1,362 174470 2,2 0,939 346713 6,4 1,368 169104 2,2 0,949 348068 6,7 1,373 163755 2,2 0,959 349607 6,9 1,378 158532 2,2 0,969 351246 7,2 1,383 153514 2,2 0,980 352939 7,4 1,387 148740 2,2 0,991 354593 7,7 1,391 144164 2,2 1,002 356104 7,9 1,394 139731
2,3 1,013 357366 8,2 1,397 135402 2,3 1,025 358277 8,5 1,400 131152 2,3 1,037 358725 8,8 1,403 126996 2,3 1,048 358601 9,1 1,406 122951 2,4 1,059 357808 9,4 1,409 119031 2,4 1,070 356310 9,7 1,412 115246 2,4 1,080 354283 10,1 1,415 111601 2,5 1,090 351944 10,4 1,418 108095 2,5 1,100 349495 10,8 1,420 104726 2,5 1,110 347048 11,1 1,421 101475 2,6 1,119 344415 11,5 1,423 98281 2,6 1,129 341353 13,9 1,430 81994 2,7 1,138 337652 14,5 1,431 78764 2,7 1,148 333222 15,1 1,432 75610 2,8 1,158 328345 22,0 1,442 52274 2,9 1,167 323351 27,6 1,447 41702 2,9 1,176 318526 30,4 1,449 37978 3,0 1,185 314043 31,9 1,450 36209 3,1 1,194 309793 57,2 1,461 20332 3,1 1,202 305619 59,8 1,462 19460 3,2 1,210 301384 62,5 1,463 18642 3,3 1,219 296990 82,8 1,468 14102 3,3 1,227 292418 87,6 1,468 13338 3,4 1,235 287669 96,8 1,468 12068 3,5 1,243 282749 112,8 1,468 10357 3,6 1,251 277645 137,1 1,468 8522 3,7 1,259 272283 168,2 1,468 6946 3,8 1,266 266585 203,8 1,468 5732