SỬ DỤNG MÁY BIẾN ÁP ĐO LƯỜNG - : SỬ DỤNG CÁC LOẠI- 123docz.net

BẢI 4 : SỬ DỤNG CÁC LOẠI MÁY ĐO THÔNG DỤNG

4.3. SỬ DỤNG MÁY BIẾN ÁP ĐO LƯỜNG

4.3.1. Máy biến điện áp.

Máy biến điện áp trong đo lường hầu hết là máy biến áp giảm áp. Chúng được thiết kế để là giảm điện áp cuộn thứ cấp xuống còn khoảng 100 (V) , (đây là giá trị điện áp thích hợp với hầu hết các thiết bị đo).

Máy biến áp dùng để biến điện áp cao thành điện áp nhỏ để đo lường và điều khiển. Công suất của máy biến điện áp 25÷1000VA. Máy biến điện áp có dây quấn sơ nối với lưới điện và dây quấn thứ nối với Vôn mét, cuộn dây áp của Watt kế, cuộn dây của các rơ le bảo vệ, hoặc các thiết bị điều khiển khác. Các loại dụng cụ này có tổng trở Z

rất lớn nên máy biến điện áp xem như làm việc ở chế độ khơng tải, do đó sai số về trị số nhỏ và bằng:

* Cấu tạo

Máy biến điện áp là một máy biến áp cách ly với cuộn sơ cấp có số vịng lớn và cuộn thứ cấp có ít vịng.

Hình dạng bên ngồi của máy biến điện áp.

Đặc điểm cấu tạo của máy biến điện áp

Cấp chính xác và sai số của máy biến điện áp

Cấp chính xác 0.5 1 3

Sai số ΔU ± 0.5% ± 1% ± 40’

A - Máy Biến Áp phân phối 1 pha 8.66-12.7/ 0.46-0.23 KV - Tần số 50 Hz.

- Chế độ làm mát : ONAN. - Chất làm mát : Dầu khoáng cách địên - Dung lượng : 10 KVA ~ 100 KVA. - Điện áp sơ cấp : 8.66 - 12.7 KV - Điện áp thứ cấp : 0.46 - 0.23 KV - Vật liệu chế tạo cuộn dây: Đồng. - Màu sơn vỏ máy : Màu xám nhạt. - Nơi đặt : Trong nhà hoặc ngoài trời - Vận hành : Liên tục

* Nguyên lý làm việc của máy biến điện áp

Máy biến điện áp được thiết kế sao cho điện áp dây quấn thứ cấp ít thay đổi khi tải thay đổi từ lúc không tải đến đầy tải (tải định mức).

Trạng thái làm việc của các máy biến áp điện áp gần như khơng tải vì chúng làm việc với những thiết bị có tổng trở lớn (Volt kế, cuộn áp Wat kế, cuộn áp rơle bảo vệ. . .).

Khi sử dụng máy biến áp điện áp cần chú ý không được nối tắt mạch thứ cấp vì sẽ gây sự cố ngắn mạch lưới điện ở sơ cấp.

4..33..22.. MMáyáy bbiiếnến ddòònngg điđiệnện..

Trong hầu hết các thiết bị đo lường và điều khiển dòng điện đều được qui về chuẩn 5A nên các máy biến dòng điện sử dụng trong các lĩnh vực này thường có dịng điện ngõ ra cuộn thứ cấp là 5A.

Như đã đề cập đến ở trên, cuộn thứ cấp của máy biến dòng thường được nối với các thiết bị đo như ampere kế, watt kế hoặc các thiết bị tự động khác. Có một lưu ý là khi sử dụng máy biến dòng để cung cấp cho nhiều thiết bị thì phải mắt nối tiếp các thiết bị này với nhau.

Máy biến dòng điện dùng để biến dòng điện lớn thành dòng điện nhỏ để đo lường bằng các dụng cụ đo tiêu chuẩn và điều khiển.

Cấp chính xác và sai số của máy biến dòng điện

Cc xác 0.2 0.5 1 3 10

S số ΔI

* Cấu tạo

Máy biến dòng điện cũng giống như một máy biến áp cách ly thơng thường gồm có lõi thép được ghép từ các lá thép kỹ thuật điện, hai cuộn dây quấn sơ cấp và thứ cấp đặt trên lõi thép.

Điểm đặc biệt của máy biến dòng nằm ở tiết diện và số vòng dây quấn cuộn sơ cấp và thứ cấp.

Cuộn dây sơ cấp được quấn rất ít vịng thường chỉ được quấn một vòng dây. Dây quấn sơ

cấp có tiết diện rất lớn do máy phải làm việc ở điều kiện gần như ngắn mạch. Đường kính dây quấn sơ cấp phụ thuộc vào cấp cơng suất của máy biến dịng; máy biến

Dây quấn thứ cấp của máy biến dịng có tiết diện nhỏ và có rất nhiều vịng .

Sơ đồ nguyên lý máy biến dịng.

Hình dạng bên ngồi của máy biến dịng điện thường là hình trịn . Vì có dạng hình trịn kín nên thơng thường máy biến dịng được lắp trong lúc lắp đặt mạng điện.

Hình dáng bên ngồi của máy biến dịng điện

* Nguyên lý hoạt động của máy biến dòng:

Như đã đề cập đến ở trên, máy biến dịng thường xun hoạt động ở tình trạng gần như ngắn mạch. Do đó, một điều rất quan trọng khi sử dụng máy là không được phép để máy hoạt động ở chế độ khơng tải vì điện áp khơng tải phía thứ cấp của máy biến dịng điện rất lớn có thể gây hỏng lớp cách điện dẩn đến phá huỷ máy.

Trạng thái làm việc của máy biến dịng ở trạng thái ngắn mạch vì chúng làm việc với các thiết bị có tổng trở rất nhỏ (Ampre kế, cuộn dịng Wat kế, cuộn dòng rơle bảo vệ.

Khi sử dụng máy biến dòng điện cần chú ý không được để dây quấn thứ cấp hở mạch vì dịng điện từ hóa sẽ rất lớn, lõi thép bảo hịa sâu sẽ nóng lên và làm cháy dây quấn.

Ngoài ra, suất điện động sẽ nhọn đầu gây nên điện áp cao đến hàng nghìn Volt ở thứ cấp dẫn đến khơng an tồn cho người sử dụng.

5. CÂU HỎI ÔN TẬP : 5.1 Câu hỏi lý thuyết 5.1 Câu hỏi lý thuyết

1. Có thể dùng wattmet điện động để đo công suất trong mạch một chiều được không ? Tại sao?

2. Chứng minh rằng: Sai số khi dùng wattmet điện động để đo công suất trong mạch xoay chiều phụ thuộc vào cấu trúc của wattmet (u) và tính chất của phụ tải (tg).

3. Có thể dùng wattmet điện động để đo công suất phản kháng trong mạch một pha xoay chiều được khơng? Tại sao?

4. Trình bày các loại sai số và cách khắc phục sai số đo khi dùng công tơ cảm ứng 1 pha để đo năng lượng tác dụng cho mạch xoay chiều 1 pha.

5. Chứng minh rằng trong mạch ba pha ba dây đối xứng P3pha = 3U Id dcos

6. Hãy trình bày phương pháp dùng wattmet 3 pha 2 phần tử có thể đo cơng suất tác dụng trong mạch 3 pha 3 dây khơng đối xứng.

7. Hãy trình bày phương pháp dùng công tơ phản kháng 3 pha 2 phần tử có cuộn dây nối tiếp phụ có thể đo được năng lượng phản kháng trong mạch ba pha.

8. Hãy trình bày phương pháp dùng cơng tơ phản kháng 3 pha 3 phần tử có cuộn dây nối tiếp phụ có thể đo được năng lượng phản kháng trong mạch ba pha.

5.2 Bài tập thực hành

1. Cho một hộ tiêu thụ điện có 2 phụ tải

+ Chiếu sáng:

Pha A gồm 50 bóng đèn; pha B gồm 60 bóng đèn; pha C gồm 80 bóng đèn Thơng số mỗi bóng : P=100W; Uđm=220 V

+ 01 máy hàn một pha có Uđm =380V; Iđm = 100A; cosđm = 2

3 Biết: Nguồn 3 pha đối xứng có Ud = 380V

Yêu cầu: - Vẽ sơ đồ kết hợp BI và 3 cơng tơ 1 pha có Uđm = 220V, Iđm =5 A để đo năng lượng tác dụng cho cả 2 phụ tải trên.Chọn tỉ số biến cho máy biến dòng (KI)

- Tính số chỉ của mỗi cơng tơ trong thời gian 100 giờ biết rằng máy hàn có 60% thời gian làm việc ở chế độ định mức; 40% thời gian làm việc ở chế độ non tải có U=Uđm; I=0.2Iđm; cos = 0.4 (máy hàn mắc vào các pha B và C)

2. Vẽ sơ đồ kết hợp Bu; Bi và công tơ 3 pha đo năng lượng tác dụng và phản kháng cho

lưới 3 pha cao thế. Yêu cầu: Cơng tơ tác dụng 3 pha 2 phần tử có cuộn dịng ở các pha A,C cơng tơ phản kháng 3 pha 2 phần tử có cuộn dây nối tiếp phụ ở pha B. Chứng minh cách mắc công tơ trên là đúng.

3. Vẽ sơ đồ kết hợp Bu; Bi và công tơ 3 pha đo năng lượng tác dụng và phản kháng cho

lưới 3 pha cao thế. Yêu cầu: Công tơ tác dụng 3 pha 2 phần tử có cuộn dịng ở các pha A,B công tơ phản kháng 3 pha 3 phần tử. Chứng minh cách mắc công tơ trên là đúng.

4. Cho một hộ tiêu thụ điện có 2 phụ tải

+ Chiếu sáng:

Pha A gồm 150 bóng đèn; pha B gồm 40 bóng đèn; pha C gồm 120 bóng đèn Thơng số mỗi bóng : P=100w ; Uđm=220 V

+ 01 máy hàn một pha có Uđm =380V; Iđm = 100A; cosđm = 2

Biết: Nguồn 3 pha đối xứng có Ud = 380V

5. Vẽ sơ đồ kết hợp Bu; Bi và công tơ 3 pha đo năng lượng tác dụng và phản kháng cho

lưới 3 pha cao thế. Yêu cầu: Công tơ tác dụng 3 pha 3 phần tử, công tơ phản kháng 3 pha 2 phần tử có cuộn dây nối tiếp phụ ở pha A.

6. Cho một hộ tiêu thụ điện có 2 phụ tải

+ 01 động cơ 3 pha có Uđm =380V; Iđm = 100A; cosđm =0.9 + 01 máy hàn một pha có Uđm =380V; Iđm = 50A; cosđm =

2 3 Biết: Nguồn 3 pha đối xứng có Ud = 380V

Yêu cầu: - Vẽ sơ đồ kết hợp BI và 2 cơng tơ 1 pha có Uđm = 380V, Iđm =5 A để đo năng lượng tác dụng cho cả 2 phụ tải trên. Chọn tỉ số biến cho máy biến dịng (KI)

- Tính số chỉ của mỗi công tơ trong thời gian một tháng biết rằng động cơ luôn làm việc ở chế độ định mức cịn máy hàn có 60% thời gian làm việc ở chế độ định mức; 40% thời gian làm việc ở chế độ non tải có U=Uđm; I=0.2Iđm; cos = 0.4 (máy hàn mắc vào các pha A và C)

Câu hỏi lý thuyết:

1. Để đo được hệ số cos một pha và ba pha người ta dùng cơ cấu nào. Chứng minh rằng cơ cấu đó có góc quay tỉ lệ với hệ số cos?

2. Trình bày cơ sở lý thuyết để xây dựng lên Phazomet điện tử. Vẽ một sơ đồ của Phazomet điện tử đơn giản?

3. Trình bày các phương pháp đo cos gián tiếp.

4. Ý nghĩa và yêu cầu của việc đo điện trở?

5. Trình bày cách đo điện trở bằng phương pháp gián tiếp dùng nguồn một chiều?

6. Trình bày cách đo điện trở bằng phương pháp so sánh với điện trở mẫu?

7. Trình bày cách đo điện trở bằng phương pháp trực tiếp ommet mắc nối tiếp và ommet mắc song song?

8. Trình bày cách đo điện trở bằng phương pháp dùng cầu đo (Cầu đơn và cầu kép)?

9. Trình bày phương pháp đo điện trở cách điện dùng Volmet và Microampemet?

10 Trình bày phương pháp đo điện trở cách điện dùng Megommet chuyên dụng ?

11. Trình bày phương pháp đo điện trở cách điện của lưới và thiết bị điện khi có điện áp nguồn?

12. Trình bày phương pháp đo điện trở cách điện của lưới và thiết bị điện khi khơng có điện áp nguồn?

13. Trình bày cách đo điện trở cách điện của MBA một pha?

14. Trình bày cách đo điện trở cách điện của MBA ba pha?

thứ cấp hở mạch ? Giải thích ?

16. Khi sử dụng máy biến điện áp người ta nối tắt mạch thứ cấp điện hay không ? Hãy trình bày hiện tượng xảy ra khi ta nối tắt mạch thứ cấp ?

17. Trình bày phương pháp xác định vị trí chập cáp (chạm mass)?

18. Trình bày cách đo điện trở nối đất bằng phương pháp Volmet, Ampemet?

19. Trình bày cách đo điện trở nối đất bằng dụng cụ chuyên dụng - Teromet?

20. Trình bày điều kiện cân bằng cầu xoay chiều?

21. Trình bày phương pháp đo hệ số hỗ cảm của hai cuộn dây ?

22. Trình bày cách đo điện dung của tụ điện dùng cầu xoay chiều ?

23. Trình bày cách đo điện cảm và hệ số phẩm chất cuộn dây bằng cầu xoay chiều ?

24. Trình bày nguyên lý cấu tạo của oxilo 2 tia.

Bài tập:

1. Một động cơ điện 3 pha xoay chiều có sơ đồ

đấu dây như hình vẽ.

+ Nêu tên các phương pháp để đo các giá trị RA, RB, RC biết trong lý lịch

[RA] = [RB] = [RC] = 20 (m).

+ Biểu thức xác định cụ thể RA, RB, RC + Vẽ 2 sơ đồ dùng phương pháp gián tiếp, nguồn 1 chiều đo các điện trở trên.

Tính sai số phụ cho mỗi sơ đồ biết RA = 0,05; RV = 100K

2. Một động cơ điện 3 pha xoay chiều có sơ đồ đấu dây như hình vẽ + Nêu tên các phương pháp để đo các giá trị

RA, RB, RC biết trong lý lịch [RA] = [RB] = [RC] = 120 (m).

+ Biểu thức xác định cụ thể RA, RB, RC + Vẽ 2 sơ đồ dùng phương pháp gián tiếp, nguồn 1 chiều đo các điện trở trên.

Tính sai số phụ cho mỗi sơ đồ biết RA = 0,25; RV = 100K

3. Một sóng hình sin 500Hz với biên độ đỉnh 20V được đưa vào các tấm làm lệch đứng

của một CRT. Một sóng hình răng cưa 250Hz với biên độ đỉnh 50V được đưa vào các tấm làm lệch ngang. CRT có độ nhạy lái tia đứng 0,15cm/V có độ nhạy lái tia ngang 0,08cm/V. Giả sử hai tín hiệu vào đều được đồng bộ hóa, hãy xác định dạng sóng hiện trên màn hình.

4. Một sóng tam giác 40 kHz với biên độ đỉnh 8mV được đưa vào các tấm làm lệch đứng

của một CRT. Một sóng hình răng cưa 20 kHz với biên độ đỉnh 10mV được đưa vào các tấm làm lệch ngang.CRT có độ nhậy lái tia đứng 0,5cm/mV, có độ nhạy lái tia ngang

A B C RA RB RC A B C RA RB RC

0,4cm/mV. Giả sử rằng hai tín hiệu vào đều được đồng bộ hố, hãy xác định dạng sóng hiện hình.

5. Một sóng hình sin 50Hz với biên độ đỉnh 220V được đưa vào các tấm làm lệch đứng

của một CRT. Một sóng hình răng cưa 25Hz với biên độ đỉnh 50V được đưa vào các tấm làm lệch ngang. CRT có độ nhạy lái tia đứng 0,018cm/V có độ nhạy lái tia ngang 0,08cm/V. Giả sử hai tín hiệu vào đều được đồng bộ hóa, hãy xác định dạng sóng hiện trên màn hình.

6. Một sóng tam giác 40 kHz với biên độ đỉnh 16mV được đưa vào các tấm làm lệch

đứng của một CRT. Một sóng hình răng cưa 20 kHz với biên độ đỉnh 10mV được đưa vào các tấm làm lệch ngang.CRT có độ nhậy lái tia đứng 4cm/mV, có độ nhạy lái tia ngang 0,4cm/mV. Giả sử rằng hai tín hiệu vào đều được đồng bộ hố, hãy xác định dạng sóng hiện hình.

7. Vẽ hình hiện trên máy hiện sóng xuất hiện với hai sóng sin đồng bộ hố khi: tỉ số của

tần số tín hiệu vào đứng f1 trên tần số tín hiệu vào ngang f2 là f1/f2 = 1/5. Giải thích sự xuất hiện hình trên ?

8. Vẽ hình hiện trên máy hiện sóng xuất hiện với hai sóng sin đồng bộ hố khi: tỉ số của

tần số tín hiệu vào đứng f1 trên tần số tín hiệu vào ngang f2 là f1/f2 = 2/5. Giải thích sự xuất hiện hình trên ?

Tài liệu cần tham khảo:

- Kỹ thuật đo - Ngô Văn Ky, Trường Đại Học Bách Khoa Thành phố Hồ Chí Minh, 1993.

- Cẩm nang kỹ thuật kèm ảnh dùng cho thợ đường dây và trạm mạng điện trung thế - Trần Nguyên Thái, Trường Kỹ Thuật Điện, Công Ty Điện lực 2, Bộ năng lượng - 1994.

- Vật liệu điện - Nguyễn Xuân Phú, NXB Khoa học và Kỹ thuật , 1998. - Cung cấp điện - Nguyễn Xuân Phú, NXB Khoa học và Kỹ thuật , 1998.

- Đo lường và điều khiển bằng máy tính - Ngơ Diên Tập, NXB Khoa học và Kỹ thuật, 1997. - Sửa chữa điện máy công nghiệp - Bùi Văn Yên, NXB Đà nẵng, 1998.

- Kỹ Thuật Điện - Đặng Văn Đào, NXB Giáo Dục, 1999.Giáo trình An tồn lao động - Nguyễn Thế