Đồ án tốt nghiệp điện
thiết kế máy biến dòng
t
r
a
c
k
.
c
o
m
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
h
a
n
g
e

V
i
e
w
e
r
w
w
Hình 1
Tải của máy biến dòng được đấu vào cuộn thứ cấp W
2
của mbd và một đầu
được nối đất .Thứ tự đầu cuối của các cuộn dây được phân biệt đánh dấu .
Các thông số cơ bản :
-Điện áp định mức của lưới điện quyết định cách điện phía sơ cấp và thứ cấp
của máy biến dòng .
-Dòng điện sơ cấp và thứ cấp định mức là dòng điện làm việc dài h
ạn ,theo
phát nóng có dư trữ .
-Hệ số biến đổi
dm
dm
I
I
K
2
1


V
i
e
w
e
r
w
w
w
.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m
Click to buy NOW!
P
D
F
-

o
m
Đồ án tốt nghiệp thiết kế máy biến dòng
điện

2
-Dòng điện chạy trong cuộn thứ cấp của máy biến dòng không phụ thuộc vào
phụ tải mà chỉ phụ thuộc vào dòng điện sơ cấp ,còn của máy biến áp thì phụ
thuộc hoàn toàn vào phụ tải .
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
h
a
n
g
e

V
i
e
w
e
r
w
w

i
e
w
e
r
w
w
w
.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m
Đồ án tốt nghiệp thiết kế máy biến dòng
điện

31> PHÂN LOẠI MÁY BIẾN DÒNG:

F
-
X
C
h
a
n
g
e

V
i
e
w
e
r
w
w
w
.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k

u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m
Đồ án tốt nghiệp thiết kế máy biến dòng
điện

4
c) Máy biến dòng kiểu sứ xuyên bản thân máy biến dòng không có cuộn
dây sơ cấp mà chỉ có sẵn lỗ cho sứ xuyên và thanh góp xuyên qua trong
khi lắp ráp tại trạm.
-Máy biến dòng lắp ráp trong các thiết bị khác :
Theo vật liệu cách điện giữa các cuộn dây máy biến dòng có thể chia ra :
+ Sứ cách điện
+Bakelit
+không khí và khí
+Giấy ngâm dầu
+Nhựa đúc
Theo kết cấu máy biến dòng có thể chia ra các loại sau:
+Máy biến dòng kiểu ống dây.
+Máy biến dòng ki
ểu thanh góp.
+Máy biến dòng kiểu bình.

g
e

V
i
e
w
e
r
w
w
w
.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m
Click to buy NOW!
P
D

.
c
o
m
Đồ
á
điệ
n
2.1
M
Má
y
vòn
g
điệ
n
Mạ
c
xuy
ế
, đả
m
dây
rải
đ
loại
Biế
n
mạc
h

á
n tốt nghi
n

M
áy biến
y
Biến Dò
n
g
dây sơ c
ấ
n

r
ắn, điện
á
c
h từ 1 đư
ợ
ế
n từ các l
á
m

b
x
y 4 .Dòn
g
c
đưa vào
đ
C
òn dòng
c
lấy ra từ
L
oại biến
d
có sai số
b
ấ
p bé .
ệ
p

dòng khô
:
n
g loại mộ
t
ấ
p ,có các
h
á

ạo của m.
b
thuật điện
b
ằng cách
đ
g
điện sơ c
ấ
đ
ầu nối
∏
1
điện thứ c
ấ
hai đầu H
1
d
òng nhiều
b
é khi dòn
g

:

t

h

n

1
và
ấ
p
1
và
vòng
g
điện hung cuộ
n
n
g êpôxy
đ
đ
ịnh khun
g
c
ho mạch
c
h
ô ,nhiều v
ò
y
thứ cấ
p

2

ơ
cấp lớn.
ơ
cấp .Mạ
c
n
với cuộn
n
h 4
biến dòn
g
dãn 4, xu
y
i
ữa thanh
c
dòng này

c
h
t
ừ q ghé
p
dây sơ cấ
p
g

y
ên
c

o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
h
a
n
g
e

V
i
e
w

thấ
p
từ 3
5
của
M
m.b
.
lắ
p

Cuộ
n
35
K
thứ
c
nối
đ
cấ
p

4
dầu.
Sau
hơi
n
2.3
M
V

K
V so với
đ
c
ấp 2 các
h
đ
ất . Cách
4
là giấy c
Sứ cách
đ
khi
t
ẩm s
ấ
n
ước .Với
M
áy Biến
V
ới cấp đ
i
u

m
ột phần
g
và kết cấ
u

n và lắp đ
ặ
Dòng là d
ầ
H
-35
được cho
ở
áp 1 có n
h
đ
ất ,nối vớ
i
điện với
m
điện giữa
c
ách điện
d
đ
iện 6 đảm
ấ
y chân kh
ô
kết cấu ki
ể
Dòng điệ
n
i
ện á

ấp điện á
p

đ
ặt trong n
h
ặ
t ngoài tr
ờ
ầ
u biến á
p

ở
hình 5
h
iều vòng ,
c
i
đầu vào
5
m
ạch từ 3
,
c
uộn dây
s
d
ầy 0,12m
m


h
àVới điệ
n
ờ
i thì cách
.Kết cấu
c
c
ó cách đi
ệ
5
.Cuộn dâ
y
,
có một đầ
u
s
ơ cấp và
t
m
ngâm tr
o
đ
iện ngoài
ược nạp đ
ầ
ế
n dòng đ
ạ

y ,đảm b
ả
ạ
t cấp điện
:
c
chế tạo
k
i
ết kế máy
ả
o không c
á
p
220K
V
k
iểu nối tầ
n
Hình
biến dòn
g
ó không k
h
V
.
n
g ,mỗi tầ
n
5

o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
h
a
n
g
e

V
i
e
w

nguyên lý từ quang Faraday.
a)Hình 7 trình bầy nguyên lý chuyển đổi điện quang Dòng đ
iện sơ cấp I
s
được biến đổi qua BI1 kinh điển ,đưa qua bộ điều biến 1,
chuyển thành đậi lượng điện áp tỷ lệ dạng xung rời có độ rộng xung thay đổi
hoạc tần số tín hiệu xung thay đổi ,tỷ lệ với giá trị tức thời của dòng điện sơ cấp
.qua bộ khuyếc đại 2 ,tín hiệu điều khiển diot phát quang 3 ,để phát tín hiệu
quang tương
ứng .Diot phát quang 3,cáp quang 5 và điot điện quang 4 hợp thành
hệ thống ghép nối quang điện để truyền tín hiệu quang từ các phần tử có điện áp
cao đến các phần tử có điện áp thấp .
Bước sóng của tín hiệu quang khoảng 900mm được truyền qua cáp quang đến
diot quang điện 4 để chuyển thành các tín hiệu điện áp hình sin .
Tín hiệu qua bộ biến đổi 6,bộ lọc 7 và bọ khuyếc đậi 8 , đủ
công suất cấp cho
các thiết bị đo lường và bảo vệ .Biến dòng BI2 cùng với thiết bị phụ 9 nạp điện
cho bộ acqui nuôi hệ thống biến dòng điện quang.
Hình 6
Hình 7
bi2
9
bi
C¸p
Quang
møc ®iÖn thÕ thÊp
møc ®iÖn thÕ cao

c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
h
a
n
g
e

V
i
e
w
e

δ=V.H.L
Trong đó v hằng số Vợdet,với tinh thể thạch anh ,V=5,23.10
-6
rad/A.m
H cường độ từ trường trong tinh thể thạch anh ,a;
L-chiều dài tinh thể ,m
Sau khi qua thạch anh và lăng kính L
2
,chùm sáng qua thạch anh 3B đặt ở phía
điện áp thấp .Từ trường trong tinh thể thạch anh 3b được tạo nên bởi dòng điện
thứ cấp I
T
.Hướng của từ trường được chọn sao cho bù lại được góc quay phân
cực để cho I
s
w
s
=I
T
w
T
.Kết quả là góc quay δ
1
được bù lại góc quay δ
2
=-δ
1
trong
thạch anh 3B.Mức ánh sáng nhận được của các bộ phận cảm biến quang 5a và
5B giống nhau nên tín hiệu của bộ khuyếc đại vi sai bằng không .khi mặt phẳng

.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
h
a
n
g
e

V
i

-máy biến dòng hoạt động ở tần số công nghiệp 50Hz.
-Vật liệu cách điện là giấy gâm trong dầu máy biến dòng làm mát bằng dầu
-các chỉ tiêu :
điện áp sơ cấp Uđm=110KV
dòng điện sơ cấp Iđm=300A
dòng điện thứ cấp I
2
=5(A)
độ chính xác theo tiêu chuẩn IEC-185 cấp chính xác 5P
+số vòng dây sơ cấp :loại 1 vòng dây hoạc nhiều vòng dây
-Với loại 1 vòng dây yêu cầu độ chính xác không cao
-độ chính xác cao ,sai số nhỏ chọn máy biến dòng cuộn sơ cấp nhiều vòng dây
(Khi thiết kế máy biến dòng kiểu nhiều vòng dây sẽ cho sai số nhỏ nhưng trọng
lượng đồng và giá thành máy biến dòng sẽ tăng ).Theo yêu cầu :dùng máy biến
dòng ngâm dầu cho nên ta chọn máy biến dòng kiểu bình .
Có thể thiết kế loạ
i m.b.d 1 cấp hoạc hai cấp với loại hai cấp là có điện trở lớn
dẫn đến sai số cao, Cho nên chọn loại 1 cấp.
Hình 8
Møc §iÖn thÕ cao
Møc ®iÖn thÕ thÊp
C¸p quang
Nguyªn lý m¸y biÕn dßng tõquang Faraday
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C

Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
h
a
n
g
e

V
i
e
w
e
r
w
w
w
.
d
o
c
u
-
t
r

-Giữa các bộ phận mang điện và các bộ phận nối đất.
-Giữa các bộ phận có điện thế khác nhau.
Mức độ cách điện phải phù hợp với tiêu chuẩn nhà nước ,mức độ này đảm bảo
khoảng cách cách điện cần thiết và kích thước của các chi tiế
t cách điện :
+Nếu khoảng cách cách điện lớn quá dẫn tới lãng phí vật liệu cách điện cũng
như vật liệu chế tạo máy ,dẫn tới giá thành sản xuất tăng .
+Nếu khoảng cách cách điện nhỏ sẽ không đảm bảo an toàn cho máy (đảm
bảo cho máy làm việc tốt trong khoảng từ 15-20 năm).
*Yêu cầu vật liệu cách điện :
-Phải có độ bền cao ,ch
ịu tác dụng của lực cơ học tốt ,chịu nhiệt dẫn nhiệt lại
ít thấm nước
-Gia công dễ dàng .
-phải chọn vật liệu cách điện dể đẩm bảo thời gian làm việc của máy 15-20
năm trong điều kiện làm việc bình thường .Đồng thời giá thành của máy
không cao.
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
h
a
n
g
e


C
h
a
n
g
e

V
i
e
w
e
r
w
w
w
.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o

biến dòng .
Môi trường cách điện trong máy biến dòng ngâm dầu là dầu biến áp kết hợp
với điện moi rắn (các tông cách điện ,bakelit,giấy vải cách điện).Điện môi rắn
được sử dụng dưới các hình thức lớp bọc ,lớp cách điện và màn chắn .
2. Phóng điện trong điện môi lỏng (trong dầu biến áp)
Dầu biến áp khi sạch có độ bề điện rất cao hàng trăm KV/cm. Tuy nhiên khi
có tạp chất thì độ bền điện bị giảm sút rất nhanh và diễn biến của quá trình
phóng điện chọc thủng khác hẳn so với chất lỏng sạch .Với dầu biến áp sạch
cơ chế phóng điện cũng tương tự nh
ư chất khí ,các điện tử vốn có sẵn trong
điện môi hoạc được giải thoát từ bề mặt điện cực dưới tác dụng của điện
trường sẽ di chuyển và tích luỹ năng lượng .Sự va chạm của chúng với các
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
h
a
n
g
e

V
i
e
w
e

e

V
i
e
w
e
r
w
w
w
.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m
Đồ án tốt nghiệp thiết kế máy biến dòng
điện

12

Hình9
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
h
a
n
g
e

V
i
e
w
e
r
w
w
w
.
d
o
c
u
-
t

.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m
Đồ án tốt nghiệp thiết kế máy biến dòng
điện

13
-Ở điện áp xung độ bền điện hầu như không thay đổi cho dù là có tạp chất
.Điều đó được giả thích bởi các cầu dẫn điện không kịp hình thành trong
khoảng thời gian tác dụng của điện áp xung .
-Sự biến thiên của điện áp chọc thủng hầu như không thay đổi theo nhiệt độ
khi nhiệt độ khi t
0
không quá 80
0

X
C
h
a
n
g
e

V
i
e
w
e
r
w
w
w
.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c

t
r
a
c
k
.
c
o
m
Đồ án tốt nghiệp thiết kế máy biến dòng
điện

14
sớm trước khi phóng điện , tình trạng này kéo dài sẽ không có lợi vì quá trình
ion hoá kéo dài sẽ phân hoá dầu và phá huỷ màn chắn. Do đó biện pháp này
chỉ dùng khi điện áp tác dụng trong thời gian ngắn như các loại quá điện áp
nội bộ
Trong trường đồng nhất ,màn chắn có tác dụng ngăn cản sự hình thành của
cầu dẫn điện trong dầu .ở máy biến dòng 110KV do cường độ điện trường lớn
nên k
ết cấu cách điện khá phức tạp .Hình bên dưới cho kết cấu cách điện chủ
yếu của máy biến dòng 110KV. Trên tất cả các đường có khả năng phóng điện
đều phải đặt màn chắn (ống cách điện ,tấm chắn cách điện phẳng hoạc vuông
góc ) với số lượng từ hai trở lên .

Hình 11 Kết cấu cách điện của máy biến dòng 110KV
1.Tấm chắn cách điện 2.Cuộn dây thứ cấp
3.ống cách điện 4. Cuộn Sơ cấp
4.Vật liệu cách điện:
a) Giấy cách điện:

t
õ
Lâi thÐp
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
h
a
n
g
e

V
i
e
w
e
r
w
w
w
.
d
o
c
u

w
w
.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m
Đồ án tốt nghiệp thiết kế máy biến dòng
điện

15
1
1
4
4
4
0,127
0,254
0,064
0,127

2
3
4
5
6
7
8
9
10
0,305
0,61
0,91
1,22
1,52
1,83
2,13
2,44
2,74
3,05
26,2
20,5
18,5
16,8
15,5
14,6
14
13,3
12,8
12,3
23,6

n
g
e

V
i
e
w
e
r
w
w
w
.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m
Click to buy NOW!
P

k
.
c
o
m
Đồ án tốt nghiệp thiết kế máy biến dòng
điện

16
5)Tính khoảng cách cách điện giữa cuộn cao áp(sơ cấp) và hạ áp (thứ
cấp):

)(
3
100
1
KVU
dm
=
Tính khoảng cách cách điện phụ thuộc vào điện áp phóng điện
Điện ấp đánh thủng giữa các thanh trong dầu theo hình 1-16 trang 29 sách khí
cụ điện cao áp với
)(
3
100
1
KVU
dm
= thì khoảng cách phóng điện là d=4cm
Vậy để tính khoảng cách cách điện ta tra với


V
i
e
w
e
r
w
w
w
.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m
Click to buy NOW!
P
D
F
-

o
m
Đồ án tốt nghiệp thiết kế máy biến dòng
điện

17
Khoảng cách cách điện theo bảng 14-1 mmtrang 98
Điện áp định
mức ,KV
A B
6,3
10
15
20
8,5
10
12,5
15
15
17,5
22,5
27,5
65 M
0
50 120
M 35 70
110 M
0
85 200
M 60 125

g
e

V
i
e
w
e
r
w
w
w
.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m
Click to buy NOW!
P
D

.
c
o
m
Đồ án tốt nghiệp thiết kế máy biến dòng
điện

18


w
e
r
w
w
w
.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
h
a


19
Ngoài ra còn phải thoả mãn tính kinh tế .Nếu có được những đặc tính tốt
mà tăng trọng lượng và kích thước, giá thành cao thì cũng không phải
phương án tối ưu.
Đối với yêu cầu về máy biến dòng lọai này chọn loại tôn M6T35,hãng terni
societa per L’industria et L’electicita theo sáng chế của hãng
Armco, dầy 0,35 mm cách điện bằng Carlite.
Có các đồ thị công suất từ hoá, tổn hao sắt từ. Trang 535-546 Sách thiết kế
máy biến áp Phạm Văn Bình và Lê Văn Doanh biên soạn.
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
h
a
n
g
e

V
i
e
w
e
r
w

V
i
e
w
e
r
w
w
w
.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m
Đồ án tốt nghiệp thiết kế máy biến dòng
điện

20
II.TÍNH TOÁN ĐIỆN TỪ :
*Các thông số ban đầu :

đại lượng tiêu chuẩn 5(A)
Số vòng dây thứ cấp xác định theo :
I
1đm
.W
1
=I
2đm
.W
2

Từ đây suy ra :
dm
dm
I
WI
W
2
11
2
.
¦ =
(2-1)
Với tôn kỹ thuật điện chất lượng tốt ta có thể chọn I
1đm
.W
1
trong khoảng 600-
900 Avòng.
Vì vậy chọn W

2
-Số vòng dây thứ cấp
B –mật độ từ cảm (lấy trong khoảng 0,05-0,08T)
E
2
-Sức điện động thứ cấp .
Sức điện động thứ cấp bằng :
2
2
2
222
)()(. XXRRIE
ptpt
+++=
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
h
a
n
g
e

V
i
e

n
g
e

V
i
e
w
e
r
w
w
w
.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m
Đồ án tốt nghiệp thiết kế máy biến dòng
điện

3
m
BW
E
Q
−
−
−
===

-Chiều dầy của lõi thép được tính theo công thức 7-5 sách khí cụ điện cao áp :

).(
.2
aAKe
Q
b
−
=

Trong đó :b- chiều dầy lõi thép (mm)
(A-a )-chiều rộng của trụ lõi thép
K
e
– hệ số ép chặt các lá tôn thường lấy 0,8-0,85
Sơ bộ chọn a=22 (cm)
A=32 (cm)
Suy ra chiều dầy lõi thép
)(7
10.85,0

n
g
e

V
i
e
w
e
r
w
w
w
.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m
Click to buy NOW!
P

k
.
c
o
m
Đồ án tốt nghiệp thiết kế máy biến dòng
điện

22

2
150
2
300
mm
j
I
q ===

Trong đó mật độ dòng điện j chọn =2A/mm.
Vậy dây quấn sơ cấp qồm hai vòng dây do các dây bẹt ghép lại có tiết diện
1 vòng dây S=150mm
2
.

b)Dây quấn thứ cấp
Với dòng điện I=5A chọn mật độ dòng điện j=2A/mm
2
⇒
2

Tiết diện 1 sợi chưa kể cách diện s=50mm
2
Chiều dầy cách điện 2 phía của dây 2δ=0,95mm
-Kích thước dây sơ cấp khi chập 3 sợi : chọn cách điện quấn quanh 2 sợi
là 0,2mm .
Hình a) kích thước 1 sợi
Hình b) kích thước dây quấn sơ cấp .
a=10+2.0,95+0,2+0,2=12,3 (mm)
b=0,95.6+5.3+0,4=20,7 (mm)
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
h
a
n
g
e

V
i
e
w
e
r
w
w

i
e
w
e
r
w
w
w
.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m
Đồ án tốt nghiệp thiết kế máy biến dòng
điện

23Hình 13

w
.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
h
a
n
g
e

V

-Điện trở gồm hai phần phần đầu nối kể từ thanh dẫn dầu vào tới cuộn dây quấn
Và phần trực tiếp quấn trên lõi từ .
Điện trở phần đầu nối được tính theo công thức
1

S
l
R
dn
ρ
=

Trong đó ρ là điện trở suất của dây dẫn.
S tiết điện của dây dẫn thứ cấp .
L chiều dài phần đầu nối của dây dẫn thứ cấp .
L=60.2=120cm=1,2m
Điện trỏ phần phần đầu nối :

)(10.736,1
150
2,1.0217,0

4
1
2
Ω===
−
S
l
R

.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
h
a
n
g
e

V
i