ic là hàm theo thời gian và giảm dần. Dòng nạp điện dung càng cao khi điện áp
một chiều đặt lên cách điện càng lớn.
Giá trị ban đầu của dòng nạp không có giá trị đánh giá, trị số đọc được lấy khi
dòng điện đã giảm tới mức thấp nhất và ổn định.
+ Dòng hấp thụ điện môi:
Dòng hấp thụ điện môi cũng có giá trị lớn khi đóng điện và giảm dần nhưng tốc độ
giảm chậm hơn so với dòng nạp điện dung. Dòng điện này không cao bằng dòng nạp
điện dung và có thể chia làm 2 thành phần:
Thành phần dòng thuận nghịch:
ia = E.C.D.t-n
ia dòng hấp thụ điện môi [A];
E - điện áp nguồn thử nghiệm 1 chiều [kV];
C điện dung tụ điện [ F];
D hằng số tỷ lệ;
t thời gian [ s] ;
Thành phần dòng không thuận nghịch có cùng dạng như dòng thuận nghịch nhưng
có trị số bé hơn, nó phản ánh tổn hao trong chất cách điện.
+ Dòng rò bề mặt:
Dòng rò bề mặt xuất hiện do sự dẫn điện về mặt chất cách điện khi thanh dẫn có
điện và có điểm nối đất. Trong kết quả thử nghiệm đây là thành phần dòng điện không
mong muốn, do vậy ta phải loại bỏ dòng điện này bằng cách lau cẩn thận bề mặt cách
điện để hạn chế đường rò hoặc nối tắt dòng rò không cho ảnh hưởng đến dụng đo.
+ Dòng rò khối:
Là thành phần dòng điện rò qua thể tích chất cách điện và dùng để đánh giá chất
lượng của hệ thống cách điện. cần có thời gian để cho dòng rò khối ổn định trước khi
ghi lại các dữ liệu thử nghiệm.
Dòng điện tổng bao gồm tổng các dòng điện thành phần kể trên.
Thử nghiệm điện trở cách điện có thể được tiến hành ở điện áp một chiều từ 100
đến 15000V. có thể sử dụng Mê-gôm-mét quay tay, truyền động bằng động cơ hoặc
Mê-gôm-mét điện tử. Ta biết rằng chất lượng cách điện thay đổi phụ thuộc vào nhiệt
độ, độ ẩm và các yếu tố môi trường khác, do đó mọi giá trị đọc phải quy về nhiệt độ
quy chuẩn. Trị số điện trở tính bằng MΩ tỷ lệ nghịch với khối lượng cách điện cần
thử. Giá trị điện trở cách điện không cho thấy chỗ yếu của cách điện hoặc cường độ
điện môi tổng cộng, tuy nhiên giá trị này cho biết mức nhiễm ẩm của cách điện.
48
Hệ thống cách điện tốt có điện trở cách điện tăng dần theo thời gian đặt điện áp.
Mặt khác hệ thống cách điện bị nhiễm ẩm, bụi có trị số điện trở cách điện thấp. Cách
điện tốt thì dòng hấp thụ giảm theo thời gian. Cách điện xấu dẫn đến dòng rò lớn.
Tất cả các dụng cụ đo điện trở cách điện đều làm việc trên nguyên tắc đo:
RCĐ =
U
Irò
Trong đó:
U - điện áp 1 chiều đặt vào 2 đầu đối tượng đo.
Irò - dòng điện rò.
RCĐ - điện trở cách điện tuyệt đối.
Các sơ đồ cơ bản
a- Đo cách điện phần dẫn và vỏ nhưng không loại trừ dòng rò từ pha khác:
L [LINE]
G [GUARD]
E [EARTH]
b- Đo cách điện giữa phần dẫn và vỏ có loại trừ dòng rò từ phần tử khác:
L
G
E
c- Đo cách điện giữa 2 phần dẫn và vỏ có loại trừ dòng rò từ mạch khác:
L
G
E
Để đo điện trở cách điện các cuộn dây của MBA lực, cần thực hiện theo sơ đồ sau:
Bảng 3.2: Sơ đồ đo điện trở cách điện của các cuộn dây MBA 2 cuộn dây và 3
cuộn dây
Máy biến áp 2 cuộn dây
Sơ đồ bắt buộc
Sơ đồ bắt buộc
CH+V
HC+V
CH
CV
49
Máy biến áp 3 cuộn dây
CT+H+V
TC+h+V
HC+T+V
CT
TH
HV
HC
CV
TV
HV
Ký hiệu:
C, T, H là các cuộn dây có điện áp định mức cao, trung , hạ áp.
V là vỏ máy.
Dấu - là tách riêng.
Dấu + là nối các cuộn dây khác nhau với nhau.
Kết quả đo so sánh với số liệu của nhà chế tạo không được thấp hơn 70%. Nếu
không có số liệu của nhà chế tạo thì có thể tham khảo bảng dưới đây:
Bảng 3.3: Giá trị điện trở cách điện tiêu chuẩn của các cuộn dây MBA
Điện áp định
mức [kV]
2 - 10
20 - 35
60 - 220
10
900
[600]
1200
[800]
2400
[1000]
20
450
[300]
600
[400]
1200
[800]
Điện trở cách điện theo t0 [MΩ]
30
40
50
60
225
120
64
36
[150]
[80]
[43]
[24]
300
150
83
50
[200] [105]
[55]
[33]
600
315
185
100
[400] [210] [110]
[65]
70
19
[13]
27
[18]
50
[35]
80
12
[8]
25
[10]
30
[21]
Ghi chú:
- Các số ghi trong [] dùng cho các máy biến áp sau sửa chữa hoặc kiểm tra
định kì trong vận hành.
- Khi nhiệt độ cuộn dây tại thời điểm đo khác nhiệt độ tiêu chuẩn thì hiệu chỉnh
điện trở cách điện theo hệ số K lấy từ bảng sau:
Bảng 3.4: Hệ số hiệu chỉnh điện trở cách điện của cuộn dây theo nhiệt độ
Hiệu số t0
[t2 - t1]
1
2
3
4
5
10
15
Hiệu số t0
[t2 - t1]
20
25
30
35
Hệ số hiệu chỉnh k
1,04
1,08
1,13
1,17
1,22
1,5
1,84
Trường hợp: t2= 320C
t2 - t1 = 32 - 20 = 12 = 10 + 2; k = 1,5 x 1,08 = 1,62
50
Hệ số hiệu chỉnh k
2,25
2,75
3,4
4,1
Ví dụ:
Điện trở cách điện các cuộn dây của MBA đo ở nhiệt độ 35 0C là 1000[MΩ]. Hãy
tính điện trở cách điện ở t0 = 200C.
Ta có : t1 = 350C ; t2 = 200C; t2 - t1 = 150C
Rcđ [200C] = Rcđ [350C] x 1,84 = 1840 [MΩ].
Để đánh giá tình trạng tốt xấu của vật liệu cách điện người ta còn dựa theo hệ số
hấp thụ Kht. Hệ số hấp thụ được tính như sau:
Kht =
R60
R15
Trong đó :
R60 Điện trở cách điện tuyệt đối đo ở thời điểm 60
R15 Điện trở cách điện tuyệt đối đo ở thời điểm 15
Thông thường đối với cách điện khô và sạch không lẫn tạp chất thì Kht 1,3.
Đối với cách điện ẩm thì Kht 1.
3. Phần thực hành
Dùng đồng hồ mê-gôm-mét điện tử 2500V để thực hiện các phép đo điện trở
cách điện các cuộn dây MBA 3 pha 2 dây quấn theo thứ tự các bước sau:
a- Tháo các đầu đấu nối cả 3 pha thanh cái phía cao áp, các đầu đấu nối cáp phía
hạ áp với máy biến áp, đảm bảo máy biến áp phải được cách ly hoàn toàn ở tất
cả các phía cao áp và hạ áp. Thực hiện nối đất vỏ máy biến áp.
b- Dùng xăng không pha chì hoặc cồn 900 làm vệ sinh mặt sứ cách điện trước khi
đo.
c- Đo nhiệt độ của các cuộn dây tại thời điểm đo.
d- Đo điện trở cách điện giữa cuộn dây cao áp với hạ áp và vỏ máy [cuộn hạ áp
nối tắt với vỏ máy].
e- Đo điện trở cuộn dây hạ áp với cuộn dây cao áp và vỏ máy [cuộn cao áp nối tắt
với vỏ máy].
f- Đo điện trở cách điện giữa cuộn dây cao áp với cuộn hạ áp: RC -H.
g- Đo điện trở cách điện giữa cuộn dây cao áp với vỏ máy RC Vỏ
h- Đo điện trở cách điện giữa các cuộn dây hạ áp với vỏ máy: RH Vỏ.
Các giá trị điện trở cách điện được đọc ở các thời điểm 15s và 60s tính từ khi bắt
đầu ấn nút đo.
i- Quy đổi các kết quả đo về giá trị điện trở cách điện ở nhiệt độ tiêu chuẩn
[thường lấy giá trị 200C].
51
j- Tính hệ số hấp thụ Kht =
R60
của các giá trị đo điện trở giữa cuộn Cao áp Hạ
R15
áp, Cao áp Vỏ máy.
k- Từ kết quả đo, đánh giá tình trạng cách điện của các phần tử trong MBA.
Ghi các kết quả đo vào bảng sau:
Nhiệt độ:.......0C [trị số nhiệt độ của cuộn dây tại thời điểm đo]
Bảng 3.5 : Điện trở cách điện của các cuộn dây MBA
Sơ đồ đo
C H + vỏ
H C + vỏ
CH
CV
HV
R15[MΩ]
R60[MΩ]
l- Báo cáo kết quả đo với giáo viên hướng dẫn.
Lưu ý:
Nhiệt độ của các cuộn dây MBA được xác định bằng nhiệt kế đối với các
MBA không có bộ phận đo nhiệt độ.
Đối với MBA đã ngừng vận hành sau 24h, nhiệt độ cuộn dây được xác định
bằng nhiệt độ môi trường đặt MBA tại thời điểm đo.
Tất cả các trị số điện trở cách điện trên đều được xác định tại 2 thời điểm
15s và 60s [được tính ngay sau khi ấn nút đo].
Biện pháp an toàn:
- tuyệt đối không được tiếp xúc với vỏ máy biến áp, các đầu đấu nối các
cuộn dây cả phía cao và hạ áp trong quá trình thực hiện phép đo cách điện.
- Sau khi thực hiện xong phép đo, phải nối tắt đối tượng đo với vỏ máy
[đã được nối đất] để khử điện tích dư còn tồn tại trong cuộn dây đo điện trở
cách điện.
52
BÀI THỰC HÀNH SỐ: 04
ĐO DÒNG KHÔNG TẢI CỦA MBA
Mục tiêu:
- Hiểu rõ sơ đồ đo, đấu nối các dụng cụ, thiết bị đo đúng theo sơ đồ.
- Biết sử dụng các dụng cụ đo, thực hiện đúng quy trình đo dòng không tải của
MBA.
- Biết tổ chức nhóm làm việc 1 cách khoa học, thực hiện nghiêm túc các quy định
về an toàn cho người và thiết bị trong quá trình đo.
- Biết đánh giá tình trạng kĩ thuật của MBA thông qua các kết quả đo dòng điện
không tải.
1. Công tác chuẩn bị
Bảng 4.1 : Thống kê dụng cụ, vật tư, thiết bị phục vụ đo dòng không tải MBA
STT
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Dụng cụ vật tư và thiết bị
Máy biến áp phân phối phụ tải[ đối tượng đo]
Aptomat 1 pha 25A
Bộ điều chỉnh điện áp từ 0 400V
Vonmet 400V
Ampemet 50A
Dây dẫn lõi đồng mềm 4mm2
Rào chắn an toàn 1x1,5m
Mỏ lết các loại
Kìm điện
Tuốc nơ vít 2 cạnh 6mm
Đơn vị
cái
cái
Bộ
cái
cái
m
cái
cái
cái
cái
Số lượng
01
01
01
01
01
20
03
04
02
02
2. Tổng quan về đo dòng điện không tải của máy biến áp
Chế độ không tải của máy biến áp như ta đã biết là chế độ mà phía thứ cấp hở
mạch, còn phía sơ cấp MBA là dòng điện không tải nhỏ [thường bằng 3 10% dòng
điện định mức]. Khi máy chạy không tải, mặc dù công suất thứ cấp đưa ra bằng 0
nhưng máy vẫn tiêu thụ công suất bằng tổn hao sắt từ [từ hóa lõi thép và làm nóng lõi
thép].
Tổn hao sắt từ của MBA phản ánh chất lượng khung từ của MBA: chất lượng của
vật liệu chế tạo các lá thép, tình trạng ghép nối khung từ, cách điện giữa các lá thép
với nhau v.v... Khi chất lượng khung từ kém, hư hỏng cách điện, lực ép khung từ giảm
so với tiêu chuẩn làm tổn thất không tải tăng, đồng nghĩa với sự tăng lên của dòng điện
không tải.
53
Mặt khác khi đo dòng điện không tải, nếu có sự chạm chập một vài vòng dây
trong cuộn dây, dòng điện không tải trong cuộn dây đó cũng sẽ tăng cao so với các
cuộn dây khác và so với dòng điện không tải được ghi trong lý lịch máy.
Trong thực tế vận hành, để kiểm tra chất lượng khung từ, sự chạm chập vòng dây của
cuộn dây MBA phụ tải, thường đưa nguồn điện áp xoay chiều 230v vào các cuộn dây
phía thứ cấp.
a- Đối với cuộn dây đấu hình Y:
a
A
U~ [0230V]
V
b
A
c
B
o
C
Hình 4.1: Sơ đồ đấu nối mạch đo dòng điện không tải của MBA phía thứ cấp
đấu hình Y
Xác định dòng không tải I0 phía thứ cấp của MBA.
Dùng nguồn điện xoay chiều 1 pha để đo dòng không tải của MBA 3 pha bằng
cách đưa điện 1 pha vào lần lượt các cuộn dây phía thứ cấp nhưng phải nối tắt các pha
còn lại với nhau để loại bỏ tổn thất phụ. Các đầu cực phía cao áp để hở mạch.
Với MBA 3 fa 3 trụ thì bao giờ dòng điện không tải của 2 pha cạnh cũng lớn hơn
pha giữa.
Ta có : I0a = I0c = [1,2 ÷ 1,5]I0b
I0a và I0c không được sai lệch nhau quá 5%.
Dòng điện không tải trung bình:
I0 % =
I 0 a + I 0b + I 0 c
.100
3I đm
So sánh giá tri đo được với với giá trị ghi trong lý lịch của MBA hoặc giá trị đo
dòng không tải ở lần thí nghiệm gần nhất.
b- Đối với cuộn dây đấu hình Δ:
54