Bài thuyết trình Máy biến dòng và máy biến áp - Nguyễn Minh Tân

a
rt
m
e
n
t 
o
f 
P
o
w
e
r 
S
y
s
te
m
s
Máy biến dòng tổng hợp:
 Sự sắp xếp cuộn dây được sử 
dụng, cung cấp tín hiệu ra một 
pha có một mối quan hệ đặc 
biệt với dòng điện ba pha đầu 
vào
Máy biến dòng khe hở:
 Đây là những máy biến dòng phụ trợ 
trong đó có một khe hở không khí nhỏ 
tính đến cả trong lỏi thép để sản sinh ra 
một điện áp thứ cấp đầu ra tỷ lệ thuận 
với độ lớn của dòng điện cuộn dây sơ 
cấp
4. Máy biến dòng
8. Sự bố trí cuộn dây của máy biến dòng
CT and VT
page 57/86
©
D
e
p
a
rt
m
e
n
t 
o
f 
P
o
w
e
r 
S
y
s
te
m
s
TỔNG QUAN
1. Giới thiệu
2. Thiết kế
3. Mạch tương đương
4. Sai số
5. Sai số tổng hợp
6. Giới hạn dòng điện chính 
xác của máy biến dòng bảo 
vệ
4. Máy biến dòng
7. Cấp PX của CT
8. Sự bố trí các cuộn dây
9. Dòng điện thứ cấp định mức
10. Dòng điện sơ cấp quá độ
11. Điều kiện thực tế
CT and VT
page 58/86
©
D
e
p
a
rt
m
e
n
t 
o
f 
P
o
w
e
r 
S
y
s
te
m
s
 Tiêu chuẩn dòng điện thứ cấp: 1A và 5A
 Tải ở thứ cấp các role kỹ thuật số hoặc các khí cụ 
với nhiều mức đánh giá của giá trị dòng điện định 
mức
 Số vòng dây thực tế phải tỉ lệ nghịch với dòng điện 
và trở kháng của cuộn dây, thay đổi tỉ lệ nghịch với 
bình phương dòng điện hiệu dụng
4. Máy biến dòng
9. Dòng điện thứ cấp định mức
CT and VT
page 59/86
©
D
e
p
a
rt
m
e
n
t 
o
f 
P
o
w
e
r 
S
y
s
te
m
s
 CT nối với thiết bị ngoài trời khoảng 200m có thể có một trở 
kháng vòng lặp khoảng 3Ω, nếu CT 5A được sử dụng thì 
công suất là 75VA, một tải như vậy yêu cầu CT lớn và đắt 
tiền. Nếu sử dụng CT 1A, tải sớm pha được giảm xuống 
3VA:có thể được cung cấp bởi một CT kích thước bình 
thường và tiết kiệm được kích thước trọng lượng và chi phí.
 Do đó CT hiện nay có xu hướng để giá trị định mức cuộn 
dây sơ cấp 1A
 Trong các trường hợp xấu (do giá trị dòng điện) sơ cấp cao 
nên giá trị thứ cấp định mức cao hơn được sử dụng là 5A 
tiếp đến là 10A
4. Máy biến dòng
9. Dòng điện thứ cấp định mức
CT and VT
page 60/86
©
D
e
p
a
rt
m
e
n
t 
o
f 
P
o
w
e
r 
S
y
s
te
m
s
TỔNG QUAN
1. Giới thiệu
2. Thiết kế
3. Mạch tương đương
4. Sai số
5. Sai số tổng hợp
6. Giới hạn dòng điện chính 
xác của máy biến dòng bảo 
vệ
4. Máy biến dòng
7. Cấp PX của CT
8. Sự bố trí các cuộn dây
9. Dòng điện thứ cấp định mức
10. Dòng điện sơ cấp quá độ
11. Điều kiện thực tế
CT and VT
page 61/86
©
D
e
p
a
rt
m
e
n
t 
o
f 
P
o
w
e
r 
S
y
s
te
m
s
Dòng điện xoay chiều xác lập (dòng điện đỉnh của Ip)
Quá độ cực đại xảy ra khi sin(α – β) =1
Bởi vậy:
4. Máy biến dòng
10. Dòng điện sơ cấp quá độ
CT and VT
 Khi tính chính xác của đáp ứng trong khoảng thời gian ngắn 
được đề cập. Rất cần thiết để kiểm tra những gì xảy ra khi 
dòng điện sơ cấp đột nhiên thay đổi 
 Dòng điện sơ cấp quá độ được biển diển bằng phương 
trình:
page 62/86
©
D
e
p
a
rt
m
e
n
t 
o
f 
P
o
w
e
r 
S
y
s
te
m
s
 Tỷ lệ của từ thông quá 
độ đến giá trị xác lập:
 Lỏi thép CT phải 
mang tất cả từ thông:
4. Máy biến dòng
11. Dòng điện sơ cấp quá độ
CT and VT
page 63/86
©
D
e
p
a
rt
m
e
n
t 
o
f 
P
o
w
e
r 
S
y
s
te
m
s
 Kể từ khi CT yêu cầu một dòng điện kích từ hữu hạn để duy 
trì một từ thông, nó sẽ không còn duy trì từ trường(bỏ qua 
tính từ trể) và vì lý do này nó được thay thế bằng cách bao 
gồm các cuộn cảm hữu hạn của CT trong tính toán
 Đáp ứng của máy biến dòng đến một dòng điện quá độ 
không đối xứng được biểu diễn ở hình sau
4. Máy biến dòng
11. Dòng điện sơ cấp quá độ
CT and VT
 T: Thời hằng phía sơ 
cấp
 T1: Thời hằng phía thứ 
cấp
 Ie: dòng kích từ quá độ
 I’s: dòng phía thứ cấp 
đến tải
page 64/86
©
D
e
p
a
rt
m
e
n
t 
o
f 
P
o
w
e
r 
S
y
s
te
m
s
TỔNG QUAN
1. Giới thiệu
2. Thiết kế
3. Mạch tương đương
4. Sai số
5. Sai số tổng hợp
6. Giới hạn dòng điện chính 
xác của máy biến dòng bảo 
vệ
4. Máy biến dòng
7. Cấp PX của CT
8. Sự bố trí các cuộn dây
9. Dòng điện thứ cấp định mức
10. Dòng điện sơ cấp quá độ
11. Điều kiện thực tế
CT and VT
page 65/86
©
D
e
p
a
rt
m
e
n
t 
o
f 
P
o
w
e
r 
S
y
s
te
m
s
 Bỏ qua sự rò thứ cấp và tải cảm kháng vì nó tương đối 
nhỏ so với trở kháng của mạch
 Tổn hao sắt không được tính đến
 Lý thuyết dựa trên đặc tính kích từ tuyến tính, điều này 
chỉ gần đúng cho đến điểm đầu gối của đường cong 
kích từ
 Ảnh hưởng của hiện tượng trể
4. Máy biến dòng
11. Điều kiện thực tế
CT and VT
page 66/86
©
D
e
p
a
rt
m
e
n
t 
o
f 
P
o
w
e
r 
S
y
s
te
m
s
 Tổng dòng điện kích trong khoảng 
thời gian quá độ được biểu diển ở 
hình 5.15 và kết quả đáp ứng 
méo dạng của dòng điện thứ cấp 
đầu ra đến bảo hòa được biểu 
diển ở hình 5.16
 Sự có mặt của thông lượng dư 
làm thay đổi điểm khởi đầu của từ 
thông quá độ lệch khỏi trục trong 
đặc tính kích từ
4. Máy biến dòng
11. Điều kiện thực tế
CT and VT
page 67/86
©
D
e
p
a
rt
m
e
n
t 
o
f 
P
o
w
e
r 
S
y
s
te
m
s
5. Các thiết bị biến đổi mới
5.1 Bộ biến đổi dụng cụ quang học
5.2 Các hệ thống cảm biến khác
5.1.1 Khái niệm về cảm biến quang học
5.1.2 Bộ biến đổi hỗn hợp
5.1.3 Bộ biến đổi “tất cả-quang” 
5.2.1 Máy biến đổi dòng điện ( hiệu ứng Hall)
5.2.2 Cảm biến hỗn hợp từ-quang
5.2.3 Cuộn Rogowski
page 68/86
©
D
e
p
a
rt
m
e
n
t 
o
f 
P
o
w
e
r 
S
y
s
te
m
s
5. Các thiết bị biến đổi mới
5.1 Bộ biến đổi dụng cụ quang học
Sơ đồ chức năng của bộ chuyển đổi
page 69/86
©
D
e
p
a
rt
m
e
n
t 
o
f 
P
o
w
e
r 
S
y
s
te
m
s
 Bộ chuyển đổi quang học và các kênh truyền hình sợi 
thủy tinh quang học thực hiện liên kết giữa các cảm 
biến và đầu ra điện áp thấp. Sự khác biệt cơ bản giữa 
một bộ biến đổi dụng cụ và một dụng cụ biến áp thông 
thường là giao diện điện tử cần cho hoạt động của nó, 
cung cấp một tín hiệu điện năng thấp (điện áp, dòng 
điện hoặc tín hiệu số) để kết nối đến các thiết bị bảo vệ
 Bộ biến đổi quang học có thể được tách ra thành hai 
loại: đầu tiên là bộ biến đổi hỗn hợp, viêc sử dụng các 
kỹ thuật mạch điện thông thường mà được kết hợp với 
hệ thống chuyển đổi quang học khác nhau và thứ hai là 
bộ biến đổi ‘tất cả quang’ được dựa trên nguyên tắc cơ 
bản cảm biến quang học 
5. Các thiết bị biến đổi mới
page 70/86
©
D
e
p
a
rt
m
e
n
t 
o
f 
P
o
w
e
r 
S
y
s
te
m
s
5.1.1 Khái niệm về cảm biến quang học
 Cảm biến là thiết bị dùng để cảm nhận biến đổi các đại 
lượng vật lý và các đại lượng không có tính chất điện 
cần đo thành các đại lượng có thể đo và xử lý được.
 Cảm biến thường được đặt trong các vỏ bảo vệ tạo 
thành đầu thu hay đầu dò (probe), có thể có kèm các 
mạch điện hỗ trợ.
Ví dụ: Xét trường hợp của một chùm ánh sáng đi qua một 
cặp bộ lọc phân cực. Nếu bộ lọc đầu vào và đầu ra phân 
cực có trục xoay 45o thì chỉ có một nửa ánh sáng sẽ đi 
qua. Cường độ tham chiếu ánh sáng đầu vào được duy trì 
không đổi theo thời gian.
5. Các thiết bị biến đổi mới
page 71/86
©
D
e
p
a
rt
m
e
n
t 
o
f 
P
o
w
e
r 
S
y
s
te
m
s
Sơ đồ về khái niệm cảm biến quang học dựa trên sự biến 
đổi của điện trường và từ trường 
5. Các thiết bị biến đổi mới
page 72/86
©
D
e
p
a
rt
m
e
n
t 
o
f 
P
o
w
e
r 
S
y
s
te
m
s
5.1.2 Bộ biến đổi hỗn hợp
Chia thành hai loại: cảm biến tích cực và cảm biến thụ 
động
 Cảm biến tích cực: đòi hỏi một nguồn cung cấp năng 
lượng của riêng nó, không sử dụng điện năng bổ sung 
để chuyển sang tín hiệu điện
 Cảm biến thụ động: không có nguồn cung 
cấp điện, có sử dụng điện năng bổ sung để 
chuyển sang tín hiệu điện
5. Các thiết bị biến đổi mới
page 73/86
©
D
e
p
a
rt
m
e
n
t 
o
f 
P
o
w
e
r 
S
y
s
te
m
s
5.1.3 Bộ biến đổi “tất cả-quang” 
Những dụng cụ biến đổi được dựa hoàn toàn trên chất 
liệu quang học và hoàn toàn thụ động. Các phần tử cảm 
biến được làm bằng một vật liệu quang được bố trí trong 
điện trường hoặc từ trường để được cảm nhận.
Cảm biến dòng quang 
học dựa trên tính chất 
từ của vật liệu quang 
học
5. Các thiết bị biến đổi mới
page 74/86
©
D
e
p
a
rt
m
e
n
t 
o
f 
P
o
w
e
r 
S
y
s
te
m
s
Cảm biến điện áp quang 
học dựa trên tính chất 
điện của vật liệu quang 
học
5. Các thiết bị biến đổi mới
page 75/86
©
D
e
p
a
rt
m
e
n
t 
o
f 
P
o
w
e
r 
S
y
s
te
m
s Khái niệm bộ 
thiết bị biến đổi 
mới đòi hỏi một 
giao diện điện tử 
trong phòng điều 
khiển
5. Các thiết bị biến đổi mới
page 76/86
©
D
e
p
a
rt
m
e
n
t 
o
f 
P
o
w
e
r 
S
y
s
te
m
s
 Biến đổi dòng có hình dạng của một vòng khép kín 
của vật liệu nhẹ trong suốt, trang bị xung quanh một 
dây dẫn thẳng mang dòng hiện hành
5. Các thiết bị biến đổi mới
page 77/86
©
D
e
p
a
rt
m
e
n
t 
o
f 
P
o
w
e
r 
S
y
s
te
m
s
5. Các thiết bị biến đổi mới
page 78/86
©
D
e
p
a
rt
m
e
n
t 
o
f 
P
o
w
e
r 
S
y
s
te
m
s
5.2 Các hệ thống cảm biến khác
5.2.1 Máy biến đổi dòng điện (hiệu ứng 
Hall)
 Các phần tử cảm biến là 
một miếng bán dẫn 
được đặt trong khoảng 
cách của một vòng tập 
trung từ trường.Đây là 
loại biến áp cũng nhạy 
với dòng một chiều
5. Các thiết bị biến đổi mới
page 79/86
©
D
e
p
a
rt
m
e
n
t 
o
f 
P
o
w
e
r 
S
y
s
te
m
s
5.2.2 Cảm biến hỗn hợp từ-quang
5. Các thiết bị biến đổi mới
page 80/86
©
D
e
p
a
rt
m
e
n
t 
o
f 
P
o
w
e
r 
S
y
s
te
m
s
5.2.3 Cuộn Rogowski
 Các cuộn dây Rogowski được dựa trên nguyên tắc của 
một máy biến dòng có lõi bằng một trở kháng tải rất cao. 
Các kểu quấn dây thứ cấp được quấn trên mặt hình tròn 
của vật liệu cách nhiệt.
5. Các thiết bị biến đổi mới
page 81/86
©
D
e
p
a
rt
m
e
n
t 
o
f 
P
o
w
e
r 
S
y
s
te
m
s
CT and VT
Cảm ơn mọi người đã 
chú ý lắng nghe !!!