Báo cáo môn học bảo dưỡng và thử nghiệm thiết bị Điện chương 4 thí nghiệm Điện một số thiết bị thường gặp

- Kết nối đầu Megger giữa cực cao áp và đất hoặc vỏ thiết bị nếu là cuộn dây máy biếnáp.- Đo điện trở cách điện và ghi lại giá trị đo được.. - Kết quả đo điện trở cách điện đạt yêu cầu t

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC KHOA ĐIỀU KHIỂN VÀ TỰ ĐỘNG HOÁ

BÁO CÁO MÔN HỌC BẢO DƯỠNG VÀ THỬ NGHIỆM THIẾT BỊ ĐIỆN

Giảng viên: TRẦN QUỐC HOÀN

Ngành: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN VÀ TỰ ĐỘNG HOÁ Chuyên ngành: TIN HỌC ĐIỀU KHIỂN VÀ TỰ ĐỘNG HOÁ

Lớp: D17THDK&TDH2

Danh sách sinh viên làm:

Hà Nội, tháng 12 năm 2024CHƯƠNG 4: THÍ NGHIỆM ĐIỆN MỘT SỐ THIẾT BỊ THƯỜNG GẶP.

4.5 Thí nghiệm điện máy biến áp.

Thí nghiệm máy biến áp là gì?

Thí nghiệm điện máy biến áp là tập hợp các phép đo, kiểm tra và đánh giá các đặctính điện của máy biến áp nhằm đảm bảo máy hoạt động an toàn, hiệu quả và đáp ứng cáctiêu chuẩn kỹ thuật Thí nghiệm này thường được thực hiện trong các giai đoạn: trước khivận hành, khi nhiệm thu và khi kiểm tra định kì

Mục đích của thí nghiệm máy biến áp?

Thí nghiệm máy biến áp gồm những mục đích sau:

- Đảm bảo an toàn vận hành và độ bền của máy biến áp

- Phát hiện các hư hỏng hoặc lỗi sản xuất trước khi đưa máy vào sử dụng

- Đánh giá khả năng chịu tải và các thông số kỹ thuật của máy

- Ngăn ngừa các sự cố tiềm tàng và tối ưu hóa hiệu suất vận hành

Thí nghiệm máy biến áp bao gồm những thí nghiệm gì?

Các nội dung thí nghiệm chính của máy biến áp bao gồm:

4.5.1.1 Đo điện trở cách điện cuộn dây (Megger 5000V, 10000V).

Mục tiêu thí nghiệm

Mục tiêu của thí nghiệm đo điện trở cách điện của cuộn dây là đánh giá chất lượngcách điện của cuộn dây trong các điều kiện hoạt động khác nhau Việc đo này giúp phát hiệnnhững điểm yếu trong cách điện của cuộn dây, từ đó đảm bảo an toàn cho thiết bị và người

sử dụng Các thí nghiệm này thường được thực hiện bằng cách sử dụng các thiết bị kiểm tra

điện trở cách điện, chẳng hạn như máy đo điện trở cách điện (Megger) với các điện áp cao,thường là 5000V hoặc 10000V.

Cơ sở lý thuyết

 Điện trở cách điện là đại lượng đo lường khả năng ngừng dòng điện rò rỉ qua vật liệucách điện Một điện trở cách điện cao cho thấy rằng vật liệu cách điện đang hoạt độngtốt và không có dòng điện rò rỉ đáng kể

 Megger là thiết bị chuyên dụng để đo điện trở cách điện, thường sử dụng điện áp cao(5000V hoặc 10000V) để kiểm tra tính toàn vẹn của cách điện

 Việc đo điện trở cách điện giữa các thành phần khác nhau của cuộn dây có thể giúp xácđịnh sự tồn tại của các lỗ hổng hoặc sự suy giảm của cách điện, điều này có thể gây racác sự cố điện hoặc cháy nổ

Dụng cụ và thiết bị sử dụng

 Máy đo điện trở cách điện Megger (5000V hoặc 10000V) – Thiết bị chính được sử dụng

để đo điện trở cách điện của cuộn dây

 Cuộn dây – Đối tượng thí nghiệm

 Dây nối – Dùng để kết nối Megger với các cực của cuộn dây

 Bút thử điện hoặc vôn kế – Để xác nhận các kết quả đo điện áp khi cần thiết

Phương pháp thực hiện thí nghiệm

1 Chuẩn bị thí nghiệm:

- Đảm bảo rằng cuộn dây đã được ngắt kết nối với bất kỳ nguồn điện nào và hệ thốngđược ngắt điện hoàn toàn

- Kết nối các đầu dây của Megger vào các điểm cần kiểm tra: cao áp, hạ áp, và đất

2 Đo điện trở cách điện giữa cao áp và hạ áp:

- Kết nối đầu Megger vào các cực của cuộn dây, đo điện trở cách điện giữa cực cao áp

và cực hạ áp

- Thiết lập điện áp thử nghiệm 5000V hoặc 10000V tùy theo yêu cầu Chạy máyMegger và đọc giá trị điện trở cách điện trên màn hình thiết bị

- Đảm bảo rằng kết quả đo điện trở là đủ cao, thường là trên 1 MΩ, để chứng minh tính

an toàn của cách điện giữa cao áp và hạ áp

3 Đo điện trở cách điện giữa cao áp và đất:

- Kết nối đầu Megger giữa cực cao áp và đất (hoặc vỏ thiết bị nếu là cuộn dây máy biếnáp).

- Đo điện trở cách điện và ghi lại giá trị đo được

- Đánh giá kết quả đo; một điện trở thấp cho thấy có thể có sự rò rỉ hoặc sự cố trongcách điện, cần kiểm tra thêm

4 Đo điện trở cách điện giữa hạ áp và đất:

- Kết nối đầu Megger giữa cực hạ áp và đất

- Đo điện trở cách điện và ghi lại kết quả

- Như ở trên, điện trở phải đủ cao (thường là trên 1 MΩ) để đảm bảo không có rò rỉhoặc sự cố

5 Lặp lại các phép đo:

- Thực hiện các phép đo vài lần để đảm bảo kết quả chính xác và ổn định

- Ghi lại các kết quả đo được và so sánh với các giá trị tiêu chuẩn của nhà sản xuất

Kết quả và phân tích

Kiểm tra Điện áp đo (V) Điện trở đo được (MΩ) Kết luận

- Kết quả đo điện trở cách điện đạt yêu cầu (thường là trên 1 MΩ) chứng tỏ cuộn dâyđang trong trạng thái hoạt động tốt và không có sự rò rỉ điện.

- Nếu điện trở cách điện không đạt yêu cầu, có thể cuộn dây bị hỏng hoặc cách điện bịsuy giảm, cần có biện pháp bảo trì hoặc thay thế để đảm bảo hoạt động an toàn của hệthống

Chú ý khi thực hiện thí nghiệm

- Luôn đảm bảo an toàn khi làm việc với điện áp cao để tránh nguy hiểm cho ngườithực hiện thí nghiệm

- Đảm bảo rằng Megger được sử dụng đúng cách và kiểm tra các kết nối điện trước khithực hiện đo đạc

4.5.1.2 Đo tổn hao điện môi (tanδ)

Mục tiêu thí nghiệm

Mục tiêu của thí nghiệm đo tổn hao điện môi (tanδ) của cuộn dây là để xác định sựsuy giảm năng lượng trong lớp cách điện của cuộn dây khi chịu tác động của điện áp xoaychiều Tổn hao điện môi (tanδ) là chỉ số quan trọng phản ánh khả năng cách điện của cácthiết bị điện Thí nghiệm này sẽ đo tổn hao điện môi tại các mức điện áp khác nhau, từ đógiúp đánh giá chất lượng của lớp cách điện và hiệu suất làm việc của cuộn dây

Cơ sở lý thuyết

Tổn hao điện môi (tanδ) là tỉ số giữa năng lượng hao phí trong lớp cách điện và nănglượng cung cấp cho cuộn dây trong một chu kỳ hoạt động Nó có thể được xác định thôngqua công thức:

tan δ= I tổn hao

I công suất

Trong đó:

I tổnhaolà dòng điện tổn hao (do sự suy giảm năng lượng trong lớp cách điện)

I công suấtlà dòng điện tổng (được cung cấp vào cuộn dây)

Bên cạnh đó, ΔtanδC là sự thay đổi trong giá trị của tanδ trong quá trình đo tại các mức điện

áp khác nhau, giúp đánh giá sự suy giảm chất lượng cách điện khi điện áp tăng lên

Dụng cụ và thiết bị sử dụng

- Máy đo tanδ: Thiết bị chuyên dụng để đo tổn hao điện môi (tanδ) của cuộn dây dướitác dụng của điện áp xoay chiều.

- Cuộn dây: Đối tượng thí nghiệm cần đo tổn hao điện môi

- Nguồn điện xoay chiều (AC): Cung cấp các mức điện áp khác nhau cho cuộn dây,bao gồm các mức 0.2Un, 0.4Un, 0.6Un, 0.8Un, và Un (trong đó Un là điện áp địnhmức của cuộn dây)

- Dây nối và thiết bị bảo vệ: Đảm bảo an toàn cho quá trình thí nghiệm

Phương pháp thực hiện thí nghiệm

1 Kết nối thiết bị: Kết nối cuộn dây với máy đo tanδ và nguồn điện xoay chiều Đảm bảorằng các kết nối an toàn và chắc chắn

2 Thiết lập điện áp thử nghiệm: Cung cấp các mức điện áp cho cuộn dây theo thứ tự:0.2Un, 0.4Un, 0.6Un, 0.8Un và Un, trong đó Un là điện áp định mức của cuộn dây Máy

đo sẽ ghi nhận tổn hao điện môi (tanδ) tại mỗi mức điện áp này

3 Đo tanδ: Máy đo tanδ sẽ tự động đo và hiển thị giá trị tanδ tại từng mức điện áp Ghi lạigiá trị của tanδ cho từng mức điện áp

4 Lặp lại thí nghiệm: Thực hiện thí nghiệm một số lần để đảm bảo độ chính xác của kếtquả và tránh sai số

 ΔtanδC:

- ΔtanδC là sự thay đổi giữa giá trị tanδ đo được tại các mức điện áp khác nhau Sựthay đổi này phản ánh độ ổn định của lớp cách điện khi điện áp tăng lên Nếu ΔtanδClớn, điều này có thể cho thấy lớp cách điện của cuộn dây không ổn định và có thể có

rò rỉ điện hoặc hư hỏng

- Nếu ΔtanδC nhỏ: Điều này cho thấy lớp cách điện của cuộn dây ổn định và có khảnăng duy trì hiệu suất tốt dưới các mức điện áp khác nhau

Ví dụ phân tích kết quả (giả định):

Mức điện áp (kV) Tanδ (Mức tổn hao điện môi) ΔtanδC (Sự thay đổi tanδ)

- ΔtanδC: Sự thay đổi tanδ tăng dần cho thấy lớp cách điện có xu hướng suy yếu khiđiện áp lên cao Tuy nhiên, nếu ΔtanδC tăng quá lớn, có thể cần kiểm tra lại chấtlượng lớp cách điện

Kết luận

- Nếu tanδ ở mức thấp tại các mức điện áp thấp và không tăng quá nhanh khi điện áptăng lên, lớp cách điện của cuộn dây vẫn ổn định và có thể hoạt động tốt trong hệthống điện

 Nếu tanδ tăng nhanh hoặc ΔtanδC quá lớn: Điều này có thể là dấu hiệu của sự suy giảmchất lượng cách điện hoặc lớp cách điện có thể bị tổn thương Cần thực hiện các biệnpháp kiểm tra và bảo trì để tránh nguy cơ sự cố

4.5.1.3 Thí nghiệm điện áp tần số công nghiệp

Mục tiêu thí nghiệm

Mục tiêu của thí nghiệm điện áp tần số công nghiệp là kiểm tra khả năng chịu đựng củacuộn dây dưới tác dụng của điện áp xoay chiều với tần số công nghiệp (50Hz), đặc biệt là tạiđiện áp cao hơn điện áp định mức (1.3Un) Thí nghiệm này giúp đánh giá độ an toàn của cáchđiện trong cuộn dây và kiểm tra dòng rò trong quá trình thử nghiệm Từ đó, chúng ta có thể xácđịnh xem cuộn dây có đủ khả năng chịu được điện áp quá tải trong thời gian ngắn hay không

Dụng cụ và thiết bị sử dụng

- Máy thử điện áp: Thiết bị có khả năng cung cấp điện áp tần số công nghiệp với điện

áp lên đến 1.3 lần điện áp định mức (1.3Un)

- Cuộn dây: Đối tượng cần thử nghiệm, có thể là cuộn dây của máy biến áp, động cơđiện hoặc các thiết bị khác

- Đồng hồ vạn năng (Multimeter): Dùng để đo dòng điện và dòng rò trong quá trình thửnghiệm

- Dây nối: Dùng để kết nối cuộn dây với thiết bị thử điện áp

- Thiết bị đo dòng rò: Thiết bị để kiểm tra dòng rò phát sinh trong quá trình thửnghiệm

Phương pháp thực hiện thí nghiệm

1 Kết nối thiết bị: Kết nối cuộn dây với máy thử điện áp tần số công nghiệp Đảm bảorằng các dây nối và thiết bị đo đều được kết nối chắc chắn và an toàn

2 Thiết lập điện áp thử nghiệm: Cung cấp điện áp cho cuộn dây với giá trị là 1.3Un, tức là30% cao hơn so với điện áp định mức của cuộn dây Đây là mức điện áp cần kiểm trakhả năng chịu đựng của cuộn dây

3 Tiến hành thử nghiệm: Cung cấp điện áp 1.3Un cho cuộn dây trong khoảng thời gian 1phút Trong suốt thời gian này, quan sát và ghi nhận tình trạng của cuộn dây, chú ý đến

sự thay đổi về nhiệt độ và bất kỳ dấu hiệu bất thường nào

4 Kiểm tra dòng rò: Trong suốt quá trình thử nghiệm, sử dụng thiết bị đo dòng rò để kiểmtra mức độ rò rỉ điện qua lớp cách điện của cuộn dây Dòng rò sẽ phản ánh tình trạngcách điện của cuộn dây dưới tác dụng của điện áp cao Ghi lại giá trị dòng rò đo được

5 Ngừng thử nghiệm và kiểm tra: Sau 1 phút thử nghiệm, ngừng cấp điện cho cuộn dây.Sau đó, kiểm tra lại các đặc tính của cuộn dây và so sánh với các giá trị tiêu chuẩn đểđánh giá chất lượng cách điện

Kết quả và phân tích

 Dòng rò:

- Nếu dòng rò đo được là không đáng kể hoặc dưới ngưỡng cho phép, điều này chứng

tỏ lớp cách điện của cuộn dây vẫn giữ được khả năng cách ly tốt dưới tác dụng củađiện áp cao

- Nếu dòng rò lớn hơn mức cho phép, điều này có thể là dấu hiệu của sự suy giảm chấtlượng cách điện, ví dụ như có vết nứt, chập, hoặc tổn thương trong lớp cách điện củacuộn dây

 Tình trạng cuộn dây:

- Nếu cuộn dây không bị nóng quá mức, không có hiện tượng cháy, nổ hoặc phóngđiện, và dòng rò vẫn trong giới hạn an toàn, cuộn dây có thể chịu đựng tốt trong điềukiện làm việc thực tế

- Nếu cuộn dây bị nóng quá mức hoặc có dấu hiệu phóng điện, cần kiểm tra lại chấtlượng cách điện và có thể cần bảo trì hoặc thay thế cuộn dây

Ví dụ phân tích kết quả:

Mức điện áp

(kV)

Thời gian thửnghiệm

Dòng rò(mA)

Kết luận

1.3Un 1 phút 0.01 Cuộn dây đạt yêu cầu, dòng rò thấp, cách

điện tốt1.3Un 1 phút 0.05 Cuộn dây có dòng rò vượt mức cho phép, cần

kiểm tra lại cách điện1.3Un 1 phút 0.1 Cuộn dây bị suy giảm cách điện nghiêm

trọng, cần thay thếBảng 1.3: VD kết quả đo thí nghiệm điện áp tần số công nghiệp

Kết luận

- Cuộn dây đạt yêu cầu: Nếu dòng rò nhỏ và không có dấu hiệu bất thường (nhiệt độtăng quá cao, phóng điện,…) trong suốt quá trình thử nghiệm, cuộn dây có thể tiếptục hoạt động bình thường trong điều kiện làm việc thực tế

- Cuộn dây không đạt yêu cầu: Nếu dòng rò lớn hoặc có dấu hiệu cách điện bị hư hỏng(nhiệt độ cuộn dây tăng mạnh, có hiện tượng phóng điện), cuộn dây cần được kiểmtra kỹ lưỡng và có thể phải thay thế để đảm bảo an toàn trong quá trình sử dụng

Việc thực hiện thí nghiệm điện áp tần số công nghiệp giúp kiểm tra khả năng chịu đựng điện ápcao của cuộn dây trong môi trường làm việc thực tế và phát hiện sớm các vấn đề về chất lượngcách điện, từ đó đảm bảo sự an toàn và hiệu quả trong hệ thống điện.

4.5.2.1 Đo tỷ số biến

Mục tiêu thí nghiệm

Mục tiêu của thí nghiệm đo tỷ số biến áp là xác định tỷ số giữa điện áp đầu vào và đầu

ra tại tất cả các nấc điện áp của máy biến áp (hoặc thiết bị biến áp) và so sánh với tỷ số biến ápđịnh mức Việc đo tỷ số biến áp giúp kiểm tra tính chính xác của máy biến áp, đảm bảo rằng nóhoạt động đúng như thiết kế và có khả năng biến đổi điện áp một cách hiệu quả trong suốt dảiđiện áp

V đầu ralà điện áp ở phía đầu ra của biến áp

V đầu vàolà điện áp ở phía đầu vào của biến áp

Tỷ số biến áp được sử dụng để điều chỉnh các thiết bị điện sao cho điện áp phù hợp với yêu cầucủa các hệ thống khác nhau

Dụng cụ và thiết bị sử dụng

- Máy biến áp (hoặc thiết bị biến áp): Đối tượng thí nghiệm

- Nguồn điện: Cung cấp điện áp cho máy biến áp ở các mức điện áp khác nhau

- Đồng hồ vạn năng (Multimeter): Dùng để đo điện áp đầu vào và đầu ra của máy biếnáp

- Dây nối: Dùng để kết nối các thiết bị với nhau trong quá trình đo

Phương pháp thực hiện thí nghiệm

1 Kết nối thiết bị: Kết nối nguồn điện với đầu vào của máy biến áp và đo điện áp đầu vào(V_in) Kết nối các thiết bị đo điện áp vào đầu ra của máy biến áp để đo điện áp đầu ra(V_out)

2 Đo điện áp đầu vào: Bật nguồn điện và điều chỉnh điện áp đầu vào của máy biến áp tạicác nấc điện áp đã được định sẵn Đo và ghi lại điện áp tại đầu vào.

3 Đo điện áp đầu ra: Sau khi đo điện áp đầu vào, ghi lại điện áp đầu ra tương ứng tại mỗinấc điện áp

4 Lặp lại với tất cả các nấc điện áp: Tiến hành đo ở tất cả các nấc điện áp mà máy biến áp

có, từ mức thấp nhất đến mức cao nhất, và ghi lại kết quả đo

5 Tính tỷ số biến áp: Tính tỷ số biến áp tại mỗi mức điện áp bằng cách chia giá trị điện ápđầu ra cho điện áp đầu vào

6 So sánh với giá trị định mức: So sánh tỷ số biến áp đo được với tỷ số biến áp định mứccủa thiết bị Tỷ số biến áp định mức được cung cấp trong tài liệu kỹ thuật của máy biếnáp

Kết quả và phân tích

- Tỷ số biến áp đo được: Sau khi đo và tính toán tỷ số biến áp tại từng mức điện áp, sosánh với tỷ số biến áp định mức Nếu tỷ số biến áp đo được gần với tỷ số định mức,điều này cho thấy máy biến áp hoạt động chính xác và hiệu quả

- So sánh với giá trị định mức: Nếu tỷ số biến áp đo được có sai lệch lớn so với giá trịđịnh mức, điều này có thể chỉ ra rằng máy biến áp bị lỗi hoặc không hoạt động chínhxác Nguyên nhân có thể là do hư hỏng cuộn dây, thiết bị điều chỉnh bị lỗi, hoặc biến

áp bị hao mòn theo thời gian

Tuy nhiên, nếu tỷ số biến áp tại một số mức điện áp có sự sai lệch lớn so với tỷ số định mức,chẳng hạn như:

Nấc điện áp

(kV)

Điện áp đầu vào (V)

Điện áp đầu ra(V)

Tỷ số biến áp đo được

So sánh với giá trị định mức

Bảng 1.5: Kết quả so sánh tỷ số biến áp đo được với giá trị định mức khi có sự cố

Kết quả cho thấy tỷ số biến áp tại các nấc điện áp thứ 2 và thứ 3 sai lệch so với giá trị địnhmức, điều này có thể chỉ ra vấn đề trong máy biến áp, như hư hỏng cuộn dây, tổn thất hoặc vấn

đề về cách điện

Kết luận

- Tỷ số biến áp đúng với định mức: Nếu tỷ số biến áp đo được ở tất cả các nấc điện ápđều gần với giá trị định mức, máy biến áp hoạt động ổn định và chính xác, có thể tiếptục sử dụng trong hệ thống

- Tỷ số biến áp sai lệch đáng kể: Nếu tỷ số biến áp tại một hoặc nhiều nấc điện áp có sựsai lệch lớn so với định mức, cần phải kiểm tra và bảo trì máy biến áp Có thể máybiến áp đang gặp vấn đề về kỹ thuật, cần sửa chữa hoặc thay thế các bộ phận bị hưhỏng để đảm bảo hoạt động ổn định

4.5.2.2 Đo điện trở một chiều cuộn dây

Mục tiêu thí nghiệm

Mục tiêu của thí nghiệm đo điện trở một chiều của cuộn dây là xác định điện trở củacuộn dây khi đo ở nhiệt độ môi trường và quy đổi kết quả về nhiệt độ chuẩn 75°C Thí nghiệmnày giúp đánh giá tình trạng của cuộn dây, phát hiện sự thay đổi về điện trở có thể do sự lãohóa hoặc hư hỏng của cách điện hoặc cuộn dây

Cơ sở lý thuyết

Điện trở một chiều của cuộn dây thay đổi theo nhiệt độ Tính chất này có thể được mô tảbằng công thức:

R t =R t 0 (1+∝(t−t0))Trong đó:

R tlà điện trở tại nhiệt độ ttt (°C)

R t 0là điện trở tại nhiệt độ t0t_0t0 (°C) (thường là nhiệt độ đo, ví dụ 25°C hoặc nhiệt độmôi trường)

∝là hệ số nhiệt điện trở của vật liệu cuộn dây (thường là đồng)

T là nhiệt độ đo điện trở

t0là nhiệt độ chuẩn (thường là 75°C trong các ứng dụng công nghiệp)

Mục đích của việc đo điện trở tại nhiệt độ môi trường là để có một giá trị cơ bản Sau

đó, kết quả sẽ được quy đổi về nhiệt độ chuẩn 75°C để so sánh và đánh giá chính xác hơn

Dụng cụ và thiết bị sử dụng

- Cuộn dây: Đối tượng thí nghiệm, có thể là cuộn dây của động cơ, máy biến áp, hoặccác thiết bị điện khác

- Nguồn điện một chiều (DC): Cung cấp dòng điện một chiều để đo điện trở

- Ampe kế (hoặc đồng hồ vạn năng): Dùng để đo cường độ dòng điện và điện áp

- Nhiệt kế: Dùng để đo nhiệt độ môi trường khi đo điện trở

- Thiết bị đo điện trở: Dùng để đo điện trở của cuộn dây

- Dây nối và kẹp: Dùng để kết nối các thiết bị trong quá trình thí nghiệm

Phương pháp thực hiện thí nghiệm

1 Kết nối thiết bị: Kết nối nguồn điện một chiều với cuộn dây và đồng hồ vạn năng hoặcthiết bị đo điện trở Đảm bảo các kết nối chắc chắn và an toàn

2 Đo điện trở tại nhiệt độ môi trường: Đo điện trở một chiều của cuộn dây tại nhiệt độ môitrường (thường là khoảng 25°C) Ghi lại kết quả điện trở đo được và nhiệt độ môitrường.

3 Quy đổi kết quả về 75°C: Sử dụng công thức đã nêu để quy đổi giá trị điện trở đo được

về nhiệt độ 75°C Công thức quy đổi là:

R75=R t (1+∝(75−t))Trong đó R75 là điện trở quy đổi về 75°C, t là nhiệt độ đo được trong thí nghiệm, ∝ là hệ

số nhiệt điện trở của vật liệu cuộn dây

4 Lặp lại thí nghiệm: Tiến hành đo và quy đổi điện trở một chiều cuộn dây tại ít nhất haihoặc ba thời điểm trong ngày để kiểm tra sự ổn định của kết quả đo

- Điện trở quy đổi: Điện trở cuộn dây sẽ tăng theo nhiệt độ Bằng cách quy đổi kết quả

về nhiệt độ chuẩn 75°C, ta có thể so sánh được sự thay đổi điện trở của cuộn dây theothời gian và đánh giá tình trạng của cuộn dây một cách chính xác hơn

- Sự thay đổi của điện trở: Nếu điện trở quy đổi về 75°C tăng quá nhiều, điều này cóthể chỉ ra rằng cuộn dây đang bị hư hỏng, cách điện bị suy yếu hoặc có các vấn đềkhác Thông thường, điện trở của cuộn dây có thể tăng dần theo thời gian do sự lãohóa của vật liệu cách điện hoặc do cuộn dây bị ngắn mạch một phần

Kết luận

- Nếu điện trở quy đổi về 75°C ổn định và không có sự thay đổi quá lớn giữa các lần

đo, cuộn dây có thể đang hoạt động tốt và không có dấu hiệu hư hỏng

- Nếu điện trở tăng đột ngột hoặc vượt mức cho phép, điều này có thể chỉ ra rằng cuộndây gặp vấn đề về cách điện, hoặc các thành phần trong cuộn dây đã bị suy yếu Cầnthực hiện kiểm tra sâu hơn hoặc bảo trì để tránh nguy cơ xảy ra sự cố.

Đo điện trở một chiều của cuộn dây và quy đổi về 75°C giúp theo dõi tình trạng của cuộndây và phát hiện các vấn đề tiềm ẩn, từ đó nâng cao độ tin cậy và an toàn cho hệ thống điện.4.5.2.3 Kiểm tra cực tính và nhóm nối dây

Mục tiêu thí nghiệm

Mục tiêu của thí nghiệm kiểm tra cực tính và nhóm nối dây là xác định chính xác nhómvector của máy biến áp và kiểm tra đúng đắn việc đấu nối trung tính của các cuộn dây Thínghiệm này đảm bảo rằng máy biến áp hoặc thiết bị điện hoạt động đúng theo thiết kế và khônggây ra các hiện tượng lệch pha hoặc xung đột trong hệ thống điện

Cơ sở lý thuyết

1 Nhóm vector: Nhóm vector của máy biến áp là một khái niệm mô tả sự pha lệch giữacác cuộn dây trên các phía sơ cấp và thứ cấp của biến áp Nhóm vector cho biết mốiquan hệ pha giữa điện áp của các cuộn dây Các nhóm vector được phân loại theo kýhiệu như Dd, Yy, Dz, v.v

2 Cực tính: Kiểm tra cực tính giúp xác định chiều của điện áp và dòng điện trên các đầudây Cực tính đúng sẽ đảm bảo rằng các pha của hệ thống điện không bị đảo ngược,tránh được hiện tượng ngắn mạch hoặc sự cố nguy hiểm

3 Đấu nối trung tính: Kiểm tra trung tính giúp đảm bảo rằng các cuộn dây của máy biến áp

có sự nối đất đúng cách Việc nối đất trung tính là rất quan trọng để bảo vệ an toàn chongười sử dụng và thiết bị trong hệ thống điện

Dụng cụ và thiết bị sử dụng

- Máy biến áp hoặc thiết bị có cuộn dây: Đối tượng thí nghiệm

- Nguồn điện xoay chiều (AC): Cung cấp điện áp cho cuộn dây của máy biến áp

- Ampe kế và vôn kế: Dùng để đo dòng điện và điện áp

- Dụng cụ kiểm tra cực tính (kiểm tra điện áp trực tiếp): Thiết bị dùng để kiểm tra cựctính của các pha trong hệ thống điện

- Bút thử điện: Dùng để kiểm tra điện áp và xác định cực tính

Phương pháp thực hiện thí nghiệm

1 Kiểm tra cực tính:

- Cấp điện vào cuộn dây sơ cấp của máy biến áp.

- Sử dụng bút thử điện hoặc vôn kế để kiểm tra cực tính tại các điểm của cuộn dây thứcấp Xác định chiều của điện áp giữa các pha và trung tính của cuộn dây thứ cấp

- Nếu điện áp giữa pha và trung tính trên cuộn dây thứ cấp có dấu hiệu sai lệch về cựctính, có thể cuộn dây thứ cấp đã bị đấu nối sai

2 Xác định nhóm vector:

- Sử dụng phương pháp đo điện áp giữa các pha của cuộn dây sơ cấp và thứ cấp

- Đo sự lệch pha giữa điện áp sơ cấp và thứ cấp để xác định nhóm vector Phương phápphổ biến là đo điện áp giữa các pha của cuộn sơ cấp và thứ cấp tại các điều kiện hoạtđộng khác nhau, từ đó xác định sự lệch pha

- Nếu nhóm vector đo được không phù hợp với thông số kỹ thuật của máy biến áp, cóthể có sự sai lệch trong cách đấu nối cuộn dây

3 Kiểm tra đấu nối trung tính:

- Đo điện áp giữa các pha và trung tính của cuộn dây thứ cấp Trung tính phải được nốiđất một cách an toàn và đúng quy cách

- Kiểm tra sự ổn định của điện áp giữa pha và trung tính Nếu điện áp giữa pha và trungtính dao động hoặc có sự bất thường, có thể trung tính chưa được nối đất đúng cách

- Nếu có sự khác biệt về điện áp giữa trung tính và mặt đất, cần kiểm tra lại các kết nốicủa dây trung tính để đảm bảo an toàn

Kết quả và phân tích

Kết quả của thí nghiệm có thể được ghi nhận và phân tích như sau:

Cuộn dây thứ cấp Điện áp đo được (V) Cực tính Kết luận

Bảng 1.7: Kiểm tra cực tínhKết luận: Cực tính của cuộn dây thứ cấp đúng, không có sự đảo ngược pha

Cuộn sơ Cuộn thứ Điện áp sơ cấp Điện áp thứ cấp Nhóm vector xác Kết luận

cấp cấp (V) (V) định

nhómBảng 1.8: Xác định nhóm vector

Kết luận: Nhóm vector đúng với thông số kỹ thuật cho cuộn 1, tuy nhiên cuộn 2 có sai lệchnhóm vector so với yêu cầu Cần kiểm tra lại đấu nối cuộn dây

Cuộn thứ

cấp

Điện áp pha-trung tính(V)

Điện áp trung tính - đất(V)

Kết luận

đúngBảng 1.9: Kiểm tra đấu nối trung tính

Kết luận: Đấu nối trung tính của cuộn thứ cấp đầu tiên đúng, nhưng cuộn thứ hai có vấn đề, cầnkiểm tra lại việc nối đất trung tính

Kết luận

- Cực tính: Cực tính của các pha trong cuộn dây phải được xác định chính xác Nếu cácpha bị đảo ngược, sẽ gây ra sự cố khi kết nối với các thiết bị khác trong hệ thốngđiện

- Nhóm vector: Kiểm tra nhóm vector giúp đảm bảo rằng cuộn dây sơ cấp và thứ cấpcủa máy biến áp hoạt động đúng cách, tránh hiện tượng lệch pha giữa các pha trong

hệ thống điện

- Đấu nối trung tính: Việc đấu nối trung tính đúng cách là rất quan trọng để đảm bảo antoàn và ổn định cho hệ thống điện Nếu trung tính không được nối đất đúng cách, cóthể dẫn đến các vấn đề về an toàn cho thiết bị và con người

4.5.3 Thí nghiệm tổn hao và đặc tính

4.5.3.1 Đo tổn hao không tải

1 Khái niệm về tổn hao không tải

 Tổn hao không tải (hay còn gọi là tổn hao không tải của máy biến áp) là các tổnhao năng lượng xảy ra khi máy biến áp hoặc động cơ điện hoạt động mà không

có tải (không có công suất tiêu thụ ngoài) Các tổn hao này chủ yếu bao gồm:

 Tổn hao do dòng Foucault (dòng xoáy): Là tổn hao năng lượng trong lõi thép củamáy do các dòng điện xoáy sinh ra trong các lớp thép khi máy hoạt động

 Tổn hao do từ trường: Là tổn hao sinh ra khi từ trường biến đổi trong lõi thép

 Tổn hao do ma sát và các tổn hao khác: Bao gồm các tổn hao do ma sát trong các

bộ phận chuyển động (nếu có) và các tổn hao điện trở của dây quấn

 Tổn hao không tải là một thông số quan trọng để đánh giá hiệu suất và khả nănghoạt động của thiết bị trong các ứng dụng thực tế, đặc biệt khi máy không làmviệc với tải

 Thí nghiệm đo tổn hao không tải là một trong những thử nghiệm quan trọng trongquá trình kiểm tra hiệu suất và tính năng của máy biến áp Thí nghiệm này nhằmxác định mức độ tổn hao công suất khi máy biến áp hoạt động ở chế độ không tải,tức là khi không có tải được kết nối với cuộn thứ cấp Đây là một thông số quantrọng để đánh giá hiệu suất của máy biến áp

2 Mục đích của thí nghiệm đo tổn hao không tải

 Xác định tổn hao không tải: Mục tiêu chính của thí nghiệm là đo các tổn haokhông tải và hiểu rõ các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất của thiết bị khi không cótải

 Đánh giá hiệu quả thiết bị: Cung cấp thông tin để đánh giá sự hiệu quả của thiết

bị, đặc biệt là máy biến áp, khi nó hoạt động mà không có tải

 Kiểm tra các thông số kỹ thuật: Cung cấp các thông số như dòng điện không tải

và công suất tổn hao không tải ở các mức điện áp khác nhau

3 Mục tiêu của thí nghiệm:

Đo dòng điện không tải (I0): Xác định mức độ dòng điện chạy qua cuộn sơ cấp khi máybiến áp không tải

Đo tổn hao không tải (P0): Xác định công suất tiêu thụ của máy biến áp khi không tải

Phân tích hiệu suất: Dựa trên kết quả đo để đánh giá hiệu suất và mức độ tổn hao củamáy biến áp.

4 Cách thực hiện thí nghiệm đo tổn hao không tải

Mục đích: Đo dòng điện trong khi máy hoạt động ở chế độ không tải

Đảm bảo không có tải kết nối với máy, chỉ có dòng điện không tải chảy qua cuộn dây

Để thực hiện thí nghiệm đo tổn hao không tải, các bước sau đây thường được thực hiện:Bước 1: Cấp điện áp cho cuộn sơ cấp

Cấp điện áp một chiều vào cuộn sơ cấp của máy biến áp hoặc động cơ điện Có thể cấpđiện áp danh nghĩa (Un) hoặc điều chỉnh điện áp ở các mức khác nhau như 0.9Un, 0.95Un, Un,1.05Un, 1.1Un để khảo sát ảnh hưởng của điện áp đến tổn hao không tải

Bước 2: Đo dòng điện không tải (I0)

Sử dụng đồng hồ đo dòng điện để đo dòng điện không tải I0I_0I0 tại các mức điện ápkhác nhau Dòng điện này không có tải kết nối, chỉ có dòng điện chảy qua các cuộn dây do hiệntượng cảm ứng điện từ trong lõi thép

Bước 3: Đo tổn hao không tải (P0)

Dùng công tơ hoặc bộ phân tích công suất để đo tổn hao không tải P0P_0P0 của thiết bị.Đây là công suất bị mất do các hiện tượng như dòng Foucault và từ trường, mà không có tải kếtnối với máy

Công thức tính công suất tổn hao không tải:

P0=U x I0 x cos(ϕ)Trong đó:

P0 là tổn hao không tải (W)

U là điện áp (V)

I0 là dòng điện không tải (A)

cos(ϕ) là hệ số công suất của dòng điện không tải.

Bước 4: Lặp lại phép đo ở các mức điện áp khác nhau

Tiến hành đo dòng điện và công suất tổn hao không tải tại các mức điện áp khác nhaunhư 0.9Un, 0.95Un, Un, 1.05Un, 1.1Un để đánh giá sự thay đổi của tổn hao không tải theo điệnáp

4.1 Thí nghiệm không tải bằng nguồn 3 pha

Mắc sơ đồ như hình:

Hình 1 : Sơ đồ mạch thí nghiệm không tải nguồn 3 pha

Suy ra: P0 = Pab + Pbc

4.2 Thí nghiệm không tải bằng nguồn 1 pha

+Cuộn dây MBA đấu Y

Đo không tải cuộn ab, các cuộn ac, bc mắc tương tự Ta được kết quả:

Hình 2 : Sơ đồ mạch thí nghiệm không tải nguồn 1 pha cuộn dây MBA đấu Y

P0ab = P0a + P0b ; P0ac = P0a + P0c; P0bc = P0b + P0c

I0ab; I0ac; I0bc

Suy ra: Công suất không tải ba pha : P0 = (P0ab + P0ac + P0bc )/2

Dòng tổn hao không tải: I0 = (I0ab +  I0ac + I0bc )/3

  + Cuộn dây MBA đấu Y0

Đo không tải cuộn dây an; các cuộn dây bn, cn

Hình 3 : Sơ đồ mạch thí nghiệm không tải nguồn 1 pha cuộn dây MBA đấu Y0

Ta có được kết quả: P0 = P0a + P0b + P0c

I0 = ( I0a + I0b + I0c ) /3

  +  Cuộn dây MBA đấu ∆

Đo không tải cuộn dây ab (nối tắt bc); tương tự cho cuộn ac (nối tắt ab); cuộn dây bc(nối tắt ac);

Hình 4 : Sơ đồ mạch thí nghiệm không tải nguồn 1 pha cuộn dây MBA đấu ∆