CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA MÁY BIẾN ĐIỆN ÁP
1. Khái niệm
- Máy biến điện áp – Voltage Transformer (VT) là thiết bị dùng để biến đổi điện áp cao xuống mức điện áp thấp hơn (thông thường 100V hoặc 110V) theo một tỷ lệ nhất định (tỉ số biến), nhằm cung cấp tín hiệu điện áp cho các thiết bị đo lường và bảo vệ trong hệ thống điện.
2. Cấu tạo
Gồm các thành phần chính sau:
1 – Đầu nối sơ cấp
2 – Nắp đậy phía trên
3 – Nắp đậy phía dưới
4 – Tấm co giãn
5 – Sứ cách điện
6 – Lỗ châm dầu
7 – Móc treo
8 – Hộp đấu dây thứ cấp
9 – Điện trở
10 – Khối hàng kẹp
11 – Lỗ luồn dây
12 – Bộ chống sét
13 – Khối biến áp trung gian
14 – Van lấy mẫu dầu
15 – Vị trí nối đất
16 – Khối bù
17 – Điểm đấu với khối biến áp trung gian
18 – Chỉ thị mức dầu
20 – Thùng chứa dầu cách điện
- Sứ cách điện.
- Buồng dãn nở dầu.
- Tổ hợp tụ.
- Máy biến điện áp trung gian.
- Cuộn kháng mắc nối tiếp.
- Bộ ổn định công suất.
- Hộp đấu nối nhị thứ
- Chỉ thi mức dầu.
- Đầu nối đất
- Máy biến điện áp kiểu tụ cho phép đấu nối với tải ba dùng cho rơ le bảo vệ hoặc cho thiết bị đo lường. Chúng bao gồm tổ hợp của một hoặc nhiều khoang tụ được đặt trên một hộp làm bằng nhôm trong đó có một máy biến điện áp trung gian, điện kháng mắc nối tiếp, các bộ phận phụ và đựng đầy dầu.
- Một hộp đấu nối nhị thứ để đưa điện áp thứ cấp ra ngoài và một số thiết bị phụ đi kèm.
a) Bộ chia điện áp bằng tụ:
- Bộ chia điện áp bằng tụ cho phép đấu nối với đường dây có tải ba. chúng gồm một hoặc nhiều khoang sứ và được lắp đặt phía trên hộp nhôm chứa máy biến điện áp trung gian.
- Mỗi khoang có nhiều phần tử tụ mắc nối tiếp với nhau, các tụ này được ngâm tẩm trong sứ chứa đầy dầu.
- Tụ C2 có điện dung lớn hơn nhiều so với tụ C1, nên phần lớn điện áp được giáng lên tu C1, vì vậy chúng tai xem tụ C1 là tụ cao áp và tụ C2 là tụ trung áp.
b) Sứ cách điện :
- Được chế tạo với khoảng cách điện bề mặt lớn. Có thể chịu đựng tốt với môi trường ô nhiểm nặng.
- Phía trên sứ là mặt bích bằng nhôm có khẳ năng chịu ăn mòn.
- Ở mỗi khoang đều có buồng dãn nở ở trên đỉnh.
c) Khối điện từ (EMU) :
- Chứa đầy dầu.
- Cuộn dây sơ cấp gồm cuộn dây chính và cuộn dây điều chỉnh nhỏ lắp ở phía đầu trung tính. Khối điện từ được thiết kế ở mức điện áp trung áp tương đương với mức điện áp của tụ C2.
- Cuộn dây thứ cấp với điện áp :
- Cuộn 1a-1n là 110 / 3 V cấp chính xác là 0,2.
- Cuộn 2a-2n là 110 / 3 V cấp chính xác là 0.5.
- Cuộn 3a-3n là 110 / 3 V cấp chính xác là 3P.
3. Nguyên lý làm việc
- Máy biến điện áp hoạt động theo nguyên lý phân áp bằng tụ kết hợp với nguyên lý cảm ứng điện từ.
- Điện áp cao được phân áp bằng tụ C1 để giảm xuống điện áp tầm 10 đến 15kV được đặt vào tụ C2. Khối biến áp trung gian được đấu song song với tụ C2.
- Dựa theo nguyên lý cảm ứng điện từ, điện áp đầu ra của máy biến áp trung gian được đưa về dạng chuẩn 100V hoặc 110V để cung cấp cho các thiết bị đo lường và bảo vệ.
a) Công thức phân áp điện dung:
- Điện áp được chia theo tỷ lệ điện dung của hai tụ điện mắc nối tiếp:
V2 = V1×C1/(C1+C2)
Trong đó:
- V1: là điện áp đầu vào (điện áp cao áp).
- V2: là điện áp đầu ra của bộ phân áp tụ điện (đưa vào biến áp từ).
- C1: là điện dung của tụ điện phía trên (nối với đường dây cao áp).
- C2: là điện dung của tụ điện phía dưới (nối với đất).
b) Công thức tính điện áp thứ cấp:
- Sau khi qua khối biến áp trung gian có tỷ số biến áp k, điện áp đầu ra cuối cùng là:
Vs=V2×k
Trong đó:
- Vs: là điện áp đầu ra thứ cấp (thường là 100V hoặc 110V).
- k là tỷ số biến áp của biến áp từ.
c) Công thức tính tỉ số biến chung cho máy biến điện áp kiểu tụ:
K = V1/Vs