Tải bản đầy đủ

Hướng dẫn lựa chọn biến áp đo lường BI, BU

Hướng dẫn lựa chọn biến áp đo lường
1. Các thông số cần quan tâm khi chọn biến dòng điện


Dòng điện định mức sơ cấp



Dòng điện ổn định nhiệt



Dòng điện định mức thứ cấp



Dòng điện ngắn hạn cho phép



Dòng điện ổn định động




Số lượng cuộn thứ cấp



Công suất của các cuộn thứ cấp và độ chính xác của từng
cuộn

1.1 Dòng điện định mức sơ cấp
Dòng điện định mức sơ cấp nên được lựa chọn cao hơn khoảng
10% - 40% dòng điện làm việc lớn nhất.
Các giá trị dòng điện sơ cấp tiêu chuẩn của nhà chế tạo thường
là: 10, 12,5, 15, 20, 25, 30, 40, 50, 60, 75 A và các bội số 10, 100,
1000 của các giá trị tiêu chuẩn trên.

1.2 Dòng điện ổn định nhiệt
Dòng điện ổn định nhiệt là dòng điện cho phép chạy liên tục qua
cuộn sơ cấp mà không gây phát nóng quá mức cho phép theo
tiêu chuẩn. Nếu không có thông tin ghi chú thêm thì giá trị này thường
chính là giá trị dìng điện định mức sơ cấp

1.3 Dòng điện định mức thứ cấp
Dòng điện định mức thứ cấp của biến dòng điện có thể là 1
hoặc 5A, hiện nay xu hướng sử dụng đang chuyển dần
sang loại 1A.
Do các thiết bị như rơle số, đồng hồ đo số hiện nay có mức
tiêu thụ công suất rất thấp nên tổn hao công suất trên các dây
dẫn phu lại là vấn đề cần quan tâm. Tổn hao trong các dây
dẫn phụ có thể tính sơ bộ theo I2R, nghĩa là nếu BI có dòng
thứ cấp là 1A sẽ chịu một tổn hao dây dẫn phụ nhỏ hơn 25 lần
so với loại 5A thứ cấp. Điều này dẫn tới có thể giảm kích
thước và giá thành của BI.

1.4 Dòng điện cho phép trong 1 giây và dòng điện ổn định động
Dòng điện cho phép lớn nhất trong 1 giây là dòng điện lớn
nhất cho phép chạy qua máy biến dòng trong 1 giây mà không
làm cho biến dòng bị phát nóng quá mức cho phép (ví dụ
2500C đối với loại máy biến dòng ngâm trong dầu).

Dòng điện cho phép trong 1 giây theo tiêu chuẩn chế tạo thường là :
6.3 - 8 - 10 - 12.5 - 16 - 20 - 25 - 31.5 - 40 - 50 - 63 - 80 – 100 (đơn
vị là kA)


1.5 Tải danh định và độ chính xác
Thông thường một biến dòng có thể có nhiều cuộn thứ cấp hay
nhiều đầu ra phục vụ cho nhiều mục đích khác nhau. Tải danh
định và độ chính xác của các cuộn thứ cấp này tuỳ thuộc vào
loại tải cần nối tới nó.
1.

Các dụng cụ đo như kW, KVar, A hoặc kWh hoặc kVArh là
loại thiết bị thường yêu cầu làm việc chính xác trong chế
độ tải bình thường hoặc định mức. Các cuộn thứ cấp phục
vụ cho mục đích đo lường thường yêu cầu có độ chính xác
cao. Phạm vi hoạt động chính xác trong khoảng 5-120% của
dòng điện định mức với độ chính xác thường là 0.2 hoặc
0.5 (IEC) hoặc 0.3 hoặc 0.6 (IEEE).

2.

Đối với các loại rơle bảo vệ và các thiết bị ghi sự cố thì thông
tin ở phía sơ cấp bắt buộc phải được thể hiện đầy đủ ở phía
thứ cấp. Việc đo các thông số sự cố không yêu cầu độ chính
xác thật cao nhưng phải đảm bảo việc biến đổi trung thực các
thông tin từ phía sơ cấp sang thứ cấp. Các cuộn thứ cấp phục
vụ cho mục đích bảo vệ rơle thường có độ chính xác 5P, 10P
hoặc TP.. (IEC) hoặc C 100-800 (IEEE).

Thông thường mỗi máy biến dòng có thể có 1 hoặc 2 cuộn thứ
cấp phục vụ cho mục đích đo lường và từ 2 tới 4 cuộn thứ cấp
phục vụ cho các ứng dụng bảo vệ rơle.

1.5.1 Yêu cầu đối với các lõi từ phục vụ cho mục đích đo lường
Để bảo vệ các thiết bị và dụng cụ đo khỏi các nguy hiểm do
dòng điện tăng đọt biến trong qua trình sự cố thì các lõi từ phục
vụ cho đo lường thường được chế tạo với yêu cầu là lõi từ sẽ
bão hoà khi dòng điện vượt quá mức 5 tới 20 lần dòng điện
danh định.

1.5.2 Yêu cầu đối với các lõi từ phục vụ cho mục đích bảo vệ rơle
Các lõi từ phục vụ cho mục đích bảo vệ rơle thường hoạt động với mức dòng điện
cao hơn dòng điện định mức. Theo tiêu chuẩn IEC đối với các BI phục vụ mục đích
bảo vệ rơle thường có cấp chính xác là 5P và 10P.
Các đặc điểm của loại biến dòng phục vụ mục đích bảo vệ rơle là:


Độ chính xác thấp hơn so với loại dùng cho mục đích đo lường



Điện áp bão hoà cao hơn (khó bị bão hoà)

Điện áp bão hoà được đặc trưng bởi hệ số Accuracy Limit Factor ALF. Hệ số này là tỷ số
giữa dòng điện lớn nhất cho phép mà tại đó BI còn đảm bảo độ chính xác theo qui định (với tải là
định mức) và dòng điện danh định.

1.5.3 Các cấp chính xác theo tiêu chuẩn IEC 60044-1


Limits of errors
Class

0.1

0.2

0.2S
3)

0.5

0.5S
3)

For
burdens 1)

at % Ratio
rated
error %
current

25-100%
of rated
burden

5

0.4

15

20

0.20

8

100

0.1

5

120

0.1

5

25-100%
of rated
burden

5

0.75

30

20

0.35

15

<15 VA

100

0.2

10

1VA-100%

120

0.2

10

25-100%
of rated
burden

1

0.75

30

5

0.35

15

<15 VA

20

0.2

10

1VA-100%

100

0.2

10

120

0.2

10

5

1.5

90

20

0.75

45

100

0.5

30

120

0.5

30

1

1.5

90

5

0.75

45

20

0.5

30

100

0.5

30

120

0.5

30

25-100%
of rated
burden

25-100%
of rated
burden

Phase
displacement
minutes

Application

Laboratory

Precision
revenue metering

Precision
revenue metering

Standard
commercial
metering

Precision
revenue metering

1) PF of secondary burden 0,8 (for 5 VA burden and lower PF = 1,0)
2) Composite error
3) Applicable only to transformers having a rated secondary current at 5 A
4) Remanence factor (Kr) shall not exceed 10% after 3 minutes
5) Rated knee point e.m.f. (Ek). That minimum sinusoidal e.m.f. (r.m.s.) at rated power frequency when applied to
the secondary terminals of the transformer, all other terminals being open-circuited, which when increased by
10% causes the r.m.s. exciting current to increase by no more than 50%.
Note!: The actual knee point e.m.f. will be > the rated knee point e.m.f.


Limits of errors
Class

1.0

3.0

5.0

5P and

For
burdens 1)

at % Ratio
rated
error %
current

25-100%
of rated
burden

5

3.0

180

20

1.5

90

100

1.0

60

120

1.0

60

50

3.0

-

120

3.0

-

50

5.0

-

120

5.0

-

100

1.0

60

50-100%

50-100%

100%

5PR 4)

Phase
displacement
minutes

ALF x In 5 2)

-

10P and 100%
10PR 4)

100

-

ALF x In 10 2)

-

PX 5)

-

-

Ek, Ie, Rct

3.0

-

Application

Industrial grade
meters

Instruments

Instruments

Protection

Protection

Protection

1) PF of secondary burden 0,8 (for 5 VA burden and lower PF = 1,0)
2) Composite error
3) Applicable only to transformers having a rated secondary current at 5 A
4) Remanence factor (Kr) shall not exceed 10% after 3 minutes
5) Rated knee point e.m.f. (Ek). That minimum sinusoidal e.m.f. (r.m.s.) at rated power frequency when applied to
the secondary terminals of the transformer, all other terminals being open-circuited, which when increased by
10% causes the r.m.s. exciting current to increase by no more than 50%.
Note!: The actual knee point e.m.f. will be > the rated knee point e.m.f.

2. Các thông số cần quan tâm khi chọn biến điện áp
Các thông số quan trọng cần quan tâm khi chọn biến điện áp BU:

Loại biến điện áp: loại cảm ứng điện từ thông thường hoặc
loại Bu kiểu tụ phân áp.


Cấp cách điện.



Điện áp danh định sơ cấp



Điện áp danh định thứ cấp



Tỷ số biến điện áp



Hệ số điện áp danh định



Tải danh định và cấp chính xác của mỗi cuộn thứ cấp

2.1 Các loại biến điện áp thông dụng
Biến điện áp có 2 loại thông dụng là biến điện áp loại cảm ứng


điện từ thông thường và biến điện áp kiểu tụ phân áp (CVT –
Coupled Voltage Transformer).
Biến điện áp loại cảm ứng điện từ là lựa chọn kinh tế nhất đối với
cấp điện áp tới 145kV, khi cấp điện áp cao hơn nên lựa chọn
biến điện áp kiểu tụ phân áp.
Biến điện áp kiểu tụ phân áp thường được sử dụng kết hợp với
hệ thống thông tin tải ba PLC (phương thức truyền tin dùng chính
các đường dây dẫn điện).

2.2 Cấp cách điện danh định

2.2.1 Cấp cách điện danh định theo tiêu chuẩn IEC
Tiêu chuẩn IEC 60044-2 áp dụng đối với các biến điện áp kiểu
cảm ứng điện từ:
System
voltage
kV

Power frequency
withstand voltage
Dry kV

Wet kV

Lightning
impulse
withstand
voltage kV

RIV test
Max.
PD test Max. PD
voltage RIV
voltage
level
kV
pC
level V kV *)

24

50

50

125

15

50

29

10

36

70

70

170

23

50

43

10

52

95

95

250

30

50

62

10

72.5

140

140

325

46

50

87

10

82.5

150

150

380

53

50

99

10

123

230

230

550

77

50

148

10

145

275

275

650

92

50

174

10

170

325

325

750

108

50

204

10

*) Test voltage for isolated or non-effectively earthed neutral systems (voltage factor > 1,5), for earthed neutral systems
(voltage factor 1,5) the test voltage is Um
Test voltages apply at < 1000 m above sea level

Tiêu chuẩn IEC 60186, IEC 60358 and IEC 60044-4 áp dụng cho các biến điện áp kiểu tụ
phân áp:
System
voltage
kV

Power frequency
withstand voltage
Dry kV

Wet kV

Lightning
impulse
withstand
voltage kV

72.5

140

140

325

--

46

10

123

230

230

550

--

78

10

145

275

275

650

--

92

10

170

325

325

750

--

108

10

245

460

460

1050

--

156

10

300

460

--

1050

850

191

10

362

510

--

1175

950

230

10

420

630

--

1425

1050

267

10

525

680

--

1550

1175

350

10

Test voltages apply at < 1000 m above sea level

Switching
impulse
withstand
voltage kV

RIV test
Max.
PD test
voltage RIV
voltage
kV
kV
level V

Max. PD
level
pC


2.3 Điện áp danh định sơ cấp và thứ cấp
Biến điện áp loại bố trí ngoài trời thường sử dụng điện áp
pha do vậy điện áp danh định của cuộn sơ cấp là
1 / 3 điện áp danh định của lưới điện.
Điện áp danh định thứ cấp thường tuỳ theo mỗi quốc gia
có thể là 100 / 3 V hoặc 110 / 3 V.
Tỷ số biến điện áp nên chọn theo tiêu chuẩn, nếu không có thể
chọn theo các tỷ số như sau 100, 200, 300, 400, 500, 600, 1000,
2000 và các bội số của các tỷ số trên.
Đối với các ứng dụng đo lường thì phạm vi điện áp làm việc
thường từ 80-120% điện áp danh định. Với các ứng dụng
bảo vệ rơle thì phạm vi điện áp làm việc có thể dao động từ
0.05 đến 1.5 hoặc 1.9 lần điện áp danh định.

2.4 Hệ số điện áp giới hạn Vf
Khi xảy ra sự cố trong hệ thống thì điện áp của các pha có
thể tăng lên tới một giá trị là Vf lần giá trị điện áp danh định.
Tiêu chuẩn IEC đưa ra các giá trị hệ số Vf như sau:


1.9 đối với các hệ thống có trung tính không nối đất trực tiếp



1.5 đối với các hệ thống có trung tính nối đất trực tiếp

Lõi từ của các biến điện áp không được phép bão hoà khi điện
áp tăng tới cấp điện áp giới hạn theo hệ số Vf.

2.5 Tải danh đinh và cấp chính xác
Cấp chính xác của BU cũng được chia ra theo ứng dụng:
đo lườn hoặc bảo vệ rơle.
Đối với mục đích sử dụng cho đo đếm chính xác thì một điều rất
quan trọng là BU phải hoạt động chính xác đối với các nhiệt độ
môi trường khác nhau. Các BU kiểu cảm ứng điện từ có mức độ
sai số phụ thuộc rất tít vào nhiệt độ môi trường (có thể bỏ qua
ảnh hưởng này), trong khi đó các BU kiểu tụ phân áp với cách
điện giấy hoặc polyme tổng hợp thể hiện sai số rất lớn khi nhiệt
độ thay đổi do sự thay đổi của điện dung. Đối với các BU kiểu tụ
phân áp hiện đại người ta thường sử dung kết hợp cả cách điện
giấy và cách điện polyme vì mức độ phục thuộc vào nhiệt độ của
hai loại cách điện này là trái ngược (dấu) nhau nên tác động tổng
hợp được bù trừ tới giới hạn cho phép như đối với các BU cảm
ứng điện từ thông thường.
Cấp chính xác và tải danh định của BU có thể lựa chọn theo tiêu chí sau:
- Khi tải của BU gồm cả các dụng cụ đo và hệ thống rơle bảo vệ thì cấp chính xác
được chọn theo ứng dụng đo lường


- Tải của Bu được tình là tổng công suất tất cả các thiết bị nối tới BU
Ví dụ:
Dụng cụ đo

30 VA

Cấp chính xác

0,5

Rơle

70 VA

Cấp chính xác

3P

Như vậy BU nên lựa chọn có khả năng cấp công suất tới 100VA và cấp chính xác
tương ứng nên là 0.5
Cấp độ chính xác theo tiêu chuẩn IEC 60044-2
Class

Range
Burden %

Limits of errors
Voltage %

Ratio %

Application

Phase
displacement
min.

0.1

25-100

80-120

0.1

5

Laboratory

0.2

25-100

80-120

0.2

10

Precision and
revenue metering

<10VA
0-100%
PF=1
0.5

25-100

80-120

0.5

20

Standard revenue
metering

1.0

25-100

80-120

1.0

40

Industrial grade
meters

3.0

25-100

80-120

3.0

-

Instruments

3P

25-100

5-Vf *)

3.0

120

Protection

6P

25-100

5-Vf *)

6.0

240

Protection

*) Vf = Voltage factor

Công suất danh định của BU (ứng với hệ số công suất là 0,8)
10, 15, 25, 30, 50, 75, 100, 150, 200, 300, 400, 500 VA
Các giá trị gạch chân là các giá trị thường được chế tạo phổ biến nhất.


Khi máy biến điện áp được đấu nối theo sơ đồ để thu được điện áp thứ tự không (3U0) thì
cần lưu ý:
- Tổ đấu dây của cuộn lấy ra điện áp thứ tự không là cuộn tam giác hở
- Tỷ số biến áp nên chọn phù hợp theo phân tích sau đây
Cuộn sơ cấp đấu vào mạng
có trung tính cách điện

Bình thường

Điện áp đầu ra thứ
cấp cuộn đấu tam
hở

Vectơ điện áp khi xảy ra sự cố chạm đât
một pha trong mạng có trung tính cách
điện
Điện áp pha không
sự cố tăng lên

Điện áp pha không
sự cố thứ cấp

Như vậy khi xảy ra sự cố chạm đất một pha đối với mạng có trung tính cách điện thì giá trị điện áp
của cuộn tam giác hở thu được là 3xUdanh định thứ cấp => để điện áp này không quá 100V thì điện áp
danh định thứ cấp phải là 100V/3
Tỷ số biến có thể là
Và tương tự đối với lưới có trung tính nối đất trực tiếp thì cuộn tam giac hở nên có điện áp danh
định là 100V theo như phân tích sau:
Vectơ điện áp khi xảy ra sự cố chạm đât
một pha trong mạng có trung tính nối đất
trực tiếp


THÔNG SỐ MỘT SỐ LOẠI BIẾN ĐIỆN ÁP


THÔNG SỐ MỘT SỐ LOẠI BIẾN DÒNG



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Tải bản đầy đủ ngay

×