Đề tài Thiết kế máy biến dòng

theo công thức hiểu chỉnh sai số bằng cách thay đổi số vòng dây thứ cấp: 
chọn ΔW2=0,5 (W2dm-W2=0,5). 
Tính với I1=0,1I1đm 
%3183,041666,0735,0100
2
2 −=+−=Δ+Δ=Δ
dm
chuahchc W
WII 
Tính với I1=0,2I1đm 
%184,041666,0601,0100
2
2 −=+−=Δ+Δ=Δ
dm
chuahchc W
WII 
Tính với I1=120I1đm 
%1064,041666,03102,0100
2
2 =+−=Δ+Δ=Δ
dm
chuahchc W
WII 
Đồ án tốt nghiệp thiết kế máy biến dòng 
điện 
 47
Hình 22 
11.Tính bội số cực đại của dòng điện thứ cấp : 
Lõi thép đã chọn hoàn toàn bão hoà khi cường độ từ cảm B∞=2,0 tesla . 
Dòng điện thứ cấp xác định bởi cường độ từ cảm giới hạn gọi là dòng điện thứ 
cấp cực đại : 
dm
m I
In
2
max2= Gọi là bội số của dòng điện thứ cấp 
giá trị cực đại của dòng điện thứ cấp xác định theo biểu thức : 
E2max=I2max .Z02 =4,44.f.W2.Q.B∞ suy ra 
2
2
max2
....44,4
oZ
QBwfI ∞= 
 Trong đó: 
 E2max. s.đ.đ thứ cấp khi dòng điện thứ cấp cực đại. 
 B∞ cường độ từ cảm bão hoà lấy bằng 2,2 tesla 
 Q=29,73cm2 
 F=50Hz 
 W2=120vòng số vòng dây thứ cấp 
 Z02 tổng trở mạch thứ cấp 
 Zt=0,6(Ω) Rt=0,6.0,8=0,48(Ω) ;Xt=0,6.0,6=0,36(Ω) 
 R2=0,2568(Ω); X2=0,193(Ω); 
 )(9227,0)()( 222202 Ω=+++= tt XXRRZ 
E2max=4,44.50.120.2,2.29,73.10-4=174,24(V) 
ΔΙ
§Æc tuyÕn sau khi ®· hiÖu chØnh
Đồ án tốt nghiệp thiết kế máy biến dòng 
điện 
 48
84,188
9227,0
10.73,29.2,2.120.50.44,4....44,4 4
2
2
max2 ===
−
∞
oZ
QBwfI 
76,37
2
max2 ==
dm
m I
In 
Nhận xét: 
Giá trị trên chỉ là gần đúng vì hệ số 4,44 chỉ đúng với dòng điện hình sin 
,nhưng khi lõi thép đã bão hoà thì do ảnh hưởng của sóng hài bậc cao nên 
dòng điện thứ cấp không còn hình sin. 
12.Bội số 10%: 
Bội số 10% được tính theo phương pháp tiên tiến gần đúng 
Với bội số n10 của dòng điện thứ cấp với sai số –10% : 
I2=n10.I2đm.0,9 Tiến hành tính như thế với nhiều giá trị tải thứ cấp khác cuối 
cùng sẽ được quan hệ 
n10=f(Z2) 
Vì sai số gần 10% thì lõi thép thường gần bão hoà và phương pháp tính là gần 
đúng nên điều chỉnh : 
I2=n1.I2đm.0,95 
Lấy n bất kỳ 
lấy nhỏ hơn bội số dòng điện cực đại 
n=35 
 I2=35.5.0,95=166,25(A) 
Z02 tổng trở mạch thứ cấp 
 Zt=0,6(Ω) Rt=0,6.0,8=0,48(Ω) ;Xt=0,6.0,6=0,36(Ω) 
 R2=0,1327(Ω); X2=0,2568(Ω); 
 )(9227,0)()( 222202 Ω=+++= tt XXRRZ 
E2=I2.Z02 =166,25.0,9227=153,39(V) 
0
222
222 37
..
.. =+
+=
t
t
RIRI
XIXIactgα 
áp dụng công thức (7-1) sách khí cụ điện cao áp trang 220 
)(934,1
10.73,29.120
39,153.10.5,4
4
3
TB == −
−
Đồ án tốt nghiệp thiết kế máy biến dòng 
điện 
 49
Với B=1,934 tesla tra đường cong từ hoá hình 44-12 sách thiết kế máy biến áp 
trang 546 ta có H=30AV/cm 
áp dụng định luật bảo toàn dòng điện 
 I0.W2=H.Ltb 
với Ltb=108cm 
Suy ra: 
)(1620
.2
108.30
0 AI == 
Với H=30AV/m tra hình 7-10 sách khí cụ điện cao áp trang 219 
được góc tổn hao từ hoá Ψ chỉ vài phút. 
sai số 100).sin(100.
11
10
11
1122 αψ +−=−=Δ
WI
WI
WI
WIWI
I 
%773,9100).37sin(.
95,0.35.300
1620 ==ΔI 
Vậy n=35 là bội số 10% . 
 Trên đây mới chỉ tính bội số 10% Cho Z20 Theo đề bài thiết kế Máy Biến 
Dòng có tải thứ cấp S=15VA. 
Để tiện cho người tính toán thiết kế mạch bảo vệ cần phải tìm sai số 10% ở 
nhiều vị trí Z02 khác nhâu tạo thành đương cong n10=f(Z02). 
Đi tính lần lượt với Zt=4;2;1,2(Ω) 
9.1Với Zt=4(Ω) 
Với: cos(ϕ)=0,8 
 Rt=4.0,8=3,2(Ω) ;Xt=4,0,6=2,4(Ω) 
R2=0,2568; X2=0,193 
)(32,4)()( 22
2
202 Ω=+++= tt XXRRZ 
0
222
222 87,36
..
.. =+
+=
t
t
RIRI
XIXIactgα 
n=8 
I2=8.5.0,95=38(A) 
E2= I2.Z02 =38.4,32=164,16(V) 
Đồ án tốt nghiệp thiết kế máy biến dòng 
điện 
 50
)(07,2
10.73,29.120
16,164.10.5,4
4
3
TB == −
−
Với B =2,07 lõi thép đã bão hoà . 
 n=7 
I=7.5.0,95=33,25(A) 
E2= I2.Z02 =102,6.4,32=143,64(V) 
)(8118,1
10.73,29.120
64,143.10.5,4
4
3
TB == −
−
Tra đường cong từ hoá hình 44-12 sách thiết kế máy biến áp trang 546 
ta có ta được H=4AV/cm 
Với H=4AV/m tra hình 7-10 sách khí cụ điện cao áp trang 219 được góc 
tổn hao từ hoá Ψ=100. 
áp dụng định luật bảo toàn dòng điện 
 I0.W2=H.Ltb 
Suy ra: 
)(216
2
108.4 AIo == 
sai số 100).sin(100.
11
10
11
1122 αψ +−=−=Δ
WI
WI
WI
WIWI
I 
%2444,7100).887,36sin(.
300.95,0.7
216 =+=ΔI 
Vậy n=7 là bội số 10% 
9.2Với Z2=2(Ω) 
Với: cos(ϕ)=0,8 
 Rt=2.0,8=1,6(Ω) ;Xt=2.0,6=1,2(Ω) 
R2=0,2568; X2=0,193 
)(32,2)()( 22
2
202 Ω=+++= tt XXRRZ 
0
222
222 877,36
..
.. =+
+=
t
t
RIRI
XIXIactgα 
n=15 
Đồ án tốt nghiệp thiết kế máy biến dòng 
điện 
 51
I2=15.5.0,95=71,25(A) 
E2= I2.Z02 =47,5.2,32=165,3(V) 
)(2085
10.73,29.120
3,165.10.5,4
4
3
TB == −
−
Với B =2,085 lõi thép đã bão hoà . 
n=13 
I=13.5.0,95=61,75(A) 
E2= I2.Z02 =61,75.2,32=143,26(V) 
)(807,1
10.73,29.120
26,143.10.5,4
4
3
TB == −
−
Tra đường cong từ hoá hình 44-12 sách thiết kế máy biến áp trang 546 
ta có ta được H=3,3AV/cm 
Với H=3,3AV/m tra hình 7-10 sách khí cụ điện cao áp trang 219 được 
góc tổn hao từ hoá Ψ=100. 
áp dụng định luật bảo toàn dòng điện 
 I0.W2=H.Ltb 
Suy ra: )(2,170
2
108.3,3 AI o == 
sai số 100).sin(100.
11
10
11
1122 αψ +−=−=Δ
WI
WI
WI
WIWI
I 
%34,3100).1087,36sin(.
300.95,0.13
2,170 =+=ΔI 
n=13,5 
I=13,5.5.0,95=64,125(A) 
E2= I2.Z02 =28,5.2,32=148,77(V) 
)(8765,1
10.73,29.120
77,148.10.5,4
4
3
TB == −
−
Tra đường cong từ hoá hình 44-12 sách thiết kế máy biến áp trang 546 
ta có ta được H=7,5 AV/cm 
Với H=4AV/m tra hình 7-10 sách khí cụ điện cao áp trang 219 được góc 
tổn hao từ hoá Ψ=40. 
áp dụng định luật bảo toàn dòng điện 
 I0.W2=H.Ltb 
Đồ án tốt nghiệp thiết kế máy biến dòng 
điện 
 52
Suy ra: 
)(405
2
108.5,7 AIo == 
sai số 100).sin(100.
11
10
11
1122 αψ +−=−=Δ
WI
WI
WI
WIWI
I 
%878,6100).487,36sin(.
300.95,0.5,13
405 =+=ΔI 
Vậy n=13,5 là bội số10 % 
9.3Với Z2=1(Ω) 
Với: cos(ϕ)=0,8 
 Rt=1.0,8=0,8(Ω) ;Xt=1.0,6=0,6(Ω) 
 R2=0,2568; X2=0,193 
)(321,1)()( 22
2
202 Ω=+++= tt XXRRZ 
0
222
222 88,36
..
.. =+
+=
t
t
RIRI
XIXIactgα 
n=25 
I2=10.5.0,95=118,75(A) 
E2= I2.Z02 =47,5.1,321=156,8(V) 
)(9786,1
10.73,29.120
8,156.10.5,4
4
3
TB == −
−
Với B =1,9786 sai số chắc chắn 10% 
 n=24,2 
I=24,2.5.0,95=114,95(A) 
E2= I2.Z02 =102,6.1,321=151,8489(V) 
)(91535,1
10.73,29.120
84895,151.10.5,4
4
3
TB == −
−
Tra đường cong từ hoá hình 44-12 sách thiết kế máy biến áp trang 546 
ta có ta được H=20AV/cm 
Với H=20 AV/m tra hình 7-10 sách khí cụ điện cao áp trang 219 được 
góc tổn hao từ hoá Ψ=chỉ vài phút. 
áp dụng định luật bảo toàn dòng điện 
 I0.W2=H.Ltb 
Đồ án tốt nghiệp thiết kế máy biến dòng 
điện 
 53
Suy ra: )(1080
2
108.4,2 AI o == 
sai số 100).sin(100.
11
10
11
1122 αψ +−=−=Δ
WI
WI
WI
WIWI
I 
%395,9100).87,36sin(.
300.95,0.2,24
1080 ==ΔI 
vậy n=24,2 là bội số 10%. 
13.Điện áp khi hở mạch thứ cấp máy biến dòng 
máy biến dòng không bao giờ được hở mạch thứ cấp 
Khi dòng điện định mức I1 chậy trong cuộn dây cao áp (Sơ cấp )nếu để hở 
mạch thứ cấp thì lõi thép không còn bù khử từ bằng dòng điện thứ cấp suy 
ra 
Dòng điện sơ cấp bằng dòng từ hoá 
I1=I0 =300A máy biến dòng mắc nối tiếp vào lưới ,khi hở mạch thứ cấp 
máy biến dòng có thể coi là kháng điện có lõi thép . 
+ Cường độ từ cẩm xác định theo biêu thức 
tbL
WIH 110 = Từ đó suy ra Φm 
Giá trị trung bình của điện áp trên hai đầu cuộn thứ cấp được tính theo biểu 
thức 
E20tb=4.f.W2.Φm 
Giá trị thực 
E220t=E20tb.Kf 
Kf hệ số hình dáng đường cong điện áp .Nếu hở mạch thứ cấp mà lõi thép 
chưa bão hoà .Kf=1,11 
-Khi hở mạch thứ cấp lõi thép thường hay bão hoà nên hệ số hình dạng 
tăng và điện áp cẩm ứng có dạng xung nhon .Hơn nữa điện áp nguy hiểm 
không phải là giá trị hiệu dụng E20 mà là giá trị cực đại của điện áp trên hai 
đầu dây thứ cấp khi hở mạch. 
Đồ án tốt nghiệp thiết kế máy biến dòng 
điện 
 54
Hình 23 
Các giá trị tức thời của E20 sẽ bằng : 
dt
dWE φ220 −= 
Từ đồ thị ta thấy rằng E20 cực đại khi từ thông Φ qua trị số không .Vì đạo 
hàm dΦ/dt là lớn nhất.trên đoạn nằm ngang của hình thang Φ đạo hàm 
bằng không. 
Sử dụng đường cong thực nghiệm Es=f(H0) cho từng loại tôn kỹ thuật 
điện.Trong đó Es là điện áp xuất là điện áp một vòng dây thứ cấp trên 1 
cm2 tiết diện lõi thép máy biến dòng .Đồ thị trang 245 sách khí cụ điện cao 
áp . 
Hình a) miêu tả 
dòng điện sơ cấp 
I1 .Cũng là dòng 
điện từ hoá hình 
sin.Dùng đường 
cong dòng điện 
hình sin và đường 
cong từ hoá đã 
quy về dòng điện 
hình b ,dựng 
dường cong B 
hoạc Φ thay đổi 
theo t hình c) .từ 
hình c thấy rằng
3π/2
E
π/2
φ
π
Β1 φ
Đồ án tốt nghiệp thiết kế máy biến dòng 
điện 
 55
ss 
Hình 24 
Điện áp trên hai đầu cuộn dây thứ cấp khi hở mạch máy biến dòng 
E20=Es.W2.Q 
Theo các số liệu đã tính ở trên 
)5(5,5
108
2.300.1
0 ===
tbl
WIH 
Tra đồ thị hình 7-31 trang 245 sách khí cụ điện cao áp được 
Es=0,41V/vòng.cm 
 E20=0,41.120.29,73=1462,7(V) 
CHƯƠNG IV TÍNH TỔN HAO VÀ TÍNH TOÁN NHIỆT 
I TÍNH TỔN HAO: 
Có 3 dạng tổn hao chính :tổn hao trong các chi tiết dẫn điện ,tổn hao 
trong các chi tiết bằng vật liệu sắt từ và tổn hao điện môi. 
1.Tổn hao trong các chi tiết dẫn điện (tổn hao đồng) 
a)Tổn hao trong đồng trong dây quấn sơ cấp 
Hình .Quan hệ E20=f(H0) của 
lõi hình xuyến kiểu dải băng 
Của tôn ∋310 
Hình .Quan hệ E20=f(H0) của 
lõi hình xuyến kiểu dải băng 
Của tôn ∋41 
Đồ án tốt nghiệp thiết kế máy biến dòng 
điện 
 56
Năng lượng tổn hao trong day dẫn do dòng điện đi qua được tính theo công 
thức : 
ΔPCu1=I12.R1=3002.5,675.10-4=51,075(W). 
b)Tổn hao đồng trong dây quấn thứ cấp 
ΔPCu1=I12.R1=52.0,2568=6,42(W). 
2.Tổn hao sắt từ trong lõi thép : 
Vì mạch từ nằm trong vùng từ trường biến thiên trong chúng có tổn hao do 
dòng xoáy và do từ trễ gây nên và tính theo công thức 
[ ] WfGBGBpP ggttFe ¦;)50.(.. 3,12250/1 += 
Trong đó : 
P1/50 là suất tổn hao trong thép khi cường độ từ cảm là 1 Tesla (T) ở tần số 
50Hz. P1/50=0,47WW/Kg. 
Bg và Bt là cường độ từ cảm ở trong trụ và trong gông, (T) 
Gg và Gt là trọng lượng của trụ và gông tính theo kích thước hình học của 
lõi thép. (Kg) 
G=V.γ=(32.32.7-22.22.7).γ.10-6. 
γ=7650 
⇒G=28,9 (Kg). 
Pfe=29,8.0,06652.0,47=0,0619 (W) 
3.Tổn Hao Trong các vật liệu cách điện 
Dưới tác dụng của điện trường biến thiên ,trong vật liệu cách điện sẽ sinh 
ra tổn hao điện môi: 
P=2.π.f.U2.tgδ 
Trong đó P là công suất tổn hao ,W 
f tần số điện trường Hz 
U điện áp 
tgδ là tg góc tổn hao điện môi ,phụ thuộc vào điện áp và được cho ở hình 
bên 
tgδ 
Đồ án tốt nghiệp thiết kế máy biến dòng 
điện 
 57
II>TÍNH TOÁN NHIỆT: 
 1.Tính độ bền nhiệt 
Khả năng chịu tác động do dòng điện ngắn mạch trong khoảng thời gian xác 
định (thường là 1 gây ) gọi là độ bền nhiệt . 
độ bền nhiệt thường được xác định bằng bội số ngắn mạch . 
dm
nm
nm I
In
1
= 
tính độ bền nhiệt dựa trên cơ sở phương trình 
dt
qIC
Ri
qIc
dQd
..
.
..
2
−==θ (*) 
trong đó 
dθ -là gia số nhiệt độ của dây dẫn ; 
dQ -gia số nhiệt trong dây dẫn 
C -tỷ nhiệt của vật liệu dây dẫn ; 
q –tiết diện dây dẫn 
lấy tích phân phương trình trên ta có: 
∫ ∫∫∫ Δ=== t t
o
tt
dt
C
dt
qiC
Ridt
iqC
Rid
0
2
2
0
2
0
.
..
.
..
. ρρθ
θ
θ
∫ Δ=− tt dtC0
2
0 .
ρθθ (**) 
Δ-mật độ dòng điện 
ρ-điện trở suất của dây dẫn 
trong phương trình ** 
 p=f1(θ) 
 C=f2(θ) 
Để tính toán được đơn giản người ta xây dựng các đường cong 
U 
Đồ án tốt nghiệp thiết kế máy biến dòng 
điện 
 58
θ=f(Δ2t) 
Δ2t-Hiệu ứng nhiệt trong thời gian t giây. 
trong tính toán độ bền nhiệt của m.b.d: 
θ0 –nhiệt độ cho trước thường lấy bằng 900C 
θ-nhiệt độ cho phép khi phát nóng ngắn hạn ,tra theo bảng. 
s 
 Hình 25 
Nhiệt Độ cho phép phát nóng các phần dẫn điện của Máy Biến Dòng 
khi ngắn mạch. 
Vật liệu cách điện của phần dẫn 
điện 
Nhiệt độ cho phép 0C 
Đồng Nhôm Đồng thau 
Không khí 
Cách điện cấp B 
Cách điện khô cấp O và A 
Dầu và giấy dầu 
300 
300 
250 
200 
200 
200 
200 
200 
200 
200 
200 
200 
Theo bảng trên với cách điện bằng dầu và giấy dầu θt=2000C 
Khi θt=2000C sử dụng đường cong ở hình vẽ trên ta được 
Δ2t-=3,2.104(A/mm2)2.s 
Khi θt=900C sử dụng đường cong ở hình vẽ trên ta được 
Đường cong 
θ=f(Δ2t) của đồng 
nhôm và đồng thau 
( 50% đồng) 
1-Đồng Thau 
2-Nhôm 
3-Đồng 
1 5.10
4 
0 2 3 4 
100 
200 
300 
400 
Δ2t 
1 2
3 
Đồ án tốt nghiệp thiết kế máy biến dòng 
điện 
 59
Δ2t=1,7.104(A/mm2)2.s 
suy ra hiệu ứng nhiệt của dòng ngắn mạch : 
(Δ2t)nm=(Δ2t)t-(Δ2t)0=1,5. 104(A/mm2)2.s 
Nếu t=1 giây thì Δnm=122,47(A/mm2) 
Inm=Δnm.q=122,47.150=18370,5(A). 
Trong đó q=150 tiết diện của dây quấn sơ cấp 
)(235,61
300
5,18270
1
lan
I
I
n
dm
nm
nm === 
2.Tính nhiệt cuộn dây sơ cấp: 
Để đơn giản trong việc tính toán coi cuộn dây là một khối đồng nhất được bao 
bọc bởi một lớp cách điện dầy 18mm 
độ chênh nhiệt trong lòng dây dẫn ra mặt ngoài của nó : 
áp dụng công thức 13-110(trang 496) sách thiết kế máy điện tác giả Trần 
Khánh Hà và Nguyên Hồng Thanh. 
)(10.. 040 C
q
cd
−= λ
δθ 
Trong đó : 
δ chiều dầy cách điện ở một phía 
λcđ: suất dẫn nhiệt của lớp cách điện theo bảng bên dưới 
Loại Vật liệu Suất dẫn 
nhiệt 
λcđ W.cm.C0 
Loại vật liệu Suất dẫn nhiệt 
λcđ W.cm.C0 
Băng Vải tẩm sơn 
Băng vải tẩm Bakêlít 
Vải sơn 
Giấy khô 
Giấy ngâm dầu 
0,0027 
0,0027 
0,0025 
0,0012 
0,0014 
Giấy tẩm sơn 
Bìa cách điện 
Bìa tẩm sơn 
Bakelít 
0,0017 
0,0017 
0,0014 
0,0020 
M
KP
q fCu
.= mật độ dòng nhiệt trên bề mặt dây quấn ,W/m2. 
M_Bề mặt làm nguội tương ứng với từng dây quấn,m2. 
Kf_Hệ số tổn hao phụ 
Đồ án tốt nghiệp thiết kế máy biến dòng 
điện 
 60
Theo công thức 13-78b trang 480 sách thiết kế máy điện tác giả Trần Khánh 
Hà và Nguyên Hồng Thanh. 
Kf=1+0,95.β2.a4.n 
ở đây RKl
mb ..=β Với dây dẫn hình chữ nhật 
Kr hệ số Rogowski thường lấy 0,95. 
N số thanh dẫn của dây quấn thẳng góc với từ thông tản. 
m số thanh dẫn song song với từ trường tản . 
a,b- kích thước của dây dẫn theo hướng thẳng góc và song song với từ trường. 
 Hình 26 
Chiều cao toàn bộ dây dẫn l=12,3.2=24,6(mm) 
a=5mm 
b=10mm 
775,095,0.
6,24
1.07,20.. === RKl
mbβ 
Kf=1+0,95.β2.a4.n=1+0,95.108.(.5.10-3.)4.3.0,7752=1,1069 
Diện tích toả nhiệt của bề mặt cuộn dây được tính: 
M=2.4,26.32,614+2.30,614.4,26+2.(32,614.30,614-23.25)=1385,56cm2 
=0,1385m2 
Đồ án tốt nghiệp thiết kế máy biến dòng 
điện 
 61
 Hình 27 
Mật độ dòng nhiệt trên bề mặt dây quấn: 
)/(408
1385,0
1069,1.075,51. 2mW
M
KP
q fCu === 
Độ chênh nhiệt giữa dây quấn với bề mặt ngoài cuộn dây: 
)(2,4310.
10.17,0
10.18.40810.. 043
2
4
0 C
q
cd
=== −−
−
−
λ
δθ 
Độ chênh nhiệt giữa mặt ngoài dây quấn với dầu 
Theo công thức 13-115 sách thiết kế máy điện tác giả Nguyễn Hồng Thanh và 
Trấn Khánh Hà. 
6,0
0 .qkd =θ 
ở đây lấy k=0,285 
Cqkd
06,06,0
0 5,10408.285,0. ===θ 
Chênh nhiệt giữa dầu và thành sứ lấy khoảng 30C 
Vậy độ chênh nhiệt giữa cuộn dây sơ cấp và thành ngoài của sứ <[600C] 
3) Tính nhiệt cuộn dây thứ cấp : 
Coi cuộn dây thứ cấp là một khối đồng nhất 
Tổn hao phụ cuộn dây thứ cấp lấy theo tỷ lệ với tổn hao chính. 
Tỷ lệ giữa tổn hao phụ và tổn hao chính là từ 0,5-1 đến 3-5%. 
Lấy 1% suy ra Kf=1,01 
ΔPCu1=I12.R1=52.0,2568=6,42(W). 
Diện tích toả nhiệt của cuộn dây thứ cấp : 
Hình bên biểu diễn 
phần diện tích toả 
nhiệt của cuộn dây. 
Phần gạch chéo là 
phần diện tích toả 
nhiệt. 
Đồ án tốt nghiệp thiết kế máy biến dòng 
điện 
 62
M=(9.7-7.5).2+6.9.2+7.6.2=248cm2=0,0248m2. 
Mật độ dòng nhiệt trên bề mặt dây quấn: 
)/(75,284
0248,0
1,1.42,6. 2mW
M
KP
q fCu === 
Độ chênh nhiệt giữa dây quấn với bề mặt ngoài cuộn dây:
)(37,810.
10.17,0
10.5.75,28410.. 043
2
4
0 C
q
cd
=== −−
−
−
λ
δθ 
Độ chênh nhiệt giữa mặt ngoài dây quấn với dầu .Theo công thức 13-115 
sách thiết kế máy điện tác giả Nguyễn Hồng Thanh và Trấn Khánh Hà. 
6,0
0 .qkd =θ . 
ở đây lấy k=0,285. 
Cqkd
06,06,0
0 5,10408.285,0. ===θ 
Chênh nhiệt giữa dầu và thành sứ lấy khoảng 30C. 
Vậy độ chênh nhiệt giữa cuộn dây sơ cấp và thành ngoài của sứ <[600C]. 
Đồ án tốt nghiệp thiết kế máy biến dòng 
điện 
 63
CHƯƠNG V TÍNH VÀ THIẾT KẾ KẾT CẤU 
I>KẾT CẤU MẠCH TỪ: 
Mạch từ hình chữ nhật được ghép từ các lá tôn kỹ thuật điện ,thép cán 
nguội M6T35, hãng Terni societa per L’industria et L’electricta theo sáng 
chế của hãng Armoco, có suất tổn hao P15=1,11W/kg, dầy 0,35mm cách 
điện bằng Carlite. 
Kích thước mạch từ 
 Hình 28 
 Hình 30 
Mạch từ được ghép lại và được cố địng bằng Bulông.Theo phương pháp 
này các lá tôn cần đột lỗ. Để sau khi ghép lõi sắt có các lỗ bắt bulông 
xuyên qua.Dùng bulông để cố định phải đảm bảo bulông không làm ngắn 
mạch các lá tôn, tức là phải có cách điện giữa bulông và lõi sắt.Ưu điểm 
của phương pháp này là đơn giản và chắc chắn. 
C¸ch ghÐp M¹ch tõ
Đồ án tốt nghiệp thiết kế máy biến dòng 
điện 
 64
II>KẾT CẤU VỎ: 
Vỏ Máy Biến Dòng làm bằng sứ cách điện, Việc chọn sứ phải đảm bảo 
được điện áp phóng điện bề mặt.Chọn sứ có các kích thước như hình vẽ. 
 Hình 31 
Xác định trọng lượng ruột máy và trọng lượng dầu của máy biến dòng: 
Trọng lượng ruột máy xác định gần đúng theo công thức: 
M=1,2.(MFe+ Mcu1+ MCU2) 
Trong đó: 1,2 là hệ số kể đến trọng lượng ruột máy có thêm phần kết cấu 
cách điện và các kết cấu khác(như bulông,giá đỡ) 
 Trọng lượng sắt 
 MFe=3,78.7,85=29,673 (kg). 
 Trọng lượng đồng dây quấn sơ cấp : 
 Mcu1=8,9.0,33036=2,94 (Kg). 
 Trọng lượng đồng dâu quấn thứ cấp : 
 MCU2=VCu2.mCu=0,78.8,9=6,675 (Kg). 
M=1,2.(MFe+ Mcu1+ MCU2)=47,14 (Kg). 
Trọng lượng dầu biến áp: 
 Gdầu=Vdầu. γdầu. 
Trong đó:Vdầu =Vt-VR 
Vt thể tích bên trong của sứ. 
VR thể tích ruột máy. 
Đồ án tốt nghiệp thiết kế máy biến dòng 
điện 
 65
Thể tích ruột máy được tính gầm đúng: )(57,8
5,5
14,47 3dmGV
r
R
R === γ 
Thể tích bên trong Sứ cách điện: 
Vt=(36,8/2)2.3,14.74+(36/2)2.3,14.57=136,65(dm3) 
Trọng lượng dầu Máy Biến Dòng : 
Gdầu =(Vt-VR).γdầu=(136,65-8,57).0,9=115,27(Kg) 
III>KẾT CẤU CÁC PHẦN VÍT,GIÁ ĐỠ: 
Mạch Từ Máy Biến Dòng được gắn vào máy bởi bộ phận giá đỡ, gồm hai 
thanh bakêlít (Kích thước xem trên bản vẽ ).Và được gắn vào đế máy biên 
dòng bởi các bulông. 
Thứ Tự Tên Chi tiết Vật liệu Số 
Lượng 
Ghi Chú 
1 Chân Đế Thép 4
2 Đế Thép 1 
3 Joăng Cao su 1 
4 Bulông M12 4 Dùng Để gắn Sứ 
vào Đế 
5 Sứ Xuyên 2 Dẫn điện Từ cuộn 
Thứ cấp ra hộp đấu 
day ở đế 
6 Thanh Đỡ Mạch 
Từ 
Bakêlít 2 
7 Cách điện Thứ 
cấp 
8 Cuộn Dây Thứ 
Cấp 
9 Mạch Từ 
10 Cách điện Sơ cấp 
11 Cuộn Dây sơ cấp 
12 Bulông ép Mạch 
Từ 
 4 
13 Vỏ sứ 
14 Bulông Thép 2 Dẫn điện cao áp Từ 
ngoài vào cuộn sơ 
cấp 
15 Bulông M12 Thép 4 Gắn nắp vào máy 
16 Nắp máy Thép 1 
17 Bình dãn dầu 1 
18 Vòng Đệm Thép 
Đồ án tốt nghiệp thiết kế máy biến dòng 
điện 
 66
19 Hộp Đấu dây 
IV.THỬ NGHIỆM: 
Sau khi chế tạo phải tiến hành thử nghiệm máy biến dòng. 
1.Thử nghiệm điện áp: 
Đối với cuộn dây sơ cấp Máy Biến Dòng 110KV: 
Điện áp thử ngắn hạn tần số công nghiệp (50Hz) giá trị hiệu dụng là 125KV 
Điện áp thử Xung sét danh định (giá trị đỉnh ) là 550KV. 
 Yêu cầu cách điện cuộn thứ cấp phải chịu điện áp thử (giá trị đỉnh), ngắn hạn 
tần số công nghiệp, bằng 2KV, trong 1 khoảng thời gian từ 30-60 giây. 
2.) thử sai số máy biến dòng: 
Sử dụng một máy biến dòng mẫu loại tốt để kiểm nghiệm sản phẩm máy biến 
dòng đã chế tạo theo sơ đồ: 
Sử dụng máy biến dòng mẫu cấp chính xác cao và với máy biến dòng thử 
nghiệm đo dòng điện thử nghiệm. 
M¸y BiÕn Dßng Thö 
NghiÖm
M¸y BiÕn Dßng 
MÉu
S¬ §å KiÓm §Þnh Sai Sè M¸y BiÕn Dßng
u∼
T¶iT¶i
BiÕn ¸p tù 
ngÉu
Đồ án tốt nghiệp thiết kế máy biến dòng 
điện 
 67
 Đường cong từ hoá của tôn sử dụng trong đồ án 
—
˜
Đồ án tốt nghiệp thiết kế máy biến dòng 
điện 
 68
TÀI LIỆU THAM KHẢO 
Khí cụ điện cao áp- tác giả-ĐINH NGỌC THÀNH ,LƯU MỸ THUẬN 
Thiết kế máy biến áp -tác giả PHẠM VĂN BÌNH ,LÊ VĂN DOANH. 
Thiết kế Máy điện -tác giả TRẦN KHÁNH HÀ ,VŨ HỒNG THANH. 
Công nghệ chế tạo máy điện -tác giả NGUYỄN ĐỨC SỸ. 
Giáo trình kỹ thuật điện cao áp -tác giả TÔ VIẾT ĐAN