Bài thí nghiệm bộ môn hệ thống cung cấp điện potx

B môn H thng đin
Phòng thí nghim H thng cung cp đin C1 – 119

- 1 -












PHN 1
THệ NGHIM

B môn H thng đin
Phòng thí nghim H thng cung cp đin C1 – 119

- 2 -
I
dm
I, A
t, s
I. MC ÍCH
Các thit b đin nói chung và các thit b đóng ct, bo v trong mng h áp
nói riêng, trc khi đa vào vn hành cn phi đc th nghim theo các hng mc
nht đnh đ đm bo s an toàn và tin cy trong các trng hp vn hành.
Sau khi thc hin bài thí nghim hiu chnh thit b đóng ct và bo v đin
áp thp, sinh viên có kh nng:
1. Xây dng phng pháp th nghim trong quá trình sn xut, lp đt và vn
hành h thng thit b cung cp đin.
2. Kim tra đc tính bo v ca các thit b đóng ct h áp. So sánh đc tính này
vi đc tính mu đ quyt đnh xem thit b có đ điu kin s dng trong
thc t hay không.
II. I TNG TH NGHIM
Trong h thng cung cp đin chúng ta s dng rt nhiu các thit b nhng
trong phm vi bài thí nghim này ta ch tin hành th nghim mt s thit b thông
dng sau đây:
1. Cu chì
Cu chì là loi khí c đin bo
v các thit b đin khi các s c quá
ti, ngn mch.
c tính Ampe – giây ca cu
chì nh minh ha trong hình v 1.

Hình 1. c tính Ampe - giây ca dây chy cu chì
Tr s dòng đin mà ti đó dây chy bt đu chy đt gi là dòng đin ti hn
(I
th
). Khi bit đc vt liu và kích thc ca dây chy, ta có th xác đnh đc I
th

bng cách gii phng trình cân bng nhit lng đc cung cp và nhit lng ta
ra môi trng xung quanh ca dây chy.  đn gin vic tính toán, ta thng dùng
công thc kinh nghim:
2/3
0th
dAI 
.
Trong đó A
0
là h s kinh nghim, tùy thuc vào loi dây chy, d là đng
kính dây chy.
 dây chy cu chì không chy đt  dòng đin đnh mc, ta cn đm bo
điu kin I
đm
 I
th
. Mt khác đ bo v đc thit b thì dòng đin ti hn không
đc ln hn quá nhiu so vi dòng đin đnh mc, thông thng ta có th chn:
B môn H thng đin
Phòng thí nghim H thng cung cp đin C1 – 119

- 3 -
I

th
/I
đm
= 1,6 ÷ 2 đi vi đng.
I
th
/I
đm
= 1,25 ÷ 1,45 đi vi chì.
I
th
/I
đm
= 1,15 đi vi hp kim chì thic.
Dòng đin đnh mc ca cu chì đc la chn sao cho khi chy liên tc qua
dây chy, ch phát nóng ln nht ca dây chy không làm cho kim loi b oxy hóa
quá mc và bin đi đc tính bo v, đng thi nhit phát ra  bên ngoài cu chì
cng không vt quá tr s n đnh.
2. Aptomat
Aptomat là khí c đin dùng đ đóng ct
mch đin có ti và t đng ct mch
đin khi có s c nh quá ti, ngn
mch, đin áp thp, công sut
ngc,…Kt cu chính ca Aptomat
gm:
1. Tip đim và bung dp h quang
2. Lò xo nén
3. R le đin t RI
4. R le nhit RN
RI

RN

Hình 2. S đ nguyên lý ca Aptomat
c tính bo v ca Aptomat nh hình
v 3.
Thông thng I
kđn
= I
đm
.
Khi dòng đin đi qua aptomat vt quá
dòng đin khi đng nhit thì RN tác
đng theo đc tính ca r le nhit. Khi
dòng đin đi qua aptomat vt quá giá
tr dòng đin khi đng đin t thì RI
tác đng và thng thi gian tác đng
này rt nhanh, gn nh tc thi.
I, AI
kđđt
I
kđn
t, s
I
kđđt
- Dòng đin khi đng đin t
I
kđn
- Dòng đin khi đng nhit

Hình 3. c tính bo v ca Aptomat

3. Khi đng t
Khi đng t là khí c đin dùng đ điu khin t xa vic đóng, ct, đo
chiu quay và bo v quá ti cho các mch đin đng lc, đc bit là các mch đin
có tn sut đóng ct cao.
Khi đng t c bn gm công tc t đin xoay chiu và r le nhit lp trong
cùng mt hp.
B môn H thng đin
Phòng thí nghim H thng cung cp đin C1 – 119

- 4 -
4. Rle dòng đin
R le dòng đin kiu đin t làm vic theo nguyên lý khi dòng đin đu vào
tng quá mt giá tr ngng thì sau thi gian xác đnh nào đó r le s phát tín hiu
thay đi trng thái ca tip đim ph đu ra.
R le dòng đin có th làm vic theo rt nhiu nguyên lý, mt trong nhng
nguyên lý đó là nguyên lý quá dòng đin có thi gian ph thuc. Theo đó, thi gian
tác đng ca r le ph thuc vào giá tr dòng đin đu vào. Giá tr này càng ln thì
thi gian tác đng càng nh.
R le kiu PT85 đc dùng rng rãi đ bo v ngn mch và quá ti cho li
6 – 10 kV, các bin áp gim áp 110 kV, 35 kV và các đng c đin cao áp. Các tip
đim thng m ca r le có kh nng đóng cho mch dòng đin mt chiu và xoay
chiu ti 5 A, đin áp ti 220 V. Nu nh mch điu khin đc cung cp t máy
bin dòng thì các tip đim có th
cho phép ni tt và tách mch song
song vi dòng đin đt ti 50 A.
Tip đim ni đ báo tín hiu cho
phép đóng ct mch ti 0,2 A đi
vi dòng đin mt chiu và 1 A
đi vi dòng đin xoay chiu.
R le PT85 s dng trong bài thí

nghim này đc cài đt vi
I
kđ
= 4 A. Vi giá tr t
đt
= 3 giây
cho phép ta tính toán ra đc tính
ct lý thuyt ca r le nh hình v 4. Hình 4. c tính ct tính toán ca r le
PT – 85, vi t
đt
= 3 giây
III. PHNG PHÁP TIN HÀNH TH NGHIM
1. S đ th nghim
V
1
A
1
A
2
CC ATM
KT
THT
AT
CD
U
~
A
4
A
3

RI
K
BI

Hình 5. S đ nguyên lý mch th nghim các thit b
2. CáẾ thit b và ếng Ế đo ếùng trong s đ
1. Cu dao CD dùng đ đóng ct đa ngun đin vào s đ thí nghim.
2. Vôn mét V
1
dùng đ đo đin áp ca li đin đu vào.
B môn H thng đin
Phòng thí nghim H thng cung cp đin C1 – 119

- 5 -
3. Ampe mét A
1
dùng đ đo dòng đin đu vào ca máy bin áp t ngu AT. A
1

có thang đo 0  30 A.
4. Máy bin áp t ngu AT 10 - 20A dùng đ điu chnh trn đin áp.
5. Ampe mét A
2
có thang đo 0  30 A dùng đ đo dòng đin đu vào ca máy
bin áp ti.
6. Máy bin áp ti THT dùng đ to ra ngun dòng ln (ti 200 A).
7. Khóa K dùng đ đóng mch th nghim rle dòng đin RI.
8. Ampe A
3
dùng đ đo dòng đin đu vào ca r le dòng đin (s cp).

9. Ampe A
4
dùng đ đo dòng đin đu ra ca máy bin áp ti (dòng đin đ th
nghim cu chì (CC), Aptomat (ATM) và khi đng t (KT)).
10. Máy bin dòng BI to ra dòng đin nh đa vào r le và các c cu đo
lng, báo hiu.
3. Trửnh t thỬ nghim
Kim tra mch đin đ đm bo chc chn rng ch có tip đim đa đin
vào các phn t th nghim  v trí đóng còn cu dao CD và các tip đim khác
phi  v trí m.
Bc 1
a núm điu chnh ca AT v v trí 0.
Bc 2
óng cu dao CD đa đin vào s đ thí nghim.
Bc 3
iu chnh nhanh máy bin áp t ngu AT, quan sát các ampe mét A
1
, A
2
,
A
4
đ khng ch không cho AT và THT b phát nóng quá gii hn, quan sát A
3
, A
4

đ theo dõi giá tr dòng đin đa vào phn t th nghim. Tip tc điu chnh AT
đ nâng dòng đin đa vào phn t th nghim bng giá tr đã tính toán t trc.
Bc 4

Ct mch cu dao CD và gi nguyên v trí điu chnh ca AT đ cho mch
dòng ca phn t ngui ti nhit đ ca môi trng đ không gây sai lch giá tr th
nghim theo phát nóng.
Bc 5
óng cu dao CD đ đa đin vào mch thí nghim và mch tín hiu.
Quan sát và ghi giá tr s đo ca A
3
, A
4
và theo dõi mch tín hiu cùng đng
h đo thi gian.
Khi phn t th nghim tác đng thì ghi li giá tr thi gian trên đng h đo.
Bc 6
M cu dao CD, đa s đ v trng thái ban đu.
B môn H thng đin
Phòng thí nghim H thng cung cp đin C1 – 119

- 6 -
IV. NI DUNG CÁC BÀI THÍ NGHIM
Bài 1. Th nghim Ếu Ếhử h áp
Dây chy ca cu chì là loi dây đng tit din 0,95 mm
2
.
Cu chì khi đt mi phi kim tra theo các hng mc sau :
 S sch s bên ngoài, làm sch và kim tra mi tip xúc.
 Kim tra s chn đúng dây chy.
 Kim tra tính chn lc ca các dây chy đc mc ni tip.
 Ly đc tính t = f(I).
Kt qu th nghim đc tính t = f(I) đc ghi vào bng 1.
Giá tr dòng đin I

(A) đa vào th
nghim
Ln th
Thi gian tác đng, t
(giây)
Thi gian tác đng
trung bình, t (giây)

1


2

3


1


2

3


1


2

3

1


2

3

Bng 1. Kt qu th nghim dây chy cu chì
Bài 2. Th nghim Aptomat
Aptomat đa vào th nghim có dòng đin đnh mc là 50 A.
Aptomat đc th nghim theo các hng mc sau :
 o đin tr cách đin  trng thái ngui cách đin gia kt cu v vi các
cc không đc di 10 M và  nhit đ làm vic không đc di 5M.
 t đin áp xoay chiu nâng cao ti 2 kV trong thi gian 1 phút.
 Khi làm vic nhit đ không đc vt quá 80
o
C.
 Th nghim đ cho Aptomat làm vic lâu dài ly I
th
= 1,1I
đmmc
,trong đó
I
đmmc
là dòng đin ngn mch ca c cu m cht.
B môn H thng đin
Phòng thí nghim H thng cung cp đin C1 – 119

- 7 -
 Th nghim ly đc tính I = f (t)
Kt qu th nghim đc tính ct quá ti t = f(I) đc ghi vào bng 2.

Giá tr dòng đin I
(A) đa vào th
nghim
Ln th
Thi gian tác đng, t
(giây)
Thi gian tác đng
trung bình, t (giây)

1


2

3


1


2

3


1

2

3


1


2

3

Bng 2. Kt qu th nghim đc tính ct quá ti ca aptomat
Bài 3. Th nghim r ệe nhit Ếa Ệhi đng t
Khi đng t có dòng đin đnh mc 20 A.
Ly đc tính Ampe - giây ca r le nhit theo bi s quá ti t = f (I
qt
/I
đm
).
Kt qu ghi vào bng 3.
Giá tr dòng đin I
qt

(A) đa vào th
nghim
Ln th
Thi gian tác đng, t

(giây)
Thi gian tác đng
trung bình, t (giây)

1


2

3


1


2

3


1


2

3


1

2

3

Bng 3. Kt qu th nghim đc tính r le nhit ca khi đng t
B môn H thng đin
Phòng thí nghim H thng cung cp đin C1 – 119

- 8 -
Bài 4. Th nghim r ệe ếòng đin Ếó đẾ tỬnh ph thuẾ
R le cn th nghim đc cài đt  ngng khi đng là I
kđ
= 4 A.
Kim tra r-le PT-85 gm các hng mc :
 Kim tra bên ngoài và kim tra phn c khí.
Khi r le làm vic bình thng, khe h gia đa quay và mch t không
đc vt quá 0,3 mm v mi phía. Khi quay ti các góc bt k đa quay
không đc “kt”.  r cc đi cho phép đi vi khung là 1 mm, đi vi
đa là 0,5 mm và đi vi phn ng ct nhanh là 0,1 mm – 0,2 mm (theo
hng nm ngang). Khe h ca các tip đim thng m không đc nh
hn 2 mm và tip đim tín hiu không đc nh hn 1,5 mm.
 Kim tra cách đin và đc tính đin ca r-le.
c đim ca vic kim tra đc tính r-le là :
1. Phn t cm ng phi đc kim tra khi mc vào mch cung cp t
đin áp dây, điu chnh dòng đin phi dùng bin tr đ tránh làm sai
lch dng dòng đin.
2. Kim tra phn t đin t khi giá tr dòng đin ln đc mc qua máy
bin áp ti, khi đó dng ca dòng đin không có ý ngha.
3. Dòng đin và thi gian tác đng ca r-le ch đc kim tra sau khi

đã m np đ tránh nh hng ca v ti t trng r-le.
4. Khi xác đnh dòng tác đng cn điu chnh tng dòng đin t t, bt
đu t (0,5

0,6)I
đt
.
5. Dòng đin và h s tr v cn xác đnh bng hai phng pháp :
 Khi gim dn dòng đin trong r-le, đa cánh tay gt ca
phn t hình qut vào thanh gt ct nhanh.
 Khi gim đt ngt dòng đin t giá tr bng 5I
đt
ti giá tr
dòng tr v đ tay gt v v trí ban đu. Khi xác đnh h s
tr v, phn t đin t phi  v trí tng ng vi v trí xut
phát ca chc nng ct nhanh.
6. c tính thi gian ca r-le đc kim tra theo các nc đt biên trên
thang thi gian và theo tng nc đt ca dòng đin tác đng. Sau mi
ln r-le tác đng, ly đc tính thi gian cn đ cho r-le v v trí ban
đu.
B môn H thng đin
Phòng thí nghim H thng cung cp đin C1 – 119

- 9 -
7. Các tip đim ca r-le phi không đc rung và không đc đánh
la vi dòng đin t 105% dòng tác đng cho ti giá tr dòng ngn
mch phía s cp có th phn ánh qua r-le.
8. t dòng đin tác đng ct nhanh không đc nh hn hai ln dòng
đin đt I
đt

vì rng khi đó r le có th tác đng nhm do rung. Nu nh
bo v ct nhanh không dùng đn cn phi loi tr và kim tra r-le
không cho tác đng ct nhanh ng vi giá tr dòng ngn mch cc đi
qua r-le.
9. Cn phi kim tra thi gian tr v ca r-le không đc vt quá 0,5
giây. Vic kim tra này có th b qua đi vi r-le dùng đ bo v các
phn t thit b đin đt cui đng dây (nh bo v các đng c đin,
bo v các máy bin áp có đin áp th cp là 220 V – 380 V).
 Hiu chnh và kim tra r-le theo nc đt làm vic.
Ly đc tính t = f(I
N
/I
kđ
). Kt qu ghi vào bng 4.
Giá tr dòng đin I
N

(A) đa vào th
nghim
Ln th
Thi gian tác đng, t
(giây)
Thi gian tác đng
trung bình, t (giây)

1


2

3


1


2

3


1


2

3


1


2

3

Bng 4. Kt qu th nghim đc tính ca r le quá dòng đin
B môn H thng đin
Phòng thí nghim H thng cung cp đin C1 – 119

- 10 -











PHN 2
HNG DN
BÁO CÁO THệ NGHIM













B môn H thng đin
Phòng thí nghim H thng cung cp đin C1 – 119

- 11 -
I. Phng pháp x lý kt qu thí nghim
 đây ta s dng phng pháp xp x gn đúng trong k thut đ v đng
cong hàm quan sát y=f(x).
Gi thit cn tìm biu thc gii tích đi vi hàm quan sát y = f (x) theo các
giá tr cho trc ca đi s x, hàm này ta có th thay bng đa thc bc n : P
n
(x).
Vic chn bc ca đa thc ph thuc mc chính xác yêu cu ca phép gn
đúng. iu này có th đc gii thích bng đ th là ta xây dng mt parabol bc
th n đi qua gn sát vi các đim nhn đc bng th nghim.  đây ta xây dng
phng pháp bình phng cc tiu.
Gi thit có hàm thc nghim:
x
i

x
1

x
2

x
3

. . .
x
n-1

x
n

y
i

y
1

y
2

y
3

. . .
y
n-1

y
n

Bng 5. Dng hàm thc nghim
 đn gin ta thay hàm thc nghim bng đa thc gn đúng bc hai
y = a + bx + cx
2
(1)
Tin hành tính các h s a, b và c ngha là vi các giá tr này, đ th ca đa
thc s đi gn sát vi các đim (x
i

, y
i
) trong đó
n,1i 
. Ký hiu 
i
là đ lch ca giá
tr y
i
so vi giá tr bng và khi đt vào phng trình (1) ln lt tng cp giá tr
bng (x
i
, y
i
), ta vit đc phng trình đ lch:














n

2
nnn
3
2
333
2
2
222
2
2
11
ycxbxa

ycxbxa
ycxbxa
ycxbxa
(2)
Trong h phng trình này ta coi các s a, b, c là các bin cha bit còn các
giá tr x
1
, x
2
, x
3
, , x
n
là các h s đã cho.
Nh vy, giá tr tt nht ca các s a, b và c có đc khi tng bình phng đ lch

i

là nh nht, ngha là :









n
1i
2
n
2
i
)c,b,a(fmin

hoc:
B môn H thng đin
Phòng thí nghim H thng cung cp đin C1 – 119

- 12 -
)c,b,a(fmin)ycxbxa(
)ycxbxa()ycxbxa()ycxbxa(
2
n
2
nn
2

2
2
22
2
1
2
11
n
1i
2
i
2
ii




(3)
 cho hàm f(a, b, c) có giá tr nh nht, các đo hàm riêng theo a, b và c
phi trit tiêu, ngha là:
0
c
f
;0
b
f
;0
a
f











.
Ly đo hàm riêng ca phng trình (3), ta nhn đc h phng trình đi vi các
h s a, b và c cha bit :
0x)ycxbxa( x)ycxbxa(x)ycxbxa(
0x)ycxbxa( x)ycxbxa(x)ycxbxa(
0)ycxbxa( )ycxbxa()ycxbxa(
2
nn
2
nn
2
22
2
22
2
11
2
11
nn
2
nn22

2
2211
2
11
n
2
nn2
2
221
2
11



(4)




















n
1i
i
2
i
n
1i
4
i
n
1i
3
i
n
1i
2
i
n
1i
ii
n
1i
3
i
n
1i

2
i
n
1i
i
n
1i
i
n
1i
2
i
n
1i
i
yxxcxbxa
yxxcxbxa
yxcxban
(5)
H phng trình (5) d dàng gii đc bng phng pháp đi s.
II. Mu bng x lý kt qu thí nghim
1. Th nghim dây chy cu chì
Dòng ti hn,
I
th
(A)
Giá tr dòng
đin I (A) đa
vào th nghim
Thi gian tác đng

trung bình, t (giây)
t = f(I)
……………


……………………………






Bng 6. Mu bng x lý kt qu th nghim dây chy cu chì





B môn H thng đin
Phòng thí nghim H thng cung cp đin C1 – 119

- 13 -
2. Th nghim aptomat
Dòng đin đnh
mc, I
đm
(A)
Giá tr dòng
đin I (A) đa
vào th nghim

Thi gian tác đng
trung bình, t (giây)
t = f(I)
……………


……………………………






Bng 7. Mu bng x lý kt qu th nghim aptomat
3. Th nghim r le nhit ca khi đng t
Dòng đin
đnh mc, I
đm

(A)
Dòng
đin quá
ti, I
qt

(A)
T s I
qt
/I
đm

Thi gian
tác đng
trung bình, t
(giây)
t = f(I
qt
/I
đm
)
……………



……………………………









Bng 8. X lý kt qu th nghim r le nhit ca khi đng t
4. Th nghim r le quá dòng đin
Dòng đin
khi đng,
I
kđ
(A)

Dòng
đin I
N

(A)
T s I
N
/I
kđ
Thi gian
tác đng
trung bình, t
(giây)
t = f(I
N
/I
kđ
)
……………



……………………………

Bng 9. X lý kt qu th nghim r le quá dòng đin
Các đng cong đc tính có đc sau khi x lý kt qu thc nghim đc
biu din trên các hình v tng ng
II. Nhn xét

B môn H thng đin
Phòng thí nghim H thng cung cp đin C1 – 119

- 14 -

B môn H thng đin
Phòng thí nghim H thng cung cp đin C1 – 119

- 15 -

B môn H thng đin
Phòng thí nghim H thng cung cp đin C1 – 119

- 16 -