12 baibao TonoidayMBA tuyen

THIẾT KẾ, CHẾ TẠO THIẾT BỊ KIỂM TRA TỔ NỐI DÂY CỦA MÁY BIẾN ÁP BA
PHA TRÊN CƠ SỞ PHƯƠNG PHÁP THỬ CỰC TÍNH
DESIGN, FABRICATION WIRE CONNECTION GROUP INSPECTION EQUIPMENT OF THREE
PHASE TRANSFORMERS BASED ON POLARITY METHOD

Cao Xuân Tuyển
Bộ môn Thiết bị điện – Khoa điện - Đại học Kỹ thuật Công nghiệp Thái Nguyên
TÓM TẮT
Việc xác định, (kiểm tra) tổ nối dây của máy biến áp ba pha là một khâu quan trọng trong
toàn bộ qui trình kiểm tra, thử nghiệm máy biến áp. Điều này có ý nghĩa đặc biệt quan trọng
khi ghép các máy biến áp làm việc song song hay khi cần quan tâm tới góc pha điện áp cấp
cho các mạch điều khiển. Tuy nhiên, ở Việt Nam hiện nay, hầu hết ở các trung tâm thí nghiệm
thuộc các tổng công ty điện lực đều tiến hành xác định tổ nối dây theo phương thức thủ công,
không chính xác, mất nhiều thời gian và yêu cầu sự cẩn thận cao của kỹ thuật viên. để khắc
phục nhược điểm này, bài báo đưa ra việc thiết kế, chế tạo thiết bị kiểm tra tổ nối dây máy
biến áp ba pha trên cơ sở phương pháp thử cực tính và sử dụng họ vi điều khiển AVR. Thiết
bị đã được lắp ráp và thử nghiệm thành công.
ABSTRACT
The identification, (check) of wiring of three-phase transformers is an important step in the
entire process of inspection, testing transformers. This is particularly important when the
coupling transformer when working in parallel or phase angle regardless of the supply voltage
for the control circuit. However, in today's Vietnam, mostly in the central laboratory of the
electricity corporations are conducting structure determined by the method of wiring craft,
inaccurate, time consuming and require the high care technician. to overcome this drawback,
the paper offers the design and manufacture of test equipment organized wiring three-phase
transformer testing method based on polarity and their use AVR microcontroller. The device
is assembled and tested successfully.
1. Đặt vấn đề.

máy biến áp được phép làm việc song song

Máy biến áp điện lực là một thiết bị quan

với nhau. Một trong các điều kiện để ghép

trọng không thể thiếu trong hệ thống truyền

song song các máy biến áp điện lực ba pha là

tải và phân phối điện năng của lưới điện quốc

các máy biến áp phải cùng tổ nối dây. Vì vậy

gia, trong đó, để đảm bảo tính liên tục trong

việc xác định tổ nối dây của máy biến áp ba

cung cấp điện, giảm thiết bị dự phòng, giảm

pha là một vấn đề cần thiết. Hiện nay, để xác

tổn thất công suất tối thiểu khi vận hành, các
72


định tổ nối dây của máy biến áp ba pha,

việc thiết kế, chế tạo, các kết quả đạt được

người ta áp dụng các phương pháp sau:

của thiết bị xác định tổ nối dây máy biến áp
ba pha sử dụng vi điều khiển AVR trên cơ sở

- Kiểm tra tổ nối dây của các máy biến áp ba

phương pháp thử cực tính..

pha bằng điện kế (phương pháp thử cực tính)

2. Xác định tổ nối dây máy biến áp

- Kiểm tra tổ nối dây MBA ba pha bằng oát

bằng điện kế.

mét

Phương pháp kiểm tra trực tiếp tổ nối dây

- Kiểm tra tổ nối dây bằng pha mét hoặc

của máy biến áp ba pha bằng điện kế

bằng véc tơ mét đặc biệt.

(phương pháp “thử cực tính”) được tiến hành

- Kiểm tra tổ nối dây của các MBA ba pha

như sau:

Đấu một tổ ắc qui 6V hoặc pin vào các

bằng phương pháp hai vôn kế.

đầu A và B của cuộn dây điện áp cao qua

Cách tiến hành xác định tổ nối dây máy biến

một cầu dao (Hình 2.1). các đầu ab, bc, ca

áp ba pha dựa trên cơ sở các phương pháp

lần lượt đấu với điện kế có vạch “không” ở

nêu trên hiện nay ở các trung tâm thí nghiệm

giữa, hoặc với milivôn mét từ điện có cực

thuộc các conng ty điện lực ở ViệtNam được

tính như trên hình vẽ. Ứng với mỗi lần đấu

thực hiện chủ yếu bằng phương pháp thủ

với điện kế sẽ xác định được dấu lệch kim

công, tốn mất nhiều thời gian , đôi khi không

của nó ở thời điểm đóng cầu dao. Lặp lại thí

hoàn toàn chính xác.

nghiệm khi đấu nguồn điện vào các đầu BC

Với sự ra đời của các họ vi điều khiển

và AC. Tuỳ theo sự tổ hợp tất cả những dấu

hiện nay, hoàn toàn cho phép thiết kế, chế

lệch kim được ghi trong một bảng và so sánh

tạo thiết bị xác định tổ nối dây máy biến áp

những kết quả thu được với bảng ở hình 2.1

ba pha một cách tự động, cho độ chính xác

sẽ xác định được tổ nối dây. Phương pháp

tuyệt đối, nhanh và không tốn nhiều công

thử cực tính đơn giản và thuận tiện, nhưng

sức, thời gian kiểm tra.

đòi hỏi phải tiến hành cẩn thận và do đó tốn

Với cách đặt vấn đề như trên, tác giả đề

nhiều thời gian. Trong một vài trường hợp

xuất việc thiết kế, chế tạo một thiết bị kiểm

không xác định được dứt khoát độ lệch kim ở

tra tổ nối dây máy biến áp ba pha sử dụng họ

số không. Do đó một giải pháp đặt ra để khắc

vi điều khiển 8 bít loại AVR có tính năng

phục nhược điểm trên là ứng dụng vi điều

cao, giá thành rẻ, trên cơ sở sử dụng một

khiển để tự động hoá việc kiểm tra tổ nối dây

trong các phương pháp xác định tổ nối dây

của máy biến áp ba pha trên cơ sở nguyên lý

máy biến áp ba pha đã nêu ở trên. Trong

của phương pháp trên.

khuôn khổ của bài báo này, tác giả trình bày
73

AB
+
+

ab
bc
ac

BC
+
+

AC
+
+
+

+
A

-

A

*

B

C

*

*

EAB

+

-

X

A
A

*

B

C

*

*

Y
+

a
*

b
x

-

*

y

c
*

B

y z
x

BC
+
-

Eba

Y

Z

x

y

z

b

A

a

+

- c

b,

x

y

z

*

*

Eba

- +

- c

150

X

Eba

y z

ab
bc
ac

AC
0
+
+

74

AB
0
-

c,
b,

BC
+

0

0

B

C

Eba

-

Z

Y

a,

Hình 2.1d. Tổ nối dây Y/Δ-5

B

a

BC
+
0

EAB

*

b
+

A

*

x

+

AC
0
-

C

Z

1800

c

BC
+
0

Y

a

Hình 2.1b. Tổ nối dây Y/Y-6
ab
bc
ac

*
X

EAB

X

-

AB
+
0
+

B

*

AC
-

C

b

*

AB
0
-

ab
bc
ac

Eba

Z

Y

X

- +b

Eba

a,
c,

A

C
*

*

c
*

*

a

AB
+
-

*

-

3600

z

ab
bc
ac

+

b

B

C

Hình 2.1a. Tổ nối dây Y/Y-12

*

- +

B

Eba

-

Z

c

*

X
C

Hình 2.1c. Tổ nối dây Y/Δ-11

- +

A

+

-

+

a
*

EAB

X

Z

Z

+

Eba
Y

X

Y

3300

Z

Y

AC
0
-

Eba


A

B

*

A

C

*
Y

Z

z

x

y

*

*

c

Z

A

2700

X

+

b, Eba

- b

Y

Eba

+

c,

+

a
*

AB
+
0
+

ab
bc
ac

BC
+
0

B

C

*

*

Y

+

b
*

c2

c
*

A

3300

y

z

E ab

a,y
b,z

BC
0
+
+

AC
+
0
+

A,Y

B

*

*

*

C

0

E ab

E AB

B,Z
Y

Z

Eba
z
y x

+

b

b2

a
*

c

Hình 2.1f. Tổ nối dây Y/Z-11

ab
bc
ac

*

c
*

X

a

AB
+
+

-

B

* * x2 * y2
a2

Z

C

y1

X,C

30

X
-

b1

-+

ab
bc
ac

EAB

Y

-

x1
z2

Eba

Z

-+

a1

0

Z

AB
+
0

+

+

360

c,x
Hình 2.1g. Tổ nối dây Δ/Δ-12

AC
0
+
+

A

a
*

E ab

-

b

x

-

X

*

B,Z

X

-

*

C

*

B

C

Hình 2.1e. Tổ nối dây Y/Δ-9

A

B

*

*

+

+

E AB

a,

a-

+

A,Y

-

EAB

*
Y

X

+

BC
+
+

+

X,C

-

-+

b

x

-

*

c
*

y

z

a
E ab

b
c
Hình 3.1h. Tổ nối dây Δ/Y-1

AC
+
+
+

3. Thiết kế, chế tạo thiết bị kiểm tra tổ
nối dây máy biến áp ba pha ứng dụng Vi
điều khiển trên cơ sở phương pháp thử
cực tính.
3.1. Sơ đồ mạch điện

75


Lựa

chọn

vi

điều

khiển

là

Programmer đẻ nạp mã nguồn vào vi điều

loại

khiển.

ATMEGA16L, đây là bộ vi điều khiển 8 bít,
có cấu trúc thiết kế theo công nghệ mới, với

Phần mềm đã được kiểm chứng qua mô

những tính năng rất mạnh được tích hợp

phỏng trên Proteus trước khi nạp vào chip và

trong chip của hãng Atmel theo công nghệ

được kiểm chứng qua thực nghiệm.

RISC (Reduced Instruction Set Computer) ,

4. Mô phỏng và thực nghiệm

nó mạnh ngang hàng với các họ vi điều khiển

4.1. Mô phỏng.

8 bit khác như PIC, PISOC. Do ra đời muộn

Thực hiện kiểm chứng qua mô phỏng sử

hơn nên họ vi điều khiển AVR có nhiều tính

dụng phần mềm Proteus với sơ đồ mô phỏng

năng mới đáp ứng tối đa nhu cầu của người

được thể hiện ở hình 4.1.

sử dụng. So với họ vi điều khiển 8 bít 8051,
89xx, họ vi điều khiển AVR có độ ổn định
cao hơn, khả năng tích hợp lớn hơn, mềm

LCD1
LM016L

R1

U1
9

RV6

Sơ đồ nguyên lý mạch điện của thiết bị

1k

RV5

1k

RV4

1k

RV3

1k

RV2

RV1

1k

1k

RV7

kiểm tra tổ nối dây máy biến áp ứng dụng vi

RV8

1k

1k

12
13
40
39
38
37
36
35
34
33
1
2
3
4
5
6
7
8

RESET
XTAL1
XTAL2
PA0/ADC0
PA1/ADC1
PA2/ADC2
PA3/ADC3
PA4/ADC4
PA5/ADC5
PA6/ADC6
PA7/ADC7
PB0/T0/XCK
PB1/T1
PB2/AIN0/INT2
PB3/AIN1/OC0
PB4/SS
PB5/MOSI
PB6/MISO
PB7/SCK

PC0/SCL
PC1/SDA
PC2/TCK
PC3/TMS
PC4/TDO
PC5/TDI
PC6/TOSC1
PC7/TOSC2
PD0/RXD

PD1/TXD
PD2/INT0
PD3/INT1
PD4/OC1B
PD5/OC1A
PD6/ICP1
PD7/OC2

AREF
AVCC

RS
RW
E

D0
D1
D2
D3
D4
D5
D6
D7
7
8
9
10
11
12
13

14

1
2
3

dẻo hơn trong lập trình và rất tiện lợi.

4
5
6

VSS
VDD
VEE

10k

22
23
24
25
26
27
28
29
14
15
16
17

18
19
20
21

32
30

ATMEGA32

điều khiển ATMEGA16L trên cơ sở phương
pháp thử cực tính được thể hiện ở hình 3.1.

A

A

B

B

C

C

D

D

Hình 4.1 Sơ đồ mô phỏng

4.2. Thực nghiệm.
Thiết bị đã được lắp thực tế một phần với
hình ảnh được thể hiện ở hình 4.2

Hình 3.1. Sơ đồ nguyên lý mạch điện
3.2. Phần mềm thực hiện xác định tổ nối
dây.
Phần mềm xác định tổ nối dây được viết

Hình 4.2. Hình ảnh thiết bị kiểm tra tổ nối

bằng ngôn ngữ C sử dụng trình biên dịch

dây MBA

CodeVisionAVR và mạch nạp AVR 910USB
76


biến áp ba pha . Kết quả mô phỏng và thực

5. Kết luận
Với việc sử dụng vi điều khiển 8 bit AVR

nghiệm cho thấy thiết bị làm việc tin cậy,

và trên cơ sở áp dụng nguyên lý của phương

chính xác, nhanh chóng, khắc phục được

pháp thử cực tính, tác giả đã thiết kế và chế

nhược điểm của cách tiến hành thủ công.

tạo được thiết bị xác định tổ nối dây của máy
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] Trần Khánh Hà, Vũ Gia Hanh, Phan Tử Thụ, Nguyễn Văn Sáu- Máy điện 1,2. Nhà xuất
bản khoa học kỹ thuật, 2006.
[2] Nguyễn Đức Sỹ; Công nghệ chế tạo máy điện và máy biến áp. NXB GD,1995.
[3 ]. Nguyễn Đức Sỹ: Công nghệ chế tạo thiết bị điện. Nhà xuất bản giáo dục, 2007.

77