Đồ án Thiết kế máy biến điện áp một pha ngâm dầu, tiêu chuẩn IEC- 186

Máy biến điện áp * KHOA ĐIỆN_ BỘ MÔN TBĐ-ĐT* ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP K44-THIẾT KẾ MÁY BIẾN ĐIỆN ÁP 35KV 1 LỜI MỞ ĐẦU Máy biến điện áp (BU) là một bộ phận rất quan trọng trong hệ thống điện .Để vận hành hệ thống điện được an toàn ta cần phải đo lường và bảo vệ để biết được các thông số của nó rồi từ đó có phương pháp điều chỉnh hợp lý,cũng như tránh được thiệt hại khi có sự cố xẩy ra.Việc thực hiện đo điện áp xoay chiều với điện áp cao thì dụng cụ thông thường không thể đáp ứng được vì điện trở cách điện của thiết bị không cho phép,còn nếu thiết kế chế tạo thiết bị đo lường và bảo vệ với điện áp cao thì rất tốn kém và không an toàn cho người dùng.Vì vậy để đo lường và bảo vệ ở điện áp cao người ta phải dùng một thiết bị trung gian để giảm điện áp xuống thiết bị này được gọi là máy biến điện áp . Ngày nay cùng với sự phát triển của khoa học kỹ thuật ,máy biến điện áp đã được cải tiến rất nhiều về kiểu loại ,kết cấu ,vật liệu chế tạo cũng như tính năng làm việc . Trong đề tài đồ án của em , em sẽ thiết kế máy biến điện áp một pha ngâm dầu, tiêu chuẩn IEC- 186 với các số liệu ban đầu : điện áp sơ cấp U1đm = 35/ 3 kv điện áp thứ cấp U2đm= 100/ 3 kv công suất định mức S2đm = 150 VA cấp chính xác 1 với điện áp thay đổi ( 0,8 ÷ 1,2)Uđm ,phụ tải ( 0,25 ÷ 1)Sđm , cosϕ = 0,8 Toàn bộ đồ án gồm có 4 chương : Chương I :phân tích chọn phương án ,tính chọn cách điện . Chương II : tính tóan điện từ máy biến điện áp Chương III: tính toán sai số máy biến điện áp và hiệu chỉnh sai số Chương IV: tính toán và thiết kế kết cấu Do trình độ và thời gian còn hạn chế nên đồ án của em không tránh khỏi những thiếu sót .Em rất mong được sự đóng góp ý kiến của thầy ,cô và của các bạn để đồ án của em hoàn chỉnh hơn . Qua đây em xin chân thành cảm ơn thầy Bùi Tín Hữu đã tận tình hướng dẫn em làm và hoàn thành đồ án ,và các thầy ,cô giáo đã day em trong 5 năm qua để em có kiến thức hoàn thành đồ án này . Em xin chân thành cảm ơn ! Sinh viên Vũ Huy Cường * KHOA ĐIỆN_ BỘ MÔN TBĐ-ĐT* ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP K44-THIẾT KẾ MÁY BIẾN ĐIỆN ÁP 35KV 2 CHƯƠNG I PHÂN TÍCH CHỌN PHƯƠNG ÁN ,TÍNH CHỌN CÁCH ĐIỆN 1.1 KHÁI NIỆM CHUNG VỀ MÁY BIẾN ĐIỆN ÁP Hệ thống điện thường có điện áp cao nên khi đo lường và bảo vệ gặp rất nhiều khó khăn .Nếu ta thiết kế ,chế tạo thiết bị đo lường và bảo vệ với điện áp cao thi sẽ rất tốn kém và nguy hiểm cho người sử dụng .Vì vậy ta cần giảm điện áp xuống để dùng các thiết bị đo lường và bảo vệ thông thường ở điện áp thấp ,tiêu chuẩn,an toàn .Thiết bị dùng để giảm điện áp cao xuống điện áp thấp ,tiêu chuẩn được gọi là máy biến điện áp Máy biến điện áp là một loại khí cụ điện dùng để hạ điện áp cao xuống điện áp thấp tiêu chuẩn ,an toàn dùng cho đo lường và bảo vệ rơle. Trị số điện áp thứ cấp lấy theo tiêu chuẩn nhà nước .ở Liên xô Châu âu và là 100V hoặc 3/100 V ,ở Anh và các nước ả rập là 100V ,ở mỹ 120 V .Trên hình H1.1 trình bày sơ đồ đấu dây của BU một pha .Cuộn dây sơ cấp nối với phía điện áp cao qua cầu chì bảo vệ cao áp .Cuộn dây thứ cấp cấp nguồn cho các thiết bị đo lường và bảo vệ qua cầu chì bảo vệ hạ áp .Để an toàn một đầu cuộn hạ áp và lõi thép của BU được nối đất Hình 1.1 Đối với BU không yêu cầu độ bền nhiệt và độ bền điện động cao ,vì dòng điện thứ cấp rất bé thậm chí khi ngắn mạch ở mạch thứ cấp cũng không sinh ra hiệu ứng nhiệt và điện động nào cả ,hơn nữa ở mạch máy biến điện áp thường đặt cầu chì bảo vệ . Máy biến điện áp có các cấp chính xác sau :0,2; 0,5; 1; 3; và 6 BU với cấp chính xác 0,2 dùng cho mẫu ,cấp 0,5 dùng cho đo đếm điện năng ,cấp 1 dùng cho đồng hồ bảng ,còn cấp 3 và cấp 6 dùng cho bảo vệ .Cấp chính xác của BU không đổi khi điện áp sơ cấp giao động trong khoảng U= (0,8÷ 1,2)Uđm,phụ tải bằng St= (0,25 1÷ )Sđm ,với cosϕ = 0,8. Trị số sai số lớn nhất đối với các cấp chính xác khác nhau được ghi trong bảng dưới đây : .bảng 1-1 giới thiệu sai số lớn nhất của máy biến áp. C A B V a x A X * KHOA ĐIỆN_ BỘ MÔN TBĐ-ĐT* ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP K44-THIẾT KẾ MÁY BIẾN ĐIỆN ÁP 35KV 3 Cấp chính xác Sai số lớn nhất điện áp {%} Góc [phút] 0,2 2,0± 10± 0,5 5,0± 20± 1 1± 40± 3 3± Không qui định Khuynh hướng phát triển máy biến điện áp hiện nay là thiết kế chế tạo những máy biến điện áp có dung lượng lớn ,điện áp thật cao ,dùng nguyên liệu mới để giảm kích thước và trọng lượng máy .Về vật liệu hiện nay đẫ dùng loại thép cán lạnh không những có từ tính tốt mà tổn hao sắt lại tốt do đó nâng cao được hiệu suất của máy biến điện áp . 1.2 NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA MÁY BIẾN ĐIỆN ÁP ta xét sơ đồ nguyên lý của một máy biến điện áp một pha hai dây quấn như hình 1.1 Hình 1.2 ,cảm ứng ra các suất điện động (s.đ.đ) e1 và e2 .Dây quấn thứ cấp có s,đ.đ sẽ sinh ra dòng điện i2 đưa ra tải với điện áp là u2. Giả sử điện áp xoay chiều đặt vào là một hàm số sin ,thi từ thông do nó sinh ra cũng là một hàm số hình sin: Φ = Φmsinωt do đó theo định luật cảm ứng điện từ ,s.đ.đ cảm ứng trong các dây quấn sẽ là : ) 2 sin(2 cos sin . 1 1111 Π−= Φ−=Φ−=Φ−= tE tw dt tdw dt dwe mm ω ωωω ) 2 sin(2 cos sin . 2 2222 Π−= Φ−=Φ−=Φ−= tE tw dt tdw dt dwe mm ω ωωω trong đó : Φ W2 W1 I2 I1 Zt U1 U2 Dây quấn sơ cấp có w1 vòng dây và dây quấn thứ cấp có w2vòng dây đều được quấn trên cùng một lõi thép .Khi đặt một điện áp xoay chiều u1 vào dây quấn sơ cấp trong đó sẽ có dòng điện i1 .Trong lỗi thép sẽ sinh ra từ thông Φ móc vòng với cả hai dây quấn * KHOA ĐIỆN_ BỘ MÔN TBĐ-ĐT* ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP K44-THIẾT KẾ MÁY BIẾN ĐIỆN ÁP 35KV 4 mmm fw fwwE Φ=ΦΠ=Φ= 1111 44,42 2 2 .ω mmm fw fww E Φ=ΦΠ=Φ= 2222 44,42 2 2 .ω là giá trị hiệu dụng của các s.đ.đ dây quấn thứ cấp và sơ cấp các biểu thức trên cho thấy s.đ.đ cảm ứng trong dây quấn chậm pha so với từ thông sinh ra nó một góc 2 Π Dựa vào các biểu thức trên người ta định nghĩa tỷ số biến điện áp của BU như sau : 2 1 2 1 w w E Ek == nếu không kể đến điện áp rơi trên các dây quấn thì có thể coi 11 EU ≈ ; 22 EU ≈ do đó k được xem như tỷ số điện áp giữa hai dây quấn : 2 1 2 1 U U E Ek ≈= 1.3 PHÂN LOẠI VÀ CÁC KIỂU MÁY BIẾN ĐIỆN ÁP I.phân loại : máy biến điện áp được phân thành các loại sau : 1.theo số pha: có hai loại -máy biến điện áp một pha -máy biến điện áp ba pha 2.theo số dây quấn : - loại 2 dây quấn -loại 3 dây quấn 3.theo cấp chính xác : - theo giá trị sai số cho phép 4.theo phương thức làm mát : -máy biến điện áp dầu - máy biến điện áp khô (không khí ). 5.loai thiết bị có : -máy biến điện áp trong nhà -máy biến điện áp ngoài trời -máy biến điện áp cho các thiết bị phân phối hợp bộ . * KHOA ĐIỆN_ BỘ MÔN TBĐ-ĐT* ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP K44-THIẾT KẾ MÁY BIẾN ĐIỆN ÁP 35KV 5 II.các kiều máy biến điện áp Về kiểu máy biến điện áp chia làm 3 nhóm: -máy biến điện áp khô - máy biến điện áp dầu - máy biến điện áp nối tầng 1.máy biến điện áp khô . Máy biến điện áp khô được chế tạo với điện áp định mức 24 kv.Vật liệu cách điện là epoxy. Mạch từ của máy biến điện áp được ghép từ các lá tôn kỹ thuật điện .đối với mạch từ kiểu HOC –05 thì dùng các tấm tôn dập hình chữ e ,còn các kiểu máy biến điện áp khác thì dùng các tấm tôn hình chữ nhật . Dây quấn được quấn nhiều lớp trên những ống khung cách điện và được sơn tẩm bằng sơn dùng cho điện áp pha .Các máy biến điện áp được nối với lưới bằng các đầu cực phân bố trên các sứ và ba nêm cách điện . Các máy biến điện áp HOCK-6-66 chỉ dùng với các thiết bị ,phân phối hợp bộ cao áp trong các mở than ,khi lắp đặt nó phải đổ một lớp bitum cách điện kín ,bởi vậy nó không có bệ nêm đầu ra ,các dây quấn của máy biến điện áp được đưa ra bằng các dây cáp mềm Các máy biến điện áp kiểu HOΠ và 3HOΠ Là những khối đúc mà trong đó dây quấn và mạch từ được nằm kín trong eboxy . HÌNH 1.3 GIỚI THIỆU KẾT CẤU BU KHÔ KIỂU HOC-3 1- gông từ 2- cuộn dây cao áp 3-cuộn dây hạ áp 4-các đầu vào cao áp 5-các đầu ra hạ áp Hình 1.3 Đối với các máy biến điện áp mà dây quấn được quấn trên các mạch từ hình xuyến thi dây quấn trong là dây quấn thứ cấp phụ . 2.máy biến điện áp dầu . 4 3 2 1 5 1 2 * KHOA ĐIỆN_ BỘ MÔN TBĐ-ĐT* ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP K44-THIẾT KẾ MÁY BIẾN ĐIỆN ÁP 35KV 6 Thường được chế tạo với điện áp 35kv trở lên. Sở dĩ đối với mạng điện có điện áp cao U> 35KV thường sử dụng kiểu dầu vì : Dỗu vừa cách điện tốt ,vừa làm mát tốt ,hơn nữa dễ bảo quản khi xẩy ra sự cố về chạm chập dây .Tuy nhiên loại máy biến điện áp kiểu dầu có kết cấu hơi phức tạp vì chúng thường có bình dãn dầu và trong quá trình làm việc cũng dễ gây ra cháy nổ .Nhưng loại này phù hợp với cấp điện áp cao ,vì thế cho nên đối với U> 35kv thì để đảm bảo yêu cầu về mặt cách điện cũng như trong quá trình làm việc ,người ta thường chế tạo loại máy biến điện áp kiểu ngâm dầu . Mạch từ được ghép từ các lá tôn kỹ thuật điện dây quấn nhiều lớp được quấn trên một ống cách điện :dây quấn cao áp có màn chắn tĩnh điện ,các dây quấn cao áp bao gồm một hoặc hai cuộn si để bảo vệ quá điện áp . Thùng máy biến điện áp được hàn bằng tôn như của loại máy 3HOM 15-63 ,thép phi từ tính bởi vì dùng trực tiếp với các thiết bị và được đặt gần các thanh cái dẫn điện của các máy phát lớn . các đầu ra của dây quấn của phần lớn các máy biến điện áp được nối với đầu ra trên sứ đặt trên nắp máy .Đầu vào hạ áp và các đầu nối đất của dây quấn cao áp của các máy biến điện áp 3 HOM 15- 63 ,3 HOM 24-69 được đặt trên vách thùng .các đầu ra của dây quấn hạ áp các máy biến điện áp 3 HOM 35-66 được đưa ra một mảng đầu ra trên thành thùng . Máy biến điện áp 3 HOM 35-65 và 3HOM 35-66 có bình dãn dầu đặt ở phía đầu cao áp .ở máy biến điện áp này kín hoàn toàn .ở máy biến điện áp kiểu khác thì không có bình dãn dầu ,mức dầu trong thùng thường thấp hơn nằm từ 20-30 cm. 3. máy biến điện áp nối tầng Với điện áp lớn hơn 35kv để giảm kích thước cách điện ,người ta dùng kiểu biến áp nối tầng ,mỗi tầng chịu một điện áp nhất định .Với điện áp 110 kv ,thường dùng kiểu hai tầng ,mỗi tầng chịu một nửa điện áp như hình 1.4. Mỗi tầng kiểu này có mạch từ riêng (I) và (II) ,có cuộn dây cao áp riêng ,mỗi cuộn chịu một nửa điện áp pha ,cuộn dây cao áp (BH) của mạch từ MII có đầu vào nối với điện áp pha ,phía cuối nối với mạch từ và cách điện với MI .Đầu cao áp của cuộn dây ở mạch từ MI nối với phía cuối của mạch từ MII và có điện áp bằng 1/2 điện áp pha .Phía cuối của cuộn dây cao áp BH ở mạch từ MI được nối đất cùng với MI .Phía hạ áp HH có hai cuộn dây a-x và aγ -xγ ,một cuộn dùng cho đo lường ,một cuộn dùng cho bảo vệ .Hai cuộn bù (CB1) và (CB2) dùng để phân bố điện áp đều trên hai cuộn cao áp khi mạch thứ cấp có tải . * KHOA ĐIỆN_ BỘ MÔN TBĐ-ĐT* ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP K44-THIẾT KẾ MÁY BIẾN ĐIỆN ÁP 35KV 7 Hình 1.4 Sơ đồ trên hình 1.5 hiện đại hơn và có nhiều ưu điểm so với sơ đồ ở hình 1.4 ,loại này có một mạch từ ,cách ly với đất các cuộn dây được cuốn trên hai trụ của mạch từ . Hình 1.5 A x M UΦ a aγ BH BH * * * HH ΠΠ 2 φU X A xγ UΦ x M BH CB2 II M I BH CB1 a aγ 2 φU * * ** * HH X * KHOA ĐIỆN_ BỘ MÔN TBĐ-ĐT* ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP K44-THIẾT KẾ MÁY BIẾN ĐIỆN ÁP 35KV 8 III.giới thiệu một số loại máy biến điện áp Trong hệ thống điện hiện nay có thể có 3 loại máy biến điện áp : Loại cảm ứng điện từ Loại tụ điện phân áp Các máy biến điện áp kiểu mới 1.Máy biến điện áp kiểu cảm ứng điện từ Máy biến điện áp có thể được chế tạo 3 pha (thường cho cấp điện áp U< 35kv) hiệu chỉnh một pha (cho U≥66kv) ,với một hiệu chỉnh hai cuộn dây thứ cấp .Tuỳ theo điện áp cần thiết ở phía thứ cấp ta có thẻ sử dụng các loại máy biến điện áp khác nhau ,đấu nối theo những sơ đồ khác nhau .Sơ đồ hình 1.6 sử dụng 3 máy biến điện áp một pha ,hai cuộn dây Các máy biến điện áp một pha hai dây quấn đến 35kv có thể được nối thành tổ máy biến điện áp ba pha theo sơ đồ y0-y0 có trung tính của sơ cấp và thứ cấp nối đất hình 1.6 . Hình 1.6 Sơ đồ tam giác hở gồm 2 máy biến điện áp một pha nối với hệ thống ba pha như hình h1.7 .Khác với sơ đồ tam giác ,đồ thị vectơ của sơ đồ tam giác hở chỉ là 2 cạnh của tam giác đều .Đặc điểm của sơ đồ này là khi tải của ba pha đối xứng , công suất của cả hai máy biến điện áp bằng công suất của một máy biến điện áp nhân với 3 Tức là nhỏ hơn 13% so với tổng công suất của chúng Hình1.7 C B A a b c C B w w A * KHOA ĐIỆN_ BỘ MÔN TBĐ-ĐT* ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP K44-THIẾT KẾ MÁY BIẾN ĐIỆN ÁP 35KV 9 Quá trình quá độ trong máy biến điện áp kiểu cảm ứng điện từ thông không có ảnh hưởng gỉ lớn đến sự làm việc của thiết bị bảo vệ . Thành phần một chiều của điện áp quá độ cũng được phản ánh dẽ dàng sang phía thứ cấp ,hài bậc cao cũng vậy .Trong một số trường hợp có thể xẩy ra cộng hưởng nếu tần số của hài bậc cao trùng với tần số cộng hưởng của máy biến điện áp .Khả năng cộng hưởng sẽ được giảm thấp nếu phụ tải phía thứ cấp là điện trở tác dụng ,hiệu chỉnh tổn hao công suất phía thứ cấp khá lớn . 2. Máy biến điện áp kiểu tụ phân áp Đối với hệ thống điện áp cao đến 765kv ,cũng có thể sử dụng máy biến điện áp làm việc theo nguyên lý phân áp điện dung . Máy biến điện áp điện dung có thể được nối với các dụng cụ đo lường thông thường và rơle bảo vệ . Chúng cũng có thể được phép dùng trong mục đích đo đếm tiền điện . Kích thước của máy biến điện áp kiểu điện từ tỷ lệ với điện áp sơ cấp của nó .Khi điện áp tăng ,giá thành loại BU kiểu điện từ tăng nhanh vì cách điện cao .Máy biến điện áp kiểu tụ phân áp cho điện áp cao có tính kinh tế hơn . Phân áp kiểu tụ cũng giống như phân áp kiểu điện từ ,điện áp lấy ra ở một vị trí phân áp nào đó phụ thuộc vào vị trí phân áp và tổng trở của phụ tải hình 1.8 Trong bộ phân áp kiểu tụ ,tổng trở của nguồn mang tính dung kháng hình 1.9 đấu nối tiếp vào mạch phân áp .Nếu tụ điện và cuộn điện kháng không chứathành phần điện trở tác dụng thì vềnguyên lý có thể bù hoàn toàn tổng trở nguồn và lấy ra công suất tùy ý ở phía thứ cấp . Trên thực tế các cuộn kháng đều chứa thành phần điện trở tác dụng nên công suất đầu ra của bộ phân ápbị hạn chế .Nếu muốn lấy trực tiếpđiện áp thứ cấp bằng điện áp thứ cấp danh định của BU ,chẳng hạn bằng 100v ,thì để đạt công suất phụ tải danh định ,trị số của tụ phân áp phải rất lớn ,Để giảm dung lượng của tụ phân áp và đảm bảo công suất đầu ra của BU ,người ta sử dụng sơ đồ có máy biến áp điện từ trung gian . a x X A C1 C2 Zpt Hình 1.8 a x X A C1 C2 Zpt L Hình 1.9 * KHOA ĐIỆN_ BỘ MÔN TBĐ-ĐT* ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP K44-THIẾT KẾ MÁY BIẾN ĐIỆN ÁP 35KV 10 trên hình 1.10 trình bày sơ đồ nguyên lý của một máy biến điện áp kiểu này . Bộ phân áp gồm hai tụ C1 và C2 có thiết bị tải ba (TB) kết hợp truyền tin trong lưới điện .Để cung cấp đủ công suất cho đầu ra ,người ta dùng một biến áp có cuộn sơ cấp A1 x ,nối tiếp qua cuộn kháng (P) cộng hưởng với trị số tụ điện (C1 + C2)và cuộn lọc cao tần đấu song song với tụ điện C2 với điện áp khoảng 4 đến 12kv .Đầu ra có hai cuộn dây :cuộn (a-x) dùng cho mạch đo lường và bảo vệ ,còn cuộn (a’-x’) dùng để cản dịu chống cộng hưởng sắt từ và ảnh hưởng của quá trình quá độ. Nhược điểm chính của loại máy biến điện áp phân áp bằng tụ điện là có khả năng sinh ra quá điện áp cao khi có hiện tượng cộng hưởng sắt từ .Vì cuộn kháng phi tuyến kết hợp với tụ điện nên có khả năng xẩy ra cộng hưởng không những với sóng cơ bản mà còn với cả các sóng hài ,vì vậy sẽ gây ra nguy hiểm với cáchiện điện . 3.Máy biến điện áp ‘kiểu mới ‘. a.BU phân áp kiểu tụ điện có khuếch đại Loại BU kiểu này tránh được hiện tượng cộng hưởng sắt từ vì không sử dụng máy biến áp điện từ sau khi phân áp mà dùng bộ khuếch đại .Sơ đồ nguyên lý của loại này được cho ơdr hình 1.11 điện áp sơ cấp Us được bộ tụ phân áp giảm xuống trị số u s K U ,Ku là tỷ số phân áp và đặt vào đầu vào của bộ tiền khuếch đại 1 . UΦ C1 C2 A TB a’ x’ a xX A1 P L Uc2 Hình 1.10 * KHOA ĐIỆN_ BỘ MÔN TBĐ-ĐT* ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP K44-THIẾT KẾ MÁY BIẾN ĐIỆN ÁP 35KV 11 * KHOA ĐIỆN_ BỘ MÔN TBĐ-ĐT* ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP K44-THIẾT KẾ MÁY BIẾN ĐIỆN ÁP 35KV 12 Điện áp đầu ra của bộ tiền khuếch đại 1 sẽ được dẫn theo cáp đồng trục 2 đến bộ khuếch đại công suất 3,với nguồn nuôi 4 .Đầu ra của bộ khuếch đại 3 được nối với phía sơ cấp của máy biến áp cách ly 5 ,còn phía thứ cấp có hai cuộn dây ,một cuộn dùng cho đo lường, một cuộn dùng cho bảo vệ, với tổng công suất khoảng vài chục vôn –ampe Ưu điểm của loại biến áp này là kết cấu đơn giản ,làm việc trong quá trình quá độ tương đối tốt .Hạn chế chính của loại này là công suất của đầu ra thấp nên chỉ được dùng cho các rơle số hoặc rơle tĩnh có công suất tiêu thụ bé .BU kiểu tụ phân áp có khuếch đại đã được chế tạo và được sử dụng nhiều năm trong lưới điện cao áp . b. Máy biến điện áp làm việc theo hiệu ứng POCKLS Khi cho hai sóng ánh sáng chạy qua một tinh thể khúc xạ kép được đặt dưới tác dụng của một điện trường E,ta có thể đo được góc lệch pha δ giữa hai sóng này theo hiệu ứng điện quang tuyến tính POCKELS: δ = Kdq .E.L trong đó :Kdq –là hệ số điện quang ,Kdq =8,2.10-6 rad/v.m đối với tinh thể thạch anh E là cường độ điện trường trong tinh thể , V L chiều dài đường đi của ánh sáng trong tinh thể , m. Trên hình 1.12 trình bày sơ đồ nguyên lý của loại BU này Bộ phận phân áp gồm tụ C1 và phần tử POCKELS với điện dung C2 được đấu với điện áp cần đo Us .Điện áp đặt lên phần tử 2 tạo trong tinh thể một u s K UC2 Us Dây dẫn C1 1 2 3 4 5 U2 U’2 Hình 1.11 Us Ut Zpt 8765 λ/4 2 1C1 4 3 Hình 1.12 * KHOA ĐIỆN_ BỘ MÔN TBĐ-ĐT* ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP K44-THIẾT KẾ MÁY BIẾN ĐIỆN ÁP 35KV 13 điện trường E,tỷ lệ với điện áp cần đo .Chùm ánh sáng từ nguồn sáng 3 được đưa qua bộ phân cực 4 để phân thành hai sóng quang lệch pha nhau một góc Π/2 và chúng được chiếu qua phần tử 2. Dưới tác động của điện trường E trong tinh thể của phần tử hai sóng sẽ có tốc độ lan truyền khác nhau và làm tăng góc lệch pha δ giữa chúng ,sau đó sẽ đi qua bản cực 5 có bề dày bằng ẳ bước sóng để tiếp tục làm lệch pha thêm trước khi đưa đến bộ phận phân tích 6 .Độ sáng đầu ra ở bộ phận 6 tỷ lệ với góc lệch pha δ, vì vậy nó càng Tỷ lệ với điện áp được đo .Điốt quang 7 có chức năng biến đổi cường độ ánh sáng nhận được từ bộ phân tích 6 thành tín hiệu da ,qua bộ khuếch đại 8 để cho điện áp Ur tỷ lệ với điện áp Us . Loại máy biến điện áp kiểu này có cấu trúc khá phức tạp nên phạm vi ứng dụng còn hạn chế. 1.4 SAI SỐ CỦA MÁY BIẾN ĐIỆN ÁP VÀ HIỆU CHỈNH SAI SỐ I.sai số của máy biến điện áp 1.Hệ số biến đổi điện áp Trong máy biến áp điện lực thường không kể đến độ sụt áp ở chế độ không tải trên các dây quấn nên hệ số biến đổi của máy biến áp được tính như sau : 02 1 2 1 2 1 U U W W E Ek ≈== trong đó : U1,U02 là điện áp sơ cấp và thứ cấp E1, E2 là sức điện động sơ cấp và thứ cấp W1, W2 là số vòng của cuộn sơ cấp và thứ cấp Về góc pha đối với máy biến áp điện lực khi không tải chúng ta cũng bỏ qua sự lệch pha của điện áp dây quấn sơ cấp và thứ cấp .Đối với máy biến điện áp thì không thể bỏ qua vấn đề này vì nó sẽ gây ra sai số điện áp lớn và làm cho cấp chính xác của máy biến điện áp sẽ khác với cấp đã định trước .Để hiểu rõ hơn về sai số điện áp ở các chế độ làm việc của máy biến điện áp chúng ta sẽ xét riêng các quá trình xẩy ra khi không tải và khi có tải . 2.chế độ không tải Khi đặt điện áp xoay chiều U1 vào dây quấn sơ cấp W1 thì trong dây quấn sơ cấp cảm ứng một sức điện động E1 ngược chiều với U1 và do có dòng điện không tải sẽ xuất hiện xụt áp trên dây quấn sơ cấp .Nếu bỏ qua xụt áp đó thì sức điện động E1 =U1và đường cong đồ thị của từ thông sẽ có dạng hình sin như