Đo dòng điện và điện áp

Dòng điện cũng như điện áp của các phần tử trong hệ thống điện thường có trị số lớn không thể đưa trực tiếp vào dụng cụ đo hoặc rơle và các thiết bị tự động khác, vì vậy các dụng cụ đo và thiết bị này thường được đấu nối qua máy biến dòng và máy biến điện áp.

29

Máy biến điện áp làm nhiệm vụ giảm fđiện áp cao phía sơ cấp xuống điện áp thứ cấp tiêu chuẩn 100 hoặc 110V và cách ly mạch thứ cấp khỏi điện áp cao phía sơ cấp. Máy biến điện áp làm việc giống như các máy biến áp lực có công suất bé, chỉ khác ở chỗ là được thiết kế sao cho đảm bảo được độ chính xác cần thiết khi phụ tải phía thứ cấp của BU có thể thay đổi trong giới hạn rộng. Dòng điện kích từ trong BU tính ở đơn vị tương đối danh định có thể lớn hơn nhiều dòng điện kích từ trong máy biến áp thông thường. Phụ tải cuẩ BU cũng như phụ tải của máy biến áp thông thường được mắc song song nhau, tổng trở của dây nối nếu quá lớn sẽ ảnh hưởng đến độ chính xác của BU. Đầu các cuộn dây của máy biến điện áp cũng được đánh dấu tương tự như đã xét đối với máy biến dòng, đấu đúng đầu cuộn dây với các dụng cụ đo và thiết bị bảo vệ có ý nghĩa quan trọng khi cần xét đến góc lệch pha của các đại lượng điện.

2.2.1.1. Ampemet.

a. Ampemet một chiều

Ampemet một chiều được chế tạo trên cơ cấu chỉ thị từ điện. Dòng điện cho phép qua cơ cấu đo từ 10^-1 ÷ 10^-2A, điện trở của cơ cấu từ 20Ω ÷ 2000Ω.

Vì vậy khi sử dụng đo dòng lớn hơn dòng cho phép ta phải mắc thêm một điện trở sun nối song song với cơ cấu chỉ thị. Sơ đồ cấu tạo của Ampemet như hình 2.2:

U R^S

I^S I

R^CT I^CT +

-Hình 2.2: Cấu tạo Ampemet 1 chiều.

Trong đó: R_CT - điện trở của cơ cấu chỉ thị;

RS - điện trở sun; IS - dòng điện qua điện trở sun; ICT - dòng điện qua chỉ thị; I - dòng qua ampemet. [Trích tr 34 – 6]

30 Điện trở sun được tính theo công thức:

1

CT S

R R n

CT

n I I

Khi sử dụng ampemet cần chú ý:

- Không tạo nên điện áp rơi tại các mối nối.

- Không được nối trực tiếp Ampemet với nguồn điện khi chưa có tải do điện trở sun có trị số nhỏ sẽ tạo nên dòng điện lớn gây hỏng thiết bị.

- Khi sử dụng Ampemet trước hết phải để đổi nối ở vị trí dòng điện lớn nhất sau đó giảm dần cho đến khi thỏa mãn dòng cần đo.

b. Ampemet điện từ

Là dụng cụ đo dòng điện dựa trên cơ cấu chỉ thị điện từ. Mỗi cơ cấu điện từ được chế tạo với số ampe vòng nhất định (ví dụ: IW = 100 ÷ 200A – vòng) do đó khi mở rộng thang đo chỉ cần thay đổi sao cho IW là hằng số bằng cách chia cuộn dây thành nhiều đoạn bằng nhau và thay đổi cách ghép nối các đoạn đó như hình 2.3, Ampemet điện từ có thể đo dòng từ mA ÷ 10A với tần số công nghiệp 50Hz. Sai số khoảng ±2% ÷ 5%.

a)

b) c)

I

¹

I

²

I

I I

Hình 2.3: Phương pháp thay đổi thang đo của ampemet điện từ.

c. Ampemet điện động.

31

Thường sử dụng đo dòng điện tần số 50 Hz hoặc cao hơn (400 ÷ 2000Hz) với độ chính xác cao. Tùy theo dòng đo, cuộn dây tĩnh và động được mắc nối tiếp hoặc song song. [Trích tr 39 – 6]

A A

B

R1

R2

L1

L2

A

A B

Hình 2.4: Cách đấu cuộn dây của ampemet điện động.

2.2.1.2. Vônmet.

a. Vônmet một chiều

Vônmet một chiều được chế tạo gồm cơ cấu chỉ thị từ điện nối tiếp với một điện trở phụ Rp như hình 2.5. Khác với ampemet, Vônmet dùng để đo điện áp rơi trên phụ tải hoặc điện áp giữa hai đầu của một mạch điện, do đó luôn mắc song song với phụ tải cần đo.

R^p

R^CT I^CT +

-U

Hình 2.5: Cấu tạo Vônmet một chiều.

Điện trở phụ (R_p) được tính theo công thức:

R_p R_CT(m 1)_;

CT

m U

U

(2.2) Trong đó: Rp – điện trở phụ; RCT - điện trở của cơ cấu chỉ thị;

U - điện áp cần đo; U_CT - điện áp rơi trên CCCT (U_CT = I_CT.R_CT) b. Vônmet xoay chiều

32

Vônmet từ điện chỉnh lưu: Là dụng cụ phối hợp giữa mạch chỉnh lưu và cơ cấu chỉ thị từ điện.

Chỉnh lưu có thể thực hiện dưới dạng nửa chu kỳ hoặc cả chu kỳ. Khi định thiên thuận, diot silic thường có độ sụt áp thuận là 0.7V, diot Gecmani có độ sụt cỡ 0.3V. Khi định thiên ngược dòng điện ngược rất nhỏ so với dòng thuận.

R^S

R^CT U~

R^S

U~ RCT

+

-a) b)

Hình 2.6: Vônmet chỉnh lưu: a) Nửa chu kỳ; b) Cả chu kỳ

Đặc điểm của vônmet chỉnh lưu là độ chính xác không cao, thang đo không đều do đặc tính phi tuyến của diot, các vônmet chỉnh lưu được chế tạo đo điện áp dạng hình sin với hệ số hình dáng k_hd = 1,1 do vậy khi đo với các tín hiệu khác sin sẽ gây nên sai số đo. Dải tần làm việc của dụng cụ 10 ÷ 20 KHz, ngoài ra ta còn có thể mở rộng thang đo bằng cách thay đổi điện trở sun.

Trong tài liệu Máy phát điện đồng bộ dùng trong trạm phát điện (Trang 30-34)