Tiêu chuẩn Quốc gia TCVN 7697-1:2007 Máy biến đổi đo lường - Máy biến dòng

TIÊU CHUẨN QUỐC GIA

TCVN 7691-1:2007

MÁY BIẾN ĐỔI ĐO LƯỜNG – PHẦN 1: MÁY BIẾN DÒNG

Instrument transformers - Part 1: Current transformers

Lời nói đầu

TCVN 7697-1: 2007 thay thế TCVN 3199-79 và TCVN 5928: 1995;

TCVN 7697-1: 2007 hoàn toàn tương đương với IEC 60044-1: 2003;

TCVN 7697-1 : 2007 do Ban kỹ thuật tiêu chuẩn TCVN/TC/E1 Máy điện và khí cụ điện biên soạn, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng đề nghị, Bộ Khoa học và Công nghệ công bố.

Lời giới thiệu

TCVN 7697-1: 2007 là một phần của bộ tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 7697 (IEC 60044).

Bộ tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 7697 (IEC 60044) có các tiêu chuẩn dưới đây:

1) TCVN 7697-1: 2007 (IEC 60044-1: 2003), Máy biến đổi đo lường - Phần 1: Máy biến dòng

2) TCVN 7697-2: 2007 (IEC 60044-2: 2003), Máy biến đổi đo lường – Phần 2: Máy biến điện áp kiểu cảm ứng

Bộ tiêu chuẩn IEC 60044 gồm các tiêu chuẩn sau:

1) IEC 60044-1: 2003, Máy biến đổi đo lường - Phần 1: Máy biến dòng

2) IEC 60044-2: 2003, Máy biến đổi đo lường - Phần 2: Máy biến điện áp kiểu cảm ứng

3) IEC 60044-3: 2002, Máy biến đổi đo lường - Phần 3: Máy biến đổi hỗn hợp

4) IEC 60044-5: 2004, Máy biến đổi đo lường - Phần 5: Máy biến điện áp kiểu tụ điện

5) lEC 60044-6: 1992, Máy biến đổi đo lường - Phần 6: Yêu cầu đối với máy biến dòng bảo vệ dùng cho các chức năng quá độ

6) IEC 60044-7: 1998, Máy biến đổi đo lường - Phần 7: Máy biến điện áp kiểu điện tử

7) IEC 60044-8: 2002, Máy biến đổi đo lường - Phần 8: Máy biến dòng kiểu điện tử

MÁY BIẾN ĐỔI ĐO LƯỜNG – PHẦN 1: MÁY BIẾN DÒNG

Instrument transformers - Part 1: Current transformers

1. Qui định chung

1.1. Phạm vi áp dụng

Tiêu chuẩn này áp dụng cho các máy biến dòng chế tạo mới được sử dụng cùng với thiết bị đo điện và thiết bị bảo vệ bằng điện có tần số nằm trong dải từ 15 Hz đến 100 Hz.

Mặc dù các yêu cầu, về cơ bản, chỉ liên quan đến các máy biến dòng có các cuộn dây riêng rẽ nhưng cũng có thể áp dụng cho máy biến dòng kiểu tự ngẫu.

Điều 11 đề cập đến các yêu cầu và thử nghiệm, bổ sung cho các yêu cầu và thử nghiệm trong các điều từ điều 3 đến điều 10, cần thiết đối với máy biến dòng sử dụng với thiết bị đo điện.

Điều 12 đề cập đến các yêu cầu và thử nghiệm, bổ sung cho các yêu cầu và thử nghiệm trong các điều từ điều 3 đến điều 10, cần thiết đối với máy biến dòng sử dụng với các rơle bảo vệ, và đặc biệt là dùng cho các dạng bảo vệ mà yêu cầu chính là duy trì độ chính xác đến một vài lần dòng điện danh định.

Đối với một số hệ thống bảo vệ, khi các đặc tính của máy biến dòng phụ thuộc vào thiết kế tổng thể của thiết bị bảo vệ (ví dụ như các hệ thống cân bằng tốc độ cao và bảo vệ khỏi sự cố chạm đất trong mạng nối đất cộng hưởng) thì các yêu cầu bổ sung được nêu trong điều 13 đối với các máy biến dòng loại PR và trong điều 14 đối với các máy biến dòng loại PX.

Điều 13 đề cập đến các yêu cầu và các thử nghiệm, bổ sung cho các yêu cầu và các thử nghiệm trong điều 3 và điều 10, cần thiết đối với máy biến dòng để sử dụng với các rơle bảo vệ bằng điện, và đặc biệt là dùng cho các dạng bảo vệ mà yêu cầu chính là không có từ thông dư.

Điều 14 đề cập đến các yêu cầu và thử nghiệm, bổ sung vào các yêu cầu và các thử nghiệm trong điều 3 và điều 10, cần thiết đối với máy biến dòng để sử dụng với các rơle bảo vệ bằng điện, và đặc biệt là dùng cho các dạng bảo vệ, mà nếu biết được đặc tính kích thích thứ cấp của máy biến đổi đo lường, điện trở của cuộn thứ cấp, điện trở tải thứ cấp và tỉ số vòng dây thì đủ để đánh giá các tính năng của nó liên quan đến hệ thống rơle bảo vệ trong đó máy biến dòng sẽ được sử dụng.

Máy biến dòng được thiết kế dùng cho cả đo lường và bảo vệ phải phù hợp với tất cả các điều của tiêu chuẩn này.

1.2. Tài liệu viện dẫn

Các tài liệu viện dẫn sau đây là cần thiết cho việc áp dụng tiêu chuẩn. Đối với các tài liệu viện dẫn ghi năm công bố thì áp dụng bản được nêu. Đối với các tài liệu viện dẫn không ghi năm công bố thì áp dụng bản mới nhất (kể cả các sửa đổi)

TCVN 6099-1: 2006 (IEC 60060-1:1989), Kỹ thuật thử nghiệm điện áp cao - Phần 1: Định nghĩa chung và yêu cầu thử nghiệm

TCVN 7379-2: 2004 (CISPR 18-2: 1986), Đặc tính nhiễu tần số rađiô của đường dây tải điện trên không và thiết bị điện cao áp - Phần 2: Phương pháp đo và qui trình đo để xác định các giới hạn

IEC 60028: 1925, International Standard of resistance for copper (Tiêu chuẩn quốc tế về điện trở của dây đồng)

IEC 60038: 1983, IEC Standard voltages (Điện áp theo tiêu chuẩn IEC)

IEC 60044-6: 1992, Instrument transformers - Part 6: Requirements for protective current transformers for transient performance (Máy biến đổi đo lường - Phần 6: Yêu cầu đối với máy biến dòng bảo vệ dùng cho đặc tính quá độ)

IEC 60050(321): 1986, International Electrotechnical Vocabulary (IEV) - Chapter 321: Instrument transformers (Từ vựng kỹ thuật điện quốc tế (IEV) - Chương 321: Máy biến đổi đo lường)

IEC 60071-1: 1993, Insulation co-ordination - Part 1: Definitions, principles and rules (Phối hợp cách điện - Phần 1: Định nghĩa, nguyên tắc và qui tắc)

IEC 60085: 1984, Thermal evaluation and classification of electrical insulation (Đánh giá và phân loại theo nhiệt độ của cách điện)

IEC 60121: 1960, Recommendation for commercial annealed aluminium electrical conductor wire (Khuyến cáo về dây dẫn điện bằng nhôm đã qua ủ bán trên thị trường)

IEC 60270: 1981, Partial discharge measurements (Phép đo phóng điện cục bộ)

IEC 60567: 1992, Guide for the sampling of gases and of oil from oil-filled electrical equipment and for the analysis of free and dissolved gases (Hướng dẫn lấy mẫu khí và dầu từ thiết bị điện có chứa dầu và phân tích các khí phân hủy và thoát ra)

IEC 60599: 1978, Interpretation of the analysis of gases in transformers and other oil-filled electrical equipment in service (Giải thích các kết quả phân tích khí trong máy biến áp và các thiết bị điện khác trong vận hành)

IEC 60721, Classification of environmental conditions (Phân loại điều kiện môi trường)

IEC 60815: 1986, Guide for the selection of insulators in respecl of polluted conditions (Hướng dẫn chọn vật cách điện liên quan đến điều kiện nhiễm bẩn)

2. Định nghĩa

2.1. Định nghĩa chung

2.1.1. Máy biến đổi đo lường (instrument transformer)

Máy biến đổi để cấp nguồn cho các thiết bị đo, công tơ, rơle và các khí cụ tương tự khác.

[IEV 321-01-01, có sửa đổi]

2.1.2. Máy biến dòng (current transformer)

Máy biến đổi đo lường trong đó dòng điện thứ cấp, trong điều kiện sử dụng bình           thường,            về cơ bản tỷ lệ với dòng điện sơ cấp và lệch pha một góc xấp xỉ 0° khi nối theo chiều thích hợp.

[IEV 321-02-01]

2.1.3. Cuộn sơ cấp (primary winding)

Cuộn dây mà qua đó dòng điện cần được biến đổi chạy qua.

2.1.4. Cuộn thứ cấp (secondary winding)

Cuộn dây cấp nguồn cho mạch dòng điện của thiết bị đo, công tơ, rơle hoặc các khí cụ tương tự.

2.1.5. Mạch điện thứ cấp (secondary circuit)

Mạch điện bên ngoài được cấp điện từ cuộn thứ cấp của máy biến đổi.

2.1.6. Dòng điện sơ cấp danh định l_pn (rated primary current)

Giá trị dòng điện sơ cấp làm cơ sở cho tính năng của máy biến đổi.

[IEV 321-01-11, có sửa đổi]

2.1.7. Dòng điện thứ cấp danh định l_sn (rated secondary current)

Giá trị dòng điện thứ cấp làm cơ sở cho tính năng của máy biến đổi.

[IEV 321-01-15, có sửa đổi]

2.1.8. Tỷ số biến dòng thực tế (actual transformation ratio)

Tỷ số giữa dòng điện sơ cấp thực tế và dòng điện thứ cấp thực tế.

[IEV 321-01-17, có sửa đổi]

2.1.9. Tỷ số biến dòng danh định (rated transformation ratio)

Tỷ số giữa dòng điện sơ cấp danh định và dòng điện thứ cấp danh định.

[IEV 321-01-19, có sửa đổi]

2.1.10. Sai số dòng điện (sai số tỷ số) (current error (ratio error))

Sai số mà máy biến đổi gây ra trong phép đo dòng điện và do tỷ số biến dòng thực tế khác với tỷ số biến dòng danh định.

[IEV 321-01-21, có sửa đổi]

Sai số dòng điện, tính bằng phần trăm, được tính bằng công thức sau:

Sai số dòng điện %  =

trong đó:

K_n là tỷ số biến dòng danh định;

l_p là dòng điện sơ cấp thực tế;

l_s là dòng điện thứ cấp thực tế khi có dòng điện l_p chạy qua trong điều kiện đo.

2.1.11. Lệch pha (phase displacement)

Độ lệch về góc pha giữa véc tơ dòng điện sơ cấp và véc tơ dòng điện thứ cấp, chiều của véc tơ được chọn sao cho góc lệch bằng không đối với máy biến dòng hoàn hảo.

[IEV 321-01-23, có sửa đổi]

Lệch pha được coi là dương nếu véc tơ dòng thứ cấp vượt trước véc tơ dòng sơ cấp. Lệch pha thường biểu thị bằng phút hoặc centiradian.

CHÚ THÍCH: Định nghĩa này chỉ đúng đối với dòng điện hình sin.

2.1.12. Cấp chính xác (accuracy class)

Trị số ấn định cho một máy biến dòng có sai số nằm trong một giới hạn qui định, trong điều kiện sử dụng qui định.

2.1.13. Tải (burden)

Trở kháng của mạch thứ cấp tính bằng ôm và hệ số công suất.

Tải thường được biểu thị bằng công suất biểu kiến tính bằng vôn ampe được tiêu thụ ở hệ số công suất qui định và ở dòng điện thứ cấp danh định.

2.1.14. Tải danh định (rated burden)

Giá trị tải mà dựa vào đó qui định các yêu cầu về độ chính xác.

2.1.15. Công suất danh định (rated output)

Giá trị công suất biểu kiến (tính bằng vôn ampe, ứng với hệ số công suất qui định) mà máy biến dòng được thiết kế để cung cấp dòng điện thứ cấp danh định cho mạch thứ cấp khi nối vào máy biến dòng một tải danh định.

2.1.16. Điện áp cao nhất dùng cho thiết bị (highest voltage for equipment)

Điện áp hiệu dụng cao nhất giữa pha-pha mà máy biến đổi được thiết kế liên quan đến mức cách điện của nó.

2.1.17. Điện áp cao nhất của hệ thống (highest voltage of a system)

Giá trị điện áp làm việc cao nhất có thể xuất hiện trong điều kiện làm việc bình thường tại bất kỳ thời điểm nào và tại bất kỳ điểm nào trong hệ thống.

2.1.18. Mức cách điện danh định (rated insulation level)

Sự phối hợp của các giá trị điện áp đặc trưng cho cách điện của máy biến đổi liên quan đến khả năng chịu ứng suất điện môi của nó.

2.1.19. Hệ thống trung tính cách ly (isolated neutral system)

Hệ thống trong đó điểm trung tính không được chú ý nối đất trừ các mối nối trở kháng lớn dùng cho mục đích bảo vệ hoặc đo lường.

[IEV 601-02-24]

2.1.20. Hệ thống trung tính nối đất trực tiếp (solidly earthed neutral system)

Hệ thống có (các) điểm trung tính được nối đất trực tiếp.

[IEV 601-02-25]

2.1.21. Hệ thống (trung tính) nối đất trở kháng (impedance earthed (neutral) system))

Hệ thống có (các) điểm trung tính được nối đất qua trở kháng để hạn chế dòng điện sự cố chạm đất.

[IEV 601-02-26]

2.1.22. Hệ thống (trung tính) nối đất cộng hưởng (resonant earthed (neutral) system))

Hệ thống trong đó có một hoặc nhiều điểm trung tính được nối đất qua cảm kháng có giá trị sao cho bù lại gần đúng thành phần điện dung của dòng điện sự cố chạm đất một pha.

[IEV 601-02-27]

CHÚ THÍCH: Với hệ thống nối đất cộng hưởng, dòng điện dư khi có sự cố được giới hạn trong phạm vi sao cho tự dập tắt sự cố hồ quang trong không khí.

2.1.23. Hệ số sự cố chạm đất (earth fault factor)

Tại một vị trí cho trước của hệ thống ba pha và đối với cấu trúc cho trước của hệ thống, tỷ số giữa điện áp tần số công nghiệp pha-đất lớn nhất (giá trị hiệu dụng) trên một pha không có sự cố chạm đất trong thời gian có sự cố chạm đất ảnh hưởng lên một hay nhiều pha còn lại tại điểm bất kỳ của hệ thống có điện áp tần số công nghiệp pha-đất (giá trị hiệu dụng) lẽ ra có thể đạt được tại vị trí đã chọn nếu như không có sự cố như vậy.

[IEV 604-03-061]

2.1.24. Hệ thống trung tính nối đất (earthed neutral system)

Hệ thống trong đó trung tính được nối đất trực tiếp hoặc qua một điện trở hoặc cảm kháng đủ nhỏ để giảm có hiệu quả dao động quá độ và đảm bảo tạo ra dòng điện đủ để bảo vệ chọn lọc sự cố chạm đất.

Một hệ thống có trung tính nối đất hiệu quả tại vị trí cho trước là hệ thống được đặc trưng bởi hệ số sự cố chạm đất tại điểm đó không vượt quá 1,4.

CHÚ THÍCH: Nhìn chung, điều kiện này đạt được khi, đối với tất cả các cấu trúc hệ thống, tỷ số giữa cảm kháng thứ tự không và cảm kháng thứ tự thuận nhỏ hơn 3 và tỷ số giữa điện trở thứ tự không và cảm kháng thứ tự thuận nhỏ hơn 1.

b) Một hệ thống có trung tính nối đất không hiệu quả tại vị trí cho trước là hệ thống được đặc trưng bởi hệ số sự cố chạm đất tại điểm đó có thể vượt quá 1,4.

2.1.25. Hệ thống lắp đặt hở (exposed installation)

Hệ thống lắp đặt trong đó khí cụ phải chịu quá điện áp có nguồn gốc khí quyển.

CHÚ THÍCH: Hệ thống lắp đặt này thường nối vào đường dây tải điện trên không, hoặc trực tiếp, hoặc qua một đoạn cáp ngắn.

2.1.26. Hệ thống lắp đặt kín (non-exposed installation)

Hệ thống lắp đặt trong đó khí cụ không phải chịu quá điện áp có nguồn gốc khí quyển.

CHÚ THÍCH: Hệ thống lắp đặt này thường nối vào mạng cáp.

2.1.27. Tần số danh định (rated frequency)

Giá trị tần số làm cơ sở cho các yêu cầu của tiêu chuẩn này.

2.1.28. Dòng điện nhiệt ngắn hạn danh định (l_th) (rated short-time thermal current (l_th))

Giá trị hiệu dụng của dòng điện sơ cấp mà máy biến đổi chịu được trong một giây mà không bị ảnh hưởng xấu đến chất lượng, cuộn thứ cấp bị ngắn mạch.

2.1.29. Dòng điện động danh định (l_dyn) (rated dynamic current (l_dyn))

Giá trị đỉnh của dòng điện sơ cấp mà máy biến dòng chịu được mà không bị hỏng về điện hoặc cơ do tác động của lực điện từ, cuộn thứ cấp bị ngắn mạch.

2.1.30. Dòng điện nhiệt liên tục danh định (l_cth) (rated continuous thermal current (l_cth))

Giá trị dòng điện có thể được phép chạy liên tục qua cuộn sơ cấp, cuộn thứ cấp được nối với tải danh định, mà độ tăng nhiệt không vượt quá giá trị qui định.

2.1.31. Dòng điện kích thích l_exc (exciting current)

Giá trị dòng điện hiệu dụng lấy từ cuộn thứ cấp của máy biến dòng, khi đặt điện áp hình sin có tần số danh định lên các đầu nối thứ cấp, cuộn sơ cấp và bất kỳ cuộn dây nào khác đều để hở mạch.

2.1.32. Tải điện trở danh định (R_b) (rated resistive burden (R_b))

Giá trị danh định của tải điện trở, tính bằng ôm, nối vào thứ cấp.

2.1.33. Điện trở cuộn thứ cấp (R_ct) (secondary winding resistance (R_ct))

Điện trở một chiều, tính bằng ôm, của cuộn thứ cấp được hiệu chỉnh về nhiệt độ 75 °C hoặc về nhiệt độ khác như qui định.

2.1.34. Sai số hỗn hợp* (composite error)

Trong điều kiện không đổi, giá trị hiệu dụng của chênh lệch giữa:

a) giá trị tức thời của dòng điện sơ cấp, và

b) giá trị tức thời của dòng điện thứ cấp thực tế nhân với tỉ số biến đổi danh định, ứng với dấu cộng của dòng điện sơ cấp và dòng điện thứ cấp tương ứng với qui ước về ghi nhãn đầu nối.

Sai số hỗn hợp e_c thường được biểu thị bằng phần trăm giá trị hiệu dụng của dòng điện sơ cấp theo công thức:

trong đó

K_n là tỉ số biến đổi danh định;

I_p là giá trị hiệu dụng của dòng điện sơ cấp;

i_p là giá trị tức thời của dòng điện sơ cấp;

i_s là giá trị tức thời của dòng điện thứ cấp;

T là thời gian của một chu kỳ.

2.1.35. Máy biến dòng nhiều tỉ số (multi-ratio current transformer)

Máy biến dòng mà trên đó đạt được nhiều tỉ số bằng cách nối nối tiếp hoặc nối song song các phần riêng rẽ của cuộn sơ cấp hoặc bằng cách rẽ nhánh trên cuộn thứ cấp.

2.2. Các định nghĩa bổ sung đối với máy biến dòng đo lường

2.2.1. Máy biến dòng đo lường (measuring current transformer)

Máy biến dòng được thiết kế để cấp điện cho dụng cụ chỉ thị, công tơ tích hợp và các khí cụ tương tự.

2.2.2. Dòng điện sơ cấp giới hạn danh định của thiết bị do (IPL) (rated instrument limit primary current (IPL))

Giá trị tối thiểu của dòng điện sơ cấp tại đó sai số hỗn hợp của máy biến dòng đo lường lớn hơn hoặc bằng 10 %, tải thứ cấp bằng với tải danh định.

CHÚ THÍCH: Sai số hỗn hợp cần lớn hơn 10 % để bảo vệ các khí cụ được cấp điện từ máy biến đổi đo lường khỏi dòng điện lớn khi hệ thống có sự cố.

2.2.3. Hệ số an toàn thiết bị đo (FS) (instrument security factor (FS))

Tỉ số giữa dòng điện sơ cấp giới hạn danh định của dụng cụ đo và dòng điện sơ cấp danh định.

CHÚ THÍCH 1: Lưu ý là hệ số an toàn thiết bị đo bị ảnh hưởng bởi tải.

CHÚ THÍCH 2: Khi có dòng điện sự cố của hệ thống chạy qua cuộn sơ cấp của máy biến dòng, sự an toàn của các khí cụ được cấp điện từ máy biến dòng là lớn nhất nếu hệ số an toàn danh định của thiết bị đo (FS) là nhỏ.

2.2.4. Sức điện động giới hạn thứ cấp (secondary limiting e.m.f.)

Tích số của hệ số an toàn thiết bị đo (FS), dòng điện thứ cấp danh định và tổng của véc tơ tải danh định với trở kháng của cuộn thứ cấp.

CHÚ THÍCH 1: Phương pháp tính toán sức điện động giới hạn thứ cấp này sẽ cho giá trị cao hơn giá trị thực. Phương pháp này được chọn để áp dụng cho cùng một phương pháp thử nghiệm như trong 11.6 và 12.5 dùng cho máy biến dòng bảo vệ.

Có thể sử dụng các phương pháp khác qua thỏa thuận giữa nhà chế tạo và người mua.

CHÚ THÍCH 2: Để tính sức điện động giới hạn thứ cấp, điện trở của cuộn thứ cấp cần được hiệu chỉnh về nhiệt độ 75 °C.

2.3. Các định nghĩa bổ sung đối với máy biến dòng bảo vệ

2.3.1. Máy biến dòng bảo vệ (protective current transtormer)

Máy biến dòng được thiết kế để cấp điện cho rơle bảo vệ.

2.3.2. Dòng điện sơ cấp giới hạn độ chính xác danh định (rated accuracy limit primary current)

Giá trị dòng điện sơ cấp mà đến đó máy biến dòng sẽ đáp ứng các yêu cầu về sai số hỗn hợp.

2.3.3. Hệ số giới hạn độ chính xác (accuracy limit factor)

Tỉ số giữa dòng điện sơ cấp giới hạn độ chính xác danh định và dòng điện sơ cấp danh định.

2.3.4. Sức điện động giới hạn thứ cấp (secondary limiting e.m.f.)

Tích số của hệ số giới hạn độ chính xác, dòng điện thứ cấp danh định và tổng véc tơ của tải danh định và trở kháng của cuộn thứ cấp.

2.3.5. Máy biến dòng bảo vệ loại PR (class PR protective current transtormer)

Máy biến dòng có hệ số từ dư giới hạn mà ở hệ số đó, trong một số trường hợp, cũng có thể qui định giá trị của hằng số thời gian mạch vòng thứ cấp và/hoặc giá trị giới hạn của điện trở cuộn dây.

2.3.6. Từ thông bão hòa Y_s (saturation flux (Y_s))

Giá trị đỉnh của từ thông có thể tồn tại trong lõi sắt khi chuyển từ trạng thái không bão hòa sang trạng thái bão hòa hoàn toàn và là điểm trên đặc tính B-H của lõi sắt mà tại đó nếu B tăng 10 % thì làm cho H tăng 50 %.

2.3.7. Từ thông dư Y_r (remanent flux (Y_r))

Giá trị từ thông có thể duy trì trong lõi sắt 3 min sau khi ngắt dòng điện kích thích có cường độ đủ để gây ra từ thông bão hòa (Y_s) như định nghĩa trong 2.3.6.

2.3.8. Hệ số dư (K_r) (remanence factor (K_r))

Tỉ số K_r = 100 x Y_r/Y_s, tính bằng phần trăm (%).

2.3.9. Hằng số thời gian mạch thứ cấp danh định (T_s) (rated secondary loop time constant (T_s))

Giá trị hằng số thời gian của mạch thứ cấp máy biến dòng tính được bằng tỷ số giữa tổng của điện cảm từ hóa và điện cảm rò (L_s) với điện trở mạch thứ cấp (R_s).

T_s = L_s/R_s

2.3.10. Đặc tính kích thích (excitation characteristic)

Đồ thị hoặc bảng thể hiện quan hệ giữa giá trị hiệu dụng của dòng điện kích thích và sức điện động hiệu dụng hình sin đặt lên đầu nối thứ cấp của máy biến dòng, cuộn sơ cấp và các cuộn dây khác để hở mạch trên toàn bộ dải các giá trị để xác định đặc tính từ mức kích thích thấp đến điểm gấp khúc danh định của sức điện động.

2.3.11. Máy biến dòng bảo vệ loại PX (class PX protective current transformer)

Máy biến đổi có cảm kháng rò thấp mà nếu biết được đặc tính kích thích thứ cấp của máy biến đổi, điện trở cuộn thứ cấp, điện trở tải thứ cấp và tỉ số vòng dây thì đủ để đánh giá tính năng của máy biến đổi liên quan đến hệ thống rơle bảo vệ trong đó máy biến đổi được sử dụng.

2.3.12. Sức điện động điểm gấp khúc danh định (E_k) (rated knee point e.m.f. (E_k))

Sức điện động hình sin tối thiểu (giá trị hiệu dụng) ở tần số công nghiệp khi được đặt lên đầu nối thứ cấp của máy biến đổi, còn các đầu nối khác để hở mạch, khi giá trị này tăng lên 10 % thì làm cho giá trị hiệu dụng của dòng kích thích tăng không quá 50 %.

CHÚ THÍCH: Sức điện động điểm gấp khúc thực tế sẽ lớn hơn hoặc bằng sức điện động điểm gấp khúc danh định.

2.3.13. Tỉ số vòng dây danh định (rated turns ratio)

Tỉ số yêu cầu giữa số vòng dây sơ cấp và số vòng dây thứ cấp.

Ví dụ 1: 1/600 (một vòng dây sơ cấp có sáu trăm vòng dây thứ cấp).

Ví dụ 2: 2/1 200 (máy biến dòng có tỉ số giống như ví dụ 1 nhưng sử dụng hai vòng dây sơ cấp).

2.3.14. Sai số tỉ số vòng dây (turns ratio error)

Chênh lệch giữa tỉ số vòng dây thực tế và tỉ số vòng dây danh định, tính bằng phần trăm

2.3.15. Hệ số ấn định kích thước (K_x) (dimensioning factor (K_x))

Hệ số do người mua ấn định để thể hiện bội số của dòng điện thứ cấp danh định (l_sn) xuất hiện trong điều kiện sự cố hệ thống điện, bao gồm cả hệ số an toàn, mà tới đó đòi hỏi máy biến đổi phải đáp ứng các yêu cầu tính năng.

3. Điều kiện vận hành bình thường và điều kiện vận hành đặc biệt

Thông tin chi tiết liên quan đến phân loại điều kiện môi trường được nêu trong bộ tiêu chuẩn IEC 60721.

3.1. Điều kiện vận hành bình thường

3.1.1. Nhiệt độ không khí môi trường

Máy biến dòng được chia ra thành ba cấp như nêu trong bảng 1.

Bảng 1 - Cấp nhiệt độ

3.1.2. Độ cao so với mực nước biển

Độ cao so với mực nước biển không vượt quá 1 000 m.

3.1.3. Rung hoặc chấn động

Các rung động hoặc chấn động do nguyên nhân từ bên ngoài máy biến dòng là không đáng kể.

3.1.4. Điều kiện vận hành khác đối với máy biến dòng lắp đặt trong nhà

Các điều kiện vận hành khác được xem xét gồm:

a) tác động của bức xạ mặt trời có thể được bỏ qua;

b) không khí không bị nhiễm bẩn đáng kể do bụi, khói, khí ăn mòn, hơi hoặc muối;

c) điều kiện về độ ẩm như sau:

1) giá trị trung bình của độ ẩm tương đối đo trong 24 h không vượt quá 95 %;

2) giá trị trung bình của áp suất hơi nước trong 24 h không vượt quá 2,2 kPa;

3) giá trị trung bình của độ ẩm tương đối trong một tháng không vượt quá 90 %;

4) giá trị trung bình của áp suất hơi nước trong một tháng không được vượt quá 1,8 kPa.

Với các điều kiện này đôi khi có thể xuất hiện ngưng tụ.

CHÚ THÍCH 1: Ngưng tụ có thể xảy ra trong trường hợp xuất hiện thay đổi nhiệt độ đột ngột trong giai đoạn độ ẩm cao.

CHÚ THÍCH 2: Để chịu được các ảnh hưởng do độ ẩm cao và ngưng tụ ví dụ như đánh thủng cách điện hoặc ăn mòn ở các bộ phận kim loại, cần sử dụng các máy biến dòng được thiết kế cho các điều kiện này.

CHÚ THÍCH 3: Có thể ngăn ngừa ngưng tụ bằng cách thiết kế đặc biệt cho mái che, thông gió và gia nhiệt thích hợp hoặc sử dụng thiết bị khử ẩm.

3.1.5. Điều kiện vận hành khác dùng cho máy biến dòng lắp đặt ngoài trời

Các điều kiện vận hành khác được xem xét gồm:

a) giá trị trung bình của nhiệt độ không khí môi trường, đo trong suốt thời gian 24 h, không vượt quá 35 °C;

b) bức xạ mặt trời đạt đến mức 1 000 W/m² (được đo giữa trưa một ngày ít mây);

c) không khí môi trường có thể bị nhiễm bẩn do bụi, khói, khí ăn mòn, hơi hoặc hơi mặn.

Mức nhiễm bẩn được cho trong bảng 7;

d) áp suất gió không vượt quá 700 Pa (tương đương tốc độ gió 34 m/s);

e) cần tính đến ngưng tụ hoặc mưa, tuyết.

3.2. Điều kiện vận hành đặc biệt

Khi máy biến dòng có thể được sử dụng trong các điều kiện khác với điều kiện vận hành bình thường nêu trong 3.1, các yêu cầu của người sử dụng cần tham khảo các bước đã được tiêu chuẩn hóa như dưới đây.

3.2.1. Nhiệt độ không khí môi trường

Đối với hệ thống lắp đặt vào vị trí có nhiệt độ môi trường có thể khác đáng kể so với điều kiện vận hành bình thường qui định trong 3.1.1, các dải nhiệt độ tối thiểu và tối đa ưu tiên qui định là:

- từ - 50 °C đến 40 °C đối với khí hậu rất lạnh;

- từ - 5 °C đến 50 °C đối với khí hậu rất nóng.

Trong các vùng nhất định có gió nóng ẩm thường xuyên, có thể xuất hiện sự thay đổi nhiệt độ đột ngột, dẫn đến ngưng tụ ngay cả ở trong nhà.

CHÚ THÍCH: Trong điều kiện nhất định về bức xạ mặt trời, có thể cần phải sử dụng các biện pháp thích hợp như mái che, thông gió cưỡng bức, v.v... hoặc có thể giảm thông số danh định để không vượt quá độ tăng nhiệt qui định.

3.2.2. Độ cao so với mực nước biển

Đối với hệ thống lắp đặt ở độ cao trên 1 000 m, khoảng cách hồ quang trong điều kiện khí quyển chuẩn tiêu chuẩn phải được xác định bằng cách nhân điện áp chịu thử yêu cầu tại vị trí vận hành với hệ số k theo hình 1.

CHÚ THÍCH: Đối với cách điện bên trong, độ bền điện môi không bị ảnh hưởng bởi độ cao so với mực nước biển.

Phương pháp để kiểm tra cách điện bên ngoài phải có thỏa thuận giữa nhà chế tạo và người mua.

3.2.3. Động đất

Các yêu cầu và các thử nghiệm đang được xem xét

3.3. Hệ thống nối đất

Các hệ thống nối đất được xem xét gồm:

a) hệ thống trung tính cách ly (xem 2.1.19);

b) hệ thống nối đất cộng hưởng (xem 2.1.22);

c) hệ thống trung tính nối đất (xem 2.1.24);

1) hệ thống trung tính nối đất trực tiếp (xem 2.1.20);

2) hệ thống trung tính nối đất trở kháng (xem 2.1.21).

4. Thông số đặc trưng

4.1. Giá trị tiêu chuẩn của dòng điện sơ cấp danh định

4.1.1. Máy biến dòng có một tỷ số biến dòng

Các giá trị tiêu chuẩn của dòng điện sơ cấp danh định là:

10 - 12,5 - 15 - 20 - 25 - 30 - 40 - 50 - 60 - 75 A

và nhân hoặc chia cho bội số 10.

Ưu tiên chọn các giá trị có gạch dưới.

4.1.2. Máy biến dòng có nhiều tỷ số biến dòng

Các giá trị tiêu chuẩn cho ở điều 4.1.1 là những giá trị nhỏ nhất của dòng điện sơ cấp danh định.

4.2. Giá trị tiêu chuẩn của dòng điện thứ cấp danh định

Các giá trị tiêu chuẩn của dòng điện thứ cấp danh định là 1 A, 2 A và 5 A nhưng ưu tiên giá trị 5 A.

CHÚ THÍCH: Đối với các máy biến đổi được thiết kế cho các nhóm đấu tam giác, các thông số đặc trưng này chia cho  cũng là các giá trị tiêu chuẩn.

4.3. Dòng điện nhiệt liên tục danh định

Giá trị tiêu chuẩn của dòng điện nhiệt liên tục danh định là dòng điện sơ cấp danh định.

Khi có qui định dòng điện nhiệt liên tục danh định lớn hơn dòng điện sơ cấp danh định thì ưu tiên giá trị từ 120 % đến 150 % và 200 % dòng điện sơ cấp danh định.

4.4. Giá trị tiêu chuẩn của công suất danh định

Giá trị tiêu chuẩn của công suất danh định đến 30 VA là:

2,5        5,0        10         15         30 VA

Giá trị lớn hơn 30 VA có thể được chọn để phù hợp với yêu cầu sử dụng.

CHÚ THÍCH: Đối với một máy biến dòng đã cho, với điều kiện là một trong số các giá trị công suất danh định là giá trị tiêu chuẩn và liên quan đến một cấp chính xác tiêu chuẩn, vẫn có thể công bố các giá trị công     suất danh định khác, có thể không là giá trị tiêu chuẩn nhưng lại liên quan đến các cấp chính xác tiêu chuẩn khác.

4.5. Thông số đặc trưng về dòng điện ngắn hạn

Máy biến dòng có một cuộn sơ cấp cố định hoặc sơ cấp là một dây dẫn phải phù hợp với yêu cầu trong 4.5.1 và 4.5.2.

4.5.1. Dòng điện nhiệt ngắn hạn danh định (l_th)

Dòng điện nhiệt ngắn hạn danh định (l_th) phải được ấn định cho máy biến dòng (xem 2.1.25).

4.5.2. Dòng điện động danh định (l_dyn)

Giá trị của dòng điện động danh định (l_dyn) thông thường phải bằng 2,5 lần dòng điện nhiệt ngắn hạn danh định (l_th) và phải được thể hiện trên tấm thông số đặc trưng nếu khác với giá trị này (xem 2.1.26).

4.6. Giới hạn độ tăng nhiệt

Độ tăng nhiệt của máy biến dòng khi mang dòng điện sơ cấp bằng dòng điện nhiệt liên tục danh định, với tải có hệ số công suất bằng 1 tương ứng với công suất danh định, không được lớn hơn giá trị tương ứng cho trong bảng 2. Các giá trị này dựa trên điều kiện vận hành cho ở điều 3.

Nếu có qui định nhiệt độ môi trường lớn hơn giá trị nêu trong 3.1 thì độ tăng nhiệt cho phép ở bảng 2 phải giảm đi một giá trị bằng với nhiệt độ môi trường bị vượt quá.

Nếu máy biến đổi được qui định để sử dụng ở độ cao trên 1 000 m so với mực nước biển nhưng lại thử nghiệm ở độ cao dưới 1 000 m thì giới hạn độ tăng nhiệt ở bảng 2 phải giảm đi một lượng như dưới đây đối với mỗi 100 m mà độ cao so với mực nước biển ở vị trí làm việc vượt quá 1 1000 m:

a) máy biến đổi ngâm trong dầu 0,4 %;

b) máy biến đổi kiểu khô 0,5 %.

Độ tăng nhiệt của các cuộn dây được giới hạn bởi cấp chịu nhiệt thấp nhất của cách điện của bản thân cuộn dây hoặc của môi chất bao quanh cuộn dây. Độ tăng nhiệt lớn nhất của các cấp cách điện được cho trong bảng 2.

Bảng 2 - Giới hạn độ tăng nhiệt của cuộn dây

Khi máy biến đổi có lắp thùng dãn nở, có lớp khí trơ ở bên trên lớp dầu hoặc được gắn kín hoàn toàn, độ tăng nhiệt của dầu tại chỗ cao nhất của thùng hoặc vỏ không được vượt quá 55 °C.

Khi máy biến đổi không lắp với hoặc không bố trí thùng dãn nở, độ tăng nhiệt của dầu tại chỗ cao nhất của thùng hoặc vỏ không được vượt quá 50 °C.

Độ tăng nhiệt đo ở bề mặt ngoài của lõi và các bộ phận kim loại khác tại nơi tiếp giáp với hoặc sát với cách điện không được lớn hơn giá trị tương ứng trong bảng 2.

5. Yêu cầu về thiết kế

5.1. Yêu cầu về cách điện

Các yêu cầu này áp dụng cho tất cả các loại cách điện của máy biến dòng. Đối với các máy biến dòng có cách điện bằng khí có thể cần có các yêu cầu bổ sung (đang được xem xét).

5.1.1. Mức cách điện danh định đối với cuộn sơ cấp

Mức cách điện danh định của cuộn sơ cấp máy biến dòng phải dựa trên điện áp cao nhất dùng cho thiết bị U_m.

Đối với máy biến dòng không có cuộn sơ cấp và không có cách điện sơ cấp của bản thân nó, thừa nhận giá trị U_m = 0,72 kV.

5.1.1.1. Đối với cuộn dây có U_m = 0,72 kV hoặc 1,2 kV, mức cách điện danh định được xác định bằng điện áp chịu thử danh định tần số công nghiệp theo bảng 3.

5.1.1.2. Đối với cuộn dây có U_m = 3,6 kV và lớn hơn nhưng không quá 300 kV, mức cách điện danh định được xác định bằng điện áp xung sét danh định và điện áp chịu thử danh định tần số công nghiệp, và phải được chọn theo bảng 3.

Để chọn giữa các mức thay thế cho cùng giá trị U_m, xem IEC 60071-1.

5.1.1.3. Đối với cuộn dây có U_m lớn hơn hoặc bằng 300 kV, mức cách điện danh định được xác định bằng điện áp đóng cắt danh định và điện áp chịu xung sét danh định, và phải được chọn theo bảng 4.

Để chọn giữa các mức thay thế cho cùng giá trị U_m, xem IEC 60071-1.

Bảng 3 - Mức cách điện danh định đối với cuộn sơ cấp của máy biến đổi có điện áp cao nhất dùng cho thiết bị U_m < 300 kV

Bảng 4 - Mức cách điện danh định đối với cuộn sơ cấp của máy biến đổi có điện áp cao nhất dùng cho thiết bị U_m ≥ 300 kV

5.1.2. Các yêu cầu khác đối với cách điện của cuộn sơ cấp

5.1.2.1. Điện áp chịu thử tần số công nghiệp

Các cuộn dây có điện áp cao nhất dùng cho thiết bị U_m ≥ 300 kV phải chịu được điện áp chịu thử tần số công nghiệp tương ứng với điện áp chịu xung sét được lựa chọn theo bảng 5.

5.1.2.2. Phóng điện cục bộ

Các yêu cầu về phóng điện cục bộ được áp dụng đối với các máy biến đổi có U_m không nhỏ hơn 7,2 kV.

Mức phóng điện cục bộ không được vượt quá các giới hạn qui định trong bảng 6, tại điện áp thử nghiệm phóng điện cục bộ qui định trong bảng này, sau khi một ứng suất trước được thực hiện theo qui trình của 8.2.2.

Bảng 5- Điện áp chịu thử tần số công nghiệp đối với cuộn sơ cấp của máy biến đổi có điện áp cao nhất dùng cho thiết bị U_m ≥ 300 kV

Bảng 6 - Điện áp thử nghiệm phóng điện cục bộ và các mức cho phép

5.1.2.3. Xung sét cắt

Nếu có qui định bổ sung thì cuộn sơ cấp cũng phải có khả năng chịu được điện áp xung sét cắt có giá trị đỉnh bằng 115 % điện áp xung sét đầy đủ.

CHÚ THÍCH: Nhà chế tạo và người mua có thể thỏa thuận về các giá trị điện áp thử nghiệm thấp hơn.

5.1.2.4. Dung kháng và hệ số tổn thất điện môi

Yêu cầu này chỉ áp dụng cho máy biến đổi có cách điện của cuộn sơ cấp được ngâm trong chất lỏng có U_m ≥ 72,5 kV.

Các giá trị của dung kháng và hệ số tổn thất điện môi (tg d) phải qui về tần số danh định và mức điện áp trong dải từ 10 kV đến U_m/ .

CHÚ THÍCH 1: Mục đích là để kiểm tra tính đồng nhất của sản xuất. Nhà chế tạo và người mua có thể thỏa thuận về các giới hạn thay đổi cho phép.

CHÚ THÍCH 2: Hệ số tổn thất điện môi phụ thuộc vào thiết kế cách điện, điện áp và nhiệt độ. Giá trị này tại U_m/ và nhiệt độ môi trường thường không vượt quá 0,005.

5.1.2.5. Xung cắt liên tiếp

Nếu có thỏa thuận bổ sung thì cuộn sơ cấp của máy biến dòng (CT) ngâm trong dầu có U_m ≥ 300 kV phải có khả năng chịu được xung cắt liên tiếp để kiểm tra hoạt động ở ứng suất tần số cao dự kiến sẽ xuất hiện trong vận hành.

Vì không đủ kinh nghiệm để đưa ra một chương trình thử nghiệm và tiêu chí chấp nhận dứt khoát nên trong tiêu chuẩn này chỉ đưa ra một số thông tin nêu trong phụ lục B về qui trình thử nghiệm có thể chấp nhận. Nhà chế tạo phải có sẵn bằng chứng chứng tỏ thiết kế là thích hợp.

CHÚ THÍCH: Cần kiểm tra cụ thể thiết kế liên quan đến che chắn bảo vệ và mối nối mang dòng điện quá độ.

5.1.3. Yêu cầu cách điện giữa các đoạn

Đối với các cuộn sơ cấp và thứ cấp được chia thành hai hoặc nhiều đoạn, điện áp chịu thử danh định tần số công nghiệp của cách điện giữa các đoạn phải là 3 kV (giá trị hiệu dụng).

5.1.4. Yêu cầu cách điện đối với cuộn thứ cấp

Điện áp chịu thử danh định tần số công nghiệp dùng cho cách điện của cuộn thứ cấp phải là 3 kV (giá trị hiệu dụng).

5.1.5. Yêu cầu cách điện của vòng dây

Điện áp chịu thử danh định dùng cho cách điện của vòng dây phải là 4,5 kV giá trị đỉnh.

Đối với một số loại máy biến đổi, có thể chấp nhận giá trị thấp hơn phù hợp với qui trình thử nghiệm trong 8.4.

CHÚ THÍCH: Do qui trình thử nghiệm này, méo dạng sóng có thể cao.

5.1.6. Yêu cầu đối với cách điện bên ngoài

5.1.6.1. Nhiễm bẩn

Đối với máy biến dòng lắp đặt ngoài trời có vật cách điện bằng sứ dễ bị nhiễm bẩn, chiều dài đường rò dùng cho mức nhiễm bẩn cho trước được nêu trong bảng 7.

Bảng 7 – Chiều dài đường rò

5.1.7. Yêu cầu đối với điện áp nhiễu tần số rađiô (RIV)

Các yêu cầu này áp dụng cho máy biến dòng có U_m ≥ 123 kV được lắp đặt trong các trạm điện có cách điện bằng không khí.

Điện áp nhiễu tần số rađiô không được vượt quá 2 500 mV ở 1,1 U_m /  trong điều kiện thử nghiệm và đo được mô tả trong 7.5.

5.1.8. Quá điện áp truyền dẫn

Yêu cầu này áp dụng cho:

- máy biến dòng mà cuộn sơ cấp có U_m ≥ 72,5 kV;

- máy biến dòng không có cuộn sơ cấp và kết hợp với thiết bị có U_m ≥ 72,5 kV (ví dụ GIS, các tháp biến đổi, cáp lồng).

Quá điện áp được truyền từ các đầu nối sơ cấp sang thứ cấp không được vượt quá các giá trị cho trong bảng 16, trong các điều kiện thử nghiệm và đo nêu trong 9.4.

CHÚ THÍCH 1: Đặc trưng của dạng sóng này thể hiện các dao động điện áp do thao tác đóng cắt.

CHÚ THÍCH 2: Nhà chế tạo và người mua có thể thỏa thuận về các giới hạn quá điện áp truyền dẫn khác.

Yêu cầu đặt xung loại A áp dụng cho máy biến dòng dùng cho các trạm điện cách điện bằng không khí, trong khi đó yêu cầu xung loại B áp dụng cho máy biến dòng lắp đặt trong trạm điện có vỏ bọc bằng kim loại, cách điện bằng khí (GIS).

Giới hạn giá trị đỉnh của quá điện áp truyền dẫn, được cho trong bảng 16 và được đo theo phương pháp qui định trong 9.4, cần đảm bảo có đủ bảo vệ cho các thiết bị điện tử nối với cuộn thứ cấp.

Bảng 16 - Giới hạn quá điện áp truyền dẫn

5.2. Yêu cầu về cơ

Yêu cầu này chỉ áp dụng cho máy biến dòng có điện áp cao nhất dùng cho thiết bị lớn hơn hoặc bằng 72,5 kV.

Bảng 8 đưa ra giá trị tải tĩnh mà máy biến dòng phải chịu được, số liệu này đã chứa cả tải do gió và do băng tuyết.

Tải thử nghiệm được qui định cần đạt theo hướng bất kỳ lên đầu nối sơ cấp.

Bảng 8 - Tải thử nghiệm khả năng chịu tải tĩnh

6. Phân loại các thử nghiệm

Các thử nghiệm qui định trong tiêu chuẩn này chia thành: thử nghiệm điển hình, thử nghiệm thường xuyên và thử nghiệm đặc biệt.

Thử nghiệm điển hình

Thử nghiệm tiến hành trên từng loại máy biến đổi để chứng tỏ rằng tất cả các máy biến đổi chế tạo theo cùng một qui định kỹ thuật là phù hợp với các yêu cầu không đề cập trong thử nghiệm thường xuyên.

CHÚ THÍCH: Thử nghiệm điển hình cũng được coi là có hiệu lực nếu được thực hiện trên một máy biến đổi có sai lệch nhỏ. Sai lệch như vậy phải được thỏa thuận giữa nhà chế tạo và người mua.

Thử nghiệm thường xuyên

Thử nghiệm mà từng máy biến đổi riêng rẽ đều phải chịu.

Thử nghiệm đặc biệt

Thử nghiệm không phải là thử nghiệm điển hình hoặc thử nghiệm thường xuyên, dựa trên thỏa thuận giữa nhà chế tạo và người mua.

6.1. Thử nghiệm điển hình

Các thử nghiệm dưới đây là thử nghiệm điển hình; để biết chi tiết cần tham khảo ở các điều khoản liên quan:

a) thử nghiệm dòng điện ngắn hạn (xem 7.1);

b) thử nghiệm độ tăng nhiệt (xem 7.2);

c) thử nghiệm xung sét (xem 7.3.2);

d) thử nghiệm xung đóng cắt (xem 7.3.3);

e) thử nghiệm ướt đối với máy biến đổi loại lắp đặt ngoài trời (xem 7.4);

f) xác định sai số (xem 11.4 và/hoặc 12.4, 11.6, 12.5 và 14.3);

g) đo điện áp nhiễu tần số rađiô (RIV) (xem 7.5).

Tất cả các thử nghiệm điển hình về điện môi cần được tiến hành trên cùng một máy biến đổi, nếu không có qui định khác.

Các máy biến đổi sau khi chịu các thử nghiệm điển hình về điện môi ở 6.1 vẫn phải chịu tất cả các thử nghiệm thường xuyên ở 6.2.

6.2. Thử nghiệm thường xuyên

Các thử nghiệm dưới đây áp dụng cho từng máy biến đổi riêng rẽ:

a) kiểm tra việc ghi nhãn các đầu nối (xem 8.1);

b) thử nghiệm điện áp tần số công nghiệp trên cuộn sơ cấp (xem 8.2.1);

c) phép đo phóng điện cục bộ (xem 8.2.2);

d) thử nghiệm điện áp tần số công nghiệp trên cuộn thứ cấp (xem 8.3 hoặc 14.4.4);

e) thử nghiệm điện áp tần số công nghiệp, giữa các đoạn (xem 8.3 hoặc 14.4.4);

f) thử nghiệm quá điện áp của vòng dây (xem 8.4 hoặc 14.4.5);

g) xác định sai số (xem 11.5 và/hoặc 12.4, 11.6, 12.6 và 14.4).

Tuy không tiêu chuẩn hóa thứ tự các thử nghiệm nhưng việc xác định sai số phải thực hiện sau khi hoàn thành các thử nghiệm khác.

Các thử nghiệm lặp lại ở tần số công nghiệp trên cuộn sơ cấp cần được thực hiện ở 80 % điện áp thử nghiệm qui định.

6.3. Thử nghiệm đặc biệt

Các thử nghiệm sau đây được thực hiện trên cơ sở thỏa thuận giữa nhà chế tạo và người mua:

a) thử nghiệm xung sét cắt (xem 9.1);

b) đo dung kháng và hệ số tiêu tán điện môi (xem 9.2);

c) thử nghiệm xung cắt liên tiếp trên cuộn sơ cấp (xem phụ lục B);

d) thử nghiệm về cơ (xem 9.3);

e) đo quá điện áp truyền dẫn (xem 9.4).

7. Thử nghiệm điển hình

7.1. Thử nghiệm dòng điện ngắn hạn

Để thử nghiệm dòng điện nhiệt ngắn hạn, máy biến đổi phải có nhiệt độ ban đầu nằm trong khoảng từ 10°C đến 40 °C.

Phải thực hiện thử nghiệm này với (các) cuộn thứ cấp được nối tắt và ở dòng điện là I trong thời gian t, sao cho (l²t) không nhỏ hơn (l²_th) và với điều kiện là t nằm trong khoảng từ 0,5 s đến 5 s.

Phải thực hiện thử nghiệm điện động với (các) cuộn thứ cấp được nối tắt, và với dòng điện sơ cấp mà giá trị đỉnh không nhỏ hơn dòng điện động danh định (l_dyn) tại ít nhất là một đỉnh.

Thử nghiệm điện động có thể kết hợp với thử nghiệm nhiệt nêu ở trên, với điều kiện là dòng điện đỉnh chính đầu tiên của thử nghiệm này không nhỏ hơn dòng điện động danh định (l_dyn).

Máy biến dòng được coi là đạt được ở thử nghiệm này nếu sau khi làm nguội về            nhiệt độ môi trường (trong khoảng từ 10 °C đến 40 °C), máy biến đổi phải đáp ứng được các yêu cầu sau:

a) không bị hư hại ở mức thấy được;

b) sai số của máy biến đổi sau khi khử từ không chênh lệch so với sai số ghi được trước khi thử nghiệm một lượng lớn hơn một nửa giới hạn sai số ứng với cấp chính xác của máy biến đổi;

c) chịu được thử nghiệm điện môi qui định trong 8.2, 8.3 và 8.4, nhưng với điện áp thử nghiệm hoặc dòng điện thử nghiệm giảm còn 90 % giá trị cho trước;

d) xem xét cách điện ngay sát bề mặt ruột dẫn, không được thấy có hư hại đáng kể (ví dụ cháy thành than).

Không yêu cầu kiểm tra theo điểm d) nếu mật độ dòng điện trong cuộn sơ cấp, ứng với dòng điện nhiệt ngắn hạn danh định (l_th) không vượt quá:

- 180 A/mm² trong trường hợp cuộn dây bằng đồng có độ dẫn không thấp hơn 97 % giá trị cho trong lEC 60028;

- 120 A/mm² trong trường hợp cuộn dây bằng nhôm có độ dẫn không thấp hơn 97 % giá trị cho trong IEC 60121.

CHÚ THÍCH: Kinh nghiệm cho thấy khi vận hành, các yêu cầu đối với thông số đặc trưng về nhiệt nói chung là được đáp ứng trong trường hợp cách điện cấp A, với điều kiện là, mật độ dòng điện trong cuộn sơ cấp tương ứng với dòng điện nhiệt ngắn hạn danh định không vượt quá giá trị đã nêu trên đây.

Vì vậy, nếu có thỏa thuận giữa nhà chế tạo và người mua thì sự phù hợp với yêu cầu này có thể thay thế cho việc kiểm tra cách điện.

7.2. Thử nghiệm độ tăng nhiệt

Phải thực hiện thử nghiệm để chứng tỏ máy biến đổi phù hợp với các yêu cầu của 4.6. Với thử nghiệm này, máy biến dòng được coi là đạt đến ổn định nhiệt, nếu tốc độ tăng nhiệt độ không quá 1 °C sau mỗi giờ.

Nhiệt độ môi trường tại vị trí thử nghiệm phải nằm trong khoảng từ 10 °C đến 30 °C.

Đối với thử nghiệm này, máy biến đổi phải được lắp đặt theo cách đại diện cho việc lắp đặt khi vận hành.

Độ tăng nhiệt của các cuộn dây phải được đo bằng phương pháp điện trở, nhưng đối với các cuộn dây có điện trở rất nhỏ thì có thể sử dụng nhiệt ngẫu.

Có thể đo độ tăng nhiệt của các bộ phận không phải là cuộn dây bằng nhiệt kế hoặc nhiệt ngẫu.

7.3. Thử nghiệm xung trên cuộn sơ cấp

7.3.1. Yêu cầu chung

Thử nghiệm xung phải được thực hiện theo TCVN 6099-1 (IEC 60060-1).

Đặt điện áp thử nghiệm lên các đầu nối của cuộn sơ cấp (nối với nhau) và đất. Khung, vỏ, nếu có, và lõi (nếu được thiết kế để nối đất) cùng với tất cả các đầu nối của (các) cuộn thứ cấp đều phải nối đất.

Nói chung, các thử nghiệm xung bao gồm việc đặt điện áp ở các mức chuẩn và các mức điện áp danh định. Điện áp xung chuẩn phải có giá trị trong khoảng từ 50 % đến 70 % giá trị điện áp chịu xung danh định. Giá trị đỉnh và dạng sóng xung phải được ghi lại.

Biểu hiện hỏng cách điện do thử nghiệm này có thể được nêu bằng cách dựa vào sự thay đổi dạng sóng ở cả điện áp chuẩn và điện áp chịu thử.

Có thể phát hiện hỏng cách điện bằng cách ghi lại (các)  dòng điện chạy xuống đất để bổ sung cho việc ghi điện áp.

7.3.2. Thử nghiệm xung sét

Điện áp thử nghiệm phải có giá trị thích hợp theo bảng 3 và bảng 4, tùy thuộc vào điện áp cao nhất dùng cho thiết bị và mức cách điện qui định.

7.3.2.1. Các cuộn dây có U_m< 300 kV

Thử nghiệm phải được thực hiện với cả cực tính dương và cực tính âm. Phải đặt mười lăm xung liên tiếp cho mỗi cực tính, không hiệu chỉnh theo điều kiện khí quyển.

Máy biến đổi được coi là đạt thử nghiệm này nếu đối với mỗi cực tính:

- không xuất hiện phóng điện đánh thủng ở cách điện bên trong là loại không tự phục hồi;

- không xuất hiện phóng điện bề mặt dọc theo cách điện bên ngoài là loại không tự phục hồi;

- không xuất hiện phóng điện bề mặt quá hai lần trên cách điện bên ngoài là loại tự phục hồi;

- không phát hiện được bằng chứng khác về hỏng cách điện (ví dụ sự thay đổi dạng sóng của các đại lượng được ghi lại).

CHÚ THÍCH: Đặt 15 xunq dương và 15 xung âm được qui định để thử nghiệm cách điện  bên ngoài. Nếu có các thử nghiệm khác được thỏa thuận giữa nhà chế tạo và người mua để kiểm tra cách điện bên ngoài thì số lượng các xung sét có thể giảm xuống còn ba xung cho mỗi cực tính, không hiệu chỉnh các điều kiện khí quyển.

7.3.2.2. Các cuộn dây có U_m ≥ 300 kV

Thử nghiệm phải được thực hiện với cả cực tính dương và cực tính âm. Phải đặt ba xung liên tiếp cho mỗi cực tính, không hiệu chỉnh theo điều kiện khí quyển.

Máy biến đổi được coi là đạt thử nghiệm này nếu:

- không xuất hiện phóng điện đánh thủng;

- không phát hiện được các bằng chứng khác về hỏng cách điện (ví dụ sự thay đổi theo dạng sóng của các đại lượng được ghi lại).

7.3.3. Thử nghiệm xung đóng cắt

Điện áp thử nghiệm phải có giá trị thích hợp theo bảng 4, tùy thuộc vào điện áp cao nhất dùng cho thiết bị và mức cách điện qui định.

Thử nghiệm phải được thực hiện với cực tính dương. Đặt mười lăm xung liên tiếp, có hiệu chỉnh theo điều kiện khí quyển.

Đối với các máy biến đổi loại lắp ngoài trời, thử nghiệm phải thực hiện trong điều kiện ướt (xem 7.4).

Máy biến đổi được coi là đạt thử nghiệm này nếu:

- không xuất hiện phóng điện đánh thủng ở cách điện bên trong là loại không tự phục hồi;

- không xuất hiện phóng điện bề mặt dọc theo cách điện bên ngoài là loại không tự phục hồi;

- không xuất hiện phóng điện bề mặt quá hai lần trên cách điện bên ngoài là loại tự phục hồi;

- không phát hiện được bằng chứng khác về hỏng cách điện (ví dụ sự thay đổi dạng sóng của các đại lượng được ghi lại).

CHÚ THÍCH: Bỏ qua các xung có phóng điện bề mặt đến vách hoặc trần của phòng thử nghiệm.

7.4. Thử nghiệm ướt đối với máy biến đổi loại lắp đặt ngoài trời

Qui trình làm ướt phải theo TCVN 6099-1 (IEC 60060-1).

Đối với các cuộn dây có U_m < 300 kV, thử nghiệm phải thực hiện với điện áp tần số công nghiệp có giá trị thích hợp theo bảng 3, tùy thuộc vào điện áp cao nhất dùng cho thiết bị, có hiệu chỉnh theo điều kiện khí quyển.

Đối với các cuộn dây có U_m ≥ 300 kV, thử nghiệm phải được thực hiện với điện áp xung đóng cắt có cực tính dương, có giá trị thích hợp nêu trong bảng 4, tùy thuộc vào điện áp cao nhất dùng cho thiết bị và mức cách điện danh định.

7.5. Đo điện áp nhiễu tần số rađiô

Máy biến dòng phải được lắp ráp hoàn chỉnh, khô, sạch và có nhiệt độ xấp xỉ nhiệt độ phòng thí nghiệm mà ở đó sẽ tiến hành thử nghiệm.

Theo tiêu chuẩn này, thử nghiệm cần được thực hiện trong các điều kiện khí quyển có:

- nhiệt độ từ 10 °C đến 30 °C;

- áp suất từ 0,870 x 10⁵ Pa đến 1,070 x10⁵ Pa;

- độ ẩm tương đối từ 45 % đến 75 %.

CHÚ THÍCH 1: Các thử nghiệm này có thể thực hiện trong điều kiện khi quyển khác nếu có thỏa thuận giữa nhà chế tạo và người mua.

CHÚ THÍCH 2: Thử nghiệm nhiễu tần số radiô không áp dụng các hệ số hiệu chỉnh điều kiện khí quyển theo TCVN 6099-1 (IEC 60060-1).

Các mối nối thử nghiệm và các đầu của mối nối không được là nguồn điện áp nhiễu tần số rađiô.

Phải có tấm che các đầu nối sơ cấp mô phỏng điều kiện làm việc để ngăn ngừa phóng điện giả. Nên sử dụng các đoạn ống có phần kết thúc là hình cầu.

Phải đặt điện áp thử nghiệm giữa một trong các đầu nối của cuộn sơ cấp của đối tượng thử nghiệm (C_a) và đất. Khung, vỏ (nếu có) và lõi (nếu được thiết kế để nối đất) cùng với tất cả các đầu nối của cuộn thứ cấp đều phải nối đất.

Mạch đo (xem hình 6) phải phù hợp với TCVN 7379-2 (CISPR 18-2). Tốt nhất là mạch đo phải được điều hưởng với một tấn số nằm trong dải tần từ 0,5 MHz đến 2 MHz, tần số đo này phải được ghi lại. Các kết quả được thể hiện bằng microvôn.

Trở kháng giữa dây dẫn thử nghiệm và đất (Z_s + (R₁ + R₂)) theo hình 6 phải là 300 W ± 40 W với góc pha không vượt quá 20°.

Tụ điện C_s cũng có thể sử dụng vào chỗ của bộ lọc Z_s và nói chung, có điện dung 1 000 pF là đủ.

CHÚ THÍCH 3: Có thể cần một tụ điện có thiết kế riêng để tránh tần số cộng hưởng quá thấp.

Bộ lọc Z phải có trở kháng cao tại tần số đo để khử ghép nguồn tần số công nghiệp khỏi mạch đo. Giá trị thích hợp đối với trở kháng này có thể từ 10 000 W đến 20 000 W ở tần số đo.

Mức nền của nhiễu tần số rađiô (nhiễu tần số rađiô được tạo bởi trường bên ngoài và bởi máy biến đổi điện áp cao) phải thấp hơn ít nhất là 6 dB (tốt nhất là 10 dB) so với mức nhiễu tần số rađiô qui định.

CHÚ THÍCH 4: Chú ý để tránh nhiễu từ các vật bên cạnh đến máy biến dòng và đến phép thử cũng như đến mạch đo.

Phương pháp hiệu chuẩn thiết bị đo và mạch đo được cho trong TCVN 7379-2 (CISPR 18-2).

Phải đặt điện áp ứng suất trước có giá trị là 1,5 U_m/ và duy trì trong 30 s.

Sau đó giảm điện áp xuống còn 1,1 U_m/ trong khoảng 10 s và duy trì ở giá trị này trong 30 s trước khi đo điện áp nhiễu tần số rađiô.

Máy biến dòng được coi là đạt nếu mức nhiễu tần số rađiô ở 1,1 U_m/ không vượt quá giới hạn qui định trong 5.1.7.

CHÚ THÍCH 5: Thử nghiệm RIV như mô tả trên đây có thể được thay bằng phép đo phóng điện cục bộ bằng cách đặt điện áp ứng suất trước và điện áp thử nghiệm qui định như trên, nếu có thỏa thuận giữa nhà chế tạo và người mua.

Trong quá trình thực hiện phép đo phóng điện cục bộ theo 8.2.2 cần loại bỏ tất cả các phòng ngừa để tránh phóng điện ra bên ngoài (tức là tấm che). Trong trường hợp đó, mạch thử nghiệm cân bằng là không thích hợp.