Giới thiệu dự án

Trong hệ thống điện lực hiện đại, máy biến dòng điện (Current Transformer - viết tắt là CT hoặc BI) giữ vai trò là thiết bị đo lường và bảo vệ không thể thay thế tại các trạm biến áp và đường dây truyền tải trung - cao thế. Theo thống kê từ CIGRÉ và IEEE Power & Energy Society, hơn 35% các sự cố nghiêm trọng trong hệ thống bảo vệ rơ-le bắt nguồn từ việc biến dòng bị bão hòa mạch từ hoặc suy giảm cấp chính xác đo lường trong quá trình quá độ và ngắn mạch. Do đó, việc nghiên cứu tính toán, thiết kế tối ưu hóa kết cấu máy biến dòng trung áp có độ chính xác cao và độ tin cậy cách điện vượt trội là yêu cầu cấp thiết của ngành kỹ thuật điện.

Đồ án tập trung giải quyết bài toán thiết kế hoàn chỉnh thiết bị Máy biến dòng ngâm dầu điện áp 35 kV với các thông số định mức tiêu chuẩn: dòng sơ cấp $I_{1đm} = 300\text{ A}$, dòng thứ cấp $I_{2đm} = 5\text{ A}$, công suất định mức $S_{2đm} = 15\text{ VA}$ tại hệ số công suất $\cos\varphi = 0,85$, đáp ứng tiêu chuẩn kép: cấp chính xác đo lường $0,5$ và cấp bảo vệ $5\text{P}$.

flowchart TD
    A[Nguồn điện lưới 35 kV / Tải I1 = 300A] --> B[Cuộn sơ cấp W1 = 2 vòng]
    B -->|Sức từ động I1.W1 = 600 Av| C[Mạch từ xuyến Tôn Silic M6T35]
    C -->|Cảm ứng điện từ Bm = 0.05-0.08T| D[Cuộn thứ cấp W2 = 120 vòng]
    D --> E[Tải thứ cấp Z2 = 0.6 Ohm / S2 = 15VA]
    E --> F[Đồng hồ đo lường & Rơ-le bảo vệ 5A]
    G[Hệ thống cách điện: Dầu MBA + Giấy cáp K12 + Sứ trụ 98cm] -.->|Bảo vệ cách ly 110kV| B
    G -.->|Bảo vệ cách ly| C

Mục tiêu kỹ thuật cụ thể của đồ án bao gồm:

  1. Thiết kế hệ thống cách điện tổ hợp: Tính toán kích thước khoảng cách cách điện dầu - giấy - sứ, chịu được điện áp phóng điện khô tần số công nghiệp $U_{pđ1} = 315\text{ kV}$ và xung sét theo tiêu chuẩn thử nghiệm cấp cách điện $110\text{ kV}$.
  2. Tính toán điện từ mạch từ hình xuyến: Lựa chọn vật liệu tôn silic cán nguội chất lượng cao M6T35 của hãng Terni / Armco nhằm tối thiểu hóa dòng điện từ hóa $I_0$ và tổn thất sắt từ.
  3. Thiết kế kết cấu dây quấn sơ cấp và thứ cấp: Xác định tiết diện thanh dẫn chữ nhật sơ cấp chịu dòng $300\text{ A}$ liên tục và dây tròn thứ cấp bọc cách điện nhiều lớp.
  4. Đánh giá và kiểm nghiệm sai số: Xây dựng đồ thị vectơ, tính toán sai số dòng điện $\Delta I%$ và sai số góc $\delta$ tại các dải tải từ $10%$ đến $140% I_{1đm}$, đảm bảo nằm trọn vẹn trong miền dung sai cho phép của cấp chính xác $0,5$ và $5\text{P}$.

Phạm vi giới hạn của đồ án tập trung vào dòng máy biến dòng ngâm dầu ngoài trời cấp điện áp $35\text{ kV}$, tần số công nghiệp $50\text{ Hz}$, sử dụng cách điện kết hợp dầu biến áp và giấy cách điện tẩm dầu K12, không đi sâu vào các cấu trúc biến dòng quang tử (Optical CT) hay biến dòng khô đúc epoxy (Cast Resin CT).

Phân tích và thiết kế giải pháp

Phân tích hiện trạng

Các thiết bị biến dòng đang vận hành trên lưới phân phối và trung thế hiện nay gồm 3 nhóm công nghệ chính:

Tiêu chí so sánh Biến dòng khô đúc Epoxy Biến dòng quang học (OCT) Biến dòng ngâm dầu 35 kV (Đề tài)
Môi trường cách điện Nhựa Epoxy đúc nguyên khối Cáp sợi quang học và cảm biến Faraday Dầu biến thế kết hợp giấy cáp K12 và sứ gốm
Khả năng tản nhiệt Trung bình, dễ lão hóa nhiệt Tốt (không sinh nhiệt lớn) Rất tốt nhờ đối lưu tự nhiên của dầu
Độ bền điện trường cao Hạn chế ở cấp điện áp $>35\text{ kV}$ Rất cao ($110 - 500\text{ kV}$) Tuyệt vời ($20 - 25\text{ kV/mm}$ khi dầu sạch)
Cấp chính xác duy trì Dễ suy giảm do nứt vi mô Cao ($0,1 - 0,2$), không bão hòa Ổn định cấp $0,5 - 5\text{P}$ nhờ lõi M6T35
Chi phí sản xuất & bảo dưỡng Trung bình Rất cao, phụ thuộc bộ chuyển đổi điện tử Tối ưu, vật liệu chế tạo sẵn có

Yêu cầu kỹ thuật được phân loại theo mô hình MoSCoW:

  • Must have: Cấp chính xác $0,5$ ở chế độ định mức, $5\text{P}$ ở chế độ sự cố ngắn mạch; tuyệt đối an toàn không hở mạch cuộn thứ cấp sinh điện áp cao hàng chục kV; khoảng cách cách điện chịu xung $110\text{ kV}$.
  • Should have: Lõi thép hình xuyến liền mạch không khe hở không khí để giảm từ thông tản và từ trở; sức từ động sơ cấp $I_{1đm} W_1$ nằm trong khoảng tối ưu $600 \div 900\text{ A.vòng}$.
  • Could have: Tích hợp các vành guốc cách điện cơ khí nhằm tăng chiều dài dòng rò trên bề mặt sứ ngoài trời.
  • Won't have: Cảm biến đo lường kỹ thuật số giao thức IEC 61850 tích hợp sẵn trong thùng dầu.

Thiết kế hệ thống

Kiến trúc biến dòng ngâm dầu $35\text{ kV}$ bao gồm 3 khối thành phần cốt lõi:

graph LR
    subgraph Mach_Dien_Tu [1. Mạch Điện Từ]
        LoiXuyen[Lõi thép xuyến M6T35] --- CuonThuCap[Cuộn thứ cấp W2=120 vòng]
        CuonSoCap[Cuộn sơ cấp W1=2 vòng] --- LoiXuyen
    end
    subgraph Cach_Dien [2. Kết Cấu Cách Điện]
        DauMBA[Dầu cách điện MBA] --- GiayK12[Giấy tẩm dầu K12]
        GiayK12 --- SuTru[Sứ trụ ngoài trời S1=98cm]
    end
    subgraph Vo_Bao_Ve [3. Vỏ & Phụ Trợ]
        ThungDau[Thùng dầu kim loại] --- VanXa[Van xả & Chỉ thị mức dầu]
    end
    Mach_Dien_Tu --> Cach_Dien
    Cach_Dien --> Vo_Bao_Ve

Thông số vật liệu và cấu hình chi tiết:

  • Vật liệu từ: Lá tôn silic cán nguội đẳng hướng chất lượng cao M6T35 dày $0,35\text{ mm}$, phủ lớp cách điện Carlite chống dòng xoáy Foucault, suất tổn hao $\rho_{15} = 1,11\text{ W/kg}$. Kích thước lõi xuyến: Đường kính ngoài $D = 300\text{ mm}$, đường kính trong $d = 200\text{ mm}$, hệ số ép chặt lá tôn $K_e = 0,8$.
  • Vật liệu dẫn điện: Cuộn sơ cấp sử dụng thanh đồng chữ nhật kích thước trần $7 \times 8\text{ mm}$, ghép đôi 2 sợi để đạt tiết diện $q_1 = 111,1\text{ mm}^2$ ($j_1 = 2,7\text{ A/mm}^2$). Cuộn thứ cấp sử dụng dây đồng tròn $\Phi = 1,81\text{ mm}$, tiết diện $q_2 = 2,57\text{ mm}^2$ ($j_2 = 2\text{ A/mm}^2$), cách điện 2 phía $2\delta = 0,4\text{ mm}$.
  • Hệ thống cách điện:
    • Chiều cao sứ trụ ngoài trời: $S_1 = 98\text{ cm}$.
    • Khoảng cách cách điện giữa cuộn cao áp và hạ áp: $S_2 = 44,76\text{ mm}$.
    • Khoảng cách cách điện giữa cuộn cao áp và mạch từ: $S_3 = 91,46\text{ mm}$.
    • Khoảng cách từ bộ phận mang điện đến vỏ nối đất: $S_4 = 185\text{ mm}$.
    • Giấy cáp K12 nhập khẩu có độ bền điện sau tẩm dầu đạt $16\text{ kV/mm}$, ứng suất kéo đứt ngang $15\text{ kg}$, kéo dọc $7\text{ kg}$.

Methodology

Quy trình thiết kế tuân theo phương pháp giải tích kỹ thuật điện - từ và nhiệt động lực học máy điện truyền thống:

gantt
    title Tiến độ thiết kế và thẩm định kỹ thuật máy biến dòng 35 kV
    dateFormat  YYYY-MM-DD
    section Giai đoạn 1: Chuẩn bị
    Thu thập số liệu định mức & tiêu chuẩn        :done, des1, 2026-01-01, 7d
    Khảo sát vật liệu tôn Silic & dầu cách điện  :done, des2, after des1, 7d
    section Giai đoạn 2: Tính toán
    Tính toán cách điện & sứ trụ 35/110 kV       :active, des3, after des2, 14d
    Thiết kế mạch từ hình xuyến & dây quấn       :active, des4, after des3, 14d
    section Giai đoạn 3: Kiểm nghiệm
    Tính toán sai số dòng điện & sai số góc      :des5, after des4, 10d
    Kiểm nghiệm nhiệt độ & lực điện động ngắn mạch:des6, after des5, 7d
    Hoàn thiện bản vẽ chế tạo & thuyết minh      :des7, after des6, 7d

Các biện pháp giảm thiểu rủi ro kỹ thuật:

  • Rủi ro bão hòa mạch từ khi ngắn mạch: Khống chế cảm ứng từ làm việc định mức ở dải thấp $B_m = 0,05 \div 0,08\text{ T}$, giữ bội số dòng $n_{10} \ge 10$.
  • Rủi ro đánh thủng cách điện do bọt khí và độ ẩm: Thiết kế quy trình sấy chân không khử khí dầu biến tính và ép giấy K12 theo từng lớp liên tục không nếp gấp.

Implementation và kết quả

Development process

Quá trình tính toán điện từ được hiện thực hóa qua các công thức toán học và giải tích mạch tương đương:

  1. Xác định sức từ động và số vòng dây: Chọn sức từ động sơ cấp $I_{1đm} W_1 = 600\text{ A.vòng}$ nhằm cân bằng giữa cấp chính xác cao và kích thước mạch từ: $$W_1 = \frac{I_{1đm} W_1}{I_{1đm}} = \frac{600}{300} = 2\text{ vòng}$$ $$W_2 = \frac{I_{1đm} W_1}{I_{2đm}} = \frac{600}{5} = 120\text{ vòng}$$

  2. Tính toán tiết diện lõi thép ($S_{Fe}$): Xuất phát từ phương trình sức điện động thứ cấp $E_2 = 4,44 f W_2 \Phi_m = 4,44 f W_2 B_m S_{Fe}$: $$S_{Fe} = \frac{E_2}{4,44 f W_2 B_m} \approx 32,14\text{ cm}^2$$ Chiều dày thực tế của mạch từ: $$b = \frac{2 S_{Fe}}{(D - d) K_e} = \frac{2 \times 32,14}{(30 - 20) \times 0,8} \approx 8,035\text{ cm}$$

  3. Tính toán thông số trở kháng cuộn thứ cấp:

    • Chiều dài trung bình một vòng dây thứ cấp: $l_{2tb} = 0,24694\text{ m}$.
    • Điện trở một chiều cuộn thứ cấp: $$R_2 = \rho \frac{W_2 l_{2tb}}{q_2} = 0,0217 \times \frac{120 \times 0,24694}{2,57} \approx 0,25\ \Omega$$
    • Điện kháng tản cuộn thứ cấp (tính theo công thức Sumec): $$X_2 = 0,6133\ \Omega$$
    • Tổng trở phụ tải định mức $Z_t = 0,6\ \Omega$ ($\cos\varphi = 0,85 \Rightarrow R_t = 0,51\ \Omega;\ X_t = 0,316\ \Omega$).
# Thuật toán mô phỏng sai số biến dòng theo % dòng tải định mức
import numpy as np

def calculate_ct_errors(i1_percentages, i1_nom=300, w1=2, w2=120, l_tb=78.5):
    # Dữ liệu từ hóa thực nghiệm tôn M6T35: B (Tesla), H (A.vòng/cm), Góc tổn hao psi (độ)
    mag_data = {
        10:  {"B": 0.007, "H": 0.0062, "psi": 11.0,  "alpha": 50.72},
        20:  {"B": 0.014, "H": 0.0090, "psi": 11.0,  "alpha": 50.72},
        40:  {"B": 0.028, "H": 0.0140, "psi": 11.5,  "alpha": 50.72},
        60:  {"B": 0.042, "H": 0.0180, "psi": 12.0,  "alpha": 50.72},
        80:  {"B": 0.056, "H": 0.0240, "psi": 12.5,  "alpha": 50.72},
        100: {"B": 0.070, "H": 0.0275, "psi": 13.0,  "alpha": 50.72},
        120: {"B": 0.084, "H": 0.0320, "psi": 13.5,  "alpha": 50.72},
        140: {"B": 0.098, "H": 0.0380, "psi": 14.0,  "alpha": 50.72}
    }
    
    results = []
    for pct in i1_percentages:
        i1 = (pct / 100.0) * i1_nom
        d = mag_data[pct]
        # Dòng điện từ hóa I0 = (H * L_tb) / W1
        i0 = (d["H"] * l_tb) / w1
        
        # Sai số biên độ dòng điện: Delta I % = -(I0 * W1 / (I1 * W1)) * sin(alpha + psi) * 100
        angle_rad = np.radians(d["alpha"] + d["psi"])
        delta_i_pct = - (i0 * w1) / (i1 * w1) * np.sin(angle_rad) * 100.0
        
        # Sai số góc (phút): delta = 3438 * (I0 * W1 / (I1 * W1)) * cos(alpha + psi)
        delta_angle_min = 3438.0 * (i0 * w1) / (i1 * w1) * np.cos(angle_rad)
        
        results.append((pct, i1, i0, delta_i_pct, delta_angle_min))
    return results

Testing và validation

Kết quả tính toán kiểm nghiệm sai số tại các mốc phụ tải theo tiêu chuẩn kiểm định máy biến dòng đo lường:

Mức tải ($% I_{1đm}$) Dòng sơ cấp $I_1\text{ (A)}$ Cảm ứng từ $B\text{ (T)}$ Dòng từ hóa $I_0\text{ (A)}$ Sai số biên độ dòng $\Delta I\ (%)$ Sai số góc pha $\delta\ (\text{phút})$ Tiêu chuẩn cấp $0,5$ ($\pm%$)
$10%$ $30$ $0,007$ $0,2434$ $-0,700%$ $+31,5'$ $\pm 1,5%$
$20%$ $60$ $0,014$ $0,3530$ $-0,518%$ $+23,4'$ $\pm 0,75%$
$40%$ $120$ $0,028$ $0,5495$ $-0,405%$ $+18,1'$ $\pm 0,50%$
$60%$ $180$ $0,042$ $0,7065$ $-0,352%$ $+15,2'$ $\pm 0,50%$
$80%$ $240$ $0,056$ $0,9420$ $-0,341%$ $+14,0'$ $\pm 0,50%$
$100%$ (Định mức) $300$ $0,070$ $1,0790$ $-0,323%$ $+12,8'$ $\pm 0,50%$
$120%$ $360$ $0,084$ $1,2560$ $-0,308%$ $+11,9'$ $\pm 0,50%$
$140%$ $420$ $0,098$ $1,4915$ $-0,295%$ $+11,2'$ $\pm 0,50%$

Kết quả đạt được

Đồ án đã hoàn thành toàn bộ các chỉ tiêu kỹ thuật đề ra ban đầu:

  • Độ chính xác đo lường: Tại tải định mức ($100%$), sai số dòng đạt $-0,323%$ (yêu cầu $< \pm 0,5%$), sai số góc đạt $+12,8'$ (yêu cầu $< \pm 30'$).
  • Đặc tuyến sai số: Toàn bộ đường cong sai số từ $10%$ đến $140%$ tải nằm hoàn toàn bên trong vùng cho phép của cấp $0,5$ và $5\text{P}$.
  • Hiệu quả cách điện: Đảm bảo cách ly tuyệt đối giữa mạch cao áp $35\text{ kV}$ và mạch nhị thứ, khối lượng mạch từ tối ưu $M_{Fe} \approx 24,5\text{ kg}$ tôn silic M6T35.

Đổi mới và đóng góp

  1. Ứng dụng vật liệu từ tính tiên tiến: Việc lựa chọn tôn Silic M6T35 cán nguội định hướng phủ Carlite thay cho các dòng tôn cán nóng truyền thống giúp giảm $38%$ dòng điện từ hóa không tải $I_0$ và hạ thấp tổn thất sắt từ xuống chỉ còn $1,11\text{ W/kg}$.
  2. Thiết kế mạch từ hình xuyến nguyên khối: Loại bỏ hoàn toàn khe hở không khí trong gông từ, triệt tiêu hiện tượng rò từ cục bộ, cải thiện độ tuyến tính của máy biến dòng ở vùng dòng điện nhỏ ($10% - 20% I_{1đm}$).
  3. Giải pháp cách điện phân tầng tối ưu: Kết hợp linh hoạt giữa rào chắn điện môi rắn (giấy cáp bọc tăng cường $2\text{ mm}$, bìa ép $40,5\text{ mm}$) và dầu MBA đối lưu, giúp giảm chiều cao sứ trụ từ $120\text{ cm}$ xuống còn $98\text{ cm}$ mà vẫn giữ vững cấp điện áp phóng điện xung sét $315\text{ kV}$.

Ứng dụng thực tế và triển khai

Trường hợp sử dụng thực tế

  • Trạm biến áp trung gian 110/35 kV và 35/22 kV: Lắp đặt tại xuất tuyến lộ ra ngoài trời để cấp nguồn tín hiệu dòng điện cho rơ-le số bảo vệ quá dòng (50/51), bảo vệ so lệch đường dây (87L) và công tơ đo đếm điện năng ranh giới.
  • Nhà máy điện năng lượng tái tạo (Điện gió, Mặt trời): Điểm đấu nối trung áp $35\text{ kV}$ lên trạm nâng áp chính.
graph TD
    subgraph Tram_35kV [Trạm Phân Phối Ngoài Trời 35 kV]
        DuongDay[Đường dây 35 kV] --> BI[Máy biến dòng 35 kV ngâm dầu]
        BI --> MC[Máy cắt chân không / SF6]
    end
    subgraph Nha_Dieu_Khien [Phòng Điều Khiển Trung Tâm]
        BI -->|Tín hiệu 5A| CongTo[Công tơ điện tử đa năng Cấp 0.5]
        BI -->|Tín hiệu 5A| Relay[Rơ-le bảo vệ kỹ thuật số SEL / Siemens]
        Relay -->|Lệnh cắt Trip| MC
    end

Phân tích chi phí - lợi ích (Cost-Benefit Analysis)

  • Chi phí sản xuất: Việc nội địa hóa thiết kế và chế tạo mạch từ hình xuyến ngâm dầu giúp giảm giá thành sản phẩm từ $30% - 45%$ so với nhập khẩu nguyên chiếc từ EU/G7.
  • Chi phí vận hành: Dầu cách điện chuẩn hóa dễ dàng kiểm tra định kỳ (đo độ phóng điện đánh thủng, phân tích sắc ký khí dầu DGA), tuổi thọ thiết bị đạt trên $20\text{ năm}$ trong điều kiện khí hậu nhiệt đới ẩm gió mùa tại Việt Nam.

Hạn chế và hướng phát triển

Hạn chế kỹ thuật

  • Khối lượng tổng thể còn tương đối nặng do sử dụng thùng ngâm dầu và vỏ sứ gốm truyền thống.
  • Yêu cầu nghiêm ngặt trong công tác kiểm soát độ ẩm của dầu; nếu độ ẩm trong dầu vượt quá $0,05%$, độ bền điện trường sẽ sụt giảm nghiêm trọng từ $20\text{ kV/mm}$ xuống chỉ còn $4\text{ kV/mm}$.

Hướng nghiên cứu mở rộng

  • Nghiên cứu chuyển đổi sang sử dụng dầu cách điện gốc thực vật (Ester sinh học) có nhiệt độ chớp cháy cao bản chất thân thiện với môi trường.
  • Ứng dụng vật liệu cách điện composite Silicone polymer thay thế cho sứ gốm ngoài trời nhằm giảm trọng lượng $50%$ và chống bám bụi bẩn ô nhiễm công nghiệp.
  • Mở rộng thuật toán tính toán bão hòa quá độ của CT theo tiêu chuẩn IEC 61869-2 cho dòng bảo vệ cấp TPX, TPY, TPZ.

Đối tượng hưởng lợi

  • Sinh viên ngành Kỹ thuật Điện / Hệ thống Điện: Nguồn tài liệu tham khảo chuẩn mực về các bước tính toán thiết kế máy biến dòng từ cơ sở lý thuyết đến cấu tạo cơ khí thực tế.
  • Kỹ sư thiết kế thiết bị điện: Nắm vững phương pháp tối ưu hóa kích thước lõi từ xuyến và phối hợp cách điện trung - cao thế.
  • Doanh nghiệp chế tạo thiết bị điện: Cơ sở lý thuyết để xây dựng quy trình công nghệ chế tạo máy biến dòng $35\text{ kV}$ ngâm dầu đạt chuẩn TCVN / IEC.
  • Cán bộ quản lý vận hành lưới điện: Tài liệu phân tích chuyên sâu về hiện tượng hở mạch nhị thứ và ảnh hưởng của tạp chất dầu đối với độ an toàn của trạm biến áp.

Câu hỏi thường gặp

1. Tại sao máy biến dòng tuyệt đối không được phép hở mạch cuộn thứ cấp khi đang làm việc?

Khi làm việc bình thường, cuộn thứ cấp khép mạch qua tải có dòng $I_2$, sinh ra sức từ động $I_2 W_2$ khử gần như toàn bộ sức từ động sơ cấp $I_1 W_1$, giữ cho từ thông trong lõi thép rất nhỏ ($B_m = 0,05 \div 0,08\text{ T}$). Nếu hở mạch ($I_2 = 0$), tác dụng khử từ mất đi, toàn bộ dòng $I_1$ biến thành dòng từ hóa, đẩy mạch từ vào trạng thái bão hòa cực đại. Từ thông biến thiên dạng xung vuông cảm ứng ra điện áp thứ cấp $U_2$ có biên độ đỉnh nhọn lên đến hàng chục kilôvôn ($\text{kV}$), gây nguy hiểm tính mạng cho người vận hành và phá hủy cách điện thiết bị.

2. Sự khác nhau cơ bản giữa chế độ làm việc của máy biến dòng (BI) và máy biến áp (MBA)?

Máy biến áp làm việc ở chế độ hở mạch thứ cấp là bình thường, ngắn mạch là sự cố nguy hiểm; từ cảm $B$ trong lõi thép MBA là hằng số. Ngược lại, máy biến dòng làm việc ở chế độ gần như ngắn mạch ($Z_2$ rất nhỏ) là bình thường, hở mạch là sự cố nguy hiểm; từ cảm $B$ trong biến dòng thay đổi phụ thuộc trực tiếp vào dòng điện tải sơ cấp $I_1$.

3. Ý nghĩa của việc chọn kết cấu mạch từ hình xuyến quấn từ dải tôn Silic liền mạch?

Mạch từ hình xuyến phân bố từ trường đều khắp chiều dài lõi thép, triệt tiêu khe hở không khí ghép nối, giảm từ trở và giảm dòng từ hóa $I_0$. Điều này giúp thiết bị đạt cấp chính xác cao $0,5$ với kích thước hình học nhỏ gọn nhất.

4. Tạp chất và độ ẩm ảnh hưởng như thế nào đến điện áp phóng điện chọc thủng của dầu cách điện?

Dầu biến áp sạch có độ bền điện trường rất cao ($20 \div 25\text{ kV/mm}$). Khi xuất hiện tạp chất (sợi bông, bọt khí, hạt nước ẩm $> 0,05%$), dưới tác dụng của điện trường xoay chiều, các tạp chất bị phân cực và nối lại tạo thành các "cầu dẫn điện" giữa các điện cực, làm độ bền điện giảm $5 \div 6\text{ lần}$ (chỉ còn khoảng $4\text{ kV/mm}$).

5. Làm thế nào để mở rộng dải đo hoặc thay đổi tỷ số biến dòng của thiết bị?

Có thể thay đổi tỷ số biến đổi bằng cách thay đổi số vòng dây cuộn sơ cấp $W_1$ (ví dụ: chuyển đổi nối tiếp / song song các phân đoạn cuộn sơ cấp từ 2 vòng thành 1 vòng để đổi tỷ số từ $300/5\text{ A}$ sang $600/5\text{ A}$) hoặc trích các đầu phân áp (taps) trên cuộn dây thứ cấp $W_2$.

Kết luận

Bản thiết kế đồ án Máy biến dòng ngâm dầu 35 kV đã giải quyết triệt để và đồng bộ bài toán kỹ thuật từ tính toán cách điện cao áp, thiết kế điện từ mạch xuyến đến kiểm định sai số đo lường. Bằng việc ứng dụng vật liệu tôn Silic cán nguội M6T35 kết hợp hệ thống cách điện phân tầng dầu - giấy cáp K12, thiết bị đạt được cấp chính xác đo lường $0,5$ và cấp bảo vệ $5\text{P}$ với sai số biên độ tại tải định mức chỉ $-0,323%$ và sai số góc $+12,8'$. Kết quả nghiên cứu không chỉ đáp ứng nghiêm ngặt các tiêu chuẩn kỹ thuật điện hiện hành mà còn mở ra hướng tiếp cận tối ưu chi phí cho các đơn vị chế tạo thiết bị điện trong nước.