Bài giảng Thiết bị điện cao áp - Chương 4: Lực tác động lên cuộn dây - Nguyễn Văn Dũng

CHƯƠNG 4: LỰC TÁC ĐỘNG LÊN 
CUỘN DÂY
THIẾT BỊ ĐIỆN CAO ÁP - TS. NGUYỄN VĂN DŨNG
Cần Thơ, ngày 12 tháng 01 năm 2020
Khoa Công Nghệ
Lực theo phương bán kính
(radial forces)
 Từ thông tản có thành phần
hướng tâm
 Gây ra lực từ tác động lên
thanh dẫn mang dòng điện
 Lực từ được xác định:
 Lực từ đẩy cuộn dây gần lõi từ
hướng tâm và cuộn dây xa lõi
từ ly tâm
Tính toán lực từ theo phương bán 
kính
• Được tính toán dựa vào năng lượng từ và sự
“dịch chuyển ảo” của cuộn dây
• Lực từ tác động lên mỗi cuộn dây
* Lực từ không phụ thuộc vào bề rộng cuộn dây
Ví dụ: tính toán lực từ tác động lên 
các cuộn dây
Tính lực từ khi Ik = 10 In
với: 
Lực từ dọc trục (axial forces)
 Do thành phần hướng bán kính của
từ thông tản gây ra
 Nén cuộn dây về chính giữa
 Khi cuộn dây không cân bằng/đối
xứng sẽ sinh ra tổng lực theo
phương dọc trục
 Lực từ tại chính giữa cuộn dây
được xác định:
 Khoảng 70% lực từ tập trung tại
cuộn thấp áp và 30% tại cuộn cao
áp
Lực từ theo phương bán kính khi 
ngắn mạch
Hư hỏng cuộn dây
Lực từ dọc trục khi ngắn mạch
Điện áp quá độ (transient overvoltages)
• Do sét đánh và thao tác vận hành hay sự cố trên 
lưới điện
• Thời gian tác động: s s
• Quá điện áp gấp nhiều lần so với điện áp định 
mức
• Tốc độ tăng xung lớn (tần số cao) tạo nhiều 
kiểu phân bố điện áp trên cuộn dây
• Điện dung quyết định biên độ và hình dạng quá 
điện áp
• Thay đổi tỉ số biến áp
• Gây ra sự cố
Điện dung của cuộn dây
• Ct: điện dung giữa vòng dây và 
đất
• kt: điện dung giữa các vòng dây
Mô hình hóa một phần cuộn dây
• Bỏ qua điện cảm
• C: điện dung giữa vòng dây và đất tính theo 1 đơn vị 
độ dài 
• K: điện dung đơn vị giữa các vòng dây tính theo 1 
đơn vị độ dài 
Phân bố điện áp ban đầu-tác động 
của sét
• Khi l=10, 40% điện áp tập trung trên 5% 
số vòng dây đầu tiên của cuộn dây
Mạch tương đương cuộn dây
• Thông số cuộn dây
• Điện áp của cuộn dây được xác định từ tổng 
của các sóng điện áp có tần số khác nhau
Phân bố điện áp với trung tính 
nối đất
Phân bố điện áp khi trung tính hở 
mạch (neutral point open)
Mô hình đơn giản của 2 cuộn dây 
và 01 trụ từ
Mô hình điện dung chi tiết
Phân bố điện áp-tác động của xung 
sét
Điện áp tại đầu cực thấp áp