1500 Câu hỏi Nghành Điện | 19 – 1 Đo điện

19 – 1 – 1
Hỏi: Khi tính công suất phụ tải ba pha cân bằng, P = ULILcos, trong công thức UL, IL lần lượt là điện áp dây, dòng điện dây. Góc  là lệch pha giữa điện áp dây với dòng điện dây hay là lệch pha giữa điện áp pha với dòng điện pha?
Đáp: Công suất của phụ tải ba pha cân bằng là gấp ba công suất một pha, P = 3UIcos, trong công thức U, I lần lượt là điện áp pha và dòng điện pha,  là lệch pha giữa điện áp pha với dòng điện pha.
Khi phụ tải là cách đấu sao, UL = U, IL = I; khi phụ tải là cách đấu tam giác, UL : U, IL = I. Để tiện tính toán và đo, trong công thức dùng điện áp dây và dòng điện dây để thể hiện, tức P : ULILcos .Vì thế, góc  trong công thức là lệch pha giữa điện áp pha với dòng điện pha.

19 – 1 – 2
Hỏi: Thiết bị phân phối điện cao áp, tại sao trên đường dây ba pha chỉ lắp bộ hỗ cảm dòng điện trên hai pha, còn trên mạch thứ cấp lại lắp ba ampe kế để đo dòng điện (xem hình 19 – 1 – 2)?
Đáp: Bởi vì trong mạch điện hệ ba dây ba pha, tổng véc tơ của dòng diện ba pha của nó bằng 0, tức A + B + C = 0. Vì thế, A + C = – B , cũng tức là véc tơ hợp điện pha B âm. Nếu cũng lắp nối tiếp một ampe kế trên hai điểm I, II mạch chung của dòng điện IA và dòng điện thứ cấp IC, thì dòng điện mà nó chỉ thị là IB, nhân nó với tỉ số biến dòng của bộ hỗ cảm dòng điện, tức là trị số dòng điện thực tế của pha B bên cao áp. Cho nên, chỉ cần dùng hai bộ hỗ cảm dòng điện là có thể đo được trị số dòng điện ba pha.

19 – 1 – 3
Hỏi: Trong mạch điện xoay chiều ba pha lắp hai bộ hỗ cảm dòng điện và một ampe kế đo dòng điện ba pha, cách đấu dây như hình 19 – 1 – 3 (a), (b), cách đấu dây nào đúng?
Đáp: Trong hình, ZK là công tắc chuyển đổi khi tay gạt chuyển đến ba vị trí khác nhau “Trái”, “0”, “Phải” có thể lần lượt đo dòng điện ba pha A, B, C. Điểm đen “.” thể hiện tiếp điểm thông mạch, không cổ điểm đen thể hiện tiếp điểm ngắt. Trong mạch điện, ba dây ba pha, a + b + c = 0, hoặc b = – ( a + c ). Trong tình hình dùng hai bộ hỗ cảm dòng điện và một ampe kế để đo dòng điện ba pha, yêu cầu khi đo dòng điện của pha không lắp bộ hỗ cảm dòng điện phải bảo đảm dòng điện chạy qua ampe kế là tổng dòng điện của hai pha. Khi đấu dây theo hình (a), cực tính của bộ hỗ cảm hai pha A, C giống nhau. Khi công tắc chuyển đổi sang vị trí “0”, thì dòng điện chạy qua ampe kế là a + c , cho nên ampe kế chỉ thị chính xác trị số của b . Sơ đồ véc tơ của dòng điện cách đấu dây này như hình (c). Nếu đấu dây theo hình (b) thì cực tính của bộ hỗ cảm hai pha A, C ngược nhau. Khi tay gạt chuyển đến vị trí “0”, dòng điện chạy qua ampe kế là c + (- a ), sơ đồ véc tơ của nó như hình (d), chiều của Ia ngược với chiều của a trong hình (c), b đạt được không phải là dòng điện thực tế chạy qua trong pha B, cho nên chỉ thị trong ampe kế không phản ánh dòng điện thực tế của pha B. Cho nên cách đấu dây của hình (b) chính xác.

19 – 1 – 4
Hỏi: Khi dùng máy hiện sóng đo hình sóng của một số mạch thirixto, tại sao phải tháo dây tiếp đất trong đầu cắm của máy hiện sóng ra trước?
Đáp: Bởi vì một đầu của phụ tải thirixto của rất nhiều thiết bị là tiếp đất. Nếu không tháo dây tiếp đất trong dây nguồn ba lõi của máy hiện sổng thì khi đo sẽ gây ngắn mạch linh kiện thirixto qua đầu tiếp đất của bút thử máy hiện sóng, dây tiếp đất của nguồn điện và dầu tiếp đất của phụ tải, làm cháy linh kiện thirixto. Cho nên, dùng máy hiện sóng đo hình sóng một số mạch điện thirixto, trước tiên phải tháo dây đất trong ổ cắm nguồn điện của máy hiện sóng. Nhưng trước khi tháo dây đất nguồn điện của máy hiện sóng, cần kiểm tra vỏ ngoài máy hiện sóng xem có rò điện, nhằm tránh sự cố điện giật trong sử dụng.

19 – 1 – 5
Hỏi: Tại sao khi tiến hành đo điện trở một chiều của nhóm cuộn dây biến áp, dòng điện chạy qua cuộn dây không nên vượt quá 20% dòng điện định mức, còn khi tiến hành đo điện trở tiếp xúc của công tắc dầu, dòng điện càng lớn càng tốt, nhỏ nhất không được dưới 100 ampe?
Đáp: Khi đo điện trở một chiều của cuộn dây biến áp, do cuộn dây có điện cảm L và điện trở R, khi đo có thời gian nạp điện tương đối lâu (theo To=L/R thông số thời gian giảm). Khi trong cuộn dây thông qua dòng điện tương đối lớn (lớn hơn 20% dòng điện định mức) sẽ làm nóng cuộn dây, nhiệt độ tăng cao thì trị số điện trở một chiều đo được sẽ lệch lớn, sai số của nó thậm chí vượt quá tiêu chuẩn qui định. Cho nên, nói chung qui định dòng điện chạy qua cuộn dây không lớn hơn 20% dòng điện định mức của biến áp.
Khi đo điện trở tiếp xúc của công tắc dầu, điện cảm L  0, còn điện trở R cũng nhỏ hơn nhiều điện trở một chiều của cuộn dây biến áp, cho nên không cần thời gian nạp điện. Còn khi dòng điện càng lớn, tình hình tiếp xúc của đầu tiếp xúc càng tốt, cũng càng gần với tình hình vận hành nói chung. Còn khi dòng điện quá nhỏ, đầu tiếp xúc tiếp xúc không tốt sẽ xuất hiện kết quả thử nghiệm lệch lớn. Để bảo đảm độ chính xác đo, nói chung trong qui trình qui định dòng điện khi đo không nên nhỏ hơn 100 ampe.

19 – 1 – 6
Hỏi: Khi áp dụng phương pháp vôn kế và ampe kế để đo điện trở tiếp đất của thiết bị tiếp đất, tại sao phải đấu thêm biến áp cách ly?
Đáp: Để bảo đảm độ chính xác trị số đo của điện trở tiếp đất, qui định khi đo phải sử dụng nguồn điện xoay chiều. Nhưng nguồn điện 220, 380V thường dùng, nói chung đều áp dụng hình thức đấu nối dây trung tính trực tiếp tiếp đất. Nếu trực tiếp dùng để đo điện trở tiếp đất sẽ gây nên ngắn mạch tiếp đất, sinh ra dòng điệnngắn mạch, và do ảnh hưởng phân dòng khiến trị số dòng điện đo được không phải là trị số thực tế chạy qua thiết bị tiếp đất.
Sau khi đấu thêm biến áp cách ly như hình 19 – 1 – 6, do giữa sơ cấp, thứ cấp chỉ có liên hệ về từ mà không có liên hệ về điện, cho nên không gây ra ngắn mạch tiếp đất nguồn điện, khiến trị số dòng điện do được là trị số thực tế chạy qua thiết bị tiếp đất.

19 – 1 – 7
Hỏi: Tại sao máy hiện sóng phải sử dụng đầu dò? Có phải không dùng đầu dò thì không thể đo được?
Đáp: Trở kháng đầu vào của máy hiện sóng vô cùng cao, nếu dây đo không che chắn thì từ trường mạnh 50Hz của không gian sẽ sinh ra điện áp hàng trăm vôn trên đầu vào khiến không thể đo được. Đầu dò đấu nối bằng cáp điện đồng trục với máy hiện sóng, có thể che chắn nhiễu của từ trường điện không gian. Hơn nữa đầu dò có móc thể tích nhỏ, có thể phòng ngừa chạm với các điểm không đo chung quanh, gây ngắn mạch. Nhưng đầu dò nói chung đều làm cho tín hiệu suy giảm 10 lần. Muốn làm cho tín hiệu không suy giảm, có thể đùng dây đo làm bằng cáp điện đồng trục, đầu cuối của dây dùng kẹp mang cá có ống cách điện dẫn đến điểm đo thử.

19 – 1 – 8
Hỏi: Trong tủ cầu dao chỉ lắp một bộ hỗ cảm điện áp và hai bộ hỗ cảm dòng điện, định dùng một đồng hồ điện một pha để đo điện năng tiêu hao của ba pha, làm sao đấu dây?
Đáp: Trong rất nhiều tủ công tắc cao áp chỉ lắp một bộ hỗ cảm điện áp và hai bộ hỗ cảm dòng điện, khi chúng ta muốn tính tiêu hao năng lượng, nếu phối hợp với bộ hỗ cảm điện áp, dùng công tơ điện 1 pha, trong tình hình này chúng ta có thể chỉ dùng một công tơ điện một pha, chỉ cần đấu chéo dây ra thứ cấp của bộ hỗ cảm dòng điện rồi đấu vào công tơ điện là được.
Đó là do sau khi đấu chéo dây thứ cấp của bộ hỗ cảm dòng điện đã làm thay đổi pha của dòng điện hai pha, khiến dòng điện đưa vào đồng hồ điện bằng lần dòng điện mỗi pha, nên số đọc ghi trên đồng hồ điện một pha bằng điện năng tiêu hao của ba pha.

19 – 1 – 9
Hỏi: Tại sao không nên dùng công tắc đổi pha để đo dòng điện ba pha?
Đáp: Kết cấu của công tắc ba pha không được lý tưởng, khi đổi pha dòng điện sẽ xảy ra ngắt bên thứ cấp bộ hỗ cảm dòng điện. Điều đó không cho phép. Bởi vì khi ngắt bên thứ cấp bộ hỗ cảm dòng điện sẽ sinh ra điện áp cao, không những đánh thủng cách điện mà còn uy hiếp sự an toàn của con người. Cho nên, thiết bị sử dụng điện phụ tải ba pha cân bằng nói chung chỉ lắp một ampe kế, chỉ đo một pha trong ba pha, còn khi cần đo dòng điện ba pha thì phải dùng ba ampe kế.

19 – 1 – 10
Hỏi: Có ba phương pháp để đo nhiệt độ của thiết bị điện: phương pháp nhiệt kế, phương pháp điện trở, và phương pháp nhiệt ngẫu. Có thể tùy ý chọn lựa không?
Đáp: Nhiệt ngẫu và nhiệt kế nói chung dùng để đo nhiệt độ một điểm nào đó của thiết bị điện. Phương pháp điện trở chỉ có thể đo nhiệt độ bình quân, cho nên đo nhiệt độ bình quân của cuộn dây thường dùng phương pháp điện trở, còn khi đo nhiệt độ bề mặt nói chung dùng phương pháp nhiệt kế hoặc phương pháp nhiệt ngẫu.

19 – 1 – 11
Hỏi: Tại sao trị số nhiệt độ hiển thị trên nhiệt kế nhiệt ngẫu không bằng nhiệt độ thực tế của vật được đo?
Đáp: Trị số nhiệt độ trên nhiệt kế nhiệt ngẫu trên thực tế là hiệu nhiệt độ giữa đầu vật được đo (đầu nóng) với đầu đồng hồ (đầu nguội) (tức độ tăng nhiệt độ). Còn nhiệt độ thực tế của vật được đo phải bằng tổng của số đọc trên đồng hồ cộng với trị số nhiệt độ môi trường chung quanh.

19 – 1 – 12
Hỏi: Linh kiện cảm ứng nhiệt của điện trở nhiệt tại sao phải dùng hệ ba dây đấu vào cầu điện?
Đáp: Khi dùng điện trở nhiệt Rt để đo nhiệt độ từ xa đòi hỏi phải sử dụng dây dẫn tương đối dài để đấu nối vào mạch cầu, điện trở của dây dẫn sẽ gây ra sai số phụ không thể bỏ qua, khoảng cách càng lớn thì sai số càng lớn. Nếu dùng hệ 3 dây như hình (a) để đấu vào thì dây dẫn lần lượt đấu vào hai bên cầu khiến cầu điện cân bằng, như thể hiện ở hình (b), loại trừ được sai số phụ. Vì thế khi dùng điện trở nhiệt làm linh kiện cảm ứng nhiệt để đo hoặc điều khiển nhiệt độ từ xa, phải dùng hệ ba dây đấu vào cầu điện, độ dài và quy cách của dây dẫn phải bằng nhau.

19 – 1 – 13
Hỏi: Làm sao dùng phương pháp đơn giản để đo được công suất bộ chấn lưu đèn huỳnh quang?
Đáp: Có thể đấu bộ chấn lưu theo hình 19 – 1 – 13. Sau khi đóng công tắc K, đo trị số điện áp hai điểm A, B; sau đó căn cứ vào số liệu ở bảng kèm theo là có thể biết được trị số công suất của bộ chấn lưu.

Công suất bộ chấn lưu (oát) Điên áo giữa hai điểm A, B (vôn)
8 160
20 115
30 97
40 72

Nếu là chấn lưu tự quấn, khi trị số điện áp giữa hai điểm A, B đo thực tế khác với công suất tương ứng trong bảng thì có thể điều chỉnh khe hở lõi sắt chấn lưu (điện áp cao thì mở rộng khe hở lõi sắt, điện áp thấp thì thu hẹp khe hở lõi sắt).

19 – 1 – 14
Hỏi: Trên mâm phối điện thường lắp ba ampe kế, mỗi pha một cái, còn vôn kế chỉ có một cái, lắp thêm một công tắc đổi pha để thay thế vôn kế, tại sao?
Đáp: Bởi vì đa số sự cố đều phản ánh lên trên số đọc của dòng điện thường làm cho dòng điện ba pha không cân bằng. Để giúp người trực ban tiện nắm vững, dễ phát hiện, nhằm tránh xảy ra sự cố, cho nên phải mỗi pha một ampe kế. Còn tình hình ba pha không cân bằng về điện áp ít xảy ra, cho nên chỉ sử dụng một vôn kế và một công tắc đổi pha.

19 – 1 – 15
Hỏi: Khi sử dụng đồng hồ tần số kiểu bộ biến đổi 1L2 – H2 để đo tần số điện áp đấu máy phát điện, trong quá trình máy phát điện tăng điện áp kích thích hoặc dừng máy giảm áp, tại sao đồng hồ tần số thường xảy ra hiện tượng số đọc chỉ thị không đúng?
Đáp: Mạch điện của đồng hồ tần số kiểu bộ biến đổi 1L2 – H2 như thể hiện ở hình 19 – 1 – 15. Nó là một loại máy đo kiểu mới, một loại mạch điện, mạch chỉnh lưu và mạch phân cực chuyển dòng điện xoay chiều thành dòng điện một chiều tỉ lệ thuận với tần số của nó, lại thông qua đồng hồ chỉ thị (đồng hồ mA một chiều M) trực tiếp hiển thị ra số đọc tần số.
Máy phát điện sử dụng đồng hồ tần số này, trong quá trình tăng điện áp kích thích hoặc dừng máy giảm áp, do trị số điện áp xoay chiều hình sin đấu vào đồng hồ chưa đạt tới trị số điện áp mà đồng hồ cần thiết, cho nên mạch cắt sóng ổn áp trong mạch điện đồng hồ không có tác dụng, điện áp đầu vào của mạch vi phân RC không phải sóng vuông mà là sóng sin. Vì thế, điện áp đầu ra của nó cũng là điện áp sóng sin. Trị số bình quân của dòng điện chạy qua M sau khi chỉnh lưu lớn hơn nhiều so với trị số bình quân của dòng điện mạch xung đỉnh nhọn thiết kế chạy qua M khi tần số giống nhau, do đó chỉ thị của đồng hồ thường vọt lên trên, dẫn đến số đọc không chính xác.

19 – 1 – 16
Hỏi: Tại sao có lúc đấu nối tiếp thuận chiều cuộn dây thứ cấp của hai bộ hỗ cảm dòng điện để sử dụng?
Đáp: Bộ hỗ cảm dòng điện có cấp chính xác khác nhau. Mỗi cấp qui định sai số trị số và sai số góc của nó (gọi tắt là sai số). Nếu phụ tải thứ cấp của bộ hỗ cảm dòng điện không vượt quá trị số qui định thì sai số sinh ra có thể ở trong phạm vi qui định của cấp chính xác tương ứng. Nếu phụ tải thứ cấp vượt quá trị số qui định, sự cố sẽ tăng, cấp chính xác sẽ giảm. Nếu đấu nối tiếp thuận chiều cuộn dây thứ cấp của hai bộ hỗ cảm dòng điện để sử dụng, thì tỉ số biến đổi dòng điện không thay đổi, trở kháng phụ tải đầu vào không thay đổi, điện áp trên đầu trở kháng phụ tải cũng không thay đổi, nhưng điện áp trên cuộn dây thứ cấp của mỗi bộ hỗ cảm dòng điện chỉ bằng một nửa so với trước, phụ tải thực tế tương ứng của nó cũng giảm một nửa, từ đó sai số của nó cũng giảm, dễ đáp ứng yêu cầu cấp chính xác qui định.

19 – 1 – 17
Hỏi: Dùng bộ hỗ cảm dòng điện LH đem tín hiệu dòng điện ngẫu hợp đến thứ cấp đưa đến hai đầu điện trở R1 nhằm thu được tín hiệu điện áp tỉ lệ thuận với dòng điện (xem hình 19 – 1 – 17). Tại sao phải đấu thêm điện trở R2 và tụ C ở thứ cấp LH?
Đáp: R2 và C dùng để bù lệch pha còn dư của bộ hỗ cảm dòng điện. Dòng điện bên sơ cấp và dòng điện bên thứ cấp của bộ hỗ cảm dòng điện do ảnh hưởng của dòng điện kích từ không tải Io (bao gồm thành phần hữu công, vô công) nên không hẳn vừa đúng ngược pha (tức lệch pha 180o). Khi dòng điện phụ tải tương đối lớn, ảnh hưởng của Io không rõ rệt, I2 với I1 gần ngược nhau; khi dòng điện phụ tải tương đối nhỏ, do ảnh hưởng của Io, lệch pha giữa I2 với I1 sẽ lệch 180o tương đối rõ, dòng điện phụ tải càng nhỏ thì lệch xa càng lớn. Từ đó sinh ra lệch pha. Nếu chọn tham số R2 và C hợp lý thì có thể giảm thiểu sai số này.

19 – 1 – 18
Hỏi: Tại sao đo điện trở một chiều dưới 1Ω phải dùng cầu điện hai nhánh?
Đáp: Khi đo điện trở một chiều dưới 1Ω nếu dùng cầu điện một nhánh, do ảnh hưởng của điện trở dây dẫn và điện trở tiếp xúc chỗ dây nối với cầu điện sẽ sinh ra sai số rất lớn. Nếu dùng cầu điện hai nhánh để đo, vì trong cầu sử dụng mạch điện đặc biệt có thể loại trừ sai số trên, khiến đo chính xác. Cho nên đo điện trở một chiều dưới 1Ω nhất thiết phải dùng cầu điện hai nhánh.

19 – 1 – 19
Hỏi: Khi đo điện trở cách điện, tại sao phải qui định thời gian cho điện áp?
Đáp: Sau khi cho điện áp một chiều vào thì dòng điện chạy qua cách điện sẽ giảm theo sự tàng lên của thời gian cho điện áp. Đó là vì khi vừa cho điện áp một chiều vào, dòng điện hấp thu chạy qua cách điện làm cho môi chất cực hóa. Dòng điện hấp thu này sẽ suy giảm theo thời gian. Điện trở suất một chiều của cách điện được xác định dựa vào dòng điện dư. Cách điện khác nhau thì thời gian mất đi dòng điện hấp thu khác nhau. Nhưng đa số các vật liệu trong một phút, dòng điện đã đủ để ổn định, vì thế qui định lấy dòng điện sau một phút cho điện áp để tính điện trở suất. Như vậy là đã có tính có thể so sánh.

19 – 1 – 20
Hỏi: Tỉ số hấp thu cách điện của bộ biến thế điện trở cách điện thấp, thấp hơn ti số hấp thu cách điện của bộ biến thế điện trở cách điện cao phải không?
Đáp: Chưa chắc. Điện trở cách điện của bộ biến thế mà cách điện bì ẩm nghiêm trọng sẽ thấp mà tỉ số hấp thu cũng tương đối nhỏ. Nhưng điện trở cách điện là trị số đo được mà đồng hồ mê ga ôm quay đo một phút, còn tỉ số hấp thu là tỉ số của điện trở cách điện giữa một phút và 15 giây, mà tỉ số hấp thu còn phụ thuộc vào dung lượng của bộ biến thế. Cho nên trong tình hình chung, điện trở cách điện thấp, tỉ số hấp thu chưa chắc thấp. Nhất là đối với biến thế lớn, dung lượng của nó lớn, dòng điện hấp thu lớn. Vì thế tỉ số hấp thu tương đối cao. Còn biến thế cỡ nhỏ, dung lượng của nó nhỏ, thường thường điện trở cách điện cao, nhưng tì số hấp thu lại tương đối nhỏ.

19 – 1 – 21
Hỏi: Khi dùng thang diện áp khác nhau của đồng hồ vạn năng đo điện áp “điện cảm ứng” đối với đất, tại sao chênh lệch kết quả đo rất rõ?
Đáp: Thực chất “điện cảm ứng” là do tồn tại điện dung phân bố giữa cuộn dây với lõi sắt thông điện của thiết bị điện gây ra. Ví dụ, một biến thế mà lõi sắt không tiếp đất (Xem hình 19 – 1 – 21), điện dung phân bố giữa cuộn dây sơ cấp và lõi sắt có thể dùng tụ điện tương đương C để thay thế. Khi dùng thang điện áp của đồng hồ vạn năng để đo điện áp của “điện cảm ứng” đối với đất tương đương với điện áp nguồn điện U (220 vôn) đưn đến mạch điện nối tiếp do C và điện trở trong R của thang điện áp của đồng hồ vạn năng tạo thành, trị số điện áp mà đồng hồ vạn năng thể hiện chính là phân áp UR đạt được trên R.

Do U và C là trị số cố định, tức dung kháng tương đương XC cũng là trị số cố định, nhưng tầm đo của thang điện áp càng nhỏ thì R càng nhỏ, trị số điện áp đo được cũng càng nhỏ, cho nên kết quả đo khác nhau.

19 – 1 – 22
Hỏi: Khi đo điện trở cách điện của thiết bị, tại sao phải ghi lại nhiệt độ khi đo?
Đáp: Vật liệu cách điện của thiết bị đều chứa nước và các tạp chất hòa tan trong nước (như các loại muối, vật chất có tính axit v.v…) với mức độ khác nhau, tạo thành dòng điện dẫn. Nhiệt độ tăng cao sẽ tăng nhanh sự vận động của phân tử và ion trong môi chất, nước và tạp chất phân bố dài theo chiều hai cực của diện trường ,tăng thêm tính năng điện dẫn, vì thế nhiệt độ tăng cao, điện trở cách điện sẽ giảm rõ rệt theo hàm số mũ. Ví dụ nhiệt độ tăng cao 10oC thì điện trở cách điện B của máy phát điện giảm 1/1.9 ~ 1/2.8, điện trở cách điện cấp A của biến thế giảm 1/1.7 ~ 1/1.8. Thiết bị bị ẩm nghiêm trọng thì sự thay đổi theo nhiệt độ của điện trở cách điện càng lớn. Vì thế, khi quay đo điện trở cách điện phải ghi lại nhiệt độ môi trường. Nếu thiết bị đang vận hành dừng lại, cách diện chưa nguội hẳn thì còn phải ghi lại nhiệt độ thực sự trong cách điện để chuyển đổi điện trở cách điện đến cùng nhiệt độ nhằm tiến hành so sánh và phân tích.