………… o0o………… \ Đồ án "Thiết kế máy biến áp điện lực" LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Thiết kế máy biến áp điện lực ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP LỜI NÓI ĐẦU Máy điện loại hệ điện từ gồm có mạch từ mạch điện liên quan với Mạch từ gồm phận dẫn từ khe hở khơng khí Mạch điện gồm hai nhiều dây quấn chuyển động tương phận mang chúng Máy biến áp hệ thống biến đổi cảm ứng điện từ dùng để biến đổi dòng điện xoay chiều từ điện áp thành dịng điện xoay chiều có điện áp khác Các dây quấn mạch từ đứng yên trình biến đổi từ trường để sinh sức điện động cảm ứng dây quán thực phương pháp điện Mặt khác, máy biến áp cịn có vai quan trọng kinh tế quốc dân công nghiệp, nôn nghiệp, giao thông vận tải, hệ điều khiển… Ở đồ án thiết kế máy biến áp ngâm dầu em làm theo trình tự sau: Khái niệm chung thiết kế máy biến áp Tính tốn sơ chọn kích thước chủ yếu Tính tốn dây quấn máy biến áp Tính tốn ngắn mạch Tính tốn kết cấu mạch từ Tính tốn nhiệt Phần chun đề: So sánh cơng nghệ hiệu SV: Liêu Quang Huy - Lớp: TBĐ-ĐT LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Thiết kế máy biến áp điện lực ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trong trình thiết kế mơn học thời gian có hạn kiến thức cịn hạn chế Nên việc tính tốn khơng khỏi thiếu sót Mong thầy, cho nhận xét để đồ án hoàn thiện Em xin cảm ơn thầy Nguyễn Đức Sỹ tận tình giúp đỡ, tạo điều kiện cho em để hoàn thành tốt đồ án hoc em học hỏi nhiều vấn đề máy biến áp thời gian khai thác Xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày tháng năm 2004 Người thiết kế Liêu Quang Huy SV: Liêu Quang Huy - Lớp: TBĐ-ĐT LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Thiết kế máy biến áp điện lực ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CHƯƠNG I: KHÁI NIỆM CHUNG VỀ THIẾT KẾ MÁY BIẾN ÁP 1.1 ĐẠI LƯỢNG Máy biến áp điện lực phận quan trọng hệ thống điện Để truyền tải điện từ trạm phát điện đến hộ tiêu thụ cần phải có đường dây tải điện Nếu khoảng cách nơi sản xuất hộ tiêu thụ lớn vấn đề lớn đặt cần giải là: Việc truyền tải điện xa cho kinh t M áy phátđiện Tăngáp G iảm áp Như ta biết, công suất truyền tải trêndf dây điện áp tătng cao dịng điện chạy đường dây giảm xuống, làm tiết diện dây nhỏ trọng lượng chi phí dây dẫn giảm xuống Đồng thời tốn hao lượng đường dây giảm xuống Vì muốn truyền tải cơng suất lớn xa tổn hao tiết kiệm kim loại màu đường dây người ta phải dùng điện áp cao đường 35, 110, 220kV 500kV Trên thực tế máy phát điện khơng có khả phát điẹn cao thường đến 21kV cùng, cần phải có thiết bị để tăng áp đầu đường dây lên Mặt khác hộ tiêu thụ thường yêu cầu điện áp thấp từ 0,4 đến 6kV tới phải có thiết bị giảm điện áp xuống Những thiết bị dùn để tăng điện áp đầu máy phát điện tức đầu đường dây dẫn điện SV: Liêu Quang Huy - Lớp: TBĐ-ĐT LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Thiết kế máy biến áp điện lực giảm điện áp tới hộ tiêu thụ tức cuối đường dây dẫn gọi máy biến áp Thực hệ thống điện lực muốn truyền tải phân phối công suất từ nhà máy điện đến tận hộ tiêu thụ cách hợp lý thường phải qua ÷ tầng tăng giảm điện áp Do tổng công suất máy biến pá hệ thống điện lực thường gấp ÷ lần cơng suất trạm phát điện Những máy biến áp (máy biến áp) dùng hệ thống điện lực gọi máy biến áp điện lực hay máy biến áp công suất Từ ta thấy rõ máy biến áp làm nhiệm vụ truyền tải phân phối lượng khơng phải biến hố lượng Ngồi máy biến áp điện lực cịn có nhiều loại máy biến áp dùng ngành chuyên môn máy biến áp chuyên dùng cho lò điện luyện kim, máy biến áp hàn điện, máy biếnáp dùng thiết bị chỉnh lưu, máy biến áp dùng cho đo lường, thí nghiệm… Khuynh hướng phát triển máy biến áp thiết kế chế tạo máy biến áp có dung lượng thật lớn, điện áp thật cao, dùng nguyên liệu để giảm trọng lượng kích thước máy Về vật liệu dùng loại thép cán lạnh khơng có từ tính tốt mà tổn hao sắt lại nâng cao hiệu suất máy biến áp Khuynh hướng dùng dây nhôm thay dây đồng vừa tiết kiệm dây đồng vừa giảm trọng lượng máy phát triển Ở nước ta ngành chế tạo máy biến áp đời từ ngày hồ bình lặp lại Đến sản xuất khối lượng máy biến áp lớn nhiều chủng loại khác phục vụ cho nhiều ngành sản xuất nước xuất SV: Liêu Quang Huy - Lớp: TBĐ-ĐT LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Thiết kế máy biến áp điện lực 1.2 ĐỊNH NGHĨA VÀ NGUYÊN LÍ LÀM VIỆC Ta xét sơ đồ máy biến áp pha hai dây quấn Dây quấn có W1 vịng dây, dây quấn hai có W2 vòng dây quấn tren lõi thép Khi đặt điện áp U1 xoay chiều vào dây quấn có dịng điện i1, lõi thép sinh từ thơng φ móc vịng với hia dây quấn 2, cảm ứng sức điện động e1 e2 Dây quấn hai có sức điện động sinh dịng điện i2 đầu tải với điện áp U2 Như lượng dòng điện xoay chiều truyền từ dây quấn sang dây quấn Giả sử điện áp xoay chiều đặt vào hàm số hình sin từ thơng sinh hàm số hình sin Φ = Φm sin ω t Do theo định luật cảm ứng điện từ, sức điện động dây quấn là: dφ sinωt dφ e1= − W = − W m dt dt = -W1 ω φ m cosω t = (1) π 2E1.sin(ωt= − ) dφ sinωt dφ e2 = − W = − W m dt dt SV: Liêu Quang Huy - Lớp: TBĐ-ĐT LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Thiết kế máy biến áp điện lực ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP = -W2 ω φ m cosω t = (2) π 2E sin(ωt= − ) Trong đó: E1 = E2 = ωE1φm ωE 2φm = 4,44 f w1 φ m (3) = 4,44 f w2 φ m (4) Là giá trị hiệu dụng sđđ dây quấn Các biểu thức (1) (2) ta thấy sđđ cảm ứng dây quấn chậm pha so với từ thông sinh góc π Dựa vào biểu thức (3) (4) người ta định nghãi tỉ số biến đổi máy biến áp sau: K= E1 W ≈ E2 W Nếu không kể điện áp rơi dây quấn coi E1 = U1; E2 = U2 suy ra: K= E2 U ≈ E2 U Định nghĩa: Từ nguyên lý làm việc ta có định nghĩa máy biến áp sau: máy biến áp thiết bị từ đứng yên, làm việc dựa nguyên lý cảm ứng điện từ biến đổi hệ thống dòng điện xoay chiều điện áp thành hệ thống dòng điện xoay chiều điện áp khác với tần số khơng thay đổi Máy biến áp có hai dây quấn gọi máy biến áp hai dây quấn Dây nối với nguồn để thu lượng gọi dây quấn sơ cấp Dây quấn nối với tải để đưda lượng gọi dây quấn thứ cấp Ở máy biến áp dây quấn sáu dây sơ cấp thứ cấp SV: Liêu Quang Huy - Lớp: TBĐ-ĐT LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Thiết kế máy biến áp điện lực ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP dây quấn thứ ba với điện áp trung bình Máy biến áp biến đổi hệ thống xoay chiều pha gọi máy biến áp pha, pha gọi pha, ngâm dầu gọi máy biến áp dầu… 1.3 CÁC ĐẠI LƯỢNG ĐỊNH MỨC Các đại lượng định mức máy biến áp quy định điều kiện kỹ thuật máy Các đại lượng nhà chế tạo qui định thường ghi nhãn máy biến áp Dung lượng hay cơng suất định mức Sđm Là cơng suất tồn phần hay biểu kiến đưa dây quấn thứ cấp máy biến áp Đơn vị kVA hay VA… Điện áp dây sơ cấp định mức: U1đm Là điện áp dây quấn sơ cấp tính V hay kV Nếu dây quấn sơ cấp có đầu phân nhánh người ta ghi điện áp định mức đầu phân nhánh Điện áp dây thứ cấp định mức: U2đm Là điện áp dây dây quấn thứ cấp máy biến áp không tải điện áp đặt vào dây quấn sơ cấp định mức Đơn vị là: kV, V Dòng điện dây định mức sơ cấp I1đm thứ cấp I2đm Là dòng điện dây dây quấn sơ cấp thứ cấp ứng với công suất điện áp định mức Đơn vị A, kA Có thể tính sau: - Đối với máy biến áp pha: I1đm = S®m U 1®m ; I2đm = S®m U 2®m - Đối với máy biến áp pha: SV: Liêu Quang Huy - Lớp: TBĐ-ĐT LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Thiết kế máy biến áp điện lực ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP I1đm = S®m 3U 1®m ; I2đm = S®m 3U 2®m Tần số định mức Hz Thường máy biếnáp điện lực có tần số cơng nghiệp f = 50Hz Ngồi nhãn máy cịn ghi số liệu khác như: Số pha, sơ đồ tổ đấu dây quấn, điện áp ngắn mạch Un% chế độ làm việc ngắn hạn hay dài hạn phương pháp làm lạnh Sau hiểu khái niệm "định mức" cịn bao gồm tình trạng làm việc định mức máy biến áp mà khơng ghi nhãn máy như: η định mức, độ chênh lẹch định mức, nhiệt độ định mức môi trường xung quanh 1.4 SỬ DỤNG VẬT LIỆU TRONG CHẾ TẠO Việc tìm kiếm loại vật liệu nhằm mục đích cải thiện đặc tính cũ máy biến áp giảm tổn hao lượng, kích thước, trọng lượng, tăng độ tin cậy Khuynh hướng chung thường thay vật liệu qúy vật liệu rẻ tiền dễ tìm kiếm Như dùng dây nhơm thay dây đồng máy biến áp công suất nhỏ trung bình ví dụ Vật liệu tác dụng: Dùng để dẫn điện dây quấn, dẫn từ lõi thép - Vật liệu cách điện: Dùng để cách điện cuộn dây hay cuộn dây với phận khác vật liệu cactông, chất cách điện, sứ, dầu biến áp… - Vật liệu kết cấu: Dùng dể giữ bảo vệ máy biến áp bulông, vỏ máy SV: Liêu Quang Huy - Lớp: TBĐ-ĐT LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Thiết kế máy biến áp điện lực Việc thay đổi vật liệu dùng làm thay đổi q trình cơng nghệ quan trọng hay kết cấu máy biến áp Cho nên điều liên quan chặt chẽ đến tiến độ q trình cơng nghệ + Vật liệu quan trọng trước tiên ngành chế tạo máy biến áp tơn Silic hay cịn gọi thép kỹ thuật điện + Vật liệu tác dụng thứ hai kim loại dây quấn Trong nhiều năm đồng kim loại dùng chế tạo dây quấn mà thay đổi Vì ta biết đồng có điện trở suất nhỏ, dẫn điện tốt, dễ gia công (hàn, quấn) bảo đảm độ bền điện tốt Gần người ta có dùng nhơm thay đồng làm dây quấn Nhơm có ưu điểm nhẹ, sẵn hơn, rẻ hơn, tất nhiên có nhược điểm điện trở suất lớn dẫn điện hơn, độ bền lại khó khăn việc hàn nối Khi dùng nhơm thay đồng để đảm bảo cơng suất tương đương thể tích nhơm tăng lên, giá thành cơng việc chế tạo dây quấn, chi phí vật liệu cách điện, sơn tẩm… tăng lên Những khoản tăng bù lại gia sthành nhơm rẻ Nênnói chung giá thành tồn máy biến áp dây nhôm dây đồng thực tế không khác + Vật liệu cách điện phần lớn máy biến áp dùng dây quấn có cách điện giấy cáp, thuộc cách điện cấp A có nhiệt độ giới hạn cho phép +1050C Với chiều dày cách điện hai phía 0,45 - 0,5mm Việc dùng dây dẫn có cách điện cao E, B, F… khơng có ý nghĩa nhiệt độ cho phép dây quấn máy biến áp định không cấp cách điện vật liệu cách điện mà nhiệt độ cho phép dầu ngâm dây quấn Một loại cách điện hay dùng bọc dây men cách điện (emây) Song người ta dùng đến cách điện cấp B mà dùng dây cách điện cao Vì lý nhiệt độ SV: Liêu Quang Huy - Lớp: TBĐ-ĐT LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Thiết kế máy biến áp điện lực ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP - d5 = 15mm đường kính dây dẫn có bọc cách điện dây quấn HA - S5 = 53mm khoảng cách dây quấn CA vách thùng (bảng 32) Chiều rộng tối thiểu thùng (hình vẽ) B = D’’2 (S1 + S2 + d2 + S3 + S4 +d1).10-3 = 0,24464 + (10 + 10 + 10 + 33 + 10 + 20) 10-3 = 0,33764 (m) S1 = 10 S3 = 10 d1 = 20 S2 = 10 d2 = 10 D ©y dÉn ra CA D©y quÊn CA D ©y dÉn ra H A S4 = 10 D ©y quÊn CA Để tâm trụ máy biến áp ta lấy B = 0,35 m Chiều dài thùng dầu A = 3.D’’ + A22 + sS5 = 0,24464 + 0,008 + 0,053 = 0,85592 ≈ 0,86 (m) Chiều cao thùng máy H = lt + 2hg + n 10-3 + H2 SV: Liêu Quang Huy - Lớp: TBĐ-ĐT 52 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Thiết kế máy biến áp điện lực ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP = 0,35574 + 0,125 +40 10-3 + 1,5 200.10-3 = 0,94574 (m) ≈ 0,95 (m) Trong n =30: Chiều dày lót gông 2H2 khoảng cách tối thiểu từ gông đến nắp thùng, thiết kế cho đảm bảo đặt sứ xuyên, dây dẫn ra, điều chỉnh điện áp Các kích thước cánh sóng C = 10mm, b = 3000mm a = 2,5 C = 2,5 10 = 25mm Hs = H – 0,1 = 0,95 – 0,1 = 0,85 (m) Bề mặt xạ vách cánh sóng M bxs ( ) = 2( A − B ) + π B + 2.b.10−3 H s ( ) −3 = 2( 0,86 − 0,34) + π 0,34.300.10 0,85 = 3,39 (m2) Chiều dài khai triển bước cánh sóng C C ls = 2 b − + ( t− c) + π 10−3 2 2 −3 = ( 2b + t− 0,34C ) 10 Với t: chiều dài bước sóng t = (a + c + 2δ ) 10-3 = (25 + 10 + 2.0,8).10-3 = 0,0366 → ls = (2 300 + 36,6 – 0,43.10).10-3 = 0,6323 (m) Số lượng cánh sóng SV: Liêu Quang Huy - Lớp: TBĐ-ĐT 53 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Thiết kế máy biến áp điện lực ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 2.( A − B ) + π 2.( 0,86 − 0,34) + π.0,34 m = = t 0,0366 = 57,58 c¸nh ≈ 58 c¸nh 10 Bề mặt đối lưu vách thùng cánh sóng Mđl = m la Ks Hs 2 b 300 a 25 Với Ks = - α = 0,242 = 1− = 190 190 190 → Mdls = 58 0,6323 0,242 0,85 = 7,54 (m2) 11 Bề mặt hình học nắp thùng M n πb = n + bn ( ln − bn ) Với bn = B + 2bv = 0,34 + 0,6 = 1,54 (m) (Với bv = 0,6m) ln = A + 2bv = 0,86 + 0,6 = 2,06 →M n π.1,54 = + 1,54( 2,06 − 1,54) = 2m SV: Liêu Quang Huy - Lớp: TBĐ-ĐT 54 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Thiết kế máy biến áp điện lực ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 12 Bề mặt xạ tồn phần thùng cánh sóng Mbx = Mbxs + Mt + 0,5 Mn = 3,39 + 0,1 t m + 0,52 = 4,6 m2 13 Bề mặt đối lưu tồn phần thùng cánh sóng Mđl = Mđls + Mt + 0,5 Mn = 7,54 + 0,1 0,0366 58 + 0,5 = 8,75 (m2) Với Mt = 0,1 tm (m2) 14 Nhiệt độ chênh trung bình mặt ngồi ống đối lưu với khơng khí 1,05( pn + p0 ) θtk = 2,8M bx + 2,5M dl 0,8 1,05( 2067,34 + 337,065) = 2,8.4,6 + 2,5.8,75 0,8 (Với k = 1,05) = 30,830C 15 Nhiệt độ chênh dầu sát vách thùng so với thùng: k.( Po + Pn ) θdt = k1 ∑ M dl 0,6 0,165 1,05.337, 065 + 2067,34) ( = 1.0,165. 8,75 0,60 = 4,94(0C) 16 Nhiệt độ chênh dầu so với khơng khí Q'dk = Qdt + Qtk (0C) SV: Liêu Quang Huy - Lớp: TBĐ-ĐT 55 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Thiết kế máy biến áp điện lực ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP = 4,94 + 30,83 = 35,77 (0C) 17 Nhiệt độ chênh lớp dầu trếno với khơng khí phải đạt tiêu chuẩn (≤ 500C) Qdk = σ (Qdt + Qtk)= 1,2 (4,94 + 30,83) = 42,924 (0C) < 500C 18 Nhiệt độ chênh dây quấn khơng khí phải đạt tiêu chuẩn - Ở dây quấn hạ áp: Q 0k1 = Q 0dtb1 +Q 'dk = 5,922 + 35,77 = 41,6920C < 600C - Ở dây quấn cao áp: Q 0k2 = Q 0dtb2 +Q 'dh = 5,2657 + 35,77 = 410C < 600C 7.3 XÁC ĐỊNH SƠ BỘ TRỌNG LƯỢNG RUỘT MÁY, VỎ MÁY, DẦU Trọng lượng máy (trừ nắp máy) Gr ≈ 1,2 (Gdq + Gl) (kg) ≈ 1,2 (30,06 + 0,9045 + 44,948 + 0,0385 + 197,505) ≈ 328,1472 (kg) Gdq: trọng lượng toàn dây quấn dây dẫn Gl: trọng lượng lõi sắt 1,2: hệ số kể đến trọng lượng ruột máy tăng thêm cách điện kết cấu khác Thể tích thùng dầu SV: Liêu Quang Huy - Lớp: TBĐ-ĐT 56 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Thiết kế máy biến áp điện lực ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP π.B + ( 1− B ) B H Vt = π.0,337642 + (1 − 0,33764).0,33764 0,95 = = 0,2975 (m3) Thể tích ruột máy V= G r 328,1472 = = 0,0566 (m3) γr 5,8.10 Thể tích cánh sóng VCS = 58 πC π.102 −6 −6 c.(b − c)+ H = 10(300 − 10).10 + 10 58.0,85 VCS = 0,145 (m3) Trọng lượng dầu Gd = 1,05 [Vt - Vr + Vcs] γ dầu = 1,05 [0,2975 - 0,0566 + 0,145] 0,9 103 = 364 (kg) SV: Liêu Quang Huy - Lớp: TBĐ-ĐT 57 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Thiết kế máy biến áp điện lực ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP PHẦN CHUN ĐỀ TÌM HIỂU CƠNG NGHỆ MỚI CỦA CƠNG TY LIÊN DOANH CHẾ TẠO BIẾN THẾ ABB Trong năm gần công ty liên doanh chế tạo máy biến áp ABB đưa vào Việt Nam số công nghệ áp dụng cho máy biến áp phân phối đạt số hiệu đáng kể Sau tơi xin giới thiệu phân tích số ưu nhược điểm chúng MẠCH TỪ Công ty ABB trang bị máy cắt tôn tự động theo chương trình có khả cắt chéo góc tơn với góc cắt tuỳ ý Kết cấu ghép tơn thành lõi góc ghép mối nối nghiên nên giảm tổn hao khơng tải Xét trường hợp máy khơng tải ta có: - Theo công thức (5-19) tài liệu “Thiết kế máy biến áp điện lực” ta có: Po = Kgp Ktp Kcp Ktp [Pt Gt + Pg (Gg – Kd Gg) + Pr+ Pg Gg (Kn K’pg) + ΣPk η k Tk] = Kgp P’0 Với Kgp xác định theo bảng 43 – “Thiết kế máy biến áp điện lực” thì: Với mối nối thẳng: Kgp = 1,9 Với mối nối nghiêng: Kgp = 1,28 Tương tự với cơng suất từ hố khơng tải Q0 ta có: SV: Liêu Quang Huy - Lớp: TBĐ-ĐT 58 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Thiết kế máy biến áp điện lực Q0 = Kgi Q’0 Đáp ứng tiến độ việc sản xuất theo đơn đặt hàng khách hàng Tôn nhà máy nhập từ số nước tư phát triển Nhật, Thuỵ Điển Mỹ có chiều dầy 0,27 thuộc loại tôn cán nguội bất đẳng hướng Việc thiết kế tiết diện trụ khơng phải hình trịn thông thường nước khác làm mà hình Ovan, bậc Ưu điẻm loại mạch từ kiểu đơn giản cỡ tôn không phức tạp ghép thành lõi, tạo rãnh dầu lớn lõi Nhược điểm loại hệ số lấp đầy thấp, việc tận dụng không gian máy không triệt để phí dây đồng tăng lên Theo kiểu có lợi cơng nghệ sản xuất máy biến áp phân phối theo hình thức đặt hàng suất cao, thời gian chế tạo ngắn Việc ghép mạch từ có điểm khác với lối ghép kinh điển trước Mạch từ ghép đứng (trước thường ghép trạng thái nằm ngang) nên ghép trước gông nhầm lẫn ghép lẫn tơn khơng vào Chính phương pháp ghép mà suất ghép tăng lên bỏ thao tác ghép gông tháo ghép lại lắp cuộn dây Ngoài việc tăng suất kiểu ghép hạn chế tổn hao không tải vỗ, đập gõ, tháo lắp vào làm biến tính trầy xước sơn cách điện tôn silic Lõi ghép đồ gá nên ghép đến đâu chặt đến nên việc giám sát khe hở mối nối dễ dàng Cùng với việc cắt tơn máy tự động có độ bavia thấp, hệ số ép chặt cao yếu tố làm cho dịng khơng tải giảm nhiều so với tiêu chuẩn Việt Nam (bằng 1/3 đến nửa) SV: Liêu Quang Huy - Lớp: TBĐ-ĐT 59 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Thiết kế máy biến áp điện lực Cuối việc ép mạch từ có thay đổi so với cơng nghệ Việt Nam Mạch từ ép giữ nhờ lớp nhựa mỏng qt lên bề mặt ngồi Giữa tơn có lớp nhựa mỏng nên tôn liên kết chặt mà không cần phải ép đai chèn gỗ Công nghệ có ưu điểm làm cho tổn hao sắt giảm tơn khơng bị biến tính ép chặt đột lỗ Nhược điểm công nghệ cần sửa chữa mạch từ gặp phải khó khăn phải gỡ lớp nhựa DÂY QUẤN Sự đổi công nghệ chế tạo dây quấn cở công ty ABB thể khía cạnh sau: - Đầu tư máy quấn tự động có điều khiển theo chương trình Với việc sử dụng máy quấn dây kiểu suất quấn dây tăng, chất lượng quấn ổn định nhiên chủ yếu quấn hai loại dây quấn chủ yếu dây quấn hình trụ nhiều lớp dây dẫn trịn dây quấn từ băng đồng tức quấn máy biến áp phân phối cỡ không lớn - Sử dụng kiểu dây quấn từ băng đồng Theo phương pháp cuộn dây hạ áp vịng, có tiết diện lớn quấn từ băng đồng có chiều rộng chiều cao cuộn day Như trường hợp chiều cao vòng dây chiều cao dây quấn Đồng sử dụng đồng cuộn M1 trần (chưa cách điện) Khi quán thường người ta quấn với băng cách điện có chiều rộng lớn Quấn theo phương pháp thực chất quấn theo kiểu đồng tâm (vòng sau chồng lên vịng trước) Tấm cách điện đóng vai trị cách điện vòng dây SV: Liêu Quang Huy - Lớp: TBĐ-ĐT 60 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Thiết kế máy biến áp điện lực - Để lấy đầu vào cuộn dây người ta hàn vào đầu cuối băng đồng đồng (thanh cái) Việc hàn đồng có tiết diện tập trung lớn vào đồng mỏng thực thiết bị hàn hồ quang khí bảo vệ (CO2) để đảm bảo cho đồng không bị nhiệt cháy - Cách điện dùng trường hợp giấy cáp giấy điện thoại có chiều dày khác in lên lớp nhưạ cách điện Sau quấn xong đem gia nhiệt lớp nhựa chảy dính vào đồng làm thành khối đồng nhất, vừa đảm bảo tính tốt vừa đảm bảo toả nhiệt tốt Ưu điểm kiểu dây quấn đơn giản công nghệ chế tạo, lực ngắn mạch phân bố nên độ bền điện động cao Ngoại trừ việc hàn đồng vào mỏng càn có thiết bị cơng nghệ đắt tềin việc quấn cuộn dây có suất cao nhiều so với kiểu dây quấn hình trụ, dây dẫn chữ nhật dây quấn hình xoắn Việc in đám nhựa lên giấy cách điện khơng khó Nhược điểm kiểu dây quấn tản nhiệt khó nên dễ bị nóng cục số vịng dây dây quấn nhiều Việc sửa chữa phức tạp phải làm lớp nhựa lớp giấy đồng Phạm vi ứng dụng loại dây quấn tương đối rộng Phạm vi ứng dụng chủ yếu bị giới hạn độ dầy đồng Nếu đồng mỏng hàn vào đồng sản xuất khó, dễ bị cháy, tàn nhiệt khó khăn hơn, thông thường chiều dày đồng không nhỏ 0,1mm Thơng thường kiểu dây quấn áp dụng cho máy có điện áp 0,4KV, cơng suất từ 20KVA đến 300KVA SV: Liêu Quang Huy - Lớp: TBĐ-ĐT 61 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Thiết kế máy biến áp điện lực VỎ MÁY BIẾN ÁP Vỏ máy biến áp phân phối làm theo kiểu có nhiều cánh tản nhiệt “múi khế”, khơng có bình giãn dầu ống phịng nổ Công nghệ chế tạo loại vỏ đơn giản dễ tự động hoá Người ta sản xuất thép kiểu “múi khế” có chiều rộng chiều dài bất kỳ, tuỳ theo vỏ lớn hay cao cắt hàn lại cho đủ Như công nghệ chủ yếu chế tạo vỏ thùng ép để tạo cánh tản nhiệt tôn cơng nghệ hàn Vì tơn mỏng để đảm bảo hàn kín dầu nên người ta áp dụng cơng nghệ hàn hồ quang khí bảo vệ Máy biến áp sử dụng loại vỏ có đặc điểm khơng cần bình giãn dầu (bình dầu phụ) nóng lên lượng dầu nở chứa hết vào cánh tản nhiệt lúc nở tăng áp suất Khi máy nguội lượng dầu giảm, áp suất thùng giảm cánh tản nhiệt lúc thu lại cũ Như dầu nạp đày bình khơng có khơng khí nên hồn tồn loại trừ tượng hút ẩm, oxy hoá dầu thường xảy máy biến áp thông thường Việc nạp dầu vào máy biến áp công ty ABB thực thiết bị nạp dầu chân không,sau máy biến áp sấy khơ lị sấy chân không Với tất cải tiến nêu công ty ABB thu nhỏ đáng kể máy biến áp phân phối sản xuất nhà máy công ty SV: Liêu Quang Huy - Lớp: TBĐ-ĐT 62 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Thiết kế máy biến áp điện lực ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TÀI LIỆU THAM KHẢO Thiết kế máy biến áp điện lực Phan Tử Thụ - Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội - 1985 Giáo trình Máy điện Vũ Gia Hanh, Trần Khánh Hà, Phan Tử Thụ, Nguyễn Văn Sáu - Tập Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội - 1998 Máy điện Vũ Gia Hanh, Trần Khánh Hà, Phan Tử Thụ - Tập NXB Khoa học kỹ thuật - 1999 4.Thiết kế máy biến áp Phan Tử Thụ - Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội - 1067 SV: Liêu Quang Huy - Lớp: TBĐ-ĐT 63 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Thiết kế máy biến áp điện lực ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP MỤC LỤC Trang LỜI NÓI ĐẦU .1 LỜI NÓI ĐẦU CHƯƠNG I: .3 KHÁI NIỆM CHUNG VỀ THIẾT KẾ MÁY BIẾN ÁP 1 ĐẠI LƯỢNG .3 ĐỊNH NGHĨA VÀ NGUYÊN LÍ LÀM VI ỆC .5 CÁC ĐẠI LƯỢNG ĐỊNH MỨC .7 Dung lượng hay công suất định mức Sđm Điện áp dây sơ cấp định mức: U1đm Điện áp dây thứ cấp định mức: U2đm Dòng điện dây định mức sơ cấp I1đm thứ cấp I2đm Tần số định mức Hz 1.4 SỬ DỤNG VẬT LIỆU TRONG CHẾ TẠO 1.5 CÁC KẾT CẤU CHÍNH CỦA MÁY BIẾN ÁP 10 1.6 Lõi sắt kết cấu 10 Dây quấn .11 Hệ thống làm lạnh vỏ máy 11 MỤC ĐÍCH YÊU CẦU VÀ NHIỆM VỤ 12 Xác định đại lượng 12 Tính tốn kích thước chủ yếu .12 Tính toán dây quấn CA HA 13 Tính tốn ngắn mạch 13 Tính tốn cuối hệ thống mạch từ tham số không tả i máy biến áp 13 Tính tốn nhiệt hệ thống làm nguội máy biến áp 13 Tính toán lựa chọn số t iêu kết cấu 14 CHƯƠNG II: TÍNH TỐN CÁC KÍCH THƯỚC CHỦ YẾU CỦA MÁY BIẾN ÁP .15 2.1 XÁC ĐỊNH ĐẠI LƯỢNG CƠ BẢN .15 SV: Liêu Quang Huy - Lớp: TBĐ-ĐT 64 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Thiết kế máy biến áp điện lực ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 2 CHỌN CÁC SỐ LI ỆU XUẤT PHÁT VÀ TÍ NH CÁC KÍ CH THƯỚC CHỦ YẾU .16 CHƯƠNG III: TÍNH TỐN DÂY QUẤN 27 TÍ NH TỐN DÂY QUẤN HA .27 DÂY QUẤN CA .30 CHƯƠNG IV: TÍNH TỐN CÁC THAM SỐ NGẮN MẠCH 36 I V TỔN HAO .36 Trọng lượng dây quấn đồng dây quấn HA CA .36 Tổn hao (đồng) 36 Tổn hao phụ (đồng) .36 Tổn hao dây dẫn 37 Tổn hao vách thùng dầu chi t iế t kim loạ i khác (Pt ) t ính gần theo 38 Tổn hao ngắn mạch toàn phần 38 Mật độ dòng điện t rên bề mặt dây quấn .38 4.2 ĐIỆN ÁP NGẮN MẠCH 39 4.3 Thành phần tác dụng 39 Thành phần phản kháng 39 Điện áp ngắn mạch tồn phần 39 TÍNH TỐN LỰC CƠ HỌC KHÍ NGẮN MẠCH 39 Dịng điện Dòng điện Ứng suất Ứng suất Lực chiều xác lập ngắn mạch 39 ngắn mạch cực đại tức thờ i 39 nén dây quấn HA .40 nén dây quấn CA 41 trục : .41 CHƯƠNG V: TÍNH TỐN CUỐI CÙNG VỀ HỆ THỐNG MẠCH TỪ 42 CHƯƠNG VI: TÍNH TỔN HAO VÀ DỊNG KHƠNG TẢI .46 CHƯƠNG VIII: TÍNH TỐN NHIỆT 49 7.1 TÍNH TỐN NHIỆT CỦA DÂY QUẤN 49 Nhiệt độ chênh lòng dây quấn với mặt ngồi .49 Nhiệt độ chênh mặt dây quấn dầu: 50 SV: Liêu Quang Huy - Lớp: TBĐ-ĐT 65 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Thiết kế máy biến áp điện lực Nhiệt độ chênh trung bình dây quấn với dầu 50 TÍ NH TỐN NHI ỆT CỦA THÙNG .50 XÁC ĐỊNH SƠ BỘ TRỌNG LƯỢNG RUỘT MÁY, VỎ MÁY, DẦU .56 PHẦN CHUN ĐỀ 58 TÌM HIỂU CƠNG NGHỆ MỚI CỦA CƠNG TY LIÊN DOANH CHẾ TẠO BIẾN THẾ ABB 58 MẠCH TỪ .58 DÂY QUẤN .60 VỎ MÁY BI ẾN ÁP .62 TÀI LIỆU THAM KHẢO .63 SV: Liêu Quang Huy - Lớp: TBĐ-ĐT 66 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com ... Máy biến áp biến đổi hệ thống xoay chiều pha gọi máy biến áp pha Máy biến áp biến đổi hệ thống dòng điện xoay chiều pha gọi máy biến áp pha Máy biến áp ngâm dầu gọi máy biến áp dầu Máy biến áp. .. giảm điện áp Do tổng công suất máy biến pá hệ thống điện lực thường gấp ÷ lần cơng suất trạm phát điện Những máy biến áp (máy biến áp) dùng hệ thống điện lực gọi máy biến áp điện lực hay máy biến. .. luanvanchat@agmail.com Thiết kế máy biến áp điện lực ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP dây quấn thứ ba với điện áp trung bình Máy biến áp biến đổi hệ thống xoay chiều pha gọi máy biến áp pha, pha gọi pha, ngâm dầu gọi máy biến áp