Đồ án tốt nghiệp thiết kế máy biến áp 400kVA ngâm dầu

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Thiết kế máy biến áp 400kVA ngâm dầu LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Đồ án tốt nghiệp Thiết kế máy biến áp 400kVA ngâm dầu 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: ƒ Khái niệm chung thiết kế máy biến áp ƒ Tính tốn sơ chọn kích thước chủ yếu ƒ Tính tốn dây quấn máy biến áp ƒ Tính tốn ngắn mạch ƒ Tính tốn kết cấu mạch từ ƒ Tính tốn nhiệt ƒ Phần chun đề: So sánh cơng nghệ hiệu Trong q trình thiết kế mơn học thời gian có hạn kiến thức cịn hạn chế Nên việc tính tốn khơng khỏi thiếu sót Mong thầy, SV: Nguyễn Tuấn Long - Lớp: TBĐ - ĐT LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Đồ án tốt nghiệp Thiết kế máy biến áp 400kVA ngâm dầu 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 hồn 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 SV: Nguyễn Tuấn Long - Lớp: TBĐ - ĐT LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Đồ án tốt nghiệp Thiết kế máy biến áp 400kVA ngâm dầu CHƯƠNG I: KHÁI NIỆM CHUNG VỀ THIẾT KẾ MÁY BIẾN ÁP I.1 ĐẠI CƯƠNG 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 tế Máy phát điện Tăng áp Giảm áp Như ta biết, công suất truyền tải đường dây điện áp tăng cao dịng điện chạy đường dây giảm xuống, làm tiết diện dây nhỏ trọng lượng chi phí 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, 220 500KV Trên thực tế máy phát điện khơng có khả phát điện áp 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 dùng để tăng áp đầu máy phát tức đầu đường dây dẫn điện giảm điện áp tới hộ SV: Nguyễn Tuấn Long - Lớp: TBĐ - ĐT LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Đồ án tốt nghiệp Thiết kế máy biến áp 400kVA ngâm dầu 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 cơng suất máy biến áp hệ thống điện lực thường gấp – lần công suất trạm phát điện Những máy biến áp (MBA) dùng hệ thống điện lực gọi máy biến áp điện lực hay máy biến áp cơng 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 biến áp dùng thiết bị chỉnh lưu, máy biến áp dùng cho đo lường, thí nghiệm… Khuynh hướng phát triển máy biến áp thiết kế chế toạ 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 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 lập lại Đến sản xuất khối lượng máy biến áp lớn nhiều chủng loại khác phục vụ cho nhiều ngành sản xuất nước xuất I.2 ĐỊNH NGHĨA VÀ NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC Ta xét máy biến áp pha hai dây quấn Dây quấn có W1 vịng dây, dây quấn có W2 vịng dây quấn lõi thép Khi đặt SV: Nguyễn Tuấn Long - Lớp: TBĐ - ĐT LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Đồ án tốt nghiệệp Th hiết kế máy bbiến áp 400kkVA ngâm dầu d điệện áp Ut xo oay chiều vào v dây quuấn trongg có dịng điện i1, lõõi théép sinh r từ thơng g φ móc vịịng với hai dây quuấn 2, cảm ứng rra sứcc điện độn ng e1 e2 Dây quấnn hai cóó sức điện động sinh s dịnng điệện i2 đầu raa Tải vớ ới dòng điệện U2 N Như n lượngg dòngg điện xoaay chiiều đượ ợc truyền từ dây quấnn sang dây quấn Giả sử điện áp xoay chiềuu đặt vào hààm số hình sin từ t thơơng sinh s cũn ng hàm h hình siin Φ = Φmsinωt Do theo định luật cảm ứng ứ điện từ ừ, sức điệnn động tron ng dây quấấn v là: LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Đồ án tốt nghiệp Thiết kế máy biến áp 400kVA ngâm dầu dΦ dΦ.sin ωt = − W1 dt dt = − W1 ω.Φ m cos ωt e1 = − W1 ( 1) π⎞ ⎛ = 2E1 sin ⎜ ω − ⎟ 2⎠ ⎝ dΦ sin ωt dΦ = − W2 m dt dt = − W2 ω.Φ m cos ωt e2 = − W2 (2) π⎞ ⎛ = 2E sin ⎜ ω − ⎟ 2⎠ ⎝ Trong đó: ωE1φm Ei = E2 = = 4,44 F W1 Φm (3) = 4,44 F W2 Φm (4) ωE φm Là giá trị hiệu dụng sức điện động dây quấn Các biểu thức (1) (2) ta thấy sức điện động dây quấn chậm pha so với từ thơng sin góc π Dựa vào biểu thức (3) (4) người ta định nghĩa tỉ số biến đổi củ máy biến áp sau: K= E1 W1 ≈ E W2 Nếu khơng kể điện áp rơi dây quấn coi E1 = U1; E2 = U2 sauy ra: K= E1 U ≈ E2 U SV: Nguyễn Tuấn Long - Lớp: TBĐ - ĐT LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Đồ án tốt nghiệp Thiết kế máy biến áp 400kVA ngâm dầu Định nghĩa: Từ nguyên lý làm việc ta có định nghĩa máy biến áp sau: máy biến áp thiết bị điện từ đứng yên, làm việc dựa nguyên lý cảm ứng điện tử biến đổi hệ thống dòng điện xoay chiều diện áp thành hệ thống dòng điện xoay chiều điện áp khác với tần số không thay đổi Máy biến áp có hai quấn gọi máy biến áp hai dây quấn Dây nối với nguồn để thu lượng gọi dây quấn sơ cấp, máy biến áp dây quấn dây sơ cấp thứ cấp dây quấn thứ với điện áp trung bình Máy biến áp biến đổi hệ thống xoay chiều pha gọi máy biến áp phat, pha gọi pha, ngâm đầu gọi máy biến áp dầu… I.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 quy 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 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: U3đm 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 SV: Nguyễn Tuấn Long - Lớp: TBĐ - ĐT LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Đồ án tốt nghiệp Thiết kế máy biến áp 400kVA ngâm dầu 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: I1®m = S ®m ; U1®m I 2®m = S ®m ; U 2®m Đối với máy biến áp ba pha: I1®m = S ®m 3.U1®m ; I 2®m = S ®m 3.U 2®m ; Tần số định mức: Hz Thường máy biến áp điện lực có tần số cơng nghiệp f = 50Hz Ngồi nhãm 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” bao gồm tình trạng làm việc định mức máy biến áp mà khơng ghi nhãn máy như: η định mức, độ chênh lệch 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 thao lượng, kích thước, trọng lượng, tăng độ tin cậy Khuynh hướng chung thường thay vật liệu quý vật liệu rẻ tiền dễ tìm kiếm dùng dây nhơm thay dây đồng máy biến áp công suất nhỏ trung bình ví dụ Vật liệu dùng máy biến áp thường là: SV: Nguyễn Tuấn Long - Lớp: TBĐ - ĐT LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Đồ án tốt nghiệp Thiết kế máy biến áp 400kVA ngâm dầu − 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 với phận khác vật liệu catong, chất cách điện, sứ, dầu biến áp… − Vật liệu kết cấu: dùng để giữ bảo vệ máy biến áp bulong, vỏ máy Việc thay đổi vật liệu dùng đơi làm thay đổi q trình cơng nghệ quan trọng hay kết cấu máy biến áp Cho nên điều liên quan chặt chẽ đến tiến 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 liêu tác dụng thứ hai kim loại dây quấn Trong nhiều năm đồng kim loại dùng chế tạo dây quấn mà khơng có 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 khăn việc hàn nối Khi dùng nhôm thay đồng để đảm bảo công 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 giá thành nhơm rẻ Nên nói chung giá thành tồn máy biến áp 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 +1500C Với chiều dày cách điện hai phía 0,45 – 0,5mm Việc SV: Nguyễn Tuấn Long - Lớp: TBĐ - ĐT LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Đồ án tốt nghiệp M '®l = Thiết kế máy biến áp 400kVA ngâm dầu 1,05∑ P 2,5.θ 1,25 t.k ( ) − 1,25M bx ; m ∑P = Pn + P0 = 5458,72 + 1074,35 = 6533,07 (W) θt.k = 22,80C Vậy: M '®l = 1, 05.6533,07 2,5 ( 22,8 ) 1,25 ( ) − 1,12.10,76 = 43, 01 m VII.2 THIẾT KẾ THÙNG DẦU Căn vào bề mặt xạ đối lưu thùng vừa tính sơ để thiết kế thùng dầu, thùng dầu có chiều rộng 1,147 (m), chiều dài 1,87 (m), chiều cao 1,275 (m), hình dáng mặt thùng có tản nhiệt kiểu vách sóng Kiểu gần dùng phổ biến cho máy công suất từ 100 đến 630 KVA loại thùng chế tạo đơn giản, cánh sóng uốn trịn đầu hay ghép hai mép kỹ thuật hàn tiếp xúc lăn Có thể dùng bình giãn dầu khơng Khi khơng có bình giãn dầu dầu giãn nở tự cánh sóng nhờ độ đàn hồi củ cánh, thùng hồn tồn kín Chọn tản nhiệt có vách dạng cánh sóng đầu trịn b c a SV: Nguyễn Tuấn Long - Lớp: TBĐ - ĐT t 73 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Đồ án tốt nghiệp Thiết kế máy biến áp 400kVA ngâm dầu Bề mặt xạ vách thùng cánh sóng Mbx.s = [[2 (A + B) + π (B + 2b.10-3]] Hs Trong đó; b = 300mm chiều sâu lớn cánh sóng Hs = H – 0,1 = 1,275 – 0,1 - = 1,175 (m): Chiều cao cánh A = 1,8 (m); B = 1,1447(m) Vậy: Mbx.s = [2 (2,87 – 1,1447) + 3,14 (1,1447 + 300.10-3)’’Hs Mbx.s = 6,928 1,174 = 8,14 (m2) Bề mặt đối lưu thùng cánh sóng Mđl.s = m ls Ks Hs Trong đó: Ks hệ số tính đến mức độ đối lưu khó khăn khơng khí cánh sóng Ks = − α= α2 190 b a Chọn C = 20 mm: Chiều rộng tối thiểu khe dầu mà a = 2,5 ⇒ a = c 2,5C ⇒ A = 50 (mm) = 0,05 (m): chiều rộng khe khơng khí 0,3 =6 0,05 ⇒ α= ⇒ 62 Ks = − = 0,81 190 SV: Nguyễn Tuấn Long - Lớp: TBĐ - ĐT 74 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Đồ án tốt nghiệp Thiết kế máy biến áp 400kVA ngâm dầu + t = (a + b + δ): chiều dài bước sóng Trong đó: δ = 1,0mm = 0,001 (m) (chiều dày tôn) ⇒ t = 0,05 + 0,02 + 0,001 = 0,072 (m) + Chiều dài khai triển cánh sóng ⎡ ⎛ c⎞ c⎤ ls = ⎢2 ⎜ b − ⎟ + ( t − c ) + π ⎥ 2⎠ 2⎦ ⎣ ⎝ 0,02 0,02 ⎤ ⎡ ls = ⎢ 0,3 − + ( 0,072 − 0,02 ) + 3,14 2 ⎥⎦ ⎣ ls = 0,6634 (m) + Số lượng cánh sóng ⎡2 ( A − B ) + πB ⎤⎦ m= ⎣ t m= (1,87 − 1,447 ) + 3,14.1,1447 0,072 = 71 Vậy Mđl.s = 71 0,6634 0,81 1,175 = 44,83 (m2) Bề mặt xạ tồn phần thùng cánh sóng Mbx = Mbx.s + Mt + 0,5Mn Trong đó: Mt = 0,1t.m = 0,1 0,072 71 = 0,5112 (m2) Mt bề mặt phần vách thùng khơng có cánh sóng Mn bề mặt nắp thùng Mn = πb n + b n ( l n − b n ) : Bề mặt hình học nắp thùng Với: bn = B + bv = 1,1447 + 0,1 = 1,35 (m) ln = A + 2bv = 1,87 + 0,1 = 2,08 (m) SV: Nguyễn Tuấn Long - Lớp: TBĐ - ĐT 75 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Đồ án tốt nghiệp Thiết kế máy biến áp 400kVA ngâm dầu bn: Chiều rộng nắp thùng ln: Chiều dài nắp thùng bv = 0,1 (m): Chiều rộng vành nắp thùng ⇒ Mn = 3,14.1,35 + 1,35 ( 2,07 − 1,35 ) = 2,032 (m2) Hệ số 0,5 kể đến che khuất bề mặt nắp thùng chi tiết máy đặt nắp Vậy Mbx = 8,14 + 0,5112 + 0,5 2,032 = 9,67 (m2) Bề mặt đối lưu toàn phần thùng cánh sóng Mđl = Mđl.s + Mt + 0,5 Mn Mđl = 44,83 + 0,5112 + 0,5 2,032 = 46,36 (m2 VII.3 TÍNH TỐN CUỐI CÙNG NHIỆT ĐỘ CHÊNH CỦA DÂY QUẤN VÀ DẦU CỦA MÁY BIẾN ÁP Sau thiết kế kích thước thùng dầu, tính tốn Mbx, Mđl thùng cần phải kiểm tra lại nhiệt độ chênh thực tế dây quấn dầu khơng khí Nhiệt độ chênh thùng khơng khí θt.K ⎡ ( p + Pn ) ⎤ =⎢ ⎥ ⎣ 2,8M bx + 2,5M ®l ⎦ 0,8 Trong đó: K = 1,05 tính tốn máy biến áp θt.K ⎡ 1,05 (1044,35 + 5458,72 ) ⎤ =⎢ ⎥ ⎣ 2,8.9,67 + 2,5.46,36 ⎦ SV: Nguyễn Tuấn Long - Lớp: TBĐ - ĐT 0,8 = 22,850 C 76 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Đồ án tốt nghiệp Thiết kế máy biến áp 400kVA ngâm dầu Nhiệt độ chênh dầu sát vách thùng so với thùng θd.t ⎡ K ( p + Pn ) ⎤ = K1 0,165 ⎢ ⎥ ⎣⎢ ∑ M ®l ⎦⎥ 0,6 Trong đó: K1 = 1: làm lạnh dầu tự nhiên K = 1,05 P0 = 100W, Pn = 5458,72 (W) Mđl = 7,11 θd.t ⎡ 1,05 (1074,35 + 5458,72 ) ⎤ = 0,165 ⎢ ⎥ 46,36.46,36 ⎣ ⎦ 0,6 = 3,30 C Nhiệt độ chênh dầu so với khơng khí θ'd.k = θ d.t + θ t.k = 3,3 + 22,85 = 26,15 C Nhiệt độ chênh lớp dầu so với khơng khí phải đạt tiêu chuẩn θd.k = δ(θdt + θt.k) = 1,2 26,15 = 31,380C Vậy θd.k = 31,38 ≤ 500C (thoả mãn) Nhiệt độ chênh dây quấn với khơng khí phải đạt tiêu chuẩn θ0.k = θ0dtb + θ’d.k ≤ 600C + Đối với dây quấn hạ áp θ01.k = θ0d1tb + θ’d.k = 22,86 + 26,15 = 49,01 ≤ 600C + Đối với dây quấn cao áp θ02.k = θ0d2tb + θ’d.k = 32,2 + 26,15 = 58,35 ≤ 600C SV: Nguyễn Tuấn Long - Lớp: TBĐ - ĐT 77 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Đồ án tốt nghiệp Thiết kế máy biến áp 400kVA ngâm dầu CHƯƠNG VIII: XÁC ĐỊNH SƠ BỘ TRỌNG LƯỢNG RUỘT MÁY, VỎ MÁY, DẦU VÀ BÌNH GIÃN DẦU Ruột máy, vỏ máy, dầu bình giãn dầu máy biến áp tiến hành sau hoàn thiện thiết kế đầy đủ chi tiết máy biến áp Nhưng với tính tốn xác định sơ trọng lượng máy, cần thếit cho việc tính tốn kinh tế cần phải đánh giá phản ứng thiết kế Trọng lượng ruột máy (phần tác dụng) tức tồn lõi sắt có dây quấn dây dẫn (từ nắp máy) xác định gần Gr = 1,2 (Gdq + G1) ; (Kg) Trong đó: Gdq trọng lượng toàn dây quấn dây dẫn Gdq =GCu1 + GCu2 + Gr1 + Gr2 Gdq = 87,13 + 111,5 + 4,634 + 0,085 = 203,35 (kg) G1: Trọng lượng lõi sắt G1 = GT + Gg = 303,3 + 370,15 = 673, 5(Kg) Ta có hệ số trọng lượng máy tăng thêm cách điện kết cấu khác 1,2 Vậy Gr = 1,2 (203,35 + 673,5) = 1052,3 (Kg) Trọng lượng dầu Gd = 1,05 [(vt – vr) + Vcs] γdầu Trong đó: vr thể tích ruột máy vr = ( ) Gr ; m2 γr SV: Nguyễn Tuấn Long - Lớp: TBĐ - ĐT 78 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Đồ án tốt nghiệp Thiết kế máy biến áp 400kVA ngâm dầu Với γrCu = 5500 Kg/m3: Tỷ trọng trung bình ruột máy ⇒ vr = ( ) 1052,3 = 0,19135 m3 = 191,35(dm3) 5500 Vt: thể tích bên thùng dầu phẳng Vì đáy hình chữ nhật nê vt = A B H = 1,87 1,1447 1,274 = 2,73 (m3) hay vt ≈ 2730 (dm3) ⎡ πC ⎤ V cs = 71 ⎢ C ( b − c ) + ⎥ Hs ⎣ ⎦ ⎡ π0, 02 ⎤ v cs = 71 ⎢ 0, 02 ( 0,3 − 0,02 ) + 1,175 ⎥⎦ ⎣ vvs = 0,48 (m3) Vậy trọng lượng toàn dầu Gd 1,05[2,73 – 0,19135 + 0,48].0,9.103 Gd = 456,14 (Kg) Bình giãn dầu Theo quy định máy có dung lượng 100KVA trở lên có bình giãn dầu Bình giãn dầu thường dùng hép hàn chiều dày – 3mm đặt nằm nắp thùng Đối với loại thùng phẳng: Chiều dài bình giãn dầu: lgd =≤ 1,1447 (m) Đường kính bình giãn dầu Vg = (7 ÷10%) thể tích dầu thùng Vg = 0,7 Vd SV: Nguyễn Tuấn Long - Lớp: TBĐ - ĐT 79 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Đồ án tốt nghiệp Thiết kế máy biến áp 400kVA ngâm dầu Mà Vd = Vt - Vr = 2,73 – 0,19135 = 2,538 (m3) Vậy đường kính bình giãn dàu là: d= 4.Vg π.l gd = 4.0,177 = 0,1969 ( m ) 3,14.1,1447 Khối lượng bình giãn dầu Sxqgd = π R lgd = π.0,9845 1,1447 = 0,7 (m2) Chọn thùng giãn dầu có bề dầy 1,5 (mm) ⇒ Vgd = Sxqgd 0,0015 = 0,00105 (m3) Vậy trọng lượng bình giãn dầu Gd = Vgd γFe với γFe = 7850 Kg/m3 ⇒ Gd = 0,00105 7850 = 8,243 (Kg) SV: Nguyễn Tuấn Long - Lớp: TBĐ - ĐT 80 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Đồ án tốt nghiệp Thiết kế máy biến áp 400kVA ngâm dầu PHẦN CHUYÊN 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 không tải Xét trường hợp máy khơng tải ta có: - Theo cơng 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 ηk 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: Nguyễn Tuấn Long - Lớp: TBĐ - ĐT 81 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Đồ án tốt nghiệp Thiết kế máy biến áp 400kVA ngâm dầu 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) Cuối việc ép mạch từ có thay đổi so với cơng nghệ Việt Nam Mạch từ ép giữ nhờ lớp nhựa mỏng quét lên SV: Nguyễn Tuấn Long - Lớp: TBĐ - ĐT 82 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Đồ án tốt nghiệp Thiết kế máy biến áp 400kVA ngâm dầu bề mặt Giữa tơn có lớp nhựa mỏng nên tôn liên kết chặt mà không cần phải ép đai chèn gỗ Cơng 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 vòng trước) Tấm cách điện đóng vai trị cách điện vịng dây - 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 SV: Nguyễn Tuấn Long - Lớp: TBĐ - ĐT 83 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Đồ án tốt nghiệp Thiết kế máy biến áp 400kVA ngâm dầu - 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 vòng 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, thơng thường chiều dày đồng không nhỏ 0,1mm Thông thường kiểu dây quấn áp dụng cho máy có điện áp 0,4KV, công suất từ 20KVA đến 300KVA 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 công nghệ hàn SV: Nguyễn Tuấn Long - Lớp: TBĐ - ĐT 84 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Đồ án tốt nghiệp Thiết kế máy biến áp 400kVA ngâm dầu 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 hoàn toàn 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 khơng Với tất cải tiến nêu công ty ABB thu nhỏ đáng kể máy biến áp phân phối sản xuất nhà máy công ty SV: Nguyễn Tuấn Long - Lớp: TBĐ - ĐT 85 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Đồ án tốt nghiệp Thiết kế máy biến áp 400kVA ngâm dầu MỤC LỤC Trang Lời nói đầu Chương I: Khái niệm chung thiết kế máy biến áp I.1 Đại cương I.2 Định nghĩa nguyên lý làm việc I.3 Các đại lượng định mức 1.4 Sử dụng vật liệu chế tạo 1.5 Các kết cấu máy biến áp 10 1.6 Mục đích yêu cầu nhiệm vụ 12 Chương II: Tính tốn kích thước chủ yếu 14 II.1 Xác định đại lượng 14 II.2 Chọn số liệu xuất phát tính kích thước chủ yếu 15 Chương III: Tính tốn dây quấn máy biến áp 30 III.1 Các yêu cầu chung 30 III.2 Tính tốn dây quấn hạ áp 42 III.3 Tính tốn dây quấn cao áp 45 Chương IV: Tính toán tham số ngắn mạch 49 IV.1 Tổn hao ngắn mạch 49 IV.2 Xác định điện áp ngắn mạch 51 IV.3 Tính lực dây quấn 52 Chương V: Tính tốn cuối hệ thống mạch từ 57 V.1 Xác định kích thước cụ thể lõi sắt 57 SV: Nguyễn Tuấn Long - Lớp: TBĐ - ĐT 86 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Đồ án tốt nghiệp Thiết kế máy biến áp 400kVA ngâm dầu V.2 Tính tổn hao khơng tải 60 Chương VI: Tính tốn nhiệt máy biến áp 65 Chương VII: Tính toán nhiệt thùng dầu 71 VII.1 Tính tốn nhiệt thùng dầu 71 VII.2 Thiết kế thùng dầu 73 VII.3 Tính tốn cuối nhiệt độ chênh dây quấn dầu máy biến áp 76 Chương VIII: Xác định sơ trọng lượng ruột máy, vỏ máy, dầu bình giãn dầu 78 Trọng lượng dầu 78 Bình giãn dầu 79 Đường kính bình giãn dầu 79 Khối lượng bình giãn dầu 80 Phần chuyên đề: Tìm hiểu cơng nghệ cơng ty liên doanh chế tạo biến abb 81 Mạch từ 81 Dây quấn 83 Vỏ máy biến áp 84 SV: Nguyễn Tuấn Long - Lớp: TBĐ - ĐT 87 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com ... luanvanchat@agmail.com Đồ án tốt nghiệp Thiết kế máy biến áp 400kVA ngâm dầu giá đỡ đầu dây dẫn nối với sức xuyên ty để nắp máy? ?? máy biến áp dầu toàn lõi sắt có quấn dây dây dẫn ngâm thùng đựng dầu máy biến áp gọi... điện áp trung bình gọi la TA 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. .. máy biến áp dầu Máy biến áp không ngâm dầu gọi máy biến áp khô Hệ thống làm lạnh vỏ máy Khi máy biến áp làm việc, lõi sắt dây quấn có tổn hao lượng làm cho máy biến áp nóng lên Muốn máy biến áp