Giáo trình máy điện (nghề điện công nghiệp) trường trung cấp nghề củ chi

1 TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN Tài liệu này thuộc loại sách giáo trình nên các nguồn thông tin có thể đƣợc phép dùng nguyên bản hoặc trích dùng cho các mục đích về đào tạo và tham khảo Cuốn giáo trình này dùng[.]

TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN Tài liệu thuộc loại sách giáo trình nên nguồn thơng tin đƣợc phép dùng nguyên trích dùng cho mục đích đào tạo tham khảo Cuốn giáo trình dùng cho học sinh hệ trung cấp lƣu hành nội trƣờng Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc sử dụng với mục đích kinh doanh thiếu lành mạnh bị nghiêm cấm LỜI GIỚI THIỆU Giáo trình Máy điê ̣n đƣợc biên soạn dựa Chƣơng trình khung Trình độ trung cấp nghề Điện công nghiệp Nội dung đƣợc biên soạn theo tinh thần ngắn gọn, dể hiểu Các kiến thức tồn giáo trình có mối liên hệ lơgíc chặt chẽ Tuy vậy, giáo trình phần nội dung chuyên ngành đào tạo, ngƣời dạy, ngƣời học cần tham khảo thêm giáo trình có liên quan ngành học để việc sử dụng giáo trình có hiệu Trong giáo trình cố gắng cập nhật kiến thức có liên quan đến mơn học phù hợp với học sinh trình độ Trung cấp nghề nhƣ cố gắng gắn nội dung lý thuyết với vấn đề thực tế thƣờng gặp sản xuất, đời sống để giáo trình có tính thực tiễn cao Khi biên soạn, ngƣời biên soạn cố gắng cập nhật kiến thức có liên quan đến nội dung chƣơng trình đào tạo phù hợp với mục tiêu đào tạo, nội dung lý thuyết thực hành đƣợc biên soạn gắn với nhu cầu thực tế học tập đồng thời có tính thực tiễn cao Nội dung giáo trình đƣợc biên soạn với thời gian đào tạo 150 gồm có: - Bài mở đầu - Bài 1: Máy biếp áp - Bài 2: Máy điện không đồng - Bài 3: Máy điện không đồng Mặc dù cố gắng nhƣng chắn không tránh khỏi khiếm khuyết Rất mong nhận ý kiến đóng góp ngƣời sử dụng để giáo trình đƣợc chỉnh sửa, bổ sung đƣợc hoàn chỉnh Củ Chi, ngày tháng năm 2019 Người biên soạn Trần Ngọc Phiên MỤC LỤC TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN LỜI GIỚI THIỆU GIÁO TRÌNH MƠ ĐUN: MÁY ĐIỆN .5 Bài mở đầu: KHÁI NIỆM CHUNG VỀ MÁY ĐIỆN .6 I ĐỊNH NGHĨA VÀ PHÂN LỌAI II CÁC ĐỊNH LUẬT CƠ BẢN LIÊN QUAN ĐẾN MÁY ĐIỆN III VẬT LIỆU CHẾ TẠO MÁY ĐIỆN IV CÂU HỎI ÔN TẬP BÀI 1: MÁY BIẾN ÁP 1.1 Khái niệm chung 1.2 Cấu tạo 10 1.3 Nguyên lý làm việc 11 1.4 Các đại lƣợng định mức 12 1.5 Máy biến áp pha 13 1.6 Mơ Hình Tốn MBA 18 1.7 Sơ Đồ Tƣơng Đƣơng Của MBA 19 1.8 MBA làm việc song song 23 1.9 Các máy biến áp đặc biệt 24 1.10 Quấn máy biến áp pha cỡ nhỏ 26 1.11 Thi công quấn dây máy biến áp pha công suất nhỏ 29 1.12 Câu hỏi ôn tập: 37 BÀI 2: MÁY ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ .40 2.1 Khái niệm chung máy điện không đồng 40 2.2 Cấu tạo động không đồng 41 2.3 Khái niệm từ trƣờng quay 44 2.4 Điện áp cảm ứng 45 2.5 Khái niệm trƣợt rotor 46 2.6 Ảnh hƣởng trƣợt lên tần số biên độ điện áp cảm ứng rotor 46 2.7 Mạch điện tƣơng đƣơng động cảm ứng pha 47 2.8 Q trình chuyển hóa lƣợng máy điện không đồng 50 2.9 Mở máy động cảm ứng 51 2.10 Điều chỉnh tốc độ động không đồng ba pha 55 2.11 Động không đồng pha 62 2.12 Động pha vòng ngắn mạch 63 2.13 Xây dựng sơ đồ khai triển dây quấn động kđb pha 64 2.15 : Xây dựng sơ đồ khai triển dây quấn động kđb pha 77 2.16 Dây quấn lớp 79 2.17 Dây quấn lớp 86 2.18 Xây dựng sơ đồ khai triển số dạng dây quấn đặc biệt động kđb pha 89 2.19 Đấu dây vận hành động 94 2.20 Tháo lắp động 95 2.21 Các bƣớc quấn dây động không đồng 98 2.22 Câu hỏi ôn tập: 104 BÀI 3: MÁY ĐIỆN ĐỒNG BỘ .144 3.1 Khái quát chung phân loại máy điện đồng 144 3.2 Cấu tạo, nguyên lý làm việc máy điện đồng 144 3.3 Các phƣơng trình sơ đồ thay máy điện đồng 148 3.4 Quá trình biến đổi lƣợng máy điện đồng 149 3.5 Các chế độ làm việc máy điện đồng 150 3.6 Máy điện đồng làm việc chế độ động 152 3.7 Quấn lại dây quấn động đồng 155 3.8 Câu hỏi ôn tập: 160 3.9 MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU 162 TÀI LIỆU THAM KHẢO…………………………… …………………………205 GIÁO TRÌNH MƠ ĐUN: MÁY ĐIỆN Mã mơ đun: MĐ 14 Vị trí, tính chất, ý nghĩa vai trị mơđun: - Vị trí: Mơ đun học sau mơn sở nhƣ: An tồn lao động, Mạch điện Đo lƣờng điện - Tính chất: Là mô đun chuyên môn nghề, thuộc mô đun đào tạo nghề bắt buộc - Ý nghĩa mô đun: giúp học sinh hiểu giải thích đƣợc cấu tạo, nguyên lý nhƣ sửa chữa đƣợc máy biến áp, động không đồng bộ, máy phát điện đồng bộ… - Vai trị mơ đun: mơ đun chun ngành để học sinh có kiến thức học tiếp môn học nâng cao nhƣ: Trang bị điện, khí nén, PLC Mục tiêu mơ đun: -Về kiến thức: + Phân tích cấu tạo, nguyên lý máy biến áp, động không đồng bộ, máy phát điện đồng + Phân tính, khảo sát đặc điểm, đặc tính loại máy điện nói -Kỹ năng: + Nhận dạng đo kiểm, đấu dây vận hành sơ đồ + Hòa đồng máy phát + Vẽ, phân tích sơ đồ dây quấn + Dị tìm, phát sửa chữa khắc phục số hƣ hỏng - Năng lực tự chủ trách nhiệm: + Rèn luyện thái độ nghiêm túc, tỉ mỉ, xác học tập thực công việc… Nội dung mô đun: Bài mở đầu: KHÁI NIỆM CHUNG VỀ MÁY ĐIỆN I ĐỊNH NGHĨA VÀ PHÂN LỌAI Định nghĩa: Máy điện thiết bị điện từ , nguyên lý làm việc dựa vào tƣợng cảm ứng điện từ Dùng để biến đổi dạng lƣợng nhƣ: thành điện (máy phát điện) ngƣợc lại biến đổi điện thành (động điện), dùng để biến đổi thông số điện nhƣ: biến đổi điện áp (máy biến áp), biến đổi dòng điện (máy biến dòng), biến đổi tần số (máy biến tần).v.v… Phân loại: Máy điện có nhiều loại, đƣợc phân loại theo nhiều cách khác nhƣ:  Phân loại theo công suất  Phân loại theo cấu tạo  Phân loại theo chức Phân loại theo dòng điện Phân loại theo nguyên lý làm việc Nguyên lý máy phát điện động điện Tính thuận nghịch máy điện  Máy điện có tính thuận nghịch, nghĩa làm việc chế độ máy phát điện động điện: 3.1 Chế độ máy phát điện:cho động sơ cấp tác dụng vào dẫn lực học Fcơ dẫn chuyển động với tốc độ v từ trƣờng nam châm N – S (hình 1) dẫn cảm ứng sức điện động e nối vào hai cực Hình dẫn điện trở R tải, dòng điện I chạy dẫn cung cấp điện cho tải Nếu bỏ qua điện trở dẫn, điện áp đặt vào tải u = e Công suất điện máy phát cung cấp cho tải Pđ = ui = ei Dòng điện I nằm từ trƣờng tác dụng lực điện từ Fđt = Bil có chiều nhƣ hình Khi máy quay với tốc độ không đổi lực điện từ cân với lực động sơ cấp: F = Fđt Nhân hai vế với v ta có F v = Fđtv = Bilv = ei Nhƣ công suất động sơ cấp P = Fcơv đƣợc biến đổi thành công suất Pđ = ei nghĩa biến thành điện 3.2 Chế độ động điện: Cung cấp điện cho máy phát điện, điện áp U nguồn điện gây dòng điện I dẫn Dƣới tác dụng lực điện từ Fđt = Bil tác dụng lên dẫn làm dẫn chuyển động với tốc độ v có chiều nhƣ hình Hình Nhƣ cơng suất điện từ Fđt = ui đƣa vào động đƣợc biến thành công suất F = Fđtv trục động Điện đƣợc biến đổi thành Ta nhận thấy thiết bị điện từ tùy theo lƣợng đƣa vào mà máy điện làm việc chế độ động hay máy phát điện Mọi loại máy điện có tính chất thuận nghịch II CÁC ĐỊNH LUẬT CƠ BẢN LIÊN QUAN ĐẾN MÁY ĐIỆN Định luật cảm ứng điện từ a Trường hợp từ thông  biến thiên xuyên qua vịng dây  e Khi từ thơng  biến thiên xuyên qua vòng dây dẫn, vòng dây cảm ứng sức điện động Chiều sức điện động đƣợc xác định theo quy tắc văn nút chai (hình a.1) Hình a.1 Dấu + (hình a.1) chiều từ thơng từ ngồi vào Sức điện động cảm vịng dây đƣợc viết theo cơng thức Maxwell: Trong đó:  = n: gọi từ thơng móc vịng cuộn dây b Trường hợp dẫn chuyển động từ trường: Khi dẫn chuyển thẳng vng góc với đƣờng sức từ trƣờng, dẫn cảm ứng sức N điện động, chiều sức điện động đƣợc xác định B theo quy tắc bàn tay phải Có trị số là: e = Blv e Trong đó: v B (Tesla): từ cảm L (m) : chiều dài dẫn S V (m/s): vận tốc dẫn Định luật lực điện từ: i Fđt N B S Khi dẫn mang dịng điện đặt thẳng góc với đƣờng sức từ (trƣờng hợp động điện), dẫn chịu lực điện từ tác dụng vuông góc Chiều lực điện từ đƣợc xác định theo quy tắc bàn tay trái, có trị số : Fđt = Bil (N) Trong đó: B (T) : từ cảm i (A) : dòng điện l (m) : chiều dài dẫn III VẬT LIỆU CHẾ TẠO MÁY ĐIỆN Vật liệu chế tạo máy điện gồm: vật liệu dẫn điện, vật liệu dẫn từ, vật liệu cách điện vật liệu kết cấu Vật liệu dẫn điện: Vật liệu dẫn điện dùng máy điện tốt đồng chúng khơng đắt có điện trở suất nhỏ Ngồi cịn dùng nhơm hợp kim khác nhƣ đồng thau, đồng phốt Để chế tạo dây quấn ta thƣờng dùng đồng, nhôm Vật liệu dẫn từ: Vật liệu dẫn từ thƣờng đƣợc dùng để chế tạo phận mạch từ, ngƣời ta dùng vật liệu sắt từ để làm mạch từ nhƣ thép kỹ thuật điện, thép thƣờng, thép đúc, thép rèn Gang đƣợc dùng dẫn từ khơng tốt Vật liệu cách điện: Vật liệu cách điện dùng để cách ly phận dẫn điện với Trong máy điện vật liệu cách điện phải có cƣờng độ cách điện cao, chịu nhiệt tốt, tản nhiệt tốt, chống ẩm bền học Ngoài độ bề nhiệt chất cách điện bọc dây dẫn định nhiệt độ cho phép dây dẫn tải Vật liệu kết cấu: Vật liệu kết cấu vật liệu dùng để chế tạo chi tiết chịu tác động học nhƣ: trục, ổ trục, vỏ máy, nắp máy Trong máy điện, vật liệu kết cấu thƣờng là: gang, thép lá, thép rèn, kim loại màu hợp kim kim loại màu, chất dẻo IV.CÂU HỎI ƠN TẬP Giải thích ứng dụng định luật cảm ứng điện từ lực điện từ máy điện Các vật liệu chế tạo máy điện gì? BÀI 1: MÁY BIẾN ÁP Giới thiệu: - Máy biến áp thiết bị điện từ tĩnh làm việc nguyên lý cảm ứng điện từ để chuyển đổi điện áp mạng điện xoay chiều từ cấp điện áp sang cấp điện áp khác nhƣng giữ nguyên tần số Mục tiêu bài: - Mơ tả đƣợc cấu tạo, phân tích đƣợc nguyên lý làm việc máy biến áp pha ba pha - Xác định đƣợc cực tính đấu dây vận hành máy biến áp pha, ba pha kỹ thuật - Đấu máy biến áp vận hành song song máy biến áp - Tính tốn đƣợc thơng số máy biến áp trạng thái: khơng tải, có tải, ngắn mạch - Quấn lại đƣợc máy biến áp pha cỡ nhỏ - Chọn lựa máy biến áp phù hợp với mục đích sử dụng Bảo dƣỡng sửa chữa máy biến áp theo yêu cầu - Rèn luyện tính cẩn thận, tỉ mỉ, xác, tƣ khoa ho ̣c và sáng ta ̣o Nội dung chính: 1.1 Khái niệm chung Hình : Trạm biến áp Hình : Máy biến áp pha Máy biến áp đời nƣớc ta từ sớm, máy biến áp chủ yếu đƣợc sử dụng điện lực để nâng cao điện áp mạng điện truyền tải điện xa Khi đến hộ tiêu thụ, máy biến áp làm giảm điện áp xuống mức phù hợp với phụ tải cần sử dụng Khuynh hƣớng phát triển máy biến áp dùng loại vật liệu có từ tính tốt, tổn hao sắt từ thấp để nâng cao công suất truyền tải máy biến áp giảm nhỏ kích thƣớc Đồng thời dùng vật liệu dẫn điện dây nhôm thay cho dây đồng để giảm khối lƣợng máy biến áp Máy biến áp thiết bị điện từ tĩnh làm việc nguyên lý cảm ứng điện từ để chuyển đổi điện áp mạng điện xoay chiều từ cấp điện áp sang cấp điện áp khác nhƣng giữ nguyên tần số Máy biến áp thiết bị làm việc dƣới dạng mạch hai cửa, phía nối với nguồn gọi sơ cấp, đại lƣợng liên quan đến sơ cấp đƣợc ký hiệu kèm số 1, phía nối với tải đƣợc gọi thứ cấp, đại lƣợng liên quan đến thứ cấp đƣợc ký hiệu kèm số Ví dụ điện áp sơ cấp ký hiệu U1, Điện áp thứ cấp ký hiệu U2 U1 > U2 : Máy biến áp giảm áp U1 < U2 : Máy biến áp tăng áp 1.2 Cấu tạo Lõi thép máy biến áp (Transformer Core) Cuộn dây quấn sơ cấp (Primary Winding) Cuộn dây quấn thứ cấp (Secondary Winding) Ngồi cịn có phần khác nhƣ vỏ máy, cách điện, sứ đỡ, thiết bị làm mát, thùng giãn dầu,  Lõi thép: đƣợc tạo thành thép mỏng ghép lại, hình dáng có hai loại: loại trụ (core type) loại bọc (shell type) Loại trụ: đƣợc tạo thép hình chữ U chữ I Một lƣợng lớn từ trƣờng sinh cuộn dây sơ cấp không cắt cuộn dây thứ cấp, hay máy biến áp có từ thơng rị lớn Để cho từ thơng rị nhất, cuộn dây đƣợc chia với nửa cuộn đặt trụ lõi thép Loại máy biến áp đƣợc sử dụng rộng rãi, thƣờng đƣợc sử dụng điện áp cao nơi mà cách điện cuộn dây trở nên vấn đề cần quan tâm Loại bọc: đƣợc tạo thép hình chữ E chữ I Lõi thép loại bao bọc cuộn dây quấn, hình thành mạch từ có hiệu suất cao, đƣợc sử dụng rộng rãi Phần lõi thép có quấn dây gọi trụ từ, phần lõi thép nối trụ từ thành mạch kín gọi gông từ  Dây quấn sơ cấp (Primary Winding)  Dây quấn thứ cấp (Second Winding) Hình : Hình dạng máy biến áp pha loại trụ Hình : Hình dạng máy biến áp pha loại bọc Hình : Máy biến áp pha loại trụ Hình : Máy biến áp pha loại bọc 10 Dây quấn máy biến áp đƣợc chế tạo dây đồng nhơm, có tiết diện hình trịn hình chữ nhật Đối với dây quấn có dịng điện lớn, sử dụng sợi dây dẫn đƣợc mắc song song để giảm tổn thất dịng điện xốy dây dẫn Bên dây quấn đƣợc bọc cách điện Dây quấn đƣợc tạo thành bánh dây (gồm nhiều lớp) đặt vào trụ lõi thép Giữa lớp dây quấn, dây quấn dây quấn lõi thép phải cách điện tốt với Phần dây quấn nối với nguồn điện đƣợc gọi dây quấn sơ cấp, phần dây quấn nối với tải đƣợc gọi dây quấn thứ cấp Hình : Lắp ráp máy biến áp 1.3 Nguyên lý làm việc I2 I1 U1 E2 E1 N1 U2 N2 Hình : Nguyên lý làm việc máy biến áp Nguyên lý làm việc máy biến áp dựa vào tƣợng cảm ứng điện từ Đặt điện áp xoay chiều u1 vào dây quấn sơ cấp có dịng i1, dịng i1 tạo từ thơng xoay chiều  , từ thơng chạy mạch từ móc vịng qua cuộn sơ cấp thứ cấp cảm ứng sức điện động e1, e2 Nếu máy biến áp khơng tải (thứ cấp hở mạch) điện áp thứ cấp sức điện động e2 U2o = e2 Nếu thứ cấp đƣợc nối với tải Zt, dây quấn thứ cấp có dịng i2 11 Giả sử điện áp đặt vào hàm sin từ thơng sinh hàm sin:  =  msint Theo định luật cảm ứng điện từ ta có sức điện động hai dây quấn là: d dt d e  N dt e = - N1 d( m sin t )   N1 m cos t  N1 m sin(t  ) dt  Sức điện động chậm pha so với từ thơng  góc E 1m  N 1 m  2N 1 m thay vào: e1  N1  e1  E 1m sin(t   2)  E1  2.f N 1 m  E  4,44fN  m  4,44fN1 m  Tỉ số biến áp: K E1 N1  E2 N2 Bỏ qua điện áp rơi dây quấn sơ cấp thứ cấp E1  U1; E2  U2 hiệu suất máy biến áp cao nên xem cơng suất máy biến áp nhận vào phía sơ cấp cơng suất đƣa thứ cấp U1I1 = U2I2 K U1 I N1   U I1 N 1.4 Các đại lƣợng định mức  Điện áp dây định mức sơ cấp: U1 đm (V, KV)  Điện áp dây thứ cấp định mức: U2 đm (V, KV) điện áp dây bên thứ cấp máy biến áp không tải điện áp đặt vào sơ cấp định mức  Công suất định mức (dung lƣợng định mức) cơng suất biểu kiến phía thứ cấp máy biến áp : Sđm (VA, KVA), đặc trƣng cho khả chuyển tải lƣợng máy o Máy biến áp pha: Sđm = S2 =U2 đm I2 đm o Máy biến áp pha: Sđm = S2 = U2 đm I2 dm Nếu bỏ qua tổn hao máy biến áp, xem máy biến áp lý tƣởng ( Hiệu suất =1) Sđm = S2=S1  Dòng điện dây sơ cấp định mức: I1 đm (A) tƣơng ứng với công suất điện áp dây định mức bên sơ cấp o pha I đm  S đm U 1đm 12 o pha I 1đm  S đm (dòng điện dây điện áp dây) 3.U 1đm  Dòng điện dây thứ cấp định mức: I2đm (A) tƣơng ứng với công suất điện áp thứ cấp định mức I đm  I đm  S đm U đm S đm 3.U đm  Tần số định mức: fđm(Hz) tần số nguồn điện đặt vào sơ cấp  Điện áp ngắn mạch phần trăm: Un%  Tổ nối dây máy biến áp: cho biết kiểu nối dây sơ cấp thứ cấp, đồng thời cho biết góc lệch pha sức điện động dây sơ cấp sức điện động dây thứ cấp Vd:    11(330)  cos 2 : hệ số công suất tải  Hiệu suất  % 1.5 Máy biến áp pha Máy biến áp ba pha đóng vai trị quan trọng việc truyền tải phân phối điện Kết cấu lõi thép máy biến áp ba pha có loại, dựa vào liên quan hay không liên quan hai mạch từ mà phân thành mạch từ riêng mạch từ chung 5.1.1 Máy biến áp pha mạch từ riêng: Từ thông mạch từ ba pha độc lập nhƣ máy biến áp pha Các máy biến áp pha đƣợc nối lại với để hình thành máy biến áp ba pha B a X x C b Y 5.1.2 Máy biến áp pha mạch từ chung A Z y B a c z C b c 13 Nếu ghép từ máy biến áp pha lại với nhau, ta nhận thấy : Nếu điện áp ba pha đối xứng, nghĩa UR+US+UT = từ thơng mạch từ ba máy biến áp pha ghép lại tƣơng tự: R+S+T = Nhƣ trụ từ ghép chung ba mạch từ khơng cịn tác dụng Loại máy biến áp mạch từ chung có kết cấu gọn, sử dụng khối lƣợng mạch từ so với máy biến áp mạch từ riêng công suất, nhƣng việc lắp đặt, sửa chữa phải tiến hành toàn máy 5.1.3 Các kiểu kết nối MBA ba pha Dây quấn máy biến áp thực đấu nối theo dạng hình (ký hiệu “Y”) theo hình tam giác (ký hiệu “” hay “D”) Đấu Y ba đầu cuối nối lại với nhau, đấu  đầu đầu cuộn đấu vào đầu cuối cuộn dây Có bốn kiểu đấu dây: o Sơ cấp đấu tam giác, thứ cấp đấu tam giác (/), sử dụng cho điện áp trung bình nhƣ cơng nghiệp Hình : Nối / Một thuận lợi kiểu đấu máy biến áp bị hƣ hai máy biến áp cịn lại đƣợc vận hành theo kiểu đấu tam giác hở Kiểu đấu tam giác hở bảo đảm mối quan hệ pha Chú ý công suất máy biến áp lúc giảm xuống khoảng 58% cơng suất cịn đủ ba máy biến áp Ví dụ: Cơng suất máy biến áp pha 25kVA, tổng công suất ba máy 75kVA Nếu máy đƣợc tháo vận hành theo kiểu đấu tam giác hở cơng suất cịn lại là75kVA×58% = 43.5kV 14 o Sơ cấp đấu tam giác, thứ cấp đấu (/Y), sử dụng phổ biến cơng nghiệp thƣơng mại Hình :Nối /Y o Sơ cấp đấu sao, thứ cấp đấu tam giác (Y/), sử dụng cho giảm áp Hình :Nối /Y o Sơ cấp đấu sao, thứ cấp đấu (Y/Y), đƣợc sử dụng vấn đề điều hồ cân 15 Trong máy biến áp truyền tải điện năng, phía cao áp thƣờng đấu Y phía hạ áp thƣờng đấu  vì: U  Khi đấu Y: điện áp pha nhỏ điện áp dây lần, (U p  d ) , vấn đề cách điện máy giảm, chi phí giảm Cá cuộn dây điện áp cao máy biến áp hoạt động 100 000 V thƣờng đƣợc đấu Y U  Khi đấu  dòng Ip < Id lần (U p  d ) , đƣờng kính dây dẫn giảm nhỏ, thuận tiện cho việc chế tạo Ơcác máy biến áp phân phối thƣờng phía hạ áp đấu Y0 để cung cấp cho phụ tải hỗn hợp: vừa cần điện áp dây, vừa cần điện áp pha 5.1.4 Tổ nối dây máy biến áp ba pha Tổ nối dây máy biến áp biểu thị góc lệch pha sức điện động dây sơ cấp sức điện động dây thứ cấp, phụ thuộc vào yếu tố: Chiều quấn dây, cách ký hiệu đầu dây kiểu đấu dây sơ cấp thứ cấp - Chiều quấn dây Với máy biến áp pha, việc chọn đầu đầu hay đầu cuối không quan trọng, nhiên với máy biến áp ba pha, việt đánh dấu đầu đầu đầu cuối phải thực xác để cho chiều quấn dây ba pha phải chiều Nếu có pha khơng chiều điện áp dây lấy ba pha tính chất đối xứng - Ký hiệu đầu dây Cuộn dây sơ cấp: Đầu đầu :A, B, C Đầu cuối : X, Y, Z Trung tính : O N Cuộn dây thứ cấp : Đầu đầu : a, b, c Đầu cuối : x, y, z Trung tính : o n A B C B Z UBC A UAB UCA X Y a) C b) B Chiều quấn dây cực tính cuộn dây c) - Xác định tổ nối dây:  Kiểu đấu dây vẽ đồ thị vectơ sức điện động dây quấn sơ cấp sức điện động dây quấn thứ cấp 16  Xác định vectơ điện áp dây sơ cấp thứ cấp  sức điện động dây sơ cấp đƣợc biểu thị kim dài đồng hồ đặt vị trí số 12  Căn vào góc lệch pha sức điện động dây sơ cấp sức điện động dây thứ cấp để biểu thị sức điện động dây thứ cấp kim ngắn đồng hồ vị trí tƣơng ứng với góc độ theo chiều thứ tự pha Việc sản xuất nhiều máy biến áp có tổ đấu dây khác bất tiện đƣa vào sử dụng, thực tế thƣờng sản xuất máy biến áp loại Y/Y0 – 12; Y/Yn – 0; Y/ - 11; Y0/ - 11 Ví dụ 1: xác định tổ đấu dây máy biến áp sau: A B C B EB EA X Y b EC Z c b Ví dụ 2: y A B X x Y y a b EA A Ebc z z Eab B A Eab x C Z Y B X a C x c 360 Y/y_12 y Eca C a Z z Y/y_6 c 5.1.5 Tỉ số biến áp Tỉ số máy biến áp pha tỉ số điện áp dây sơ cấp điện áp dây thứ cấp K U1P U 2P 17 Do tỉ số biến áp phụ thuộc vào tỉ số vòng dây sơ cấp, thứ cấp, tổ đấu dây Ví dụ: xét tỉ số biến áp trƣờng hợp sau:  Tổ nối dây: Y  K U 1p U 2p  U d1 3U d  Tổ nối dây: Y/ Y0 K U1p  U 2p U d1 / U d1  Ud2 / Ud2 Nhƣ vậy: máy biến áp pha tỉ số biến áp phụ thuộc vào tỉ số vòng dây ( N1 ) máy biến áp pha cịn phụ thuộc vào tổ nối dây N2 1.6 Mơ Hình Tốn MBA Quan hệ điện áp sơ cấp thứ cấp quan hệ điện từ Do để thuận tiện q trình phân tích MBA, tính tốn tốn có liên quan đến MBA hệ thống điện, nguời ta thay MBA mơ hình toán hay mạch điện tƣơng đƣơng Việc quy đổi hay thay phải không làm thay đổi trình vật lý xãy MBA nhƣ cơng suất truyền tải, tổn hao MBA Và để tạo nên mạch điện mạch sơ cấp thứ cấp phải liên kết đƣợc với nhau, thơng số mạch thứ cấp phải đƣợc quy đổi tƣơng đƣơng sơ cấp Sức điện động điện áp ( E2' ; U 2' ) k E1 N1   E1  k E2 E2 N Gọi E2' sức điện động thứ cấp quy đổi sơ cấp, E2'  E1  k E2 Tƣơng tự ta có : U 2'  k U Dòng điện ( I 2' ) Việc quy đổi dịng điện phải đảm bảo cơng suất truyền qua MBA trƣớc sau quy đổi phải E2 I  E2' I 2'  I 2'  E2 E I I2  I2  ' E2 E1 k Điện trở, điện kháng, tổng trở ( R2' , X 2' , Z 2' ) I 22 I R2  I R  R  '2 R2  k R2 I2 2 Tƣơng tự : '2 ' ' X 2'  k X Z 2'  k Z Nhƣ sau quy đổi, ta có hệ phƣơng trình mơ tả tốn học MBA nhƣ sau : 18 U1   E1  I1.Z1  ' ' ' U  E2  I2 Z  I  I  I'  1.7 Sơ Đồ Tƣơng Đƣơng Của MBA U1   E1  I1.Z1  Từ U 2'  E2'  I2 Z 2'  I  I  I'  Ta có mạch điện tƣơng đƣơng thoả mản hệ phƣơng trình nhƣ sau : r1 x1 r2' x2' I0 I1  E1 U1  I2' rm -U2' Z t' xm I0 đƣợc xem nhƣ thành phần tạo nên từ thơng lõi thép Zm=Rm+jXm tổng trở từ hoá mạch từ MBA, Thông thƣờng Zm>>Z1 Z2 nên để đơn giản q trình tính tốn mà khơng gây sai lệch nhiều kết ta có sơ đồ tƣơng gần : Rn Xn I1   I2' U1 Với -U2' Z t' Rn  r1  r2' X n  x1  x2' Z n  Rn  jX n : Tổng trở ngắn mạch MBA Xác Định Các Tham Số MBA 7.7.1 Thí nghiệm khơng tải: A U1đm I0 + W P0 A a V2 U20 V1 X x 19 Trong thí nghiệm ta có: I0 , P0 , U1 đm , U20  Tổng trở máy biến áp lúc không tải: U Z  1đm I0  Điện trở khơng tải P r0  20 , P0 : tổn hao thép PFe I0 Z1  Điện kháng không tải x0  Z  r 2 r1 x1 rm I1 = Io U1đm Zm xm Z0 = Z + Z m r0  r1  rm x  x1  x m Z1  Z m r1  rm x  x m Nên Z0  Zm r0  rm x0  xm  Tỉ số biến áp: k E1 U1ñm  E2 U 20  Hệ số cơng suất khơng tải cos   P0 U1đm I Không cho máy biến áp làm việc không tải non tải lúc hệ số cơng suất thấp 7.7.2 Thí nghiệm ngắn mạch: A In + W Pn A a X x U1đm V Un 20 ... việc Nguyên lý máy phát điện động điện Tính thuận nghịch máy điện  Máy điện có tính thuận nghịch, nghĩa làm việc chế độ máy phát điện động điện: 3.1 Chế độ máy phát điện: cho động sơ cấp tác dụng... THIỆU Giáo trình Máy điê ̣n đƣợc biên soạn dựa Chƣơng trình khung Trình độ trung cấp nghề Điện công nghiệp Nội dung đƣợc biên soạn theo tinh thần ngắn gọn, dể hiểu Các kiến thức tồn giáo trình. .. ei Nhƣ công suất động sơ cấp P = Fcơv đƣợc biến đổi thành công suất Pđ = ei nghĩa biến thành điện 3.2 Chế độ động điện: Cung cấp điện cho máy phát điện, điện áp U nguồn điện gây dòng điện I dẫn