Chương 6 MÁY BIẾN ÁP ĐIỆN Lực Máy biến áp điện lực cũng như máy phát điện, là thiết bị chỉnh trong hệ thống điện Các máy biến áp điện lực được dùng để biến đổi điện năng từ điện áp này U1 sang điện áp[.]
Chương MÁY BIẾN ÁP ĐIỆN Lực Máy biến áp điện lực máy phát điện, thiết bị chỉnh hệ thống điện Các máy biến áp điện lực dùng để biến đổi điện từ điện áp U1 sang điện áp khác u2, phục vụ cho việc truyền tải phân phối nâng lượng điện Hiện nay, với máy biến áp điện lực tạo điện áp lớn, hàng trăm, chí hàng ngàn kĩlơvơn, cần thiết cho việc truyền tải lượng điện với công suất lớn tạo nhiểu cấp điện áp thấp để cung cấp điện trực tiếp cho phụ tải (220 ; 380 ; 660 V ) Các máy biến áp có vai trị quan trọng vể mặt kinh tế kỹ thuật hệ thống điện Nhờ có máy biến áp người ta xây dựng hệ thống điện lớn, đường dây có chiểu dài công suất truyền tải lớn Trong hệ thống điện đại, công suất tổng máy biến áp khoảng từ đến lẩn công suất tổng máy phát điện nhà máy điện Do vậy, việc nâng cao tiêu vể kinh tế kỹ thuật việc sản xuất vận hành máy biến áp mang lại hiệu không nhỏ Trong năm gần đây, người ta chế tạo máy biến áp công suất lớn điện áp cao, thời giảm đáng kể chi phí vể nguyên vật liệu, kích thước, trọng lượng, tổn thất nâng cao hiệu suất làm việc ; với máy biến áp lớn hiệu suất đạt đến 99,7% Có tiến đáng kể nhờ sản xuất loại thép kỹ thuật điện chất lượng cao, loại vật liệu cách điện mới, biện pháp hệ thống làm mát hiệu hơn, với việc tạo hình dáng cấu trúc hợp lý phận máy biến áp Có nhiều loại máy biến áp, cấu trúc chúng đa dạng, nghiên cứu sâu vể máy biến áp trình bày giáo trình máy điện Trong chương chủ yếu tìm hiểu đặc tính chúng, sở nghiên cứu cách ghép nối, tính tốn, chọn kiểu, sơ lượng cơng suất máy biến áp hệ thống điện 6.1 CÁC ĐẶC TRƯNG co BẨN CỦA MÁY BIEN áp điện Lực 6.1.1 CÁC LOẠI MÁY BIẾN ÁP ĐIỆN Lực o nhà máy điện trạm biến áp, người ta sử dụng máy biến áp tăng áp (Uj < u2) hạ áp (Uj > u2), máy biến áp hai dây quấn ba dây quấn, máy biến áp pha ba pha, máy biến áp tự ngẫu, máy biến áp có cuộn dây phân chia.* 253 Như biết, máy biến áp thông thường cuộn dây có điện áp khác cách ly hồn tồn với vể điện, chúng có liên hệ với từ trường, công suất truyển tải từ sơ cấp sang thứ cấp thực qua lõi thép theo nguyên lý cảm ứng điện từ Các máy biến áp gọi chung máy biến áp Ngồi cịn máy biến áp, cuộn dây khơng có liên hệ với từ, mà cịn có liên hệ trực tiếp vể điện, gọi máy biến áp tự ngẫu Trong trường hợp chung, không cấn phân biệt rõ cấu tạo, kiểu dáng loại, ta gọi chung máy biến áp Cúng máy biến áp khác, máy biến áp tự ngẫu có loại ba pha pha Máy biến áp ba pha có giá thành thấp, trọng lượng kích thước nhỏ so với tổ ba máy biến áp pha công suất, lắp đặt vận hành đơn giản Do vậy, tất trường hợp có thể, người ta đểu sử dụng máy biến áp ba pha Nhóm ba máy biến áp pha sử dụng công suất cấn chuyển tải lớn, không sản xuất máy biến áp ba pha có cơng suất cần thiết có khó khăn vể điều kiện vận chuyển máy vùng rừng núi, vùng sâu, vùng xa Về cách điện dùng máy biến áp, người ta phân biệt loại máy biến áp điện lực sau : - Cấp A : Các máy biến áp khô, lõi thép dây quấn cách điện cách điện rắn, chẳng hạn dùng nhựa cách điện - Cấp o : Các máy biến áp dầu, lõi thép dây quấn đặt thùng chứa dấu biến áp chất lỏng tổng hợp cách điện có điểm cháy nhỏ 300°C Chất lỏng vừa làm nhiệm vụ cách điện, vừa có tác dụng làm mát - Cấp L : Vế nguyên lý giống máy biến áp dầu, lõi thép dây quấn đặt thùng có chất lỏng tổng hợp có điểm cháy lớn 300°C Ví dụ hay dùng silicon, chất khó cháy khơng gây ô nhiễm 6.1.2 LÀM MÁT MÁY BIÊN ÁP Khi làm việc, có tổn thất lõi thép cuộn dây, máy biến áp sinh lượng nhiệt lớn Để giữ cho nhiệt độ phẩn máy biến áp nằm giới hạn cho phép, nhằm đảm bảo làm việc chắn máy biến áp suốt thời gian phục vụ nó, cần có biện pháp để liên tục tạo tỏa nhiệt tót từ máy biến áp vào mơi trường xung quanh, nghĩa cấn có làm mát máy biến áp cách hiệu Tùy thuộc vào cấu tạo, công suất máy biến áp, người ta sử dụng phương pháp làm mát khác Phương pháp làm mát máy biến áp nhà chê' tạo qui định Đối với nước Tây Âu, phương pháp làm mát ký hiệu chữ sau : hai chữ đấu chất làm mát phương pháp tuấn hoàn bẽn máy biến áp ; hai chữ sau chất làm mát phương pháp tuần hoàn bên máy biến áp Các mã chữ giải thích bảng 6.1 254 Bảng 6.1 Chất làm mát Ký hiệu hệ thơng làm mát Kỷ hiệu Tuần hồn chất làm mát Ký hiệu Dầu biến áp chất lỏng tổng sỉ 300°C hộp có điểm cháy hồn tự nhiên Tuần Các chất lỏng tổng hộp khác L Tuần hoàn cưỡng gián tiếp F Khí có điểm cháy > 300°C G Tuần hồn cưỡng trực tiếp D Khơng khí (biến áp khơ) N A Nước w VÍ dụ : AN - máy biến áp khô, làm mát tuần hồn khơng khí (A), tự nhiên (N) ONAN - máy biến áp dầu, làm mát tuấn hồn khơng khí tự nhiên : bên dấu (O), tuần hồn tự nhiên (N) ; bên ngồi khơng khí (A), tuần hoàn tự nhiên (N) (tương đương với hệ thống ký hiệu cũ Nga M) ONAF - máy biến áp dầu, làm mát tuần hoàn cưỡng gián tiếp : bên dầu tuần hoàn tự nhiên (ON) ; bên ngồi khơng khí tuần hồn cưỡng (AF), cách thổi gió ỰỊ) 6.1.3 ĐIỆN ÁP ĐỊNH MỨC CÚA MÁY BIẾN ÁP -Điện áp định mức so cấp uldm máy biến áp điện áp dây cần đặt vào cuộn dây sơ cấp để cực cuộn dây thứ cấp hở mạch nhận điện áp định mức thứ cấp -Điện áp dịnh mức thứ cáp u2đm điện áp dây nhận cực cuộn dây thứ cấp máy biến áp làm việc không tải điện áp đặt vào cuộn dây sơ cấp điện áp định mức sơ cấp Khi làm việc có tải, đặt vào phía sơ cấp điện áp định mức uldm điện áp nhận phía thứ cấp u2 nhỏ điện áp định mức u2dm lượng tổn thất điện áp máy biến áp Sự biến đổi điện áp máy biến áp đặc trưng tỷ số biến đổi điện áp định mức : Khi làm việc, máy biến áp có tỷ số biến đổi k khác định mức Khả thay đổi tỷ số biến đổi đặc biệt quan trọng máy biến áp Nó sử dụng để điểu chỉnh điện áp phụ tải thay đổi, để phân phối tải điểu chỉnh dịng cơng suất tác dụng phản kháng mạng nối liên kết Điều chỉnh điện áp thường thực cách thay đổi số vòng dây cuộn dây phía cao áp có dịng điện nhỏ : Khi cuộn dây nối hình sao, điểu chỉnh điện áp thực cách thay đổi số vịng dây phía trung tính cuộn dây cao áp ; cuộn dây nối tam giác, điểu chỉnh điện áp thường thực cách thay đổi số vòng dây cuộn dây • 255 Tùy theo cách thay đổi đẩu phân áp, người ta phân biệt máy biến áp có điểu áp tải máy biến áp khồng có điểu áp tải Với máy khơng có diễu áp tải, việc thay đổi đẩu phân áp tiến hành máy biến áp khơng có điện, thường tiến hành theo mùa khoảng thời gian lớn ỏ máy biến áp có điểu áp tải, thực việc đổi đầu phân áp cách liên tục máy biến áp làm việc nhờ phận đổi nối đặc biệt ; thực điểu chỉnh điện áp tay tự động Điều chỉnh điện áp tải có phạm vi điểu chỉnh rộng phảng so với máy biến áp có điểu chỉnh thường 6.1.4 NHIỆT Độ PHÁT NÓNG CHO PHÉP CÚA MÁY BIỄN ÁP Trong q trình làm việc, có tổn thất cơng suất tổn thất điện máy biến áp, cuộn dây lõi thép máy bị nung nóng Các phần kim loại chịu nhiệt độ tương đôi cao thời gian dài Nhiệt độ làm việc chủ yếu ảnh hưởng đến cách điện máy biến áp Khi nhiệt độ cao cường độ hao mòn cách điện lớn hao mịn tích luỹ theo thời gian làm việc Sự già cỗi cách điện đặc trưng giảm độ điện nó, đến mức độ cách điện máy biến áp bị hư hỏng tác dụng điện áp tác động lực động điện máy biến áp làm việc Như thời gian phục vụ hay gọi tuổi thọ máy biến áp phụ thuộc vào nhiệt độ nung nóng máy biến áp vật liệu cách điện Khi nhiệt độ làm việc máy biến áp tâng lên, thời gian phục vụ giảm xuống Tính tốn q trình phát nóng hao mòn cách điện máy biến áp phức tạp, nghiên cứu chuyên để riêng Trong phần nêu lên kết nhận từ tính tốn kinh nghiệm vận hành Đối với máy biến áp sản xuất nay, nhiệt độ nung nóng cho phép cách điện cuộn dây máy biến áp xác định từ điểu kiện đảm bảo thời hạn phục vụ định mức máy biến áp Tđm, khoảng từ 20 đến 25 năm Khi nhiệt độ trung bình cuộn dây khoảng 85°c nhiệt độ điểm nóng cuộn dây không vượt 98°c chế độ làm việc bình thường Khi tải, nhiệt độ cho phép có thể', cao hơn, nhiệt độ điểm nóng cuộn dây khơng vượt 140°C nhiệt độ lớp dấu phía không vượt 95°c Để đảm bảo nhiệt độ máy biến áp nằm giới hạn cho phép, cấn có biện pháp làm mát chế độ vận hành thích hợp Một vấn để đặt tạo vật liệu cách điện làm việc với nhiệt độ cao hơn, có độ cao 6.1.5 CỊNG SUẤT ĐỊNH MỨC CỦA MÁY BIỂN ÁP Công suất định mức máy biến áp Sdm cơng suất liên tục chạy qua máy biến áp khoảng thời gian phục vụ định mức Tđm điểu kiện nhiệt độ định mức môi trường làm việc Khi tuổi thọ máy biến áp cho Tđm, công suất định mức máy biến áp phụ thuộc vào nhiệt độ trung bình nhiệt độ cực đại môi trường xung quanh 256 Công suất định mức máy biến áp cho sổ tay kỹ thuật ứng với điều kiện nhiệt độ định môi trường tiêu chuẩn ỡ0 ởmax Nếu môi trường thực máy biến áp có nhiệt độ trung bình ở’o nhiệt độ cực đại ỡ’ „„ khác với nhiệt độ tiêu chuẩn ỡmav, để đảm bảo tuổi thọ máy biến áp không đổi, cẩn phải hiệu chỉnh lại công suất định mức theo điều kiện nhiệt độ mơi trường làm việc thực Khi nhiệt độ trung bình hàng năm ỡ’() ỞQ, công suất hiệu chỉnh máy biến áp Sdm : s’dm = Sdm (1 + U100 (6.2) ) Khi nhiệt độ cực đại ở’max > ỡmax, không 45°c, công suất máy biến áp vào thời gian cấn giảm thêm lượng (ở’max - ỡmax)% cơng suất định mức Nghĩa vào khoảng thời gian có nhiệt độ nóng năm, công suất định mức máy biến áp : Sâm = sđm [ + 100- - — ] (6.3) Trong tính tốn, người ta thường lấy nhiệt độ khu vực Hà Nội ỡ’o = 24°c ; d’max = 42°c Các máy biến áp sản xuất Nga tính tốn với ở0 = 5°c = 35°c Đối với tất máy biến áp, công suất định mức cho sổ tay kỹ thuật công suất định mức cuộn cao áp SCdm = Sdm Máy biến áp pha có cơng suất 1/3 cơng suất định mức máy biến áp ba pha tương ứng Các cuộn dây trung hạ áp máy biến áp ba dây quấn chế tạo nhỏ (66,7%) công suất định mức máy biến áp Khi công suất ba cuộn dây đểu cơng suất định mức, ta có máy biến áp ba dây quấn có tỷ sổ cơng suất 100/100/100 ; công suất cuộn hạ nhỏ 66,7%, ta có tỷ số cơng suất 100/100/66,7 Cũng tương tự vậy, máy biến áp ba dây quấn cịn có loại có tỷ số cơng suất 100/66,7/100 100/66,7/66,7 Chọn loại có tỷ số cơng suất tùy thuộc vào công suất truyền tải cấp điện áp (®Cđn/®Tđn/®Hđml 6.1.6 Sơ ĐỔ VÀ TỔ NỐI DÂY CÚA CÁC CUỘN DÂY MÁY BIỂN ÁP Trong hệ thống điện ba pha, người ta thường dùng máy biến áp ba pha tổ ba máy biến áp pha Các cuộn dây sơ cấp AX, BY, cz thứ cấp ax, by, cz nối hình Y, tam giác A ziczac z Điểm trung tính cuộn dây nối hình ziczac ký hiệu Nếu điểm trung tính có nối đất có dây trung tính ký hiệu Yo, zo Riêng nước Tây Âu lại dùng ký hiệu khác chút : Các cuộn dây sơ cấp nối Y, thứ cấp y ; cuộn dây sơ cấp nối tam giác D, thứ cấp d ; cuộn sơ cấp nối ziczắc z, thứ cấp z ; điểm trung tính nối đất trực tiếp co' dây trung tính tương ứng ký hiệu N n Nối hở phía cao áp III, hạ áp iii (tổ ba máy biêh áp pha) Đối với máy biến áp, việc ý đến tỷ số biến đổi điện áp phải ý đến cách nối cuộn dây góc lệch pha điện áp sơ cấp thứ 'Cấp, 257 điểu đặc biệt quan trọng ứng yêu cấu trên, người ta dùng máy biến áp làm việc song song với nhau.Để đáp khái niệm tổ nói dây máy biến áp Tổ nối dây máy biến áp biểu thị cách nối dây cuộn dây ỏ cấp điện áp vị trí vectơ tương ứng điện áp sơ cấp thứ cấp Để góc lệch pha điện áp sơ cấp thứ cấp, người ta lấy go'c lệch pha điện áp dây cuộn dây sơ cấp điện áp dây cuộn dây thứ cấp Vectơ điện áp cuộndây cao áp lấy làm chuẩn, góc pha tính theo chiều kim đồng hổ, ứng với 30° Khi tính để kim phút trùng với vectơ điện áp dây cao áp để 12 giờ, kim trùng với vectơ điện áp dây thứ cấp Kim n đó, góc lệch phak2, máy biến áp chọn phù hợp tải với hệ số k2 Ngược lại, k2cp < k2 máy biến áp chọn không tải với hệ số k2, mà tải với hệ số k2cp 6.2.1.2 Trường hợp dồ thị phụ tải nhiều bậc có lãn máy biên áp bị tải (hình 6.3) Trong trường hợp cần biến đổi đố thị phụ tải nhiều bậc vể đồ thị phụ tải hai bậc sau : a) Phụ tải ban đầu đẳng trị 10 : Sj - phụ tải cấp thứ i ; tị - thời gian tương ứng với phụ tải Sj ; 263 nj - số cấp phụ tải khoảng thời gian 10 trước lúc tải máy biến áp tải vào buổi chiểu (hình 6.4a) Ngược lại, máy biến áp bị tải vào buổi sáng (hình 6.4b) n1 số bậc phụ tải khoảng thời gian 10 tính từ kết thúc tải n2 - số cấp phụ tải thời gian tải t có lần q tải Hình 6.4, Cách xác định phụ tải đẳng tri S-Iđt- a) Quá tài xày vào buổi chiều ; b) Quá tài xày vào buổi sáng 2.1.3 Trường hợp dồ thị phụ tải nhiều bậc máy biến áp bị tải hai lẩn ngày (hình 6.5) với thời gian tương ứng tj 1,5 cho phép theo dẫn nhà chế tạo biến áp Do vậy, phấn đường cong có k2cp > 1,5 vẽ nét đứt Nếu suốt năm máy biến áp làm việc với đồ thị phụ tải ngày xác định khả tải cho phép lấy nhiệt độ đẳng trị hàng năm môi trường làm mát Nếu mùa có đồ thị phụ tải khác q tải tính theo mùa tương ứng với nhiệt độ đẳng trị mùa 6.2.2 QUÁ TẢI Sự CỐ CỦA MÁY BIÊN ÁP Trong thực tế vận hành, cố máy biêh áp xảy Để đảm bảo liên tục cung cấp điện cho hộ tiêu thụ, cho phép máy biến áp làm việc với hệ số tải cơ' lớn q tải bình thường ; tất nhiên dẫn đến hao mòn vể cách điện lớn định mức Song trường hợp xảy vận hành, nghĩa thời gian làm việc máy biến áp chế độ tải cố suốt thời gian phục vụ nhỏ nên việc giảm cách đáng kể thời hạn phục vụ cách điện coi không đáng kể Theo qui định, điểu kiện cố hệ thống điện, máy biến áp phép tải 40% (hệ sô' mang tải lúc cô' kqtsc = 1,4) không ngày đêm với thời gian tải ngày không hệ số phụ tải ban đầu trước lúc tải klsc không 0,93 Cũng cần nói rằng, hệ sơ' mang tải cố cho phép kqtsc = 1,4 cần xem hệ sô' tính tốn, sử dụng để chọn cơng suất máy biến áp theo điều kiện tải cố Trị sơ' q tải vận hành tính tốn tùy thuộc vào điều kiện cụ thể, đồ thị phụ tải, nhiệt độ môi trường làm mát thời gian tải, thưòng cho sẵn bảng để tiện sử dụng vận hành Khi chọn máy biến áp, nên tính đến khả q tải chúng để giảm cơng suất đặt tổn hao máy biến áp 6.3 MÁY BIẾN ÁP Tự NGẪư điện Lực Các máy biến áp tự ngẫu máy biến áp khác dùng đê’ biến đổi điện từ điện áp sang điện áp khác, phục vụ cho việc truyền tải, phân phối tiêu thụ lượng điện Song nguyên lý làm việc đặc điểm cấu tạo có điểm riêng, khác so với máy biến áp thơng thường nên có ưu, nhược điểm cẩn đặc biệt nghiên cứu sử dụng Trong chừng mực đố, máy biến áp tự ngẫu có nhiều ưu điểm so với máy biến áp thông thường ngày sử dụng rộng rãi lưới điện cao áp Song cấu tạo nên việc sử dụng có hạn chế Để thấy rõ cấu tạo đặc biệt máy biến áp tự ngẫu, ta bắt đẩu việc nghiên cứu nguyên lý làm việc 265 6.3.1 NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA MÁY BIÊN ÁP Tự NGẪU Đê’ đơn giản, ta khảo sát nguyên lý làm việc máy biến áp tự ngẫu bàng việc nghiên cứu máy biến áp tự ngẫu pha, làm nhiệm vụ liên lạc hai cấp điện áp Uj u2 Sơ đố máy biến áp cho hình 6.6 Thấy ràng khác máy biến áp tự ngẫu loại so với máy biến áp hai dây quấn có cuộn dây Giả thiết công suất truyển từ phía cao áp Uị sang phía hạ áp u2 toàn cuộn dây, điểm c o cuộn sơ cấp Wj phần nằm điểm T o gọi cuộn dây thứ cấp w2 ; phần cuộn dây sơ cấp Wj nên gọi cuộn dây chung Wch (W2) Phấn cuộn dây c T Hình 6.6 Sơ đồ nguyên lý mắc nối tiếp với cuộn dây Wch để tạo máy biến áp tự ngẫu pha thành cuộn dây sơ cấp nên gọi có hai cấp điện áp cuộn dây nối tiếp Wn = Wj - Wch Như vậy, thấy điểm đặc biệt máy biêh áp tự ngẫu cuộn dây khơng có liên hệ vể từ giống máy biến áp mà cịn có liên hệ vể điện (máy biến áp khác khơng có liên hệ này) Nếu điện áp đặt vào cuộn dây sơ cấp Wj Uj điện áp hai đấu cuộn dây thứ cấp w2 u2 điện áp cuộn dây nối tiếp Wn = - w2 un = Ui - u2 Khi máy biến áp chế độ khơng tải, điện áp vịng dây uw : uw - W] Do điện áp đẩu thứ cấp máy biến áp : U1 u2 = Uw.W2 = w‘-W2 (6.18) Từ (6.18) rút tỷ số biến đổi điện áp máy biến áp tự ngẫu : U1 k12 - W1 (6.19) Thấy tỷ số biến đổi điện áp kj máy biến áp tự ngẫu tỷ lệ với số vòng quấn cuộn dây giống máy biến áp hai dây -quấn ta coi cuộn sơ cấp gồm Wị vòng dây cuộn thứ cấp gổm w2 vòng dây Khi nối phụ tải vào phía thứ cấp, cuộn dây có dịng điện chạy qua (hình 6.6 6.7) Giả thiết hệ số cơng suất phía sơ cấp cosy? Ị phía thứ cấp cosy>2 lấy chiểu dòng điện từ nguồn đến phụ tải hình 6.7, nút T, ta viết : 266 (6.20) I2 - li + Ich ; : I2 - dịng phụ tải phía thứ cấp ; Ich - dòng điện cuộn dây chung hay cuộn thứ cấp w2 ; Ij - dòng điện sơ cấp hay dòng điện cuộn dây nối tiếp Từ (6.20) suy : Ich = I2 - Ip (6.21) Nghĩa trường hợp máy biến áp làm việc theo chế độ hạ áp, tải công suất từ cao áp Uị sang hạ áp U2, dòng điện Hình 6.7 cuộn dây chung Wch cuộn dây thứ cấp w2 hiệu dòng điện phụ tải thứ cấp I2 dòng điện cuộn dây nối tiếp Ij Trong dùng máy biến áp hai dây quấn (hình 6.8) dịng điện tồn cuộn dây Wị Ij dịng điện cuộn dây thứ cấp w2 se I2 Khi bỏ qua tổn thất công suất máy biến áp, cơng suất nhận phía thứ cấp cơng suất đưa vào phía sơ cấp ta viết : I1U1 = hay I2U/ U1 h u2 ĩ? (6.22) Từ (6.19) (6.22) ta có )iểu thức tỷ số biến đổi điện áp sơ cấp thứ cấp : k12 Ui - u2 I2 Wị 11 = w2 Hình 6.8 (6-23) hai Máy dây biến áp quấn Từ (6.23) thấy rằng, tỷ số biến đổi điện áp máy biến áp tự ngâu xác định giống máy biến áp khác Điện áp cuộn dây tỷ lệ thuận với số vòng dây tỷ lệ nghịch với dòng điện Cũng từ biểu thức ta có !1W1 = I2W2 hay : IjWi - IjW2 + IjW2 - I2W2 = wn = W1 - W2 Wch = W2 ; Ich = I2 ~ 11 nên cuối nhận : IlWn - Ich.wch = Biểu trình ta coi (hoặc W2) (6.24) thức (6.24) phương trình sức từ động máy biến áp tự ngẫu Phương tương tự phương trình sức từ động máy biến áp hai dây quấn cuộn sơ cấp gồm wn vịng dây, có dịng 11 chạy qua cuộn thứ cấp gồm wch vòng dây, có dịng điện Ich chạy qua 267 Mặt khác, từ (6.20) (6.22) ta viết biểu thức công suất nhận phía thứ cấp : s2 = I2U2 = di + Ich)U2 s2 = IjU2 + Ichu2 (6.25) Thấy cơng suất nhận phía thứ cấp S2 gồm hai thành phấn : Thành phấn công suất IjU2 truyền trực tiếp dòng điện sơ cấp Ij sang phía thứ cấp hai cuộn dây sơ cấp thứ cấp có liên hệ với vể điện, gọi công suất điện ; thành phần công suất thứ hai Ich-U2, gọi công suất từ hay biến áp, truyền từ sơ cấp sang thứ cấp từ trường qua cuộn dây Wn Wch Cũng điều giải thích phương trình sức từ động máy biến áp tự ngẫu xác định (6.24) Ngược lại, tải cơng suất từ điện áp thấp u2 lên phía điện áp cao Uj ta có kết luận tương tự với chiểu dòng điện ngược lại Trong hệ thống điện ba pha, người ta dùng máy biến áp tự ngẫu ba pha tổ ba máy biến áp pha (hình 6.9) Song máy biến áp tự ngẫu mà pha gồm cuộn dây không dùng hệ thống điện lực, cuộn dây hai cấp điện áp U1 U2 đểu phải nối hình điện áp nhận phía thứ cấp bị méo phát sinh sóng điểu hịa bậc cao, điện áp đặt vào phía sơ cấp có dạng hình sin Để khử sóng điểu hịa bậc cao, người ta tạo sóng diễu hịa bậc cao khác ngược pha cách dùng thêm cuộn dây phụ nối tam giác (hình 6.9), làm cho Hình 6.9 Sơ đổ nối máy biến dòng điện thuộc sóng điểu hịa bậc cao điện áp khép mạch ba cuộn dây nối tam giác, không mạng điện dây cuộn áp tự ngẫu dây Như vậy, máy biến áp tự ngẫu có ba cấp điện áp giống máy biến áp ba dây quấn điện áp cao uc, điện áp trung UT điện áp hạ UH Cuộn hạ áp cuộn dây nối tam giác, hai cuộn cao trung áp nối hình có cung điểm trung tính o Trong phía cao áp trung áp máy có liên hệ với điện từ cuộn hạ áp liên hệ với chúng từ trường Cuộn hạ áp tam giác thường có mang tải, nối với máy phát điện, cung cấp điện cho phụ tải nhỏ cấp điện áp thấp Khi khơng có phụ tải, dùng cuộn dây bù, ví dụ trường hợp máy biến áp tự ngẫu dùng làm nhiệm vụ liên lạc hai cấp điện áp cao trung Cuộn dây hạ áp dùng để nối với máy bù 268 Nói tóm lại, pha máy biến áp tự ngẫu điện lực bao gồm hai cuộn dây riêng biệt : Cuộn thứ gồm hai phần cuộn dây nối tiếp Wn cuộn dây chung Wch, chúng nối với theo sơ đổ máy biến áp tự ngẫu để tạo thành phía cao áp trung áp Cuộn dây'thứ hai cuộn dây hạ áp, liên hệ với cuộn dây theo sơ đổ máy biến áp Sự khác máy biến áp ba dây quấn máy biến áp tự ngẫu chỗ cuộn dây trung áp máy biến áp tự ngẫu Wch phần cuộn dây cao áp ; cuộn dây trung áp máy biến áp ba dây quấn cuộn dây riêng biệt, không liên hệ trực tiếp điện với cuộn dây cao áp Trên hình 6.9 cho ta phân bố dòng pha A (các pha khác tương tự) sơ đồ nguyên lý vể cách nối cuộn dây máy biến áp tự ngẫu ba pha làm việc chế độ giảm áp, tải công suất từ cao sang trung hạ áp Trong trường hợp này, xét, hệ số cosp phía nhau, dịng điện chạy cuộn dây chung : Ich = It - Ic (6.21) Trên hình 6.10 cho phân phân bố dịng pha máy biến áp tự ngẫu làm việc chế độ tăng áp, tải công suất từ hạ áp lên cao trung áp, ta có : Ich = IT + Ic (6.26) Dựa vào phân tích trên, với máy biến áp tự ngẫu chế độ làm việc với hệ số cơng suất bất kỳ, dịng điện cuộn dây chung lch tổng hình học dịng điện phía cao áp lc trung áp 1T Ich - It (6.27) + Ic Dựa vào công thức (6.27), bạn đọc xét tiếp trường hợp chế độ làm việc khác máy biển áp tự ngẫu tải công suất từ trung áp sang cao hạ áp ; tải công suất từ hạ trung áp sang cao áp ; tải công suất từ hạ áp cao áp sang trung áp 6.3.2 CÔNG SUẤT TÍNH TỐN CỦA MÁY BIÊN ÁP Tự NGẪU Khác với máy biến áp, có cấu tạo đặc biệt, máy biến áp tự ngẫu có hai đại lượng cơng suất đặc trưng : Công suất định mức oông suất xun Sdm cơng suất tính tốn cơng suất mẫu Stt Công suất định mức công suất giới hạn truyển qua phía cao áp máy biến áp tự ngẫu công suất giới hạn truyền qua phía trung áp Do vậy, gọi dòng điện định mức điện áp định mức máy biến áp tự ngẫu phía cao trung áp tương ứng ICđm, ITđm, UCđm, UTđm, ta viết : Icđm - sdm/ i[3UCđiri iTđm = sđrr/ '/ãUTđnr ; (6.28) 269 Giả thiết máy biến áp tự ngẫu làm nhiệm vụ tải cơng suất định mức từ phía cao áp sang trung áp (với hệ số công suất giống nhau), phân bố dịng điện cuộn dây có chiếu hình 6.11 Trong trường hợp này, cuộn dây nối tiếp Wn có dịng điện ICdm chạy qua điện áp hai đầu : Un - UCdm UTđm Do công suất tải cuộn dây nối tiếp Sn : sn = — 125 ... MÁY BIẾN ÁP -Điện áp định mức so cấp uldm máy biến áp điện áp dây cần đặt vào cuộn dây sơ cấp để cực cuộn dây thứ cấp hở mạch nhận điện áp định mức thứ cấp -Điện áp dịnh mức thứ cáp u2đm điện áp. .. máy biến áp mà cịn có liên hệ vể điện (máy biến áp khác khơng có liên hệ này) Nếu điện áp đặt vào cuộn dây sơ cấp Wj Uj điện áp hai đấu cuộn dây thứ cấp w2 u2 điện áp cuộn dây nối tiếp Wn = - w2