Giáo trình máy biến áp

Máy biến áp là một hệ thống biến đổi cảm ứng điện từ dùng để biến đổi dòng điện xoay chiều từ điện áp này thành dòng điện xoay chiều có điện áp khác. Các dây quấn và mạch từ của nó đứng yên và quá trình biến đổi từ trường để sinh ra sức điện động cảm ứ ng trong dây quấn thực hiện bằng phương pháp điện. Mặt khác máy biến áp nó còn có vai trò quan trọng trong nền kinh tế quốc dân như trong công nghiệp, nông nghiệp, giao thông vận tải, các hệ điều khiển. Máy biến áp được sử dụng quan trọng trong việc truyền tải điện năng đi xa. Ngoài ra còn có các máy biến thế có công suất nhỏ hơn, máy biến áp (ổn áp) dùng để ổn định điện áp trong nhà hay các cục biến thế, cục xạc… dùng cho các thiết bị điện với hiệu điện thế nhỏ (220V sang 24V, 12V, 3V,…) Giáo trình này biên soạn dựa trên khung chương trình đạo tạo chuyên ngành Điện, được dùng để làm tài liệu tham khảo cho sinh viên các trường Cao đẳng, Đại học, kỹ thuật viên, công nhân kỹ thuậy làm việc trong ngành điện, giáo viên và học sinh học trong các trường đào tạo nghề Điện. Nội dung giáo trình: Chương 1: Khái niệm chung và phân loại máy biến áp Chương 2: Cấu tạo và nguyên lý làm việc của máy biến áp cảm ứng một pha Chương 3: Cấu tạo và nguyên lý làm việc của máy biến áp tự ngẫu Chương 4 : Các trạng thái làm việc của máy biến áp cảm ứng một pha Chương 5: Tính toán máy biến áp cảm ứng một pha Chương 6: Quấn dây máy biến áp cảm ứng một pha Chương 7: Tẩm sơn, sấy khô cách điện máy biến áp cảm ứng một pha Chương 8: Lắp lõi thép và vận hành máy biến áp ở các chế độ Chương 9: Xác định các hư hỏng thường gặp của máy biến áp và cách sửa chữa Trong quá trình biên soạn không tránh khỏi thiếu xót, mong các thầy cô và bạn bè, độc giả nhận xét để giáo trình này được hoàn thiện hơn. Xin chân thành cảm ơn cô trong các trường Đại học, cao đẳng, các kỹ thuật viên làm việc trong các nhà máy đã tận tình giúp đỡ tạo điều kiện để chúng tôi hoàn tốt giáo trình này. Xin chân thành cảm ơn Hồ Chí Minh, ngày 22 tháng 3 năm 2023 Chủ biên: ThS.Trần Xuân Hiệu MỤC LỤC Contents LỜI MỞ ĐẦU 4 CHƯƠNG 1: KHÁI NIỆM CHUNG VÀ PHÂN LOẠI MÁY BIẾN ÁP 8 1. Khái niệm chung về máy biến áp 8 2. Phân loại máy biến áp 9 CHƯƠNG 2: CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA MÁY BIẾN ÁP CẢM ỨNG MỘT PHA 10 1. Cấu tạo máy biến áp cách ly một pha 10 2. Nguyên lý làm việc của máy biến áp cách ly một pha 11 3. Các đại lượng định mức của máy biến áp cảm ứng một pha 13 4. Đo điện áp, xác định tỉ số biến đổi của máy biến áp 14 CHƯƠNG 3: CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA 16 MÁY BIẾN ÁP TỰ NGẪU 16 1. Khái niệm, công dụng 16 2. Cấu tạo của máy biến áp tự ngẫu 16 3. Nguyên lý hoạt động 17 4. Ưu nhược điểm của máy biến áp tự ngẫu 19 CHƯƠNG 4: CÁC TRẠNG THÁI LÀM VIỆC CỦA MÁY BIẾN ÁP CẢM ỨNG MỘT PHA 20 1. Trạng thái làm việc không tải của máy biến áp 20 2. Trạng thái làm việc có tải 24 3. Trạng thái làm việc ngắn mạch 27 CHƯƠNG 5: TÍNH TOÁN MÁY BIẾN ÁP CÁCH LY MỘT PHA 31 1. Tổng quan 31 2. Trình tự tính toán máy biến áp độc lập cách ly một pha dựa trên sơ đồ biến áp, tham số dòng điện, điện áp phía sơ cấp và thứ cấp 32 3. Trình tự tính toán máy biến áp độc lập cách ly một pha dựa vào kích thước lõi thép (Bài toán ngược) 35 4. Các bài tập ứng dụng tính toán máy biến áp 36 CHƯƠNG 6: QUẤN DÂY MÁY BIẾN ÁP CẢM ỨNG MỘT PHA 41 1. Làm khuôn máy biến áp 41 2. Quấn dây mới máy biến áp 46 3. Đo thông mạch giữa các đầu dây máy biến áp 52 4. Các sai hỏng thường gặp, nguyên nhân và biện pháp phòng tránh trong quá trình quấn 53 CHƯƠNG 7: TẨM SƠN, SẤY KHÔ CÁCH ĐIỆN MÁY BIẾN ÁP 55 CẢM ỨNG MỘT PHA 55 1. Mục đích của việc tẩm sấy 55 2. Các phương pháp và quy trình tẩm sấy 55 CHƯƠNG 8: LẮP LÕI THÉP VÀ VẬN HÀNH MÁY BIẾN ÁP Ở CÁC CHẾ ĐỘ 60 1. Quy trình lắp lõi thép vào cuộn dây 60 2. Vận hành máy biến áp 61 3. Các dạng sai hỏng thường gặp trong quá trình lắp lõi thép 62 CHƯƠNG 9: XÁC ĐỊNH CÁC DẠNG HƯ HỎNG THƯỜNG GẶP 63 CỦA MÁY BIẾN ÁP VÀ CÁCH SỬA CHỮA 63 1. Xác định hư hỏng của máy biến áp 63 2. Sửa chữa phần điện 63 3. Sửa chữa phần cơ 65 TÀI LIỆU THAM KHẢO 66

THS TRẦN XN HIỆU GIÁO TRÌNH MÁY BIẾN ÁP CƠNG NGHIỆP VÀ DÂN DỤNG HÀ NÔỊ 2023 MỤC LỤC Contents LỜI MỞ ĐẦU CHƯƠNG 1: KHÁI NIỆM CHUNG VÀ PHÂN LOẠI MÁY BIẾN ÁP Khái niệm chung máy biến áp Phân loại máy biến áp CHƯƠNG 2: CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA MÁY BIẾN ÁP CẢM ỨNG MỘT PHA 10 Cấu tạo máy biến áp cách ly pha 10 Nguyên lý làm việc máy biến áp cách ly pha 11 Các đại lượng định mức máy biến áp cảm ứng pha 13 Đo điện áp, xác định tỉ số biến đổi máy biến áp 14 CHƯƠNG 3: CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA 16 MÁY BIẾN ÁP TỰ NGẪU 16 Khái niệm, công dụng 16 Cấu tạo máy biến áp tự ngẫu 16 Nguyên lý hoạt động 17 Ưu nhược điểm máy biến áp tự ngẫu 19 CHƯƠNG 4: CÁC TRẠNG THÁI LÀM VIỆC CỦA MÁY BIẾN ÁP CẢM ỨNG MỘT PHA 20 Trạng thái làm việc không tải máy biến áp 20 Trạng thái làm việc có tải 24 Trạng thái làm việc ngắn mạch 27 CHƯƠNG 5: TÍNH TỐN MÁY BIẾN ÁP CÁCH LY MỘT PHA 31 Tổng quan 31 Trình tự tính tốn máy biến áp độc lập cách ly pha dựa sơ đồ biến áp, tham số dịng điện, điện áp phía sơ cấp thứ cấp 32 Trình tự tính tốn máy biến áp độc lập cách ly pha dựa vào kích thước lõi thép (Bài tốn ngược) 35 Các tập ứng dụng tính tốn máy biến áp 36 CHƯƠNG 6: QUẤN DÂY MÁY BIẾN ÁP CẢM ỨNG MỘT PHA 41 Làm khuôn máy biến áp 41 Quấn dây máy biến áp 46 Đo thông mạch đầu dây máy biến áp 52 Các sai hỏng thường gặp, nguyên nhân biện pháp phòng tránh trình quấn 53 CHƯƠNG 7: TẨM SƠN, SẤY KHÔ CÁCH ĐIỆN MÁY BIẾN ÁP 55 CẢM ỨNG MỘT PHA 55 Mục đích việc tẩm sấy 55 Các phương pháp quy trình tẩm sấy 55 CHƯƠNG 8: LẮP LÕI THÉP VÀ VẬN HÀNH MÁY BIẾN ÁP Ở CÁC CHẾ ĐỘ 60 Quy trình lắp lõi thép vào cuộn dây 60 Vận hành máy biến áp 61 Các dạng sai hỏng thường gặp trình lắp lõi thép 62 CHƯƠNG 9: XÁC ĐỊNH CÁC DẠNG HƯ HỎNG THƯỜNG GẶP 63 CỦA MÁY BIẾN ÁP VÀ CÁCH SỬA CHỮA 63 Xác định hư hỏng máy biến áp 63 Sửa chữa phần điện 63 Sửa chữa phần 65 TÀI LIỆU THAM KHẢO 66 LỜI MỞ ĐẦU 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 ứ ng dây quấn thực phương pháp điện Mặt khác máy biến áp cịn có vai trị quan trọng kinh tế quốc dân công nghiệp, nông nghiệp, giao thông vận tải, hệ điều khiển Máy biến áp sử dụng quan trọng việc truyền tải điện xa Ngồi cịn có máy biến có cơng suất nhỏ hơn, máy biến áp (ổn áp) dùng để ổn định điện áp nhà hay cục biến thế, cục xạc… dùng cho thiết bị điện với hiệu điện nhỏ (220V sang 24V, 12V, 3V,…) Giáo trình biên soạn dựa khung chương trình đạo tạo chuyên ngành Điện, dùng để làm tài liệu tham khảo cho sinh viên trường Cao đẳng, Đại học, kỹ thuật viên, công nhân kỹ thuậy làm việc ngành điện, giáo viên học sinh học trường đào tạo nghề Điện Nội dung giáo trình: Chương 1: Khái niệm chung phân loại máy biến áp Chương 2: Cấu tạo nguyên lý làm việc máy biến áp cảm ứng pha Chương 3: Cấu tạo nguyên lý làm việc máy biến áp tự ngẫu Chương : Các trạng thái làm việc máy biến áp cảm ứng pha Chương 5: Tính tốn máy biến áp cảm ứng pha Chương 6: Quấn dây máy biến áp cảm ứng pha Chương 7: Tẩm sơn, sấy khô cách điện máy biến áp cảm ứng pha Chương 8: Lắp lõi thép vận hành máy biến áp chế độ Chương 9: Xác định hư hỏng thường gặp máy biến áp cách sửa chữa Trong q trình biên soạn khơng tránh khỏi thiếu xót, mong thầy cô bạn bè, độc giả nhận xét để giáo trình hồn thiện Xin chân thành cảm ơn cô trường Đại học, cao đẳng, kỹ thuật viên làm việc nhà máy tận tình giúp đỡ tạo điều kiện để chúng tơi hồn tốt giáo trình Xin chân thành cảm ơn! Hồ Chí Minh, ngày 22 tháng năm 2023 Chủ biên: ThS.Trần Xuân Hiệu MỤC LỤC CHƯƠNG 1: KHÁI NIỆM CHUNG VÀ PHÂN LOẠI MÁY BIẾN ÁP Một thiết bị điện tử phổ biến máy biến áp Máy biến áp viết tắt MBA, thiết bị điện quan trọng đời sống Chúng làm việc theo nguyên lý cảm ứng điện từ, có tác dụng để biến đổi dịng điện từ sử dụng tương thích với dịng điện xoay chiều mà khơng làm thay đổi tần số sử dụng Chính thế, máy biến áp coi phần thiếu cho hộ gia đình, đơn vị kinh doanh vừa nhỏ Khái niệm chung máy biến áp 1.1 Khái niệm Chúng ta biết, nguồn điện xoay chiều pha sử dụng gia đình hay sinh hoạt gồm có nhiều cấp điện áp như: 220VAC, 110VAC, 36VAC, 24VAC, 12VAC… Để thực công việc từ nguồn điện pha có cấp điện áp định mức, biến đổi thành nguồn điện pha có cấp điện xoay chiều gọi là: Máy biến áp Trong thực tế, máy biến áp cách ly pha có loại: Một dây quấn, hai dây quấn Dây quấn gồm có cuộn dây quấn riêng biệt Nhưng dựa nguyên lý nguyên lý cảm ứng điện từ Máy biến áp máy điện tĩnh, làm việc dựa nguyên lý cảm ứng điện từ, dùng để biến đổi hệ thống dùng điện xoay chiều từ cấp điện áp sang điện cấp điện áp khác, giữ nguyên tần số Ký hiệu máy biến áp pha sơ đồ: U1 U2 1.2 Công dụng máy biến áp cách ly pha Máy biến áp cách ly pha sử dụng để phân phối lượng mức điện áp kinh tế để tận dụng lượng cách hiệu tiện lợi an toàn Máy biến áp cách ly dùng để cách ly mạch điện với khối tín hiệu chiều trì từ tín hiệu xoay chiều liên tục với mạch điện để hạn chế nhiễu tín hiệu từ nhiều mạch điện Máy biến áp cách ly pha sử dụng để biến đổi nguồn điện xoay chiều sang nguồn điện chiều Trong đó, máy biến áp đóng vai trị thiết bị trung gian phối hợp với thiết bị khác Máy biến áp gồm có cuộn dây thứ cấp liên hệ với thông qua từ trường cảm ứng Máy biến áp có lõi sắt hay lõi biến đổi được, phụ thuộc vào chức hoạt động ứng dụng máy hàn hồ quang Máy biến áp khơng có mạch từ lõi thép mà hồn tồn khơng khí, máy biến áp lõi khơng khí Những máy biến áp có từ thông thường sử dụng với công suất thấp, mạch điện từ Phân loại máy biến áp Máy biến áp có nhiều loại chúng có chung nguyên lý hoạt động Phân loại dựa vào số pha ta có Máy biến áp pha pha Máy biến áp thực tế gồm loại sau: - Máy biến áp điện lực dùng để truyền tải phân phối công suất hệ thống điện lực - Máy biến áp chuyên dùng cho lò luyện kim, thiết bị chỉnh lưu, máy biến áp hàn - Máy biến áp tự ngẫu dùng để liên lạc hệ thống điện, mở máy động không đồng công suất lớn - Máy biến áp đo lường, dùng để giảm điện áp dòng điện lớn đưa vào dụng cụ đo tiêu chuẩn để điều khiển - Máy biến áp thí nghiệm dùng để thí nghiệm điện áp cao CHƯƠNG 2: CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA MÁY BIẾN ÁP CẢM ỨNG MỘT PHA Máy biến áp pha thiết bị tĩnh điện, làm việc theo nguyên tắc cảm ứng điện từ, dùng để biến đổi điện áp cua dòng xoay chiều pha từ cấp sang cấp khác mà giữ nguyên tần số Máy biến áp pha thiết bị điện dùng để thay đổi chiều dịng điện cảm ứng có hiệu điện nhỏ rơi vào khoảng 380 – 400V, thường dùng mạng lưới điện hệ thống dân sinh Việc thay đổi dịng diện làm tăng giảm điện áp cho phù hợp với thiết bị điện người dân Trong học giới thiệu đến người học cấu tạo nguyên lý làm việc chung loại MBA cảm ứng pha Cấu tạo máy biến áp cách ly pha Máy biến áp có cấu tạo gồm phần chính: Lõi thép, dây quấn vỏ máy 1.1 Lõi thép Hay gọi mạch từ dùng để dẫn từ trường máy Nó chế tạo vật liệu dẫn từ tốt lõi thép kỹ thuật điện (Tơn sillic) có chiều dày từ 0,35 ÷ 0,5 mm Cắt thành hình chữ U, I, E Để giảm dịng điện xốy lõi thép bề mặt thép có lớp sơn cách điện ghép với a) b) c) d) Hình 1.1: Các dạng mạch từ máy biến áp (a – Mạch từ dạng I; b – Mạch từ dạng E, I; c – Mạch từ dạng U, I;d – Mạch từ dạng hình xuyến) Lõi thép bao gồm phần trụ gơng từ: - Trụ phần mạch từ có đặt dây quấn - Gông từ phần mạch từ dùng để nối trụ, tạo thành mạch từ khép kín - Mạch từ gồm có loại: Là kiểu trụ bọc + Mạch từ gơng từ bao xung quanh cuộn dây gọi mạch từ kiểu lõi (trụ) Đo thông mạch đầu dây máy biến áp Để đo thông mạch đầu dây máy biến áp ta dùng đồng hồ vạn VOM Thực đo đầu dây cuộn dây sơ cấp thứ cấp theo trình tự bước sau: Bước 1: Chỉnh đồng hồ thang đo điện trở VOM với thang đo phù hợp tùy theo công suất máy biến áp, máy biến áp giảm áp hay tăng áp Trong thực tế máy biến áp ta thường gặp máy biến áp giảm áp Để đo đầu dây cuộn sơ cấp ta thường để thang đo đồng hồ mức x1Ω (hoặc x10Ω ), đo đầu dây cuộn thứ cấp ta thường để mức x10Ω (hoặc x100Ω) Chập hay đầu que đo để kiểm tra đồng hồ hoạt động hay không Chỉnh núm 0ΩADJ để kim đồng hồ vị trí 0Ω Bước 2: Đặt hai đầu que đo vào hai đầu cuộn dây sơ cấp thứ cấp quan sát kim đồng hồ - Nếu kim đồng hồ 0Ω cuộn dây sơ cấp thứ cấp ta đo bị chập - Nếu kim đồng hồ ∞Ω cuộn dây sơ cấp thứ cấp ta đo bị đứt dây - Nếu kim đồng hồ giá trị định cuộn dây sơ cấp (có giá trị nhỏ) thứ cấp (có giá trị lớn) máy biến áp thơng mạch Hình 6.14: Phương pháp đo thơng mạch đầu dây máy biến áp đồng hồ VOM Các sai hỏng thường gặp, nguyên nhân biện pháp phịng tránh q trình quấn 4.1 Khn quấn dây đảm bảo kích thước - Hiện tượng: Sau làm khuôn, không lắp khuôn gỗ không vừa thép - Ngun nhân: Q trình lấy kích thước lõi thép máy biến áp khơng xác q trình đo kích thước giấy cách điện làm khn, tính tốn khơng xác - Biện pháp phịng tránh: Dùng thước đo có độ xác cao, thực đo cẩn thận, xác Q trình tính tốn, cắt khn giấy phải cẩn thận, xác theo bước 4.2 Điện áp đầu không đảm bảo - Hiện tượng: Điện đầu thứ cấp máy biến áp sai lệch (tăng giảm) so với yêu cầu - Ngun nhân: Do sai sót q trình tính tốn số vịng dây sơ cấp, thứ cấp quấn sai số vòng dây sơ cấp thứ cấp máy biến áp - Biện pháp phịng tránh: Q trình tính tốn số vịng dây phải thực theo trình tự bước Khi thực quấn dây phải ghi lại số vòng dây lớp dây quấn, số lớp dây để từ quấn đúng, quấn đủ số vịng dây CHƯƠNG 7: TẨM SƠN, SẤY KHƠ CÁCH ĐIỆN MÁY BIẾN ÁP CẢM ỨNG MỘT PHA Tẩm sấy máy biến áp để loại bỏ độ ẩm từ cách điện máy biến áp, tăng điện trở cách điện tăng điện áp chớp cháy Thân máy biến áp chủ yếu bao gồm lõi sắt cuộn dây lắp ráp vật liệu cách điện Sau lắp ráp, trước thêm dầu biến thế, phải làm khơ để loại bỏ độ ẩm khí từ vật liệu cách điện, để hàm lượng nước kiểm soát chất lượng sản phẩm Trong giới hạn giới hạn để đảm bảo máy biến áp có đủ cường độ cách điện tuổi thọ hoạt động Trong học giới thiệu đến người học kiến thức tẩm sơn, sấy khô MBA cảm ứng pha loại MBA nói chung Mục đích việc tẩm sấy Dây quấn sau chế tạo hồn chỉnh sấy khơ, sơn cách điện, tiếp tục sấy khô sơn cách điện Lúc tất vòng dây liên kết với thành khối, vịng dây khơng cịn khe hở Vì mục đích việc tẩm sấy có ý nghĩa sau: - Tăng độ bền dây quấn Các vòng dây liên kết với sơn cách điện nên không chuyển dịch tương đối so với nhau, lớp cách điện vòng dây khơng bị hỏng q trình vận hành máy biến áp bị rung - Tăng cường độ cách điện cho vật liệu cách điện dây quấn Qua thực nghiệm cho thấy có tẩm sấy điện áp đánh thủng vật liệu cách điện tăng lên - Tẩm sấy làm tăng độ bền vật liệu cách điện Trong trình làm việc máy biến áp (máy điện nói chung), vật liệu cách điện bị suy giảm cường độ cách điện Nếu tẩm sấy vật liệu cách điện suy giảm chậm, tuổi thọ thiết bị tăng lên - Tẩm sấy quy trình đạt tiêu chuấn tốt, giảm khả hút ẩm, giữ điện trở cách điện trình vận hành - Tẩm sấy cuộn dây tốt có khả chịu phá hoại mơi trường ( hóa chất, vi khuẩn…) - Tầm sấy tăng khả chịu nhiệt, khả truyền nhiệt tránh cho dây quấn khơng bị nóng cục Thông thường tẩm sấy tốt cách điện nâng lên cấp chịu nhiệt Các phương pháp quy trình tẩm sấy Sấy trình đưa ẩm dây quấn ngồi mơi trường Quá trình dựa nguyên tắc sau: - Hơi ẩm chuyển dịch từ nhờ độ chênh nhiệt Độ chênh lệch cao tốc độ vận chuyển dịng ẩm nhanh Vì q trình sấy cần phải thổi gió để làm mát mặt ngồi dây quấn theo chu kỳ Việc thổi gió cho đối lưu khơng khí sấy làm tăng nhanh q trình khơ, rút ngắn thời gian sấy - Hơi ẩm chuyển dịch từ nhờ độ chênh áp suất Dịng ẩm nhanh, độ chênh áp suất cách điện lớn Vì để rút ngắn thời gian sấy, ta cần phải sấy dây quấn máy điện chân không Sấy thực máy điện sau bảo dưỡng, sửa chữa quấn Nguyên nhân nơi đặt máy ẩm cao hay để lâu ngày không vận hành khai thác Thiết bị coi khơng bị ẩm, vận hành khai thác được, cần đảm bảo điều kiện sau + Điện trở cách điện đo mê gô mét 750c không nhỏ hơn: Rcd = U dm 1000 + P 100 (MΩ) Trong đó: U điện áp định mức thiết bị P công suất định mức thiết bị, đơn vị KVA * Điện trở cách điện không nhỏ quá: Rcd ≥ 0,5 MΩ Tỷ số điện trở cách điện đo quay mê gô mét sau 60 giây 30 giây (Do điện trở cách điện thay đổi theo thời gian tác động điện áp) K= Rcd60  1,3 Rcd30 Những vấn đề cần ý trình sấy: - Điện trở cách điện phụ thuộc vào nhiệt độ: Nhiệt độ dây quấn cao, điện trở cách điện cuộn dây thấp - Không tăng giảm nhiệt độ dây quấn nhanh, làm cách điện vòng dây co giãn đột ngột gây nứt vỡ Đối với máy công suất lớn, tốc độ thay đổi nhiệt độ sấy không 40/giờ - Khi dây quấn bị ẩm bề mặt, trước quyêt định sấy phương pháp đó, cần sấy sơ trước để kiểm tra 2.1 Phương pháp quy trình sấy dịng điện ngắn mạch * Phương pháp sấy dòng điện ngắn mạch Phương pháp nhiệt lượng dùng để sấy tổn hao dây quấn máy sinh ra, lượng là: N = I2.Rd.t Trong đó: - I dòng điện chạy cuộn dây - Rd điện trở dây quấn - t thời gian sấy Phương pháp sử dụng nguồn sấy tốt nguồn xoay chiều hay chiều thay đổi dịng sấy tùy theo cơng suất A thiết bị cần sấy Việc điều chỉnh SC TC dịng sấy liên tục theo cấp Sấy nguồn điện chiều an tồn hơn, khơng có sức điện động khơng làm ngắn mạch Hình 7.1: Sấy dịng điện vịng dây cách điện thấp ngắn mạch Sơ đồ sấy dịng điện ngắn mạch (Hình 7.1) Ưu điểm phương pháp hiệu suất cao, tốc độ gia nhiệt nhanh, nhiệt độ cuộn dây cao bên nên ẩm chuyển nhanh Nếu khơng có nguồn sấy chun dụng vận dụng biện pháp sau : - Nguồn sấy máy hàn điện hồ quang có nhiều cấp điều chỉnh - Thay đổi cách đấu cuộn dây nối tiếp hay song song để thay đổi dòng điện sấy - Thay đổi cách đấu nối tiếp hay song song thiệt bị để thay đổi dòng sấy Phương pháp áp dụng sấy lúc nhiều thiết bị có cơng suất - Thay đổi thời gian sấy để trì nhiệt độ sấy Nếu dịng điện sấy q lớn, sấy ngắn hạn lặp lại cách đóng cắt dịng điện sấy Phương pháp nhiệt độ dây quấn tăng nhanh dễ gây hỏng cách điện vịng dây * Quy trình tẩm sấy: - Bước Vệ sinh máy biến áp dầu rửa điện AT 3200 - Bước Sấy nóng dịng điện ngắn mạch - Bước Tẩm sơn cách điện - Bước Sấy khơ dịng điện ngắn mạch - Bước Sơn phủ vệ sinh - Bước Kiểm tra cách điện 2.2 Phương pháp quy trình sấy nguồn nhiệt bên * Phương pháp sấy nguồn nhiệt bên Nguồn nhiệt bên ngồi có nhiều dạng, đốt chạy dầu, dây điện trở, bóng đèn sợi đốt, nhiệt thải từ nhà máy nhiệt điện, nhà máy xi măng…Hoặc nguồn nhiệt Hiện nhà máy hay sử dụng phương pháp cách xây thành buồng kín vật liệu gạch chịu lửa Phía mặt tường có rãnh đặt dây điện trở Cấp nguồn điện cho dây điện trở điều chỉnh nhiệt độ buồng sấy Phương pháp cho hiệu thấp, dây quấn sấy nóng từ ngồi vào nên ẩm khó ngồi (Dịng ẩm ngược chiều dịng nhiệt) u cầu phương pháp khí nóng phải sạch, khơng có bụi bặm hóa chất * Quy trình sấy nguồn nhiệt - Bước Vệ sinh máy biến áp dầu rửa điện AT 3200 - Bước Sấy nóng nguồn nhiệt ngồi - Bước Tẩm sơn cách nhiệt - Bước Sấy khô nguồn nhiệt bên - Bước Sơn phủ vệ sinh - Bước Kiểm tra cách điện Tẩm sấy máy biến áp Do thiết bị máy biến áp sử dụng điện dân dụng có cơng suất nhỏ, thường ≤ 10 KVA, đến vài chục VA Vì hay tẩm sấy nguồn nhiệt bên Máy biến áp có cơng suất lớn KVA, sử dụng buồng sấy KVA dùng bóng đèn sợi đốt để làm nguồn sấy Điều kiện tiêu chuẩn công tác tẩm sấy sau : Nhiệt độ sấy thường t S = 1100C ± 10, nhiệt độ thiết bị tẩm sơn cách điện khoảng 500C ÷ 600C, nhiệt độ để sơn phủ khoảng 200C ÷ 300C Khi tẩm véc ny (sơn cách điện), nhiệt độ sơn tẩm vào khoảng 80 0C Trong trình sấy thường xuyên theo dõi điện trở cách điện cuộn dây * Thực quy trình tẩm sấy: Bước Vệ sinh sơ qua máy biến áp làm giảm lượng bụi hay dầu bám vào máy biến áp Dùng dầu rửa điện AT 3200, rửa máy biến áp cách dùng khí nén áp lực phun dầu vào thiết bị Như dầu chui sâu vào bên lớp dây, đẩy bụi bẩn bên ngồi Để máy biến áp tự khơ Bước Sấy nóng nguồn nhiệt - Chọn nguồn nhiệt để sấy nóng - Cho máy biến áp tiếp xúc với nguồn nhiệt sấy Tăng nhiệt độ sấy từ từ (40C/ giờ) đạt đến nhiệt độ sấy t 0M = 110 0C ± 10 Tùy theo công suất biến áp mà thới gian sấy từ (16 ÷ 24)h - Trong trình sấy thường xuyên theo dõi điện trở cách điện máy nhiệt độ cuộn dây Sử dụng đồng hồ mê gô mét để kiểm tra cách điện cuộn dây Chú ý cách lựa chọn đồng hồ sau + Chọn loại 500V để đo cách điện máy có Udm ≤ 500V + Chọn loại 1000V để đo cách điện máy có Udm ≤1000V + Chọn loại 2500V để đo cách điện máy có Udm > 1000V - Trong q trình kiểm tra cách điện cuộn dây, cần ý: Khi nhiệt độ cuộn dây vượt 750C 200C giảm điện trở cách điện cho phép hai lần - Theo dõi điện trở cách điện giai đoạn sấy nóng, thấy điện trở cách điện máy tăng dần, đến thời gian khơng tăng tiếp tắt nhiệt độ sấy Để máy biến áp hạ nhiệt độ xuống khoảng 00C chuyển vào sơn tẩm Bước Tẩm sơn cách điện Lúc sơn cách điện hay véc ly sấy đến nhiệt độ khoảng 800C Chúng ta nhúng toàn máy biến áp vào thùng sơn (véc ly cách điện), có bọt khí lên, theo dõi đảm bảo bọt khí hết sơn ngấm vào cuộn dây máy biến áp Bước Sấy khô - Chúng ta nhấc máy lên cho chảy hết sơn thừa, cho máy vào sấy khô Tăng dần nhiệt độ sấy lên đến 1100C ± 10 để sấy khô sơn Trong thời gian sấy theo dõi độ an toàn cho máy Thời gian sấy khoảng từ 10 ÷ 16 - Đủ thời gian sấy, đưa máy ngồi kiểm tra Nhìn quan sát, thấy sơn tẩm tạo thành lớp phủ bóng, khơng có bọt khí sờ tay thấy khơ mịn (nếu có bọt khí sấy hay tẩm sơn chưa đạt nhiệt độ sấy hay tẩm bọt khí chưa hết) Sử dụng đồng hồ mê gô mét kiểm tra cách điện cuộn dây (nếu có) cách điện cuộn dây với lõi thép Điện trở cách điện phải đạt mức cho phép tối thiểu: Rcd ≥ 0,5 MΩ, điện trở cao cách điện tốt - Có thể tẩm sấy vài lần, tùy vào thực tế Bước 5: Sơn phủ vệ sinh sơn - Để cho cuộn dây nguội đi, nhiệt độ cịn khoảng 200C ÷ 300C, tiến hành sơn phủ nhằm mục đích tăng cường thêm lớp bảo vệ cách điện Dùng hộp sơn xịt cách điện Hàn Quốc hay Mỹ, sơn lên cuộn dây lớp (trước sơn phải lắc hộp sơn thật kỹ, để viên bi bên hộp sơn pha sơn) - Chờ cho khô sơn phủ, vệ sinh chỗ sơn bị xịt Bước 6: Kiểm tra cách điện - Lúc nhiệt độ cuộn dây xuống thấp nhiệt độ mơi trường Chúng ta dùng đồng hồ mê gô mét kiểm tra điện trở cuộn dây - Kiểm tra cách điện cuộn dây Đối với máy biến áp quấn thường có Rcd ≈ 300 ÷ 500 MΩ, máy bảo dưỡng thường từ 50 ÷ 200 MΩ - Kiểm tra cách điện cuộn dây với lõi thép Đối với máy quấn thường có Rcđ ≈ ∞, máy bảo dưỡng 400 ÷ 500 MΩ CHƯƠNG 8: LẮP LÕI THÉP VÀ VẬN HÀNH MÁY BIẾN ÁP Ở CÁC CHẾ ĐỘ Vận hành máy biến áp cho chuẩn xác yêu cầu hàng đầu nhằm đảm bảo an toàn kĩ thuật hiệu sử dụng biến áp mạng lưới điện Trong học giới thiệu đến người học kiến thức vận hành quy trinh vận hành MBA đảm bảo an tồn kỹ thuật Quy trình lắp lõi thép vào cuộn dây Sau hồn tất cơng đoạn tẩm sấy cuộn dây máy biến áp thực công đoạn lắp ghép thép vào cuộn dây vừa thi công Khi thực thao tác lắp ghép thép, cần ý: - Ghép hết toàn thép chữ E vào cuộn dây, sau ghép thép chữ I sau - Mỗi lần ghép lên cho vào (nếu bề dày thép 0,5mm), trường hợp bề dày thép 0,35mm nhập hai chữ E ghép vào cuộn dây lúc - Khi ghép thép chữ E lên chèn hai đoạn phía đầu (nằm gần mặt dây) vài vị trí: có E nhập chung ghép lúc.Các vị trí dùng để chèn thêm thép chữ E sau cùng, khơng cịn khả ép sát lõi thép để đưa thép E sau vào cuộn dây - Sau ghép thép chữ E xong chèn vào vị trí trống thép I, số lượng thép chữ I chèn vào vị trí phải số thép chữ E có vị trí Hình 8.1: Phương pháp ghép thép cuộn dây quấn - Sau ghép thép chữ E I vào cuộn dây, dùng búa đóng sát thép chữ E I gần lại với nhau, làm giảm thấp khe hở khơng khí Khi tác động lực để dồn sát thép chữ E I lên đặt toàn biến áp lên gỗ phẳng, sau dùng búa tác động lực lên mặt lõi thép Nên tác động lực lên lõi thép thông qua lớp gỗ trung gian, không lên tác động lực trực tiếp lên lõi thép Trong trình tác động lực dồn sát thép, ta nên thay đổi mặt (trở mặt) tác dụng lực - Sau ghép hoàn chỉnh lõi thép vào cuộn dây, dùng ohm kế kiểm tra lại cách điện cuộn dây với lõi thép, cách điện dây với nhau, kiểm tra tính liên lạc vòng dây dây quấn - Cấp nguồn điện vào dây quấn sơ cấp, đo dòng điện không tải kiểm tra điện áp thứ cấp, kiểm tra lại tỉ số biến áp Vận hành máy biến áp 2.1 Vận hành máy biến áp chế độ không tải - Dùng đồng hồ vặn năng, chỉnh nấc đo có giá trị lớn giá trị ước đoán cần đo, đặt hai đầu que đo hai điểm L N phía sau AT Lúc kiểm tra điện áp U1 cấp cho cuộn sơ cấp - Tiến hành theo phương pháp trên, ta có U2 cuộn thứ cấp - Sử dụng đồng hồ ampe kìm cầm tay, thao tác phương pháp đo trên, kẹp vào đường dây điểm phía sau L AT đo I0 → Từ giá trị đo được, tính đại lượng sau: - Tỷ số máy biến áp k = U1 U2 - So sánh giá trị I0 với lý thuyết, I0 = (5÷10)% dịng điện định mức 2.2 Vận hành máy biến áp chế độ có tải - Chúng ta thực đóng tải theo trình tự 25% tải, 50% tải, 75% tải, 100% tải Tại thời điểm đóng tải, kiểm tra dịng điện I1, I2, U2 dễ nhận thấy dòng tăng đạt đến I2đm điện áp giảm đến U2đm Lúc hiệu suất máy biến áp thay đổi theo có tính chất giảm → Khi kiểm tra với giá trị tải định mức, U2 khơng nhỏ U2đm dịng I2 khơng lớn I2đm (theo cơng thức 2.12) - Khi máy biến áp làm việc trạng thái có tải, t0 tăng dần đến nhiệt độ cho phép dừng lại Nếu tiếp tục tăng khơng tốt, bị q tải hay lắp ghép mạch từ chưa tốt - Nếu máy biến áp có tiếng kêu, phải kiểm tra lại đai gơng lõi thép hay điện áp tăng mức mạch từ bị bão hịa, từ thơng tản tăng mạnh gây tiếng kêu, mối ghép trụ gông mạch từ bị hở * Thực kiểm tra thông số máy biến áp: Chúng ta thực kiểm tra thông số máy biến áp theo quy trình sau: Bước 1: Công tác chuẩn bị thiết bị, vật tư - Thực cơng tác bảo hộ an tồn lao động trình bày - Chuẩn bị máy biến áp - Dụng cụ đo cầm tay dụng cụ nghề điện Bước 2: Giáo viên làm mẫu cho sinh viên theo phương pháp trình bày Bước 3: Chia nhóm, hai sinh viên nhóm, thực theo quy trình giáo viên làm mẫu giáo viên giám sát uốn nắn, dẫn kịp thời đánh giá quy trình thực tháo tác Cần ý đến phương pháp đo đọc kết đo sinh viên sinh viên để đạt kết xác Các kỹ an toàn điện thao tác Bước 4: Kết thúc - Tính tỉ số máy biến áp - Thông qua giá trị I0 so sánh để rút kết luận - Thông qua thông số tải định mức I2đm, U2đm, rút kết luận → Nhận xét ưu khuyết điểm sinh viên - Hướng dẫn tài liệu - Vệ sinh cơng nghiệp bảo trì dụng cụ, thiết bị Các dạng sai hỏng thường gặp trình lắp lõi thép 3.1 Điện trở cách điện không đảm bảo - Hiện tượng: Khi máy biến áp làm việc có điện rị vỏ máy Đo điện trở cách điện máy biến áp không đảm bảo - Nguyên nhân: Quá trình lồng lõi thép vào dây quấn không đảm bảo yêu cầu kỹ thuật, làm xước cách điện dây quấn dẫn đến rò điện vỏ máy - Biện pháp phòng tránh: Quá trình lồng lõi thép phải thực cẩn thận, xác, tay tránh làm hỏng cách điện dây điện từ Đo cách điện trước đưa máy biến áp vận hành 3.2 Lõi thép máy biến áp ghép không chặt - Hiện tượng: Máy biến áp rung, phát tiếng kêu vận hành - Nguyên nhân: Lá thép bị cũ, cong vênh Q trình ghép khơng đều, khơng chặt, khơng có đai ốc giữ chặt lõi thép nên lõi thép bị lỏng - Biện pháp phòng tránh: Chọn thép mới, không bị cong vênh để ghép thành lõi thép Quá trình ghép thực ghép xen kẽ, ghép chặt, dùng đai ốc để giữ chặt thép CHƯƠNG 9: XÁC ĐỊNH CÁC DẠNG HƯ HỎNG THƯỜNG GẶP CỦA MÁY BIẾN ÁP VÀ CÁCH SỬA CHỮA Máy biến áp lực mắt xích quan trọng thành phần cấu thành hệ thống điện, hư hỏng Máy biến áp (MBA) làm ảnh hưởng đến việc cung cấp điện đến hộ tiêu thụ Các MBA biết làm việc tin cậy nhiên Trong trình hoạt động liên tục khoảng thời gian dài, máy biến áp khó mà tránh khỏi việc gặp cố định, có cố nhỏ khơng ảnh hưởng mấy, có cố lớn gây hỏng mắt, nặng dẫn đến cháy nổ gây nguy hiểm đến người xung quanh Những cố hư hại một, vài hay toàn phận máy gây nên Vì học giới thiệu đến người học số hư hỏng thường gặp cách sửa chữa MBA có cố Xác định hư hỏng máy biến áp Công việc quan trọng thợ sửa chữa điện phát hiện, tìm ngun nhân để từ sửa chữa, khắc phục hư hỏng máy biến áp Phương pháp chung: Quan sát tổng thể để sơ phát hư hỏng Dùng thiết bị, đồng hồ để đo kiểm tra để khẳng định bác bỏ phán đoán hư hỏng Máy biến áp làm việc khơng bình thường nguyên nhân sau : - Bị chập mạch số vịng dây, máy nóng, điện áp khơng đủ - Chạm mát (nếu vỏ không nối đất) - Đứt dây, đứt cầu chì… Những hư hỏng liên quan đến phần dây quấn máy biến áp, cách điện xếp vào nhóm hư hỏng phần điện Những hư hỏng liên quan đến phần mạch từ máy biến áp xếp vào nhóm hư hỏng phần Sửa chữa phần điện 2.1 Máy biến áp không làm việc - Nguyên nhân: Bị đứt cầu chì bảo vệ đứt cuộn dây - Cách sửa chữa: Dùng đồng hồ VOM đo kiểm tra cầu chì bảo vệ, đo kiểm tra thông mạch cuộn dây để xác định xác vị trí hư hỏng Nếu đứt cầu chì ta thay cầu chì khác Nếu đứt dây quấn ta tìm chỗ đứt nối lại, khơng ta phải quấn lại dây quấn 2.2 Nổ cầu chì bảo vệ - Nguyên nhân: Ngắn mạch đầu vào đầu máy biến áp, ngắn mạch số vòng dây - Cách sửa chữa: Dùng đồng hồ VOM đo kiểm tra đầu vào đầu máy biến áp Nếu khơng xác định vị trí ngắn mạch phải quấn lại dây quấn 2.3 Máy biến áp làm việc bị nóng mức, có mùi khét - Nguyên nhân: Quá tải, dây quấn bị chập số vòng dây - Cách sửa chữa: Bỏ tải, để máy biến áp nguội cho chạy chế độ không tải, quan sát + Nếu máy biến áp hết tượng phát nóng q mức nguyên nhân biến áp bị tải, ta cần giảm tải thay máy biến áp có cơng suất lớn + Nếu tượng phát nóng q mức cịn ta phải tháo dây để xác định vị trí bị chập để khắc phục Nếu khơng phải quấn lại dây quấn 2.4 Chập chờn lúc hoạt động lúc không - Ngun nhân: Do tiếp xúc khơng tốt phích cắm lấy điện vào; Do đầu nối dây tiếp xúc không tốt - Cách sửa chữa: Quan sát, kiểm tra lại phích cắm, mối nối Dùng đồng hồ VOM đo để kiểm tra xác vị trí tiếp xúc để có biện pháp sửa chữa phù hợp 2.5 Rò điện vỏ máy - Nguyên nhân: + Chạm dây quấn vào lõi thép + Đầu dây chưa bọc cách điện cách điện kém, chạm vỏ lõi thép + Máy ẩm rò điện lõi thép - Cách sửa chữa: + Kiểm tra cách điện cuộn dây với vỏ máy, với lõi thép Dùng đồng hồ đo xác định xác vi trí rị điện để sửa chữa Nếu khơng khắc phục ta phải quấn lại dây quấn + Kiểm tra lại cách điện đầu nối dây, bọc cách điện + Tẩm sấy lại cách điện dây quấn 2.6 Điện áp khơng - Ngun nhân: Do tính tốn sai quấn sai số vòng dây cuộn sơ cấp (hoặc thứ cấp) - Cách sửa chữa: Dùng đồng hồ đo kiểm tra điện áp đầu để xác định độ sai lệch điện áp so với yêu cầu + Nếu điện áp đầu điện áp đầu lớn điện áp yêu cầu ta tháo máy biến áp, rút bớt vài vòng dây cuộn thứ cấp Sau đó, dùng đồng hồ đo lại điện áp đầu ra, cao ta lại rút tiếp vài vòng dây đến điện áp đạt yêu cầu lắp ráp máy biến áp ban đầu + Nếu điện áp đầu thấp điện áp yêu cầu ta tháo dây quấn thứ cấp, đếm số vịng dây để tính tốn lại số vịng, sau thực quấn lại dây quấn thứ cấp theo thơng số tính tốn Sửa chữa phần 3.1 Máy làm việc có tiếng kêu "rè rè" - Nguyên nhân: Các thép ép không chặt: - Cách sửa chữa: Xiết lại đai ốc ép chặt thép 3.2 Máy biến áp hoạt động yếu - Nguyên nhân: + Lá thép cũ, bị han rỉ, bị cong vênh + Ghép thép không kĩ, thép chữ E I có khoảng trống lớn - Cách sửa chữa: Quan sát, kiểm tra để đưa biện pháp sửa chữa + Thay lõi thép + Chỉnh lại lõi thép để thép xếp sát TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Nguyễn Đức Sỹ, Sửa chữa máy điện máy biến áp, NXB giáo dục VN [2] Trần Duy Phụng, Kỹ thuật quấn dây, NXB Đà Nẵng [3] Vũ Gia Hanh – Trần Khánh Hòa – Phan Tử Thụ - Nguyễn Văn Sáu, Máy điện 2, NXB khoa học kỹ thuật [4] Bùi Đức Hùng – Triệu Việt Trinh, Máy điện 2, nhà xuất giáo dục VN [5] Vũ Quang Hồi, Trang bị điện – điện tử, NXB giáo dục