Đồ án nhập môn máy biến áp và truyền tải điện năng

 Đồ án nhập môn : Máy biến áp truyền tải điện năng    Mục lục   Mục lục Danh mục hình ảnh LỜI MỞ ĐẦU  Nội Dung I Giới thiệu chung II Máy biến áp Định nghĩa Cấu tạo chung máy biến áp Nguyên lý hoạt động máy biến áp .9 Các loại máy biến áp 10 III Truyền tải điện 10 Hệ thống truyền tải phân phối điện 10 Nguyên lý việc truyền tải điện 10 Tình hình Việt Nam 11 IV Tìm hiểu chung ngành ĐKTĐH (Đo Lường, Tự Động Hóa, Điều khiển) 12 Khái niệm chung 12 Tình hình 12 Các hướng nghiên cứu phát triển .12   Danh mục hình ảnh           Hình Cấu tạo máy biến áp  Hình Lõi thép máy biến áp  Hình Dây quấn máy biến áp  Hình Các kiểu quấn dây máy biến áp  Hình Máy biến áp pha MBT vỏ thép Đào Đức Lộc MSSV 20212865 Page  Đồ án nhập môn : Máy biến áp truyền tải điện năng       Hình Hệ thống truyền tải LỜI MỞ ĐẦU   Việt Nam giai đoạn phát triển mạnh mẽ lĩnh vực,  bước đại hóa với mục tiêu đưa đất nước trở thành nước cơng nghiệp đại Trong đó, ngành lượng ngành phát triển mũi nhọn kinh tế Việc phát triển ngành lượng phải trước bước để phục vụ cho ngành công nghiệp sống người   Điện nhà máy điện sản xuất hàng chục kilơvơn (KV) Trong q trình truyền tải điện năng, trước hết phải sử dụng máy biến áp tăng áp để nâng hiệu điện lên hàng trăm kilôvôn sau nối vào mạng truyền tải điện Khi đạt đến công suất tiêu thụ cục bộ, thiết bị hạ bậc giảm dần điện áp đạt điện áp yêu cầu   Hệ thống truyền tải điện có vai trò quan trọng việc kết nối điện với vùng miền, kết nối nhà máy điện trung tâm phụ tải, cung cấp lượng cho toàn đất nước    Nhằm hoàn thiện bổ sung kiến thức, em xin phép tìm hiểu máy biến áp truyền tải điện Với hiểu biết có hạn mình, đồ án em cịn nhiều thiếu sót, mong thầy bạn góp ý để báo cáo em hoàn chỉnh Em xin trân trọng cảm ơn Đào Đức Lộc MSSV 20212865 Page  Đồ án nhập môn : Máy biến áp truyền tải điện năng     Nội Dung I Giới thiệu chung   Truyền tải điện hay gọi hệ thống điện bao gồm lưới điện truyền tải nhà máy điện đấu nối vào lưới điện truyền tải Hệ thống truyền tải điện phương pháp truyền tải điện công suất lớn khoảng cách xa   Máy biến áp thành phần quan trọng hệ thống truyền tải điện năng, điện từ nhà máy sản xuất điện đến nơi tiêu thụ thường trải qua đến lần tăng giảm điện áp để phù hợp với thiết bị hiệu suất truyền tải   Máy biến áp chuyển đổi hiệu điện (điện áp) với giá trị mong muốn, ví dụ từ đường dây trung 10 kV sang mức hạ 220 V hay 400 V dùng sinh hoạt dân cư Tại nhà máy phát điện, máy biến áp thường chuyển hiệu điện mức trung từ máy phát điện (10 kV đến 50 kV) sang mức cao (110 kV đến 500 kV hay cao hơn) trước truyền tải lên đường dây điện cao Trong truyền tải điện với khoảng cách xa, hiệu điện cao hao hụt   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 sạc, dùng cho thiết bị điện với hiệu điện nhỏ (230 V sang 24 V, 12 V, V, )   Trong báo cáo này, em xin phép trình bày máy biến áp truyền tải điện Đào Đức Lộc MSSV 20212865 Page  Đồ án nhập môn : Máy biến áp truyền tải điện năng    II Máy biến áp Định nghĩa Máy biến áp ( hay gọi máy biến ) thiết bị điện từ loại tĩnh, làm việc theo nguyên lý cảm ứng điện từ, biến đổi hệ thống dòng điện xoay chiều điện áp thành hệ thống dòng điện xoay chiều ở  điện áp khác với tần số không thay đổi   Do máy biến áp làm nhiệm vụ truyền tải phân phối lượng không biến đổi lượng   Ở máy biến áp, việc biến đổi điện áp thực dòng điện xoay chiều dòng điện biến đổi xung Máy biến áp dùng hệ thống truyền tải phân phối điện năng, máy biến áp dùng cho số yêu cầu khác nối mạch chỉnh lưu, làm nguồn cấp điện cho lò điện, máy hàn, máy thử nghiệm… Cấu tạo chung máy biến áp Cấu tạo chung máy biến áp gồm thành phần chính: Lõi thép, dây quấn vỏ máy Đào Đức Lộc MSSV 20212865 Page  Đồ án nhập môn : Máy biến áp truyền tải điện năng     Hình Cấu tạo máy biến áp a Lõi thép (Mạch từ) Lõi thép dùng để dẫn từ thông, chế tạo từ vật liệu dẫn từ tốt Được ghép từ thép kỹ thuật điện thành mạch vịng khép kín, thép mỏng mặt ngồi có sơn cách điện với bề dày từ 0,3 - 0,5mm Lõi thép gồm phần gồm Trụ Gơng Trụ phần để đặt dây quấn cịn Gông phần nối liền trụ để tạo thành mạch từ kín    Hình Lõi thép máy biến áp  b Dây quấn  Nhiệm vụ dây quấn nhận lượng vào truyền lượng Đào Đức Lộc MSSV 20212865 Page    Đồ án nhập môn : Máy biến áp truyền tải điện năng    Dây quấn thường làm dây đồng nhơm, tiết diện trịn hay chữ nhật, bên ngồi có bọc cách điện Dây quấn gồm nhiều vịng dây lồng vào trụ thép, vòng dây, dây quấn dây quấn với lõi ép có cách điện Máy biến áp thường có hai nhiều dây quấn số vòng dây cuộn khác nhau, tùy thuộc vào nhiệm vụ máy biến áp Có loại dây quấn: dây quấn sơ cấp dây quấn thứ cấp   Dây quấn nhận lượng từ lưới gọi dây quấn sơ cấp Dây quấn cung cấp lượng cho phụ tải gọi dây quấn thứ cấp Số vòng dây cuộn sơ cấp thứ cấp khác Số vòng dây cuộn sơ cấp lớn số vòng dây cuộn thứ cấp máy biến áp hạ áp (máy biến áp hạ ) Số vòng dây cuộn sơ cấp nhỏ số vòng dây cuộn thứ cấp máy biến áp tăng áp (máy biến áp tăng thế)  Hình Dây quấn máy biến áp  Ngồi người ta phân biệt dây quấn máy biến áp thành dây quấn cao áp dây quấn hạ áp   Dây quấn có điện áp cao gọi dây quấn cao áp Dây quấn có điện áp thấp gọi dây quấn hạ áp Đào Đức Lộc MSSV 20212865 Page  Đồ án nhập môn : Máy biến áp truyền tải điện năng    Xét cấu tạo, dây quấn chia thành loại: dây quấn đồng tâm dây quấn xen kẽ Dây quấn đồng tâm: có tiết diện ngang vòng tròn đồng tâm  Những kiểu dây quấn đồng tâm gồm:     Dây quấn hình trụ, dùng cho dây quấn hạ áp cao áp (hình 4a) Dây quấn hình xoắn, dùng cho dây quấn hạ áp có nhiều sợi chập (hình 4b) Dây quấn hình xoắn ốc liên tục, dùng cho dây quấn cao áp, tiết diện dây dẫn chữ nhật (hình 4c) Dây quấn xen kẽ: Các bánh dây cao áp hạ áp xen kẽ dọc theo trụ thép (hình 4d)  Hình Các kiểu quấn dây máy biến áp c Vỏ máy Tùy theo loại máy biến áp mà vỏ máy biến áp làm chất liệu khác Chúng thường làm từ nhựa, gỗ, thép, gang tơn mỏng, có công dụng để bảo vệ phần tử máy biến áp bên nó,  bao gồm: nắp thùng thùng Đào Đức Lộc MSSV 20212865 Page    Đồ án nhập môn : Máy biến áp truyền tải điện năng       Hình Máy biến áp pha MBT vỏ thép  Nắp thùng dùng để đậy thùng có phận quan trọng như: Sứ (cách điện) dây quấn cao áp dây quấn hạ áp Bình dãn dầu (bình dầu phụ) có ống thủy tinh để xem mức dầu Ống bảo hiểm: làm thép, hình trụ nghiêng, đầu nối với thùng, đầu bịt đĩa thuỷ tinh Nếu áp suất thùng tăng lên đột ngột, đĩa thuỷ tinh vỡ, dầu theo ngồi để máy biến áp khơng bị hỏng Lỗ nhỏ đặt nhiệt kế Rơle dùng để bảo vệ máy biến áp Bộ truyền động cầu dao đổi nối đầu điều chỉnh điện áp dây quấn cao áp Nguyên lý hoạt động máy biến áp       Dây quấn có N1 vịng dây dây quấn có N2 vịng dây quấn lõi thép Khi đặt điện áp xoay chiều U1 vào dây quấn (dây quấn sơ cấp), có dịng điện i1 chạy dây quấn Đào Đức Lộc MSSV 20212865 Page  Đồ án nhập môn : Máy biến áp truyền tải điện năng    Trong lõi sinh từ thông Φ móc vịng với hai dây quấn 2, cảm ứng sức điện động e1 e2 Dây quấn (dây quấn thứ cấp) có sức điện động e2, sinh dòng điện i2 đưa tải với điện áp xoay chiều u2  Như lượng dòng điện xoay chiều truyền từ dây quấn sang dây quấn a Trường hợp biến áp có tải  Nếu N2 > N1 U2 > U1: Ta gọi máy máy tăng áp  Nếu N2 < N1 U2 < U1: Ta gọi máy máy hạ áp Vậy: Máy biến áp làm tăng điện áp hiệu dụng lần cường độ hiệu dụng giảm nhiêu lần ngược lại  b Trường hợp biến áp không tải: Ta có quan hệ: trường hợp biến áp có tải Tuy nhiên, cuộn thứ cấp máy để hở (không tải) nên cuộn thứ cấp dịng điện (I2 = 0), cuộn sơ cấp có dịng điện nhỏ Các loại máy biến áp Có nhiều loại máy biến Một số cách phân loại:     Phân loại theo cấu tạo: máy biến áp pha máy biến áp pha Phân loại theo chức năng: máy biến áp tăng áp máy biến áp giảm áp Phân loại theo công dụng: máy biến áp thí nghiệm, máy biến áp đo lường, máy biến áp tự ngẫu, Phân loại theo thông số kỹ thuật Đào Đức Lộc MSSV 20212865 Page  Đồ án nhập môn : Máy biến áp truyền tải điện năng     III Phân loại theo cách thức cách điện: máy biến áp khô máy biến áp dầu Truyền tải điện Hệ thống truyền tải phân phối điện   Điện truyền tải từ nhà máy sản xuất điện đến tay người tiêu dùng phải trải qua nhiều khâu trung gian phức tạp Các khâu trung gian  bao gồm: trạm biến áp, trạm điện phân phối chia thành nhiều cấp lớn nhỏ khác nhằm mục đích giảm hao phí điện mức thấp đảm bảo nguồn điện với điện áp quy định truyển đến người sử dụng Nguyên lý việc truyền tải điện   Điện nhà máy điện sản xuất hàng chục kilôvôn (KV) Trong trình truyền tải điện năng, trước hết phải sử dụng máy  biến áp tăng áp để nâng hiệu điện lên hàng trăm kilơvơn sau nối vào mạng truyền tải điện Khi điện đến nơi tiêu thụ, thiết bị hạ bậc giảm dần điện áp đạt điện áp yêu cầu   Mục đích việc áp dụng phương pháp truyền tải siêu cao giảm tổn thất công suất đường dây tải điện Chúng ta biết dịng điện chạy qua bóng đèn sợi đốt ngồi vai trị phát sáng, phần điện chuyển hóa thành nhiệt thơng qua q trình đốt nóng bóng đèn   Theo cách tương tự, dây nguồn có giá trị điện trở định  Ngay dây dẫn làm nhôm đồng có điện trở suất nhỏ khơng thể bỏ qua điện trở dây dùng để truyền tải đường dài dài Khi đó, phần điện chuyển hóa thành nhiệt đường dây tải điện trở thành số đáng kể Phần điện hồn tồn  bị hao phí q trình truyền tải điện Tình hình Việt Nam   Hiện nay, hệ thống điện Việt Nam tồn vấn đề phân bố nguồn điện không đồng miền/ khu vực nước, buộc phải tiến hành truyền tải điện công suất lớn từ Bắc - Trung vào miền Nam, Đào Đức Lộc MSSV 20212865 Page 10  Đồ án nhập môn : Máy biến áp truyền tải điện năng    lực truyền tải điện liên miền nhiều hạn chế dẫn đến độ dự phịng độ an tồn truyền tải điện thấp Khi xảy cố đường dây 500kV liên miền dễ gây tượng sụp đổ điện áp rã lưới cục bộ, ảnh hưởng nghiêm trọng đến hệ thống điện, phụ tải điện phát triển kinh tế - xã hội   Vì vậy, việc thiết lập hệ thống truyền tải điện an toàn, ổn định, bền vững mục tiêu quan trọng ngành điện  Hình Hệ thống  truyền tải IV Tìm hiểu chung ngành ĐKTĐH (Đo Lường, Tự Động Hóa, Điều khiển) Khái niệm chung   Kỹ thuật điều khiển – Tự động hóa ngành học nghiên cứu, thiết kế, vận hành hệ thống tự động, dây chuyền sản xuất tự động nhà máy ( xi măng, sắt thép, nước giải khát, thức ăn đóng hộp, dược phẩm, ); Thiết kế, điều khiển chế tạo robot; quản lý sản phẩm cơng ty ngồi nước kinh doanh thiết bị điện tử tự động Tình hình   Bộ mơn Điều khiển Tự động hóa có đội ngũ cán khoa học kỹ thuật hàng đầu Việt Nam lĩnh vực điều khiển tự động tự động hố Bộ mơn đào tạo kỹ sư, thạc sỹ kỹ thuật tiến sỹ chuyên ngành điều khiển tự động tự động hoá Đào tạo đảm bảo chất lượng hồn cảnh ln truyền thống mục tiêu hàng đầu môn   Công tác nghiên cứu khoa học công tác mơn trọng coi nhiệm vụ trọng yếu thứ hai sau nhiệm vụ đào tạo Các công Đào Đức Lộc MSSV 20212865 Page 11  Đồ án nhập môn : Máy biến áp truyền tải điện năng    trình cán mơn công bố hội nghị khoa hội nghị khoa học quốc tế nước, tạp chí khoa học có uy tín ngồi nước   Hiện nay, Viện Điện trang bị hệ thống thí nghiệm thực hành đại đáp ứng cho loại hình đào tạo từ đến nâng cao lĩnh vực kỹ thuật điện, tự động hóa Bên cạnh hoạt động đào tạo sinh viên quy đại học sau đại học, Viện Điện thực nhiều hoạt động đào tạo công nghiệp, với đối tác tập đồn cơng nghiệp lớn Các hướng nghiên cứu phát triển              Cảm biến thơng minh: Cảm biến sóng âm, Nút cảm biến tự chủ lượng, Mạng cảm biến không dây Hệ thống đo điều khiển phân tán công nghiệp Xử lý tín hiệu: Xử lý tiếng nói, Xử lý ảnh Kỹ thuật nhận dạng – Mạng Nơ-ron Điện tử công suất truyền động điện Lý thuyết điều khiển Điều khiển số Điều khiển q trình cơng nghệ Ứng dụng hệ mờ mạng nơ-ron điều khiển Điều khiển hệ thống theo kiện rời rạc Điều khiển nhúng Điều khiển điện tử công suất truyền động Điều khiển chuyển động Đào Đức Lộc MSSV 20212865 Page 12