Nghiên ứu ông nghệ hế tạo mba điện lự ó lõi thép và vật liệu vô định hình

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - NGUYỄN THỊ PHƯỢNG NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MBA ĐIỆN LỰC CÓ LÕI THÉP LÀ VẬT LIỆU VƠ ĐỊNH HÌNH Chun ngành: Kỹ thuật điện LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGÀNH KỸ THUẬT ĐIỆN HƯỚNG THIẾT BỊ ĐIỆN HƯỚNG DẪN KHOA HỌC GS TS PHẠM VĂN BÌNH Hà Nội-Năm 2012 Tai ngay!!! Ban co the xoa dong chu nay!!! 17061131808811000000 NGUYỄN THỊ PHƯỢNG KỸ THUẬT ĐIỆN ` LỜI CAM ĐOAN Sau thời gian học cao học trƣờng Đại học Bách khoa Hà nội dƣới hƣớng dẫn tận tình thầy giáo Phạm Văn Bình, tơi hồn thành luận văn tốt nghiệp với tên luận văn “Nghiên cứu công nghệ chế tạo MBA điện lực có lõi thép vật liệu vơ định hình”.Tơi xin cam đoan số liệu, kết nêu luận văn trung thực Tác giả luận văn Nguyễn Thị Phƣợng Luận văn thạc sĩ khoa học Trƣờng đại học Bách Khoa Hà Nội Sau thời gian học tập nghiên cứu môn Thiết Bị Điện- Điện Tử Trƣờng đại học Bách Khoa Hà Nội, dƣới hƣớng dẫn tận tình thầy giáo GS.TS Phạm Văn Bình, tác giả lựa chọn hoàn thành nội dung đề tài: “Nghiên cứu cơng nghệ chế tạo MBA điện lực có lõi thép vật liệu vơ định hình” khơng khó khăn thời gian gấp rút, trình độ có hạn vấn đề tƣơng đối phức tạp Tuy nhiên, với lỗ lực thân, giúp đỡ tận tình thầy giáo GS.TS Phạm Văn Bình động viên gia đình bạn bè, tác giả hoàn thành luận văn thu đƣợc số kết nghiên cứu định Tác giả xin chân thành cảm ơn Bộ môn Thiết Bị Điện – Điện Tử, trƣờng Đại học Bách Khoa Hà Nội tạo điều kiện cho tác giả vừa học tập vừa nghiên cứu Tác giả xin chân thành cảm ơn thầy giáo GS.TS Phạm Văn Bình nhận hƣớng dẫn giúp đỡ tận tình để tác giả hoàn thành luận văn Cuối tác giả chân thành cảm ơn bạn bè, đồng nghiệp thành viên gia đình động viên giúp đỡ góp, phần vào thành cơng luận văn Xin chân thành cảm ơn ! Tác giả luận văn Nguyễn Thị Phƣợng Học viên: Nguyễn Thị Phƣợng Chuyên ngành KTĐ-TBĐ 10-12 Luận văn thạc sĩ khoa học Trƣờng đại học Bách Khoa Hà Nội MỤC LỤC DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ DANH MỤC CÁC BẢNG 10 MỞ ĐẦU 11 Tính cấp thiết đề tài: 11 Ý nghĩa khoa học – thực tiễn: 13 Mục đích, đối tƣợng phạm vi nghiên cứu: 13 TỔNG QUAN VỀ CÁC PHƢƠNG PHÁP GIẢM TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG CỦA MÁY BIẾN ÁP 15 1.1 Tình hình nghiên cứu giới: 20 1.2 Tình hình nghiên cứu nƣớc: 27 1.3 Hƣớng nghiên cứu tác giả: 29 KẾT LUẬN CHƢƠNG 30 VẬT LIỆU TỪ MỀM VƠ ĐỊNH HÌNH 31 Tinh thể vơ định hình – Trật tự xa trật tự gần: 33 2 Các mơ hình cấu trúc hợp kim vơ định hình: 34 Vật liệu từ mềm vơ định hình nanomet: 35 2.3.1 Vật liệu từ mềm vơ định hình: 35 2.3.2 Vật liệu từ mềm nanomet: 36 2.4 Các tính chất từ: 37 2.4.1 Dị hƣớng từ tinh thể: 38 2.4.2 Dị hƣớng từ đàn hồi: 42 2.4.3 Dị hƣớng từ cảm ứng:u 48 2.5 Tổn hao công suất lõi dẫn từ khả ứng dụng: 48 2.5.1 Tổn hao từ trễ Chúng ta biết trƣờng chiều (chế độ tĩnh) tổn hao từ trễ (Ph) diện tích khép kín đƣờng cong B - H .48 2.5.2 Tổn hao dịng xốy 49 2.5.3 Tổn hao công suất lõi dẫn từ 50 2.5.4 Khả ứng dụng 52 2.6 Các phƣơng pháp chế tạo vật liệu vơ định hình: 53 Học viên: Nguyễn Thị Phƣợng Chuyên ngành KTĐ-TBĐ 10-12 Luận văn thạc sĩ khoa học Trƣờng đại học Bách Khoa Hà Nội 2.7 Công nghệ sản xuất vật liệu từ vơ định hình: 53 2.7.1 Phƣơng pháp làm nguội nhanh từ tinh thể lỏng: .53 2.7.2 Công nghệ sản xuất vật liệu từ vơ định hình: 55 KẾT LUẬN CHƢƠNG 62 CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MẠCH TỪ VÀ DÂY QUẤN 63 MÁY BIẾN ÁP VƠ ĐỊNH HÌNH 63 3.1 CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MẠCH TỪ: 63 3.1.1 Khái niệm chung công nghệ chế tạo mạch từ: 63 3.1.1.1 Nhiệm vụ mạch từ: 63 3.1.1.2 Kết cấu mạch từ: 63 3.1.1.3 Phƣơng pháp ủ mạch từ: 66 .67 Hình 3.7b: Điều kiện lị ủ lõi 2605 SA1 DT .67 3.1.2 Công nghệ chế tạo mạch từ máy biến áp vơ định hình: .68 3.1.2.1 Mạch từ đƣợc ghép từ nhiều thép với nhau: 68 3.1.2.2 Mạch từ đƣợc quấn kiểu hình xuyến: 68 3.1.2.3 Mạch từ đƣợc ghép từ tẹp thép đƣợc định hình sẵn: 71 3.2 CƠNG NGHỆ CHẾ TẠO DÂY QUẤN: 73 3.2.1 Khái niệm chung: 73 3.2.1.1 Yêu vầu nhiệm vụ dây quấn: 73 3.2.1.2 Cách điện máy biến áp: 73 3.2.2 Công nghệ chế tạo dây quấn: 75 3.2.2.1 Dây quấn hình trụ dây dẫn chữ nhật: 75 3.2.2.3 Dây quấn hình xoắn: 81 3.2.2.4 Dây quấn hình xốy ốc liên tục: (hình 3.32) 83 KẾT LUẬN CHƢƠNG 85 KHẢO SÁT TỪ TRƢỜNG VÀ TỔN HAO KHÔNG TẢI MÁY BIẾN ÁP SỬ DỤNG LÕI THÉP VẬT LIỆU VƠ ĐỊNH HÌNH BẰNG PHƢƠNG PHÁP PHẦN TỬ HỮU HẠN 87 4.1 Giới thiệu chung: 87 4.2 Phƣơng pháp phần tử hữu hạn với chƣơng trình FEMM: 87 4.2.1 Giới thiệu phần mềm FEMM: 87 4.2.2 Các thông số thiết kế MBA sử dụng phần mềm FEMM: 89 4.3 Ứng dụng phần mềm FEMM việc khảo sát phân bố từ trƣờng tổn hao không tải máy biến áp 160kVA - 22kV/0,4kV 89 4.3.1 Các thông số thiết kế đƣợc sử dụng 89 4.3.1.1 Mơ hình kích thƣớc mạch từ: 89 4.3.1.2 Các thông số cuộn dây: 90 4.3.1.3 Thơng số dịng điện cuộn dây bao gồm: 91 Học viên: Nguyễn Thị Phƣợng Chuyên ngành KTĐ-TBĐ 10-12 Luận văn thạc sĩ khoa học Trƣờng đại học Bách Khoa Hà Nội 4.3.2.1 Nhập số liệu: 91 4.3.2.2 Kết sau chạy chƣơng trình với thép KTĐ 2211 92 4.3.2.3 Kết sau chạy chƣơng trình với thép VĐH: .92 4.3.2.5 So sánh kết kết luận: 97 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 99 TÀI LIỆU THAM KHẢO 101 Học viên: Nguyễn Thị Phƣợng Chuyên ngành KTĐ-TBĐ 10-12 Luận văn thạc sĩ khoa học Trƣờng đại học Bách Khoa Hà Nội DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT CHỮ NGUYÊN VĂN VIẾT TẮT MBA Máy biến áp PTHH Phần tử hữu hạn FEMM Finite Elemnet Methode Magnetics VĐH Vơ định hình KTĐ Kỹ thuật điện TTĐN Tổn thất điện EVN Tập đoàn Điện lực Việt Nam VLKT Viện Vật lý kỹ thuật HTĐ Hệ thống điện Học viên: Nguyễn Thị Phƣợng Chuyên ngành KTĐ-TBĐ 10-12 Luận văn thạc sĩ khoa học Trƣờng đại học Bách Khoa Hà Nội DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình 1.1 Tên hình vẽ Đồ thị biểu diễn xu hƣớng giới sử dụng vật liệu tốt để giảm tổn hao không tải máy biến áp Trang 22 1.2 Đƣờng cong từ trễ vật liệu vô định hình thép silic 23 1.3 Tổn hao từ phụ thuộc vào cảm ứng từ B thép Si VĐH 24 1.4 2.1 So sánh tổn hao không tải máy biến áp Nhật Bản (máy pha, 50Hz, 300 kVA) Năm loại mạng cấu trúc trật tự gần theo mơ hình Berna 24 35 2.2 Qui trình chế tạo hợp kim nanomet 36 2.3 Dải kích thƣớc vật liệu 37 2.4 Mơ hình dị hƣớng ngẫu nhiên 38 2.5 2.6 Dị hƣớng từ hiệu dụng vật liệu nanomet với định hƣớng ngẫu nhiên hạt phụ thuộc kích thƣớc hạt D Lực kháng từ HC phụ thuộc vào kích thƣớc hạt D vật liệu mềm 40 40 2.7 Các cấu trúc nguyên tử 55 2.8 Quy trình chế tạo vật liệu vơ định hình 56 2.9 Mơ hình sản phẩm 56 2.10 Sơ đồ thiết bị điều khiển cơng nghệ ampoule khép kín 57 2.11 Sơ đồ thiết bị điều khiển công nghệ ampoule liên tục 58 2.12 Sơ đồ mô tả sản phẩm vật liệu vơ định hình 59 Học viên: Nguyễn Thị Phƣợng Chuyên ngành KTĐ-TBĐ 10-12 Luận văn thạc sĩ khoa học Trƣờng đại học Bách Khoa Hà Nội 2.13 Máy biến áp pha 50kVA - kV/210 V 60 2.14 Máy biến áp pha: a) trụ ; b) trụ 60 2.15 Máy biến áp khô pha 1000kVA - kV/210V 61 3.1 Tiết diện trụ MBA 64 3.2 a – Ghép vng góc b – Ghép chéo góc 64 3.3 a- Hƣớng dẫn từ ghép vng góc, b-ghép chéo góc 65 3.4 Cách ghép trụ gông 65 3.5 Ép gông mạch từ bulông ép 66 3.6 Ép trụ đai 66 3.7a Phƣơng pháp ủ mạch từ 67 3.7b Điều kiện lò ủ lõi 2605 SA1 DT 67 3.8 Cuộn tôn 68 3.9 Giá quay máy quấn băng 68 3.10 a) Bộ phận truyền động dẫn băng tôn b) Máy quấn tôn 69 3.11 Hàn cố định lõi tôn 69 3.12 Tháo khuôn mạch từ 70 3.13 Sơn băng mạch từ 70 3.14 Máy quấn dây 70 3.15a Sau quấn ba cuộn dây 71 3.15b Các đầu dây đƣợc hàn nối đƣa 71 3.16 Gá cố định cuộn dây 71 3.17 Lõi thép vô định hình 71 Học viên: Nguyễn Thị Phƣợng Chuyên ngành KTĐ-TBĐ 10-12