đồ án môn học thiết kế máy điện thiết kế máy biến áp ba pha ngâm dầu 2

Khi điện đã được sản xuất ra thì phải truyền tải điện năngtới nơi tiêu thụ, trong quá trình truyền tải điện năng đó thìkhông thể thiếu được các máy biến áp điện lực dùng để tăng vàgiảm đ

PHẦN MỞ ĐẦU

Quy trình, các tiêu chuẩn thiết kế mba

1.4 Nhận xét, kết luận chương 1

Chương 2: Thiết kế máy biến áp

2.1 Giới thiệu mục tiêu thiết kế

2.2 Tính toán các tham số cơ bản máy biến áp

2.5 Tính toán hệ thống mạch từ

Chương 3: Kết luận, kiến nghị và hướng phát triển của đề tài

3.3 Hướng phát triển của đề tài

3 Các tiêu chuẩn phục vụ tính toán, thiết kế động cơ điện không đồng bộ

TCVN 1011-2015; TCVN 3079-2015; TCVN 2608:2015; TCVN 6036-1:2015, Quy định về máy biến áp

TCVN 8:2015: Quy định về bản vẽ kỹ thuật

4 Các bản vẽ cần thực hiện

Stt Tên bản vẽ Khổ giấy Số lượng

65 Bản vẽ tổng lắp ráp máy biến áp

5 Yêu cầu trình bày văn bản

Thực hiện theo biểu mẫu “BM03” về QUY CÁCH CHUNG CỦA BÁO CÁO TIỂU LUẬN/BTL/ĐỒ ÁN/DỰ ÁN trong Quyết định số 815/ QĐ-ĐHCN ngày 15/08/2019

6 Về thời gian thực hiện đồ án

Ngày giao đề tài: Ngày hoàn thành:

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT 5

1.1 Giới thiệu chung máy biến áp 7

1.1.1 Khái quát chung về MBA 7

1.1.3 Các đại lượng định mức 10

1.2 Giới thiệu chung về thiết kế máy biến áp 16

1.3 Quy trình, các tiêu chuẩn thiết kế mba 18

1.3.1 Quy trình thiết kế MBA 18

1.1.2 Các tiêu chuẩn thiết kế MBA 18

NHẬN XÉT, KẾT LUẬN CHƯƠNG 1 21

2.1 Giới thiệu mục tiêu thiết kế 22

2.2 Tính toán các tham số cơ bản của máy biến áp 22

2.5 Tính toán hệ thống mạch từ 40

Chương 3: KẾT LUẬN, KIẾN NGHỊ VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI 49

3.3 Hướng phát triển của đề tài 50

Hình 1.1 Máy biến áp 3 pha ngâm dầu 7

Hình 1.2 nguyên lý làm việc của một MBA 1 pha 8

Hình 1.3 Cấu tạo của MBA 11

Hình 1.4 Kết cấu mạch từ kiểu trụ 13

Hình 1.5 Kết cấu mạch từ kiểu bọc 13

Hình 1.6 Kết cấu mạch từ kiểu trụ - bọc 14

Hình 2.1 Các kích thước chủ yếu của máy biến áp 24

Hình 2.2 Dạng sơ đồ điều chỉnh điện áp cuộn sơ cấp 32

Hình 2.3 Tổn hao trong các dây quấn 35

Hình 2.4 Tác dụng của lực hướng tâm lên dây quấn đồng tâm 38

Hình 2.5 Các kích thước của thùng 46

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT

TLHD Tài liệu hướng dẫn

TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam

Chúng ta đang sống trong thời đại với sự phát triển không ngừng của khoa học kĩ thuật, một thời đại mà sự nghiệp công nghiệp hóa hiện đại hóa được đặt lên hàng đầu

Nói đến công nghiệp hóa, hiện đại hóa thì không thể tách rời được ngành điện, ngành điện đóng một vai trò mấu chốt trong quá trình đó.

Trong ngành điện thì công việc thiết kế máy điện là một khâu vô cùng quan trọng, nhờ có các kĩ sư thiết kế máy điện mà các máy phát điện mới được ra đời cung cấp cho các nhà máy điện Khi điện đã được sản xuất ra thì phải truyền tải điện năng tới nơi tiêu thụ, trong quá trình truyền tải điện năng đó thì không thể thiếu được các máy biến áp điện lực dùng để tăng và giảm điện áp lưới sao cho phù hợp nhất đối với việc tăng điện áp lên cao để tránh tổn thất điện năng khi truyền tải cũng như giảm điện áp cho phù hợp với nơi tiêu thụ (Đồ án: Thiết kế máy biến áp điện lực 3 pha ngâm dầu)

Vì lí do đó mà máy biến áp điện lực (MBAĐL) là một bộ phận rất quan trọng trong hệ thống điện MBAĐL ngâm dầu là loại máy được sử dụng rất phổ biến hiện nay do những ưu điểm vượt trội của loại máy này có được Nhờ đó mà MBAĐL ngâm dầu ngày càng được sử dụng rộng rãi hơn và không ngừng được cải tiến sao cho phục vụ nhu cầu của người sử dụng đươc tốt nhất

Bằng tất cả cố gắng của mình ,với những kiến thức nhận được từ thầy cô và sự hướng dẫn tận tình của thầy giáo Nguyễn

Văn Đoài Em xin chân thành cảm ơn thầy đã tận tình giúp đỡ tạo điều kiện cho em để hoàn thành tốt đề tài này và cho em học hỏi nhiều vấn đề về máy biến áp trong thời gian làm đề tài.

Xin chân thành cảm ơn!

1.1 Giới thiệu chung máy biến áp

1.1.1 Khái quát chung về MBA

Máy biến áp là thiết bị điện từ tĩnh , hoạt động theo nguyên lý cảm ứng điện từ, với mục đích là biến đổi một hệ thống dòng điện xoay chiều ở điện áp này thành một hệ thống dòng điện xoay chiều ở điện từ khác , với tần số không thay đổi.

Kí hiệu MBA đơn giản.

Hình 1.1 Máy biến áp 3 pha ngâm dầu Đầu vào của MBA nối với nguồn điện được gọi là sơ cấp (SC) Đầu ra của

MBA nối với tải gọi là thứ cấp (TC)

Khi điện áp đầu ra TC lớn hơn điện áp vào SC ta có MBA tăng áp

Khi điện áp đầu ra TC nhỏ hơn điện áp vào SC ta có MBA hạ áp.

Nguyên lí làm việc của MBA dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ và sử dụng từ thông biến thiên của lõi thép sinh ra

Các cuộn dây sơ cấp và thứ cấp trong một MBA không có liên hệ với nhau về điện mà chỉ có liên hệ với nhau về từ

Xét sơ đồ nguyên lí của một MBA 1 pha: Đây là sơ đồ MBA 1 pha 2 dây quấn, máy gồm có 2 cuộn dây Cuộn sơ cấp có W1 vòng dây và có cuộn thứ cấp có W2 vòng dây được quấn trên lõi thép.

Khi đặt một điện áp xoay chiều v1 vào dây cuốn sơ cấp trong đó sẽ có dòng điện i1 Trong lõi thép và sinh ra từ thông móc vòng với cả hai cuộn dây sơ cấp và thứ cấp, cảm ứng ra các sức điện động e1 và e2 Ở cuộn sơ cấp có sức điện động sẽ sinh ra dòng điện i2 đưa ra tải với điện áp là u2.

Giả thiết điện áp xoay chiều đặt vào là một hàm số hình sin thì từ thông do nó sinh ra cũng là một hàm số hình sin. m.sin t

Do đó theo định luật cảm ứng điện từ, sức điện động cảm ứng trong các dây quấn sơ cấp và thứ cấp là:

Hình 1.2 nguyên lý làm việc của một MBA 1 pha

Là giá trị hiệu dụng của các sức điện động của cuộn sơ cấp và thứ cấp. Dựa vào biểu thức và ta có thể đưa ra tỉ số biến đổi của MBA như sau.

Nếu không kể điện áp rơi trên các dây quấn thì có thể coi , do đó k có thể coi như tỉ số điện áp giữa dây quấn sơ cấp và thứ cấp. k = E 1

1.1.3 Các đại lượng định mức

Các đại lượng định mức của MBA do mỗi nhà chế tạo quy định sao cho phù hợp với từng loại máy

Có 3 đại lượng định mức cơ bản của MBA:

1.1.1.1 Điện áp định mức Điện áp sơ cấp định mức kí hiệu U đm 1 là điện áp quy định cho dây quấn sơ cấp Điện áp thứ cấp định mức kí hiệu U đm2 là điện áp quy định giữa các cực của dây quấn sơ cấp Khi dây quấn thứ cấp hở mạch và điện áp đặt vào dây quấn sơ cấp là định mức người ta quy ước với MBA 1 pha điện áp định mức là điện áp pha, với MBA 3 pha là điện áp dây Đơn vị của điện áp ghi trên nhãn máy thường là KV

Dòng điện định mức là dòng điện đã quy định cho mỗi dây quấn của MBA ứng với công suất định mức và điện áp định mức Đối với MBA 1 pha dòng điện định mức là dòng điện pha Đối với MBA 3 pha dòng điện định mức là dòng điện dây Đối với máy biến áp 1 pha:

U đm2 Đối với máy biến áp 3 pha:

Công suất định mức của MBA là công suất biểu kiến định mức Công suất định mức kí hiệu là S đm , đơn vị là VA, KVA Đối với MBA 1 pha công suất định mức là:

S đm =U đm2 × I đm2 =U đm 1 × I đm1 Đối với MBA 3 pha công suất định mức là:

S đm =√3 U đm 1 × I đm1 =√3 U đm2 × I đm 2

1.1.1.4 Tần số định mức (Hz)

Thường máy biến áp có tần số công nghiệp f = 50Hz

1.1.1.5 Ngoài ra trên nhãn máy còn ghi những số liệu khác như: số pha, sơ đồ và tổ đấu dây quấn, điện áp ngắn mạch U n %, chế độ làm việc ngắn hạn hay dài hạn, phương pháp làm lạnh.

Máy biến áp có 2 bộ phận chính đó là: Lõi sắt và dây quấn Ngoài ra còn có các bộ phận khác như vỏ máy và hệ thống làm mát.

Hình 1.3 Cấu tạo của MBA 1.1.4.1 Lõi sắt máy biến áp

Lõi sắt máy biến áp dùng để dẫn từ thông chính của máy, được chế tạo từ những vật liệu dẫn từ tốt như thép lá kĩ thuật điện Ngày nay loại tôn cán lạnh được sử dụng chủ yếu trong công nghệ chế tạo lõi sắt, do tôn cán lạnh là loại tôn có vị trí sắp xếp các tinh thể gần như không đổi và có tính dẫn từ định hướng, do đó suất tổn hao giảm 2 đến 2,5 lần so với tôn cán nóng Độ từ thẩm thay đổi rất ít theo thời gian, dùng tôn cán lạnh cho phép tăng cường độ từ cảm trong lõi sắt lên tới 1,6 đến 1,65 T (Tesla), trong khi đó tôn cán nóng chỉ tăng được từ 1,3 đến 1,45T từ đó giảm được tổn hao trong máy, dẫn đến giảm được trọng lượng kích thước máy, đặc biệt là rút bớt đáng kể chiều cao của MBA, rất thuận tiện cho việc chuyên trở Tuy nhiên tôn cán lạnh giá thành có đắt hơn, nhưng do việc giảm được tổn hao và trọng lượng máy nên người ta tính rằng những MBA được chế tạo bằng loại tôn này trong vận hành vẫn kinh tế hơn MBA được làm bằng tôn cán nóng.

Hiện nay, các MBA điện lực thường được thiết kế bởi tôn cán lạnh, (như các loại tôn cán lạnh của Nga, Nhật, Mỹ, CHLB Đức…v v)

Lõi sắt gồm 2 bộ phận chính đó là trụ(T) và gông(G)

Trụ là nơi để đặt dây quấn.

Gông là phần khép kín mạch từ giữa các trụ.

Trụ và gông tạo thành mạch từ khép kín.

Lá thép kĩ thuật điện được sử dụng thường có độ dày từ (0,35 tới 0,5)mm hai mặt được sơn cách điện.

Trong MBA dầu thì toàn bộ lõi sắt và dây quấn đều được ngâm trong dầu biến áp.

Theo sự phân bố sắp xếp tương đối giữa trụ gông và dây quấn mỡ ta có các loại lõi sắt như sau:

Hình 1.3 Kết cấu mạch từ kiểu trụ a: 1 pha; b: 3 pha

 Lõi sắt kiểu bọc a:1 pha; b: 3 pha

 Lõi sắt kiểu trụ - bọc

Hình 1.4 Kết cấu mạch từ kiểu bọc

THIẾT KẾ MBA

Giới thiệu mục tiêu thiết kế