bài giảng kỹ thuật điện, chương 6 pdf

80 Âải Hc  Nàơng - Trỉåìng Âải hc Bạch Khoa Khoa Âiãûn - Bäü män Âiãûn Cäng Nghiãûp Giạo trçnh K thût Âiãûn Biãn soản: Nguùn Häưng Anh, Bi Táún Låüi, Nguùn Vàn Táún, V Quang Sån Chỉång 6 MẠY BIÃÚN ẠP 6.1. KHẠI NIÃÛM CHUNG VÃƯ MẠY BIÃÚN ẠP 6.1.1. Vai tr v cäng dủng MBA Âãø dáùn âiãûn tỉì nh mạy phạt âiãûn âãún häü tiãu thủ cáưn phi cọ âỉåìng dáy ti âiãûn (hçnh 6.1). Thäng thỉåìng khong cạch tỉì nåi sn xút âiãûn âãún häü tiãu thủ låïn, mäüt váún âãư âàût ra l viãûc truưn ti âiãûn nàng âi xa lm sao cho âm bo cháút lỉåüng âiãûn ạp v kinh tãú nháút. ∼ MBA gim ạp MBA tàng ạp Âỉåìng dáy ti âiãûn Mạy phạt âiãûn Häü tiãu thủ âiãûn Hçnh 6.1 Så âäư cung cáúp âiãûn âån gin Gi sỉí häü tiãu thủ cọ cäng sút P, hãû säú cäng sút cosϕ, âiãûn ạp ca âỉåìng dáy truưn ti l U, thç dng âiãûn truưn ti trãn âỉåìng dáy l : ϕ = cosU P I V täøn hao cäng sút trãn âỉåìng dáy: ϕ ==Δ 22 2 2 cosU P RIRP dd Trong âọ: R d l âiãûn tråí âỉåìng dáy ti âiãûn v cosϕ l hãû säú cäng sút ca lỉåïi âiãûn, cn ϕ l gọc lãûch pha giỉỵa dng âiãûn I v âiãûn ạp U. Tỉì cạc cäng thỉïc trãn cho ta tháúy, cng mäüt cäng sút truưn ti trãn âỉåìng dáy, nãúu âiãûn ạp truưn ti cng cao thç dng âiãûn chảy trãn âỉåìng dáy s cng bẹ, do âọ trng lỉåüng v chi phê dáy dáùn s gim xúng, tiãút kiãûm âỉåüc kim loải mu, âäưng thåìi täøn hao nàng lỉåüng trãn âỉåìng dáy s gim xúng. Màût khạc âãø âm bo cháút 81 lổồỹng õióỷn nng trong hóỷ thọỳng õióỷn, vồùi õổồỡng dỏy daỡi khọng thóứ truyóửn dỏựn ồớ õióỷn aùp thỏỳp. Vỗ thóỳ, muọỳn truyóửn taới cọng suỏỳt lồùn õi xa ngổồỡi ta phaới duỡng õióỷn aùp cao, thổồỡng laỡ 35, 110, 220, 500kV . Trón thổỷc tóỳ, caùc maùy phaùt õióỷn chố phaùt ra õióỷn aùp tổỡ 3 ữ 21kV, do õoù phaới coù thióỳt bở tng õióỷn aùp ồớ õỏửu õổồỡng dỏy. Mỷt khaùc caùc họỹ tióu thuỷ thổồỡng yóu cỏửu õióỷn aùp thỏỳp, tổỡ 0.4 ữ 6kV, vỗ vỏỷy cuọỳi õổồỡng dỏy phaới coù thióỳt bở giaớm õióỷn aùp xuọỳng. Thióỳt bở duỡng õóứ tng õióỷn aùp ồớ õỏửu õổồỡng dỏy vaỡ giaớm õióỷn aùp cuọỳi õổồỡng dỏy goỹi laỡ maùy bióỳn aùp (MBA). Nhổ vỏỷy MBA duỡng õóứ truyóửn taới vaỡ phỏn phọỳi õióỷn nng. 6.1.2. ởnh nghộa MBA Maùy bióỳn aùp laỡ thióỳt bở õióỷn tổỡ tộnh, laỡm vióỷc theo nguyón lyù caớm ổùng õióỷn tổỡ, duỡng õóứ bióỳn õọứi mọỹt hóỷ thọỳng doỡng õióỷn xoay chióửu ồớ õióỷn aùp naỡy thaỡnh mọỹt hóỷ thọỳng doỡng õióỷn xoay chióửu ồớ õióỷn aùp khaùc, vồùi tỏửn sọỳ khọng thay õọứi. 6.1.3. Caùc õaỷi lổồỹng õởnh mổùc MBA Caùc õaỷi lổồỹng õởnh mổùc cuớa MBA qui õởnh õióửu kióỷn kyợ thuỏỷt cuớa maùy. Caùc õaỷi lổồỹng nỏửy do nhaỡ maùy chóỳ taỷo qui õởnh vaỡ ghi trón nhaợn cuớa MBA. 1. Dung lổồỹng (cọng suỏỳt õởnh mổùc) S õm [VA hay kVA] laỡ cọng suỏỳt toaỡn phỏửn hay bióứu kióỳn õổa ra ồớ dỏy quỏỳn thổù cỏỳp cuớa MBA. 2. ióỷn aùp sồ cỏỳp õởnh mổùc U 1õm [V hay kV] laỡ õióỷn aùp cuớa dỏy quỏỳn sồ cỏỳp. 3. ióỷn aùp thổù cỏỳp õởnh mổùc U 2õm [V hay kV] laỡ õióỷn aùp cuớa dỏy quỏỳn thổù cỏỳp khi MBA khọng taới vaỡ õióỷn aùp õỷt vaỡo dỏy quỏỳn sồ cỏỳp laỡ õởnh mổùc. 4. Doỡng õióỷn sồ cỏỳp õởnh mổùc I 1õm [A hay kA] vaỡ thổù cỏỳp õởnh mổùc I 2õm laỡ nhổợng doỡng õióỷn cuớa dỏy quỏỳn sồ cỏỳp vaỡ thổù cỏỳp ổùng vồùi cọng suỏỳt vaỡ õióỷn aùp õởnh mổùc. ọỳi vồùi MBA ba pha õióỷn aùp vaỡ doỡng õióỷn ghi trón nhaợn maùy laỡ õióỷn aùp vaỡ doỡng õióỷn dỏy. ọỳi vồùi MBA mọỹt pha: m1 m m1 U S I õ õ õ = ; m2 m m2 U S I õ õ õ = (6.1) ọỳi vồùi MBA ba pha: m1 m m1 U3 S I õ õ õ = ; m2 m m2 U3 S I õ õ õ = (6.2) 5. Tỏửn sọỳ õởnh mổùc f õm [Hz]. Caùc MBA õióỷn lổỷc coù tỏửn sọỳ cọng nghióỷp 50Hz. Ngoaỡi ra trón nhaợn MBA coỡn ghi caùc sọỳ lióỷu khaùc nhổ : sọỳ pha m, sồ õọử vaỡ tọứ nọỳi dỏy 6.1.4. Caùc loaỷi maùy bióỳn aùp chờnh 1. MBA lổỷc duỡng õóứ truyóửn taới vaỡ phỏn phọỳi cọng suỏỳt trong hóỷ thọỳng õióỷn lổỷc. 2. MBA chuyón duỡng cho caùc loỡ luyóỷn kim, caùc thióỳt bở chốnh lổu, MBA haỡn 82 3. MBA tỉû ngáùu dng âãø liãn lảc trong hãû thäúng âiãûn, måí mạy âäüng cå khäng âäưng bäü cäng sút låïn. 4. MBA âo lỉåìng dng âãø gim âiãûn ạp v dng âiãûn låïn âỉa vo cạc dủng củ âo tiãu chøn hồûc âãø âiãưu khiãøn. 5. MBA thê nghiãûm dng âãø thê nghiãûm âiãûn ạp cao. MBA cọ ráút nhiãưu loải song thỉûc cháút hiãûn tỉåüng xy ra trong chụng âãưu giäúng nhau. Âãø thûn tiãûn cho viãûc nghiãn cỉïu, sau âáy ta xẹt MBA âiãûn lỉûc mäüt pha hai dáy qún. 6.2. CÁÚU TẢO MẠY BIÃÚN ẠP Cáúu tảo MBA gäưm ba bäü pháûn : li thẹp, dáy qún v v mạy. 6.2.1. Li thẹp MBA. Li thẹp MBA (hçnh 6.2) dng âãø dáùn tỉì thäng, âỉåüc chãú tảo bàòng cạc váût liãûu dáùn tỉì täút, thỉåìng l thẹp k thût âiãûn cọ bãư dy tỉì 0,3 ÷ 1 mm, màût ngoi cạc lạ thẹp cọ sån cạch âiãûn räưi ghẹp lải våïi nhau thnh li thẹp. Li thẹp gäưm hai pháưn: Trủ v Gäng . Trủ T l pháưn âãø âàût dáy qún cn gäng G l pháưn näúi liãưn giỉỵa cạc trủ âãø tảo thnh mảch tỉì kên. T T G G G G G G G G Hçnh 6.2 Mảch tỉì MBA mäüt pha. a) kiãøu trủ. b) kiãøu bc Dáy qún cao ạp Dáy qún hả ạp (a) (b) 6.2.2. Dáy qún MBA Dáy qún MBA (hçnh 6.2) thỉåìng lm bàòng dáy dáùn âäưng hồûc nhäm, tiãút diãûn trn hay chỉỵ nháût, bãn ngoi dáy dáùn cọ bc cạch âiãûn. Dáy qún gäưm nhiãưu vng dáy v läưng vo trủ thẹp. Giỉỵa cạc vng dáy, giỉỵa cạc dáy qún v giỉỵa dáy qún våïi li thẹp âãưu cọ cạch âiãûn. Mạy biãún ạp thỉåìng cọ hai hồûc nhiãưu dáy qún. Khi cạc dáy qún âàût trãn cng mäüt trủ thç dáy qún âiãûn ạp tháúp âàût sạt trủ thẹp cn dáy qún âiãûn ạp cao âàût bãn ngoi. Lm nhỉ váûy s gim âỉåüc váût liãûu cạch âiãûn. 6.2.3. V MBA. V MBA lm bàòng thẹp gäưm hai bäü pháûn : thng v nàõp thng. 83 1. Thng MBA : Trong thng MBA âàût li thẹp, dáy qún v dáưu biãún ạp. Dáưu biãún ạp lm nhiãûm vủ tàng cỉåìng cạch âiãûn v tn nhiãût. Lục MBA lm viãûc, mäüt pháưn nàng lỉåüng tiãu hao thoạt ra dỉåïi dảng nhiãût lm dáy qún, li thẹp v cạc bäü pháûn khạc nọng lãn. Nhåì sỉû âäúi lỉu trong dáưu v truưn nhiãût tỉì cạc bäü pháûn bãn trong MBA sang dáưu v tỉì dáưu qua vạch thng ra mäi trỉåìng xung quanh (hçnh 6.3). 400 Hçnh 6.3 MBA dáưu ba pha, hai dáy qún, 250kVA 2. Nàõp thng : Dng âãø âáûy trãn thng v cọ cạc bäü pháûn quan trng nhỉ : - Sỉï ra ca dáy qún cao ạp v dáy qún hả ạp. - Bçnh dn dáưu (bçnh dáưu phủ) - ÄÚng bo hiãøm 6.3. NGUN L LM VIÃÛC CA MẠY BIÃÚN ẠP L TỈÅÍNG Mạy biãún ạp l tỉåíng cọ cạc tênh cháút nhỉ sau: 1. Cün dáy khäng cọ âiãûn tråí. 2. Tỉì thäng chảy trong li thẹp mọc vng våïi hai dáy qún, khäng cọ tỉì thäng tn v khäng cọ täøn hao trong li thẹp. 3. Âäü tỉì tháøm ca thẹp ráút låïn (μ = ∞), nhỉ váûy dng tỉì hoạ cáưn phi cọ âãø sinh ra tỉì thäng trong li thẹp l ráút nh khäng âạng kãø, nghéa l stâ cáưn âãø sinh ra tỉì thäng trong li thẹp bàòng khäng. 84 Hỗnh 6.4 veợ sồ õọử nguyón lyù cuớa MBA mọỹt pha gọửm loợi theùp vaỡ hai dỏy quỏỳn. Dỏy quỏỳn sồ cỏỳp coù sọỳ voỡng dỏy N 1 õổồỹc nọỳi vồùi nguọửn õióỷn aùp xoay chióửu vaỡ caùc õaỷi lổồỹng phờa dỏy quỏỳn sồ cỏỳp thổồỡng kyù hióỷu coù chố sọỳ 1 keỡm theo nhổ u 1 , i 1 , e 1 , Dỏy quỏỳn thổù cỏỳp coù N 2 voỡng dỏy, cung cỏỳp õióỷn cho phuỷ taới Z t vaỡ caùc õaỷi lổồỹng phờa dỏy quỏỳn thổù cỏỳp coù chố sọỳ 2 keỡm theo nhổ u 2 , i 2 , e 2 , Khi õỷt õióỷn aùp u 1 lón dỏy quỏỳn sồ cỏỳp, trong dỏy quỏỳn sồ cỏỳp seợ coù doỡng õióỷn i 1 chaớy qua, trong loợi theùp seợ sinh ra tổỡ thọng moùc voỡng vồùi caớ hai dỏy quỏỳn. Tổỡ thọng naỡy caớm ổùng trong dỏy quỏỳn sồ vaỡ thổù cỏỳp caùc sõõ e 1 vaỡ e 2 . Dỏy quỏỳn thổù cỏỳp coù taới seợ sinh ra doỡng õióỷn i 2 õổa ra taới vồùi õióỷn aùp u 2 . Nhổ vỏỷy nng lổồỹng cuớa doỡng õióỷn xoay chióửu õaợ õổồỹc truyóửn tổỡ dỏy quỏỳn sồ cỏỳp sang dỏy quỏỳn thổù cỏỳp. Giaớ thổớ õióỷn aùp õỷt vaỡo dỏy quỏỳn sồ cỏỳp laỡ hỗnh sin vaỡ tổỡ thọng do noù sinh ra cuợng laỡ haỡm sọỳ hỗnh sin vaỡ coù daỷng: tsi n m = (6.3) Theo õởnh luỏỷt caớm ổùng õióỷn tổỡ, caùc sõõ caớm ổùng e 1 , e 2 sinh ra trong dỏy quỏỳn sồ cỏỳp vaỡ thổù cỏỳp MBA laỡ: )tsin(E)tsin(N d t d Ne m 0 1 0 111 90290 == = (6.4) )tsin(E)tsin(N d t d Ne m 0 2 0 222 90290 == = (6.5) trong õoù, E 1 , E 2 laỡ trở sọỳ hióỷu duỷng cuớa sõõ sồ cỏỳp vaỡ thổù cỏỳp, cho bồới: m1m1 m1 1 fN44,4fN2 2 N E == = (6.6) m2m2 m2 2 fN44,4fN2 2 N E == = (6.7) Tố sọỳ bióỳn aùp cuớa MBA: 2 1 2 1 N N E E a == (6.8) Hỗnh 6.4 Sồ õọử nguyón lyù cuớa MBA mọỹt pha hai dỏy quỏỳn u 2 u 1 i 1 i 2 Z t + + Nóỳu boớ qua suỷt aùp gỏy ra do õióỷn trồớ vaỡ tổỡ thọng taớn cuớa dỏy quỏỳn (MBA lyù tổồớng) thỗ E 1 U 1 vaỡ E 2 U 2 : a N N E E U U 2 1 2 1 2 1 == (6.9) Nóỳu boớ qua tọứn hao trong MBA thỗ: U 1 I 1 = U 2 I 2 Nhổ vỏỷy, ta coù: a I I U U == 1 2 2 1 (6.10) Nóỳu N 2 > N 1 thỗ U 2 > U 1 vaỡ I 2 < I 1 : MBA tng aùp. Nóỳu N 2 < N 1 thỗ U 2 < U 1 vaỡ I 2 > I 1 : MBA giaớm aùp. 85 VÊ DỦ 6.1 Mäüt MBA l tỉåíng cọ cäng sút 15kVA, âiãûn ạp 2400/240V, táưn säú 60Hz. Tiãút diãûn ngang li thẹp MBA 50cm 2 v chiãưu di trung bçnh ca li 66,67cm. Khi näúi vo dáy qún så cáúp âiãûn ạp 2400V thç tỉì cm cỉûc âải trong li thẹp l 1,5T. Xạc âënh: a. Tè säú biãún ạp (vng). b. Säú vng dáy ca mäùi dáy qún. Bi gii a. Tè säú biãún ạp (vng). 10 240 2400 2 1 2 1 2 1 ===== U U N N E E a b. Säú vng dáy ca mäùi dáy qún. Tỉì thäng cỉûc âải trong li thẹp: Wb.,.,SB mm 34 1057105051 −− =×==Φ Säú vng ca dáy qún så v dáy qún thỉï: m m f, E NfN,E Φ =⇒Φ= 444 444 1 111 1201 105760444 2400 3 1 == − ., , N vng N 2 = N 1 /10 = 1201/10 = 120 vng. 6.4. CẠC PHỈÅNG TRÇNH CÁN BÀỊNG CA MẠY BIÃÚN ẠP 6.4.1. Phỉång trçnh cán bàòng âiãûn ạp Trãn hçnh 6.5 trçnh by MBA mäüt pha hai dáy qún, trong âọ dáy qún så cáúp näúi våïi ngưn, cọ säú vng N 1 , dáy qún thỉï cáúp näúi våïi ti cọ täøng tråí Z t , cọ säú vng N 2 . Khi näúi âiãûn ạp u 1 vo dáy qún så cáúp, trong dáy qún så cáúp cọ dng âiãûn i 1 chảy qua, chiãưu dng âiãûn i 1 âỉåüc chn tu , cn chiãưu tỉì thäng Φ 1 do i 1 gáy ra phi chn ph håüp våïi i 1 theo qui tàõc vàûn nụt chai. Chiãưu sââ e 1 v e 2 ph håüp våïi chiãưu Φ 1 cng theo qui tàõc vàûn nụt chai. Theo âënh lût Lenz, dng âiãûn i 2 (dng cm ỉïng) phi cọ chiãưu sao cho tỉì thäng Φ 2 do nọ sinh ra ngỉåüc chiãưu Φ 1 . Do váûy chiãưu i 2 ph håüp våïi Φ 2 (ngỉåüc chiãưu Φ 1 ). Täøng âải säú tỉì thäng chảy trong li thẹp Φ = Φ 1 - Φ 2 âỉåüc gi l tỉì thäng chênh. 86 Ngoi tỉì thäng chênh Φ chảy trong li thẹp, trong MBA cn cọ tỉì thäng tn Φ t1 v Φ t2 . Tỉì thäng tn khäng chảy trong li thẹp m mọc vng våïi khäng gian khäng phi váût liãûu sàõt tỉì nhỉ dáưu biãún ạp, váût liãûu cạch âiãûn Váût liãûu náưy cọ âäü tỉì tháøm bẹ, do âọ tỉì thäng tn nh hån ráút nhiãưu so våïi tỉì thäng chênh v tỉì thäng tn mọc vng våïi dáy qún sinh ra nọ. Tỉì thäng tn Φ t1 do dng âiãûn så cáúp i 1 gáy ra v tỉì thäng tn Φ t2 do dng âiãûn thỉï cáúp i 2 gáy ra. Tỉång ỉïng våïi cạc tỉì thäng tn Φ t1 v Φ t2 , ta cọ âiãûn cm tn L t1 v L t2 ca dáy qún så cáúp v thỉï cáúp.: 1 1t 1 1t1 1t ii N L Ψ = Φ = 2 2t 2 2t2 2t ii N L Ψ = Φ = u 2 ∼ u 1 i 1 i 2 Z t Φ t 2 Φ t 1 Φ 1 + + _ _ Φ 2 Φ Trong âọ: l tỉì thäng tn mọc vng våïi dáy qún så cáúp; l tỉì thäng tn mọc vng våïi dáy qún thỉï cáúp. 1t11t N Φ=Ψ 2t22t N Φ=Ψ Hçnh 6.5 Tỉì thäng MBA mäüt pha hai dáy qún 1. Phỉång trçnh cán bàòng âiãûn ạp dáy qún så cáúp : Xẹt mảch âiãûn så cáúp gäưm ngưn âiãûn ạp u 1 , sỉïc âiãûn âäüng e 1 , âiãûn tråí dáy qún så cáúp R 1 , âiãûn cm tn ca dáy qún så cáúp L t1 . Ạp dủng âënh lût Kirchhoff 2, ta cọ phỉång trçnh âiãûn ạp så cáúp viãút dỉåïi dảng trë säú tỉïc thåìi l: u 1 = e 1 + d t di L 1 1t + R 1 i 1 Biãøu diãùn dỉåïi dảng säú phỉïc: 1111t11 IRIL j EU &&&& +ω+= (6.11) 111111 IRI jX EU &&&& ++= 11111111 IZEI) jX R(EU &&&&& +=++= (6.12) trong âọ: Z 1 = R 1 + jX 1 l täøng tråí phỉïc ca dáy qún så cáúp. R 1 : l âiãûn tråí ca dáy qún så cáúp, X 1 = ωL t1 l âiãûn khạng tn ca dáy qún så cáúp, Cn l âiãûn ạp råi trãn dáy qún så cáúp. 11 IZ & 2. Phỉång trçnh cán bàòng âiãûn ạp dáy qún thỉï: Mảch âiãûn thỉï cáúp gäưm sỉïc âiãûn âäüng e 2 , âiãûn tråí dáy qún thỉï cáúp R 2 , âiãûn cm tn dáy qún thỉï cáúp L t2 , âiãûn ạp åí hai âáưu ca dáy qún thỉï cáúp l u 2 . Ạp dủng âënh lût Kirchhoff 2, ta cọ phỉång trçnh âiãûn ạp thỉï cáúp viãút dỉåïi dảng trë säú tỉïc thåìi l: u 2 = e 2 - dt di L 2 2t - R 2 i 2 87 Bióứu dióựn dổồùi daỷng sọỳ phổùc: 2222t22 IRIL j EU &&&& = (6.13) 222222 IRI jX EU &&&& = (6.14) 22222222 IZEI) jX R(EU &&&&& =+= (6.15) trong õoù: Z 2 = R 2 + jX 2 laỡ tọứng trồớ phổùc cuớa dỏy quỏỳn thổù cỏỳp. R 2 : laỡ õióỷn trồớ cuớa dỏy quỏỳn thổù cỏỳp, X 2 = L t2 laỡ õióỷn khaùng taớn cuớa dỏy quỏỳn thổù cỏỳp, Coỡn laỡ õióỷn aùp rồi trón dỏy quỏỳn thổù cỏỳp. 22 IZ & Mỷt khaùc ta coù: (6.16) 2t2 IZU && = 6.4.2. Phổồng trỗnh cỏn bũng doỡng õióỷn ởnh luỏỷt Ohm tổỡ (5.6), aùp duỷng vaỡo maỷch tổỡ (hỗnh 6.5) cho ta: N 1 i 1 - N 2 i 2 = R (6.17) Trong bióứu thổùc (6.12), thổồỡng nón E 111 EIZ && << 1 U 1 . Vỏỷy theo (6.6) tổỡ thọng cổỷc õaỷi trong loợi theùp: 1 1 m fN44,4 U = (6.18) õỏy U 1 = U 1õm , tổùc laỡ U 1 khọng õọứi, theo (6.18) tổỡ thọng m cuợng khọng õọứi. Do õoù vóỳ phaới cuớa (6.17) khọng phuỷ thuọỹc doỡng i 1 vaỡ i 2 , nghộa laỡ khọng phuỷ thuọỹc chóỳ õọỹ laỡm vióỷc cuớa MBA. ỷc bióỷt trong chóỳ õọỹ khọng taới doỡng i 2 = 0 vaỡ i 1 = i 0 laỡ doỡng õióỷn khọng taới sồ cỏỳp. Ta suy ra: N 1 i 1 - N 2 i 2 = N 1 i 0 (6.19) Hay: (6.20) 012211 INININ &&& = Chia hai vóỳ cho N 1 vaỡ chuyóứn vóỳ, ta coù: ' 20 1 2 201 II N N III &&&&& +=+= (6.21) trong õoù: a I I 2 ' 2 & & = laỡ doỡng õióỷn thổù cỏỳp qui õọứi vóử phờa sồ cỏỳp, coỡn a = 2 1 N N . Tổỡ (6.21) ta thỏỳy rũng: doỡng õióỷn sồ cỏỳp gọửm hai thaỡnh phỏửn, thaỡnh phỏửn doỡng õióỷn khọng õọứi duỡng õóứ taỷo ra tổỡ thọng chờnh trong loợi theùp MBA, thaỡnh phỏửn doỡng õióỷn duỡng õóứ buỡ laỷi doỡng õióỷn thổù cỏỳp , tổùc laỡ cung cỏỳp cho taới. Khi taới tng thỗ doỡng õióỷn tng, nón tng vaỡ doỡng õióỷn cuợng tng lón. 1 I & 0 I & 2 'I & 2 I & 2 I & 2 'I & 1 I & 88 Toùm laỷi mọ hỗnh toaùn cuớa MBA nhổ sau: (6.22a) 1111 IZEU &&& += (6.22b) 2222 IZEU &&& = ' 201 III &&& += (6.22c) 6.5. MACH IN THAY TH CUA MAẽY BIN AẽP óứ õỷc trổng vaỡ tờnh toaùn caùc quaù trỗnh nng lổồỹng xaớy ra trong MBA, ngổồỡi ta thay maỷch õióỷn vaỡ maỷch tổỡ cuớa MBA bũng mọỹt maỷch õióỷn tổồng õổồng gọửm caùc õióỷn trồớ vaỡ õióỷn khaùng õỷc trổng cho MBA goỹi laỡ maỷch õióỷn thay thóỳ MBA. L t1 i 2 R 2 u 2 u 1 i 1 R 1 (a) L t2 Z t e 1 e 2 + + + + Hỗnh 6.6. Maỷch õióỷn tổồng õổồng cuớa MBA mọỹt pha hai dỏy quỏỳn 2 'U & 1 U & 1 I & (c) jX m R fe j X 2 jX 1 R 1 ' 2 I & R 2 Z t 21 EaE && = o I & oR I & oX I & + + 1 R jX I & Trón hỗnh 6.6a trỗnh baỡy MBA maỡ tọứn hao trong dỏy quỏỳn vaỡ tổỡ thọng taớn õổồỹc õỷc trổng bũng õióỷn trồớ R vaỡ õióỷn caớm L mừc nọỳi tióỳp vồùi dỏy quỏỳn sồ vaỡ thổù cỏỳp. 1 1 1 U & (b) j X 2 R 2 2 U & N 2 N 1 1 E & o I & oR I & oX I & 2 I & R fe jX m 2 ' 2 UaU && = + + + Z t 89 Nhổ vỏỷy õóứ coù thóứ nọỳi trổỷc tióỳp maỷch sồ cỏỳp vaỡ thổù cỏỳp vồùi nhau thaỡnh mọỹt maỷch õióỷn, caùc dỏy quỏỳn sồ cỏỳp vaỡ thổù cỏỳp phaới coù cuỡng mọỹt cỏỳp õióỷn aùp. Trón thổỷc tóỳ, õióỷn aùp cuớa caùc dỏy quỏỳn õoù laỷi khaùc nhau (hỗnh 6.6a, E 1 E 2 ). Vỗ vỏỷy phaới qui õọứi mọỹt trong hai dỏy quỏỳn vóử dỏy quỏỳn kia õóứ cho chuùng coù cuỡng mọỹt cỏỳp õióỷn aùp. Muọỳn vỏỷy hai dỏy quỏỳn phaới coù sọỳ voỡng dỏy nhổ nhau. Thổồỡng ngổồỡi ta qui õọứi dỏy quỏỳn thổù cỏỳp vóử dỏy quỏỳn sồ cỏỳp (hỗnh 6.6b), nghộa laỡ coi dỏy quỏỳn thổù cỏỳp coù sọỳ voỡng dỏy bũng sọỳ voỡng dỏy cuớa dỏy quỏỳn sồ cỏỳp. Vióỷc qui õọứi chố õóứ thuỏỷn tióỷn cho vióỷc nghión cổùu vaỡ tờnh toaùn MBA, vỗ vỏỷy yóu cỏửu cuớa vióỷc qui õọứi laỡ quaù trỗnh vỏỷt lyù vaỡ nng lổồỹng xaớy ra trong maùy bióỳn aùp trổồùc vaỡ sau khi qui õọứi laỡ khọng õọứi. 6.5.1. Qui õọứi caùc õaỷi lổồỹng thổù cỏỳp vóử sồ cỏỳp. Nhỏn phổồng trỗnh (6.22b) vồùi a, ta coù: a I )Za( a I )Za(EaUa 2 t 2 2 2 2 22 && && == (6.23) ỷt : (6.24) 12 ' 2 EEaE &&& == (6.25) 2 ' 2 UaU && = (6.26) a/II 2 ' 2 && = ; ; (6.27) 2 2' 2 ZaZ = 2 2' 2 RaR = 2 2' 2 XaX = ; ; (6.28) t 2' t ZaZ = t 2' t RaR = t 2' t XaX = Phổồng trỗnh (6.23) vióỳt laỷi thaỡnh: (6.29) ' 2 ' t ' 2 ' 2 ' 2 ' 2 IZIZEU &&&& == Trong õoù: , , , , tổồng ổùng laỡ sõõ, õióỷn aùp, doỡng õióỷn, tọứng trồớ dỏy quỏỳn vaỡ tọứng trồớ taới thổù cỏỳp qui õọứi vóử sồ cỏỳp. ' 2 E & ' 2 U & ' 2 I & ' 2 Z ' t Z Toùm laỷi mọ hỗnh toaùn MBA sau khi qui õọứi laỡ : (6.30a) 1111 IZEU &&& += (6.30b) 2 ' t ' 2 ' 2 ' 2 ' 2 IZIZEU &&&& == ' 201 III &&& += (6.30c) 6.5.2. Maỷch õióỷn thay thóỳ chờnh xaùc cuớa MBA Dổỷa vaỡo hóỷ phổồng trỗnh qui õọứi (6.30a,b,c) ta suy ra mọỹt maỷch õióỷn tổồng ổùng goỹi laỡ maỷch õióỷn thay thóỳ cuớa MBA (hỗnh 6.6c). Xeùt phổồng trỗnh (6.30a), vóỳ phaới phổồng trỗnh coù Z 1 1 I & laỡ õióỷn aùp rồi trón tọứng trồớ dỏy quỏỳn sồ cỏỳp Z 1 vaỡ laỡ õióỷn aùp trón tọứng dỏựn Y 1 E & m , õỷc trổng cho tổỡ thọng [...]... 2 = = 4,517 Ω I n 16, 32 + Täøng tråí ngàõn mảch : Z n = U n 160 ,8 = = 9, 865 Ω In 16, 3 + Âiãûn khạng ngàõn mảch : X n = Z 2 − R 2 = 9, 865 2 − 4,512 = 8,77 Ω n n d Âiãûn ạp ngàõn mảch pháưn tràm v cạc thnh pháưn ca nọ Un 160 ,8 un % = 100% = 100% = 3,5% U1âm 460 0 u nR % = R n I1âm 4,517 × 16, 3 100% = 100% = 1 ,6% U1âm 460 0 u nX % = X n I1âm 8,77 × 16, 3 100% = 100% = 3,1% U1âm 460 0 99 6. 9 CHÃÚ ÂÄÜ CỌ TI... áp thứ cấp U2 khi hệ số tải kt = 0,7 với cosϕt = 1 Đáp số : Iđm =190,5A ; I2đm = 66 6,7A ; So = 200kVA ; cosϕo = 0,085; R1 = 0,74Ω ; X1 = 7,33Ω; R2 = 0, 060 5Ω ; X2 = 0 ,6 ; Rfe = 72.058,8Ω ; Xm = 61 46, 5Ω; kt = 0, 564 ; U2 = 9944V ; Bài số 6. 15 Một MBA 3 pha có tổ nối dây Y/Y, 560 kVA, 60 00/400V có dòng điện khơng tải io%= 2 ,6% ; điện áp ngắn mạch un% = 4%; tổn hao khơng tải Po = 1570W; tổn hao ngắn mạch... âiãûn så cáúp b Tênh hiãûu sút ca ti âang xẹt v hiãûu sút cỉûc âải ca MBA Đáp số : Iđm =190,5A ; I2đm = 66 6,7A ; So = 200kVA ; cosϕo = 0,085; R1 = 0,74Ω ; X1 = 7,33Ω; R2 = 0, 060 5Ω ; X2 = 0 ,6 ; Rfe = 72.058,8Ω ; Xm = 61 46, 5Ω; kt = 0, 564 ; U2 = 9944V ; 115 Bi säú 6. 14 Một máy biến áp một pha Sđm = 66 67kVA chế độ khơng tải với điện áp định mức U10 = 35kV ; P10 = 17000W ; io% = 3% ; U20 = 10kV Thí nghiệm... tràm: X I unX% = n 1âm × 100% = u n % sin ϕ n U1âm (6. 65) (6. 66) VÊ DỦ 6. 3 Säú liãûu thu âỉåüc tỉì thê nghiãûm khäng ti v ngàõn mảch MBA mäüt pha cọ cäng sút 75kVA, âiãûn ạp U1/U2 - 460 0/230V, táưn säú 60 Hz nhỉ sau : Thê nghiãûm khäng ti (Håí mảch cao ạp) Thê nghiãûm ngàõn mảch (Ngàõn mảch hả ạp) Uo = 230 V io = 13,04 A Po = 521 W Un = 160 ,8 V In = 16, 3 A Pn = 1200 W Xạc âënh : a b c d Dng âiãûn så cáúp,... 21,7294.10 6 S U1âm / 3 22000 / 3 R fe = 2 2 B m = Ym − G fe B m = (21,7294.10 6 ) 2 − (2,521.10 6 ) 2 = 21,5827.10 6 S Xm = 1/Bm = 1/20,87.10 -6 = 46. 333,5 Ω Âiãûn tråí v âiãûn khạng ngàõn mảch MBA Pn 66 80 + Âiãûn tråí ngàõn mảch : R n = 2 = = 5,75 Ω 3.I1âm 3.19 ,68 2 + Âiãûn ạp ngàõn mảch : U n = u n % U1âm 4,5 2200 × = × = 571,58 V 100 100 3 3 + Âiãûn tråí ngàõn mảch : Z n = U n 571,58 = = 29,04 Ω 19 ,68 ... âiãưu ạp dỉåïi ti) 6. 9.2 Hiãûu sút mạy biãún ạp Hiãûu sút η ca MBA : η= P2 P1 − ∑ p ∑p = = 1− P1 P1 P2 + ∑ p (6. 75) våïi ∑p = pcu1 + pcu2 + pFe Ta â cọ pháưn trỉåïc: pFe = P0 2 2 2 2 p Cu1 + p Cu 2 = R 1I1 + R '2 I '2 = R n I '2 = R n I '2âm ( P2 = U 2 I 2 cos ϕ t ≈ U 2 âm I 2âm I2 I 2 âm I '2 I '2âm ) 2 = Pn k 2 (6. 76) t cos ϕ t = k t S âm cos ϕ t (6. 77) Thãú (6. 76) v (6. 77) vo (6. 75), ta cọ: η = 1−... = 16, 3 A 460 0 75000 + Thỉï cáúp : I1âm = = 3 26 A 230 + Hãû säú cäng sút khäng ti : P 521 cos ϕ o = o = = 0,174 U o I o 230.13,04 b Âiãûn khạng tỉì hoạ v âiãûn tråí âàûc trỉng cho täøn hao sàõt tỉì : + Âiãûn tråí v âiãûn khạng nhạnh tỉì hoạ phêa hả ạp : 2 U 0 230 2 R feH = = = 101,73 Ω ⇒ G feH = 98,3.10 −4 S Po 521 I 13,04 YmH = o = = 566 , 96. 10 − 4 S U 2 âm 230 2 2 B mH = YmH − G feH B mH = (5 56, 96. 10... âäư tỉång âỉång hçnh 6. 21b, våïi znI v znII l täøng tråí ngàõn mảch ca mạy mäüt v hai Vç hai mạy lm viãûc song song nãn âiãûn ạp råi trong hai mạy phi bàòng nhau IIZnI = IIIZnII, Tỉì âọ ta rụt ra : I I Z nII = I II Z nI (6. 86) 1 06 Nhán hai vãú ca (6. 86) våïi I IIâm , ta cọ : I Iâm I I I IIâm z nII I IIâm x = I II I Iâm z nI I Iâm k tI u nII % = k tII u nI % váûy (6. 87) Nhỉ váûy, tỉì 6. 87 ta cọ : khi u... = 19 ,68 A + Så cáúp : 3 × 22 750 + Så cáúp : I1âm = = 1083 A 3 × 0,4 i % 1,4 Dng âiãûn khäng ti : I o = o I1âm = 19 ,68 = 0,2 76 A 100 100 + Hãû säú cäng st khäng ti : Po 1220 cos ϕ o = = = 0,1 16 3.U1âm I o 3 22000.0,2 76 b Thäng säú ca mảch âiãûn thay thãú : Âiãûn khạng tỉì hoạ v âiãûn tråí âàûc trỉng cho täøn hao sàõt tỉì : 107 2 U1âm 22000 2 = = 3 96. 721,3 Ω ⇒ G fe = 2,521.10 6 S 1220 Po Io 0,2 76 Ym... âënh mỉïc Ta cọ: Pn = R1I21âm + R2I22âm = RnIn2 (6. 57) 2 Täøng tråí, âiãûn tråí v âiãûn khạng ngàõn mảch Un I1âm Pn + Täøng tråí ngàõn mảch: Zn = + Âiãûn tråí ngàõn mảch: Rn = + Âiãûn khạng ngàõn mảch: Xn = Z 2 − R 2 n n 2 I1âm (6. 58) (6. 59) (6. 60) Trong m.b.a thỉåìng R1 = R’2 v X1 = X’2 Váûy âiãûn tråí v âiãûn khạng tn ca dáy qún så cáúp: R R1 = R’2 = n (6. 61) 2 X X1 = X’2 = n 2 97 v âiãûn tråí v âiãûn . %,% , % U U %u õm n n 53100 460 0 8 160 100 1 === %,% ,, % U I R %u õm õmn nR 61 100 460 0 3 165 174 100 1 1 = ì == %,% ,, % U I X %u õm õmn nX 13100 460 0 3 167 78 100 1 1 = ì == 99 6. 9. CHÃÚ ÂÄÜ CỌ TI. P Cu1 + P Cu2 = (6. 55) 2 nn 2 n22 2 n11 IRIRIR =+ 96 3. Hóỷ sọỳ cọng suỏỳt ngừn maỷch n n n1 n n Z R IU P cos == (6. 56) 6. 8.3. Thờ nghióỷm ngừn maỷch A W A Hỗnh 6- 12 Sồ õọử thờ nghióỷm. nn õm õmn sin%u% U I X =ì100 1 1 (6. 66) Vấ DU 6. 3 Sọỳ lióỷu thu õổồỹc tổỡ thờ nghióỷm khọng taới vaỡ ngừn maỷch MBA mọỹt pha coù cọng suỏỳt 75kVA, õióỷn aùp U 1 /U 2 - 460 0/230V, tỏửn sọỳ 60 Hz nhổ sau :