Bài giảng Kỹ thuật điện đại cương_Chương 3 docx

Bài giảng Kỹ Thuật Điện Đại Cương TCBinh Chương 3: Máy biến áp 1 Chương 3: MÁY BIẾN ÁP Chương 3: MÁY BIẾN ÁP Chương 3: MÁY BIẾN ÁP Chương 3: MÁY BIẾN ÁP (7LT + 3BT) (7LT + 3BT)(7LT + 3BT) (7LT + 3BT) IV.1. Giới thiệu chung về máy biến áp IV.1. Giới thiệu chung về máy biến ápIV.1. Giới thiệu chung về máy biến áp IV.1. Giới thiệu chung về máy biến áp IV.1.1. Đònh nghóa IV.1.1. Đònh nghóaIV.1.1. Đònh nghóa IV.1.1. Đònh nghóa Máy biến áp là thiết bò điện từ tónh làm nhiệm vụ truyền tải hoặc phân phối năng lượng. Gồm cuộn dây sơ cấp nối nguồn điện và cuộn dây cảm ứng nối tải là cuộn thứ cấp. Ký hiệu: IV.1.2. Các đại lượng đònh mức IV.1.2. Các đại lượng đònh mứcIV.1.2. Các đại lượng đònh mức IV.1.2. Các đại lượng đònh mức MBA một pha: U 1đm , U 2đm = U 20 , I 1đm , I 2đm , S đm = U 2đm .I 2đm ≈ U 1đm. I 1đm [VA] MBA bapha: U đm dây, I đm dây, S đm = 3 U 2đm .I 2đm ≈ 3 U 1đm. I 1đm [VA] IV.1.3. Cấu tạo của máy biến áp IV.1.3. Cấu tạo của máy biến ápIV.1.3. Cấu tạo của máy biến áp IV.1.3. Cấu tạo của máy biến áp Lõi: (0,35mm đến 0,5mm) Dây quấn. Vỏ máy: có thể chứa dầu máy biến áp ( làm mát và cách điện MBA ). IV.1.4. Nguyên lý hoạt động của máy biến áp IV.1.4. Nguyên lý hoạt động của máy biến ápIV.1.4. Nguyên lý hoạt động của máy biến áp IV.1.4. Nguyên lý hoạt động của máy biến áp dt d we 11 φ −= dt d we 22 φ −= 2 wj E 1 1 Φω −= & & 2 wj E 2 2 Φω −= & & 2 wj E 1 1 Φω −= 2 wj E 2 2 Φω −= Hay Φπ−= 11 fw2E Φπ−= 22 fw2E (U 1 không đổi ⇒ E 1 xem như không đổi ⇒ Φ không đổi Từ thông Φ không đổi cả khi không tải và có tải) Tỷ số biến áp: 2 1 2 1 w w E E k == Nếu bỏ qua điện trở dây quấn và từ thông tỏa ra ngòai không khí ta có: U 1 ≈ E 1 và U 2 ≈ E 2 ⇒ 2 1 2 1 2 1 U U w w E E k ≈== i 1 u 1 w 1 w 2 i 2 u 2 Z t φ Bài giảng Kỹ Thuật Điện Đại Cương TCBinh Chương 3: Máy biến áp 2 IV.2. Chế độ không tải của máy biến áp IV.2. Chế độ không tải của máy biến ápIV.2. Chế độ không tải của máy biến áp IV.2. Chế độ không tải của máy biến áp IV.2.1. IV.2.1. IV.2.1. IV.2.1. Phương trình điện áp Phương trình điện ápPhương trình điện áp Phương trình điện áp 2 w jEU 1 11 Φω =−≈ & && Φ chậm pha hơn U 1 một góc 90 0 . 2 w jEU 2 22 Φ −=≈ & && ω Φ sớm pha hơn U 1 một góc 90 0 . IV.2.2. IV.2.2. IV.2.2. IV.2.2. Dòng điện không tải Dòng điện không tảiDòng điện không tải Dòng điện không tải Do tổn hao trong lõi thép, 0 I & sớm pha hơn từ thông 0 Φ & góc α gọi là góc tổn hao từ trễ. I 0x là thành phần phản kháng hay từ hóa dùng để từ hóa lõi thép. I 0r là thành phần tác dụng do tổn hao trong lõi thép. Thường I 0r < 10% I 0x ⇒ I 0x ≅ I 0 . Dòng điện không tải I 0 rất nhỏ hơn so với dòng điện sơ cấp đònh mức nên có thể bỏ qua dòng không tải: I 0 = (0,5% ÷ 10%)I 1đm . IV.2.3. IV.2.3. IV.2.3. IV.2.3. Công suất không tải Công suất không tảiCông suất không tải Công suất không tải P 0 = P Fe + P r1 ≈ P Fe (vì I 0 nhỏ) Fe 3,1 2 50 40Fe m 50 f pP       β= Trong đó 50 40 p là suất tổn hao trong thép ở tần số 50Hz và từ cảm 1T [w/kg] β từ cảm trong lõi thép [T] m Fe khối lượng thép [kg] IV.3. IV.3.IV.3. IV.3. Chế độ tải Chế độ tải Chế độ tải Chế độ tải IV.3.1. Phương trình cân bằng điện áp sơ cấp và thứ cấp IV.3.1. Phương trình cân bằng điện áp sơ cấp và thứ cấpIV.3.1. Phương trình cân bằng điện áp sơ cấp và thứ cấp IV.3.1. Phương trình cân bằng điện áp sơ cấp và thứ cấp Φ & 1 E & 2U2E && = 11 EU && −= Φ & 1 I & 1 U & w 1 w 2 0I 2 = & 2 E & 2 U & 1 E & Φ & 1 E & 1 U & 0 I & x 0 I & r 0 I & α 1 I & 1 U & w 1 w 2 2 I & t Z & 1σ Φ & 2 σ Φ & 2 U & Φ & Bài giảng Kỹ Thuật Điện Đại Cương TCBinh Chương 3: Máy biến áp 3 Từ thông chính Φ sinh ra sức điện động cảm ứng chính: dt d w dt d e 1 1 1 φ −= ψ −= dt d w dt d e 2 2 2 φ −= ψ −= Từ thông tản: 111 .w σσ Φ = Ψ 111 .w σσ Φ = Ψ do điện cảm tản sinh ra: 1 1 1 i L σ σ Ψ −= 2 2 2 i L σ σ Ψ −= (hằng số, ∉ I) Từ thông tản chỉ móc vòng qua riêng lẻ từ cuộn dây, và tạo ra sức điện động cảm ứng : dt di L dt d e 1 1 1 1 σ σ σ −= ψ −= dt di L dt d e 2 2 2 2 σ σ σ −= ψ −= Chiều điện áp như hình vẽ:    −+= +−−= σ σ 22222 11111 ireeU ireeU ⇒        −−= ++−= 22 2 222 11 1 111 ir dt di LeU ir dt di LeU σ σ Viết dạng số phức: ( ) ( ) ( )      −+=+−= +−=++−= 22222222 11111111 IZEIjxrEU IZEIjxrEU &&&&&& &&&&&& Với x 1 = ω L σ1 là điện kháng tản dây quấn sơ cấp. x 2 = ω L σ2 là điện kháng tản dây quấn thứ cấp. Z 1 = r 1 + jx 1 là tổng trở dây quấn sơ cấp. Z 2 = r 2 + jx 2 là tổng trở dây quấn thứ cấp. IV.3.2. Phương trình cân bằng sức từ động IV.3.2. Phương trình cân bằng sức từ độngIV.3.2. Phương trình cân bằng sức từ động IV.3.2. Phương trình cân bằng sức từ động U 1 = const ≈⇒ E 1 = const ⇒ Φ m = const ( m1dq1 .fN.k.2E 1 Φπ= ) Do từ thông Φ m = const nên sức từ động không đổi ( ) mm RNIF Φ = = ⇒ (không tải) constI.wI.wI.w 221101 =+= &&& (có tải) ⇒ ( ) ' 20 ' 2 02 1 2 01 II k I II w w II && & &&&& −+=         −+=         −+= với 2 1 2 1 E E w w k == là tỷ số biến áp Z t i 1 u 1 e σ2 i 2 u 2 e 2 e 1 e σ1 Bài giảng Kỹ Thuật Điện Đại Cương TCBinh Chương 3: Máy biến áp 4 IV.3.3. Hệ phương trình môt tả máy biến áp và IV.3.3. Hệ phương trình môt tả máy biến áp và IV.3.3. Hệ phương trình môt tả máy biến áp và IV.3.3. Hệ phương trình môt tả máy biến áp và giản đồ vector giản đồ vectorgiản đồ vector giản đồ vector ( ) ( ) ( )      −+= +−= ++−= ' 201 22222 11111 III IjxrEU IjxrEU &&& &&& &&& α góc tổn hao từ trễ θ 2 góc lệch pha giữa I 2 và E 2 . IV.4. Sơ đồ thay thế của máy biến áp IV.4. Sơ đồ thay thế của máy biến ápIV.4. Sơ đồ thay thế của máy biến áp IV.4. Sơ đồ thay thế của máy biến áp ( )      −+= −= +−= ' 201 2222 1111 III IZEU IZEU &&& &&&& &&&& IV.4.1. Quy đổi máy biến áp IV.4.1. Quy đổi máy biến ápIV.4.1. Quy đổi máy biến áp IV.4.1. Quy đổi máy biến áp Để thiết lập mạch tương đương cần các điều kiện: điện áp, dòng điện, tần số, năng lượng. Sức điện động và điện áp thứ cấp quy đổi Sức điện động và điện áp thứ cấp quy đổiSức điện động và điện áp thứ cấp quy đổi Sức điện động và điện áp thứ cấp quy đổi Qui về sơ cấp: E’ 2 = E 1 , mà 22 2 1 1 kEE w w E == ⇒ E’ 2 = kE 2 Tương tự có : U’ 2 = kU 2 Dòng điện thứ cấp quy đổi Dòng điện thứ cấp quy đổiDòng điện thứ cấp quy đổi Dòng điện thứ cấp quy đổi Điều kiện năng lượng: E 2 I 2 = E’ 2 I’ 2 Dòng điện thứ cấp quy đổi: 22 ' 2 2 ' 2 I k 1 I E E I == Điện trở và điện kháng thứ cấp quy đổi Điện trở và điện kháng thứ cấp quy đổiĐiện trở và điện kháng thứ cấp quy đổi Điện trở và điện kháng thứ cấp quy đổi Điều kiện năng lượng: 2' 2 ' 2 2 22 IrIr = ⇒ 2 2' 2 r.kr = Tương tự 2' 2 ' 2 2 22 IxIx = ⇒ 2 2' 2 x.kx = Hay 2 2' 2 Z.kZ = và t 2' t Z.kZ = IV.4.2. Sơ đồ thay thế của máy biến áp IV.4.2. Sơ đồ thay thế của máy biến ápIV.4.2. Sơ đồ thay thế của máy biến áp IV.4.2. Sơ đồ thay thế của máy biến áp ( ) ( ) ( )      −+= +−=−= ++−=+−= ' 20 ' 2 ' 2 ' 2 ' 2 ' 2 ' 2 ' 2 ' 2 ' 2 11111111 III IjxrEIZEU IjxrEIZEU &&& &&&&&& &&&&&& α 2 θ 2 U & 2 I & 2 E & 1 E & 22 Ijx & − 1 1 Ijx & 22 Ir & − 11 Ir & 1 I & 2 ' I & − Φ & 1 U & 0 I & 1 E & − r 1 r ’ 2 x ’ 2 1 I & x 1 r m 0 I & 1 E & − ' 2 E− Z ’ t 1 U & ' 2 U & x m ' 2 I & − Bài giảng Kỹ Thuật Điện Đại Cương TCBinh Chương 3: Máy biến áp 5 ( ) 0mm0m1 IjxrIZE &&&& +== Với Z m = r m + jx m là tổng trở hóa đặc trưng cho mạch từ 2 0 Fe m I p r = là điện trở hóa đặc trưng cho tổn hao x m là điện kháng từ hóa đặc trưng cho từ thông chính Φ Dòng điện không tải I 0 thường rất nhỏ I 0 = (0,5% ÷ 10%)I 1đm . (tần số cao ko qua được) Với r n = r 1 + r ’ 2 là điện trở ngắn mạch của máy biến áp. x n = x 1 + x ’ 2 là điện kháng ngắn mạch của máy biến áp. IV.5. Xác đònh các thông số của máy biến áp IV.5. Xác đònh các thông số của máy biến ápIV.5. Xác đònh các thông số của máy biến áp IV.5. Xác đònh các thông số của máy biến áp IV.5.2. Thí nghiệm không tải IV.5.2. Thí nghiệm không tảiIV.5.2. Thí nghiệm không tải IV.5.2. Thí nghiệm không tải 1) Tỷ số biến áp k: 20 dm1 20 1 2 1 2 1 U U U U E E w w k =≈== 2) Điện trở không tải: 2 0 0 10 I p rrr m =+= Thường r 0 >> r 1 nên: r m ≈ r 0 3) Tổng trở không tải: 0 1 0 I U Z dm = thường m ZZ >> 0 nên 0 ZZ m ≈ 4) Điện kháng không tải: 2 0 2 010 rZxxx m −=+= Điện kháng từ hóa thường lấy gần đúng: x m ≈ x 0 5) Hệ số công suất không tải: 01 0 0 cos IU p dm = ϕ (0,1 ÷ 0,3) r 1 x 1 1 U & 20 U & I 0 r m x m A W V V U 1 I 0 P 0 U 20 r 1 r ’ 2 x ’ 2 1 I & x 1 0 I & 1 E & − ' 2 E− Z ’ t 1 U & ' 2 U & ' 2 I & − X m r0 I & x0 I & R m r n x n Z ’ t 1 U & ' 2 U & Đ 1 = - Đ ’ 2 Bài giảng Kỹ Thuật Điện Đại Cương TCBinh Chương 3: Máy biến áp 6 IV.5.2. Thí nghiệm ngắn mạch IV.5.2. Thí nghiệm ngắn mạchIV.5.2. Thí nghiệm ngắn mạch IV.5.2. Thí nghiệm ngắn mạch I 1 = I 1đm U n = ( 3% + 10% ) U 1đm 1) Tổng trở ngắn mạch dm1 dm1 n n n I U I U Z == 2) Điện trở ngắn mạch 2 dm1 n n I P r = (có thể đo được, rất nhỏ) 3) Điện trở kháng ngắn mạch 2 n 2 nn rZx −= Quan hệ gần đúng: 2 r rr n ' 21 ≈≈ và 2 x xx n ' 21 ≈≈ U nr = r n I 1đm là thành phần tác dụng của điện áp ngắn mạch. U ux = x n I 1đm là thành phần phản kháng của điện áp ngắn mạch. Điện áp ngắn mạch thường được tính bằng phần trăm so với điện áp đònh mức: 100 U Ix 100 U U %U 100 U Ir 100 U U %U 100 U IZ 100 U U %U dm1 dm1n dm1 nx nx dm1 dm1n dm1 nr nr dm1 dm1n dm1 n n == == == IV.6. Các đặc điểm vận hành của máy biến áp IV.6. Các đặc điểm vận hành của máy biến ápIV.6. Các đặc điểm vận hành của máy biến áp IV.6. Các đặc điểm vận hành của máy biến áp IV.6.1. IV.6.1. IV.6.1. IV.6.1. Giản đồ năng lượng của máy biến áp Giản đồ năng lượng của máy biến ápGiản đồ năng lượng của máy biến áp Giản đồ năng lượng của máy biến áp Sơ cấp: Sơ cấp:Sơ cấp: Sơ cấp: P 1 = U 1 I 1 cos ϕ 1 công suất tác dụng. Q 1 = U 1 I 1 sin ϕ 1 công suất phần kháng. ϕ 1 góc lệch pha giữa dòng điện và điện áp sơ cấp. p cu1 = r 1 I 1 2 công suất tổn hao trên điện trở dây quấn sơ cấp. n U & nx U & ϕ n nr U & A W V A U 1 =U n I n P n r n x n n U & Đ n =Đ 1đm S 1 =P 1 + jQ 1 S đt =P đt +jQ đt S 2 = P 2 +jQ 2 p Cu2 + jq 2 p Cu1 + jq 1 p Fe +jq m Bài giảng Kỹ Thuật Điện Đại Cương TCBinh Chương 3: Máy biến áp 7 q cu1 = x 1 I 1 2 công suất phản kháng tạo từ trường bản dây quấn sơ cấp. p fe = r m I o 2 công suất tổn hao trong lõi thép. q m1 = x m I o 2 công suất phản kháng tạo từ trường chính trong lõi thép. Công suất điện từ tác dụng và phản kháng truyền từ sơ cấp qua thứ cấp máy biến áp P dt = P 1 – p cu1 – p fe = E’ 2 .I’ 2 .cos ϕ 2 Q dt = Q 1 – q cu1 – q m = E’ 2 .I’ 2 .sin ϕ 2 xem gần đúng góc lệch pha ϕ 2 giữa U 2 và I 2 ≈ góc lệch pha θ 2 giữa E 2 và I 2 . Thứ cấp: Thứ cấp:Thứ cấp: Thứ cấp: p cu2 = r 2 I 2 2 công suất tổn hao trên điện trở dây quấn thứ cấp. q 2 = x 2 I 2 2 công suất phản kháng tạo từ trường bản dây quấn thứ cấp. Do đó công suất tác dụng và phản kháng ở đầu ra máy biến áp là: P 2 = P dt – p cu2 = U 2 I 2 cos ϕ 2 Q 2 = Q dt – q 2 = U 2 I 2 sin ϕ 2 IV.6.2. IV.6.2. IV.6.2. IV.6.2. Hệ số tải của máy biến áp Hệ số tải của máy biến ápHệ số tải của máy biến áp Hệ số tải của máy biến áp dm1 1 dm2 2 I I I I ≈= β Khi β = 1 - tải đònh mức; β < 1 - non tải; β > 1 - quá tải. IV.6.3. IV.6.3. IV.6.3. IV.6.3. Hiệu suất của máy biến áp Hiệu suất của máy biến ápHiệu suất của máy biến áp Hiệu suất của máy biến áp 1 2 P P =η hoặc 100 P P % 1 2 =η CuFe2 2 1 2 PPP P P P ++ ==η P 2 = U 2 I 2 cos ϕ 2 = β .S đm cos ϕ 2 P Fe ≈ P 0 (TN không tải với: U 1đm ) P Cu = I 1 2 r 1 + I 2 2 r 2 = I 1 2 (r 1 +r ’ 2 ) = I 1 2 r n = β 2 P n . (TN ngắn mạch với: I 1đm ) ⇒ n dm dm PPS S .cos cos . . 2 0 2 2 βϕβ ϕ β η ++ = nếu cos ϕ 2 không đổi thì hiệu suất sẽ cực đại khi: β η ∂ ∂ = 0 ⇔ β 2 .P n = P 0 Hệ số tải ứng với hiệu suất cực đại là: β = P 0 P n IV.6.4. IV.6.4. IV.6.4. IV.6.4. Độ thay đổi điện áp của máy biến áp Độ thay đổi điện áp của máy biến ápĐộ thay đổi điện áp của máy biến áp Độ thay đổi điện áp của máy biến áp U 1 = U đm = const U 2 = U 20 = U 2đm Khi máy biến áp ở chế độ tải thì U 2 < U 2đm và phụ thuộc vào tải do điện áp rơi trên dây quấn sơ cấp và thứ cấp. Độ biến thiên điện áp thứ cấp ∆ U 2 là: ∆ U 2 = U 2đm – U 2 Bài giảng Kỹ Thuật Điện Đại Cương TCBinh Chương 3: Máy biến áp 8 Độ biến thiên điện áp thứ cấp phần trăm: 100. U UU %U dm2 2dm2 2 − =∆ Hay 100. U UU 100. U.k U.kU.k %U dm1 ' 2dm1 dm2 2dm2 2 − = − =∆ ( ) ( ) 2nx2nr dm1 2nx2nr 2 sin%.Ucos%.U U sin.Ucos.U %U ϕ+ϕβ= ϕ+ϕβ =∆ Lưu ý : sin ϕ 2 > 0 khi dòng điện chậm pha (tải cảm) sin ϕ 2 < 0 khi dòng điện sớm pha (tải dung) ⇒ ∆U 2 % phụ thuộc vào hệ số tải và tính chất của tải. Từ ∆U% ta tính được điện áp thứ cấùp U 2 theo công thức:       ∆ −=∆−= 100 %U 1UUUU 2 dm22dm22 IV.7. Máy biến áp ba pha IV.7. Máy biến áp ba phaIV.7. Máy biến áp ba pha IV.7. Máy biến áp ba pha Y hay Y hay Y hay Y hay ∆ ∆∆ ∆ 0 -U ’ 2 r n I 1 A C B ϕ 2 ϕ n U 1đm x n Đ 1 Z n Đ 1 Đ ’ 2 = - Đ 1 U 2 U 20 R L C β Bài giảng Kỹ Thuật Điện Đại Cương TCBinh Chương 3: Máy biến áp 9 IV.8. Sự làm việc song song của máy biến áp IV.8. Sự làm việc song song của máy biến ápIV.8. Sự làm việc song song của máy biến áp IV.8. Sự làm việc song song của máy biến áp Điều kiện làm việc song song: dòng điện tải phân bố tỷ lệ theo công suất máy ⇔ + không có dòng cân bằng chạy trong các dây quấn thứ cấp + cùng hệ số tải β Để đảm bảo hai điều kiện trên: 1. Các MBA có cùng điện áp sơ cấp và thứ cấp 2. Điện áp thứ cấp cùng pha và cùng tổ đấu dây 3. Cùng điện áp ngắn mạch phần trăm (để cùng cùng β) U 1 U 2 E I E II I II I c6 Z nI Z nII I’ 2I I’ 2II I’ 2 U’ 2 Z’ 2 U 1 nI nII nI nII II I U U %U %U == β β %U %U IZ %U %U IZ U IZ IZ 1 IZ U IZ I I I I nI nII II12n nII nI I11n dm1 IIdm12n II12nIdm11n dm1 I11n II1 IIdm1 Idm1 I1 II I =                 =                 == β β MBA nào có điện áp ngắn mạch nhỏ hơn sẽ chòu tải lớn hơn IV.9. Các máy biến áp đặc bi IV.9. Các máy biến áp đặc biIV.9. Các máy biến áp đặc bi IV.9. Các máy biến áp đặc biệt ệtệt ệt Máy tự biến áp (máy biến áp tự ngẫu) Máy tự biến áp (máy biến áp tự ngẫu)Máy tự biến áp (máy biến áp tự ngẫu) Máy tự biến áp (máy biến áp tự ngẫu) Bài giảng Kỹ Thuật Điện Đại Cương TCBinh Chương 3: Máy biến áp 10 I 1 I 2 Z t U 1 U 2 W 1 W 2 2 1 12 2 1 2 1 w w UU W w U U k = ⇒ == dòng điện? Thay đổi được điện áp U 2 dễ dàng bằng cách cho con trượt di chuyển. Máy biến điện áp Máy biến điện ápMáy biến điện áp Máy biến điện áp A x U 1 U 2 A X (Biến áp làm việc ở chế độ hở mạch) Tổng trở của cuộn dây sơ cấp Z 1 của máy biến áp càng nhỏ càng chính xác. Giảm góc lệch pha bằng cách giảm r 1 . Máy biến dòng điện Máy biến dòng điệnMáy biến dòng điện Máy biến dòng điện I 2 I 1 Φ & Đ 0 δ v 2 U & − 1 E & − 1 U & 22 EU && = Đ 2 - Đ ’ 2 Đ 1 δ i [...].. .Bài giảng Kỹ Thuật Điện Đại Cương ©TCBinh (Biến áp làm việc ở chế độ ngắn mạch) Tổng trở mạch từ Zm của biến áp càng lớn (góc lệch pha càng nhỏ) càng chính xác Tổng trở của các cuộn dây Zn của máy biến áp càng nhỏ càng chính xác Giảm góc lệch pha bằng cách tăng Zm Chương 3: Máy biến áp 11 Bài giảng Kỹ Thuật Điện Đại Cương ©TCBinh Bài tập Giới thiệu chung về máy biến... suất sẽ cực đại khi: η = 0 ∂β Hệ số tải ứng với hiệu suất cực đại là: Chương 3: Máy biến áp β= P0 Pn 16 Bài giảng Kỹ Thuật Điện Đại Cương ©TCBinh Độ thay đổi điện áp của máy biến áp U1 = m = const U2 = U20 = U2đm Khi máy biến áp ở chế độ tải thì U2 < U2đm và phụ thuộc vào tải do điện áp rơi trên dây quấn sơ cấp và thứ cấp Độ biến thiên điện áp thứ cấp ∆U2 là: ∆U2 = U2đm – U2 Độ biến thiên điện áp thứ... tổn hao từ trễ góc lệch pha giữa I2 và E2 Chương 3: Máy biến áp 13 Bài giảng Kỹ Thuật Điện Đại Cương ©TCBinh Sơ đồ thay thế của máy biến áp & & & I  U 1 = − E 1 + Z1 & 1 & & & I U 2 = E 2 − Z 2 & 2 & & &' I 1 = I 0 + − I 2 ( ) Quy đổi máy biến áp Để thiết lập mạch tương đương cần các điều kiện: điện áp, dòng điện, tần số, năng lượng Sức điện động và điện áp thứ cấp quy đổi Qui về sơ cấp: E’2 = E1,... mạch từ là điện trở hóa đặc trưng cho tổn hao là điện kháng từ hóa đặc trưng cho từ thông chính Φ x’2 r’ 2 x1 − &' I 2 & I0 & I0 r & U1 & − E1 Chương 3: Máy biến áp Rm & I0 x & U '2 Z’t ' Xm − E 2 14 Bài giảng Kỹ Thuật Điện Đại Cương Dòng điện không tải I0 thường rất nhỏ ©TCBinh I0 = (0,5% ÷ 10%)I1đm xn rn Đ1=-Đ’2 & U1 Với rn = r1 + r’2 xn = x1 + x’2 & U '2 Z’t (tần số cao ko qua được) là điện trở ngắn... cân bằng điện áp sơ cấp và thứ cấp Từ thông chính Φ sinh ra sức điện động cảm ứng chính: e1 = − dψ 1 dφ = −w 1 dt dt e2 = − dψ 2 dφ = −w 2 dt dt Từ thông tản: Ψσ1 = w 1 Φ σ1 Ψσ1 = w 1 Φ σ1 do điện cảm tản sinh ra: Lσ 1 = − Ψσ 1 i1 Chương 3: Máy biến áp Lσ 2 = − Ψσ 2 i2 (hằng số, ∉ I) 12 Bài giảng Kỹ Thuật Điện Đại Cương ©TCBinh Từ thông tản chỉ móc vòng qua riêng lẻ từ cuộn dây, và tạo ra sức điện động... n 1dm 100 U1dm U1dm Chương 3: Máy biến áp 15 Bài giảng Kỹ Thuật Điện Đại Cương ©TCBinh Các đặc điểm vận hành của máy biến áp Giản đồ năng lượng của máy biến áp S1=P1+ jQ1 Sđt=Pđt+jQđt pFe+jqm pCu1+ jq1 S2= P2+jQ2 pCu2 + jq2 Sơ cấp: công suất tác dụng P1 = U1I1cosϕ1 Q1 = U1I1sinϕ1 công suất phần kháng ϕ1 góc lệch pha giữa dòng điện và điện áp sơ cấp 2 công suất tổn hao trên điện trở dây quấn sơ cấp pcu1... máy biến áp là điện kháng ngắn mạch của máy biến áp Xác đònh các thông số của máy biến áp Thí nghiệm không tải w 1 E1 U U = ≈ 1 = 1dm w 2 E 2 U 20 U 20 p0 2) Điện trở không tải: r0 = r1 + rm = 2 rm ≈ r0 I0 U Z 0 = 1dm 3) Tổng trở không tải: I0 1) Tỷ số biến áp k: k= 4) Điện kháng không tải: x0 = x1 + xm = 5) Hệ số công suất không tải: cos ϕ 0 = Zm ≈ Z0 xm 2 Z 0 − r02 p0 ≈ x0 (0,1 ÷ 0 ,3) U1dm I 0 Thí... Thí nghiệm ngắn mạch I1 = I1đm Un = ( 3% + 10% ) U1đm 4) Tổng trở ngắn mạch Zn = U n U1dm = In I1dm 5) Điện trở ngắn mạch rn = Pn 2 I1dm 6) Điện trở kháng ngắn mạch x n = Z 2 − rn2 n Quan hệ gần đúng: r1 ≈ r2' ≈ rn 2 và (có thể đo được, rất nhỏ) x 1 ≈ x '2 ≈ Unr = rnI1đm là thành phần tác dụng của điện áp ngắn mạch Uux = xnI1đm xn 2 là thành phần phản kháng của điện áp ngắn mạch Un % = Z I Un 100 =... 2 ) U 1dm ∆U 2 % = Lưu ý: sin ϕ2 > 0 khi dòng điện chậm pha (tải cảm) khi dòng điện sớm pha (tải dung) sin ϕ2 < 0 ⇒ ∆U2% phụ thuộc vào hệ số tải và tính chất của tải Từ ∆U% ta tính được điện áp thứ cấùp U2 theo công thức:  ∆U 2 %  U 2 = U 2dm − ∆U 2 = U 2dm 1 −  100   Sự làm việc song song của máy biến áp Điều kiện:cùng điện áp sơ cấp và thứ cấp và điện áp ngắn mạch phần trăm β I U nII % U nII... có điện áp ngắn mạch nhỏ hơn sẽ chòu tải lớn hơn Các máy biến áp đặc biệt Máy tự biến áp (máy biến áp tự ngẫu) k= U1 w 1 = U 2 W2 ⇒ U 2 = U1 w1 w2 dòng điện? Thay đổi được điện áp U2 dễ dàng bằng cách cho con trượt di chuyển Máy biến điện áp (Biến áp làm việc ở chế độ hở mạch) Tổng trở của cuộn dây sơ cấp Z1 của máy biến áp càng nhỏ càng chính xác Giảm góc lệch pha bằng cách giảm r1 Máy biến dòng điện . Bài giảng Kỹ Thuật Điện Đại Cương TCBinh Chương 3: Máy biến áp 1 Chương 3: MÁY BIẾN ÁP Chương 3: MÁY BIẾN ÁP Chương 3: MÁY BIẾN ÁP Chương 3: MÁY BIẾN ÁP (7LT + 3BT) (7LT + 3BT)(7LT + 3BT) (7LT. e 1 e σ1 Bài giảng Kỹ Thuật Điện Đại Cương TCBinh Chương 3: Máy biến áp 4 IV .3. 3. Hệ phương trình môt tả máy biến áp và IV .3. 3. Hệ phương trình môt tả máy biến áp và IV .3. 3. Hệ phương. Giảm góc lệch pha bằng cách tăng Z m . Bài giảng Kỹ Thuật Điện Đại Cương TCBinh Chương 3: Máy biến áp 12 Bài tập Bài tậpBài tập Bài tập Giới thiệu chung về máy biến áp Giới