Bài giảng máy điện I - Phần 2 Máy biến áp - Chương 2 doc

MÁY BIẾN ÁP CHƯƠNG 2: TỔ NỐI DÂY VÀ MẠCH TỪ MÁY BIẾN ÁP  2.1 TỔ NỐI DÂY MÁY BIẾN ÁP  2.2 MẠCH TỪ CỦA MÁY BIẾN ÁP Back Phần II Next MÁY BIẾN ÁP  2.1 TỔ NỐI DÂY MÁY BIẾN ÁP Cách ký hiệu đầu dây: Tên dây quấn Đầu đầu Đầu cuối - Cao áp – CA pha A X pha A, B, C X, Y, Z - Hạ áp – HA pha a x pha a, b, c x, y, z - Trung áp pha Am Xm pha Am, Bm, Cm Xm, Ym, Zm - Dây trung tính: Phía cao áp: O; Hạ áp: o; Trung áp: Om Các kiểu đấu dây quấn: Các kiểu đấu dây máy biến áp phụ thuộc vào cấp điện áp, mức độ ảnh hưởng phụ tải không đối xứng loại phụ tải Back Chương Next MÁY BIẾN ÁP a) Nối (Y , Y0): Trong dây quấn nối Y: Ud = Uf, Id = If Dây quấn nối Y dùng cho dây quấn CA Uf < Ud 3lần  có lợi mặt cách điện Dây quấn nối Y0 dùng trường hợp phụ tải hỗn hợp dùng Ud Uf, chủ yếu dùng cho dây quấn HA Trong số trường hợp dùng cho CA Back Chương C X Z (Y) Y A B C O (Y0) b) Nối tam giác (): Trong dây quấn nối  : Id = If, Ud = Uf Thường dùng cho dây quấn HA máy biến áp trung gian Việc nối  có lợi phía HA dịng điện If < Id lần  giảm tiết diện dây  thuận tiện cho việc chế tạo A B X Y A B Z C () X Y Next Z MÁY BIẾN ÁP c) Nối Zích zắc (Z): Mỗi pha dây quấn chia làm phần đặt trụ khác nhau, nối nối tiếp đấu ngược Trường hợp đấu phức tạp tốn dây đồng  dùng trường hợp đặc biệt: máy biến áp chỉnh lưu, máy biến áp đo lường Tổ nối dây máy biến áp: A B C X' Y' Z' X A' Y B' Z C' Tổ nối dây biểu thị góc lệch pha sức điện động dây quấn sơ cấp thứ cấp máy biến áp Góc lệch pha (tổ nối dây) phụ thuộc vào: - Chiều quấn dây - Cách ký hiệu đầu dây - Kiểu đấu dây sơ cấp thứ cấp Back Chương Next MÁY BIẾN ÁP 11 12 Để xác định tổ nối dây máy biến áp ta dùng phương pháp kim đồng hồ: 10 a) Xác định tổ nối dây máy biến áp pha: A A X a x A A a EA Ea X x a Xx  = 0o  I/I-12 Back EA X x Ea a  = 180o  I/I-6 Chương Next MÁY BIẾN ÁP b) Xác định tổ nối dây máy biến áp pha: B * Máy biến áp pha nối Y/Y: A B C EAB Y X C Z X a x Y b y Z c Eab A b Y/Y - 12 Eab EAB z Nếu hoán vị thứ tự pha thứ cấp đổi chiều quấn dây hay đổi ký hiệu đầu dây dây quấn thứ cấp ta có tổ nối dây chẵn: 2, 4, 6, 8, 10, 12 Back x Chương y c z a Next MÁY BIẾN ÁP * Máy biến áp pha nối Y/: Giả thiết dây quấn sơ cấp nối hình Y, dây quấn thứ cấp nối  A B B C EAB X Y a b EAB Z C Z y z 11 Eab c z b x X Y A c x  = 30o Y/ - 11 Eab y a Nếu ta đổi thứ tự pha thứ cấp đổi chiều quấn dây hay đổi ký hiệu đầu dây dây quấn thứ cấp ta có tổ nối dây lẻ: 1, 3, 5, 7, 9, 11 Back Chương Next MÁY BIẾN ÁP * Máy biến áp pha nối Y/Z: Giả thiết dây quấn sơ cấp nối hình Y, dây quấn thứ cấp nối Z Cách xác định: Vẽ véc tơ xa’ ngược pha với XA a’ z’ Đặt tiếp z’c trùng pha với ZC Vẽ tương tự ta được: yb’ x’a; A C X a B B Y Z b c EAB X Y C Z Y/Z-11 A x' x y' z' y c'y' z zc’ y’b a' b' a'z' b c' c y x z Eab b'x' a Back Chương Next Bài tập: xác định tổ nối dây sơ đồ sau: A B C X b Y c Z a x y z A B C X c Y a Z b x y z A B C A C X Y c b a a b c x A y B z C x A y B z C X Y b a x Z B X Z c y z Y X Z Y Z c a b x y z MÁY BIẾN ÁP  2.2 MẠCH TỪ CỦA MÁY BIẾN ÁP Các dạng mạch từ: a) Với máy biến áp pha: có loại kết cấu mạch từ: kiểu lõi kiểu bọc b) Với máy biến áp pha: Máy biến áp có hệ thống mạch từ riêng: Tổ máy biến áp pha Máy biến áp có hệ thống mạch từ chung: Máy biến áp pha trụ A a B x X Back Y b C y c A B C a b c z Z (*) Chương Next MÁY BIẾN ÁP Các tượng xảy từ hoá lõi thép: Ta xét máy biến áp làm việc không tải Nghĩa đặt vào dây quấn sơ cấp điện áp hình sin cịn dây quấn thứ cấp hở mạch a) Máy biến áp pha: i0 i2 Khi có điện áp hình sin u = Um.sint đặt vào u2 dây quấn sơ cấp sinh dòng khơng tải i0 u1 chạy i0 sinh từ thông  chạy lõi thép Nếu bỏ qua điện áp rơi d điện trở dây quấn thìu ta có: = - e = W dt Nghĩa từ thơng sinh biến thiên hình sin theo thời gian:  = m.sin(t -  ) * Nếu không kể đến tổn hao lõi thép dịng i0 dịng phản kháng để từ hố lõi thép i0= i0X Do quan hệ  = f(i0) quan hệ từ hố B = f(H) Back Chương Next MÁY BIẾN ÁP * Nếu kể đến tổn hao lõi thép quan hệ (i0) quan hệ từ trễ B(H) Khi i0 có dạng nhọn đầu vượt trước  góc   gọi góc tổn hao từ trễ, phụ thuộc vào tổn hao từ trễ lõi thép Dịng khơng tải gồm hai thành phần: + I0x thành phần phản kháng để từ hoá lõi thép tạo nên  chiều với  + I0r gây nên tổn hao sắt từ lõi thép: Thực tế  nhỏ  I0x  I0 I  I 20 x  I 20 r Back ,i0 B () i0   H(i0) t U1 I0 I0r  I0x Chương m Next MÁY BIẾN ÁP b) Máy biến áp pha: Khi không tải xét pha riêng lẻ dịng bậc pha: i03A = I03m sin3t i03B = I03m sin3(t – 1200) = I03m sin3t i03C = I03m sin3(t – 2400) = I03m sin3t Trùng pha thời gian, song dạng sóng phụ thuộc vào kết cấu mạch từ cách đấu dây quấn * Trường hợp máy biến áp nối Y/Y: Vì dây quấn sơ cấp nối Y nên thành phần dịng bậc khơng tồn  i0 có dạng hình sin từ thơng sinh có dạng vạt đầu:  = 1 + 3 +5 - Đối với tổ máy biến áp pha : Vì mạch từ pha riêng rẽ nên 3 pha dễ dàng khép mạch 1 Trong dây quấn sơ cấp thứ cấp sức điện động e1 1 sinh chậm sau 11 góc 900 cịn có e3 3 tạo chậm sau 3, 900 Back Chương Next MÁY BIẾN ÁP  Sức điện động tổng 1 pha: e = e1+ e3 có dạng nhọn đầu gây 3 nguy hiểm cho cách điện dây quấn hư hỏng thiết bị đo lường Vì thực tế khơng dùng kiểu đấu e Y/Y cho tổ máy biến áp pha e1 e3 - Đối với máy biến áp pha trụ: Vì 3 đập mạch với tần số 3f qua vách thùng, gây nên tổn hao phụ làm hiệu suất máy biến áp giảm  Phương pháp đấu Y/Y áp dụng cho máy biến áp pha trụ với dung lượng  5600KVA * Máy biến áp pha nối /Y: Dây quấn sơ cấp nối  nên dịng i03 khép kín tam giác đó, dịng từ hố có dạng nhọn đầu   e1, e2 hình sin nên khơng có bất lợi trường hợp Back Chương Next MÁY BIẾN ÁP * Máy biến áp pha nối Y/: 3Y Tóm lại: Khi máy biến áp làm việc không tải cách đấu Y/ hay /Y tránh tác hại  23 E  từ thông sức điện động điều hoà bậc 3 Tính tốn mạch từ: Mục đích: xác định dịng điện cần thiết để từ hoá (3) lõi thép tổn hao mạch từ I 23 Ta phân tích dịng từ hố thành thành phần: + Thành phần tác dụng i0r + Thành phần phản kháng i0x a) Thành phần dòng điện tác dụng i0r: Phụ thuộc vào tổn hao sắt Tổn hao tính gần đúng: 1, f pFe = P10/50[Bt2.Gt + Bg2.Gg]   (W)  50  p Fe  i 0r  (A) mU Back Chương Next MÁY BIẾN ÁP Với: + p10/50 suất tổn hao thép cường độ từ cảm 10 kiloGaux (hay 1T) f = 50 Hz + Bt Bg cường độ từ cảm trụ gông + Gt Gg trọng lượng trụ gơng tính theo kích thước hình học lõi thép (Kg) + m số pha máy biến áp b) Thành phần dịng điện phản kháng: Có thể tính theo phương pháp: Bt F + I0x = với F = Ht.lt + Hg.lg + n 'k  sức từ động trung 0 bình W T ' nk  số khe hở tính tốn trụ gông q t t G t  q t.g G g  n.q  S Q0  + I 0x  mU mU q t t , q t g suất từ hoá trụ gông Back Chương Next ... y z MÁY BIẾN ÁP  2. 2 MẠCH TỪ CỦA MÁY BIẾN ÁP Các dạng mạch từ: a) V? ?i máy biến áp pha: có lo? ?i kết cấu mạch từ: kiểu l? ?i kiểu bọc b) V? ?i máy biến áp pha: Máy biến áp có hệ thống mạch từ riêng:... n? ?i dây máy biến áp pha: A A X a x A A a EA Ea X x a Xx  = 0o  I/ I- 12 Back EA X x Ea a  = 180o  I/ I-6 Chương Next MÁY BIẾN ÁP b) Xác định tổ n? ?i dây máy biến áp pha: B * Máy biến áp pha n? ?i. .. chiều v? ?i  + I0 r gây nên tổn hao sắt từ l? ?i thép: Thực tế  nhỏ  I0 x  I0 I  I 20 x  I 20 r Back  ,i0 B () i0   H (i0 ) t U1 I0 I0 r  I0 x Chương m Next MÁY BIẾN ÁP b) Máy biến áp pha: Khi