TÍNH TOÁN THIẾT KẾ MÁY BIẾN ÁP KHÔ BỌC ÊPOXY

Chương 2 : TÌM HIỂU VẬT LIỆU CÁCH ĐIỆN ÊPOXY TRONG MÁY BIẾN ÁP KHÔ 2.1 Tìm hiểu về vật liệu Êpoxy+ Nhựa êpoxy là những phân tử oligome có ít nhất 1 nhóm êpoxy ,có khả năng chuyển hóa thành dạng nhựa nhiệt rắn ,có cấu trúc không gianTùy thuộc vào cấu trúc nhựa êpoxy ,chất đóng rắn và điều kiện đóng rắn ,có thể nhận được các sản phẩm có đặc tính : bền hóa chất ,chịu nhiệt,chịu tác động cơ học ,cách điện..., ứng dụng làm vecni sơn,keo kết cấu,chất dẻo gia cường và đặc biệt làm nhựa nền cho vật liệu composite. Với ưu điểm nổi bật về độ bền cơ học,nhẹ,dễ gia công ,sửa chữa ,vật liệu composite trên cơ sở nhựa êpoxy với chất gia cường sợi,hạt ,bột...dã dược ứng dụng thay thế một phần các chi tiết kim loại...nhằm giảm trọng lượng ,giảm tiêu hao năng lượng và nhiên liệu+ Trong MBA cuộn dây được tẩm, đúc trong êpoxy ngày càng được sử dụng nhiều do nó có những ưu điểm lớn như: vật liệu cách điện êpoxy có độ bền cơ ,điện,nhiệt cao,chịu được môi trường bụi bẩn ,hóa chất độ ẩm cao,chống cháy nổ ,không gây ô nhiễm môi trường khi bị sự cốDo nhựa êpoxy khi kết hợp với một số chất phụ gia khác tạo thành vật liệu điện có đặc điểm tốt hơn như có độ bền điện,cơ,nhiệt cao,ít ngấm ẩm ,dễ giàng gia công thành sản phẩm và đặc biệt có khả năng chống cháy tốt. Hiện nay êpoxy được sử dụng rất nhiều trong nghành kỹ thuật điện để tẩm, đúc cuộn dây máy biến áp khô điện áp đến 36 KV, chế tạo sứ cách điện cao áp,hạ áp,cáp điện,vỏ của các thiết bị điện,chất điện môi trong các tụ điện...+ Thông thường nhựa êpoxy sử dụng trong thiết bị điện dưới dạng compound đúc hay tẩm . Compound là hỗn hợp gồm có nhựa êpoxy ,chất đóng rắn ,phụ gia . compound tẩm cần có độ nhớt thấp,khả năng tẩm cao Compound đúc có những yêu cầu khác như độ bền cơ học cao,độ nhớt phải đảm bảo chảy đầy thể tích đúc ,ít hút nước, chịu được cháy nổ và có nhiều tính chất cách điện tốt trong khoảng nhiệt độ rộng. Để tăng độ bền cơ học,tăng khả năng truyền nhiệt và khả năng chịu lửa Compound đúc thường phải cho thêm phụ gia với một tỷ lệ thích hợp. Tăng độ bền cơ ,giảm hệ số giãn nở theo chiều dài và tăng hệ số dẫn nhiệt lên 2 đến 3 lần thường sử dụng phụ gia như thạch anh,silica,sợi thủy tinh,bột nhôm,cao lanh.... .Để tăng khả năng chịu lửa thường trộn thêm bột nhôm trihiđroxit( Al(OH)3 )2.2 Phương pháp tẩm ,đúc Êpoxy với cuộn dây của MBA khô_Quy trình tẩm Êpoxy với cuộn dây hạ áp_Chuẩn bị Êpoxy tẩmÊpoxy tẩm là một hỗn hợp của 2 cấu tử gồm nhựa Êpoxy và chất đóng rắn.Yêu cầu với Êpoxy tẩm là không được chứa nước và các bọt khí.Thời gian hữu ích phải lớn,độ nhớt thấp_Quy trình tẩmSấy : sau khi cuộn dây quấn xong và được vệ sinh sạch sẽ thì cho vào lò sấy chân không,áp suất chân không khoảng 40mmHg . Sấy cuộn dây ở nhiệt độ khoảng 700 C đến 900 C trong khoảng thời gian 5 tới 12 tiếng phụ thuộc vào kích thước của cuộn dâyTẩm: khi sấy xong cuộn dây thì nhúng cuộn dây vào Êpoxy đã pha chế sẵn dưới áp suất chân không . Sau khi Êpoxy tẩm phủ kín hết bề mặt cuộn dây thì ngừng chân không rồi cho áp suất khoảng 2 3at trong vòng 1015 phút cho tới khi không còn bọt khí. Lưu ý luôn duy trì cuộn dây ở nhiệt độ 70 90 0 C. Lấy cuộn dây ra và giữ trong không khí ở nhiệt độ thường cho đến khi Êpoxy không còn chảy giọtTrùng hợp : quá trình trùng hợp nhằm mục đích tạo cho cuộn dây thành một khối rắn ,vững chắc và có khả năng kháng được bụi bẩn ,hơi ẩm... Quá trình trùng hợp là ta đem sấy cuộn dây trong lò sấy ở nhiệt độ 7080 0 C trong khoảng 8 giờ. Sau đó ngừng sấy và kiểm tra xem cuộn dây đã kết dính hết chưa . Nếu cuộn dây chưa kết dính hết thì ta cần sấy tiếp trong khoảng thời gian 23 giờ nữa._ Quy trình đúc Êpoxy với cuộn dây cao áp Quy trình đúc cuộn dây cao áp bằng nhựa Êpoxy tương đối phức tạp từ công đoạn pha chế Êpoxy,chế tạo khuôn,đúc.... Toàn bộ các quy trình này phải được tuân thủ theo đúng các yêu cầu kỹ thuật nếu không sẽ làm sai hỏng hay giảm chất lượng sản phẩm. Một thiết bị không thể thiếu được trong khi đúc đó là khuôn đúc.+Khuôn đúc có đặc điểm Khuôn thường được chế tạo tháo rời ,phù hợp với đúc dây và đúc đầu ra dây quấnĐảm bảo bề mặt khuôn nhẵn bóng để bề mặt Êpoxy đúc dây quấn mịn,đủ khả năng chống bụi,ẩm,cách điện và dễ dàng tháo dỡMặt ép trong của khuôn phải đảm bảo độ bóng sạch và có khả năng nối ghép với chi tiết trước khi đặt dây quấnMặt ép ngoài khuôn phải đảm bảo độ bóng và dễ dàng thào dỡ ,đảm bảo độ bền cơ,bền nhiệt,không bị biến dạng khi đúc ở nhiệt độ caoĐảm bảo sao cho với độ nhớt không lớn Êpoxy đủ lấp kín các khe hở dây quấnKhuôn cần tính đến Êpoxy co ngót tự nhiên trong quá trình trùng hợp,đóng rắn và dễ dàng thoát khí khi đổ Êpoxy vào đầy khuôn ở áp suất chân không,thông thường thể tích dự trữ co ngót chiếm tỉ lệ 10 %Thép hoặc hợp kim nhôm là những vật liệu có hệ số truyền nhiệt cao và hệ số đàn hồi thấp ,thường được sử dụng để chế tạo khuôn đúc . Để có thể tháo dỡ khuôn một cách dễ dàng trên bề mặt khuôn trước khi đúc cần quét thêm một lớp bôi trơn ví dụ như dung dịch cao su Silít hữu cơ có 5 10% trong toluen,dung dịch nhựa PVC clo 5% trong toluen...+Các vật liệu cho quá trình đúc cuộn dây cao ápNhựa Êpoxy tạo từ bisphenol A với độ dẻo đảm bảo sự thẩm thấu toàn bộ cuộn dây.Chất đóng rắn axit anhydric và các chất xúc tác cần thiết cho quá trình dóng rắn của vật liệu ÊpoxyChất phụ gia như Silica nhằm tăng độ bèn cơ học và tăng khả năng dẫn nhiệt từ cuộn dây ra ngoài . Bột nhôm trihidroxit ( Al(OH)3 ) ,nhằm tăng khả năng chống cháy của máy biến áp và chất tạo màu . yêu cầu đối với chất phụ gia trước khi đúc phải được sấy khô để tránh hơi ẩm đưa vào cuộn dây khi đúc.+Các thiết bị cần thiết cho quá trình đúc cuộn dây cao ápMáy gia nhiệt tối đa tới 250 0 C dùng để sấy cuộn dây ,đun nóng nhựa Êpoxy, phụ gia và chất đóng rắn.Máy trộn nhiên liệu Êpoxy ,chất đóng rắn,phụ gia chịu áp suất tới 5at và nhiệt độ là 1600CBuồng đúc chân không làm việc với áp suất chân không tới 3mmHg và nhiệt độ đến 1600C

Khoa CNKT Điện – Tự Động Hóa Lớp ĐHCNKT Điện- K4 DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHŨ VIẾT TẮT Nội dung Máy biến áp Thiết kế máy biến áp điện lực Lõi thép vô định hình Công suất định mức Dòng điện dây định mức Dòng điện không tải Điện áp định mức Thành phần điện áp ngắn mạch tác dụng Thành phần điện áp ngắn mạch phản kháng Cao áp Hạ áp Số pha Dung lượng pha Dung lượng trụ Điện áp thử Điện áp pha định mức Chiều cao cuộn dây Đường kính trung bình cuộn cao áp hạ áp Tỷ số kích thước máy biến áp Mật độ từ cảm trụ máy Hệ số gia tăng tiết diện gông Suất từ hóa trụ Suất từ hóa gông Khoảng cách cách điện trụ dây quấn hạ áp Khoảng cách cách điện dây quấn cao áp hạ áp Khoảng cách cách điện dây quấn trụ cạnh Khoảng cách cách điện dây quấn cao áp gông Bề dày ống cách điện cao áp hạ áp Bề dày chắn pha Hệ số điền đầy Hệ số chêm kín Hệ số lợi dụng lõi sắt Hệ số quy đổi từ trường tản Chiều rộng quy đổi từ trường tản Tỷ trọng sắt Tỷ trọng đồng Trọng lượng trụ Đồ án tốt nghiệp Ký hiệu, chữ viết tắt MBA TKMBAĐL LTVĐH Sđm Iđm I0 Uđm Unr (%) Unx (%) CA HA m Sf S’ Uth Uf l d12 β Bt kg pt pg a01 a12 a22 l0 δ12 δ22 kđ kc kld Kr Kr γFe γCu Gt Nguyễn Hữu Thuyết Khoa CNKT Điện – Tự Động Hóa Lớp ĐHCNKT Điện- K4 Trọng lượng gông Trọng lượng phần góc uốn mạch từ Trọng lượng toàn lõi sắt Trọng lượng toàn dây quấn Giá thành vật liệu tác dụng Tiết diện trụ sơ Tổn hao không tải Công suất từ hóa lõi sắt Tổn hao ngắn mạch toàn phần Mật độ dòng điện trung bình Số vòng dây pha dây quấn hạ áp Tiết diện dây dẫn hạ áp Máy trộn Gg G0 GFe Gdq Ctd Tt P0 Q0 Pn Jtb W1 T1 MT DANH MỤC CÁC HÌNH VE Hình 1.1 Các cấu trúc mạng tinh thể Hình 1.2 Sơ đồ thiết bị điều khiển công nghệ rót khép kín Hình 1.3 Sơ đồ thiết bị điều khiển công nghệ rót liên tục Hình 1.4 Qui trình chế tạo vật liệu vô định hình Hình 1.5 Tổn thất lõi VĐH theo nhiệt độ thời gian ủ Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Hữu Thuyết Khoa CNKT Điện – Tự Động Hóa Lớp ĐHCNKT Điện- K4 Hình 2.1 Sơ đồ đúc cuộn dây cao áp Hình 3.1 Mô hình mạch từ MBA lõi VĐH Hình 3.2 Đồ thị biểu diễn quan hệ β thông số Hình 3.3 Kích thước cách bố trí dây quấn HA Hình 3.4 Hình dáng cách bố trí dây quấn CA Hình 3.5 Kết cấu mạch từ Hình 3.6 Kích thước tiết diện bậc thang Hình 3.7 Kích thước mạch từ Hình 3.8 Kích thước vỏ máy Hinh 3.9 trình sinh lực khí phá hỏng dây quấn MBA Hình 3.10 Bố trí dây quấn CA, HA lực học Hình 3.11 Dây quấn MBA bị uốn cong Hình 3.12 Dây quấn bị bến dạng bởi lực hướng kính hướng trụ Hình 4.1 Máy biến áp khô đúc nhựa epoxy Hình 4.2 Biểu thị đường cong từ trễ vật liệu VĐH thép Silic Hình 4.3 Khả chống cháy cuộn dây đúc epoxy DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 3.1 bảng tính toán sơ MBA Bảng 3.2 Kích thước tập thép Bảng 3.3 thứ tự bậc kích thước thép Bảng 3.4 điều kiện chọn tra sứ Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Hữu Thuyết Khoa CNKT Điện – Tự Động Hóa Lớp ĐHCNKT Điện- K4 LỜI MỞ ĐẦU Chúng ta sống thời đại với sự phát triển không ngừng khoa học kỹ thuật, thời đại mà sự nghiệp công nghiệp hóa, hiện đại hóa đặt lên hàng đầu Nói đến công nghiệp hóa, hiện đại hóa tách rời ngành điện, ngành điện đóng vai trò mấu chốt trình Trong ngành điện công nghiệp thiết kế máy điện khâu vô quan trọng, nhờ có kỹ sư thiết kế máy điện mà máy phát điện Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Hữu Thuyết Khoa CNKT Điện – Tự Động Hóa Lớp ĐHCNKT Điện- K4 đời cung cấp cho nhà máy điện Khi điện sản xuất phải truyền tải điện tới nơi tiêu thụ, trình truyền tải điện thiếu máy biến áp dùng để tăng giảm điện áp lưới cho phù hợp nhất, việc tăng điện áp lên cao để tránh tổn thất điện truyền tải giảm điện áp cho phù hợp với nơi tiêu thụ Vì lý mà máy biến áp (MBA) phận đóng vai trò quan trọng sở hạ tầng hệ thống điện.vì vấn đề giảm tổn hao công suất hư hỏng bị ngắn mạch MBA có ý nghĩa kinh tế quan trọng,chính mà hiện nhà thiết kế không ngừng nghiên cứu tìm giải pháp tìm vật liệu để thiết kế để đáp ứng tốt yêu cầu tổn hao công suất hiệu kinh tế MBA Hiện vật liệu mềm VĐH có cấu trúc vi mô đặc biệt nên đáp ứng yêu cầu tổn hao lõi , vật liệu epoxy với đặc tính ưu điểm không bắt lửa chống cháy tia lửa điện Do mà MBAVĐH có cuộn dây đúc nhựa epoxy ngày sử dụng rộng rãi không ngừng cải tiến cho phục vụ nhu cầu người sử dụng tốt Bằng tất cố gắng mình, với kiến thức nhận từ thầy cô sự hướng dẫn tận tình thầy giáo ĐỖ VĂN TỐN mà làm nên thiết kế đồ án tốt nghiệp Chương TÌM HIỂU CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO ,ĐẶC TÍNH CỦA THÉP VÔ ĐỊNH HÌNH 1.1 Công nghệ chế tạo lõi thép vô định hình _Biến áp phần quan trọng cấu thành lưới điện Nguyên lý hoạt động máy biến áp (MBA) điện lực giữ nguyên không đổi kể từ MBA ba pha chế tạo vào năm 1899 Tuy tính hoàn thiện phát triển liên tục suốt 100 năm qua Cho đến năm trước 1980, người Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Hữu Thuyết Khoa CNKT Điện – Tự Động Hóa Lớp ĐHCNKT Điện- K4 ta tập trung vào việc tìm cách nâng cao công suất điện áp MBA, vài thập kỷ gần việc phát triển máy biến áp điện lực sâu vào khía cạnh kinh tế sinh thái MBA phân phối đóng góp vai trò quan trọng sở hạ tầng hệ thống điện, chiếm tỉ lệ lớn tổng công suất hệ thống MBA, vấn đề giảm tổn hao công suất MBA phân phối có ý nghĩa kinh tế kỹ thuật quan trọng Để giảm tổn hao công suất MBA, cần thiết kế máy cho tổng tổn hao dây đồng tổn hao sắt từ nhỏ nhất, tổn hao sắt phụ thuộc nhiều vào chất lượng loại thép Vật liệu từ mềm vô định hình (VĐH) phát hiện từ năm 1970, nhờ vào thành phần cấu trúc vi mô đặc biệt nên đặc tính từ thép VĐH tốt hẳn so với thép silic tinh thể cán nguội, cụ thể: _Cấu trúc mạng tinh thể Mạng tinh thể tôn silic có cấu trúc hoàn toàn xác định, xếp đặn trình làm nguội cán tôn (hình 1.1a) Kết hình thành mạng tinh thể có tính chất định hướng theo chiều cán Điểm khác biệt quan trọng vật liệu từ VĐH so với vật liệu từ truyền thống người ta thực hiện trình làm lạnh đột ngột vật liệu cách phun chùm tia Nitơ lỏng vào khối vật liệu nóng chảy Tốc độ giảm nhiệt độ đạt tới triệu độ C giây Kết mạng tinh thể bị phá vỡ, tạo nên trạng thái vật liệu cấu trúc có tính chất ngẫu nhiên, gọi “thủy tinh kim loại” a) Thép vô định hình b) Thép tôn Silic định hướng cán nguội Hình 1.1 Các cấu trúc mạng tinh thể _Công nghệ chế tạo vật liệu từ vô định hình Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Hữu Thuyết Khoa CNKT Điện – Tự Động Hóa Lớp ĐHCNKT Điện- K4 Vật liệu VĐH chế tạo từ nhiều phương pháp khác Tuy nhiên, để đơn giản sử dụng phương pháp nguội nhanh từ tinh thể lỏng Phương pháp nguội nhanh đơn trục: Là phương pháp nguội nhanh trống quay, sử dụng trống quay với tốc độ cao, hợp kim phun bề mặt trống nhờ vòi phun đặt sát bề mặt Độ dày băng hợp kim phụ thuộc vào yếu tố khoảng cách từ vòi phun đến mặt trống tốc độ trống Phương pháp dễ tiến hành giá thành thấp có nhược điểm dễ xảy sự sai khác cấu trúc tính chất bề mặt ở phía băng hợp kim đồng thời tính lặp lại chiều dày hợp kim thường không cao Phương pháp nguội nhanh hai trục: Là phương pháp nguội nhanh sử dụng trống quay đặt tiếp xúc với quay ngược chiều Hợp kim làm lạnh khe bề mặt trống, vừa bị làm lạnh vừa bị cán ép nên có độ dày chuẩn xác (chỉ phụ thuộc vào khoảng cách hai trống tốc độ trống) đồng thời tính chất ở hai bề mặt sai khác thấp, điểm khó phương pháp tính đồng hai trống quay Điểm quan trọng phương pháp nguội nhanh chế tạo trống quay trục cực kỳ xác (độ rung bề mặt trống thấp, cỡ vài micromet), đồng thời bề mặt trống phải xử lý nhẵn Các trống thường chế tạo kim loại có khả thu nhiệt nhanh bị ôxi hóa Hai loại vật liệu phổ biến dùng đồng môlipđen Để chế tạo băng hợp kim đặc biệt chứa kim loại dễ bị ôxi hóa, người ta đặt hệ môi trường bảo vệ (được hút chân không cao, nạp khí bảo vệ), trình chế tạo thể hiện hình 1.2 1.3 Hình 1.2 Sơ đồ thiết bị điều khiển công nghệ rót khép kín (1 Van khí; vòng cảm ứng; Hợp kim lỏng; Băng mỏng; Bình khí Argon; Trống đồng; Ống thạch anh; Dụng cụ đo nhiệt) Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Hữu Thuyết Khoa CNKT Điện – Tự Động Hóa Lớp ĐHCNKT Điện- K4 - Phôi liệu: Hợp kim có thành phần Fe, Nb, Cu, , Si nấu từ fero Fe-B, Fe-Si, Fe-B-Si với hàm lượng Fe 80% bổ sung Nb nguyên chất, B nguyên chất Hợp kim ban đầu nấu l cảm ứng cao tần, phương pháp nấu bảo đảm cho hợp kim ban đầu có độ cao, không bị oxy hóa có độ đồng thành phần hình 1.2 - Nguyên lý: Nguyên liệu ban đầu tính theo thành phần hợp thức, nấu chảy l cảm ứng cao tần ống thạch anh, chân không khí trơ tránh oxy hóa ,bởi tiếp xúc với oxy môi trường Hợp kim nóng chảy phun qua nhờ áp suất khí Ar, tia kim loại lỏng khỏi vòi phun gặp bề mặt trống bị dàn mỏng, truyền nhiệt cho trống nhiệt nhanh chóng, đông cứng văng khỏi bề mặt trống dạng băng mỏng Trong thời gian tiếp xúc hợp kim lỏng mặt trống, hợp kim giảm nhiệt độ từ 1500oC tới nhiệt độ phòng thời gian ngắn (vài phần nghìn giây) Hình 1.3 Sơ đồ thiết bị điều khiển công nghệ rót liên tục Sơ đồ khối thiết bị điều khiển công nghệ ampoule liên tục (hình1.3), dây chuyền với quy mô công nghiệp Trong đó: Nồi nấu hợp kim với dung tích 200kg, nhiệt độ 1500 oC, công suất 30200kg/mẻ cấu rót; Nồi chứa trung gian, nhiệt đ 1480 oC; Vòi phun, nhiệt độ 14500C; Tang trống quay nhanh hệ thống làm mát; Các thiết bị điều Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Hữu Thuyết Khoa CNKT Điện – Tự Động Hóa Lớp ĐHCNKT Điện- K4 khiển đo lường (nhiệt độ , áp suất, khoảng cách, tốc độ ); Sản phẩm: Thép biến áp dạng băng mỏng Vật liệu VĐH sử dụng nhiều ngành công nghiệp, quân sự vài thập kỷ qua Cùng với sự phát triển khoa học kỹ thuật, vật liệu VĐH ngày sử dụng nhiều Đáng ý sử dụng vào chế tạo lõi thép cho MBA Trên hình 1.4 mô tả tổng quát quy trình chế tạo vật liệu VĐH dạng băng mỏng có kích thước lớn để chế tạo lõi MBA lực Hình 1.4 Qui trình chế tạo vật liệu vô định hình Trong đó: (A) Lò nấu chảy; (B) Hệ thống rót; (C) Trục quay; (D1) (D2) Thiết bị kiểm tra độ dày bề rộng băng; (E) Thiết bị quấn băng 1.2 Đặc tính thép VĐH - Điện trở suất tăng nhiều lần, chiều dày thép giảm khoảng 10 lần - Lực khử từ nhỏ 0,8 A/m, đường cong từ trễ hẹp, tổn hao từ trễ bỏ qua Trong thời gian gần đây, công nghệ vật liệu từ có tiến nhảy vọt cho phép ứng dụng vật liệu từ VĐH việc chế tạo mạch từ MBA phân phối Các tài liệu đề cập đến vấn đề kinh tế sử dụng MBA lõi thép VĐH đưa so sánh chi phí tổn thất hai loại M A lõi thép silic thông thường lõi VĐH, từ khẳng định sử dụng MBA lõi thép VĐH giảm tổn hao không tải từ 60-70% mang lại hiệu kinh tế cao Với ưu điểm trên, MBA lõi thép VĐH ứng dụng sản xuất rộng rãi dần thay MBA lõi thép truyền thống Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Hữu Thuyết Khoa CNKT Điện – Tự Động Hóa Lớp ĐHCNKT Điện- K4 Bên cạnh đó, vật liệu từ VĐH dải băng mỏng có độ dày từ 0,02mm đến 0,03mm, nhạy cảm với nhiệt độ , biến dạng học gia công biến dạng bởi từ trường 1.3 Cách ủ từ cho thép VĐH Để phục hồi từ tính cho vật liệu lõi thép vô định hình, số tác giả có phương pháp : -tác giả Benedito Antonio Luciano dã thử nghiệm MBA lõi thép VĐH 1pha 1KVA,xử lý lõi từ trường DC để phục hồi từ tính nhằm giảm tổn hao nâng cao hiệu suất ,các kết thử nghiệm hiệu suất so sánh với MBA lõi thép Silic - Tương tự tác giả Chang-Hung Hsu, Yeong-Hwa Chang dã tiến hành thực nghiệm ủ lõi thép VĐH SA1 từ trường DC 800A/m nhằm xác định điều kiện nhiệt độ,thời gian ủ tối ưu để tổn hao lõi thép nhỏ Hình 1.5 Tổn thất lõi VĐH theo nhiệt độ thời gian ủ Từ hình 1.5 cho thấy thời gian nhiệt độ ủ lõi tối ưu 360 0C ,tổ hao lõi khoẳng 0,4 W/kg cảm ứng từ B = 1,2T Đồ án tốt nghiệp 10 Nguyễn Hữu Thuyết Khoa CNKT Điện – Tự Động Hóa Lớp ĐHCNKT Điện- K4 k : hệ số hiệu chỉnh Phía cao áp ta chọn sứ với điều kiện với Uđm sứ ≥ Uđm mạng = 22 (kV) ;Ilv max = 8,4 A ta chọn loại sứ : ta chọn sứ cao áp loại TPV 22/1000 Phía hạ áp ta chọn sứ với điều kiện Uđm sứ ≥ Uđm mạng = 0,4 (kV) ;Ilv max = 462 A Ta chọn loại sứ : ta chọn sứ hạ áp loại TPV 1/600 Kích thước sứ cao áp hạ áp hình 3.9 M20 M20 145 424 90 M12 374 114 a Sứ Cao áp b Sứ Hạ áp Hình 3.9 kích thước hình dáng sứ cao áp hạ áp 3.5 Tính tổn hao dòng không tải (1) Tính tổn hao không tải Khi cấp điện áp xoay chiều có tần số định mức vào cuộn dây sơ cấp, cuộn dây thứ cấp hở mạch gọi chế độ không tải Tổn hao ứng với chế độ gọi tổn hao không tải Tổn hao không tải ở MBA chủ yếu tổn hao thép Khối lượng lõi thép gồm khối lượng vòng xuyến lớn khối lượng hai vòng xuyến nhỏ Đồ án tốt nghiệp 44 Nguyễn Hữu Thuyết Khoa CNKT Điện – Tự Động Hóa - Chiều dài trung bình vòng xuyến lớn : ( 4C + L + B + 2π B ) + (4C + L + B + π B) ltb1 = - Lớp ĐHCNKT Điện- K4 = 4.0,24+2.0,89+2.0,176+ Khối lượng vòng xuyến lớn : 3π = 4C+2L+2B+ 0,176 = 3,92 m 24100,8.10−6 Ttd - G1 = ltb1 γFe = 3,92 Chiều dài trung bình vòng xuyến nhỏ : ( 2C + L + π B ) + (2C + L) ltb2 = = 2,54m - = 2C + 2L + - πB 7650 = 361,4 kg = 2.0,24 + 2.0,89+ π 0,176 Khối lượng vòng xuyến nhỏ : 24100,8.10−6 Ttd - 3π B G2 = ltb2 γFe = 2,54 .7650 = 225,9 kg Khối lượng toàn lõi thép : GFe = G1 + 2G2 = 361,4 + 2.225,9 = 813 kg Khối lượng phần góc uốn : G0 = GFe - [3.L.Ttd + 4C Ttd + 2(2C+B) Ttd ]γFe = GFe – Ttd(3L + 4C + B)γFe = 813 – 24100,8.10-6(3.0,89+4.0,24+0,176).7650 = 111,3 kg Theo 5-22 (trang 131,TKMBAĐL), ta có : pt + pg P0 = [kpc.kpb{pt.Gt+pg(Gg’- N.G0) + G0.kpo} + ∑pk.nk.Tk].kpg.kpe.kpt Trong : + kpc : hệ số kể đến tổn hao cắt dập thép + kpb : hệ số kể đến tổn hao gấp mép khử bavia Trong trường hợp sau cắt dập khử bavia có ủ lại thép coi kpc.kpb = + kpo : hệ số gia tăng tổn hao ở góc nối mạch từ tùy theo sự phối hợp số lượng mối nối thằng nghiêng khác Do mạch từ cuộn liên tục, mối nối thằng nghiêng, nên kpo = Đồ án tốt nghiệp 45 Nguyễn Hữu Thuyết Khoa CNKT Điện – Tự Động Hóa Lớp ĐHCNKT Điện- K4 + kpg : hệ số gia tăng tổn hao ở gông Trong trường hợp này, số bậc gông trụ kpg = + kpe : hệ số tổn hao ép trụ để đai, chọn kpe = 1,02 + kpt : hệ số tổn hao tháo lắp gông để lồng dây quấn vào trụ, chọn kpt = 1,01 + N : số lượng góc nối Do mạch từ cuộn liên tục nên T k qk = + Gg’ : trọng lượng sắt gông phần nằm trụ biên, G g’ = 2(t-1)C’.Tg.γFe Trong : t số trụ, t=3 C’ = C+d = 0,24+0,19 = 0,43 m Suy : Gg’ = 2(3-1).0,43.24100,8.10-6.7650 = 317 kg Gt = 3.L.Ttd γFe = 3.0,89.24100,8.10-6.7650 = 492,3 kg Pt = pg = p suất tổn hao lõi sắt, theo bảng 45 (trang 220, TKMBAĐL), ta p = 0,580 W/kg Vậy tổn hao không tải : P0 = 1,02.1,01.0,5(317+492,3) = 416,8 W (2) Tính dòng điện không tải a Dòng điện không tải tác dụng : Theo 5-25 (trang 132, TKMBAĐL) ta có : ior = P0 10.S = 416,8 10.320 = 0,13 % b Dòng điện không tải phản kháng : Theo 5-33 (trang 133, TKMBAĐL) : iox = Q0 10.S Trong : Q0 : công suất từ hóa lõi sắt qt +  qg Q0 = {kib.kic[qt.Gt + Qg(Gg’ – N.G0) + kir.kig.G0] + ∑qk.nk.Tk}kig.kie.kit Trong : + qt qg : suất tổn hao trụ gông Với Bt Bg = 1,1T, tra bảng 50 (trang 224, TKMBAĐL), ta qt = qg = 0,6 VA/kg + kib : hệ số kể đến ảnh hưởng việc cắt gọt bavia Sau cắt gọt bavia thép, có ủ kib = + kic : hệ số kể đến việc ảnh hưởng việc cắt dập thép Thép cắt dập xong có ủ, kic = 1,18 Đồ án tốt nghiệp 46 Nguyễn Hữu Thuyết Khoa CNKT Điện – Tự Động Hóa Lớp ĐHCNKT Điện- K4 + kit : hệ số kể đến sự tăng công suất từ hóa tháo lắp gông Ở mạch từ loại này, trụ gông liền nhau, ta không tính đến k it, coi kit = + kir : hệ số kể đến ảnh hưởng chiều rộng thép ở góc uốn mạch từ, theo bảng 52b (trang 226,TKMBAĐL), ta chọn k ỉr = 1,25 + kig : hệ số làm tăng công suất từ hóa ở gông Do số bậc thang gông trụ nên chọn kig = + kie : hệ số kể đến ảnh hưởng việc ép mạch từ để đai Với MBA có công suất đến 630 kVA, chọn kie = 1,04 + N : số góc nối Do mạch từ cuộn liên tục, nối trụ gông nên N =0 + Tk : diện tích bề mặt khe hở, q k công suất từ hóa khe hở không khí Do mạch từ cuộn liên tục nên Tk qk = →Q0 = 1.1,18.1,04.0,6(371 + 492,3+0,6.1,25.111,3) = 697 (VA) →iox = Q0 10.S = 697 10.320 = 0,22 % (3) Tính hiệu suất MBA Hiệu suất MBA lúc tải định mức : η =(1 – P0 + Pn Pđm + P0 + Pn ).100 = (1 – 416,8 + 3144,17 320.103 + 416,8 + 3144,17  ).100 = 98,89 % Trong đó, Pđm : công suất lúc tải định mức, cos φ = ; Pđm = 320 kW 3.6 Xác định lực điện từ tác động lên dây quấn (1) nguyên nhân sinh lực điện từ Theo lý thuyết lự điện từ nguyên nhân sinh lực điện từ tác dụng vào dây quấn : _Từ trường tản móc vòng với cuộn dây _Dòng điện chạy dây quấn Khi có sự tác dụng tương hỗ hai nguyên nhân tạo lực điện từ ,độ lớn lực điện từ phụ thuộc vào độ lớn từ trường tản độ lớn dòng điện Ở chế độ làm việc bình thường dòng điện dây quấn thường nhỏ lực điện từ sinh không lớn nên không ảnh hưởng đến kết cấu cuộn dây toàn máy biến áp Ngược lại bị ngắn mạch dòng điện từ trường tản có giá trị lớn nhiều so với làm việc ở chế độ bình thường nên lực ngắn mạch có giá trị lớn Mặc dù thời gian ngắn mạch xảy ngắn khoảng vài micrô giây sau máy cắt bảo vệ cắt máy khỏi nguồn điện lực điện từ có Đồ án tốt nghiệp 47 Nguyễn Hữu Thuyết Khoa CNKT Điện – Tự Động Hóa Lớp ĐHCNKT Điện- K4 giá trị lớn xuất hiện tác động vào làm phá hỏng ,xê dịch cuộn dây,các kết cấu khí ép cuộn dây v.v Như nói ở trên,lự tác dụng máy biến áp khô nguy hiểm lúc ngắn mạch ,mặc dù thời gian ngắn lực tác dụng lớn Do ,ta nghiên cứa lực ngắn mạch máy biến áp (2) tính lực điện từ ngắn mạch Khi MBA bị sự cố ngắn mạch dòng điện ngắn mạch lớn, làm tăng nhiệt độ dây quấn gây ứng lực học tác dụng lên dây quấn Nếu bố trí thiết bị bảo vệ tốt, máy ngắt tự động tự động ngắt phần sự cố khỏi lưới điện Do vấn đề chủ yếu lực học gây tác dụng nguy hiểm với dây quấn MBA Do phải tính toán lực học tác dụng lên dây quấn MBA ngắn mạch xem độ bền dây quấn có đủ hay không.Quá trình tóm tắt ngắn gởn hình 3.9 Hình 3.9 trình sinh lực khí phá hỏng dây quấn MBA +) Tính dòng điện ngắn mạch cực đại a Trị số hiệu dụng dòng điện ngắn mạch xác lập : Theo công thức 4-30b (trang 116,TKMBAĐL), ta có : In = I đm Un 100 Trong đó: Iđm dòng điện định mức đầu phân áp dây quấn Iđm = I1f => In = 8, 2,85 100 = 294,66 (A) b Trị số cực đại dòng điện ngắn mạch: Đồ án tốt nghiệp 48 Nguyễn Hữu Thuyết Khoa CNKT Điện – Tự Động Hóa Lớp ĐHCNKT Điện- K4 Theo 4-31 (trang 116, TKMBAĐL), ta có: imax = In (1+ e−π unr / unx )= 294,66.(1+ e −π 0,93/ 2,7 ) = 558 (A) +) Tính lực học ngắn mạch Bố trí dây quấn hình 3.10 ta có m=1 F t' Ft" F g = F t" F t' F t" Fg = lx l F n = F t '+F t"/2 F n = F t '+F t"/2 Fg = F g = F t" Hình 3.10 Bố trí dây quấn CA, HA lực học Với cách bố trí từ trường tản gồm thành phần: dọc trục B ngang trục B’,B” Các từ trường tương tác với dòng điện dây quấn gây nên lực học a Lực từ trường dọc trục (B) tương tác với dòng điện gây nên(Lực hướng kính) Theo 4-32 (trang 117, TKMBAĐL), ta có: Fr = Btb.imax.w2đm.lv Trong đó: Btb = 0, 4.π imaxđm w2 r k 2.l = 0, 4.π 558.1210.0,965 2.0, 7834 10-6 = 0,52 T (Kr =0,965) lv = β.l = 1,54.0,7834 = 1,2 m →Fr = 0,52.558.1210.1,2 = 421312,32 N b.Lực từ trường tản ngang trục(B ‘) tác dụng với dòng điện gây nên(Lực chiều trục ) Đồ án tốt nghiệp 49 Nguyễn Hữu Thuyết Khoa CNKT Điện – Tự Động Hóa F t ’ = Fr ar 2l Lớp ĐHCNKT Điện- K4 = 421312,32 44,8.10 −3 2.0, 7834 = 12046,7 N Ft’ nén dây quấn theo chiều trục, lớn ở dây quấn, có khuynh hướng làm sập vòng dây quấn không chặt Lực từ trường tản ngang trục (B ‘’) tác dụng với dòng điện F t” = F r 1288, 68 − 1008 lx   l ".m.kr ;lx = l2 – l1 = 0,7834− 0,773=0,0104 ; m = ;l” = B−d = = 140,34 mm (B chiều ngang thùng vỏ máy) → Ft” = 421312,32 0, 0104 140,34.1.0,965 = 32,35 N (3) Tính toán ứng suất dây quấn a Ứng suất lực hướng kính gây nên: Do lực kéo (nén) Fnr gây nên cuộn dây HA (CA), lực giả tưởng ta cắt đôi dây quấn phải vào hai chỗ cắt lực cho giữ nguyên tình trạng cũ Theo 4-38 (trang 120), ta có: Fnr = = 421312,32 2π = 67087,94 N Do đó, theo 4-39 (trang 120,TKMBAĐL), ứng suất nén (kéo) dây quấn : σnr = - Ứng suất nén (kéo) dây quấn HA : σnr1 = - Fnr 10−6 T w Fnr 10−6 T1.w1 = 67087,94 .10−6 177, 6.10−6.22 = 17,2 (MPa) Ứng suất nén (kéo) dây quấn CA : Đồ án tốt nghiệp 50 Nguyễn Hữu Thuyết Khoa CNKT Điện – Tự Động Hóa σnr2 = Fnr 10−6 T2 w2 Lớp ĐHCNKT Điện- K4 67087,94 .10−6 3, 23.10−6.1210 = = 17,16 (MPa) So sánh với giá trị σnr tiêu chuẩn, dây dồng, σnr< 30 MPa (thỏa mãn) b Ứng suất lực chiều hướng trục gây nên : Lực chiều trục thường lực nén, làm hỏng cách điện vòng dây Ở ta tính ứng suất với lực nén lớn tác dụng lên dây quấn Theo hình vẽ ta có lực nén lớn ở dây quấn CA : Fn = Ft’ + Ft " = 12046,7+ 32,35 = 12062,87 N Theo 4-40 (trang 121,TKMBAĐL), ứng suất lực chiều trục gây nên : σn= Fn 10−6 12062,87.10 −6 d +d 0,331 + 0, 41 (39, 64 − 4).10−3 π t n (a2 − 4) π 2 = = 0,29 Mpa So sánh với σn tiêu chuẩn : với S ≤ 320 kVA σn ≤ 18÷20 Mpa (thỏa mãn) Một số hình ảnh dây quấn bị lực điện từ tác động gây ảnh hưởng Hình 3.11 Dây quấn MBA bị uốn cong Hình 3.12 Dây quấn bị biến dạng bởi lực hướng kính hướng trục Đồ án tốt nghiệp 51 Nguyễn Hữu Thuyết Khoa CNKT Điện – Tự Động Hóa Lớp ĐHCNKT Điện- K4 Chương : Chuyên đề tìm hiểu so sánh đánh giá ưu nhược điểm MBA khô lõi thép VĐH với MBA dầu lõi thép SILIC cán nguội 4.1 Tổng quát máy biến áp khô Máy biến áp khô loại máy niến áp mà lõi thép cuộn dây không ngâm dầu cách điện _MBA xuất hiện vào khoảng năm 1890 MBA khô Cách điện khô tản nhiệt kém, mặt khác ban đầu chưa có cách điện chịu nhiệt độ cao, độ bền cách điện hạn chế nên MBA khô có cấp điện áp chưa cao, công suất chưa đủ lớn Sự phát triển MBA nâng lên bậc sự xuất hiện dầu biến áp Đến 1980 hầu hết MBA sản xuất phục vụ cho cao ốc trạm điện trời MBA dầu MBA dầu không đáp ứng yêu cầu nghiêm ngặt môi trường an toàn – phòng chống cháy nổ, dầu MBA chất dễ cháy sản phẩm cháy lại gây ô nhiễm môi trường MBA khô đáp ứng tối đa yêu cầu an toàn phòng chống cháy nổ Từ năm 80 thu c kỷ XX, MBA khô ngày hoàn thiện phát huy ưu điểm Xu hướng hiện nay, địa điểm có yêu cầu nghiêm ngặt môi trường an toàn – phòng chống cháy nổ, khách sạn, tòa nhà cao ốc, văn phòng phủ nơi đông dân cư MBA khô ưu tiên sử dụng Có hai loại MBA khô thường gặp: MBA có cuộn dây không đúc cách điện rắn MBA có cuộn dây đúc cách điện rắn MBA khô có cuộn dây không đúc cách điện rắn loại máy có dây quấn bọc cách điện cấp F cấp H giấy nomex, kaptofilm, vải thuỷ tinh v.v Nhược điểm MBA khô có cuộn dây không đúc cách điện rắn nhạy cảm với độ ẩm, khói bụi công nghiệp, mặn khả Đồ án tốt nghiệp 52 Nguyễn Hữu Thuyết Khoa CNKT Điện – Tự Động Hóa Lớp ĐHCNKT Điện- K4 phòng chống cháy nổ loại máy đúc nhựa epoxy nên hiện làm việc tới mức điện áp 17,5kV thử xung toàn sóng tới 95kV Chính thế, hiện người ta chủ yếu dùng loại MBA có cuộn dây đúc cách điện rắn _Máy biến áp khô có cuộn dây đúc cách điện rắn Cách điện rắn để đúc cuộn dây MBA khô loại vật liệu có độ bền cơ, điện, nhiệt cao, chịu môi trường bụi bẩn, hoá chất, độ ẩm cao, gần biển, có khả chống cháy nổ, v.v…Chất cách điện rắn phổ biến hiện composit có chứa gốc epoxy _MBA khô có cuộn dây đúc chất cách điện rắn thích hợp ở nơi có yêu cầu cao phòng chống cháy nổ, nơi đông người qua lại, công trình gần biển, nhà cao tầng, lòng đất v.v Số lượng MBA khô loại ngày chiếm thị phần lớn thị trường giới So với MBA khô cuộn dây không đúc cách điện rắn công nghệ chế tạo cu n dây loại máy phức tạp nhiều, đòi hỏi yêu cầu kỹ thuật cao Hình 4.1 Máy biến áp khô đúc nhựa epoxy _Xu hiện người ta ưu ti n lựa chọn MBA có hiệu suất cao Các nhà sản xuất tìm kiếm vật liệu mới, đồng thời hoàn thiện thiết kế để có khả chế tạo MBA có tổn hao thấp Nói c ch kh c người ta luôn phải có biện pháp cải tiến thiết kế công nghệ chế tạo nhằm hoàn thiện cấu trúc, hình dạng, thông số kỹ thuật, kinh tế….và quan trọng sử dụng vật liệu để giảm tổn hao MBA Khoảng năm 80 kỷ XX, thép VĐH (thép biến áp siêu mỏng đời Nhờ vào thành phần cấu trúc vi mô đặc biệt, thép VĐH đáp ứng yêu cầu để giảm tổn hao lõi là: lực kháng từ nhỏ, HC ~ 5-10 A/m (so với ~50-100 A/m Đồ án tốt nghiệp 53 Nguyễn Hữu Thuyết Khoa CNKT Điện – Tự Động Hóa Lớp ĐHCNKT Điện- K4 tôn silic ; độ dày tự nhiên thép nhỏ, t ~ 0.03 mm (so với ~ 0,3-0,5 mm tôn silic điện trở suất lớn ρ ~ 130-170 μΩcm (so với ~50-60 μΩcm tôn silic) Nhờ vào tính chất mà tổn hao lõi th p VĐH giảm mạnh so với thép silic loại tốt _Việc định phương án chế tạo MBA tổn hao thấp hay cao vấn đề kinh tế - kỹ thuật ở hiện mà ảnh hưởng tương lai Từ năm 1980 nay, xu hướng giới chọn vật liệu VĐH làm lõi thép cho MBA để giảm tổn hao không tải Đồ thị trên hình sau cho thấy đường cong từ hóa tôn silic (M4) thép VĐH Hình 4.2 Biểu thị đường cong từ trễ vật liệu VĐH thép Silic 4.2 Ưu nhược điểm máy biến áp dầu máy biến áp khô (a),Máy biến áp dầu _Ưu điểm: + Chế tạo đơn giản +Giá thành rẻ so với MBA khô loại Đồ án tốt nghiệp 54 Nguyễn Hữu Thuyết Khoa CNKT Điện – Tự Động Hóa Lớp ĐHCNKT Điện- K4 + Dầu MBA có khả cách điện cao lại có khả tuần hoàn làm mát tự nhiên tốt nên chế tạo MBA có điện áp đến hàng trăm kV, công suất đến hàng ngàn kVA + Khả tải lớn dầu MBA tản nhiệt tốt không khí _Nhược điểm: + Không thích hợp ở nơi có yêu cầu cao phòng chống cháy nổ, công trình gần biển, khu đông người, nhà máy hoá chất, hầm lò v.v + Khi xảy sự cố thường gây nên cháy nổ, dầu máy tràn gây cháy tạo nên khí thải môi trường xung quanh gây ô nhiễm môi trường ảnh hưởng đến sức khoẻ người + Thường xuyên phải kiểm tra mức dầu, sự rò rỉ dầu, chi phí bảo dưỡng vận hành lớn + Không gian lắp đặt chiếm nhiều diện tích so với MBA khô có công suất + Khả vận chuyển xa khó khăn an toàn Do phạm vi ứng dụng MBA dầu nơi có người qua lại,nơi có yêu cầu phòng chống cháy nổ không cao nhà máy xí nghiệp có vốn đầu tư ban đầu bị hạn chế (b) Máy biến áp khô _Ưu điểm: + Giảm tổn hao công suất + Có khả phòng chống cháy nổ cao, có khả tự dập cháy tốt,do cuộn dây đúc epoxy có thêm chất phụ gia oxit nhôm Al(OH) nên có khả dập tắt luawrkhi vừa phát sinh Mô tả thí nghiệm khả chống cháy cuộn dây đúc epoxy Đồ án tốt nghiệp 55 Nguyễn Hữu Thuyết Khoa CNKT Điện – Tự Động Hóa Lớp ĐHCNKT Điện- K4 Hình 4.3 Khả chống cháy cuộn dây đúc epoxy a; đốt cuộn dây phút b;ngừng đốt c; ngừng đốt sau 15 giây Vì thích hợp cho nơi có yêu cầu cao phòng chống cháy nổ,nơi có đông dân cư sinh sống,các tòa nhà cao tầng + Không gây ô nhiễm môi trường bảo vệ sức khỏe người: Do máy biến áp khô không sử dụng dầu cách điện nên không sinh khí gas,khí độc làm việc xảy sự cố Do ở nhiệt độkhông cao không sinh khí độc haijanhr hưởng tới nguời môi trường + Chịu môi trường công nghiệp, nơi có độ ẩm lớn nước biển Do cuộn dây sau đúc gần khả thấm nước có lớp epoxy bao bọc bên cuộn dây nên phù hợp với nơi có độ ẩm lớn ,các công trình biển,các giàn khoan,trên tàu vận tải lớn,các công trình gần biển Chịu môi trường làm việc có nhiều khói bụi cao,môi trường sản xuất công nghiệp + Cuộn dây quấn dây dẫn có hình dạng đặc biệt tẩm, đúc nhựa epoxy tạo thành khối vững chắc, có khả chịu dòng ngắn mạch, lực điện từ tốt máy biến áp dầu + Thời gian lắp đặt nhanh, chi phí bảo dưỡng hàng năm Khi máy có sự cố tháo rời cuộn daayra khỏi lõi thép đưa cuộn dây vào thay + Có khả chịu xung điện áp lớn cuộn dây đúc epoxy tạo thành khối vững chắc, mặt khác hai vùng dây kề đóng vai trò hai cực tụ điện làm phân bố điện áp vùng dây đồng + Kích thước lắp đặt nhỏ so với MBA dầu Đồ án tốt nghiệp 56 Nguyễn Hữu Thuyết Khoa CNKT Điện – Tự Động Hóa Lớp ĐHCNKT Điện- K4 + Có thể lắp đặt gần tải nên tiết kiệm cáp hạ áp +Tổng kích thước lắp đặt nhỏ so với máy biến áp dầu _ Nhược điểm: + Công nghệ đúc cuộn dây cao áp phức tạp đòi hỏi kỹ thuật caovaf phải có thiết bị phù hợp đáp ứng cho việc đúc cuộn daaytrong môi trường chân không + Giá thành MBA khô cao so với MBA dầu loại + Do khả làm mát khả cách điện vật liệu khô bị hạn chế, công suất, cấp điện áp MBA khô bị giới hạn + Khả tải so với MBA dầu +Khả tải so với máy biến áp dầu KẾT LUẬN Với kết tính toán, thiết kế thu từ luận văn chứng minh ưu điểm vượt trội so với MBA mạch từ thông thường :giảm tổn hao, tiết kiệm vật liệu, kích thước máy nhỏ gọn,dễ lắp đạt, bảo dưỡng … giới hiện nay,các nhà thiết kế chế tạo sản xuất MBA tiến xa mặt lĩnh vực sản xuất máy biến áp loại khô tiến tới chuyên dùng hóa loại lõi VĐH Tuy nhiên ở nước ta hiện có vài đội ngũ cán tiếp cận công nghệ tiến hành nghiên cứu sản xuất , đưa vào thử nghiệm sử dụng, có khó khăn việc sản xuất MBA loại đồng nghĩa với việc phải thay đổi gần hoàn toàn công nghệ sản xuất cũ, đầu tư thiết bị dây chuyền sản xuất mới, trình độ người sản xuất đòi hỏi cao chuyên sâu Đất nước ta trình công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước Với sự phát triển mạnh mẽ kinh tế đòi hỏi ngành Điện phải theo kịp với đà phát triển Là kỹ sư điện, em mang kiến thức học hỏi ở trường để đóng góp phần công sức vào sự phát triển đất nước Một lần em xin chân thành cảm ơn quý thầy cô khoa Điện – Tự động hóa, đặc biệt thầy ĐỖ VĂN TỐN giành thời gian tận tình hướng dẫn em hoàn thành đồ án Em xin chân thành cảm ơn ! Đồ án tốt nghiệp 57 Nguyễn Hữu Thuyết Khoa CNKT Điện – Tự Động Hóa Lớp ĐHCNKT Điện- K4 TÀI LIỆU THAM KHẢO 1)Vũ Trường Giang(2008)- nghiên cứu công nghệ chế tạo máy biến áp khô _ Luận văn thạc sỹ khoa học 2)Đoàn Thanh Bảo- nghiên cứu lực ngắn mạch tổng hợp tác dụng lên dây quấn MBA khô bọc epoxy sử dụng lõi thép vô định hình _Luận án tiến sỹ kỹ thuật điện 3)Phan Tử Thụ (2002) - Thiết kế máy biến áp điện lực – Nhà xuất Khoa học Kĩ thuật – Hà Nội 4)Phạm Văn Bình, Lê Văn Doanh (2002) – Thiết kế máy biến áp - Nhà xuất Khoa học Kĩ thuật - Hà Nội 5)Đặng Văn Đào, Lê Văn Doanh – Kỹ thuật điện – Nhà xuất Khoa học Kĩ thuật Hà Nội 7) Vũ Gia Hanh (2001) – Máy điện – Nhà xuất Khoa học Kĩ thuật – Hà Nội Đồ án tốt nghiệp 58 Nguyễn Hữu Thuyết [...]... hướng kính phân bố đồng đều nhất Đối với máy biến áp khô do khả năng cách điện Đồ án tốt nghiệp 20 Nguyễn Hữu Thuyết Khoa CNKT Điện – Tự Động Hóa Lớp ĐHCNKT Điện- K4 và làm mát không bằng máy biến áp dầu nên mật độ từ cảm trong gông và trụ thường chọn nhỏ hơn so với máy biến áp dầu Do đó đối với lõi thép của máy biến áp khô thì trụ và gông máy biến áp được thiết kế sao cho có dạng gần hình tròn Gông... ngoài và bám chắc vào các cuộn dây - Bề mặt dây quấn phải mịn,bóng không có lỗ hổng - Dây quấn tạo thành một khối cứng chắc - Độ dày lớp Êpoxy bọc bên trong ,bên ngoài dây quấn phải đều nhau - Đạt các tiêu chuẩn cách điện theo TCVN 6306-3: 2006; IEC 60076-3:2000 Chương 3 : THIẾT KẾ MÁY BIẾN ÁP KHÔ BỌC ÊPOXY Các thông số cơ bản của máy biến áp • Công suất : S =320 kVA Đồ án tốt nghiệp 16 Nguyễn Hữu Thuyết... Phương pháp tẩm ,đúc Êpoxy với cuộn dây của MBA khô _Quy trình tẩm Êpoxy với cuộn dây hạ áp _Chuẩn bị Êpoxy tẩm Êpoxy tẩm là một hỗn hợp của 2 cấu tử gồm nhựa Êpoxy và chất đóng rắn.Yêu cầu với Êpoxy tẩm là không được chứa nước và các bọt khí Thời gian hữu ích phải lớn,độ nhớt thấp _Quy trình tẩm Sấy : sau khi cuộn dây quấn xong và được vệ sinh sạch sẽ thì cho vào lò sấy chân không ,áp suất chân không... máy biến áp và chất tạo màu yêu cầu đối với chất phụ gia trước khi đúc phải được sấy khô để tránh hơi ẩm đưa vào cuộn dây khi đúc +Các thiết bị cần thiết cho quá trình đúc cuộn dây cao áp Máy gia nhiệt tối đa tới 250 0 C dùng để sấy cuộn dây ,đun nóng nhựa Êpoxy, phụ gia và chất đóng rắn Máy trộn nhiên liệu Êpoxy ,chất đóng rắn,phụ gia chịu áp suất tới 5at và nhiệt độ là 1600C Buồng đúc chân không... điện để tẩm, đúc cuộn dây máy biến áp khô điện áp đến 36 KV, chế tạo sứ cách điện cao áp, hạ áp, cáp điện,vỏ của các thiết bị điện,chất điện môi trong các tụ điện Đồ án tốt nghiệp 11 Nguyễn Hữu Thuyết Khoa CNKT Điện – Tự Động Hóa Lớp ĐHCNKT Điện- K4 + Thông thường nhựa êpoxy sử dụng trong thiết bị điện dưới dạng compound đúc hay tẩm Compound là hỗn hợp gồm có nhựa êpoxy ,chất đóng rắn ,phụ... (5) _Điện áp pha định mức với dây nối Y ta có Uf = U 3 - Điện áp pha định mức phía cao áp Uf1 = U1 3 = 22.103 3 = 12700 (V) - Điện áp pha định mức phía hạ áp, phía hạ áp nối sao ta có Uf2 = U2 3 = 0, 4.103 3 = 231 (V) (6) _Xác định điện áp thử Để xác định khoảng cách cách điện giữa các dây quấn, các phần dẫn điện khác và các bộ phận nối đất của máy biến áp cần phải biết các trị số điện áp thử của... Điện- K4 Chương 2 : TÌM HIỂU VẬT LIỆU CÁCH ĐIỆN ÊPOXY TRONG MÁY BIẾN ÁP KHÔ 2.1 Tìm hiểu về vật liệu Êpoxy + Nhựa êpoxy là những phân tử oligome có ít nhất 1 nhóm êpoxy ,có khả năng chuyển hóa thành dạng nhựa nhiệt rắn ,có cấu trúc không gian Tùy thuộc vào cấu trúc nhựa êpoxy ,chất đóng rắn và điều kiện đóng rắn ,có thể nhận được các sản phẩm có đặc tính : bền hóa chất ,chịu nhiệt,chịu tác động... sấy xong cuộn dây thì nhúng cuộn dây vào Êpoxy đã pha chế sẵn dưới áp suất chân không Sau khi Êpoxy tẩm phủ kín hết bề mặt cuộn dây thì ngừng chân không rồi cho áp suất khoảng 2 - 3at trong vòng 10-15 phút cho tới khi không còn bọt khí Lưu ý luôn duy trì cuộn dây ở nhiệt độ 70 -90 0 C Lấy cuộn dây ra và giữ trong không khí ở nhiệt độ thường cho đến khi Êpoxy không còn chảy giọt Trùng hợp : quá trình... đã kết dính hết chưa Nếu cuộn dây chưa kết dính hết thì ta cần sấy tiếp trong khoảng thời gian 2-3 giờ nữa _ Quy trình đúc Êpoxy với cuộn dây cao áp Quy trình đúc cuộn dây cao áp bằng nhựa Êpoxy tương đối phức tạp từ công đoạn pha chế Êpoxy, chế tạo khuôn,đúc Toàn bộ các quy trình này phải được tuân thủ theo đúng các yêu cầu kỹ thuật nếu không sẽ làm sai hỏng hay giảm chất lượng sản phẩm Một thiết. .. phải đảm bảo độ bóng và dễ dàng thào dỡ ,đảm bảo độ bền cơ,bền nhiệt,không bị biến dạng khi đúc ở nhiệt độ cao Đảm bảo sao cho với độ nhớt không lớn Êpoxy đủ lấp kín các khe hở dây quấn Khuôn cần tính đến Êpoxy co ngót tự nhiên trong quá trình trùng hợp,đóng rắn và dễ dàng thoát khí khi đổ Êpoxy vào đầy khuôn ở áp suất chân không,thông thường thể tích dự trữ co ngót chiếm tỉ lệ 10 % Thép hoặc