Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Máy Biến Áp Điện Lực Ngâm Dầu (Kèm Bản Vẽ Autocad)

Nhất là trong các lĩnh vực về sản xuất vâït liệu dẫn từ, dẫn điêïn , vật liêïu cách điện, về công nghệ chế tạo, qui trình thử nghiệm máy biến áp…Nước ta cũng đã tiến hành sửa chữa, thiết

MỤC LỤC

Lời nói đầu: 3

Tổng quan về quá trình phát triển của máy biến áp điện lực 5

Chương I: Tính sơ bộ kích thước cơ bản 9

- Tính toán kích thước chủ yếu của máy biến áp 9

- Tính sơ bộ các tổn hao 15

- Tính toán lại kích thước chủ yếu và các tổn hao 19

Chương II : Tính toán dây quấn máy biến áp 23

- Tính toán dây quấn hạ áp 23

- Tính toán dây quấn cao áp 28

Chương III : Tính tổn hao và tham số ngắn mạch 34

- Tổn hao ngắn mạch 38

- Điện áp ngắn mạch 39

- Tính lực cơ học của dây quấn máy biến áp khi ngắn mạch 40

Chương IV : Tính chính xác mạch từ và tham số không tải của máy biến áp 45

- Chọn kết cấu lõi thép 45

- Tính tổn hao không tải và dòng điện không tải 51

Chương V : Tính toán nhiệt và chọn kết cấu vỏ 58

- Nhiệt độ chênh qua từng phần 58

- Tính toán sơ bộ trọng lượng ruột máy, vỏ

máy, dầu và bình giãn dầu của MBA 72

Kết luận

77

Tài liệu tham khảo 78

Phụ lục các bảng tra cứu 79

LỜI NÓI ĐẦU

Trong những năm gần đây, ngành chế tạo máy

điện nói chung và ngành chế tạo máy biến áp

nói riêng ở nước ta đã có những tiến bộ rất

lớn Nhất là trong các lĩnh vực về sản xuất vâït

liệu dẫn từ, dẫn điêïn , vật liêïu cách điện, về

công nghệ chế tạo, qui trình thử nghiệm máy biến

áp…Nước ta cũng đã tiến hành sửa chữa, thiết

kế chế tạo được một khối lượng khá lớn máy

biến áp phục vụ cho nhu cầu sử dụng điện năng

trong công cuộc hiện đại hoá – công nghiêïp hoá

đất nước Và cũng đã được xuất khẩu sang một

số nước

Nhà máy chế tạo biến thế Hà Nôïi nay liên

doanh với hãng thiết bị điện ABB đã chế tạo ra

nhiều loại máy biến áp phân phôùi điện áp đến

35 kV Nhà máy thiết bị điện Đông Anh đã thiết

kế máy biến áp truyền tải có công suất đến 125

MVA, 250 MVA điện áp 110 – 220 kV…

Việc dùng máy biến áp tăng điện áp từ nhà

máy lên lưới để truyền tải đi xa, và ở cuối

đường dây phải hạ điện áp để đưa đến hộ tiêu

thụ… chẳng những làm cho tổng công suất của

hệ thống máy biến áp lớn mà tổn hao không tải

tiết, kinh tế mà mỗi lúc, mỗi nơi yêu cầu các

thông số kỹ thuật cũng như thông số định mức

thay đổi Do vậy việc tính toán, thiết kế máy biến

áp là một việc rất quan trọng trong chế tạo máy

biến áp điện lực Ngày nay, công nghệ chế tạo

máy biến áp ngày càng phát triển và đòi hỏi

phải hoàn thiện hơn, vật liệu được chế tạo ngày

càng tốt hơn Vì vậy, việc tính toán và thiết kế

phải đảm bảo nhu cầu phát triển kinh tế và đạt

chất lượng cao, phải lấy chỉ tiêu kinh tế làm hàng

đầu, giá thành vật liệu thấp nhất Bên cạnh chỉ

tiêu kinh tế đòi hỏi tính năng kỹ thuật như : i0%,

P0,Un% ,Pn… nằm trong điều kiện cho phép ứng với

mỗi loại công suất

Trong giới hạn của đề tài, nội dung thiếtkế máy biến áp điện lực gồm 6 chương:

- Chương I : Tính sơ bộ kích thước cơ bản.

- Chương II : Tính dây quấn hạ áp – cao áp.

- Chương III : Tính tổn hao và tham số ngắn

mạch.

- Chương IV : Tính chính xác mạch từ và

tham số không tải.

- Chương V : Tính nhiệt và chọn kết cấu

vỏ.

TỔNG QUAN VỀ QUÁ TRÌNG PHÁT TRIỂN CỦA

MÁY BIẾN ÁP ĐIỆN LỰC

Để dẫn điện từ các trạm phát điện đến hộ

tiêu thụ cần phải có đường dây tải điện (Hình

1-1) Nếu khoảng cách giữa nơi sản xuất điện và

hộ tiêu thụ lớn, một vấn đề lớn đặt ra và cần

giải quyết là việc truyền tải điện năng đi xa làm

sao cho kinh tế nhất

Hình 1-1 Sơ đồ mạng truyền tải đơn

giản

Như đã biết, cùng một công suất truyền tải

trên đường dây, nếu điện áp được tăng cao thì

dòng điện chạy trên đường dây sẽ giảm xuống,

như vậy có thể làm tiết diện dây nhỏ đi, do đó

làm cho trọng lượng và chi phí dây sẽ giảm xuống,

đồng thời tổn hao năng lượng trên đường dây

cũng giảm xuống Vì thế, muốn truyền tải công

suất lớn đi xa, ít tổn hao và tiết kiệm kim loại màu,

trên đường dây người ta phải dùng điện áp cao,

thường là 35, 110, 220 và 500 kV,1000 kV Trên thực

tế, các máy phát điện ít có khả năng phát ra

những điện áp cao như vậy, thường chỉ đến 21 kV,

do đó phải có thiết bị để tăng điện áp ở đầu

Máy phát

điện

Đường dây tải

Máy biến áp giảm áp

Máy biến áp tăng áp

Hộ tiêu thụ

đường dây lên Mặt khác hộ tiêu thụ thường yêu

cầu điện áp thấp từ 0,4 đến 6 kV, do đó tới đây

phải có thiết bị giảm điện áp xuống Những thiết

bị dùng để tăng điện áp ở đầu ra của máy phát

điện, tức ở đầu đường dây dẫn điện và giảm

điện áp khi tới các hộ tiêu thụ, tức là cuối

đường dây dẫn điện gọi là các máy biến áp

Thực ra trong hệ thống điện lực, muốn truyền tải

và phân phối công suất từ nhà máy đến tận

các hộ tiêu thụ một cách hợp lý, thường phải qua

ba bốn lần tăng và giảm áp như vậy Những máy

biến áp dùng trong hệ thống điện lực gọi là máy

biến áp điện lực hay máy biến áp công suất Từ

đó ta cũng thấy rõ, máy biến áp chỉ làm nhiệm

vụ truyền tải hoặc phân phối điện năng chứ

không chuyển hoá năng lượng

Do đó tổng công suất đặt (hay dung lượng ) của

các MBA trong hệ thống truyền tải gấp mấy lần

công suất của máy phát điện Hiệu suất của MBA

thường rất lớn (98 99%), nhưng do số lượng MBA

nhiều nên tổng tổn hao trong hệ thống rất đáng

kể vì thế cần phải chú ý đến việc giảm các tổn

hao, nhất là tổn hao không tải trong MBA Để giải

quyết vấn đề này hiện nay trong ngành chế tạo

MBA người ta dùng chủ yếu là thép cán lạnh, có

suất tổn hao và công suất từ hóa thấp hay đặc

mạch từ một cách thích hợp như ghép mối nghiêng

các lá tôn trong lõi thép, thay các kết cấu bulông

ép trụ và gông xuyên lõi thép bằng các vòng đai

ép hay dùng những qui trình công nghệ mới về cắt

dập lá thép tự động, về ủ lá thép, về lắp

ráp….Nhờ vậy mà công suất và điện áp của

các MBA đã được nâng lên rõ rệt

Đi đôi với việc tăng giới hạn trên về công

suất, người ta cũng mở rộng thang công suất của

MBA làm thành nhiều dãy máy hơn so với trước kia

để đáp ứng một cách rộng rãi với nhu cầu sử

dụng và vận hành MBA Những dãy MBA mới ra đời

từ những năm 80 trở lại đây đã dần dần thay thế

những MBA thuộc dẫy cũ không còn thích hợp nữa

Để đảm bảo chất lượng điện và cung cấp điện

liên tục, các MBA điều chỉnh điện áp dưới tải

ngày càng nhiều và chiếm tới khoảng 50% công

suất tổng

Để tiết kiệm vật liệu tác dụng, vật liệu cách

điện, vật liệu kết cấu và giảm trọng lượng kích

thước MBA, ngoài việc dùng MBA tự ngẫu thay cho

MBA hai dây quấn người ta còn áp dụng những

phương pháp làm lạnh tốt hơn, dùng những vật

liệu kết cấu không từ tính nhẹ và bền hơn…Khuynh

hướng dùng dây nhôm để thay dây đồng cũng

đang phát triển Các MBA cỡ lớn và trung bình

thường sản xuất loại một pha ghép thành tổ biến

áp ba pha để thuận tiện trong việc chuyên chở

Ngoài MBA điện lực dùng để truyền tải điện

năng, còn có nhiều loại biến áp dùng trong nhiều

ngành chuyên môn khác như : biến áp lò điện

dùng trong luyện kim, yêu cầu dòng thứ cấp rất

lớn đến hàng vạn ampe, biến áp nhiều pha dùng

để chỉnh lưu ra dòng điện một chiều, biến áp

chống nổ dùng trong hầm mỏ, biến áp đo lường,

biến áp thí nghiệm, biến áp hàn điện…

Ở nước ta sau ngày giải phóng miền Bắc mới

có một vài cơ sở thiết kế và chế tạo MBA và

đặc biệt là sau khi thống nhất đất nước (1975)

nhiều nhà máy chế tạo MBA mới đã được xây

dựng Tuy vậy chúng ta cũng đã tiến hành sữa

chữa, thiết kế chế tạo được một khối lượng khá

lớn MBA, phục vụ cho nhiều cơ sở sản xuất trong

nước, và MBA của ta cũng đã được xuất khẩu sang

một số nước Nhà máy chế tạo biến thế Hà Nội

nay liên doanh với hãng thiết bị điện ABB đã chế

tạo được nhiều loại MBA phân phối, điện áp tới 35

kV Nhà máy Thiết bị điện Đông Anh đã thiết kế

chế tạo MBA truyền tải có công suất tới 125 MVA,

250 MVA, điện áp 110 và 220 kV Đó là những cố

gắng và tiến bộ của ngành chế tạo máy biến

áp ở nước ta

CHƯƠNG I : TÍNH CÁC ĐẠI LƯỢNG ĐIỆN

CƠ BẢN 1.1 Tính toán kích thước chủ yếu MBA :

1.1.1Các thông số cơ bản :

Sđm =1000 (kVA); U1 =22(kV); U2 =0,4(kV); P0=1500(W);

un =5,5(%)

Pn=10500(W) ; f=50(Hz); ∆Y0-11

1.1.2* Công suất mỗi pha của máy biến áp :

Sf = = = 333,33 (kVA)

m : số pha của máy biến áp

*Công suất của mỗi trụ :

S’ = = = 333,33(kVA)

t : số trụ của máy biến áp

* Dòng điện dây định mức :

-Phía cao áp :

I1đm = =26,24(A)

-Phía hạ áp :

I2đm =IFđm= =1443,37 (A)

* Điện áp pha định mức :

-Phía cao áp :

Uf1 = U1 = 22000 (V) -Phía hạ áp :

Uf2= = =231 (V)

Thành phần tác dụng của điện áp ngắn mạch :

Thành phần phản kháng của điện áp ngắn mạch

:

Điện áp thử của các dây quấn :

Tra bảng 1 ta có :

-Phía hạ áp : Uth2= 5 (kV)

-Phía cao áp : Uth1=55 (kV)

- Chiều rộng qui đổi của rãnh từ tản giữa dây

quấn cao áp và hạ áp ar :

Với Ut1 =55 (kV), tra bảng 19 ta được khoảng cách

cách điện giữa dây quấn cao áp và dây quấn hạ

áp : a12 =20 (mm ), trong rãnh a12 đặt ống cách điện

dày : =5mm

=k 10-2 =0,5 10-2 = 0,0213 (m)Trị số k theo bảng 4 chọn k =0,5

ar =a12 + = 0,02 + 0,0213 =

0,0413 (m)

1.2 Chọn vật liệu làm lõi sắt : Chọn tôn cán lạnh

của Nhật mã hiệu 27ZH95 , có chiều dày lá thép

0,27 mm

Ta chọn mật độ từ cảm trong trụ: Bt = 1,65 (T)

Theo bảng 24, chọn hệ số tăng cường gông :

kg=1,015

Trụ được ép bằng nêm với cuộn dây, ép gông

bằng xà ép ,bu lông đặt phía ngoài gông, không

dùng bulông xuyên qua trụ và gông Dùng lõi

thép có 4 mối ghép xiên ở 4 góc của lõi, còn 2

mối nối giữa dùng mối ghép thẳng lá tôn

Theo bảng 2, chọn số bậc thang trong trụ là 7, số

bậc thang của gông lấy nhỏ hơn trụ một bậc, tức

gông có 6 bậc

Theo bảng 2, chọn hệ số chêm kín : kc=0,9

Theo bảng 3, chọn hệ số điền đầy : kđ=0,95

Hệ số lợi dụng của lõi sắt là :

klđ=kc.kđ= 0,9.0,95=0,855 Mật độ từ cảm trong gông :

Bg= = = 1,625 (T)

Mật độ từ cảm ở khe hở không khí mối nối

thẳng :

Bk’’=Bt=1,65(T) Mật độ từ cảm ở khe hở không khí mối nối

xiên :

Bk’= = =1,166 (T)

1.3* Suất tổn hao thép trong trụ và gông :

B =1,65 T , tra bảng 22 được P =0,8765 (W/kg)

Bg=1,625 T không có giá trị trong bảng ta tiến

hành nội suy :

Bg=1,62 T , tra bảng 22 được Pg =0,8325 (W/kg)

Bg=1,63 T , tra bảng 22 được Pg =0,8472 (W/kg)

Do đó giá trị Pg ứngvới Bg =1,625 T là:

* Suất từ hóa giữa trụ và gông :

Bt=1,65 T , tra bảng 22 được qt = 1,1(VA/kg)

Bg=1,625 T ta tiến hành nội suy :

Bg=1,62 T , tra bảng 22 được qg =1,0172 (VA/kg)

Bg =1,63 T , tra bảng 22 được qg =1,0448 (VA/kg)

Do đó, suất từ hóa của gông ở giá trị

Bk’=1,16 T , tra bảng 22 ta được qk’=481 (VA/m2)

Bk’=1,17 T , tra bảng 22 ta được qk’=489 (VA/m2)

Do đó, suất từ hóa ở khe hở không khí (với mối

nối xiên) ứng với Bk’=1,166 (T) là:

qk’=481 + =485,8(VA/m2)

1.4 Các khoảng cách cách điện chính:

Theo bảng 6 , với Ut =55(KV) ta chọn các khoảng

cách cách điện:

-Giữa trụ và dây quấn hạ áp : a02=15 (mm)

-Giữa dây quấn hạ áp và cao áp : a12 =20 (mm)

-Ôáng cách điện giữa dây quấn hạ áp và cao

áp : 21 =5 (mm)

-Giữa dây quấn cao áp và cao áp : a11=20 (mm)

-Giữa dây quấn cao áp đến gông : l01= l02=50 (mm)

-Tấm chắn giữa các pha : 22=3 (mm)

-Phần đầu thừa của ống cách điện : lđ2=30 (mm)

-các hằng số tính toán a,b lấy gần đúng theo bảng

25, 26 :

a=1,40 (mm) ; b= 0,32 (mm)-Hệ số kf là hệ số tính đến tổn hao phụ trong dây

quấn, trong dây dẫn ra, trong vách thùng và các

chi tiết kim loại khác do dòng điện xoáy gây ra

Theo bảng 5, kf =0,93

* Trọng lượng dây quấn :

Gdq = =-Trọng lượng dây quấn kể cả cách điện và phần

dây quấn tăng thêm :

Gdd=1,03.1,03.Gdq = 1,06Gdq =

-Trọng lượng một góc mạch từ :

G0=0,492.10 kg.klđ.A3.x3=0,492.10 1,015.0,855.0,205 x =

36,78.x1.6 Tính sơ bộ các tổn hao :

1.6.1* Tổn hao không tải :

P0 =kf’(Pt..Gt + Pg.Gg) = 1,25(0,8765.Gt + 0,8398Gg)

kf’ là hệ số phụ Đối với tôn cán lạnh do

từ tính phục hồi đầy đủ sau khi ủ, hoặc do sự uốn

nắn, là tôn lúc lắp ghép … làm cho tổn hao tăng

lên, lấy kf’=1,25

Thành phần phản kháng của dòng điện không tải

có thể tính theo công suất từ hóa Q(VA):

i0x%=

* Công suất từ hóa :

Q=kf’’(Qc + Qf + Q )

kf’’: hệ số kể đến sự phục hồi từ tính

không hoàn toàn khi ủ lại lá tôn cũng như uốn

nắn và ép lõi sắt, chọn kf’’=1,25

Qc : công suất tổn hao chung của trụ và gông :

Qc =qt.Gt + qg.Gg =1,1.Gt + 1,031Gg

Qf : công suất từ hóa phụ đối với góc có mối

nối thẳng

Qf =40.qt.G0 =40.1,33.G0 =53,2.G0

Q : công suất từ hóa ở những khe hở không

khí nối giữa các lá thép

* Chiều cao dây quấn :

l= : hệ số hình dáng

* Tính dòng không tải :

i0x = =

i0r = =

i0 =

* Mật độ dòng điện trong dây quấn :

J

1.6.2Lập bảng xác định trị số tối ưu :

trong khoảng 1,2 3,6 Gía trị tìm được phải thõa

mãn các tiêu chuẩn kỹ thuật và kinh tế và đồng

thời thõa mãn điều kiện P0 1500W

89 1482,4

1560,8 2

1581,5 9

1663,6 9

1521,0 7

1566,6 3

1647,1 4

Q f =53,2G 0 3291.9

5

3776,1 3

4235,7 8

7394,9

6 7760,7

8391,2 8

2041,1 4

2131,7 8

2171,6 3 2,23 2,13 2,05 2,01 1,95

Với giới hạn P0 = 1500 W đã cho ta thấy β < 2,5

Mặc khác ta thấy 2,4 < C’

tdmin <2,8 Vậy ta chọn β = 2,4

1.7 Tính toán lại kích thước chủ yếu và các tổn

hao :

1.7.1* Đường kính của trụ sắt là :

d =A.x = A =0,205 =0,254 (m)Chọn đường kính tiêu chuẩn gần nhất : d=0,25 (m)

Gdq= = =394,59 (kg)

* Kiểm tra mật độ dòng điện :

=3,21.106 (A/m2 )< 4,5(MA/m2 ):

thỏa mãn điều kiện cho phép

k : hệ số phụ thuộc vào điện trở suất của

Qf : công suất từ hóa phụ đối với góc có mối

nối thẳng :

Qf =40.qt.G0=40.1,33.36,47.x3 =40

1,33.36,78.1,8=3522,05 (VA)

Q : công suất từ hóa ở những khe hở không

khí nối giữa các lá thép :

k =1,41 =1,41

Mcu =0,244.10-6.(25,87)2.0,91.0,95 5,1648

Vậy : =5,1648.1,8 = 9,2966 (MN/m2) < 60 (MN/m2) :

thỏa mãn điều kiện cho phép

CHƯƠNG II :TÍNH TOÁN DÂY QUẤN

2.1 CÁC YÊU CẦU CHUNG ĐỐI VỚI DÂY

QUẤN :

Các yêu cầu chung có thể chia làm 2 loại : yêu

cầu về vận hành và yêu cầu về chế tạo

2.1.1 Yêu cầu về vận hành gồm các mặt điện,

cơ và nhiệt:

- về mặt điện : khi vận hành thường dây quấn

máy biến áp có điện áp do đó cách điện MBA

phải tốt nghĩa là phải chịu điện áp khi làm việc

bình thường và quá điện áp khi đóng ngắt mạch

điện hay do sét Aûnh hưởng của quá điện áp do

đóng ngắt với điện áp làm việc bình thường ,

thường chủ yếu cách điện chính của MBA, tức là

cách điện giữa các dây quấn với nhau và cách

điện giữa các dây quấn với vỏ máy ; còn quá

điện áp do sét đánh lên đường dây thường ảnh

hưởng đến cách điện dọc của mba tức là giữa

các vòng dây giữa các lớp dây hay giữa các

bánh dây

- về mặt cơ học: dây quấn không đươc biến

dạng hoặc hư hỏng dưới tác dụng của lực cơ học

do dòng ngắn mạch gây ra

- về mặt chịu nhiệt: khi vận hành bình thường

cũng như ngắn mạch dây quấn không có nhiệt

độ cao quá

2.1.2 Yêu cầu về chế tạo :

Dây quấn chế tạo đơn giản tốn ít nguyên liệu

và nhân công thời gian chế tạo nhanh giá thành

hạ nhưng vẫn đảm bảo về mặt vận hành

Dây quấn máy biến áp là 1 bộ phận dùng

để thu nhận năng lượng vào và truyền tải năng

lượng đi

Theo phương pháp bố trí dây quấn trên lõi thép

có thể chia dây quấn biến áp thành 2 kiểu chính :

đồng tâm và xen kẽ

- dây quấn đồng tâm: cuộn hạ áp và cao áp

quấn thành những hình ống đồng tâm Chiều cao

của chúng khi thiết kế băng nhau nếu không sẽ

sinh ra lực hướng trục lớn(nhất là lúc ngắn mạch)

Khi bố trí thường cuộn HA đặt trong cùng cuộn CA

đặt ngoài cùng vì sẽ dễ dàng rút đầu dây điều

chỉnh điện áp cũng như giảm kích thươc cách điện

với trụ Dây quấn đồng tâm được dùng phổ biến

trong các MBA điện lực dây quấn kiểu trụ

- dây quấn xen kẽ : cuộn CA và hạ áp quấn

thành từng bánh có chiều cao thấp và quấn xen

kẽ do đó giảm được lực chiều trục khi ngắn mạch,

dây quấn xen kẽ có nhiều rãnh dầu ngang nên

tản nhiệt tốt hơn tuy nhiên dây quấn xen kẽ kém

vững chắc hơn dây quấn đồng tâm mặt khác dây

quấn xen kẽ có nhiều mối hàn giữa các bánh

dây

2.2 DÂY QUẤN HẠ ÁP

2.2.1 * Sức điện động của một vòng dây :

Hình 2-1 Dây quấn xen kẽ

2=451,05(mm2), ta chọn kết cấu dây quấn hình

xoắn kiểu xoắn đơn, chiều cao rãnh dầu ngang sơ

bộ hr =5mm Dựa vào bảng 9 ta chọn số đệm cách

điện giữa các bánh dây là 8

Chiều cao hướng trục của mỗi vòng dây (kể cả

cách điện ) sơ bộ là :

Vì hv2 >15mm, theo hình (3-40a) trang 84 [1] Với

J<3,15.106, q=2000W/m2thì b không vượt quá 16mm, do

đó ta chọn dây xoắn kép hình chữ nhật, dây quấn

có rãnh dầu ngang giữa, hoán vị phân bố đều

(dây xoắn kép)

Rãnh dầu ngang giữa các nhóm hr =5(mm) Theo

bảng 8 ta chọn tiết diện mỗi vòng dây gồm 12 sợi

song song, chia thành 2 nhóm mỗi nhóm gồm 6 sợi

Qui cách dây dẫn HA như sau :

* Chiều cao thực của dây quấn hạ áp: để bù cho

dây quấn cao áp do phải cắt giữa dây quấn khi

điều chỉnh điện áp,ta bố trí thêm 6 rãnh dầu

ngang mỗi rãnh 15 mm ở giữa chiều cao dây quấn

hạ áp, do đó chiều cao thực của dây quấn hạ áp

a2= 0,033(m)

nv2 : số sợi chập, nv2=12 sợi

n : đối với dây quấn hình xoắn mạch kép,

-2.3 TÍNH TOÁN DÂY QUẤN CAO ÁP :

2.3.1* Số vòng dây cuộn cao áp khi điện áp định

20900V : W1=1429 - 2.36 =1357 (vòng)

Ta chọn sơ đồ hình 37d, trang 79 [ 1 ] làm sơ đồ điều

chỉnh điện áp

Thành lập các cực của dây quấn ứng với đầu ra

của nấc điều chỉnh điện áp mỗi pha

Ta vẽ cho pha A, pha B và pha C tương tự pha A

2.3.2* Sơ bộ chọn mật

độ dòng điện theo côngthức :

J1=2.Jtb-J2=2.3,2.106–2,45.10

= 3,95.10 (A/m2) = 3,95(MA/m2)

* Sơ bộ chọn tiết diện dây quấn:

Ta chọn kết cấu dây quấn kiểu bánh dây xoắn

ốc liên tục dây dẫn chữ nhật Chiều cao rãnh

dầu ngang hr =4mm

Theo bảng 8 ta chọn dây chữ nhật mã hiệu có

qui cách sau :

-1 Tiết diện T1=5,04(mm2)

* Mật độ dòng điện thực :

J1= 6 (A/m2) =3 (MA/m2)

* Chiều cao mỗi bánh dây :

hb1 =b’.10-3 =4,25.10-3=4,25(mm)

* Số bánh dây trên mỗi trụ sắt :

nb1 = = 60,6(bánh) 60 (lấy số bánh là

a1= a’.Wb1.10-3 =1,9.25.10-3 = 0,0475(m) = 47,5(mm)

* Sắp xếp lại số vòng dây ở tất cả các bánh

dây như sau :

48 bánh chính x 27 vòng = 1296 vòng

8 bánh điều chỉnh x 18 vòng = 144 vòng

Tên bánh dây chính chỉnhĐiều

CáchđiệnTăngcường

Tổnghợp

Số vòng toàn bộ 1205 136 60 1501

Kích thước dây dẫn

-không cách điện(mm)

-có cách điện (mm) 1,4x3,751,9x4,25

1,4x3,752,46x4,81Tiết diện vòng

375,31 55042Trọng lượng dây dẫn

24,95925,745 11,0111,23

275,47280,97Hệ số tăng trọng

lượng dây dẫn

4 bánh cách điện tăng cường x 15 vòng = 60

vòng

Ta có bảng thông số các bánh dây như sau:

* Đường kính trong của dây quấn cao áp:

1 9

1

47,5

Gcu1=28t =28.3 .

10-6.103

= 275,47 (kg)

* Trọng lượng đồng của dây dẫn cao áp kể cả

cách điện (theo bảng 29 cần phải tăng trọng lượng

dây dẫn lên 2%):

CHƯƠNGIII : TÍNH TỔN HAO VÀ THAM SỐ NGẮN MẠCH

Tổn hao ngắn mạch của MBA 2 dây quấn là tổn

hao ngắn mạch trong mba khi ngắn mạch 1 dây quấn

còn dây quấn kia đặt vào điện áp ngắn mạch Un

để cho dòng điện trong cả 2 dây quấn đều bằng

định mức

Tổn hao ngắn mạch có thể chia ra thành các

thành phần sau :

- tổn hao chính, tức là tổn hao đồng trong dây quấn

HA và CA do dòng điện gây ra pcu1 và pcu2

- tổn hao phụ trong 2 dây quấn do từ thông tản

xuyên qua dây quấn làm cho dòng điện phân bố

không đều trong tiết diện dây gây ra pf1 và pf2

- tổn hao chính trong dây dẫn ra pr1 và pr2

- tổn hao phụ trong dây dẫn ra prf1 và prf2 thường tổn

hao này rất nhỏ, có thể bỏ qua

- tổn hao trong vách thùng dầu và các kết cấu kim

loại pt do từ thông tản gây nên, thường tổn hao

phụ được tính gộp trong tổn hao chính bằng cách

thêm vào hệ số tổn hao phụ kf vậy tổn hao ngắn

mạch sẽ được tính theo biểu thức :

Pn = pcu1.kf1+ pcu2.kf2+ pr1+ pr2 + pt (W)

3.1 Tổn hao đồng trong dây quấn hạ áp :

Hình 3-1 Dùng để xác định tổn hao

trong dây quấn

Từ thông tản xuyên qua dây quấn làm cho dòng

điện phân bố không đều trong tiết diện dây gây

ra kf1 và kf2

- Tổn hao phụ trong dây quấn hạ áp :

Đối với dây đồng tiết diện chữ nhật.Với n >2 ta

có :

kf2 =1 + 0,095.108

2

a: kích thước của dây dẫn theo hướng thẳng

góc với từ thông tản phía hạ áp

n : số thanh dẫn của dây quấn thẳng góc với

từ thông tản phía hạ áp

b : kích thước của dây dẫn theo hướng song

song với từ thông tản phía hạ áp

kr : hệ số Ragovski

m : số thanh dẫn của dây quấn song song với

từ thông tản phía hạ áp

- Tổn hao phụ trong dây quấn cao áp :

kf1=1+ 0,095.108

= 1,0034

a : kích thước của dây dẫn theo hướng thẳng

góc với từ thông tản

phía cao áp

n : số thanh dẫn của dây quấn thẳng góc với

từ thông tản phía cao áp

b : kích thước của dây dẫn theo hướng song song

với từ thông tản phía cao áp

kr : hệ số Ragovski

m : số thanh dẫn của dây quấn song song với

từ thông tản phía hạ áp

* Tổn hao dây dẫn ra :

- Khi dây quấn nối hình sao, ta có chiều dài dây

dẫn ra hạ áp :

: điện trở suất, với đồng cu =8900 (kg/m3)

Vậy tổn hao dây dẫn ra hạ áp :

Pr2 =2,4.10-12 =2,4.10-12.(2,45.106)2.18,878

=271,95(W)

3.2 Tổn hao dây quấn cao áp :

- Khi dây quấn nối hình tam giác, ta có chiều dài

dây dẫn ra cao áp :

- Trọng lượng đồng dây dẫn ra cao áp :

Gr1 =lr1.Tr1 = 6,8.5,04 10-6.8900 =0,305 (kg)

Tr1 : tiết diện dây dẫn ra của cuộn hạ áp, Tr1

=5,04.10-6

: điện trở suất, với đồng cu =8900 (kg/m3)

Vậy tổn hao dây dẫn ra cao áp :

Pr1 =2,4.10-12 =2,4.10-12.(3.106)2 0,305=6,588( W)

3.3 Tổn hao trong vách thùng và các chi tiết kết

cấu :

Một phần từ thông tản của máy biến áp khép

mạch qua vách thùng dầu, các xà ép gông, các

bu lông và các chi tiết bằng sắt khác Tổn hao

phát sinh trong bộ phận này chủ yếu là trong vách

thùng dầu và có liên quan đến tổn hao ngắn

mạch Đối với máy biến áp hai dây quấn có thể

tính gần đúng theo công thức sau :

Pt =10.k.S =10.0,03.1000 =300 (W)

k : hệsố, tra bảng 20, k=0,03

3.4 Tổng tổn hao ngắn mạch trong máy biến áp là