Nghiên cứu ảnh hưởng của vật liệu từ và công nghệ chế tạo đến hiệu suất máy biến áp điện lực

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - VŨ HẢI THƯỢNG NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA VẬT LIỆU TỪ VÀ CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO ĐẾN HIỆU SUẤT MÁY BIẾN ÁP ĐIỆN LỰC Chuyên ngành : KỸ THUẬT ĐIỆN LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC KỸ THUẬT ĐIỆN HƯỚNG THIẾT BỊ ĐIỆN NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC : TS BÙI ĐỨC HÙNG Hà Nội – Năm 2014 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan công trình nghiên cứu riêng Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực công trình nghiên cứu tôi, chưa công bố công trình khác Hà Nội, ngày tháng năm 2014 Tác giả luận văn Vũ Hải Thượng MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN ii MỤC LỤC i DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT iv DANH MỤC CÁC BẢNG v DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ vi MỞ ĐẦU .1 Tính cấp thiết đề tài Ý nghĩa khoa học thực tiễn Mục đích, đối tượng phạm vi nghiên cứu Cấu trúc luận văn CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ MÁY BIẾN ÁP VÀ CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY BIẾN ÁP ĐIỆN LỰC .3 1.1 Tổng quan máy biến áp .3 1.1.1 Khái niệm công dụng 1.1.2 Sơ lược lịch sử phát triển 1.1.3 Cấu tạo nguyên lý làm việc 1.1.4 Tổn hao hiệu suất 10 1.2 Công nghệ chế tạo máy biến áp điện lực .17 1.2.1 Trình tự công nghệ chế tạo máy biến áp điện lực .17 1.2.2 Công nghệ chế tạo mạch từ .18 1.2.3 Công nghệ chế tạo dây quấn 19 Kết luận chương 27 i CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ VẬT LIỆU TỪ TRONG CHẾ TẠO MÁY BIẾN ÁP 2.1 Giới thiệu chung 28 2.1.1 Các khái niệm 28 2.1.2 Quá trình từ hóa sắt từ .31 2.2 Thép kỹ thuật điện 31 2.3 Hợp kim vô định hình 34 Kết luận chương 39 CHƯƠNG PHÂN TÍCH ẢNH HƯỞNG CỦA CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MẠCH TỪ ĐẾN TỔN HAO TRONG MÁY BIẾN ÁP 40 3.1 Giới thiệu chung .40 3.2 Công nghệ chế tạo mạch từ phẳng cách ghép tôn 41 3.2.1 Pha băng tôn cuộn 41 3.2.2 Cắt tôn .42 3.2.3 Mài bavia tôn 43 3.2.4 Ủ tôn 43 3.2.5 Lắp ráp mạch từ 43 3.3 Công nghệ chế tạo mạch từ phẳng cách quấn băng tôn 46 3.4 Công nghệ chế tạo mạch từ không gian 48 Kết luận chương 54 CHƯƠNG XÂY DỰNG PHẦN MỀM THIẾT KẾ MÁY BIẾN ÁP 55 4.1 Mục đích yêu cầu thiết kế 55 4.1.1 Mục đích thiết kế 55 4.1.2 Yêu cầu thiết kế .55 ii 4.2 Quy trình xây dựng bảng tính 56 4.2.1 Lưu đồ thuật toán 56 4.2.2 Các thông số 59 4.2.3 Tính toán mạch từ 60 4.2.4 Tính toán dây quấn hạ áp 61 4.2.5 Tính toán dây quấn cao áp 62 4.2.6 Lựa chọn khoảng cách cách điện 63 4.2.7 Tính toán khối lượng kích thước tổng 63 4.2.8 Tính toán giá thành vật liệu 64 4.2.9 Tính toán làm mát 65 4.2.10 Các sở liệu 65 4.3 Cách sử dụng bảng tính 66 4.4 Thiết kế máy biến áp 50kVA, 35/0,4kV sử dụng bảng tính 66 4.5 Đánh giá kết 70 Kết luận chương 78 KẾT LUẬN .79 KẾT LUẬN CHUNG 79 KIẾN NGHỊ VÀ ĐỊNH HƯỚNG NGHIÊN CỨU .80 TÀI LIỆU THAM KHẢO viii PHỤ LỤC ix iii DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT TT Ký hiệu, chữ Ý nghĩa viết tắt Bm, ⃗ S, P, Q d, ,  ltb, s Rd Điện trở chiều  Điện dẫn suất ur%, ux% u Độ giảm điện áp ,  Độ từ thẩm, độ cảm từ 10 i, I, ̇ Giá trị tức thời, giá trị hiệu dụng, vectơ dòng điện 11 i, ̇ 12 ir 13 u, U Giá trị tức thời hiệu dụng điện áp 14 e, E Giá trị tức thời hiệu dụng sức điện động 15 f,  Giá trị tức thời hiệu dụng từ thông 16 k, ku Hệ số biến áp hệ số biến đổi điện áp 17 k Hệ số dạng sóng 18 h Hệ số tổn hao từ trễ 19 kp Hệ số tổn hao phụ lõi thép 20 kf Hệ số tổn hao phụ dây quấn 21 , e Hiệu suất máy, hiệu suất truyền tải lượng 22 cos Hệ số công suất Biên độ, vectơ cảm ứng từ Công suất biểu kiến, công suất tác dụng, công suất phản kháng Chiều dày, khối lượng riêng, điện trở suất Chiều dài trung bình, tiết diện vòng dây Điện áp ngắn mạch tác dụng, phản kháng % Giá trị tức thời, vectơ dòng điện phản khảng không tải Giá trị tức thời dòng điện tác dụng dòng điện không tải iv Ghi 23 β Hệ số mang tải 24 KTĐ Kỹ thuật điện 25 J 26 MBA 27 TC Nhiệt độ Curie 28 N Số vòng dây 29 p, P 30 m 31 s.đ.đ Sức điện động 32 s.t.đ Sức từ động 33 f,  Tần số, tần số góc 34 t 35 TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam 1984-1994 36 VĐH Vô định hình 37 ⃗ Mật độ dòng điện Máy biến áp Suất tổn hao, tổn hao Số pha; khối lượng Thời gian Vectơ cường độ từ trường DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng Một số thông số kỹ thuật hợp kim vô định hình so với thép KTĐ .35 Bảng Suất tổn hao lõi thép sử dụng kết hợp thép VĐH thép KTĐ 37 Bảng Tổn hao hiệu suất MBA lõi vô định hình so với lõi thép silic 37 Bảng Thông số thép MBA 800 kVA - 22/0,4 kV theo công nghệ step-lap 46 Bảng Tổn hao số MBA sản xuất Việt Nam so với TCVN 48 Bảng So sánh tổn hao MBA Hexaformer MBA theo TCVN 53 Bảng Bảng so sánh thông số MBA có lõi VĐH lõi thép KTĐ 70 Bảng So sánh kết thiết kế MBA theo công nghệ cắt chéo quấn tôn 70 Bảng So sánh phương pháp giảm tổn hao máy biến áp 80 v DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ Hình 1.1 Sơ đồ truyền tải điện Hình 1.2 Mạch từ máy biến áp pha .5 Hình 1.3 Mạch từ máy biến áp pha Hình 1.4 Dây quấn máy biến áp Hình 1.5 Nguyên lý làm việc máy biến áp Hình 1.6 Trình tự công nghệ chế tạo máy biến áp điện lực .18 Hình 1.7 Dây quấn hình ống trụ .21 Hình 1.8 Sơ đồ quấn dây xoáy ốc liên tục mạch đơn đầu phía 21 Hình 1.9 Dây quấn xoáy ốc liên tục mạch đơn thực tế 23 Hình 1.10 Dây quấn xoắn đơn 24 Hình 1.11 Dây quấn xoắn kép 24 Hình 1.12 Sơ đồ gá khuôn quấn cuộn dây trực tiếp lên lõi thép 25 Hình 1.13 Sơ đồ quấn băng đồng .25 Hình 2.1 Chu trình từ trễ 30 Hình 2.2 Cấu trúc tinh thể thép kỹ thuật điện cán nguội 32 Hình 2.3 Đặc tính suất tổn hao thép KTĐ cán nguội (Nga) .33 Hình 2.4 Đặc tính suất tổn hao thép KTĐ cán nguội (Mĩ) .33 Hình 2.5 Đặc tính suất tổn hao thép KTĐ cán nguội (Nhật) 34 Hình 2.6 Đặc tính suất tổn hao vật liệu VĐH thép KTĐ 35 Hình 2.7 Đặc tính từ hóa vật liệu VĐH thép KTĐ .35 Hình 2.8 Đặc tính hiệu suất hợp kim vô định hình thép kỹ thuật điện 36 Hình 3.1 Sơ đồ dây chuyền pha băng tôn cuộn 41 Hình 3.2 Sơ đồ máy cắt tôn tự động 42 Hình 3.3 Các kiểu ghép tôn cắt chéo thành mạch từ ba pha ba trụ phẳng 45 Hình 3.4 Mạch từ máy biến áp 800 kVA 22/0,4 kV 45 Hình 3.5 Lá thép máy biến áp theo công nghệ step-lap 46 Hình 3.6 Quấn băng tôn thành mạch từ kín .47 Hình 3.7 Mạch từ ba pha không gian .49 vi Hình 3.8 Phân bố từ trường nhìn từ xuống 50 Hình 3.9 Phân bố từ trường nhìn từ mặt trước 50 Hình 3.10 Sóng dòng điện bậc cao 51 Hình 3.11 Sóng điện áp bậc cao .51 Hình 3.12 Dạng mạch từ mặt cắt trụ máy biến áp Hexaformer 52 Hình 3.13 Máy quấn mạch từ máy biến áp Hexaformer 52 Hình 4.1 Lưu đồ thuật toán thiết kế máy biến áp phần mềm Excel 57 Hình 4.2 Bản vẽ mạch từ máy biến áp 50 kVA, 35/0,4 kV .68 Hình 4.3 Bản vẽ dây quấn máy biến áp 50 kVA, 35/0,4 kV 69 Hình 4.4 Bảng tính MBA 50kVA - 35/0,4kV công nghệ cắt chéo 72 Hình 4.5 Bảng tính MBA 50kVA - 35/0,4kV công nghệ quấn tôn 73 Hình 4.6 Bảng tính MBA 250kVA - 22/0,4kV công nghệ cắt chéo 74 Hình 4.7 Bảng tính MBA 250kVA - 22/0,4kV công nghệ quấn tôn .75 Hình 4.8 Bảng tính MBA 630kVA - 22/0,4kV công nghệ cắt chéo 76 Hình 4.9 Bảng tính MBA 630kVA - 22/0,4kV công nghệ quấn tôn .77 vii MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Máy biến áp (MBA) điện lực sử dụng với số lượng lớn để truyền tải phân phối điện Hiện nay, nước có nhiều nhà máy chế tạo MBA với nhiều cấp công suất điện áp khác Tuy nhiên, đa dạng vật liệu từ việc ứng dụng công nghệ chế tạo lõi thép nhà máy khác nên cấu trúc máy giá thành chế tạo khác thỏa mãn tiêu chuẩn áp dụng Nói cách khác, vật liệu từ công nghệ chế tạo ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu suất tính MBA Sử dụng vật liệu từ phù hợp với công nghệ chế tạo để sản xuất MBA thỏa mãn yêu cầu kinh tế, kỹ thuật mong muốn lớn nhà máy Đồng thời, vấn đề sử dụng vật liệu từ công nghệ chế tạo đại nhiều nhà máy quan tâm Ý nghĩa khoa học thực tiễn Việc nghiên cứu ảnh hưởng vật liệu từ công nghệ chế tạo tới hiệu suất MBA mặt sở để đánh giá, so sánh loại vật liệu từ, công nghệ chế tạo khác nhau, mặt khác giúp cho doanh nghiệp định hướng tốt việc lựa chọn vật liệu từ công nghệ chế tạo phù hợp để tăng hiệu sản xuất Mục đích, đối tượng phạm vi nghiên cứu - Mục đích đề tài: Làm rõ ảnh hưởng công nghệ chế tạo tới tổn hao loại vật liệu từ khác dùng để chế tạo mạch từ MBA điện lực - Đối tượng phạm vi nghiên cứu đề tài + Tìm hiểu đặc tính loại vật liệu từ sử dụng để chế tạo MBA sử dụng Việt Nam công nghệ sử dụng để chế tạo mạch từ doanh nghiệp nước Checked DISTRIBUTION TRANSFORMER CALCULATION 630 KVA 22 KV/ 0.4 KV D/yo-11 Date Rating 630 KVA HV 22000 V LV 400 V VPT(Et) 11.547 Core Type Cont(1);(0) Vector group :D/yo-11 V/turn 50 Hz 2.50 % 2x Ur(%) 1.04 Pk(W) 6546 Phase Version D Connect If 9.55 Id 16.53 A y Connect If 909.35 Id 909.35 A Po(W) 1238.17 io(%) 0.47 Ux(%) 4.44 Uk(%) 4.56 STACKED CORE Core steel M-4 B Limb 3-Limb 1.64 220.0 mm kePo 1.200 Step Tesla Dimension WH 610 mm keQo 1.200 Step Width L 200 Width Y 200 Build 92 400 mm SF 0.93 Step 180 180 35 7.65 Step 160 160 25 B yoke 1.64 Tesla C-C(Mo) B gap 1.16 Tesla Limb net CSA 317.17 cm2 Density p Limb 1.014 W/kg Yoke net CSA 317.17 cm2 ior(%) 0.20 Step 120 120 33 p yoke 1.014 W/kg Limb Weight 536.61 kg iox(%) 0.43 Step 85 85 19 p gap 478.450 W/m2 Yoke Weight 354.10 kg Qo(VA) 2687.17 Step 0 q Limb 1.660 VA/kg Corner Wei 42.95 kg Step 0 q yoke 1.660 VA/kg Net Weight 891 kg Step 0 q gap 2826.217 VA/m2 Gross Wei 944 kg Sum 203 LOW VOLTAGE WINDING No./layer 2.00 Turns/coil 20.00 20 Turns/layer 10.00 J(LV) 3.02 Section 301.41 A/mm2 No of Cool mm2 LV-Core(ao1) 1.6400 5.00 mm o Temp Rise 55.45 Wind.type Cont(1);(0) C Coil lengh(Hw ) 566 mm E.Dim(Heff) 387 Inside Dim 230 mm Rad Dim M.Dim(H) Outside Dim 279 mm Rad Build (a1) 24.60 mm Layer Ins Net w eight 128.92 Kg No of Rad Gross w eight 135.37 Kg No of Axial Ins w eight 8.803 Kg HV-LV offs 34.00 Watt/m2 527 4.50 Axi Dim 5.00 x 0.00 Turn Ins Layer-Layer Volts kf 1.0228 231 534 8.50 9.00 0.50 V Pk(LV) 2881 W HIGH VOLTAGE WINDING No of layer 10.00 Coil lengh(Hw ) 566 mm E.Dim(Heff) 466 Turns/layer 208 Inside Dim 311 mm Rad Dim Turns/coil 1905 Total Outside Dim 375.2 mm J(HV) 2.76 A/mm2 Rad Build (a2) 32.00 mm Layer Ins 0.48 Turn Ins Section 3.46 mm2 Net w eight 199.75 Kg No of Rad 1.00 Gross w eight 203.74 Kg No of Axial 1.00 Ins w eight 10.99 Kg Layer-Layer Volts Watt/m2 811 No of Cool 1.00 MTD 2.00 mm Temp Rise 4.00 o 58.36 2000 C M.Dim(H) 2.10 Axi Dim 2.14 kf 1.007 x 466 2.10 2.14 0.04 4802 V Pk(HV) 3666 W ELECTRICAL CLEARANCES Ph-Ph(a22) 25 mm LV End fill ins 16 mm LV(Ka) 1.02 LV Gap 20 mm Wind to York 22 mm HV End fill ins 50 mm LV(Kr) 1.03 HV Gap 10 mm HV-LV(a12) 16 mm HV-Side 55 mm HV(Ka) 1.02 140 mm HV-End 40 mm HV(Kr) 1.03 Foot Yoke-Top 10 mm WEIGHTS, DIMENSIONS Core & Coil Weight 1461 Kg Length Tank 1256 1644 mm Steel Weight 181 Conser Type Oil Weight 480 Kg Wide Tank 993 mm Ins.Weight Conser(f) Total Weight 2589 Kg Height Tank 1160 1747 mm 485 40.58 bd25 300 Wheel frame 100 MATERIAL PRICES Round Wire Cu 290.00 KVND/Kg Core Cost Rectangular Wire Cu 148.00 KVND/Kg Core Prices 56649 KVND Steel Cost 60.00 KVND/Kg KVND 14.50 KVND/Kg Oil Cost Oil Prices 16.00 KVND 7687.70 Ins Cost KVND Cu Prices 79120 Radiator Prices 3640.0 KVND Steel Prices 2623 KVND Ins Prices 2029.12 KVND Design Material Cost 156826 KVND HV Bush Pr 319.50 KVND LV Bush Pr.1184.00 KVND Tap.Cost 600 LV Bush Ty m30 50.00 KVND COOLINGS IF Mo = 725 Radiator Mo 550 1.2 Square (m2) 0.364 No./Set No /Rad Sqr Rad 0.00 Radiator Mo 725 1.5 Square (m2) 0.420 No./Set No /Rad Sqr Rad 23.52 Radiator Mo 1000 2.0 Square (m2) 0.552 No./Set No /Rad Sqr Rad 0.00 Goil conser 21.875 G(oil)of Rads 86.96 kg Tank Sqr(m2) 3.555 Tem Rise of Tank 42.43 o C G550(kg) 0.00 kg Cover Sqr(m2)0.42 Top Oil 53.04 o C G725(kg) 86.96 Sum Sqr(m2) 22.79 q(W/m2) 341.58 G1000(kg) 0.00 Hình 4.8 Bảng tính MBA 630kVA - 22/0,4kV công nghệ cắt chéo 76 Checked DISTRIBUTION TRANSFORMER CALCULATION 630 KVA 22 KV/ 0.4 KV D/yo-11 Date Rating 630 KVA HV 22000 V LV 400 V VPT(Et) 11.547 Core Type Cont(1);(0) Vector group :D/yo-11 2x V/turn 50 Hz 2.50 % Ur(%) 1.03 Pk(W) 6458 Phase Version D Connect If 9.55 Id 16.53 A y Connect If 909.35 Id 909.35 A Po(W) 1025.15 io(%) 0.33 Ux(%) 4.76 Uk(%) 4.87 WOUNDED CORE Core steel M-4 B Limb 3-Limb 1.67 225.0 mm kePo 1.10 Step Tesla Dimension WH 610 mm keQo 1.10 Step Width L 200 Width Y 200 Build 103 415 mm SF 0.88 Step 180 180 32 7.65 Step 160 160 23 B yoke 1.67 Tesla C-C(Mo) B cor 1.67 Tesla Limb net CSA 312.04 cm2 Density p Limb 1.070 W/kg Yoke net CSA 312.04 cm2 ior(%) 0.16 Step 120 120 32 p yoke 1.070 W/kg Limb Weight 421.64 kg iox(%) 0.29 Step 85 85 18 p cor 1.070 W/kg Yoke Weight 242.66 kg Qo(VA) 1837.95 Step 0 q Limb 1.919 VA/kg Corner Wei 206.54 kg Step 0 q yoke 1.919 VA/kg Net Weight 664 kg Step 0 q cor 1.919 VA/kg Gross Wei 704 kg Sum 208 LOW VOLTAGE WINDING No./layer 2.00 Turns/coil 20.00 20 Turns/layer 10.00 J(LV) 3.02 Section 301.41 A/mm2 No of Cool mm2 LV-Core(ao1) 1.6670 7.00 mm o Temp Rise 53.72 Wind.type Cont(1);(0) C Coil lengh(Hw ) 566 mm E.Dim(Heff) 387 Inside Dim 239 mm Rad Dim M.Dim(H) Outside Dim 288 mm Rad Build (a1) 24.60 mm Layer Ins Net w eight 133.48 Kg No of Rad Gross w eight 140.15 Kg No of Axial Ins w eight 9.003 Kg HV-LV offs 34.00 Watt/m2 527 4.50 Axi Dim 5.00 x 0.00 Turn Ins Layer-Layer Volts kf 1.0228 231 534 8.50 9.00 0.50 V Pk(LV) 2982 W HIGH VOLTAGE WINDING No of layer 11.00 Coil lengh(Hw ) 566 mm E.Dim(Heff) 466 Turns/layer 199 Inside Dim 320 mm Rad Dim Turns/coil 1905 Total Outside Dim 391.9 mm J(HV) 2.51 A/mm2 Rad Build (a2) 35.84 mm Layer Ins 0.48 Turn Ins Section 3.80 mm2 Net w eight 227.43 Kg No of Rad 1.00 Gross w eight 231.98 Kg No of Axial 1.00 Ins w eight 12.54 Kg Layer-Layer Volts Watt/m2 741 No of Cool 1.00 MTD 2.00 mm Temp Rise 4.00 o 55.79 2000 C M.Dim(H) 2.20 Axi Dim 2.24 kf 1.010 x 466 2.20 2.24 0.04 4585 V Pk(HV) 3476 W ELECTRICAL CLEARANCES Ph-Ph(a22) 23 mm LV End fill ins 16 mm LV(Ka) 1.02 LV Gap 20 mm Wind to York 22 mm HV End fill ins 50 mm LV(Kr) 1.03 HV Gap 10 mm HV-LV(a12) 16 mm HV-Side 55 mm HV(Ka) 1.02 150 mm HV-End 40 mm HV(Kr) 1.03 Foot Yoke-Top 10 mm WEIGHTS, DIMENSIONS Core & Coil Weight 1242 Kg Length Tank 1302 1690 mm Steel Weight 191 Conser Type Oil Weight 563 Kg Wide Tank 1010 mm Ins.Weight Conser( f) Total Weight 2449 Kg Height Tank 1170 1757 mm 502 43.40 bd25 300 Wheel frame 100 MATERIAL PRICES Round Wire Cu 290.00 KVND/Kg Core Cost Rectangular Wire Cu 148.00 KVND/Kg Core Prices 42249 60.00 KVND/Kg KVND 14.50 KVND/Kg Oil Cost Oil Prices 16.00 KVND 9003.80 Ins Cost KVND Cu Prices 88016 KVND Steel Cost Radiator Prices 3640.0 KVND Steel Prices 2765 KVND Ins Prices 2169.91 KVND Design Material Cost 152843 KVND HV Bush Pr 319.50 KVND LV Bush Pr.1184.00 KVND Tap.Cost 600 LV Bush Ty m30 50.00 KVND COOLINGS IF Mo = 725 Radiator Mo 550 1.2 Square (m2) 0.364 No./Set No /Rad Sqr Rad 0.00 Radiator Mo 725 1.5 Square (m2) 0.420 No./Set No /Rad Sqr Rad 23.52 Radiator Mo 1000 2.0 Square (m2) 0.552 No./Set No /Rad Sqr Rad 0.00 Goil conser 21.875 G(oil)of Rads 86.96 kg Tank Sqr(m2) 3.716 Tem Rise of Tank 40.71 o C G550(kg) 0.00 kg Cover Sqr(m2)0.45 Top Oil 50.79 o C G725(kg) 86.96 Sum Sqr(m2) 22.98 q(W/m2) 325.63 G1000(kg) 0.00 Hình 4.9 Bảng tính MBA 630kVA - 22/0,4kV công nghệ quấn tôn 77 Kết luận chương Chương xây dựng bảng tính Excel để thiết kế máy biến áp điện lực đảm thông số theo yêu cầu là: P0, Pn, i0%, un% số tiêu chuẩn khác có đưa vào hệ số quan trọng rút từ chương Việc sử dụng bảng tính đơn giản nên thuận tiện cho tính toán thiết kế máy biến áp với số lượng nhỏ, vừa Đồng thời, ta lập phương án thiết kế phù hợp với điều kiện thực tế sản xuất thời gian ngắn Mặc dù bảng tính giới hạn việc tính toán máy biến áp phân phối có điện áp đến 35 kV công suất không lớn, cần số hiệu chỉnh bảng tính hoàn toàn khắc phục nhược điểm Trong chương đưa phương án sản xuất máy biến áp sử dụng lõi thép vô định hình có tổn hao không tải thấp so với máy sử dụng thép silíc Đồng thời chương làm rõ lợi ích công nghệ quấn tôn so với công nghệ cắt - ghép tôn làm giảm tổn hao không tải tới 30% 78 KẾT LUẬN KẾT LUẬN CHUNG Giảm tổn hao máy biến áp vấn đề có ý nghĩa thực tiễn lớn nước ta nói riêng giới nói chung Đặc biệt nước ta hệ thống lưới điện cũ có tổn hao lớn Máy biến áp hiệu suất cao thay cho máy có hiệu suất thấp giải pháp nâng cao chất lượng truyền tải điện giảm tổn hao Sử dụng vật liệu sản xuất máy biến áp nhu cầu tất yếu hợp kim vô định hình vật liệu chọn để sản xuất máy biến áp tương lai gần Tuy nhiên, giá thành loại vật liệu cao bề rộng băng hợp kim chưa lớn đa dạng làm cho giá thành máy cao công suất hạn chế Mặt khác, hầu hết nguyên vật liệu để sản xuất biến áp nước ta phải nhập nên việc sử dụng hiệu quả, tiết kiệm chúng ưu tiên hàng đầu Công nghệ chế tạo mạch từ theo kiểu quấn trực tiếp băng tôn giải pháp tốt để giải nhiều vấn đề so với kiểu cắt ghép truyền thống như: giảm tối đa tác động lực học vào tôn, tôn phế liệu, giảm chi phí nhân công… Vấn đề lại phải có máy chuyên dùng chế tạo máy biến áp công suất lớn Để tăng hiệu suất máy người ta tăng cường phần không dẫn từ số vị trí sứ hạ áp nắp máy hay vỏ thùng Công việc thiết kế máy biến áp thường nhiều thời gian nên dùng phần mềm thông dụng Excel giảm thời gian, công sức cho việc thiết kế Thực tế nước ta đòi hỏi với việc đưa vào vận hành máy biến áp có hiệu suất cao cần phải đồng thời tiến hành biện pháp sau đem lại hiệu quả, là: hạn chế để máy biến áp làm việc không tải non tải, cắt hẳn máy không tải; cần bố trí máy trung tâm tải; 79 nên dùng máy biến áp tự ngẫu lưới truyền tải; lựa chọn số máy làm việc song song cách hợp lý… Tổng hợp phương pháp giảm tổn hao máy biến áp tóm tắt bảng sau: Các phương pháp giảm tổn hao P0 Pn Gía thành Giảm Không đổi Tăng - Tăng tiết diện lõi Giảm Tăng Tăng - Giảm số Vôn/vòng Giảm Tăng Tăng Giảm tiết diện dây dẫn Giảm Tăng Giảm Dùng mạch từ không gian Giảm Giảm - Không đổi Giảm Tăng - Giảm tiết diện lõi Tăng Giảm Giảm - Tăng số Vôn/vòng Tăng Giảm Giảm Giảm Giảm - Để giảm tổn hao không tải Sử dụng vật liệu từ có tổn hao thấp Giảm từ cảm cách: Để giảm tổn hao có tải: Sử dụng dây dẫn có tổn hao thấp Giảm từ cảm cách: Dùng mạch từ không gian Bảng So sánh phương pháp giảm tổn hao máy biến áp Rõ ràng để đồng thời giảm tổn hao không tải tổn hao có tải chế tạo mạch từ không gian giải pháp tối ưu KIẾN NGHỊ VÀ ĐỊNH HƯỚNG NGHIÊN CỨU Tiềm phát triển ngành chế tạo máy biến áp chất lượng cao Việt Nam lớn Thực tế đòi hỏi ngành cần giải vấn đề lớn như: - Nâng cấp, thay máy biến áp cũ có công suất nhỏ, hiệu suất thấp máy có công suất lớn, hiệu suất cao - Sắp xếp, bố trí vị trí trạm biến áp cho phù hợp với phát triển tải - Nâng cao độ tin cậy làm việc cho máy 80 - Tăng dần tỉ lệ nội địa hóa máy, giảm bớt dần phụ thuộc vào nguyên liệu nhập - Đầu tư dây chuyền công nghệ sản xuất máy biến áp có công suất lớn điện áp cao - Đem vào sản xuất máy biến áp sử dụng vật liệu (như vật liệu vô định hình), loại máy kiểu (như máy biến áp khô, máy biến áp không gian) với quy mô công nghiệp… Như vậy, có nhiều việc phải làm để nâng tầm cho ngành sản xuất biến áp nói riêng hệ thống lưới điện nói chung Định hướng nghiên cứu tác giả xây dựng bảng thiết kế máy biến áp không gian để đem sản xuất máy biến áp hiệu suất cao với công suất lớn giá thành hạ 81 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu tiếng Việt Phạm Văn Bình, Lê Văn Doanh, Tôn Long Ngà (2011), Máy biến áp lý thuyết vận hành - bảo dưỡng - thử nghiệm, NXB Khoa học kỹ thuật, Hà Nội Trần Khánh Hà, Nguyễn Hồng Thanh (2006), Thiết kế máy điện, NXB Khoa học kỹ thuật, Hà Nội Vũ Gia Hanh, Trần Khánh Hà, Phan Tử Thụ, Nguyễn Văn Sáu (2006), Máy điện 1, NXB Khoa học kỹ thuật, Hà Nội Nguyễn Đức Sỹ (2009), Công nghệ chế tạo thiết bị điện, NXB Giáo dục, Hà Nội Nguyễn Đình Thắng (2009), Vật liệu kỹ thuật điện, NXB Khoa học kỹ thuật Phan Tử Thụ (2002), Thiết kế máy biến áp điện lực, NXB Khoa học kỹ thuật Tài liệu tiếng Anh Nicolas DeCristofaro (1998), Amouphous Metals in Electric-Power Distribution Applications, pp 50-56 M Yamamoto (1984), A design study of amouphous core transformer, pp 1771 - 1773 Các Website www.abb.com 10 www.amorphous-metal-transformer.com 11 www.ATImetals.com 12 www.hexaformer.com 13 www.hitachi-ies.co.jp 14 www.nssmc.com 15 www.vi.wikipedia.org viii PHỤ LỤC Phụ lục 1: Thông số MBA 1000kVA - 22/0,4kV ABB ix Phụ lục 2: Thông số MBA 1250kVA - 22/0,21kV ABB x Phụ lục 3: Thông số MBA 630kVA - 35/0,4kV BTHN xi Phụ lục 4: Thông số MBA 630kVA - 22/0,4kV HANAKA xii Phụ lục 5: Thông số MBA 250kVA - 22/0,4kV HAVEC xiii Phụ lục 6: Thông số MBA 250kVA - 22/0,4kV TBC xiv Phụ lục 7: Thông số MBA 50kVA - 35/0,4kV BTHN xv Phụ lục 8: Thông số MBA 50kVA - 35/0,4kV CTBT xvi ... hợp cho máy biến áp 16 1.2 Công nghệ chế tạo máy biến áp điện lực 1.2.1 Trình tự công nghệ chế tạo máy biến áp điện lực [4] Máy biến áp điện lực có phạm vi công suất rộng (từ hàng chục kVA đến hàng... điện có nhiều máy biến áp Thực tế, tổng công suất máy biến áp điện lực lớn 6 lần tổng công suất phát từ nhà máy phát điện Mặc dù máy biến áp có hiệu suất cao với số lượng máy biến áp lớn tiếp... tạo nguyên lý làm việc 1.1.4 Tổn hao hiệu suất 10 1.2 Công nghệ chế tạo máy biến áp điện lực .17 1.2.1 Trình tự công nghệ chế tạo máy biến áp điện lực .17 1.2.2 Công nghệ