Chương 9 (tiếp) - Cấu tạo của máy biến áp

Ch Ch ương 9 ương 9 Khái niệm chung về máy biến áp Khái niệm chung về máy biến áp 9-3. Phân loại và kết cấu của máy biến áp 9-3. Phân loại và kết cấu của máy biến áp 9.3.1. Phân loại Có nhiều cách phân loại máy biến áp, nhưng theo công dụng, máy biến áp được chia thành những loại chính sau:  Máy biến áp điện lực (còn gọi là máy biến áp công suất: dùng để truyền tải và phân phối công suất trong hệ thống điện lực.  M.b.a chuyên dùng cho các lò luyện kim, cho các thiết bị chỉnh lưu; máy biến áp hàn điện; .  M.b.a tự ngẫu biến đổi điện áp trong phạm vi không lớn lắm dùng để mở máy các động cơ điện xoay chiều.  M.b.a thí nghiệm dùng để thí nghiệm điện áp cao (thí nghiệm cao áp) . . Máy biến áp có rất nhiều loại, song thực chất các hiện tượng xảy ra trong chúng đều giống nhau. Dưới đây chủ yếu xét đến máy biến áp điện lực một pha và ba pha. 9.3.2. Cấu tạo của máy biến áp 9.3.2. Cấu tạo của máy biến áp M.b.a có các bộ phận chính sau: lõi thép, dây quấn và vỏ máy. 1. Lõi thép: dùng làm mạch dẫn từ, đồng thời làm khung để quấn dây quấn. Theo hình dáng lõi thép người ta chia m.b.a thành hai loại: - M.b.a kiểu lõi hay kiểu trụ (hình 9-3). Loại này thông dụng cho m.b.a một pha và ba pha công suất nhỏ và trung bình. - M.b.a kiểu bọc (hình 9-4). Loại này mạch từ được phân ra hai bên và ôm lấy một phần dây quấn. M.b.a kiểu bọc thường chỉ dùng trong một vài ngành chuyên môn đặc biệt như m.b.a dùng trong lò luyện kim, m.b.a công suất nhỏ dùng trong kĩ thuật vô tuyến điện, âm thanh, . Các m.b.a hiện đại dung lượng lớn và cực lớn (80 ÷ 100 MVA/1 pha), điện áp thật cao (≥ 220 kV), để giảm chiều cao của trụ thép, tiện lợi cho vận chuyển thì mạch từ của m.b.a kiểu trụ được phân nhánh sang hai bên và m.b.a có tên là m.b.a kiểu trụ-bọc (hình 9-5) Hình 9-3. Φ G 1 2 T a) G T G 1 2 b) Hình 9-4 G G Hình 9-5 a) b) Lõi thép gồm 2 phần: Trụ và gông - Trụ (T): phần trên đó có quấn dây, - Gông (G): nối các trụ lại với nhau thành mạch từ kín, trên đó không có dây quấn. Lõi thép được ghép bằng những lá thép KTĐ dày 0,35 mm có phủ sơn cách điện ở bề mặt để giảm tổn hao do dòng điện xoáy. Trụ và gông có thể ghép riêng (ghép rời) sau đó dùng xà ép và bulông vít chặt lại (hình 9-6). Hình 9-6 Hình 9-7 a) b) Hình 9-8 Hình 9-9 Trụ và gông cũng có thể ghép xen kẽ: các lá thép làm trụ và làm gôngđược ghép đồng thời, xen kẽ nhau lần lượt theo trình tự a, b như hình 9-7. Tiết diện ngang của trụ thép thường làm thành hình bậc thang gần tròn (hình 9-8) Tiết diện ngang của gông làm đơn giản hơn: hình vuông, hình chữ thập hoặc hình chữ T (hình 9-9). 2. Dây quấn 2. Dây quấn Dây quấn là bộ phận dẫn điện của m.b.a, làm nhiệm vụ thu năng lượng vào và truyền năng lượng ra. Kim loại làm dây quấn: thường bằng đồng, cũng có thể bằng nhôm. Theo cách sắp xếp dây quấn CA và HA, dây quấn m.b.a được chia thành hai loại chính: dây quấn đồng tâm và dây quấn xen kẽ. a) Dây quấn đồng tâm: Tiết diện ngang là những đường tròn đồng tâm. Dây quấn CA thường quấn phía trong gần trụ thép, dây quấn HA quấn phía ngoài bọc lấy dây quấn CA. Dây quấn đồng tâm có những kiểu chính sau:  Dây quấn hình trụ: - Nếu tiết diện dây nhỏ thì dùng dây tròn quấn thành nhiều lớp (hình 9- 10a). Loại này thường dùng làm dây quấn CA, điện áp tới 35 kV. - Nếu tiết diện dây lớp thì dùng dây bẹt, thường quấn thành hai lớp (hình 9-10b). Loại này chủ yếu dùng làm dây quấn HA với điện áp ≤ 6 kV. - Dây quấn hình trụ thường dùng cho các máy biến áp có S ≤ 560 kVA. • Dây quấn hình xoắn: Gồm nhiều dây bẹt chập lại quấn theo hình xoắn ốc, giữa các vòng dây có rãnh hở (hình 9-10c). Kiểu này thường dùng cho dây quấn HA của các m.b.a có dung lượng trung bình và lớn. • Dây quấn xoáy ốc liên tục. Loại này làm bằng dây bẹt, dây quấn được quấn thành nhyững bánh dây phẳng cách nhau bằng những rãnh hở (hình 9-10d). Bằng cách hoán vị đặc biệt trong khi quấnmà các bánh dây được nối tiếp nhau một cách liên tục không cần mối hàn giữa chúng. Dây quấn này chủ yếu dùng làm cuộn CA có U ≥ 35 kV và dung lượng lớn. b) Dây quấn xen kẽ: Các bánh dây CA, HA lần lượt xen kẽ nhau dọc theo trụ thép (hình 9-11), trong đó các bánh dây đặt sát gông thường là dây quấn HA. Kiểu dây quấn này hay dùng trong các m.b.a kiểu bọc. Các m.b.a kiểu trụ hầu như không dùng kiểu dây quấn này. a) b) c) d) Hình 9-10. a) Dây tròn nhiều lớp; b) Dây bẹt hai lớp; c) Dây quấn hình xoắn; d) Dây quấn xoáy ốc liên tục CA HA Hình 9-11. Dây quấn xen kẽ Dưới đây là một số hình ảnh về dây quấn m.b.a 3. Vỏ máy 3. Vỏ máy Vỏ máy gồm hai bộ phận: thùng và nắp thùng a) Thùng m.b.a. Thùng máy làm bằng thép, hình dáng và kết cấu của thùng tuỳ thuộc vào công suất của máy. Khi m.b.a làm việc, một phần năng lượng tiêu hao trong máy và thoảt ra dưới dạng nhiệt đốt nóng lõi thép, dây quấn và các bộ phận khác của máy. Để đảm bảo cho m.b.a vận hành với tải liên tục trong thời gian quy định (15 – 20 năm), không bị sự cố, cần phải tăng cường làm mát cho máy bằng cách ngâm toàn bộ lõi m.b.a trong thùng dầu. Nhờ sự đối lưu trong dầu mà nhiệt độ được truyền từ các bộ phận bên trong m.b.a ra môi trường xung quanh. Ngoài ra dầu m.b.a còn có nhiệm vụ tăng cường cách điện. Tuỳ theo dung lượng của m.b.a mà hình dáng và kết cấu của thùng dầu có khác nhau, có loại thùng phẳng (hình 9-12), loại có bộ tản nhiệt (hình 9-13), loại có quạt làm mát để tăng cường làm mát cho bộ tản nhiệt (hình 9-14). b) Nắp thùng. Nắp thùng dùng để đậy thùng và lắp đặt một số chi tiết quan trọng như: - Các sứ ra của dây CA và HA, - Bình dãn dầu, - Ống phòng nổ, - Bộ phận truyền động của bộ điều áp . Hình 9-12 Hình 9-13 Hình 9 - 14 Hình 9-15. Bình giãn dầu (1) và ống phòng nổ (2) [...].. . 9- 4 Các đại lượng định mức của máy biến áp Các đại lượng định mức của m.b.a đặc trưng cho điều kiện kỹ thuật của máy, do nhà máy chế tạo quy định và được ghi trên nhãn máy, bao gồm: 1 Dung lượng định mức của m.b.a: Sđm (tính bằng VA hay kVA), là công suất biểu kiến đưa ra ở dây quấn thứ cấp m.b.a 2 Điện áp dây sơ cấp định mức U1đm (tính bằng V hay kV)... quấn sơ cấp có các đầu phân nhánh thì ghi cả điện áp định mức của từng đầu phân nhánh 3 Điện áp dây thứ cấp định mức U2đm (V, kV) là điện áp dây của dây quấn thứ cấp khi máy không tải và điện áp đặt vào dây quấn sơ cấp là định mức 4 Dòng điện dây sơ cấp và thứ cấp định mức I1đm và I2đm là các dòng điện dây của sơ cấp và thứ cấp ứng với công suất và điện áp định mức (tính bằng A hay kA) S S Với m.b.a một... U 2 dm U 1dm Với m.b.a ba pha : I 1dm = S dm 3U 1dm I 2 dm = S dm 3U 2 dm 5 Tần số định mức: fđm, tính bằng Hz Ngoài ra trên nhãn máy còn ghi những số liệu khác như: số pha m; tổ nối dây; điện áp ngắn mạch un%, chế độ làm việc; phương pháp làm mát, Một số hình ảnh về cấu tạo m.b.a . ương 9 ương 9 Khái niệm chung về máy biến áp Khái niệm chung về máy biến áp 9- 3. Phân loại và kết cấu của máy biến áp 9- 3. Phân loại và kết cấu của máy biến. Dưới đây chủ yếu xét đến máy biến áp điện lực một pha và ba pha. 9. 3.2. Cấu tạo của máy biến áp 9. 3.2. Cấu tạo của máy biến áp M.b.a có các bộ phận chính