Trong ngành điện thì công việc thiết kế máy điện là một khâu vô cùng quan trọng, nhờ có các kỹ sư thiết kế máy điện mà các máy phát điện mới ra đời, cung cấp cho các nhà máy điện, Khi điện đã được sản xuất ra thì phải triền tải điện năng tới nơi tiêu thụ, trong quá trình truyền tải điện năng đó thì không thể thiếu được các máy biến áp điện lực dùng để tăng điện áp lên cao để tránh tổn thất điện năng, khi truyền tải cũng như giảm điện áp cho phù hợp với nơi tiêu thụ.
TRờng đại học công nghiệp hà nội đồ án môn Lời mở đầu húng ta sống thời đại với phát triển không ngừng khoa học kĩ thuật, thời đại mà nghiệp công nghiệp hóa đại hóa đợc đặt lên hàng đầu Nói đến công nghiệp hóa, đại hóa tách rời đợc ngành điện, ngành điện đóng vai trò mấu chốt trình Trong ngành điện công việc thiết kế máy điện khâu vô quan trọng, nhờ có kĩ s thiết kế máy điện mà máy phát điện đợc đời cung cấp cho nhà máy điện Khi điện đợc sản xuất phải truyền tải điện tới nơi tiêu thụ, trình truyền tải điện thiếu đợc máy biến áp điện lực dùng để tăng giảm điện áp lới cho phù hợp việc tăng điện áp lên cao để tránh tổn thất điện truyền tải nh giảm điện áp cho phù hợp với nơi tiêu thụ Vì lí mà máy biến áp điện lực (MBAĐL) mét bé phËn rÊt quan träng hƯ thèng ®iƯn MBAĐL ngâm dầu loại máy đợc sử dụng phổ biến u điểm vợt trội loại máy có đợc Nhờ mà MBAĐL ngâm dầu ngày dợc sử dụng rộng rãi không ngừng đợc cải tiến cho phục vụ nhu cầu ngời sử dụng đợc tốt Phần I: Tổng quan máy biến áp 1.1 Vài nÐt kh¸i qu¸t vỊ m¸y biÕn ¸p ThiÕt kÕ máy biến áp điện lực dầu pha TRờng đại học công nghiệp hà nội đồ án môn Để dẫn điện từ trạm phát điện đến hộ tiêu thụ cần phải có đờng dây tải điện (Hình 1.1) Nếu khoảng cách nơi sản xuất điện nơi tiêu thụ điện lớn, vấn đề lớn đặt cần đợc giải việc truyền tải điện xa cho kinh tế đảm bảo đợc tiêu kĩ thuật Máy phát điện Máy biến áp tăng áp Đờng dây tải Hộ tiêu thụ Máy biến áp giảm áp Hình 1.1 Sơ đồ mạng truyền tải điện đơn giản Nh ta biết, công suất truyền tải đờng dây, điện áp đợc tăng cao dòng điện chạy đờng dây giảm xuống, nh làm tiết diện dây nhỏ đi, trọng lợng chi phí dây dẫn giảm xuống, đồng thời tổn hao lợng đờng dây giảm xuống Vì thế, muốn truyền tải công suất lớn xa, tổn hao tiết kiệm kim loại mầu đờng dây ngời ta phải dùng điện áp cao,dẫn điện đờng dây cao thế, thờng 35,110,220 500 KV Trên thực tế, máy phát điện thờng không phát điện áp nh lí an toàn, mà phát điện áp từ đến 21KV, phải có thiết bị để tăng điện áp đầu đờng dây lên Mặt khác hộ tiêu thụ thờng sử dụng điện áp thấp từ 127V, 500V hay đến 6KV, trớc sử dung điện cần phải có thiết bị giảm điện áp xuống Những thiết bị dùng để tăng điện áp máy phát điện tức đầu đờng dây dẫn thiết bị giảm điện áp trớc đến hộ tiêu thụ gọi máy biến áp (MBA) Thực hệ thống điện lực, muốn truyền tải phân phối công suất từ nhà máy điện đến tận hộ Thiết kế máy biến áp điện lực dầu pha TRờng đại học công nghiệp hà nội đồ án môn tiêu thụ cách hợp lí, thờng phải qua ba, bốn lần tăng giảm điện áp nh Do tổng công suất MBA hệ thống điện lực thờng gấp ba, bốn lần công suất trạm phát điện Những MBA dùng hệ thống điện lực gọi MBA điện lực hay MBA công suất Từ ta thấy rõ, MBA làm nhiệm vụ truyền tải phân phối lợng không chuyển hóa lợng Ngày khuynh hớng phát triển MBA điện lực thiết kế chế tạo MBA có dung lợng thật lớn, điện áp thật cao, dùng nguyên liệu chế tạo để giảm trọng lợng kích thớc máy Nớc ta ngành chế tạo MBA thực có chỗ đứng việc đáp ứng phục vụ cho công công nghiệp đại hóa nớc nhà Hiện sản xuất đợc MBA có dung lợng 63000KVA với điện áp 110KV 1.2 Định nghĩa máy biến áp Máy biến áp thiết bị điện từ đứng yên, làm việc dựa nguyên lí cảm ứng điện từ, biến đổi hệ thống dòng điện xoay chiều điện áp thành hệ thống dòng điện xoay chiều điện áp khác, với tần số không thay đổi Kí hiệu MBA đơn giản nh hình 1.2 Hình 1.2 Kí hiệu MBA Đầu vào MBA đợc nối với nguồn điện ,đợc gọi sơ cấp (SC).Đầu MBA đợc nối với tải gọi thứ cấp (TC) Khi điện áp đầu TC lớn điện áp vào SC ta có MBA tăng áp Khi điện áp đầu TC nhỏ điện áp vào SC ta có MBA hạ áp Thiết kế máy biến áp điện lực dầu pha TRờng đại học công nghiệp hà nội đồ án môn Các đại lợng thông số đầu sơ cấp + U1 : Điện áp sơ cấp + I1 : Dòng điện qua cuộn sơ cấp + P1 : Công suất sơ cấp + W1 : Số vòng dây cuộn sơ cấp Các đại lợng thông số đầu thứ cấp + U2 : Điện áp thứ cấp + I2 : Dòng điện qua cuén thø cÊp + P2 : C«ng suÊt thø cấp + W2 : Số vòng dây cuộn thứ cấp 1.3 Các lợng định mức Các lợng định mức MBA nhà chế tạo qui định cho phù hợp với loại máy Có đại lợng định mức MBA a Điện áp định mức Điện áp sơ cấp định mức kí hiệu U1đm ,là điện áp qui định cho dây quấn sơ cấp Điện áp thứ cấp định mức kí hiệu U2đm ,là điện áp cực dây quấn sơ cấp Khi dây quấn thứ cấp hở mạch điện áp đặt vào dây quấn sơ cấp định mức ,ngời ta qui ớc với MBA pha điện áp định mức điện áp pha ,với MBA pha điện áp dây Đơn vị điện áp ghi nhãn máy thờng KV b Dòng điện định mức Dòng điện định mức dòng điện qui định cho dây quấn MBA ,ứng với công suất định mức Thiết kế máy biến áp điện lực dầu pha TRờng đại học công nghiệp hà nội đồ án môn điện áp định mức Đối với MBA pha dòng điện định mức dòng điện pha Đối với MBA pha dòng điện định mức dòng điện dây c Công suất định mức Công suất định mức MBA công suất biểu kiến định mức Công suất định mức kí hiệu Sđm ,đơn vị VA,KVA Đối với MBA pha công suất định mức : Sđm=U2đ.I2đm =U1đm.I1đm Đối với MBA pha công suất định mức : Sđm= U2đm.I2đm= U1đm.I1đm 1.4 Công dụng MBA MBA ®ỵc sư dơng réng r·i ®êi sèng ,phơc vơ việc sử dụng điện vào mục đích khác nh + Trong thiết bị lò nung có MBA lò + Trong hàn điện có MBA hàn + Làm nguồn cho thiết bị điện ,thiết bị điện tử công suất + Trong lĩnh vực đo lờng (Máy biến dòng ,Máy biến điện áp) + Máy biến áp thử nghiêm + Và đặc biệt quan trọng MBA điện lực đợc sư dơng hƯ thèng ®iƯn Trong hƯ thèng điện MBA có vai trò vô quan trọng , dùng để truyền tải phân phối điện ,vì nhà máy điện công suất lớn thờng xa trung Thiết kế máy biến áp điện lực dầu pha TRờng đại học công nghiệp hà nội đồ án môn tâm tiêu thụ điện (Các khu công nghiệp hộ tiêu thụ) cần phải xây dựng hệ thống truyền tải điện Điện áp nhà máy phát thờng : 6.3;10.5;15.75;38.5 KV.Để nâng cao khả truyền tải giảm tổn hao công suất đờng dây phải giảm dòng điện chạy đờng dây ,bằng cách nâng cao điện áp truyền ,vì đầu đờng dây cần lắp đặt MBA tăng áp 110 KV ;220KV ;500 KV v v.và cuối đờng dây cần đặt MBA hạ áp để cung cấp điện cho nơi tiêu thụ ,thờng 127V đến 500V động công suất lớn thờng đến 6KV 1.5 Cấu tạo m¸y biÕn ¸p M¸y biÕn ¸p cã bé phËn : Lõi sắt Dây quấn Ngoài có phận khác nh vỏ máy hệ thống làm mát 1.5.1 Lõi sắt máy biến áp Lõi sắt máy biến áp dùng để dẫn từ thông máy, đợc chế tạo từ vật liệu dẫn từ tốt nh thép kĩ thuật điện Ngày loại tôn cán lạnh đợc sử dụng chủ yếu công nghệ chế tạo lõi sắt, tôn cán lạnh loại tôn có vị trí xếp tinh thể gần nh không đổi có tính dẫn từ định hớng, suất tổn hao giảm đến 2,5 lần so với tôn cán nóng Độ tõ thÈm thay ®ỉi rÊt Ýt theo thêi gian, dïng tôn cán lạnh cho phép tăng cờng độ từ cảm lõi sắt lên tới 1,6 đến 1,65 T (Tesla), tôn cán nóng tăng đợc từ 1,3 đến 1,45T từ giảm đợc tổn hao máy, dẫn đến giảm đợc trọng lợng kích thớc máy, đặc biệt rút bớt đáng kể chiều cao MBA, rÊt thn tiƯn cho viƯc chuyªn trë Tuy nhiªn tôn cán lạnh giá thành có đắt hơn, nhng việc giảm đợc tổn hao trọng lợng máy nên ngời ta tính MBA đợc chế tạo loại tôn vận hành kinh tế MBA đợc làm tôn cán nóng Thiết kế máy biến áp điện lực dầu pha TRờng đại học công nghiệp hà nội đồ án môn Hiện nớc, tất MBA điện lực đợc thiết kế tôn lạnh, (nh loại tôn cán lạnh Nga, Nhật, Mỹ, CHLB Đứcv v) Lõi sắt gồm phận trụ(T) gông(G) Trụ nơi để đặt dây quấn Gông phần khép kín mạch từ trụ Trụ gông tạo thành mạch từ khép kín Lá thép kĩ thuật điện đợc sử dụng thờng có độ dày từ(0,30 tới 0,5)mm hai mặt đợc sơn cách điện Trong MBA dầu toàn lõi sắt dây quấn đợc ngâm dầu biến áp Theo phân bố xếp tơng đối trụ gông dây quấn mà ta có loại lõi sắt nh sau : a.Lõi sắt kiểu trụ: Dây quấn ôm lấy trụ sắt, gông từ giáp phía phía dới dây quấn mà không bao lấy mặt dây quấn, trụ sắt thờng bố trí đứng, tiết diện trụ có dạng gần hình tròn, kết cấu đơn giản, làm việc bảo đảm, dùng vật liệu, hầu hết MBA điện lực sử dụng kiểu lõi sắt này(Hình 1.3) Thiết kế máy biến áp điện lực dầu pha TRờng đại học công nghiệp hà nội đồ án môn Hình 1.3: KÕt cÊu m¹ch tõ kiĨu trơ a Mét pha; b Ba pha; b.Lõi sắt kiểu bọc: Kiểu gông từ bao lấy phần phần dới dây quấn mà bao mặt bên dây quấn Lõi sắt nh bọc lấy dây quấn, trụ thờng để nằm ngang, tiết diện trụ có dạng hình chữ nhật MBA loại có u điểm không cao nên vận chuyển dễ dàng, giảm đợc chiều dài dây dẫn từ dây quấn đến sứ ra, chống sét tốt dùng dây quấn sen kẽ nên điện dung dây qn C dq lín, ®iƯn dung ®èi víi ®Êt C® nhỏ nên phân bố điện áp sét dây quấn nhng kiểu lõi sắt có nhợc điểm chế tạo phức tạp lõi sắt dây quấn, thép kĩ thuật điện nhiều loại kích thớc khác dây quấn quấn thành ống tiết diện tròn, trờng hợp dây quấn quấn thành ống chữ nhật độ bền lực tác dụng lên dây quấn không đều, tốn nguyên vật liệu Lõi sắt loại thờng đợc sử dụng chế tạo cho MBA lò điện (Hình 1.4) c.Lõi sắt kiểu trụ bọc ( Hình 1.5): Thiết kế máy biến áp điện lực dầu pha Hình 1.4 Kết cấu mạch từ kiểu bọc a Một pha ; b Ba pha ; TRờng đại học công nghiệp hà nội đồ án môn Là kiểu lõi sắt có liên hệ kiểu trụ kiểu bọc Kiểu hay dùng MBA pha hay ba pha với công suất lớn (hơn 100000KVA /1 pha)và để giảm bớt chiều cao trụ ta san gông sang hai bên Đối với MBA có lõi sắt kiểu bọc kiểu trụ bọc hai trụ sắt phía thuộc gông Để giảm tổn hao dòng điện xoáy gây nên, lõi sắt đợc ghép từ thép kĩ thuật điện có độ dày 0,35mm có phủ sơn cách điện bề mặt Các kiểu ghép trụ gông với nhau: Theo phơng pháp ghép trụ gông vào ta chia lõi sắt thành kiểu lµ lâi ghÐp nèi vµ ghÐp xen kÏ *GhÐp nèi: kiểu ghép mà gông trụ ghép riêng sau đợc đem nối với nhờ xà bulong ép ( hình 1.6a) kiểu ghép ghép đơn giản nhng khe hở không khí trụ gông lớn nên tổn hao dòng điện không tải lớn, mà kiểu đợc sử dụng *Ghép xen kẽ: lớp thép trụ gông lần lợt đặt xen kẽ ( hình 1.6b) sau dùng xà ép bulong ép chặt Muốn lồng dây vào dở hết phần gông ra, cho dây quấn đợc quấn trên1.5 ống bakelit lồngtrụ vào trụ, trụ đợc Hình Mạch từ kiểu bọc nêm chặt với ống 1:Trụ;2:Gông;3:Dây bakelit cách nêm quấncách điện ( gỗ,bakelit) sau xếp thép vào gông nh cũ ép gông lại Để giảm bớt tổn hao tính dẫn từ không đẳng hớng ghép thép ta thêm mối nối nghiêng trụ bốn góc, hay cắt vát góc thép kĩ thuật điện nh (hình 1.6.c.d.e) Do dây quấn thờng quấn thành hình tròn, nên tiết diện ngang trụ sắt thờng làm thành hình bậc thang gần tròn Thiết kế máy biến áp điện lực dầu pha Lợt Lợt TRờng đại học công nghiệp hà nội đồ án môn Gông từ không quấn dây để thuận tiện cho việc chế tạo tiết diện ngang gông làm đơn giản, hình vuông hình chữ nhật hay chữ T Tuy nhiên e hầu hết MBA điện lực ngời ta hay dùng tiết diện gông hình bậc thang cã sè bËc gÇn b»ng sè bËc cđa tiÕt diƯn trơ Lỵt Lỵt a b L ỵt L ợt Hình 1.6 Thứ tự ghép lõi sắt ba pha a GhÐp nèi; b GhÐp xen kÏ mèi nối thẳng; c Ghép xen kẽ mối nối nghiêng gãc; d GhÐp xen kÏ mèi nèi nghiªng gãc; e ghép xen kẽ hỗn hợp c Lợt Lợt 1.5.2 Dây quấn máy biến áp Dây quấn phận dẫn điện MBA, làm nhiệm vụ thu lợng vào truyền lợng Kim loại làm dây quấn thờng bằngd đồng, nhôm ( phổ biến) Dây quấn gồm nhiều vòng dây đợc lồng vào trụ lõi sắt vòng dây, dây quấn có cách điện với cuộn dây đợc cách điện với lõi Dây quấn MBA gåm cã cuén cuén cao ¸p (CA) cuén hạ áp (HA) có cuộn trung áp (TA) Theo cách xếp dây quấn CA HA , ngời ta chia hai loại dây quấn : Dây quấn đồng tâm dây quấn xen kẽ 10 Thiết kế máy biến áp điện lực dầu pha q2: mật độ dòng nhiệt bề mặt dây quấn CA:theo (6-2 TL1) q2 = p cu k f M2 2957,195.1,003 5,56 = = 532,5 W/m2 => 0d2 = 0,285 532,50,6 = 12,32 o C c Nhiệt độ chênh trung bình dây quấn với dầu D ây quấn HA: dtbHA = θ0 tbHA + 19,687 C o 0d1 = 1,07 +18,687 = D©y quÊn CA : θ0 dtbCA = θ0 tbCA + 0d2 = 0,123 +12,32 = 12,443 C o 111.Nhiệt độ chênh dầu vách thùng tb: Thông thờng nhiệt độ chêng không 3-6 o C Do sơ ta chọn tb=3 o C 112.Nhiệt độ chênh vách thùng không khí t.k Nhiệt lợng từ vách thùng truyền qua không khÝ xung quanh theo hai ®êng : mét bé phËn truyền theo tợng đối lu , phận truyền theo phơng pháp xạ Nh việc tính toán nhiệt độ chênh vách thùng không khí liên quan đến việc tính toán bề mặt xạ đối lu thùng II Tính toán nhiệt thùng dầu Nh ta biết, thùng dầu đồng thời vỏ máy MBA, có đặt chi tiết máy quan trọng nh sứ cđa d©y qn CA va HA, èng phãng nỉ, bình giãn dầu Vì thùng dầu yêu cầu đảm bảo tản nhiệt tốt phải đảm bảo tính điện (nh đảm bảo khoảng cách cho phép dây quấn với thùng), có độ bền học đảm bảo, chế tạo đơn giản có khả rút gọn đợc kích thớc bên Việc tính toán yêu cầu tản nhiệt, sau kiểm tra lại xem yêu cầu cần tản nhiệt 113Chọn loại thùng dầu: Căn vào bảng 57 dung lợng MBA S =400 KVA Ta chọn loại thùngvách thẳng có tản nhiệt kiểu ống thẳng ( kiểu ống góp )có kích thớc nh hình vÏ B C 60 A (Bé t¶n nhiƯt kiĨu èng thẳ ng) Để đảm bảo cho m.b.a tản nhiệt tốt loại thùng có tản nhiệt kiểu ống , đặc biệt kiểu ống thẳng đợc sử dụng phỉ biÕn thùc tÕ hiƯn Mơc ®Ých cđa việc chế tạo thùng có tản nhiệt kiểu ống thẳng vừa chế tạo đơn giản , vừa bố trí chu vi thùng dầu thuận tiện cácloại tản nhiệt khác tốn công uốn , khoan lỗ vách thùng , hàn trực tiếp hay bắt vào thùng mặt bích tuỳ theo công suất Mặt khác loại thùng dảm bảo làm tăng diện tích bề mặt toả nhiệt để giảm bớt nhiệt độ từ dây quấn , dầu không khí qua vách thùng nhờ phơng pháp xạ đối lu 114.Chọn kích thớc tối thiểu bªn cđa thïng a.chiỊu réng tèi thiĨu cđa thïng lµ: B = D2 + S1 + S2 + d1 + S3 + S4 + d2 (6.14 TL1) §èi víi m.b.a 3pha cấp điện áp từ 6-35KV Trong : D2 =36,8cm : đờng kính dây quấn CA + S1 =3,5 (cm): khoảng cách dây dẫn ®Õn v¸ch thïng cđa cn CA + S2 = 3,7 (cm) : khoảng cách từ dây dẫn dây quÊn CA ®Õn bé phËn nèi ®Êt + S3 = 5(cm) : khoảng cách dây dẫn không bọc cách điện dây quấn HA đến mặt dây quấn CA + S4 = (cm) : khoảng cách từ dây quấn dây quấn HA không cách điện đến vách thùng + d1: bề dày lớp dây quấn HA : d1 = a1 = 15,5 mm + d2: bề dày lớp dây quấn CA cách ®iÖn d2 = d’2 = 0,269 cm => B = 38,6 + 3,5 +3,7 +1,15 +5 +2 +0,269 = 54,619 cm Để tâm trụ m.b.a ta lấy B = 58 cm b.ChiỊu dµi tèi thiĨu cđa thïng A = 2.C + D2 + 2.S5 (6.15 TL1) Trong ®ã : S5 : Là khoảng cách dây quấn CA vách thùng S5 = S3 + d2 + S4 = 0,269 +5 +2 = 7,269 cm C = 40 cm : khoảng cách hai tâm trụ cạnh D = 38,6 cm => A = 2.40 + 38,6 + 2.7,269 =133,138 cm c.ChiỊu cao cđa thïng H = H + H2 H1: Là chiều dài từ đáy chiỊu cao lâi s¾t H1 = LT + 2hG + n (6.18 TL1) thïng ®Õn hÕt (6.19 TL1) LT = 59,3 (cm) n = 4: ChiỊu dµy tÊm lãt díi gông dới hG : chiều cao gông gần ®óng cã thĨ tÝnh TG hG = b G TG = 237,6 mm2 bG = 1,68 (cm) hG = 237,6 = 14,14 (cm) 16,8 => H1 = 59,3 +2.14,14 +4 = 91,58 (cm) H2 : Là khoảng cách tối thiểu từ gông đến nắp thùng theo bảng 58 ta chọn H2 = 32 cm Nhng để đảm báo tản nhiệt H2 tăng lên 1,5 lần: H2 = 1,5.32 = 48 cm => H = 91,58 +48 = 139,58 cm Chän bé t¶n nhiƯt : 115.Chän sè bé t¶n nhiệt : Để phù hợp với kích thớc thùng nh tăng diện tích xạ đối lu ta chọn tản nhiệt kiểu ống thẳng có kích thớc nh hình vẽ 116.Sơ tính diện tích bề mặt xạ đối l u thùng a) Tính bề mặt Mbx xạ thùng Đối với thùng có đáy ô van Mbx = Mfôv K 10-4 (6.21 TL1) Trong : Mfôv = 2.(A-B) + .B.H phẳng thùng phẳng đáy ôvan cm2 : diện tích Mfôv=2 (133,13854,619)+3,14.54,619.139,58=45875,84(cm2) K = 1,5 : Hệ số ảnh hởng đến hình đáy mặt thùng => Mbx = 4587,84.1,510-4 = 6,88(m2) b) Bề mặt đối lu thùngtính sơ 1,05 p Mđl = 2,5. 1, 25 - 1,12.Mbx (m2) tk (6.22TL1) Trong ®ã: p = p0 + pn = 5654,4 +895,76 = 6549,76 (W) : tổng tổn hao không tải ngắn mạch m.b.a Mbx =7,2 m2 : diện tích bề mặt xạ tk : Là nhiệt độ chênh thùng dầu so với không khí xung quanh Ta vào điều kiện sau để chọn cho hợp lý Ta biết nhiệt độ chênh lâu dài cho phép dây quấn so với môi trờng xung quanh tải định mức 60 0C độ chênh trung bình dầu không khí không đợc : dk = 600C - 0dtb = 600 19,6870= 40,3130 Với 0dtb nhiệt độ chênh trung bình dây quấn HA( ta lấy giá trị lớn hai dây quấn ) Do nhiệt độ chênh thùng không khí đợc tÝnh nh sau: tk = dk - dt= 40,313 - =34,3130C dt : nhiệt độ chênh dầu thùng , ta lấy 60C Ta kiĨm tra ®iỊu kiƯn .(dl + tk) 500C .dk 500C Với = 1,2: hệ số xác định tỷ số nhiệt độ chênh dầu không khí lúc lớn với trị số trung bình 1,2 40,313 = 48,3760C < 500C Thay c¸c sè liƯu vào công thức (6.22) ta đợc Mdl = 1,05.6549,76 = 25,419(m2) 2,5.34,3131, 25 117.Xác định khoảng cách tâm ống góp d ới tản nhiệt ( A1) A1 phải thoả mãn điều kiện A1 ≤ H - 34 cm => A1 ≤ 139,58 -34 = 105,58 cm Theo điều kiện dựa vào bảng 63 ta chọn tản nhiệt có dãy ống có số liệu sau : khoảng cách tâm ống dới : A1 = 90 cm khoảng cách tối thiểu tâm trục mặt bích tản nhiệt đến mặt phẳng dới mặt phẳng thành thùng c1 c2 tơng ứng 8,5 10 cm bề mặt ®èi lu cña èng : M0®l = 2,733 m2 träng lợng tản nhiệt không kể dầu : Gb = 41,14 kg trọng lợng dầu tản nhiệt : Gd = 30kg bề mặt đối lu cđa hai èng gãp : M g®l = 0,34 m 118.Xác định lại bề mặt đối lu thực tế thùng : Mđl = Mfđl khdt +Mn khdn +Môđl khđô +Mgđl kghd theo 6-46 TL1 m2 Trongđó : a.Mfđl : bề mặt đối lu thùng phẳng nắp Mfđl =Mb x=2.(A-B) + .B.H 10-4 + 0,5 Mn ( m2 ) theo (6-27 TL1) Víi : Mn : diện tích bề mặt nắp thùng dầu : Mn bn2 =( +bn ( ln – bn ) ) 10-4 ( m2 ) theo 6- 28 TL1 : bn : chiều rộn nắp thïng ( cm) bn = B + 2.bv = 54,619 +2.5 = 64,619 cm bv = cm : chiều rộng vành nắp thùng chọn ln : chiều dài nắp thùng ln = A + bv = 133,138 +2.5 = 143,138 cm 3,14.64,62 64,62.143,14 64,62 .10 =0,835 m2 => Mn = b khdl : hệ số hình dáng thùng , tra b¶ng 56 ta cã khdl = 1,0 Mn = 0.853 m2 khdn = 1,0 : lµ hƯ sè hình dáng nắp thùng Môđl =6.2,733 m2 : diện tích bề mặt ống tản nhiệt khđô =1,26 : hệ số hình dáng ống , thùng có tản nhiệt ống thẳng Mgđl = 6.0.34 m2 :là diện tích ống góp tản nhiệt ống góp tròn kghd =1,4 : hệ số hình dáng cđa èng gãp => M®l = 5,0832.1,0+0,835.1,0 +6.2,733.1,26 +6.0.34.1,4 =29,43 m2 So sánh với kết tính bề mặt đối lu sơ Mdl=25,4 m2 ta thấy Mđl > Mdl Nh kết tính toán hoàn toàn thoả mãn yêu cầu đảm bảo nhiệt độ tốt : tính toán cuối nhiệt độ chênh dây quấn dầu m.b.a Mục đích phần tính toán kiểm tra lại nhiệt độ chênh thực tế dây quấn dầu không khí 119 Tính nhiệt độ chênh thùng với không khí : θtk = k p0 p n 0.8 2,8.M bx 2,5.M dl C theo 6-47 TL1 Trong ®ã k =1,05 : trị số ứng với tính toán cho m.b.a ®¬n chiÕc => θtk 1,05.6549,76 0.8 = = 31,30C , , 88 , 29 , 43 120 Tính nhiệt độ chênh dầu sát vách thùng so víi thïng k p p n 0,6 θdt = k1 0,165 M dl C theo 6-41 TL1 Trong : k1 =1: hệ số làm lạnh dầu tự nhiên M đl \= Mfđl + Môđl = 5,0832+6.2,733 = 21,4812 m2 Là tổng bề mặt đối lu vách thùng phẳng nắp thùng , ống tản nhiệt không kể đến điều kiện ®èi lu tèt hay xÊu => θdt 1,05.6549,76 0,6 = 1,0.0,165 21,4812 C 121.NhiÖt độ chênh thùng dầu so với không khí = 5,26 θ’dk = θdt + θtk C theo 6-42 TL1 θ’dk = 5,26 + 31,3 = 36,56 0C 122.TÝnh nhiệt độ chênh lớp dầu so với không khí phải đạt tiêu chuẩn : dk = .(dl+ tk) 500C theo 6-43 TL1 Víi = 1,2 θdk = 1,2 ( 5,26 +36,56 ) = 43,87 500C Hoµn toµn thoả mãn Nh yêu cầu thoả mãn nhiệt ta đáp ứng đợc 123.Tính tóan nhiệt độ chênh dây quấn không khí phải thoả mãnđiều kiÖn θ0k = θ Ta cã : θ0k 0dtb + θ’dk 600C theo 6-44 TL1 = 19,687 + 36,56 = 56,246 600C Hoàn toàn đạt yêu cầu 7.1 Xác định sơ trọng lợng ruột máy , vỏ máy , dầu bình giãn dầu m.b.a Việc xác định tính toán xác trọng lợng ruột máy, vỏ máy MBA tiến hành đợc sau hoàn thiện thiết kế đầy đủ chi tiết MBA Nhng với tính toán sác định sơ đợc trọng lợng máy, cần cho việc tính toán kinh tế, cần phải đánh giá phơng án thiết kế 124.Trọng lợng ruột máy.(phần tác dụng) Tức toàn lõi sắt có dây quấn dây dẫn trừ nắp máy Có thể xác định gần nh sau Gr=1,2(Gdq + Gl) Trong ®ã: (6.45 TL1) HƯ sè 1,2: Là hệ số kể đến trọng lợng ruột máy đợc tăng thêm cách điện kết cầu khác Gdq: Là trọng lợng toàn dây quấn dây dÉn Gdq = Gdd + Gr =290,71 ( kg) + G r = 283,55 + 7,01 + 0,15 G l = GFe= 639,01 (KG) : Lµ träng lợng lõi sắt Gr= 1,2.( 290,71 + 639,01) = 1115,664 (KG) 125,Xác định trọng lợng vỏ thùng : Gt = G Trong ®ã n + G ® + Gv + Gbô kg G n : trọng lợng nắp thùng G đ : trọng lợng đáy thùng Gv : trọng lợng vách thùng Gbô: trọng lợng tản nhiệt a, Tính trọng lợng nắp thùng đáy thùng : G n= Gđ= V Trong : thïng fe ( kg) V n : thể tích nắp thùng nh đáy V Với: n n = Mn dn ( dm3) Mn : lµ diện tích bề mặt nắp thùng Mn = 0,835 m2 = 0,835.102 dm2 dn: chiều dầy nắp nh đáy thùng ta chọn = mm = 5.10-2 dm V n = 0,835.102.5.10-2 = 4,175 dm3 fe = 7,85 ( kg/dm3): tû träng cđa s¾t => G n = G ® = 4,175.7,85 = 32,774 kg b Trọng lợng vách thùng : Gv = Vv 8fe kg Trong : Vv:là thể tích vách thïng Vv= Mv dv dm3 Víi : Mv = Mb x = 6,88 m2 =6,88.102 dm2 : Lµ diƯn tÝch bề mặt vách thùng mm = 5.10 -2 dv: chiều dày vách thùng , ta chọn d v = dm => Vv = 6,88.102 10-2 = 34,4 dm3 => Gv = 34,4 7,85 = 270,04 kg c trọng lợng tản nhiệt : Gbo = Gb = 5.41,14 = 205,7 kg => Träng lỵng cđa vá thïng lµ : Gt = 32,774 + 32,774 + 270,04 +205,7 = 541,288 kg 126.Xác định trọng lợng dÇu m.b.a : Gd =1,05 0,9.Vt Vr Gdo' kg theo 6- 48 TL1 Trong®ã : hệ số 1,05 : kể đến trọng lợng dầu tăng thêm bình giãn dầu Vt : thể tích bên thùng dầu phẳng : Vt = St H Víi :St = A B .B dm3 B : lµ diƯn tÝch bªn cđa thïng St = ( 133,138 – 54,619 ).54,619 + 3,14.54,619 = St = 6630,469 cm2 =66,305 dm2 H = 139,58 cm = 13,958 dm2 : lµ chiỊu cao cđa thïng => Vt = 66,305 13,958 = 925,48 dm3 + Vr : thÓ tÝch ruét m¸y , tÝnh theo 6-47 TL1 GR Vr = r Víi : Gr = 1115,664 kg : trọng lợng ruột máy r = 5,6 ( kg/dm3) : tỷ trọng trung bình ruột máy => Vr = 1115 ,664 5,6 = 199,23 ( dm3) + G’do = 5.G’d = 5.30 = 150 kg => Gd = 1,05 0,9. 925,48 199,23 150 =843,81 kg 127 Thiết kế bình giãn dầu : Theo quy định nhà nớc m.b.a có dung lợng từ 100KVA trở lên , điện áp 6KV phải có bình giãn dầu Thể tích bình giãn dầu phải đảm bảo cho nhiệt độ không khí xung quanh dao động phạm vi -10 40 0C Vì nhiệt độ chênh lớp dầu từ 600C dầu đợc giãn nở phạm vi bình giãn dầu Theo kinh nghiệm thờng thể tích bình giãn dầu 10% thể tích dầu thùng Do ta xác định đợc thể tích bình giãn dầu theo 6-49 : Vg = (0.07 – 0.1 ).Vd dm3 Vg = 0.09 ( Vt - Vr ) = 0.09 ( 925,48-199,23) = 65,363 dm3 Dùng thép dầy 2mm để chế tạo bình giãn dầu , bình giãn dầu đợc đặt nằm ngang nắp thùng Đối với thùng có tản nhiệt kiểu ống thẳng ( bên vách thùng tản nhiệt chiếm chỗ 30cm).Vì ta lấy chiều dài bình giãn dầu lớn chiều rộng thùng B giới hạn : lg < B + 2.30 = 54,62 + 2.30 = 114,62 §Ĩ cho gän m.b.a ta lÊy lg = 90 cm Xác định đờng kính bình giãn dầu : d= Ta cã : d 4.V g 10 l g = cm 4.65,363.10 3,14.90 theo 6-50 TL1 = 30 cm Tài liệu tham khảo [1] Phan Tử Thụ-Thiết kế máy biến áp điện lực- Nhá xuất khoa häc vµ KÜ thuËt- Hµ néi 2002 [5] Phạm Văn Bình Lê Văn Doanh- Lí thuyết, vân hành, bảo dỡng, thử nghiệm máy biến áp- Nhà xuất Khoa học Kĩ thuật- Hà nội 2002 [2] Trần Khánh Hà Nguyễn Hồng Thanh- Thiết kế máy điện- Nhà xuất Khoa học Kĩ thuật- Hà nội 1997 [3] Đặng Văn Đào Lê Văn Doanh- Kĩ thuật điện- Nhà xuất Khoa học Kĩ thuật [4] Vũ Gia Hanh- Máy điện 1- Nhà xuất Khoa học vµ KÜ thuËt- Hµ néi 2001 ... = 53, 333 (KVA) m 2.Dung lỵng trụ 160 S = = 53, 333 (KVA) t S = Trong : S= 160 KVA: công suất định mức máy biến áp m =3 :số pha t =3 : số trụ tác dụng m.b.a 3pha Dòng điện dây định mức - Phía cao áp. .. điện áp ngắn mạch BT=1,6.( T) : Tõ c¶m trơ Kl=0,902 : hƯ sè lỵi dơng => A=0.507 * 133 ,3. 0, 031 .0,95 =0,16 50 .3, 73. 1,6 2.0.902 HÖ sè : A1=5, 633 .10-2.A3.Kl ( kg) ( 2. 43 TL1) A1=5, 633 .104.0,1 63. 0,902.1 ,36 =284,55... nối với tải gọi thứ cấp (TC) Khi điện áp đầu TC lớn điện áp vào SC ta có MBA tăng áp Khi điện áp đầu TC nhỏ điện áp vào SC ta có MBA hạ áp Thiết kế máy biến áp điện lực dầu pha TRờng đại học công