Chương 2 - Máy biến áp. Phần này sẽ trình bày các vấn đề cơ bản của máy biến áp như: Cấu tạo và nguyên lý hoạt động, các phương trình cơ bản – mô hình toán học, thứ cấp quy về sơ cấp, mạch tương đương chính xác quy về sơ cấp, năng lượng và hiệu suất,...và các nội dung liên quan khác. Mời các bạn tham khảo.
Chương: MÁY BIẾN ÁP Presenter: Trịnh Hoàng Hơn Industrial and Civil Automation Lab Tel: 0903767041 trinhhoanghon09@gmail.com 22/07/16 00:51 Nội dung * * * * * * * * Giới thiệu máy biến áp Điều kiện không tải Ảnh hưởng dòng sơ cấp: MBA lý tưởng Kháng trở sơ đồ mạch tương đương Các yếu tố kỹ thuật phân tích MBA MBA từ ngẫu: Máy biến áp nhiều cuộn dây Máy biến áp ba pha Máy biến điện áp máy biến dòng 22/07/16 00:51 Trịnh Hoàng Hơn ICA Lab Cấu tạo nguyên lý hoạt động • Lõi thép • Cuộn sơ cấp • Cuộn thứ cấp • Dầu máy biến áp • Vỏ máy Võ máy Cánh tản nhiệt Bình giản dầu … 22/07/16 00:51 Trịnh Hoàng Hơn ICA Lab Cấu tạo nguyên lý hoạt động ÑL OHM MẠCH ĐIỆ N CUNG CẤ P ĐIỆ NÁ P VÀ O DÂ Y QUẤ N SƠ CẤ P ĐL AMPERE DÒ NG ĐIỆ N KHÔ NG TẢ I QUA DÂ Y QUẤ N SƠ CẤ P ĐL OHM MẠCH TỪ HÌNH THÀ NHSỨ C TỪĐỘ NG F10 TRONG MẠCH TỪ ĐỊNH LUẬ T CẢ M Ứ NG ĐIỆ N TỪ CÔ NG THỨ C FARADAY TỪ THÔ NG TỪHÓ A KHÉ P KÍN TRONG MẠCH TỪ SỨ C ĐIỆ N ĐỘ NG CẢ M Ứ NG HÌNH THÀ NH TRONG DÂ Y QUẤ N SƠ VÀ THỨCẤ P I1 o + Điện – Từ - Điện 22/07/16 00:51 V1âđm - Trịnh Hồng Hơn ICA Lab I2 + N1 N2 V2 - Các Pt – mô hình tốn học U E I1 R1 E1 4.44 fN1 * Từ F N1 I N I (2.3) (2.4) * Điện E2 4.44 fN m E U I2 R2 jX * Điện 22/07/16 00:51 jX m Trịnh Hoàng Hơn ICA Lab (2.1) (2.2) (2.5) Sơ đồ tương đương - Mơ hình vật lý Eq 2.3 Eq 2.1 I’2 Eq 2.5 Eq 2.2 – 2.4 22/07/16 00:51 Trịnh Hoàng Hơn ICA Lab Thứ cấp quy sơ cấp * Tương đương mạch điện Thỏa mãn Pt toán học Bảo tồn cơng suất E U kE E '2 I2 R2 jX I kU k R2 jk X k U '2 I '2 R '2 jX '2 (2.6) 22/07/16 00:51 Trịnh Hoàng Hơn ICA Lab Thứ cấp quy sơ cấp I’2 I’2 R’2 X’2 E’2=E1 22/07/16 00:51 Trịnh Hồng Hơn ICA Lab Mạch tương đương xác quy sơ cấp 22/07/16 00:51 Trịnh Hoàng Hơn ICA Lab Mạch tương đương gần quy sơ cấp 22/07/16 00:51 Trịnh Hoàng Hơn ICA Lab 10 Năng lượng hiệu suất * Hiệu suất: S cos S cos Pj1 Pj P0 K t S đm cos 2 K t S đm cos K t Pn P0 S đm cos S đm cos 22/07/16 00:51 2 K t Pn P0 Kt Trịnh Hoàng Hơn ICA Lab max Kt P0 Pn 24 Dạng 22/07/16 00:51 ( ) η = f Kt Trịnh Hoàng Hơn ICA Lab 25 Độ sụt áp U1 ∆V = V2dm − V2 �V2dm − V2 � ∆V% = � 100 � � V � � � o U 2' ' n RI A jX n I 2' I 2' U 2' cos Tải cảm (dòng trễ pha) B U1 22/07/16 00:51 U 2' sin ' U cos Trịnh Hoàng Hơn ICA Lab ' n RI ' U sin ' n X I 26 Độ sụt áp B Tải dung (dòng sớm pha) U 2' sin A U 2' cos U1 I 2' U 2' o U1 22/07/16 00:51 jX n I 2' ' U cos ' n RI Trịnh Hoàng Hơn ICA Lab ' U sin Rn I 2' ' n X I 27 * BÀI TẬP 4.1 * Cho máy biến áp : 5KVA, 500V / 100V được thử và cho kết quả sau: * Hiệu suất cực đại máy phát 3KVA * Khi đưa điện áp 100V vào phía hạ áp và hở mạch phía cao áp thì máy tiêu thụ 100W và lấy dòng điện 3A * Tính hiệu suất máy mang tải định mức với hệ số công suất 0,8 trễ 22/07/16 00:51 Trịnh Hoàng Hơn ICA Lab 28 * BÀI TẬP 4.2 * Cho máy biến áp phân phối : 500 KVA 2300V / 230V được thử và cho các kết quả sau: * Thử không tải (đưa điện vào phía hạ áp): V2 = 230V ; I2 = 94 A ; P2 = 2250W * Thử ngắn mạch ( đưa điện vào phía cao áp): V1 = 100V ; I1 = 230A ; P1 = 9200W * Tính các thông số của mạch tương đương quy về sơ cấp 22/07/16 00:51 Trịnh Hoàng Hơn ICA Lab 29 Bài tập 4.3 * Tính lại bài 4.2 nếu các kết quả thử nghiệm ghi nhận sau : * Thử không tải (đưa điện vào phía hạ áp): V2 = 208V ; I2 = 85 A ; P2 = 1800W * Thử ngắn mạch ( đưa điện vào phía cao áp): V1 = 95V ; I1 = 218A ; P1 = 8200W 22/07/16 00:51 Trịnh Hoàng Hơn ICA Lab 30 Bài tập 4.4 * Khi máy biến áp cho bài 4.3 phát tải định mức với hệ số công suất tải là cos = Tính hiệu suất của máy biến áp theo các phương pháp sau: Dùng mạch tương đương chính xác Dùng mạch tương đương gần đúng 22/07/16 00:51 Trịnh Hoàng Hơn ICA Lab 31 * BÀI TẬP 4.5 * Một máy biến áp 120V – 50Hz tiêu thụ 75W và 1,5 A lúc không tải Cho điện trở dây quấn sơ cấp là 0,4 Xác định: * Tổn hao lỏi thép * Hệ số cơng śt lúc khơng tải 22/07/16 00:51 Trịnh Hồng Hơn ICA Lab 32 * BÀI TẬP 4.6 * Cho thông số của mạch tương đương chính xác của máy biến áp 150 KVA, 2400 V / 240 V là : R1= 0,2 ; R’2 = 0,2 ; Xt1 = 0,45 ; X’t2 = 0,45 ; RC = 10K ; Xm = 1,55K Máy phát công suất định mức cho tải có hệ số công suất cos = Xác định: * Phần trăm sụt áp * Hiệu suất của máy biến áp 22/07/16 00:51 Trịnh Hoàng Hơn ICA Lab 33 * BÀI TẬP 4.7 * * Tính lại bài 4.6 dùng mạch tương đương gần đúng cho máy biến áp * So sánh kết quả nhận được với các kết quả đã tính toán bài 4.6 22/07/16 00:51 Trịnh Hoàng Hơn ICA Lab 34 * BÀI TẬP 4.8 * Cho máy biến áp: 100 KVA; 2200 V / 220 V – 50Hz được thiết kế để làm việc với từ cảm cực đại là B = 1,2 T Biết sức điện động cảm ứng 15 V / vòng dây Hãy xác định: * Số vòng dây quấn sơ cấp; thứ cấp * Tiết diện lỏi thép (mạch từ) của máy biến áp 22/07/16 00:51 Trịnh Hoàng Hơn ICA Lab 35 * BÀI TẬP Cho biến áp: 10KVA; 220 V /110 V – 50Hz được thử với các dụng cụ đo lắp ở phía cao áp: * Thử không tải : 500 W; 220V ; 3,16A * Thử ngắn mạch: 400W ; 65V ; 10A * Vẽ mạch tương đương gần đúng quy về sơ cấp * Suy mạch tương đương gần đúng quy về thứ cấp 22/07/16 00:51 Trịnh Hoàng Hơn ICA Lab 36 * BÀI TẬP 4.10 * Số vòng dây quấn sơ cấp và thứ cấp của một máy biến áp lần lượt là 100 vòng và 80 vòng Tiết diện lỏi thép là 32 cm * Lỏi thép bị bão hòa nếu trị số hiệu dụng của từ cảm sin vượt quá 1,4 T * Với nguồn áp sin có tần số 50Hz có điện áp tối đa để biến áp không bão hòa, xác định áp thứ cấp lúc đó 22/07/16 00:51 Trịnh Hoàng Hơn ICA Lab 37 P1 U1 I1 cos Pj1 R1 I12 22/07/16 00:51 P2 PC P0 U I cos Pj 2 P1 U1 I1 cos R2 I 22 Trịnh Hoàng Hơn ICA Lab PC P0 P2 Pj U I cos R1 I12 R2 I 22 38 ... U kE E ''2 I? ?2 R2 jX I kU k R2 jk X k U ''2 I ''2 R ''2 jX ''2 (2. 6) 22 /07/16 00:51 Trịnh Hoàng Hơn ICA Lab Thứ cấp quy sơ cấp I? ?2 I? ?2 R? ?2 X? ?2 E? ?2= E1 22 /07/16 00:51 Trịnh Hoàng Hơn ICA Lab... I? ?2 R2 jX * Điện 22 /07/16 00:51 jX m Trịnh Hoàng Hơn ICA Lab (2. 1) (2. 2) (2. 5) Sơ đồ tương đương - Mơ hình vật lý Eq 2. 3 Eq 2. 1 I? ?2 Eq 2. 5 Eq 2. 2 – 2. 4 22 /07/16 00:51 Trịnh Hoàng Hơn ICA Lab Thứ... lúc đó 22 /07/16 00:51 Trịnh Hoàng Hơn ICA Lab 37 P1 U1 I1 cos Pj1 R1 I 12 22/ 07/16 00:51 P2 PC P0 U I cos Pj 2 P1 U1 I1 cos R2 I 22 Trịnh Hoàng Hơn ICA Lab PC P0 P2 Pj U I cos R1 I 12 R2 I 22 38