Đang tải... (xem toàn văn)
Tiếp nối phần 1, phần 2 sau đây cung cấp các kiến thức về nguyên lý, cấu tạo, đặc tính và ứng dụng của các loại máy điện đang sử dụng phổ biến hiện nay. Đây là giáo trình giúp cho sinh viên không chuyên về điện làm tài liệu tham khảo và học tập.
72 Âải Hc  Nàơng - Trỉåìng Âải hc Bạch Khoa Khoa Âiãûn - Bäü män Âiãûn Cäng Nghiãûp Giaïo trỗnh Kyợ thuỏỷt ióỷn Bión soaỷn: Nguyóựn Họửng Anh, Buỡi Táún Låüi, Nguùn Vàn Táún, V Quang Sån Pháưn II MẠY ÂIÃÛN Chỉång KHẠI NIÃÛM CHUNG VÃƯ MẠY ÂIÃÛN 5.1 ÂËNH NGHÉA V PHÁN LOẢI 5.1.1 Âënh nghéa Mạy âiãûn l thiãút bë âiãûn tỉì, ngun l lm viãûc dỉûa vo hiãûn tỉåüng cm ỉïng âiãûn tỉ,ì vãư cáúu tảo gäưm mảch tỉì (li thẹp) v mảch âiãûn (dáy qún), dng âãø biãún âäøi cạc dảng nàng lỉåüng cå nàng thnh âiãûn nàng (mạy phạt âiãûn) hồûc ngỉåüc lải âiãûn nàng thnh cå nàng (âäüng cå âiãûn), hồûc dng âãø biãún âäøi cạc thäng säú âiãûn nàng âiãûn ạp, dng âiãûn, táưn säú, säú pha 5.1.2 Phán loải mạy âiãûn Mạy âiãûn cọ nhiãưu loải v cọ nhiãưu cạch phán loải khạc ÅÍ âáy ta phán loải mạy âiãûn dỉûa vo ngun l biãún âäøi nàng lỉåüng sau : Mạy âiãûn ténh : Mạy âiãûn ténh lm viãûc dỉûa vo hiãûn tỉåüng cm ỉïng âiãûn tỉì, sỉû biãún âäøi tỉì thäng cạc cün dáy khäng cọ sỉû chuøn âäüng tỉång âäúi våïi Mạy âiãûn ténh thỉåìng dng âãø biãún âäøi cạc thäng säú âiãûn nàng mạy biãún ạp biãún âiãûn ạp xoay chiãưu thnh âiãûn ạp xoay chiãưu cọ giạ trë khạc, Mạy âiãûn quay (hồûc cọ loải chuøn âäüng thàóng): Mạy âiãûn quay lm viãûc dỉûa vo hiãûn tỉåüng cm ỉïng âiãûn tỉì, lỉûc âiãûn tỉì tỉì trỉåìng v dng âiãûn cạc cün dáy gáy Loải mạy náưy dng âãø biãún âäøi dảng nàng lỉåüng cå nàng thnh âiãûn nàng (mạy phạt âiãûn) hồûc ngỉåüc lải âiãûn nàng thnh cå nàng (õọỹng cồ õióỷn) Quaù trỗnh bióỳn õọứi nng lổồỹng naỡy cọ thûn nghëch nghéa l mạy âiãûn cọ thãø lm viãûc åí chãú âäü mạy phạt âiãûn hồûc âäüng cå âiãûn 73 Så âäư phán loải mạy âiãûn thỉåìng gàûp sau : Mạy âiãûn Mạy âiãûn ténh Mạy âiãûn quay Mạy âiãûn xoay chiãưu Mạy âiãûn âäưng bäü Mạy biãún ạp Mạy phạt âiãûn âäưng bäü Âäüng cå âiãûn âäưng bäü Mạy âiãûn mäüt chiãưu Mạy âiãûn khäng âäưng bäü Mạy phạt âiãûn khäng âäưng bäü Âäüng cå âiãûn khäng âäưng bäü Mạy phạt âiãûn mäüt chiãưu Âäüng cå âiãûn mäüt chiãưu 5.2 CẠC ÂËNH LÛT ÂIÃÛN TỈÌ CÅ BN DNG TRONG MẠY ÂIÃÛN Trong nghiãn cỉïu mạy âiãûn ta thỉåìng dng cạc âënh lût sau : âënh lût cm ỉïng âiãûn tỉì, âënh lût lỉûc âiãûn tỉì v âënh lût mảch tỉì Cạc âënh lût ny õaợ õổồỹc trỗnh baỡy giaùo trỗnh vỏỷt lyù, ồớ âáy nãu lải nhỉỵng âiãøm chênh ạp dủng cho nghiãn cỉïu mạy âiãûn 5.2.1 Âënh lût cm ỉïng âiãûn tỉì Trỉåìng håüp tỉì thäng xun qua vng dáy biãún thiãn Khi tỉì thäng Φ = Φ(t) xun qua vng dáy biãún thiãn vng dáy s cm ỉïng sỉïc âiãûn âäüng (sââ) e(t) Sââ âọ cọ chiãưu cho dng âiãûn sinh tảo tỉì thäng chäúng lải sỉû biãún thiãn ca tỉì thäng sinh noù (hỗnh 5.1) Sõõ caớm ổùng mọỹt voỡng dỏy âæåüc theo cäng thæïc Màõcxoen : dΦ [V] (5.1) e=− dt Nãúu cün dáy cọ N vng, sââ cm æïng laì: dΦ dΨ (5.2) e = −N =− dt dt âọ, Ψ = NΦ [Wb] gi l tỉì thọng moùc voỡng cuớa cuọỹn dỏy e Hỗnh 5.1 Chiãưu dỉång sââ cm ỉïng ph håüp våïi tỉì thäng theo qui tàõc vàûn nụt chai 74 Trỉåìng håüp dáùn chuøn âäüng tỉì trỉåìng Khi dáùn chuøn âäüng thàóng gọc våïi âỉåìng sỉïc tỉì trỉåìng (âáy l trỉåìng håüp thỉåìng gàûp nháút mạy âiãûn), dáùn cm ỉïng sââ cọ trë säú l: e = Blv (5.3) âọ : B: cỉåìng âäü tỉì cm [T] l : chiãưu di tạc dủng ca dáùn [m] v: täúc âäü di ca dáùn [m/s] Cn chiãưu sââ cm ỉïng xạc âënh theo qui tàõc baỡn tay phaới (hỗnh 5.2) Hỗnh 5.2 Xaùc õởnh sõõ cm ỉïng theo qui tàõc bn tay phi 5.2.2 Âënh lût lỉûc âiãûn tỉì Khi dáùn mang dng âiãûn âàût thàóng gọc våïi âỉåìng sỉïc tỉì trỉåìng, dáùn s chëu mäüt lỉûc âiãûn tỉì tạc dủng cọ trë säú l: f = Bil (5.4) Trong âọ, B : cỉåìng âäü tỉì cm, [T] i : dng âiãûn chảy dáùn, [A] l : chiãưu di dáùn, [m] f : lỉûc âiãûn tỉì âo bàòng Niuton, [N] i Hỗnh 5.3 Xaùc õởnh lổỷc õióỷn tổỡ Chióửu cuớa lỉûc âiãûn tỉì f âỉåüc xạc âënh theo qui tàõc baỡn tay traùi (hỗnh 5.3) theo qui từc baỡn tay trại 5.2.3 Âënh lût mảch tỉì Tênh toạn mảch tỉì Âënh lût mảch tỉì: Li thẹp ca mạy âiãûn l mảch tỉì Mảch tỉì l mảch khẹp kên dng âãø dáùn tỉì thäng Âënh lût mảch tỉì l âënh lût dng âiãûn ton pháưn ạp dủng vo mảch tỉì Näüi dung ca âënh lût dng âiãûn ton pháưn sau : i1 i2 i3 r dl r H φ φ l(L) i N i1 l1,S1 N1 l2,S2 (L) i2 N2 Hỗnh 5.4 Minh hoỹa õởnh luỏỷt doỡng õióỷn toaỡn phỏửn Hỗnh 5.5 Maỷch tổỡ õọửng nhỏỳt coù mọỹt cuọỹn dỏy Hỗnh 5.6 Maỷch tổỡ coù khe hồớ khọng khờ vaì hai cuäün dáy 75 r Nãúu H laì vectå cỉåìng âäü tỉì trỉåìng mäüt táûp håüp dng âiãûn i1, i2, ik, , in tảo v nãúu L l mäü t âỉåìng cong kên bao quanh chụng thỗ: r r H dl = ik ( L) r Våïi d l laì âäü dåìi vi phán trãn L (hỗnh 5.4) Dỏỳu cuớa ik xaùc õởnh theo qui tàõc vàûn r nụt chai: Quay cại vàûn nụt chai theo chiãưu d l , chiãưu tiãún ca vàûn nụt chai truỡng vồùi chióửu doỡng õióỷn ik thỗ doỡng õióỷn ik mang dáúu dỉång, cn ngỉåüc lải láúy dáúu ám Âënh lût dng âiãûn ton pháưn ạp dủng vo mảch tổỡ õọửng nhỏỳt coù mọỹt cuọỹn dỏy nhổ hỗnh 5.5, ta cọ sau: H.l = Ni = F B 1l Hl = l = Φ = R μΦ Våïi: μ μS Hl = R μ Φ = Ni = F Váûy (5.5) Trong âọ: H[At/m]: Cỉåìng âäü tỉì trỉåìng mảch tỉì B=μH [T] : Tỉì cm (máût âäü tỉì thäng) mảch tỉì μ = μr μo [H/m]: Âäü tỉì tháøm tuût âäúi ca mảch tỉì μo = 4π.10-7[H/m] : âäü tỉì tháøm ca khäng khê μr =μ /μo : Âäü tỉì tháøm tỉång âäúi ca mảch tỉì l[m] : Chióửu daỡi trung bỗnh cuớa maỷch tổỡ N: Säú vng dáy ca cün dáy i[A]: gi l dng âiãûn tỉì họa, tảo tỉì thäng cho mảch tỉì F = Ni [A.t]: gi l sỉïc tỉì âäüng (stâ) H.l : gi l tỉì ạp råi mảch tỉì S[m2] : tiãút diãûn ngang ca mảch tỉì 1l [At/Wb] tỉì tråí ca mảch tỉì Rμ = μS Cng ạp dủng âënh lût dng âiãûn ton pháưn vo mảch tỉì gäưm hai âoản cọ hiãưu di l1 v l2 tiãút dióỷn S1 vaỡ S2, nhổ hỗnh 5.6, ta coù: H1.l1 + H2.l2 = N1.i1 - N2.i2 Trong âọ: H1,H2[At/m]: Cỉåìng âäü tỉì trỉåìng tỉång ỉïng âoản mảch tỉì 1, l1, l2[m] : Chióửu daỡi trung bỗnh cuớa õoaỷn mảch tỉì 1, 2ì i1.N1,i2.N2 [At]: Stâ ca cün dáy 1, Mäüt cạch täøng quạt, mảch tỉì gäưm m âoản ghẹp näúi tiãúp, âënh lût mảch tỉì âỉåüc viãút: m m n n j=1 j=1 k =1 k =1 ∑ H jl j = ∑ R μ jΦ = ∑ N k i k = ∑ Fk = F (5.6) 76 âọ, dng âiãûn ik no cọ chiãưu ph håüp våïi chiãưu tỉì thäng Φ â chn theo qui tàõc vàûn nụt chai s mang dáúu dỉång, cn ngỉåüc lải s mang dáúu ám; j - chè säú tãn cạc âoản mảch tỉì; k - chè säú tãn cün dáy cọ dng âiãûn Tênh toạn mảch tỉì: Viãûc toạn mảch tỉì thỉåìng gàûp hai loải bi toạn sau : Bi toạn thûn : Cho biãút tỉì thọng , tỗm stõ F = Ni õóứ taỷo tỉì thäng âọ Cạch gii : Tiãún hnh gäưm ba bỉåïc sau :(xẹt mảch tỉì gäưm j âoản näúi tiãúp, tỉì thäng Φ bàòng åí mi tiãút diãûn Sj cạc âoản mảch tỉì ) Bỉåïc 1: Tênh tỉì cm mäùi âoản mảch tỉì : Bj = Φ/Sj ; j l chè säú tãn âoản mảch tỉì Suy cỉåìng âäü tỉì trỉåìng Hj sau: Nãúu âoản mảch tỉì l váût liãûu sàõt tỉì, tra âỉåìng cong tỉì hoùa B = f(H) õóứ tỗm H Nóỳu õoaỷn maỷch tổỡ laỡ khe hồớ khọng khờ thỗ H0 = B0/o Bỉåïc 2: Suy stâ täøng âãø tảo tỉì thäng Φ tỉì cäng thỉïc (5.6): m F = ∑ H jl j (5.7) j=1 Bỉåïc 3: Ty theo baỡi toaùn maỡ ta tỗm õổồỹc doỡng õióỷn i hoỷc säú vng dáy W Bi toạn ngỉåüc : Biãút stâ F, tỗm tổỡ thọng Loaỷi baỡi toaùn nỏửy phổùc tảp Do váût liãûu tỉì cọ âäü tỉì tháøm μ phủ thüc tỉì thäng Φ nãn tỉì tråí Rμ cng phuỷ thuọỹc Vỗ chổa bióỳt nón cuợng chổa bióỳt R Phổồng trỗnh (5.6) trồớ thaỡnh: m R μj (Φ )Φ = F(Φ ) (5.8) j=1 Âáy laì phổồng trỗnh phi tuyóỳn, thổồỡng duỡng phổồng phaùp gỏửn õuùng âãø gii 5.3 CẠC VÁÛT LIÃÛU CHÃÚ TẢO MẠY ÂIÃÛN Váût liãûu chãú tảo mạy âiãûn gäưm váûy liãûu cáúu trục, váût liãûu tạc dủng v váût liãûu cạch âiãûn Váût liãûu cáúu trục l váût liãûu âãø chãú tảo cạc chi tiãút chëu cạc tạc âäüng cå hc trủc, äø trủc, thán mạy, nàõp Váût liãûu tạc dủng l váût liãûu dng âãø chãú tảo nhỉỵng bäü pháûn dáùn âiãûn v tỉì Cn váût liãûu cạch âiãûn dng âãø cạch âiãûn giỉỵa pháưn dáùn âiãûn våïi khäng dáùn âiãûn v giỉỵa cạc pháưn dáùn âiãûn våïi 77 5.3.1 Váût liãûu dáùn âiãûn Váût liãûu dáùn âiãûn õóứ chóỳ taỷo maùy õióỷn tọỳt nhỏỳt laỡ õọửng vỗ chụng khäng âàõt làõm v cọ âiãûn tråí sút nh Ngoi cn dng nhäm v cạc håüp kim khạc âäưng thau, âäưng phäútpho Dáy âäưng hồûc dáy nhäm âỉåüc chãú tảo theo tiãút âiãûn trn hồûc tiãút âiãûn chỉỵ nháût cọ bc cạch âiãûn Våïi nhỉỵng mạy cọ cọng suỏỳt nhoớ vaỡ trung bỗnh, õióỷn aùp dổồùi 1000V thổồỡng duỡng dỏy dỏựn boỹc ómay vỗ lồùp caùch õióỷn ca mng v âảt âäü bãưn u cáưu 5.3.2 Váût liãûu dáùn tỉì Váût liãûu dáùn tỉì mạy âiãûn l váût liãûu sàõt tỉì thẹp k thût âiãûn, gang, thẹp âục, thẹp rn ÅÍ cạc pháưn dáùn tỉì B[T] 2.0 cọ tỉì thäng biãún âäøi våïi Thẹp KT táưn säú 50Hz thỉåìng 1.6 dng thẹp lạ kyợ thuỏỷt Theùp õuùc õióỷn daỡy 0,35 ữ 1mm, 1.2 thnh pháưn thẹp cọ 0.8 tỉì ÷ 5% silêc âãø tàng Gang âiãûn tråí ca thẹp, gim 0.4 dng âiãûn xoạy Thẹp k H thût âiãûn âỉåüc chãú tảo 500 1000 1500 2000 2500 3000 bàòng phỉång phạp caùn noùng hoỷc caùn nguọỹi Hỗnh 5.7 ổồỡng cong tổỡ họa ca mäüt säú váût liãûu Hiãûn thỉåìng dng theùp caùn nguọỹi õóứ chóỳ taỷo caùc maùy õióỷn vỗ thẹp cạn ngüi cọ âäü tỉì tháøm cao hån v suỏỳt tọứn hao nhoớ hồn theùp caùn noùng Trón hỗnh 5.7 trỗnh baỡy õổồỡng cong tổỡ hoaù cuớa mọỹt sọỳ váût liãûu dáùn tỉì khạc Cng mäüt dng âiãûn kêch tỉì, ta tháúy thẹp k thût âiãûn cọ tỉì cm låïn nháút, sau âọ l thẹp âục v cúi cng l gang ÅÍ cạc pháưn dáùn tỉì cọ tỉì thäng khäng âäøi thỉåìng dng thẹp âục, thẹp rn, hồûc thẹp lạ 5.3.3 Váût liãûu cạch âiãûn Váût liãûu cạch âiãûn mạy âiãûn phi cọ cỉåìng âäü cạch âiãûn cao, chëu nhiãût täút, tn nhiãût täút, chäúng áøm v bãưn vãư cå hc Cạch âiãûn bc dáy dáùn chëu õổồỹc nhióỷt õọỹ cao thỗ nhióỷt õọỹ cho pheùp cuớa dáy dáùn cng låïn v dáy dáùn chëu âỉåüc dng ti låïn Cháút cạch âiãûn ca mạy âiãûn pháưn låïn åí thãø ràõn v gäưm cọ nhọm: 78 a) b) c) d) Cháút hỉỵu cå thiãn nhiãn giáúy, lủa Cháút vä cå amiàng, mica, såüi thy tinh Cạc cháút täøng håüp Cạc loải men v sån cạch âiãûn Cháút cạch âiãûn täút nháút l mica nhỉng âàõt Giáúy, vi, såüi r nhỉng dáùn nhiãût v cạch õióỷn keùm, dóự bở ỏứm Vỗ vỏỷy chuùng phaới õổồỹc táøm sáúy âãø cạch âiãûn täút hån Càn cỉï âäü bãưn nhiãût, váût liãûu cạch âiãûn âỉåüc chia cạc cáúp nhæ sau: - Cáúp Y : Nhiãût âäü cho phẹp l 900C, bao gäưm bäng, giáúy, vi, tå lủa, såüi täøng håüp, khäng âỉåüc táøm sáúy bàòng sån cạch âiãûn - Cáúp A : Nhiãût âäü cho phẹp l 1050C, bao gäưm vi såüi xenlulä, såüi tỉû nhiãn hồûc nhán tảo âỉåüc qua táøm sáúy bàòng sån cạch âiãûn - Cáúp E : Nhiãût âäü cho phẹp l 1200C, bao gäưm mng vi, såüi täøng håüp gäúc hỉỵu cå cọ thãø chëu âỉåüc nhiãût âäü tỉång ỉïng - Cáúp B : Nhiãût âäü cho phẹp l 1300C, bao gäưm cạc váût liãûu gäúc mica, såüi thy tinh hồûc amiàng âỉåüc liãûn kãút bàòng sån hồûc nhỉûa gäúc hỉỵu cå cọ thãø chëu âỉåüc nhiãût âäü tỉång ỉïng - Cáúp F : Nhiãût âäü cho phẹp l 1550C, giäúng loải B nhỉng âỉåüc táøm sáúy v kãút dênh bàòng sån hồûc nhỉûa täøng håüp cọ thãø chëu âỉåüc nhiãût âäü tæång æïng - Cáúp H : Nhiãût âäü cho phẹp l 1800C, giäúng cáúp B nhỉng dng sån táøm sáúy hồûc cháút kãút dênh gäúc silic hỉỵu cå hồûc cạc cháút täøng håüp cọ kh nàng chëu âỉåüc nhiãût âäü tæång æïng - Cáúp C : Nhiãût âäü cho phẹp l >1800C, bao gäưm cạc váût liãûu gäúc mica, thy tinh v cạc håüp cháút ca chụng dng trỉûc tiãúp khäng cọ cháút liãn kãút Cạc cháút vä cå cọ phủ gia liãn kãút bàòng hỉỵu cå v cạc cháút täøng håüp cọ kh nàng chëu âỉåüc nhiãût âäü tỉång ỉïng Ngoi cn cọ cháút cạch âiãûn åí thãø khê (khäng khê) v thãø lng (dáưu biãún ạp) Khi mạy âiãûn lm viãûc, tạc âäüng ca nhiãût âäü, cháún âäüng v cạc tạc âäüng l họa khạc cạch âiãûn s bë lo họa nghéa l máút dáưn cạc bãưn vãư âiãûn v cå Thỉûc nghiãûm cho biãút, nhiãût âäü tàng quạ nhiãût âäü lm vióỷc cho pheùp 8-100C thỗ tuọứi thoỹ cuớa vỏỷt lióỷu cạch âiãûn gim âi mäüt nỉía 5.4 PHẠT NỌNG V LAèM MAẽT MAẽY IN Trong quaù trỗnh bióỳn õọứi nng lỉåüng ln cọ sỉû täøn hao Täøn hao mạy âiãûn gäưm täøn hao sàõt tỉì (do hiãûn tỉåüng tỉì trãù v dng xoạy) thẹp, täøn hao âäưng dáy qún v täøn hao ma sạt (åí mạy âiãûn quay) Táút c cạc täøn hao nàng lỉåüng âãưu biãún thnh nhiãût lm cho mạy âiãûn nọng lãn 79 Âãø lm mạt mạy âiãûn, phi cọ biãûn phạp tn nhiãût mäi trỉåìng xung quanh Sỉû tn nhiãût khäng nhỉỵng phủ thüc vo bãư màût lm mạt ca mạy m cn phủ thüc vo sỉû âäúi lỉu khäng khê xung quanh hồûc ca mäi trỉåìng lm mạt khạc dáưu mạy biãún ạp Thỉåìng v mạy âiãûn âỉåüc chãú tảo cọ cạc cạnh tn nhiãût v mạy âiãûn cọ hãû thäúng quảt giọ âãø lm mạt Kêch thỉåïc ca mạy, phỉång phạp lm mạt phi âỉåüc toạn v lỉûa chn âãø cho âäü tàng nhiãût ca váût liãûu cạch âiãûn mạy khäng vỉåüt quạ âäü tàng nhiãût cho phẹp, âm bo cho váût liãûu cạch âiãûn lm viãûc láu di, tøi th ca mạy khong 20 nàm Khi mạy âiãûn lm viãûc åí chãú âäü âënh mỉïc, âäü tàng thiãût ca cạc pháưn tỉí khäng vỉåüt quạ âäü tàng nhiãût cho phẹp Khi mạy quạ ti âäü tàng nhiãût ca mạy s vỉåüt quạ nhiãût õọỹ cho pheùp, vỗ thóỳ khọng cho pheùp maùy laỡm viãûc quạ ti láu di 5.5 PHỈÅNG PHẠP NGHIÃN CỈÏU MẠY ÂIÃÛN Viãûc nghiãn cỉïu mạy âiãûn gäưm cạc bỉåïc sau: Mä t cạc hiãûn tỉåüng váût l xy mạy âiãûn Dỉûa vo cạc âënh lût vỏỷt lyù, vióỳt phổồng trỗnh toaùn hoỹc mọ taớ sổỷ laỡm vióỷc cuớa maùy õióỷn où laỡ mọ hỗnh toaùn cuớa maùy õióỷn Tổỡ mọ hỗnh toaùn thióỳt lỏỷp mọ hỗnh maỷch, õoù laỡ maỷch õióỷn thay thóỳ cuớa maùy õióỷn Tổỡ mọ hỗnh toaùn vaỡ mọ hỗnh mảch, toạn cạc âàûc v nghiãn cỉïu mạy âiãûn, khai thạc sỉí dủng theo cạc u cáưu củ thãø ]R R^ 80 Âải Hc  Nàơng - Trỉåìng Âải hoüc Baïch Khoa Khoa Âiãûn - Bäü män Âiãûn Cäng Nghióỷp Giaùo trỗnh Kyợ thuỏỷt ióỷn Bión soaỷn: Nguyóựn Họửng Anh, Bi Táún Låüi, Nguùn Vàn Táún, V Quang Sån Chỉång MẠY BIÃÚN ẠP 6.1 KHẠI NIÃÛM CHUNG VÃƯ MẠY BIÃÚN ẠP 6.1.1 Vai tr v cäng dủng MBA Âãø dáùn âiãûn tỉì nh mạy phạt âiãûn âãún häü tióu thuỷ cỏửn phaới coù õổồỡng dỏy taới õióỷn (hỗnh 6.1) Thäng thỉåìng khong cạch tỉì nåi sn xút âiãûn âãún häü tiãu thủ låïn, mäüt váún âãư âàût l viãûc truưn ti âiãûn nàng âi xa lm cho âm bo cháút lỉåüng âiãûn ạp v kinh tãú nháút Mạy phạt âiãûn ∼ MBA tàng ạp MBA gim aùp ổồỡng dỏy taới õióỷn Họỹ tióu thuỷ õióỷn Hỗnh 6.1 Så âäư cung cáúp âiãûn âån gin Gi sỉí häü tiãu thủ cọ cäng sút P, hãû säú cäng sút cosϕ, âiãûn ạp ca âỉåìng dáy truưn ti l U, thỗ doỡng õióỷn truyóửn taới trón õổồỡng dỏy laỡ : P I= U cos ϕ Vaì täøn hao cäng sút trãn âỉåìng dáy: P2 ΔP = R d I = R d U cos ϕ Trong âọ: Rd l âiãûn tråí âỉåìng dáy ti âiãûn v cosϕ l hãû säú cäng sút ca lỉåïi âiãûn, cn ϕ l gọc lãûch pha giỉỵa dng âiãûn I v âiãûn ạp U Tỉì cạc cäng thỉïc trãn cho ta tháúy, cng mäüt cäng sút truưn ti trãn âỉåìng dáy, nóỳu õióỷn aùp truyóửn taới caỡng cao thỗ doỡng õióỷn chảy trãn âỉåìng dáy s cng bẹ, âọ trng lỉåüng v chi phê dáy dáùn s gim xúng, tiãút kiãûm âỉåüc kim loải mu, âäưng thåìi täøn hao nàng lỉåüng trãn âỉåìng dáy s gim xúng Màût khạc âãø âm bo cháút 81 lỉåüng âiãûn nàng hãû thäúng âiãûn, våïi âỉåìng dáy di khäng thãø truưn dáùn åí õióỷn aùp thỏỳp Vỗ thóỳ, muọỳn truyóửn taới cọng suỏỳt låïn âi xa ngỉåìi ta phi dng âiãûn ạp cao, thỉåìng l 35, 110, 220, 500kV Trãn thỉûc tãú, caïc maïy phaït âiãûn chè phaït âiãûn aïp tỉì ÷ 21kV, âọ phi cọ thiãút bë tàng âiãûn ạp åí âáưu âỉåìng dáy Màût khạc cạc häü tiãu thủ thỉåìng u cáưu âiãûn ạp tháúp, tỉì 0.4 ữ 6kV, vỗ vỏỷy cuọỳi õổồỡng dỏy phaới coù thiãút bë gim âiãûn ạp xúng Thiãút bë dng âãø tàng âiãûn ạp åí âáưu âỉåìng dáy v gim âiãûn ạp cúi âỉåìng dáy gi l mạy biãún ạp (MBA) Nhỉ váûy MBA dng âãø truưn ti v phán phäúi âiãûn nàng 6.1.2 Âënh nghéa MBA Mạy biãún ạp l thiãút bë âiãûn tỉì ténh, lm viãûc theo ngun l cm ỉïng âiãûn tỉì, dng âãø biãún âäøi mäüt hãû thäúng dng âiãûn xoay chiãưu åí âiãûn ạp ny thnh mäüt hãû thäúng dng âiãûn xoay chiãưu åí âiãûn ạp khạc, våïi táưn säú khäng thay âäøi 6.1.3 Cạc âải lỉåüng âënh mỉïc MBA Cạc âải lỉåüng âënh mỉïc ca MBA qui âënh âiãưu kiãûn k thût ca mạy Cạc âải lỉåüng náưy nh mạy chãú tảo qui âënh v ghi trãn nhn ca MBA Dung lỉåüng (cäng sút âënh mỉïc) Sâm [VA hay kVA] l cäng sút ton pháưn hay biãøu kiãún âỉa åí dáy qún thỉï cáúp ca MBA Âiãûn ạp så cáúp âënh mỉïc U1âm [V hay kV] l âiãûn ạp ca dáy qún så cáúp Âiãûn ạp thỉï cáúp âënh mỉïc U2âm [V hay kV] l âiãûn ạp ca dáy qún thỉï cáúp MBA khäng ti v âiãûn ạp âàût vo dáy qún så cáúp l âënh mỉïc Dng âiãûn så cáúp âënh mỉïc I1âm [A hay kA] v thỉï cáúp âënh mỉïc I2âm l nhỉỵng dng âiãûn ca dáy qún så cáúp v thỉï cáúp ỉïng våïi cäng sút v âiãûn ạp âënh mỉïc Âäúi våïi MBA ba pha âiãûn ạp v dng âiãûn ghi trãn nhn mạy l âiãûn ạp v dng âiãûn dáy Âäúi våïi MBA mäüt pha: I1âm = Sâm S ; I 2âm = âm U1âm U 2âm (6.1) Âäúi våïi MBA ba pha: I1âm = S âm 3U1âm ; I 2âm = S âm 3U 2âm (6.2) Táưn säú âënh mỉïc fâm[Hz] Cạc MBA âiãûn lỉûc cọ táưn säú cäng nghiãûp 50Hz Ngoi trãn nhn MBA cn ghi cạc säú liãûu khạc : säú pha m, så âäư v täø näúi dáy 6.1.4 Cạc loải mạy biãún ạp chênh MBA lỉûc dng âãø truưn ti v phán phäúi cäng suáút hãû thäúng âiãûn læûc MBA chuyãn dng cho cạc l luûn kim, cạc thiãút bë chènh lỉu, MBA hn 102 Nhỉ váûy hiãûu sút m.b.a cỉûc âải täøn hao âäưng bàòng täøn hao sàõt tỉì P0 (6.79) kt = Pn Âäúi våïi m.b.a cọ cọng suỏỳt trung bỗnh vaỡ lồùn, thổồỡng õổồỹc thióỳt kóỳ chãú tảo âảt hiãûu sút cỉûc âải khi: P0 = 0.2 ÷ 0.25 Pn Váûy k t = 0.45 ÷ 0.5 vaỡ õỷc tờnh hióỷu suỏỳt trỗnh baỡy trón hỗnh 6.16 6.10 MẠY BIÃÚN ẠP BA PHA 6.10.1 Mảch tỉì MBA ba pha Âãø biãún âäøi âiãûn ạp ca hãû thäúng dng âiãûn ba pha, ta cọ thãø dng ba MBA mọỹt pha goỹi laỡ tọứ MBA ba pha (hỗnh 6.17), hoỷc duỡng mọỹt MBA ba pha ba truỷ (hỗnh 6.18) Dáy quáún så cáúp cuía MBA ba pha kê hiãûu bàòng cạc chỉỵ in hoa: Pha A kê hiãûu laì AX, pha B laì BY, pha C laì CZ Dáy qún thỉï cáúp kê hiãûu bàòng cạc chỉỵ thỉåìng: Pha a kê hiãûu laì ax, pha b laì by, pha c laì cz A a N1 X x B b C N1 Y y Z c N1 Hỗnh 6.17 Täø MBA ba pha A B C X Y Z x y z a b c z Hỗnh 6.18 MBA ba pha ba trủ 6.10.2 Cạc cạch âáúu dáy MBA ba pha Dáy qún så cáúp v thỉï cáúp cọ thóứ nọỳi hỗnh hoỷc hỗnh tam giaùc Nóỳu sồ cỏỳp õỏỳu hỗnh vaỡ thổù cỏỳp cuợng õỏỳu hỗnh sao, ta kê hiãûu Y/Y Tỉång tỉû ta cọ caùch õỏỳu cồ baớn: Y/Y, Y/, /, /Y (hỗnh 6.20a,b,c,d) Nóỳu phờa õỏỳu hỗnh coù dỏy trung tờnh ta kê hiãûu Y0 103 Våïi caïc caïch kê hiãûu õỏửu dỏy vaỡ õỏỳu dỏy khaùc nhau, thỗ õióỷn aùp dáy så cáúp v âiãûn ạp dáy thỉï cáúp MBA ba pha lãûch mäüt gọc bàòng bäüi säú ca 300 v trãn thỉûc tãú ngỉåìi ta khäng dng âäü âãø biãøu thë gọc lãûch pha m dng phỉång phạp kim õọửng họử õóứ bióứu thở goùc lóỷch pha (hỗnh 6.19) Kim di cäú âënh åí säú 12, chè sââ dáy så cáúp, cn kim ngàõn chè cạc säú 1, 2, 3, ,12 tæång æïng 300, 600, 900, , 1200 Vỗ thóỳ kờ hióỷu tọứ õỏỳu dỏy MBA, ngoaỡi kờ hióỷu caùch õỏỳu caùc dỏy quỏỳn (hỗnh Hỗnh 6.19 Bióứu thở goùc lóỷch pha hoỷc hỗnh tam giạc), cn ghi thãm chỉỵ säú chè gọc lãûch pha giỉỵa âiãûn ạp dáy så cáúp v thỉï cáúp Vờ duỷ MBA coù tọứ õỏỳu dỏy Y/Y-12 (hỗnh 6.20a), nghéa laì dáy quáún så cáúp âáúu Y, dáy quáún thỉï cáúp âáúu Y v gọc lãûch pha giỉỵa âiãûn ạp dáy så cáúp v thỉï cáúp l 12 x 30o = 360o; coỡn tọứ õỏỳu dỏy Y/-11 (hỗnh 6.20b) gọc lãûch pha giỉỵa hai âiãûn ạp dáy l 11 x 30o = 330o Täø âáúu dáy ráút quan troüng MBA laìm viãûc chung hãû thäúng âiãûn A B A C X Y Z X a b c a x y B Y b C A B C A B C a b c a b c Z c x z (a) (b) (c) z y (d) Hỗnh 6.20 Caïc caïch âáúu dáy MBA ba pha 6.10.1 Tè säú biãún ạp Gi N1 v N2 láưn lỉåüt l säú vng dáy mäüt pha ca dáy qún så v dáy qún thỉï cáúp Tè säú biãún ạp pha giỉỵa dáy qún så cáúp v thỉï cáúp l: U p1 N1 ap = = (6.80) U p2 N Tè säú biãún ạp dáy ca MBA ba pha âỉåüc âënh nghéa laì: U a d = d1 U d2 (6.81) 104 Tè säú biãún aïp dáy a d khäng chè phủ thüc vo tè säú vng dáy ca hai cün dáy m cn phủ thüc vo cạch âáúu dáy ca MBA Thỏỷt vỏỷy: + Khi MBA nọỳi Y/Y (hỗnh 6.20a): 3.U p1 N1 U a d = d1 = = U d2 3.U p N (6.82) + Khi MBA nọỳi Y/ (hỗnh 6.20b): ad = 3.U p1 U d1 N = = U d2 U p2 N2 (6.83) + Khi MBA nọỳi / (hỗnh 6.20c): ad = U d1 U p1 N1 = = U d2 U p N + Khi MBA näúi / Y (hỗnh 6.20d): U p1 U N1 a d = d1 = = U d2 3.U p 3.N (6.84) (6.85) 6.10.2 Mạy biãún ạp lm viãûc song song Trong hãû thäúng âiãûn, cạc lỉåïi âiãûn cọ cạc trảm biãún ạp Nhỉỵng trảm ny thỉåìng cọ cạc MBA lm viãûc song song våïi Cạc MBA lm viãûc song song l cạc MBA cọ cạc cün dáy så cáúp láúy âiãûn tỉì ngưn âiãûn chung v cạc cün dáy thỉï cáúp cung cáúp âiãûn cho mäüt phủ ti chung Nhåì lm viãûc song song, cäng sút lỉåïi âiãûn låïn ráút nhiãöu so våïi cäng suáút MBA, cho phẹp náng cao hiãûu qu kinh tãú ca hãû thäúng âiãûn vaì cung cáúp âiãûn an toaìn, mäüt MBA hng học hồûc phi sỉía chỉỵa Âiãưu kiãûn âãø cho MBA lm viãûc song song l : âiãûn ạp så cáúp v thỉï cáúp ca cạc mạy phi bàòng nhau, phi cọ cng täø näúi dáy v âiãûn ạp ngàõn mảch phi bàòng Âiãûn ạp âënh mỉïc så cáúp v thỉï cáúp tỉång ỉïng ca cạc MBA phi bàòng U1I = U1II ;U2I = U2II Nghéa l tè säú biãún ạp ca cạc MBA phi bàòng : aI = aII Trong thỉûc tãú cho phẹp hãû säú biãún ạp ca cạc MBA khạc khäng quạ 0,5% Cạc mạy biãún ạp phi cọ cng täø nọỳi dỏy Trón hỗnh 6.21a laỡ sồ õọử nọỳi hai MBA lm viãûc song song Nãúu hai mạy I cọ tọứi nọỳi dỏy Y/-11 thỗ maùy II cuợng coù tọứ näúi dáyY/Δ-11 Âiãưu kiãûn ny âm bo cho âiãûn ạp dáy thỉï cáúp ca hai MBA trng pha 105 Ta cọ thãø gii thêch sỉû cáưn thiãút ca õióửu kóỷn mọỹt vaỡ hai sồ õọử hỗnh 6.21 Trón så âäư ny chỉa âọng cáưu dao K, tải âiãøm A cọ âiãûn ạp dáy thỉï cáúp U d I ca mạy mäüt, cn tải âiãøm B cọ âiãûn ạp dáy thỉï cáúp U d II ca mạy hai Do âọ âiãûn ạp giỉỵa hai âáưu AB laì : & AB = U & A −U &B =U & d 2I − U & d II U Khi âiãưu kiãûn mäüt v hai tha mn, ta coï U d I = U d II v chụng trng pha nãn U AB = Trong trỉåìng håüp ny âọng cáưu dao K âãø cho hai MBA lm viãûc song song âm bo khäng cọ dng âiãûn cán bàòng chảy hai mạy Nhỉng nãúu mäüt hai âiãưu kiãûn khäng tha mn tỉïc l U d I ≠ U d II hoỷc chuùng khọng truỡng pha thỗ õoùng cỏửu dao K, âiãûn ạp U AB s tảo dng âiãûn cán bàòng ráút låïn chảy qøn hai mạy, cọ kh nàng lm chạy cạc mạy biãún ạp ∼ Nguäön âiãûn I1I MII MI K A I1II ZnI ZnI B (a) (b) Hỗnh 6.21 Maùy bióỳn aùp laỡm vióỷc song song Âiãûn ạp ngàõn mảch ca cạc mạy biãún ạp phi bàòng Gi u nI % l âiãûn ạp ngàõn mảch pháưn tràm ca mạy I; u nII % l âiãûn ạp ngàõn mảch pháưn tràm ca mạy II Hai MBA cọ âiãûn ạp ngàõn mảch bàòng nhau, nghéa laì : u nI % = u nII % Âiãưu kiãûn ny âm bo cho hãû säú ti ca cạc MBA bàòng nhau, nghéa l phủ ti s phán bäú tè lãû våïi cäng sút ca mạy Tháût vỏỷy, tổỡ sồ õọử tổồng õổồng hỗnh 6.21b, vồùi znI v znII l täøng tråí ngàõn mảch ca mạy mäüt vaỡ hai Vỗ hai maùy laỡm vióỷc song song nón âiãûn ạp råi hai mạy phi bàòng IIZnI = IIIZnII, Tỉì âọ ta rụt : I I Z nII = I II Z nI (6.86) 106 Nhán hai vãú ca (6.86) våïi I IIâm , ta cọ : I Iâm I I I IIâm z nII I IIâm x = I II I Iâm z nI I Iâm k tI u nII % = k tII u nI % váûy (6.87) Nhỉ váûy, tỉì 6.87 ta cọ : u nI % = u nII % thỗ hãû säú ti ca hai mạy bàòng ktI = ktII; cn âiãưu kiãûn thỉï ba khäng tha mn, vê duỷ u nI % < u nII % thỗ ktI > ktII, nóỳu coù quaù taới thỗ maùy mọỹt quaù ti trỉåïc v ngỉåüc lải Trong thỉûc tãú ngỉåìi ta cho phẹp âiãûn ạp ngàõn mảch ca cạc mạy biãún aïp laìm viãûc song song sai khaïc 10% VÊ DỦ 6.4 Mäüt MBA ba pha näúi Y/Y cọ cäng sút âënh mỉïc Sâm = 750kVA, âiãûn ạp âënh mỉïc U1/U2 - 22/0,4kV, táưn säú 50Hz, täøn hao khäng ti Po = 1220W v dng i0%=1,4%; âiãûn ạp ngàõn mảch un% = 4,5%, täøn hao ngàõn maûch Pn = 6680W Xạc âënh : a b c d Dng âiãûn så cáúp, thỉï cáúp âënh mỉïc v hãû säú cäng sút khäng ti Thäng säú ca mảch âiãûn thay thãú Cho ràòng R1 = R’2 v X1 = X’2 Hãû säú ti âãø hiãûu sút cỉûc âải Âiãûn ạp thỉï cáúp v hiãûu sút MBA hãû säú ti kt= 0,7v cosϕt= 0,8 (ti R-L) Bi gii a Dng âiãûn så cáúp, thỉï cáúp âënh mỉïc v hãû säú cäng sút khäng ti : S âm Dng âiãûn âënh mỉïc : I âm = 3U âm 750 I1âm = = 19,68 A + Så cáúp : × 22 750 + Så cáúp : I1âm = = 1083 A × 0,4 i % 1,4 Dng âiãûn khäng ti : I o = o I1âm = 19,68 = 0,276 A 100 100 + Hãû säú cäng suát khäng taíi : Po 1220 cos ϕ o = = = 0,116 3.U1âm I o 22000.0,276 b Thäng säú ca mảch âiãûn thay thãú : Âiãûn khạng tỉì hoạ v âiãûn tråí âàûc trỉng cho täøn hao sàõt tỉì : 107 U12âm 22000 = = 396.721,3 Ω ⇒ G fe = 2,521.10 −6 S 1220 Po Io 0,276 Ym = = = 21,7294.10 −6 S U1âm / 22000 / R fe = B m = Ym2 − G fe B m = (21,7294.10 −6 ) − (2,521.10 −6 ) = 21,5827.10 −6 S Xm = 1/Bm = 1/20,87.10-6 = 46.333,5 Ω Âiãûn tråí v âiãûn khạng ngàõn mảch MBA P 6680 + Âiãûn tråí ngàõn mảch : R n = 2n = = 5,75 Ω 3.I1âm 3.19,68 + Âiãûn ạp ngàõn mảch : U n = u n % U1âm 4,5 2200 × = × = 571,58 V 100 100 3 + Âiãûn tråí ngàõn maûch : Z n = U n 571,58 = = 29,04 Ω 19,68 In + Âiãûn khạng ngàõn mảch : X n = Z 2n − R 2n = 29,04 − 5,75 = 28,47 Ω + Âiãûn tråí så cáúp v âiãûn tråí thỉï cáúp qui âäøi : R = R '2 = R n / = 5,75 / = 2,88Ω + Âiãûn khaïng så cáúp v âiãûn khạng thỉï cáúp qui âäøi : X1 = X '2 = X n / = 28,47 / = 14,24 Ω c Hãû säú taíi âãø hiãûu sút cỉûc âải : kt = po 1220 = = 0,427 Pn 6680 d Âiãûn ạp thỉï cáúp v hiãûu sút MBA + Cạc thnh pháưn ca âiãûn aïp ngàõn maûch : R 5,75 u nR % = u n % n = 4,5 = 0,891% Zn 29,04 u nX % = u n % Xn 28,47 = 4,5 × = 4,412% Zn 29,04 + Âäü thay âäøi âiãûn ạp thỉï cáúp MBA : ΔU2% = kt(unR%cosϕt + unX%sinϕt) = 0,7(0,891%.0,8 + 4,412%.0,6) 108 = 2,352% + Âiãûn aïp thæï cáúp MBA : U = (1 − ΔU % 2,352 ) U âm = (1 − ).400 = 390,6 V 100 100 + Hiãûu suáút MBA : k t S âm cos ϕ t η= k t S âm cos ϕ t + P0 + k 2t Pn η= 0,7 × 750000 × 0,8 = 0,9894 = 98,94% 0,7.750000.0,8 + 1220 + 0,7 2.6680 6.11 MẠY BIÃÚN ẠP ÂÀÛC BIÃÛT 6.11.1 Mạy tỉû biãún ạp Mạy tỉû biãún ạp hay cn âỉåüc gi l MBA tỉû ngáùu Mạy tỉû biãún ạp l MBA cọ dáy qún âiãûn ạp tháúp l mäüt bäü pháûn ca dáy quáún âiãûn aïp cao A I&1 N1 I&2 a U& U& ( I&2 − I&1 ) N2 Zt X, x (a)A I&2 I&1 N2 a U& ( I&2 I&1 ) Zt N1 X, x Hỗnh 6.22 Mạy tỉû biãún ạp a) gim ạp; b) tàng ạp U& (b) Mạy tỉû biãún ạp mäüt pha cäng sút nh âỉåüc dng cạc phng thê nghiãûm v cạc thiãút bë âiãûn cọ u cáưu âiãưu chènh âiãûn ạp liãn tủc Mạy tỉû biãún ạp ba pha thỉåìng dng âãø âiãưu chènh âiãûn ạp måí mạy cạc âäüng cå âiãûn khäng âäưng 109 bäü ba pha cäng sút låïn âãø gim dng âiãûn måí mạy v dng âãø liãn lảc hãû thäúng âiãûn cọ cạc cáúp âiãûn ạp gáưn Vãư cáúu tảo v ngun l lm viãûc mạy tỉû biãún ạp tỉång tỉû MBA thäng thỉåìng, chè khạc cạch âáúu dáy giỉỵa hai cün dáy så cáúp v thỉï cáúp Trong mạy tỉû bióỳn aùp giaớm aùp (hỗnh 6.22a) dỏy quỏỳn thổù cỏỳp l mäüt pháưn ca dáy qún så cáúp Trong mạy tng aùp (hỗnh 6.22b) dỏy quỏỳn dỏy quỏỳn sồ cỏỳp l mäüt pháưn ca dáy qún thỉï cáúp Tè säú biãún ạp l: U1 N1 ; hay l = U2 N2 U = U1 N2 N1 Ta thay âäøi vë trê tiãúp âiãøm trỉåüt a, s thay âäøi âỉåüc säú vng dáy N2 v âọ thay âäøi âỉåüc õióỷn aùp U2 Vỗ thóỳ maùy tổỷ bióỳn aùp duỡng âãø âiãưu chènh âiãûn ạp liãn tủc Tỉì så âäư cho tháúy, sỉû truưn ti nàng lỉåüng tỉì så cáúp qua thỉï cáúp mạy tỉû biãún ạp bàòng hai âỉåìng: âiãûn v âiãûn tỉì Cn åí cạc mạy biãún ạp thäng thỉåìng cọ dáy qún så cáúp v thỉï cáúp riãng biãût, nàng lỉåüng tỉì så cáúp truyóửn qua thổù cỏỳp chố bũng õióỷn tổỡ Vỗ thóỳ mạy tỉû biãún ạp cọ ỉu âiãøm hån mạy biãún ạp hai dáy qún: våïi cng kêch thỉåïc mạy tỉû biãún ạp truưn cäng sút qua nhiãưu hån, hiãûu sút cao hån, sủt ạp êt hån Tuy nhiãn U1 v U2 chónh quaù nhióửu thỗ ổu õióứm khọng õaùng kãø, nãn mạy tỉû biãún ạp chè âỉåüc dng tè säú biãún ạp nh hån 3:1 A U1 a X x U2 (a) (b) V Hỗnh 6.23 Maùy bióỳn âiãûn ạp Cn khuút âiãøm ca mạy tỉû biãún ạp l dáy qún så v dáy qún thỉï khäng âỉåüc cạch ly vãư âiãûn nãn âäü an ton tháúp Chàóng hản, nãúu mạy tỉû biãún ạp bë sỉû cäú 110 trón õoaỷn ax ồớ hỗnh 6.22a, õoaỷn nỏửy bở õổùt váûy gáưn ti chëu ton bäü âiãûn ạp så cáúp, ráút nguy hiãøm 6.11.2 Maïy biãún aïp âo lỉåìng Khi cáưn âiãûn ạp hồûc dng âiãûn låïn, ngỉåìi ta dng cạc mạy biãún âiãûn cọ tè säú chênh xạc kãút håüp våïi cạc dủng củ âo tiãu chøn Cọ hai loải mạy biãún ạp âo lỉåìng: mạy biãún dng âiãûn v mạy biãún âiãûn ạp Mạy bióỳn õióỷn aùp Maùy bióỳn õióỷn aùp (hỗnh 6.23a) duỡng âãø biãún âiãûn ạp cao thnh âiãûn ạp tháúp âãø âo lỉåìng bàòng cạc dủng củ âo tiãu chøn Nhỉ váûy mạy biãún âiãûn ạp cọ dáy qún så näúi song song våïi lỉåïi âiãûn cọ âiãûn ạp låïn cáưn õo vaỡ dỏy quỏỳn thổù nọỳi vồùi Vọn meùt (hỗnh 6.23b), cün dáy ạp ca Oạt mẹt Cạc loải dủng củ náưy cọ täøng tråí ráút låïn nãn xem lm viãûc åí chãú âäü khäng ti Thäng thỉåìng ngỉåìi ta qui âënh âiãûn ạp U2 âënh mỉïc l 100V Chụ : Khi sỉí dủng mạy biãún õióỷn aùp khọng õổồỹc nọỳi từt maỷch thổù cỏỳp vỗ näúi tàõt mảch thỉï cáúp tỉång âỉång näúi tàõt så cáúp nghéa l gáy sỉû cọ ngàõn mảch åí lỉåïi âiãûn Mạy biãún dng âiãûn Mạy biãún dng âiãûn dng âãø biãún dng âiãûn låïn xúng dng âiãûn nh âãø âo lỉåìng bàòng cạc dủng củ âo tiãu chøn vaỡ caùc muỷc õờch khaùc Maùy bióỳn doỡng õióỷn (hỗnh 6.24a) cọ dáy qún så gäưm êt vng dáy màõc näúi tiãúp våïi mảch cáưn âo dng v dáy qún thỉï gäưm nhiãưu vng dáy näúi våïi ampe mẹt, cün dỏy doỡng cuớa Oaùt meùt (hỗnh 6.24b), cuọỹn dỏy cuớa cạc råle bo vãû, hồûc cạc thiãút bë âiãưu khiãøn khạc Cạc loải dủng củ náưy cọ täøng tråí Z ráút bẹ nãn mạy biãún dng âiãûn lm viãûc åí trảng thại ngàõn mảch, âọ li thẹp khäng bo v Φ = (0.8÷1)Wb I1 I2 W A (b) (a) Hỗnh 6.24 Maùy bióỳn doỡng õióỷn 111 Chuù yù : Khi sỉí dủng mạy biãún dng âiãûn khäng âỉåüc õóứ dỏy quỏỳn thổù cỏỳp hồớ maỷch vỗ nhổ vỏỷy dng tỉì họa I0 = I1 ráút låïn v li thẹp bo nghiãm trng s nọng lãn lm chạy dáy qún, hån nỉỵa tỉì thäng bàòng âáưu s sinh sââ nhn âáưu åí dáy qún thỉï cáúp cọ thóứ xuỏỳt hióỷn õióỷn aùp cao haỡng nghỗn vọn laỡm cho dáy qún thỉï v ngỉåìi sỉí dủng khäng an ton 6.11.3 Mạy biãún ạp hn häư quang L loải mạy biãún ạp âàûc biãût dng âãø hn bàòng phỉång phạp häư quang âiãûn Mạy âỉåüc chãú tảo cọ âiãûn khạng tn låïn v cün dáy thỉï cáúp näúi våïi âiãûn khạng ngoi K âãø hản chãú dng âiãûn hn (hỗnh 6.25) Vỗ thóỳ õổồỡng õỷc tờnh haỡn rỏỳt dọỳc, ph håüp våïi u cáưu hn âiãûn Cün dáy så cáúp näúi våïi ngưn âiãûn, cün dáy thỉï cáúp mäüt âáưu näúi våïi cün âiãûn khạng K räưi näúi tåïi que hn, cn âáưu näúi våïi táúm kim loải cáưn hn Mạy biãún ạp lm viãûc åí chãú âäü ngàõn mảch ngàõn hản dáy qún thỉï cáúp Âiãûn ạp thỉï cáúp âënh mỉïc ca mạy biãún ạp hn thỉåìng l 60 ÷70V Khi dê que hn vo táúm kim loải, s cọ dng âiãûn låïn chảy qua lm nọng chäù tiãúp xục Khi nháúc que hn cạch táúm kim loỹai mọỹt khoaớng nhoớ, vỗ cổồỡng õọỹ õióỷn trổồỡng låïn lm ion họa cháút khê, sinh häư quang v ta nhiãût lỉåüng låïn lm nọng chy chäù hn Khe hồớ khọng khờ U1 K Hỗnh 6.25 Maùy bióỳn aùp hn häư quang Âãø âiãưu chènh dng âiãûn hn, cọ thãø thay âäøi säú vng dáy ca dáy qún thỉï cáúp mạy biãún ạp hn hồûc thay âäøi âiãûn khạng ngoi bàòng cạch thay âäøi khe håí khäng khê ca li thẹp K ]R R^ 112 BI TÁÛP Bi säú 6.1 Xẹt MBA mäüt pha l tỉåíng (khäng bë sủt ạp, khäng täøn hao, dng âiãûn khäng ti bàòng khäng) Cün dáy så cáúp cọ 400 vng, cün dáy thỉï cáúp cọ 800 vng Tiãút diãûn li thẹp l 40cm2 Nãúu cün dáy så cáúp âỉåüc âáúu vo ngưn 600V, 60Hz, hy : a Tỉì cm cỉûc âải li ? b Âiãûn ạp thỉï cáúp ? Âạp säú : a 1,4 T b 1200V Bài số 6.2 Để xác định từ cảm Bm lõi thép, người ta quấn xung quanh lõi thép cuộn dây đo lường có số vòng dây N = 120 vòng Điện áp hiệu dụng đo hai đầu cuộn dây 15V Hãy tính Bm, biết tiết diện hữu ích lõi thép S = 4cm2, tần số dòng điện f = 50Hz Đáp số : φm = 0,563.10-3Wb ; Bm = 1,41T Baìi säú 6.3 Cho mäüt MBA mäüt pha l tỉåíng (khäng bë sủt ạp, khäng täøn hao, dng âiãûn khäng ti bàòng khäng) 20kVA,1200V/120V a Tênh dng âënh mỉïc så cáúp v thỉï cáúp ? b Nãúu mạy cáúp cho ti 12kW cọ hãû säú cäng sút = 0,8; dng så v thỉï cáúp ? Âạp säú : a 16,7A; 167A b 12,5A; 125A Bi säú 6.4 Cho mäüt MBA mäüt pha l tỉåíng (khäng bë sủt ạp, khäng täøn hao, dng âiãûn khäng ti bàòng khäng) cọ tè säú vng dáy 4:1 Âiãûn ạp thỉï cáúp l 120∠0o V Ngỉåìi ta âáúu mäüt ti Zt = 10∠30o Ω vo thỉï cáúp Hy : a Âiãûn ạp så cáúp, dng âiãûn så cáúp v thỉï cáúp ? b Täøng tråí ti qui vãư så cáúp ? Âaïp säú : a 480∠0oV; 3∠30oA, 12∠30oA b 160∠30o Ω Baìi säú 6.5 Cho MBA mäüt pha lyï tỉåíng (khäng sủt ạp, täøn hao, dng âiãûn khäng ti bàòng khäng) 50kVA, 400V/2000V cung cáúp cho ti 40kVA cọ hãû säú cäng suáút =0,8 (R-L); Tênh: a Täøng tråí ti ? b Täøng tråí ti qui vãư så cáúp ? Âaïp säú : a 100∠36,87o Ω; b 4∠36,87o Ω 113 Baìi säú 6.6 Cho MBA mäüt pha lyï tỉåíng (khäng bë sủt ạp, khäng täøn hao, dng âiãûn khäng ti bàòng khäng) cọ säú vng dáy = 180: 45 Âiãûn tråí så v thỉï cáúp láưn lỉåüc bàòng 0,242 v 0,076 Tênh âiãûn tråí tỉång âỉång qui vãư så cáúp ? Âaïp säú : a 1,4 T b 1200V Bi säú 6.7 Cho MBA mäüt pha l tỉåíng (khäng bë sủt ạp, khäng täøn hao, dng âiãûn khäng ti bàòng khäng) cọ säú vng dáy = 220: 500 Phêa så cáúp âáúu vo ngưn âiãûn ạp 220 V, phêa thỉï cáúp cung cáúp cho ti 10kVA a Tênh âiãûn ạp trãn ti, dng âiãûn thỉï cáúp v så cáúp ? b Tênh täøng tråí tỉång âỉång ca mạy nhỗn tổỡ nguọửn ? aùp sọỳ : a 500V, 20A, 50A b 4,4Ω Baìi säú 6.8 Trong thê nghiãûm ngàõn mảch ca MBA ba pha 100kVA näúi Y/Y, 6000/400V cạc dủng củ âo âáúu åí phêa så cáúp chè caïc giaï trë: Und = 240V; In = I1âm; Pn = 1500W Tênh âiãûn tråí v âiãûn khạng ngàõn mảch ca mạy qui vãư så cáúp ? Âạp säú : Rn = 5,4Ω; Xn = 13,35Ω Baìi säú 6.9 Mäüt MBA mäüt pha 500kVA, 2300/230V thê nghiãûm khäng taíi v ngàõn mảch, cạc dủng củ âo âáúu åí phêa så cáúp chè caïc giaï trë : Thê nghiãûm khäng taíi : U = 2300V ; I0 = 9,4A ; P0 = 2250W Thê nghiãûm ngàõn maûch : Un = 95V ; In = 218A ; Pn = 8.200W Tênh cạc thäng säú mảch âiãûn thay thãú ca mạy MBA qui vãư så cáúp ? Âạp säú : Rfe = 2351Ω, Xm = 246Ω, R1 = R’2 = 0,087Ω, X1 = X’2 = 0,2Ω Baìi säú 6.10 Mäüt MBA mäüt pha 500kVA, 2300/230V bi táûp 6.8, cung cáúp dng âënh mỉïc cho ti cọ hãû säú cäng sút cosϕ = Tênh hiãûu sút MBA bàòng cạch dng láưn lỉåüc cạc mảch âiãûn tỉång âỉång hinh BT 6.10 v dng cäng thỉïc hiãûu sút Âạp säú : η= 98,15%; η= 98,31%; kt = 0,618; η= 98,97% Baìi säú 6.11 Mäüt MBA mäüt pha 50kVA, 2400/240V, täøn hao âäöng âënh mỉïc 680W, täøn hao thẹp 260W a Tênh hiãûu suáút hãû säú cäng suáút cosϕ = luïc âáưy ti v nỉía ti b Tênh hãû säú ti hiãûu sút cỉûc âải v hiãûu sút cỉûc âải MBA cosϕ =1 Âaïp säú : η= 98,15%; η= 98,31%; kt = 0,618; η= 98,97% 114 Baìi säú 6.12 Mäüt MBA mäüt pha 10kVA, 480/120V cọ cạc thäng säú sau: R1 = 0,6 Ω; R2 = 0,0375 Ω; X1 = Ω; X2 = 0,0625 Ω; Rfe = 3000Ω; Xm = 500 Ω; a Dng mảch âiãûn tỉång âỉång hỗnh BT6.10a õóứ tờnh õióỷn aùp vaỡ doỡng õióỷn sồ cáúp mạy cung cáúp 10kVA cho ti åí 120V vaì hãû säú cäng suáút cosϕ = 0,85 (R-L) b Tênh täøn hao âäưng så cáúp, täøn hao âäưng thỉï cáúp, täøn hao li thẹp v hiãûu sút ca MBA &I R1 &I '2 jX1 &I o + &1 U &I oR R’2 jX’2 + &I oX Rfe & '2 U jXm (a) Rn &I &I o &I &I '2 & &I oR U Rfe jXn jXm & '2 U (b) &1 U Rn jXn &I1 = &I '2 & '2 U (c) Hinh BT 6.10 Baìi säú 6.13 Mäüt MBA mäüt pha 50kVA, 400/2000V cọ cạc thäng säú sau : R1 = 0,02 Ω; R2 = 0,5 Ω; X1 = 0,06 Ω; X2 = 1,5 Ω; Rfe = 500Ω; Xm = 167 Ω; Maïy cung cáúp 40kVA cho ti cọ hãû säú cäng sút cosϕ = 0,8 (R-L) v âiãûn ạp trãn ti bàòng âiãûn ạp âënh mỉïc a Dng mảch âiãûn tỉång âỉång hỗnh BT6.10a,b,c õóứ tờnh õióỷn aùp vaỡ doỡng õióỷn sồ cáúp b Tênh hiãûu sút ca ti âang xẹt v hiãûu sút cỉûc âải ca MBA Đáp số : Iđm =190,5A ; I2đm = 666,7A ; So = 200kVA ; cosϕo = 0,085; R1 = 0,74Ω ; X1 = 7,33Ω; R2 = 0,0605Ω ; X2 = 0,6Ω ; Rfe = 72.058,8Ω ; Xm = 6146,5Ω; kt = 0,564 ; U2 = 9944V ; 115 Baìi säú 6.14 Một máy biến áp pha Sđm = 6667kVA chế độ không tải với điện áp định mức U10 = 35kV ; P10 = 17000W ; io% = 3% ; U20 = 10kV Thí nghiệm ngắn mạch với dòng điện định mức, un % = 8% ; Pn = 53500W a Xác định dòng điện định mức b Xác định cơng thức biến kiến không tải cosϕ0 c Cho X1 ≈ X’2 ; R1 ≈ R’2 Xác định thông số sơ đồ thay d Xác định hệ số tải để hiệu xuất đạt cực đại e Xác định điên áp thứ cấp U2 hệ số tải kt = 0,7 với cosϕt = Đáp số : Iđm =190,5A ; I2đm = 666,7A ; So = 200kVA ; cosϕo = 0,085; R1 = 0,74Ω ; X1 = 7,33Ω; R2 = 0,0605Ω ; X2 = 0,6Ω ; Rfe = 72.058,8Ω ; Xm = 6146,5Ω; kt = 0,564 ; U2 = 9944V ; Bài số 6.15 Một MBA pha có tổ nối dây Y/Y, 560kVA, 6000/400V có dòng điện không tải io%= 2,6%; điện áp ngắn mạch un% = 4%; tổn hao không tải Po = 1570W; tổn hao ngắn mạch Pn = 7000W a Tìm dòng điện định mức, dòng khơng tải, hệ số cơng suất cosϕo ? b Tính thơng số mạch điện thay MBA? c Xác định hệ số tải để hiệu suất cực đại ? d Tính điện áp thứ cấp hiệu suất hệ số tải 0,5 cosϕt = 0,8 (tải R-L) Đáp số : a 53,9A; 1,4A; 0,108 b Rfe = 22930Ω; Xm = 2474Ω; Rn = 0,8Ω; Xn = 2,44Ω c 0,474; d 393,4V; 98,54% Bài số 6.16 Một MBA pha có tổ nối dây Y/Y, 560kVA, 6000/400V có thơng số mạch điện thay pha sau: R1 = 0,4 Ω; R2 =1,78.10-3Ω; X1=1,31Ω; X2 =5,8.10-3Ω; Rfe =18274Ω; Xm=1807 Ω Máy cung cấp 450kVA cho tải ba pha có hệ số công suất cosϕ = 0,8 (R-L) điện áp tải 390V a Dùng mạch điện tương đương hình BT6.10a,b,c để tính điện áp dòng điện dây sơ cấp b Tính hiệu suất tải xét hiệu suất cực đại MBA Ðâp s? : a./ Hình BT6.10a 6030V; 44,5A Hình BT6.10b,c 6023V; 44,4A b./ 98,54%; 98,92% Bài số 3.17 Một MBA pha có tổ nối dây Y/Y, 400kVA, 35/0,4kV có dòng điện không tải io%= 1,5%; điện áp ngắn mạch un% = 5%; tổn hao không tải Po = 920W; tổn hao ngắn mạch Pn = 4600W a Tìm dòng điện định mức, dòng khơng tải, hệ số cơng suất cosϕo 116 b Cho X1 ≈ X’2 ; R1 ≈ R’2 Tính thơng số mạch điện thay xác MBA c Xác định hệ số tải để hiệu suất cực đại d Tính điện áp sơ cấp (từ mạch điện thay hình BT6.10a,b,c) hiệu suất máy làm việc với 70% tải, điện áp tải lúc 380V hệ số công suất cuả tải cosϕt = 0,8 (tải R-L) Ðâp s? : I1đm = 6,6A ; I2đm = 577,4A ; Io = 0,1A; cosϕo = 0,153; b Rfe = 1331522Ω; Xm = 204480Ω; Rn = 35,2Ω; Xn = 149Ω c 0,447; d 34291,7V; 98,6% ] R R^ ... (6 .22 b) vồùi a, ta coù: & & & = aE& − (a Z ) I = (a Z t ) I aU a a Âàût : E& '2 = aE& = E& (6 .23 ) (6 .24 ) & '2 = aU &2 U (6 .25 ) &I '2 = &I / a (6 .26 ) Z '2 = a Z ; R '2 = a R ; X '2 = a X (6 .27 )... i2 R2 Lt2 + + u2 − e2 e1 − − Zt (a) &I R 1 jX1 + R 2 + &I E& oR &1 U &I o &I oX jXm Rfe − jX 2 &I N1 N2 + & '2 = aU &2 U &2 U − Zt − (b) &I1 R1 jX1 &I o + &1 U − R 2 &I oX &I oR Rfe jXm &I '2. .. cáúp: pcu2= R2I 22= R’2I 22 Cn lải l cäng sút åí âáưu MBA : P2 = Pât - pcu2 = U2I2cos 2 (6.36) Hiãûu sút MBA l tè säú ca cäng sút våïi cäng suáút vaìo : η= P −∑p P CS ∑p = = = 1− P1 CS vo P1 P2 + ∑