1-1 Khai niem chung ve MBA

BÀI GIẢNG Máy điện sở EE3140 1.1: KHÁI NIỆM CHUNG VỀ MÁY BIẾN ÁP NỘI DUNG • VAI TRỊ VÀ CƠNG DỤNG CỦA MÁY BIẾN ÁP • ĐỊNH NGHĨA MÁY BIẾN ÁP • NGUN LÍ LÀM VIỆC CƠ BẢN CỦA MÁY BIẾN ÁP • CÁC ĐẠI LƯỢNG ĐỊNH MỨC CỦA MÁY BIẾN ÁP • PHÂN LOẠI MÁY BIẾN ÁP • CẤU TẠO MÁY BIẾN ÁP 1.1: KHÁI NIỆM CHUNG VỀ MÁY BIẾN ÁP VAI TRỊ VÀ CƠNG DỤNG CỦA MÁY BIẾN ÁP ● Máy biến áp có vai trò quan trọng hệ thống điện, dùng để truyền tải phân phối điện Để dẫn điện từ nhà máy điện đến hộ tiêu thụ cần phải có đường dây tải điện 1.1: KHÁI NIỆM CHUNG VỀ MÁY BIẾN ÁP VAI TRỊ VÀ CƠNG DỤNG CỦA MÁY BIẾN ÁP Hộ tiêu thụ 0,4 – kV MFĐ  21 kV MBA tăng áp 35, 110, 220, 500 kV MBA hạ áp Ta có cơng suất truyền tải đường dây: S = U.I Nếu U  I   tiết diện dây Sd   tổn thất lượng ∆P = I2.R   tổn thất điện áp ∆U = I.R  1.1: KHÁI NIỆM CHUNG VỀ MÁY BIẾN ÁP VAI TRÒ VÀ CÔNG DỤNG CỦA MÁY BIẾN ÁP ● MBA sử dụng - thiết bị lò nung: MBA lò - hầm mỏ: MBA mỏ - hàn điện: MBA hàn điện - đo lường, thí nghiệm: máy biến điện áp… Mining transformers 1.1: KHÁI NIỆM CHUNG VỀ MÁY BIẾN ÁP ĐỊNH NGHĨA MÁY BIẾN ÁP Máy biến áp thiết bị điện từ tĩnh, làm việc theo nguyên lý cảm ứng điện từ, dùng để 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 MBA dây quấn ? Dây quấn sơ cấp ? Dây quấn thứ cấp ? Cách ký hiệu đại lượng, thông số sơ cấp thứ cấp: - Dây quấn sơ cấp: w1, U1, I1, P1 - Dây quấn thứ cấp: w2, U2, I2, P2 1.1: KHÁI NIỆM CHUNG VỀ MÁY BIẾN ÁP ĐỊNH NGHĨA MÁY BIẾN ÁP MBA dây quấn ? Dây quấn thứ với điện áp trung bình Tùy vào số pha cuộn dây có: - MBA pha - MBA pha MBA dùng hệ thống điện lực gọi MBA điện lực hay MBA cơng suất Ngồi cịn có loại MBA dùng ngành chuyên môn như: MBA chun dùng cho lị luyện kim, khai khống, MBA hàn… Tổng công suất máy biến áp hệ thống truyền tải phân phối điện năng? 1.1: KHÁI NIỆM CHUNG VỀ MÁY BIẾN ÁP NGUYÊN LÍ LÀM VIỆC CƠ BẢN CỦA MÁY BIẾN ÁP Xét MBA pha hai dây quấn CA HA có sơ đồ nguyên lý: Đặt điện áp ~u1 vào dây quấn sơ cấp Có dịng điện dây quấn sơ cấp? dịng ~ i1 ? Từ thơng biến thiên mạch từ? Khi xuất suất điện động cảm ứng dây quấn? e1 e2 1.1: KHÁI NIỆM CHUNG VỀ MÁY BIẾN ÁP NGUYÊN LÍ LÀM VIỆC CƠ BẢN CỦA MBA Nếu cuộn thứ cấp nối với tải → i2 i2 → Φ2 → từ thông tổng Φ = Φ1+ Φ2 Nếu u1 hàm hình sin → Φ sin: Φ = Φm.sint ;  = 2f Từ thơng khép kín mạch từ móc vòng với hai dây quấn Theo định luật cảm ứng điện từ có: d   w . m cos t dt    w 1.. m sin(t  )  2.E1 sin(t  ) 2 e1   w  e2  2.E sin(t  ) 1.1: KHÁI NIỆM CHUNG VỀ MÁY BIẾN ÁP NGUYÊN LÍ LÀM VIỆC CƠ BẢN CỦA MÁY BIẾN ÁP Trong E1, E2 giá trị hiệu dụng sđđ dây quấn 2: E1  w . m 2..f w  m   4,44.f w 1. m 2 E  4,44.f w  m Lấy E1 chia cho E2 ta được: E1 w   k : gọi hệ số biến áp E2 w2 Nếu bỏ qua điện áp rơi dây quấn ta có : k w1 E1 U1   w E2 U2  U1 U : số vơn_vịng  w1 w Điện áp cảm ứng vòng dây sơ cấp thứ cấp Kết luận gì? 10 1.1: KHÁI NIỆM CHUNG VỀ MÁY BIẾN ÁP CÁC ĐẠI LƯỢNG ĐỊNH MỨC CỦA MÁY BIẾN ÁP 11 1.1: KHÁI NIỆM CHUNG VỀ MÁY BIẾN ÁP CÁC ĐẠI LƯỢNG ĐỊNH MỨC CỦA MÁY BIẾN ÁP Dung lượng (công suất định mức): Sđm (VA hay kVA) Điện áp định mức sơ cấp: U1đm = U1 (V, kV) Điện áp định mức thứ cấp: U2đm = U20 (V hay kV) Dòng điện định mức sơ cấp I1đm thứ cấp I2đm (A hay kA) Đối với MBA pha: I1đm  Đối với MBA ba pha: I1đm  Sđm S ; I 2đm  đm U1đm U 2đm Sđm Sđm ; I đm  3U1đm 3U 2đm Tần số định mức fđm(Hz) Thường fđm = 50Hz Ngồi nhãn MBA cịn ghi số liệu khác như: số pha m, sơ đồ tổ nối dây, điện áp ngắn mạch un% 12 1.1: KHÁI NIỆM CHUNG VỀ MÁY BIẾN ÁP PHÂN LOẠI MÁY BIẾN ÁP • Theo kiểu máy biến áp dầu hay khơ? Kiểu hở hay kiểu kín? • Theo số pha 1-3 pha? • Theo tần số? • Theo cấp điện áp? • Theo vị trí mạng truyền tải hay phân phối? • Theo cơng dụng? 13 1.1: KHÁI NIỆM CHUNG VỀ MÁY BIẾN ÁP PHÂN LOẠI MÁY BIẾN ÁP Theo công dụng: MBA điện lực: để truyền tải phân phối công suất hệ thống điện lực MBA chuyên dùng: sử dụng lò luyện kim, thiết bị chỉnh lưu, MBA hàn MBA tự ngẫu: dùng để mở máy động không đồng công suất lớn MBA đo lường: dùng để giảm điện áp dòng điện lớn đưa vào đồng hồ đo tiêu chuẩn MBA thí nghiệm dùng để thí nghiệm điện áp cao MBA có nhiều cách phân loại có nhiều loại song thực chất tượng xảy chúng giống Để thuận tiện cho việc nghiên cứu, phần sau ta xét MBA điện lực hai dây quấn pha ba pha 14 1.1: KHÁI NIỆM CHUNG VỀ MÁY BIẾN ÁP CẤU TẠO MÁY BIẾN ÁP Phần MBA gồm: phần tác dụng ( lõi thép dây quấn) phần kết cấu ( vỏ máy chi tiết khác) 15 1.1: KHÁI NIỆM CHUNG VỀ MÁY BIẾN ÁP CẤU TẠO MÁY BIẾN ÁP ● Lõi thép: Lõi thép MBA mạch từ khép kín dùng để dẫn từ thơng, đồng thời khung để quấn dây quấn Được chế tạo vật liệu dẫn từ tốt, thường thép kỹ thuật điện có bề dày từ 0,35 mm, mặt ngồi thép có sơn cách điện ghép lại với thành lõi thép 16 1.1: KHÁI NIỆM CHUNG VỀ MÁY BIẾN ÁP CẤU TẠO MÁY BIẾN ÁP ● Lõi thép: Lõi thép gồm hai phần: - Phần trụ - Phần gông 17 1.1: KHÁI NIỆM CHUNG VỀ MÁY BIẾN ÁP CẤU TẠO MÁY BIẾN ÁP ● Lõi thép: Lõi thép có loại kết cấu nào? - Kiểu trụ: dây quấn bao quanh trụ thép 18 1.1: KHÁI NIỆM CHUNG VỀ MÁY BIẾN ÁP CẤU TẠO MÁY BIẾN ÁP ● Lõi thép: - Kiểu bọc: lõi sắt bọc xung quanh dây quấn 19 1.1: KHÁI NIỆM CHUNG VỀ MÁY BIẾN ÁP CẤU TẠO MÁY BIẾN ÁP ● Lõi thép: Các loại kết cấu lõi thép: - Kiểu trụ - bọc: MBA công suất lớn, để giảm chiều cao trụ thép, thuận tiện cho việc vận chuyển, mạch từ MBA kiểu trụ phân nhánh sang hai bên nên MBA có kết cấu vừa kiểu trụ, vừa kiểu bọc, gọi MBA kiểu trụ bọc 20 1.1: KHÁI NIỆM CHUNG VỀ MÁY BIẾN ÁP CẤU TẠO MÁY BIẾN ÁP ● Dây quấn Dây quấn phận dẫn điện MBA Dây quấn MBA thường làm dây dẫn đồng nhơm, tiết diện trịn hay chữ nhật, bên ngồi dây dẫn có bọc cách điện Xét MBA dây quấn, pha có dây quấn CA HA Hai 21 1.1: KHÁI NIỆM CHUNG VỀ MÁY BIẾN ÁP CẤU TẠO MÁY BIẾN ÁP ● Dây quấn Dây quấn đồng tâm: Có tiết diện ngang vòng tròn đồng tâm Những kiểu dây quấn đồng tâm gồm: a/ Dây quấn hình trụ: dùng cho dây quấn hạ áp cao áp Với dịng điện nhỏ dùng dây trịn quấn thành nhiều lớp, với dịng điện lớn dùng dây dẹt quấn thành hai lớp 22 1.1: KHÁI NIỆM CHUNG VỀ MÁY BIẾN ÁP CẤU TẠO MÁY BIẾN ÁP ● Dây quấn Dây quấn đồng tâm: b/ Dây quấn hình xoắn: thường dùng cho dây quấn hạ áp Gồm nhiều dây bẹt chập lại quấn theo đường xoắn ốc c/ Dây quấn hình xốy ốc liên tục: chủ yếu dùng cho dây quấn CA Dây quấn thành bánh dây phẳng cách rãnh hở 23 1.1: KHÁI NIỆM CHUNG VỀ MÁY BIẾN ÁP CẤU TẠO MÁY BIẾN ÁP ● Dây quấn Dây quấn xem kẽ: Các bánh dây CA HA xen kẽ dọc theo trụ thép 24 1.1: KHÁI NIỆM CHUNG VỀ MÁY BIẾN ÁP CẤU TẠO MÁY BIẾN ÁP ● Phần kết cấu: Phần kết cấu MBA gồm vỏ máy chi tiết khác Vỏ MBA gồm hai phận: thùng nắp thùng 25 1.1: KHÁI NIỆM CHUNG VỀ MÁY BIẾN ÁP CẤU TẠO MÁY BIẾN ÁP ● Phần kết cấu: Thùng MBA: - Thùng MBA làm thép, có tiết diện hình chữ nhật ơvan - Trong thùng MBA đặt lõi thép, dây quấn dầu biến áp - Dầu biến áp làm nhiệm vụ tăng cường cách điện tản nhiệt 26 1.1: KHÁI NIỆM CHUNG VỀ MÁY BIẾN ÁP CẤU TẠO MÁY BIẾN ÁP ● Phần kết cấu: Nắp thùng MBA: đậy thùng có phận quan trọng như: - Sứ dây quấn CA HA - Bình dãn dầu (bình dầu phụ) - Ống bảo hiểm - Rơle dùng để bảo vệ MBA - Bộ truyền động cầu dao đổi nối đầu điều chỉnh điện áp dây quấn cao áp 27 1.1: KHÁI NIỆM CHUNG VỀ MÁY BIẾN ÁP CẤU TẠO MÁY BIẾN ÁP ● Phần kết cấu: 28 1.1: KHÁI NIỆM CHUNG VỀ MÁY BIẾN ÁP CẤU TẠO MÁY BIẾN ÁP ● Phần kết cấu: 29 ... BIẾN ÁP MBA dây quấn ? Dây quấn thứ với điện áp trung bình Tùy vào số pha cuộn dây có: - MBA pha - MBA pha MBA dùng hệ thống điện lực gọi MBA điện lực hay MBA cơng suất Ngồi cịn có loại MBA dùng... điện áp ∆U = I.R  1.1: KHÁI NIỆM CHUNG VỀ MÁY BIẾN ÁP VAI TRỊ VÀ CƠNG DỤNG CỦA MÁY BIẾN ÁP ● MBA sử dụng - thiết bị lò nung: MBA lò - hầm mỏ: MBA mỏ - hàn điện: MBA hàn điện - đo lường, thí nghiệm:... cấu: Phần kết cấu MBA gồm vỏ máy chi tiết khác Vỏ MBA gồm hai phận: thùng nắp thùng 25 1.1: KHÁI NIỆM CHUNG VỀ MÁY BIẾN ÁP CẤU TẠO MÁY BIẾN ÁP ● Phần kết cấu: Thùng MBA: - Thùng MBA làm thép, có