BÀI GIẢNG MÁY ĐIỆN: MÁY BIẾN ÁP CHƯƠNG 3.1

2 Điều chỉnh máy làm việc • Điện áp điều chỉnh 1% phạm vi 10% Dùng cuộn kháng hạn chế dòng Dùng điện trở hạn chế dịng §4 HIỆU SUẤT CỦA MÁY BIẾN ÁP Hiệu suất máy biến áp • Hiệu suất máy biến áp là: P2 P2   2 P1 P2  pFe  I CA R CA  I HA R HA • Trong đó: pFe  Pt  Px Pt  ktfB1.6 max Px  kxf 2B2max 2 2 I CA R CA  I HA R HA  I CA R nCA  I HA R nHA • Do đó: P2 P2   P1 P2  pFe  I 2R n Tính hiệu suất theo số liệu thí nghiệm • Khi thí nghiệm khơng tải ngắn mạch ta có:  pFe  Po - tổn hao không tải  R I  � I �R I  k2P - tổn hao n n � � n dm I �dm � mạch • Cơng suất tải: P2 = U2I2cos2 • Do đó: P2 U 2I 2cos   P1 U 2I 2cos  Po  I 22R n kU 2I 2dmcos  kU 2I 2dmcos  Po  k2Pn ngắn • Hiệu suất cực đại ứng với điều kiện: d 0 dk • Từ điều kiện ta k  Po và: m Pn kmU 2I 2cos có max  kmU 2I 2cos  2Po • Mặt khác: I2 P2  U 2I 2cos  U 2dmI 2dm (1 U 2)cos I 2dm  I 2Sdm (1 U 2)cos �I 2Sdmcos   I 2Sdmcos I 2Sdmcos  Po  I 22Pn Hiệu suất hệ dơn vị tương đối • Hiệu suất MBA: P2 Scos   P1 Scos  Po  I 22R n  S cos Sdm  S Po I 22 cos   Rn Sdm Sdm Sdm • Do: S  S Sdm pFe  pFe Sdm I 22R n I 22R n I 2dm  � Sdm U 2dmI 2dm I 2dm � I �I 2dmR n � �  I 22R n �I 2dm � U 2dm • Do đó: Scos  Scos  pFe  I 22R n • Với tải tải định mức, S = I2 = nên: dm  cos cos  pFe  R n Ví dụ: Cho máy biến áp 50kVA, 2400/240V Khi thí nghiệm khơng tải, điện áp đưa vào 240V, dòng điện Io = 4.85A, tổn hao Po = 173W Khi thí nghiệm ngắn mạch, điện áp Un= 52V, In = 20.8A, Pn = 650W Tính hiệu suất tải định mức, cos = 0.8 chậm sau; tải nửa a Khi tải định mức, cos = 0.8 chậm sau định mức, cos = 0.6 chậm sau công suất đưa là: P2  Scos =50�10 �0.8  40000W Pn  I HA R nHA =650W pFe  Po  173W Hiệu suất máy biến áp là: P2 40000   =0.98 P2  pFe  Pn 40000  173  650 b Khi tải 0.5 định mức cos = 0.6 chậm sau: P2  0.5Scos =0.5�50�10 �0.6  15000W Pn  0.52 �650  162.5W pFe  Po  173W P2 15000   =0.978 P2  pFe  Pn 40000  173  162.5 §5 MBA LÀM VIỆC SONG SONG Khái niệm chung • Lý làm việc song song:  Cung cấp điện liên tục cho phụ tải  Vận hành máy biến áp cách kinh tế  Dễ dàng việc vận chuyển • Điều kiện làm việc song song:  Cùng tổ nối dây  Cùng tỉ số biến đổi điện áp  Cùng điện áp ngắn mạch ZtdA A A E&A Ztd E&B B B ZtdA &1 U A ZtdB B &2 U B Điều kiện tổ nối dây • Ta xét máy biến áp nối Y/Y-12 nối song song với máy biến áp Y/-11 • Điện áp thứ cấp lệch pha 30o E  2EA sin15  0.518EA • Dịng điện cân bằng: E&B E& o E&A &  E I&cb  ZtdA  ZtdA Khơng cho phép hai máy có tổ nối dây khác làm việc song song Điều kiện tỉ số biến đổi điện áp • Khi k hai máy khác nhau, dây quấn thứ cấp có dịng điện cân A1 a1 &A I&cb A E X1 x1 A2 X2 A1 X1 a2 A2 x2 X2 &B B E &  E& E A B I&cb  ZtdA  ZtdB a1 I&A &A & A E I cb x1 a2 & I &B B E x2 B A1 a1 &A I&cb A E x1 X1 A2 a2 &B B E x2 X2 A1 X1 A2 a1 I&A &A & A E I cb x1 a2 & I &B B E x2 X2 B • Dịng điện cân chạy hai máy theo hai chiều ngược • Khi có tải dịng điện cân cộng thêm dòng điện tải máy trừ dịng điện tải • Như máy máy có điện áp lớn bị tải 4 Điều kiện điện áp ngắn mạch • Hai máy biến áp làm việc song song có sơ đồ thay tương đương là: I&A ZtdB ztdB  � & I B ZtdA ztdA ztd   U dm  U n I dm IA I dmA U nBU dmB  � I B U nA U dmA I dmB IA I dmA I dmB  A U nB �   IB  B U nA I& I&A ZtdA A ZtdB I&B B • Khi điện áp ngắn mạch nhau, tải phân bố tỉ lệ với công suất máy • Nếu Un khác nhau, máy có Un nhỏ có  lớn nghĩa có khả bị q tải Ví dụ: Một trạm 2400/480V có ba máy biến áp làm việc song song cung cấp cho tải 400kV, cos = 0.8 chậm sau Thông số máy là: A: 100kVA ZtdA% = 3.68 B: 167kVA ZtdB% = 4.02 C: 250kVA ZtdC% = 4.25 Tính tải máy Dịng điện định mức phía cao áp máy là: I dmA SA 100�10    41.67A U dmA 2400 SB 167�103 I dmB    69.58A U dmB 2400 SC 250�103 I dmC    104.2A U dmC 2400 Tổng trở sở máy là: U dm 24002 zcsA    57.6 SA 100�10 2 U dm 2400 zcsB    34.49 SB 167�10 zcsC U dm 24002    23.04 SC 250�10 Tổng trở máy là: zA  zcsA �zA   57.6�0.0368  2.12 zB  zcsB �zB  34.49�0.0402  1.39 zC  zcsC �zC  23.04�0.0402  0.98 Tổng trở tương đương máy nối song song là: zA �zB �zC ztd  zB �zC  zA �zC  zA �zB 2.12�1.39�0.89   0.42 1.39�0.98  2.12�0.89  2.12�1.39 Dòng điện máy là: ztd 0.42 IA  It  It  0.198I tA zA 2.12 ztd 0.42 IB  It  It  0.302I tA zB 1.39 ztd 0.42 IC  It  It  0.4285I tA zC 0.98 Như máy A chịu 19.8% tải, máy B chịu 30.2% tải máy C chịu 42.85% tải §9 MBA NỐI TAM GIÁC HỞ  Sơ đồ nối I&AX A B I&ax b I&BY a I&CZ C I&cz c I&AX B I&ax b I&cz c A a I&CZ C I&by  Giả thiết  Điệp áp dây sơ cấp tạo thành hệ thống đối xứng, không phụ thuộc tải  Dây quấn thứ cấp quy đổi sơ cấp  Dòng điện Io =  Tải mba tam giác kín đồng trở  Bỏ qua điện áp rơi máy I&AX A B I&ax b I&cz c I&BY a I&CZ C I&by &AB  U &AX U I&B I&BY I&CZ &CA U I&AX &CZ I&A U I&AX I&BY I&C I&CZ &BC  U &BY U I&AX I&ax B A b a I&CZ C I&cz c  Bỏ qua điện áp rơi ta có &AB  U &� & &� U ab U CA  U ca &� &� &� U bc  (U abc  U ca ) &AB  U &� U ab &� U ab I&AX  I&B &� U &� U bc ca I&CZ  I&C &CA  U &� U ca &BC  U &� U bc  Như vậy, bỏ qua điện áp rơi, điện áp pha nối tam giác hở điện áp nối tam giác kín hộ dùng điện khơng bị ảnh hưởng  Công suất hệ thống không thay đổi 3U ffI  2U ffI 3cos30o  Tuy nhiên m.b.a bị  jI AX xn tải 3 lần nên phải &AB  U &� U ab giảm tải 3 lần, nghĩa 100/3 =  Thực tế, tính đến & & I&CZ rn I CZ  I C điện  jI CZ xn rơi m.b.a, khơng đối xứng dịng điện pha sinh không đối xứng điện áp thứ cấp &� U ab I&AX  I&B 58% áp I&AX rn &� U ca &� U ca &CA  U &� U ca &� U ab &BC  U &� U bc &� U bc ...§4 HIỆU SUẤT CỦA MÁY BIẾN ÁP Hiệu suất máy biến áp • Hiệu suất máy biến áp là: P2 P2   2 P1 P2  pFe  I CA R CA  I HA R HA • Trong đó:... chạy hai máy theo hai chiều ngược • Khi có tải dịng điện cân cộng thêm dòng điện tải máy trừ dịng điện tải • Như máy máy có điện áp lớn bị tải 4 Điều kiện điện áp ngắn mạch • Hai máy biến áp làm... E&B B B ZtdA &1 U A ZtdB B &2 U B Điều kiện tổ nối dây • Ta xét máy biến áp nối Y/Y-12 nối song song với máy biến áp Y/-11 • Điện áp thứ cấp lệch pha 30o E  2EA sin15  0.518EA • Dịng điện cân