Bài giảng máy điện chương 4 ths phạm khánh tùng

PHẦN – MÁY BIẾN ÁP CHƯƠNG MÁY BIẾN ÁP ĐẶC BIỆT CHƯƠNG 4: MÁY BIẾN ĐẶC BIỆT MÁY BIẾN ÁP BA DÂY QUẤN Mba ba dây quấn mba có dây quấn sơ hai dây quấn thứ, dùng để cung cấp điện cho lưới điện có điện áp khác nhau, ứng với tỉ số biến đổi : U1 N1 U1 N1 k12   ; k13   U2 N2 U3 N3 CHƯƠNG 4: MÁY BIẾN ĐẶC BIỆT Ưu điểm mba ba dây quấn so với mba hai dây quấn : Giá thành sản xuất rẻ mba hai dây quấn Mặt chiếm chỗ bé Liên tục truyền tải lượng từ dây quấn sơ sang hai dây quấn thứ truyền từ dây quấn thứ nầy sang dây quấn thứ khác Tổn thất lượng bé mba dây quấn khoảng chừng hai lần Nhược điểm mba ba dây quấn so với mba hai dây quấn : Độ tin cậy mba dây quấn bé mba dây quấn Việc bố trí đầu mba dây quấn phức tạp mba dây quấn CHƯƠNG 4: MÁY BIẾN ĐẶC BIỆT Máy biến áp ba dây quấn chế tạo theo kiểu tổ máy biến áp ba pha máy biến áp ba pha ba trụ, pha đặt ba dây quấn Tiêu chuẩn tổ nối dây mba dây quấn Y0/Y0/Δ -12-11 tổ mba 3pha hay mba 3pha ba trụ Y0/Δ/Δ -11-11 Theo qui định tiêu chuẩn công suất chế tạo mba dây quấn: S1đm/S1đm S2đm/S1đm S3đm/S1đm 1 1 2/3 2/3 2/3 (1 2/3 1) CHƯƠNG 4: MÁY BIẾN ĐẶC BIỆT 1.1 Phương trình bản, sơ đồ thay thế, đồ thị vectơ Quá trình điện từ mba dây quấn mô tả mhư mba dây quấn, tất đại lượng hai dây quấn thứ cấp 2, quy đổi số vòng dây quấn sơ cấp: I'2 N2 ' N3 ' N1 ' N1  I2 ; I3  I3 ; U2  U2 ; U3  U3 N1 N1 N2 N3 Dịng từ hóa mba dây quấn nhỏ xác định: I1  I'2  I3'  I0  Sđđ hỗ cảm :  E  E  ZmI0 với Zm  rm  jx m CHƯƠNG 4: MÁY BIẾN ĐẶC BIỆT Sđđ tản dây quấn: E 1   jx 1I1; E 2   jx '2I'2 ; E 3   jx 3' I3' Dòng cân hỗ cảm: I1'  I1  I0  I1 Điện kháng : x1, x2’, x3’ - điện kháng tản tương đương dây quấn, tìm thấy có tính đến ảnh hưởng dây quấn khác (Ngẫu hợp từ thông tản) CHƯƠNG 4: MÁY BIẾN ĐẶC BIỆT Phương trình cân điện áp mba ba dây quấn:   E  E 1  r1I1  E  Z1I1 U  '2  E '2  E '  r2' I'2  E '2  Z'2I'2 U  3'  E 3'  E '3  r3' I3'  E 3'  Z3' I3' U Sơ đồ thay thế: CHƯƠNG 4: MÁY BIẾN ĐẶC BIỆT Sơ đồ thí nghiệm xác định thơng số mạch điện thay thế: CHƯƠNG 4: MÁY BIẾN ĐẶC BIỆT Tổng trở nhánh từ hố Zm tìm tính tốn thí nghiệm Các tổng trở Z1,Z’2,Z’3, xác định từ thí nghiệm ngắn mạch: Zn12  Z1  Z'2  rn12  jx n12   ' Zn13  Z1  Z3  rn13  jx n13  ' ' Z  Z  Z   rn 23  jx n 23  n 23 Giải hệ phương trình  Z1  ( Zn12  Zn13  Zn 23 )  xác định Z1, Z2’, Z3’:   ' Z2  ( Zn12  Zn 23  Zn13 )   ' Z3  ( Zn13  Zn 23  Zn12 ) CHƯƠNG 4: MÁY BIẾN ĐẶC BIỆT Đồ thị véc tơ: Từ đồ thị ta thấy U’2 phụ thuộc vào I’2 mà phụ thuộc vào I’3 Và U’3 phụ thuộc vào I’3 mà phụ thuộc vào I’2 Để giảm ảnh hưởng nầy ta cần giảm tổng trở Z1 cách đặt cuộn dây vào dây quấn 3, lúc x1 có giá trị âm CHƯƠNG 4: MÁY BIẾN ĐẶC BIỆT Nối ngược: CHƯƠNG 4: MÁY BIẾN ĐẶC BIỆT Công suất truyền tải mba tự ngẫu gồm hai thành phần : Thông qua từ trường lõi thép Truyền dẫn trực tiếp Dung lượng thiết kế dung lượng truyền dẫn nhờ từ trường: St.ke  E1I1  E2I2 Dung lượng mba tự ngẫu truyền qua lúc vận hành thực tế: St.te  UCA ICA  UHAIHA Tỉ số biến đổi điện áp mba tự ngẫu: U1 E1 I2 k   U E I1 CHƯƠNG 4: MÁY BIẾN ĐẶC BIỆT Tỉ số biến đổi điện áp lưới điện: (thường k < 2,5) U CA I HA k  U HA ICA Xét trường hợp nối thuận: St ke E 2I2 ( U CA  U HA )ICA   St.te U CA ICA U CA ICA St ke 1 St.te k CHƯƠNG 4: MÁY BIẾN ĐẶC BIỆT Xét trường hợp nối ngược: St ke E 2I2 ( U CA  U HA )I HA   St.te U CA ICA U CA ICA St ke  (1  )k  k  St.te k Như kiểu nối thuận có lợi CHƯƠNG 4: MÁY BIẾN ĐẶC BIỆT Công dụng mba tự ngẫu: Mba tự ngẫu dùng để liên lạc hệ thống điện có cấp điện áp khác hệ thống điện : 110-220; 220-500; 330750 kV Mba tự ngẫu dùng để mở máy động không đồng công suất lớn Mba tự ngẫu dùng rộng rãi làm nguồn cho thiết bị điện sinh hoạt Mba tự ngẫu dùng phịng thí nghiệm để thay đổi điện áp liên tục CHƯƠNG 4: MÁY BIẾN ĐẶC BIỆT Ưu nhược điểm mba tự ngẫu : • Ưu điểm : Mba tự ngẫu chế tạo rẽ mba dây quấn công suất Lúc vận hành tổn hao mba tự ngẫu nhỏ hơn:  p   p (1  ) St.tai St.ke k Điện áp un mba tn nhỏ (1 – 1/k) so với mba dây quấn công suất Sụt áp mba tự ngẫu nhỏ un nhỏ CHƯƠNG 4: MÁY BIẾN ĐẶC BIỆT Ưu nhược điểm mba tự ngẫu : • Nhược điểm : Vì un nhỏ nên dịng điện ngắn mạch In tương đối lớn Khi vận hành với lưới điện trung tính mba tự ngẫu phải nối đất khơng khơng an tồn Mba tự ngẫu u cầu cách điện cao mba thường CHƯƠNG 4: MÁY BIẾN ĐẶC BIỆT MÁY BIẾN ÁP ĐO LƯỜNG 3.1 Máy biến điện áp Máy biến điện áp dùng để biến điện áp cao thành điện áp nhỏ để đo lường điều khiển Công suất máy biến điện áp 25÷1000VA Máy biến điện áp có dây quấn sơ nối với lưới điện dây quấn thứ nối với Vôn mét, cuộn dây áp Watt kế, cuộn dây rơle bảo vệ, thiếc bị điều khiển khác Các loại dụng cụ nầy có tổng trở Z lớn nên máy biến điện áp xem làm việc chế độ khơng tải, sai số trị số nhỏ : U%  U2 N2  U1 N1 100 U1 CHƯƠNG 4: MÁY BIẾN ĐẶC BIỆT Sơ đồ nối máy biến điện áp góc lệch CHƯƠNG 4: MÁY BIẾN ĐẶC BIỆT Cấp xác sai số máy biến điện áp: Cấp xác 0,5 Sai số ΔU ± 0,5% ± 1,0 ± 3,0 Sai số δU ± 20 ± 40 Không qui định Chú ý : Khi sử dụng mbđa khơng nối tắt mạch thứ cấp nối tắt mạch thứ cấp tương đương nối tắt mạch sơ cấp nghĩa gây có ngắn mạch lưới điện CHƯƠNG 4: MÁY BIẾN ĐẶC BIỆT 3.2 Máy biến dòng điện Máy biến dòng điện dùng để biến dòng điện lớn thành dòng điện nhỏ để đo lường dụng cụ đo tiêu chuẩn điều khiển Công suất Máy biến dịng điện : 5÷100VA Máy biến dịng điện có dây quấn sơ gồm vịng dây mắc nối tiếp với mạch cần đo dòng dây quấn thứ gồm nhiều vòng dây nối với ampe mét, cuộn dây dòng Watt mét, cuộn dây rơle bảo vệ, thiếc bị điều khiển khác Các loại dụng cụ nầy có tổng trở Z bé nên máy biến dòng điện làm việc trạng thái ngắn mạch, lõi thép máy biến dịng điện khơng bão hịa Φ = (0.8÷1)Wb, N2 U U1 : sai số đo lường về2trị sốnhỏ U%  N1 U1 100 CHƯƠNG 4: MÁY BIẾN ĐẶC BIỆT Sai số đo lường trị số nhỏ: N2 I2  U1 N1 i%  100 I1 Sơ đồ nối dây biến dịng góc lệch: CHƯƠNG 4: MÁY BIẾN ĐẶC BIỆT Cấp xác sai số máy biến dịng điện: Cấp xác 0,2 0,5 10 Sai số ΔU ± 0,2% ± 0,5% ± 1,0 ± 3,0 ± 10% Sai số δU ± 10 ± 40 ± 80 Không qui định Không qui định Chú ý : Khi sử dụng máy biến dòng điện khơng dể dây quấn thứ hở mạch dịng từ hóa I0 = I1 lớn lõi thép bão hịa nghiêm trọng nóng lên làm cháy dây quấn, từ thông đầu sinh sđđ nhọn đầu dây quấn thứ xuất điện áp cao hàng nghìn vơn làm cho dây quấn thứ người sử dụng không an toàn CHƯƠNG 4: MÁY BIẾN ĐẶC BIỆT MÁY BIẾN ÁP HÀN HỒ QUANG Máy chế tạo có điện kháng tản lớn cuộn dây thứ cấp nối với điện kháng ngồi K để hạn chế dịng điện hàn Vì đường đặc tính hàn dốc, phù hợp với yêu cầu hàn điện Cuộn dây sơ cấp nối với nguồn điện, cuộn dây thứ cấp đầu nối với cuộn điện kháng K nối tới que hàn, đầu nối với kim loại cần hàn CHƯƠNG 4: MÁY BIẾN ĐẶC BIỆT Máy biến áp làm việc chế độ ngắn mạch ngắn hạn dây quấn thứ cấp Điện áp thứ cấp định mức máy biến áp hàn thường 60 ÷70V Khi dí que hàn vào kim loại, có dịng điện lớn chạy qua làm nóng chỗ tiếp xúc Khi nhấc que hàn cách kim loại khoảng nhỏ, cường độ điện trường lớn làm ion hóa chất khí, sinh hồ quang tỏa nhiệt lượng lớn làm nóng chảy chỗ hàn Để điều chỉnh dịng điện hàn, thay đổi số vịng dây dây quấn thứ cấp máy biến áp hàn thay đổi điện kháng ngồi cách thay đổi khe hở khơng khí lõi thép K ... mạch lưới điện CHƯƠNG 4: MÁY BIẾN ĐẶC BIỆT 3.2 Máy biến dòng điện Máy biến dòng điện dùng để biến dòng điện lớn thành dòng điện nhỏ để đo lường dụng cụ đo tiêu chuẩn điều khiển Công suất Máy biến... trở Z lớn nên máy biến điện áp xem làm việc chế độ khơng tải, sai số trị số nhỏ : U%  U2 N2  U1 N1 100 U1 CHƯƠNG 4: MÁY BIẾN ĐẶC BIỆT Sơ đồ nối máy biến điện áp góc lệch CHƯƠNG 4: MÁY BIẾN ĐẶC... lưới điện trung tính mba tự ngẫu phải nối đất khơng khơng an tồn Mba tự ngẫu u cầu cách điện cao mba thường CHƯƠNG 4: MÁY BIẾN ĐẶC BIỆT MÁY BIẾN ÁP ĐO LƯỜNG 3.1 Máy biến điện áp Máy biến điện