tài liệu lớp 14ddc02

MBA có hai hoặc nhiều cuộn dây.[r]

(1)

BÀI 2: MÁY BIẾN ÁP

1 ĐỊNH NGHĨA

Máy biến áp là thiết bị điện từ đứng yên, làm việc dựa vào nguyên lý cảm ứng điện từ, biến đổi dòng điện xoay chiều ở điện áp này sang dòng điện xoay chiều ở điện áp khác với tần số không đổi

Thứ cấp Sơ cấp

U1, I1, f U2, I2, f

Hình 2.1 Sơ đồ nguyên lý và hình dạng máy biến áp

U2 > U1 : máy biến áp tăng áp

U2 < U1 : máy biến áp hạ áp

(2)

2 PHÂN LOẠI

- Máy biến áp điện lực: truyền tải và phân phối điện

- Máy biến áp chuyên dùng: luyện kim, hàn, chỉnh lưu,… - Máy biến áp tự ngẫu: mở máy các động điện

- Máy biến áp đo lường: giảm áp và dòng đưa vào các đồng hồ đo - Máy biến áp thí nghiệm: dùng cho các phòng thí nghiệm điện điện tư

3 CƠNG DỤNG

MBA tăng áp MBA hạ áp

MPĐ

Tải tiêu thụ

13,2KV 220KV 220KV 15KV

Đường dây truyền tải

(3)

2 CÁC ĐẠI LƯỢNG ĐỊNH MỨC

Hình 2.3 Các bộ phận bên ngoài máy biến áp

Bảng thông số kỹ thuật máy biến áp

+ công suất định mức: Sđm (VA, kVA, MVA)

+ điện áp sơ cấp định mức: U1đm (V, kV)

+ điện áp thứ cấp định mức: U2đm (V, kV)

+ dòng điện định mức: (A)

Máy biến áp pha:

Ngoài còn có các thông số khác như: + Tần số định mức: fđm

+ Số pha m

+ Sơ đồ và tổ nối dây quấn

+ Điện áp ngắn mạch phần trăm un %

+ Chế độ làm việc

+ Phương pháp làm mát

,

 ñm

1ñm

S I

U 2ñm U2ñmñm

S I  ,

 ñm

1ñm

1ñm S I

3U 2ñm

ñm 2ñm

U

(4)

3 CẤU TẠO MÁY BIẾN ÁP

Gồm có: lõi thép, dây quấn, và vỏ máy

a) Lõi thép: dùng để dẫn từ thông chính, làm bằng thép kỹ thuật điện, gồm có trụ và gông

Trụ là nơi để đặt dây quấn

Gông là phần khép kín mạch từ giữa các trụ Trụ và gông tạo thành mạch từ khép kín

b) Dây quấn: thường làm bằng đồng hoặc nhôm có tiết diện hình tròn hoặc chữ nhật bên ngoài có bọc cách điện

Dây quấn gồm nhiều vòng dây lồng vào trụ lõi thép Giữa các vòng dây cách điện với và cách điện với lõi thép MBA có hai hoặc nhiều cuộn dây

c) Vỏ máy: gồm có thùng và nắp thùng

Thùng: làm bằng thép, hình bầu dục, bên ngoài có cánh tản nhiệt Trong thùng chứa dầu máy biến áp để làm mát và tăng cường cách điện cho lõi thép và dây quấn

(5)

Nắp thùng: dùng để đậy thùng, đó có đặt các thiết bị khác + các sứ của dây quấn cao áp và hạ áp

+ bình giản dầu + ống bảo hiểm

+ ngoài còn có bộ điều áp dưới tải, rơle hơi, thiết bị chống ẩm

(6)

3 NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA MÁY BIẾN ÁP

Hình 2.6 Nguyên lý làm việc của máy biến áp

Khi dây quấn sơ cấp W1 nối với nguồn điện xoay chiều u1, sẽ có dòng điện i1 chạy

trong nó Dòng điện i1 sinh từ thông biến thiên chạy lõi thép, từ thông này

xuyên qua cả cuộn dây sớ cấp và thứ cấp gọi là từ thông chính Nếu u1 có dạng hình sin thì từ thông cũng biến thiên hình sin

Các cuộn dây sơ cấp và thứ cấp cảm ứng các sức điện động Cuộn dây

sơ cấp có W1 vòng

Cuộn dây thứ cấp có W2

vòng

) sin(

2 cos

) sin (

1

 

 



 

 

 

   

 W t E t

dt t d

W dt

d W

e m m

sin

m t

(7)

: Giá trị hiệu dụng sđđ sơ cấp

: Giá trị hiệu dụng sđđ thứ cấp

Lập tỉ số E1 và E2 ta được: : tỉ số biến áp

: tỉ số điện áp tỉ lệ với số vòng dây Nếu W2 > W1  U2 > U1 : máy biến áp tăng áp

Nếu W2 < W1  U2 < U1 : máy biến áp giảm áp

Bỏ qua tổn hao máy biến áp thì công suất truyền qua MBA coi không đổi

U2I2  U1I1

Gần đúng U1  E1 và U2 E2 thì

↔ Ví dụ: (SGK)

m m

m fW fW

W

E1  1  1 4,44 1 2   m m

m fW fW

W

E2  2  2 4,44 2

2 2   2 W W E E

k  

k W W E E U U    2 k I I U U   2 ) sin( cos ) sin ( 2 2               

 W t E t

dt t d W dt d W

(8)

4 MÔ HÌNH TOÁN CỦA MÁY BIẾN ÁP

Hình 2.7 Từ thông máy biến áp

- Điện cảm tản dây quấn sơ cấp và thứ cấp: - Phương trình điện áp sơ cấp:

Viết dưới dạng số phức:

a) Phương trình cân bằng sức điện động:

(4.2) (4.1)

1 Z

t



+

-u1

+

-u2 i1

i2

2

1

1 ,

L

i







2

i L 



1

1 e

dt di L i

R

u   

1

1 R I j L I E (R jX )I E

(9)

- Phương trình điện áp thứ cấp: Viết dưới dạng số phức:

hay

trong đó Là tổng trở dây quấn thứ cấp - Điện áp tải là:

b) Phương trình cân bằng sức từ động:

- Vì từ thông chính không đổi nên stđ lúc không tải bằng stđ lúc có tải i0W1 = i1W1 – i2W2

Chia hai vế cho W1 được

(4.5)

(4.6)

(4.7) (4.4) hay

trong đó Là tổng trở dây quấn sơ cấp

(4.3) dt di L i R e u 2 2

2   

2 2 2 2 2

2 E R I j L I E (R j L )I

U             

2 2

2 E Z I

U    

2

2 R jX

Z  

2 Z I

U  t 

2 2 1 2

0 i ik i i

W W i i W W i i

i         

1

1 Z I E

U    

1

1 R jX

(10)

là dòng thứ cấp qui đổi về bên sơ cấp

(4.8) viết dưới dạng số phức: (4.9)

Hệ phương trình (4.3), (4.5), và (4.9) là mô hình toán học của máy biến áp hay

trong đó : tỉ số biến áp

(4.8)

k i

i

2 

2

1 I I

I   

2

1 i i

i   

2

W W

(11)

5 SƠ ĐỒ THAY THẾ MÁY BIẾN ÁP

Ta có mô hình toán học:

a) Qui đổi các đại lượng thứ cấp về sơ cấp

Nhân (5.2) với k ta được:

(5.1) (5.2) (5.3)

(5.4)

hay (5.5)

trong đó Là điện áp thứ cấp qui đổi về bên sơ cấp

Là sức điện động thứ cấp qui đổi về bên sơ cấp Là tổng trở thứ cấp qui đổi về bên sơ cấp

Là dòng điện thứ cấp qui đổi về bên sơ cấp

1

1 Z I E

U    

2 2

2 E Z I

U    

1 I I

I   

k I Z k E k I kZ E k U k 2 2 2 2          ' 2 '

2 E Z I

U    

2 '

2 kU

U  

1

2 kE E

E     

2 2 k Z

Z 

k I

I '

2

(12)

Nhân (4.6) với k ta được: (5.6) đó Là tổng trở tải qui đổi về bên sơ cấp

Là điện trở tải qui đổi về bên sơ cấp Là điện kháng tải qui đổi về bên sơ cấp

b) Sơ đồ thay thế máy biến áp

Vì từ thông chính dòng điện không tải sinh ra, ta có:

trong đó Là tổng trở từ hóa đặt trưng cho mạch từ

Là điện trở từ hóa đặt trưng cho tổn hao mạch từ Là điện kháng từ hóa đặt trưng cho từ thông chính Thay –E1 vào phương trình (5.1), (5.5) ta được:

(5.7) (5.8) (5.9) (5.10) ' 2 2 '

2 Z I

k I Z k I kZ U k

U    t   t   t t

t k Z

Z

 

t

t k R

R

 

t t k X

X

 

0 Z I

E  m  

m m

m R jX

Z  

2 I P R m m   m X 1

1 Z I Z I

U    m 

' 2

'

2 Z I Z I

U  m   

' I I

(13)

- Từ mô hình toán học, ta vẽ được sơ đồ thay thế mạch điện sau

R1 R’

2 X’2

X1

Rm Xm

Z’ t

I1 I2 I0

U1 +

-U’

+

-Rn X

n

Z’ t

I1= I’

U1 +

-U’

+

-Hình 2.8 Sơ đồ thay thế máy biến áp

Bỏ qua nhánh từ hóa

trong đó: Là điện trở ngắn mạch Là điện kháng ngắn mạch

1 R

R

Rn   

2 X

X

(14)

6 CHẾ ĐỘ KHÔNG TẢI CỦA MÁY BIẾN ÁP

- Là chế độ mà phía thứ cấp hở mạch, có điện áp đặt vào bên sơ cấp

a) Phương trình và sơ đồ thay thế

Khi không tải I2 =0, (5.10)  I1 = I0 , (5.8) (6.1)

với là tổng trở máy biến áp không tải

R1 X

1

Rm

Xm I0

U1 +

-R0 X0

I0 U1

+

-Hình 2.9 Sơ đồ thay thế máy biến áp không tải

Đặc điểm:

- Dòng điện không tải

Vì Z0 rất lớn nên dòng điện không tải

0

1 I (Z Z ) I Z

U   m 

m

Z Z

Z0  1 

2

1

0

) (

)

(R Rm X Xm

U Z

U I

 

 



dm

(15)

- Công suất không tải

P1,0/50(W/kg)

trong đó: Là suất tổn hao các lá thép ứng với tần số 50Hz và 1T B(T) là từ cảm lõi thép

G(kg) là khối lượng thép - Hệ số công suất không tải

Khi vận hành không nên để máy biến áp làm việc không tải hoặc non tải

b) Thí nghiệm khơng tải

Vnguồn

A V1

W I0

V20

 

Cuộn áp Cuộn dòng

Thứ cấp hở mạch

Hình 2.10 Thí nghiệm không tải

G f

B P

P P

P

P R m m 1,3

50 / ,

0 )

50 (

1    

 

3 , ,

2

0

0  

 

Q P

P X

(16)

- Đưa điện áp định mức vào bên sơ cấp, hở mạch thứ cấp, dựa vào các đồng hồ đo lường: P0, U1, U20, I0 Từ đó ta xác định được:

- Hệ số biến áp:

- Dòng điện không tải phần trăm:

- Điện trở không tải:

vì - Tổng trở không tải:

- Điện kháng không tải:

- Hệ số công suất không tải:

20 2 U U E E W W

k   

% 10 % 100 %

0   

ñm I I I 0 R I

P  I R Rm Rm

P

R  2  1  

0

0 Rm R1

m ñm Z I

U

Z  

0 m X R Z

X0  02  02 

(17)

7 CHẾ ĐỘ NGẮN MẠCH CỦA MÁY BIẾN ÁP

- Là chế độ mà phía thứ cấp bị nối tắt lại, vẫn có điện áp đặt vào bên sơ cấp Có nhiều nguyên nhân làm cho thứ cấp bị ngắn mạch thứ cấp chạm vào nhau, chạm đất,…

a) Phương trình và sơ đồ thay thế

R1 R’

2 X’2

X1 I

n

U1 +

-Z1 Z’

2

- Vì Zm rất lớn so với nên có thể bỏ qua nhánh từ hóa → sơ đồ thay thế

Hình 2.11 Sơ đồ thay thế MBA ngắn mạch thứ cấp

Rn X

n

In

U1 +

-Zn

- Ta có:

- Là tổng trở ngắn mạch máy biến áp - Là điện trở ngắn mạch máy biến áp - Là điện kháng ngắn mạch máy biến áp với

2

Z

n n

n Z Z I Z

I

U  (  ) 

1

n n

n R jX

Z  

2

1 R

R

Rn   

2 X

X

(18)

- Dòng điện ngắn mạch sự cố là dòng điện ngắn mạch điện áp đặt vào sơ cấp bằng định mức

- Vì Zn rất nhỏ nên nguy hiểm cho máy biến áp

b) Thí nghiệm ngắn mạch

- Mục đích xác định các thông số các cuộn dây và tổn hao các điện trở dây quấn

In = I1đm

Vnguồn

A

V1

W

 

Cuộn áp Cuộn dòng

Thứ cấp ngắn mạch

Hình 2.12 Sơ đồ thí nghiệm ngắn mạch

- Dây quấn thứ cấp nối ngắn mạch, điều chỉnh điện áp vào bên sơ cấp cho dòng điện các cuộn dây bằng định mức

n ñm

n Z

U

I 

ñm

n I

(19)

- Điện áp ngắn mạch phần trăm: - Tổng trở ngắn mạch:

- Điện trở ngắn mạch: - Điện kháng ngắn mạch:

thường thì

- Các thông số thứ cấp chưa qui đổi là: - Điện áp ngắn mạch gồm hai thành phần:

UnR = I1nRn + thành phần tác dụng:

+ thành phần phản kháng: UnX = I1nXn

% 10 % 100 %

1

  

ñm n

n U

U U

ñm n n I

U Z

1



ñm

n

n R I

P  2

1ñm n n I

P

R 

2

n n

n Z R

X  

1 2,

Z Z 1 2 ,

2

n R R R 

2

1 n

X X

X   

2 R2 ,

R

k



 k22

X

(20)

- Đồ thị vectơ In = I1đm là:

I1ñm.R’

jI1ñm.X1

jI1ñm.X’

I1ñm.R1 I1ñm.Z1

I1ñm.Zn I1ñm.Z’

2

A B

O I1ñm

UnR =I1ñm.Rn A B

O I1ñm

UnX =jI1ñm.Xn Un =I1ñm.Zn

n

Hình 2.13 giản đồ véctơ ngắn mạch

- Gọi OAB là tam giác điện áp ngắn mạch: OA = UnR = Un.Cosn

AB = UnX = Un.Sinn

- Điện áp ngắn mạch dạng %:

2 nX

nR

n U U

U

OB   

1

% nđm n100 100,

n

đm đm

U I Z

U

U U

 

1

% nRđm n100 100,

nR

đm đm

U I R

U

U U

 

1

% nXđm n100 100

nX

đm đm

U I X

U

U U

(21)

7 CHẾ ĐỘ CÓ TẢI CỦA MÁY BIẾN ÁP

- Là chế độ mà phía sơ cấp nối với điện áp bằng định mức, thứ cấp nối với tải Định nghĩa hệ số tải:

 = mba mang tải định mức  < mba non tải

 > mba quá tải

a) Giản đồ lượng của máy biến áp

: Là công suất tác dụng đầu vào máy biến áp : Là tổn hao điện trở dây quấn sơ cấp

: Là tổn hao lõi thép

Công suất điện từ truyền sang thứ cấp máy biến áp

1 Z

t



+

-u1

+

-u2

i1 i

2

2

ñm

2

I I

 

1

1 U I cos

P  

2 1

Cu r I

P 

2 m

Fe r I

P 

2

2 Fe

1 Cu

(22)

Một phần tổn hao dây quấn thứ cấp máy biến áp công suất đưa máy biến áp

còn lại

: Là công suất phản kháng đầu vào máy biến áp : Là tổn hao điện kháng tản dây quấn sơ cấp : Là tổn hao lõi thép

Công suất điện từ truyền qua máy biến áp

Tổn hao từ trường tản dây quấn thứ cấp: Công suất đầu máy biến áp

2 2

Cu r I P 

2

Cu ñt

2 P P U I cos

P    

1

1 U I sin

Q  

2 1

1 x I

q 

2 m

m x I

q 

2

2 m

1

ñt Q q q E I sin

Q       

2 2

2 x I

q 

2

ñt

2 Q q U I sin

(23)

P1  jQ1 Pñt jQñt P2  jQ2

Pcu1 jq1

Pcu2 jq2

PFe jqm

Hình 2.14 Quá trình truyền lượng qua máy biến áp

Khi 2 >  Q2 >  Q1 > : Công suất phản kháng truyền từ sơ cấp sang thứ cấp

Khi 2 <  Q2 <  Q1 < : Công suất phản kháng truyền từ thứ cấp sang sơ cấp b) Độ thay đổi điện áp thứ cấp máy biến áp

U2 = U2ñm – U2

Dạng phần trăm:

Hiệu số giữa trị số điệp áp thứ cấp không tải và có tải điện áp sơ cấp bằng định mức không đổi gọi là độ thay đổi điện áp thứ cấp

% 100 %

2

ñm ñm

U

U U

U  

(24)

Nhân tư và mẫu cho tỉ số k ta được

U’ I1 = I’

2

I1.Rn

C B

A

jI1.Xn I1.Zn

U1

2 n

Đồ thị véctơ tương ứng với sơ đồ thay thế gần đúng

Hình 2.15 Giản đồ véctơ có tải

Để tính chiếu U1 lên phương U’

2 ta được

'

2 2

2

% đm 100% đm 100%

đm đm

kU kU U U

U kU U      OC OB

U1ñm  

(25)

trong đó là góc tổng trở ngắn mạch

là góc lệch pha giữa áp và dòng tải

vậy

trong đó

phụ thuộc vào hệ số tải và tính chất của tải

∆U2% Cthức này quan trọng

n   % 100 sin sin cos cos % 2 ñm n n n n U Z I Z I

U      

 % 100 ) sin sin cos cos ( 2 ñm n n ñm n n ñm U Z I Z

I     

  ) sin % cos %

( 2  2



 UnR UnX

ñm I I 1   n n ñm n n ñm

nR I UZ U

U %  cos 100%  %cos

1 n n ñm n n ñm

nX I UZ U

U %  sin 100%  %sin

(26)

Quan hệ tính chất của tải không đổi và công suất tải không đổi hình vẽ

 R L

C U2%

2 >

2 <

U2%

2 > 2 <

1 0.5

0.5

0

5

Hình 2.16 Độ thay đổi điện áp có tải

Với R: Tải tăng thì sụt áp tăng và điện áp thứ cấp giảm

Với L: Tải tăng thì sụt áp tăng nhanh và điện áp thứ cấp giảm nhiều Với C: Tải tăng thì sụt áp giảm và điện áp thứ cấp tăng lên

) (

2  

U f cos2 const

) (cos 2

2  

(27)

c) Hiệu suất của máy biến áp

Hiệu suất của máy biến áp là tỉ số của công suất đầu P2 và công suất đầu vào P1

trong đó

Pcu là tổn hao đồng dây quấn sơ và thứ cấp, xác định sau:

PFe là tổn hao sắt từ lõi thép dòng điện xoáy và từ trễ Nó không phụ thuộc vào từ thông chính và bằng tổn hao không tải

PFe =

Vậy hiệu suất của máy biến áp là

% 100 ) ( % 100 ) ( % 100 % 1 Fe Cu Fe Cu P P P P P P P P P           2 2 2 2

2  cos  cos  ñm cos

ñm ñm

ñmI II S

U I U P n n ñm ñm n

Cu I R P

I I R I r r I r I r I r I r I

P 2 12

1 2 2 2 2 2 2

1       (  )   



G B

P ) .

50 1 (

. 1,3

(28)

hay

Ở một tải nhất định, hiệu suất của máy biến áp đạt cực đại tổn hao thép bằng tổn hao đồng.

Hiệu suất của máy biến áp đạt cực đại

c) Máy biến áp làm việc song song

Máy biến áp làm việc song song thì điện áp thứ cấp của chúng phải bằng về biên độ và góc pha, công suất tải phân bố tỉ lệ theo công suất máy Muốn vậy máy biến áp phải thỏa các điều kiện sau đây;

+ cùng tổ nối dây + cùng tỉ số biến áp k

+ cùng điện áp ngắn mạch phần trăm Un

Hình 2.17 Hai MBA song song

0

   d d

n

P P0



(29)

+ Điều kiện cùng tổ nối dây

A X a x

+ -U1

+ -U2 IcbI

IcbII

IcbI IcbII

E2I E

2II E

E

30o



Hình 2.18 điều kiện cùng tổ nối dây

+ Máy I: + Máy II:

thì điện áp thứ cấp lệch 300

Trong mạch nối dây quấn thứ cấp có một sức điện động

Khi không tải, cuộn dây thứ cấp có dòng điện: giả sư

gấp lần định mức hỏng máy

11  

/ Y

12 

Y / Y

2

0 0,518

15 sin

2E E

E  



nII nI

cb Z EZ

I

  

05 , 0



 nII

nI Z

Z 5,18

05 , 05 ,

518 ,

 



(30)

+ Điều kiện tỉ số biến áp k bằng

giả sư thì và không tải

và chậm sau ∆E góc 90o vì điện áp rơi dây

quấn sẽ bù trừ U2 bằng

IcbI IcbII

E2II E2I

U2

ZnII.IcbII ZnI.IcbI

Khi không tải

IcbI IcbII U2

I’ 2I

ItI =ItII

Khi coù taûi I’

2II

Hình 2.19 Điều kiện tỉ số biến áp bằng nhau

Dòng điện Icb cộng vào dòng điện It làm cho hệ số tải khác

II

I K

K  EI EII E E2I  E2II

nII nI

cb Z EZ I

 

 x  r

II I, E

(31)

+ Điều kiện điện áp ngắn mạch bằng

giả sư có máy biến áp làm việc song song có ta có:

U1 U2

Zn1

Zn2 Zn3

I1 I’

2 I’ 2I I’ 2II I’ 2III

hệ số tải tỉ lệ nghịch với điện áp ngắn mạch

Nếu Un bằng hệ số tải bằng nhau, tải sẽ phân phối theo tỉ lệ công suất máy Nếu Un khác thì máy có Un nhỏ thì hệ số tải lớn (quá tải)

thì máy có Un lớn thì hệ số tải nhỏ (non tải)

Khi máy có Un nhỏ làm việc định mức thì máy có Un lớn làm việc non tải

Hình 2.20 Điều kiện điện áp ngắn mạch bằng nhau

%, nI

U UnII %, UnIII %,

% % I I đmi đmI nI ni S S S S u u     % % II II đmi đmII nII ni S S S S u u     % % III III đmi đmIII nIII ni S S S S u u     nIII nII nI III II

I : : u1 : u1 : u1

(32)

8 MÁY BIẾN ÁP PHA VÀ TỔ NỐI DÂY a) Máy biến áp ba pha

+ Tổ máy biến áp ba pha:

X x Y y Z

z

A a B b C c

Được ghép từ ba máy biến áp một pha với hệ thống mạch từ riêng

Hình 2.21 Máy biến áp ba pha loại mono

Sơ cấp Thứ cấp

Trung tính

Dây quấn sơ cấp: chữ in hoa Dây quấn thứ cấp: chữ thường

(33)

A B C

x y z

X Y Z

a b c

Cao áp

Hạ áp

MBA pha trụ

Hình 2.22 Máy biến áp ba pha ba tru b) Tổ nối dây của máy biến áp

+ Kí hiệu đầu dây:

Các đầu dây quấn Dây quấn cao áp Dây quấn hạ áp Sơ đồ kí hiệu dây quấn

Đầu đầu Đầu cuối

Đầu trung tính

A, B, C X, Y, Z O hay N

a, b, c x, y, z o hay n

A

X

B C

Y Z O

a

x

b c

y z o

(34)

+ Các kiểu đấu dây quấn:

A

X

B C

Y Z

A

B C

Noái sao

A

X

B C

Y A

B

C Z

Noái tam giác

+ Tở nới dây máy biến áp: hình thành kiểu đấu dây quấn sơ cấp và thứ cấp, nó biểu thị góc lệch pha giữa các sức điện động dây quấn sơ cấp và thứ cấp

Góc lệch này phụ thuộc các yếu tố: + Chiều dây quấn

+ Kí hiệu đầu dây

+ Kiểu đấu dây quấn sơ cấp và thứ cấp

(35)

A X

a x

A X

a x

A X

x a A

X a

x 3600

A

X a

x 1800

A

X a

x 1800

Cùng chiều quấn dây Ngược chiều quấn dây Kí hiệu đầu dây Hình 2.23 Chiều sức điện đợng của máy biến áp mợt pha

- Với máy biến áp ba pha, tùy thuộc vào cách đấu hình hay tam giác mà góc lệch sức điện động có thể là 30o ,60o , 90o ,…, 360o dùng phương pháp kim

đồng hồ

1

3

7 10

11 12 E1 E2

(36)

A

X

B C

Y Z

a

x

b c

y z

A

C B

EAB

X Y Z

a

c b

Eab

x y z

EAB

X Eab

x 3600

Y/Y-12 hay Y/Y-0

Ví dụ:

+ đổi chiều dây quấn hay kí hiệu đầu dây quấn thứ cấp + hoán vị thứ tự các pha thứ cấp → 2, 4, 6, 8, 10

(37)

A

X

B C

Y Z

A

C B

EAB

X Y Z

EAB

X Eab

x 3300 Y/-11 a

x

b c

y

c

z

z b

y a x Eab

+ đổi chiều dây quấn hay kí hiệu đầu dây quấn thứ cấp + hoán vị thứ tự các pha thứ cấp → 1, 3, 5, 7,

(38)

9 MÁY BIẾN ÁP ĐẶC BIỆT a) Máy biến áp ba cuộn dây

W2

W3 W1

+

-U1

U2 +

-U3

+

-U1

U2

U3

+

-U1 +

-U2

+

-U3 Z’

3

Z’

Z1

I’

I1

Hình 2.25 Máy biến áp ba cuộn dây

+ tỉ số biến áp

+ các tổ nối dây tiêu chuẩn

+ qui định công suất ba cuộn dây theo tỉ lệ: 100%-100%-100%, 100%-100%-67%, 100%-67%-100%, 100%-67%-67%,

+ công suất của máy biến áp ba cuộn dây lấy theo công suất của cuộn dây sơ cấp có công suất lớn nhất

1

12

2

,

W U

k

W U

 

3

1

13 WW UU

k  

0 / / 12 11,

(39)

b) Máy biến áp tự ngẫu

W1

W2

Taûi



+

-U1 +

-U2 i1

i2

Hình 2.26 Máy biến áp tự ngẫu

MBA tự ngẫu có cuộn dây sơ cấp W1 mắc song song với lưới điện, cuộn thứ cấp W2 là một phần của cuộn sơ cấp, ngoài liên hệ về điện còn có liên hệ về từ

+ tỉ số biến đổi điện áp

Thay đổi W2 → U2 thay đổi liên tục

+ ưu điểm: Lõi thép nhỏ MBA thường, chỉ có một cuộn dây nên tiết kiệm dây dẫn và giảm tổn hao

2

1

W W U

U 

2 1

2 U WW

(40)

+ khuyết điểm: Độ an toàn không cao, dòng ngắn mạch lớn

+ ứng dụng: Dùng ở PTN, mở máy động cơ, truyền tải điện năng,…

c) Máy biến điện áp (VT)

+

-U1 U2

+

-V I W Var I

Hình 2.27 Nguyên lý đấu nối máy biến điện áp

- Sai số của VT là:

0,2%; 0,5%; 1%; 3%,

- Các cấp chính xác: 0,2; 0,5; 1, tương ứng với sai số

- U1 = điện áp định mức lưới - U2 = 100

'

1 1 2

1

( / )

% U U W W U U 100%

U

U U

 

(41)

+ Cấp chính xác 0.2: dùng để đo lường ở phòng thí nghiệm + Cấp chính xác 0.5: dùng để đo điện

Ví dụ: VT trung thế ABB chế tạo có các thông số sau

Kiểu Mã UđmBU(KV) U1BU(KV) U2BU(KV) UCN(KV) S2đmBU(VA) TL(Kg)

Hình trụ TDC 36 36/1.73 100/ 1.73 70 250 72

(42)

Ví dụ: VT cao thế 110kV ABB chế tạo có các thông số sau

Kiểu CPA - 123

Cấp xác 0,5

Công suất định mức VA 200

Điện áp danh định cuộn sơ KV 123/ Điện áp định mức hệthống KV 110/

Điện áp danh định cuộn thứ cấp V 110/ ;100/ Điện áp chịu đựng xung KV 550/

Điện áp chịu đựng tần số công ngiệp KV 230/ Tổ nối dây Y0-Y0-∆ hở

Tần số định mức Hz 50

Khối lượng kg 350

3

(43)

d) Máy biến dòng điện (CT)

- Cuộn sơ cấp nối tiếp với lưới điện - I2 = 1A, 5A

Taûi I1

A W Var

I2 +

-U

* * * *

lớn

Hình 2.28 Nguyên lý đấu nối biến dòng

- Tỉ số biến dòng

W 1 là số vòng cuộn sơ cấp (ít vòng)

W 2 là số vòng cuộn thứ cấp (nhiều vòng) - Sai số biến dòng

0,2%; 0,5%; 1%; 3%; 10%,

- Các cấp chính xác: 0,2; 0,5; 1, 3,10 tương ứng với sai số

1 2

1

W W I

I

KI  

% 100 )

/ ( %

1

1 '

1

I

I I

W W

I I I

I    

(44)

Ví dụ: CT trung thế ABB chế tạo có các thông số sau

CT: 10,5kV-3200A CT: 15kV-3200A CT: 24kV-3200A CT: 36kV-2500A Ví dụ: CT cao thế 110kV ABB chế tạo có các thơng sớ sau

Kiểu IMB-123 IMB-72

Cấp xác 0,5 0,5

Công suất danh định VA 30 30

Điện áp danh định KV 123 38,5

Dòng sơ cấp danh định A 800 300

Dòng thứ cấp danh định A 1

Độ ổn định nhiệt KA/s 40/1 31,5/3 Độ ồn định lực điện động KA 100 80

Tần số định mức Hz 50 50

Điện áp chịu đựng tần số cơng

nghiệp phút KV 230 85

(45)

e) Máy biến áp hàn

Hình 2.28 Nguyên lý làm việc biến áp hàn

Cuộn sơ cấp nối với nguồn điện, cuộn thứ cấp nối với cuộn kháng và que hàn, đầu nối với kim loại hàn

Thêm cuộn kháng để dòng điện hàn 2-3Iđm → đặc tuyến U2 =f(I2) rất dốc để hạn chế dòng ngắn mạch và hồ quang được ổn định