Giáo trình Máy biến áp (Nghề Vận hành thủy điện)

ỦY BAN NHÂN DÂN TỈNH LÀO CAI TRƯỜNG CAO ĐẲNG LÀO CAI GIÁO TRÌNH NỘI BỘ MƠ ĐUN 15: MÁY BIẾN ÁP NGHỀ: VẬN HÀNH THỦY ĐIỆN (Áp dụng cho trình độ trung cấp) LƯU HÀNH NỘI BỘ Lào Cai năm 2017 -1- MỤC LỤC MỤC LỤC - LỜI GIỚI THIỆU - CHƯƠNG TRÌNH MƠ ĐUN - Bài 1: CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA MÁY BIẾN ÁP ĐỘC LẬP PHA - 1.1 Công dụng máy biến áp - 1.2 Cấu tạo - 1.3 Nguyên lý làm việc máy biến áp - 11 1.4 Các thông số MBA - 13 1.4.1 Điện áp định mức cuộn dây sơ cấp thứ cấp - 13 1.4.2 Dòng điện định mức cuộn dây sơ cấp thứ cấp - 13 1.4.3 Công suất định mức máy biến áp (S) - 14 Bài 2: CÁC TRẠNG THÁI LÀM VIỆC, TỔN HAO NĂNG LƯỢNG VÀ HIỆU SUẤT CỦA MÁY BIẾN ÁP ĐỘC LẬP MỘT PHA - 15 2.1 Các trạng thái làm việc MBA - 15 2.1.1 Chế độ không tải - 16 2.1.2 Chế độ có tải - 17 2.1.3 Chế độ ngắn mạch - 19 2.2 Tổn hao lượng hiệu suất máy biến áp - 22 2.2.1 Tổn hao lượng máy biến áp - 22 2.2.2 Hiệu suất máy biến áp - 22 Bài XÁC ĐỊNH CỰC TÍNH CÁC CUỘN DÂY MÁY BIẾN ÁP ĐỘC LẬP PHA - 24 3.1 Xác định cực tính cuộn dây máy biến áp nguồn điện chiều - 24 3.2 Kiểm tra cực tính điện áp xoay chiều - 24 3.3 Kiểm tra cực tính phương pháp so sánh - 25 Bài TÍNH TỐN MÁY BIẾN ÁP ĐỘC LẬP PHA - 26 4.1 Trình tự tính tốn máy biến áp độc lập pha - 26 4.2 Tính tốn số liệu để quấn hồn chỉnh máy biến áp độc lập pha - 27 Bài QUẤN DÂY MÁY BIẾN ÁP ĐỘC LẬP PHA - 28 Thi công quấn dây biến áp pha - 28 Những hư hỏng thông thường phương pháp khắc phục - 31 Các pan thông thường máy biến áp - 32 Bài tập thực hành - 35 Bài CẤU TẠO NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA MÁY BIẾN ÁP TỰ NGẪU - 38 6.1 Máy biến áp tự ngẫu - 38 6.2 Tính tốn quấn máy biến áp tự ngẫu pha - 38 Bài QUẤN DÂY MÁY BIẾN ÁP TỰ NGẪU - 40 8.1 Trình tự quấn dây - 40 8.2 Thực quấn hoàn chỉnh máy biến áp tự ngẫu pha - 41 Bài MÁY BIẾN ÁP HÀN - 42 Đặc điểm máy biến áp hàn - 42 Quấn dây máy biến áp hàn - 43 2.1 Chuẩn bị: - 43 2.2 Trình tự thực hiện: - 43 2.3 Thi công quấn dây biến áp pha: - 45 Bài 10 TẨM SẤY MÁY BIẾN ÁP - 46 Mục đích việc tẩm sấy cách điện cho dây quấn MBA - 46 Công việc sấy tẩm động gồm có giai đoạn: - 46 Các phương pháp qui trình tẩm sấy - 46 3.1 Phương pháp tẩm sấy tia hồng ngoại - 46 3.2 Phương pháp tẩm sấy dòng điện - 46 3.3 Phương pháp tẩm sấy điện trở nhiệt - 47 -2- Bài 11 MÁY BIẾN ÁP BA PHA - 48 Khái niệm, công dụng - 48 Các loại máy biến áp ba pha - 48 Cấu tạo nguyên lý hoạt động máy biến áp ba pha - 49 Các đại lượng định mức MBA - 50 4.1 Điện áp định mức cuộn dây sơ cấp thứ cấp - 50 4.2 Dòng điện định mức cuộn dây sơ cấp thứ cấp - 50 4.3 Công suất định mức máy biến áp (S) - 51 Tổ nối dây máy biến áp - 51 Đấu nối máy biến áp - 53 Bài 13 BỘ NẠP ẮC QUY - 54 TÀI LIỆU THAM KHẢO - 56 - -3- LỜI GIỚI THIỆU Giáo trình Máy biến áp tài liệu quan trọng đào tạo nghề Điện dân dụng Giáo trình giúp người học có kiến thức tính tốn quấn lại dây quấn máy biến áp công suất vừa nhỏ thông dụng thường dùng đời sống sinh hoạt sản xuất Trong khn khổ giáo trình tác giả biên soạn cố gắng đem đến cho người học nội dung nhất, tính tốn đơn giản nhất, sát thực tế dễ hiểu Các kiến thức toàn giáo trình có mối liên hệ golic chặt chẽ đồng thời biên soạn sở đúc kết trình thực tế giảng dạy suốt thời gian qua tài liệu cịn đúc kết kinh nghiệm thực tế Tuy nhiên để có vốn kiến thức đầy đủ nghề đòi hỏi người học cần có đầu tư tìm hiểu đồng thời tham khảo thêm giáo trình liên quan ngành học để việc sử dụng giáo trình hiệu Rất mong quan tâm bạn đọc -4- CHƯƠNG TRÌNH MƠ ĐUN Tên mơ đun: Máy biến áp Mã mô đun: MĐ 15 Thời gian thực mô đun: 120 giờ; (Lý thuyết: 30h; Thực hành, tập: 78 giờ; Kiểm tra: 12 giờ) I VỊ TRÍ, TÍNH CHẤT CỦA MƠ ĐUN - Vị trí mơ đun: Mơ đun bố trí sau học sinh học xong môn học chung, môn học/ mô đun: Điện kỹ thuật; Vẽ điện; Kỹ thuật an toàn điện; Đo lường điện không điện; Kỹ thuật điện tử bản; Khí cụ điện hạ thế; Thực hành nguội - Tính chất mơ đun: Là mơ đun chun mơn II MỤC TIÊU MƠ ĐUN: * Kiến thức - Trình bày rõ ràng cấu tạo, nguyên lý làm việc, công dụng thông số máy biến áp độc lập, pha, ba pha máy biến áp đặc biệt:máy biến áp tự ngẫu, máy biến dịng, máy biến áp hàn; - Phân tích tượng, nguyên nhân hư hỏng máy biến áp pha công suất nhỏ (S < 5KVA ) * Kỹ - Tính tốn thơng số kỹ thuật cần thiết để quấn hoàn chỉnh máy biến áp pha (S < KVA); - Sửa chữa, bảo dưỡng máy biến áp pha công suất nhỏ ( S90)% S1 U I (2.2) Nếu  =  S1 = S2  U2đm I2đm = U1đm I1đm Ngồi máy biến áp cịn ghi thông số khác như: Tần số định mức fđm, số pha m, sơ đồ tổ nối dây quấn, điện áp ngắn mạch Un%, chế độ làm việc, phương pháp làm mát,… 4.3 Công suất định mức máy biến áp (S) Công suất định mức S đm (VA, kVA): Là công suất biểu kiến đưa dây quấn thứ cấp máy biến áp Tổ nối dây máy biến áp a Khái niệm cực tính MBA pha Các cuộn dây MBA qui ước cực tính; đầu gọi đầu đầu, đầu đầu cuối Nếu có cuộn dây việc xác định cực tính khơng cần thiết Nhưng có từ cuộn dây trở lên làm việc phải xác định xác cực tính chúng Cực tính cuộn dây định chiều dịng điện chạy cuộn dây Sau qui ước cực tính cho cuộn dây đó, cuộn dây cịn lại xác định theo qui ước Trên sơ đồ, đầu đầu cuộn dây đánh dấu (*), đầu cuối bỏ trống b Tổ đấu dây Các cuộn dây MBA pha đấu Y đấu  tùy vào điện áp định mức cuộn dây điện áp cần cấp cho tải Tổ đấu dây hình thành phối hợp cách đấu dây sơ cấp thứ cấp Tổ đấu dây cho biết góc lệch pha điện áp sơ cấp điện áp thứ cấp, đồng thời xác định điện áp định mức cuộn dây điện áp định mức MBA Tổ đấu dây Y/Y – 12: Sơ đồ biểu diễn hình vẽ, có đặc điểm: - 51 - Hình Sơ đồ tổ đấu dây MBA ba pha Số 12: Cho biết điện áp thứ cấp trùng pha với điện áp sơ cấp Tổ đấu dây thường sử dụng cho MBA phân phối mạng hạ Tổ đấu dây Y/ – 11: Sơ đồ biểu diễn hình trên, có đặc điểm: Sơ cấp: Đấu Y, Thứ cấp: Đấu  Số 11: Cho biết điện áp thứ cấp chậm pha 300 so với điện áp sơ cấp Qui ước xác định góc lệch pha: Dùng mặt số đồng hồ, với qui ước: Kim dài: Biểu thị góc pha điện áp sơ cấp đặt cố định số 12 Kim ngắn: Là góc lệch pha điện áp thứ cấp (so với sơ cấp) di chuyển số lại, số cách 30 Hình vẽ a biểu thị góc lệch pha tổ đấu dây Y/Y – 12, cịn hình b biểu thị góc lệch pha tổ đấu dây Y/ – 11 12 12 U1 U1 U2 U2 9 6 b Góc lệch pha tổ đấu dây Y/ – 11 a Góc lệch pha tổ đấu dây Y/Y – 12 Hình 2.19 Góc lệch pha tổ đấu dây MBA pha - 52 - Đấu nối máy biến áp - 53 - Bài 13 BỘ NẠP ẮC QUY Theo tiêu chuẩn IEEE khuyến cáo nhà sản xuất dịng sạc bình ắc quy chọn sau: - Đối với Bình ắc quy Ni-Cd kiềm: Isạc = 0.2C5 (A) Ví dụ, bình Ni-Cd kiềm có dung lượng 100Ah dịng nạp chọn 0.2*100=20A - Đối với Bình ắc quy Axit-chì (hở & kín): Isạc = 0,1C10 (A) Ví dụ, bình Axit-chì có dung lượng 100Ah dòng sạc chọn 0.1*100=10A Tuy nhiên, thực tế bạn hồn tồn lựa chọn loại bình sạc lớn nhỏ Tuy nhiên, với dòng sạc lớn hơn, thời gian sạc rút ngắn nhiệt độ bình tăng nhanh dẫn tới phồng rộp, hư hại cho bình Cịn chọn dòng sạc nhỏ, thời gian sạc lâu * Bộ sạc ắc quy tự động Các bước thao tác - Kẹp cực dương (+) âm (-) sạc vào Âm Dương bình ắc quy - Cắm phích cắm điện sạc vào điện lưới 220VAC, sau bật cơng tắc nguồn ON đèn Power sáng sạc hoạt động tốt - Kẹp cực Dương (+) Âm (-) sạc vào Âm Dương bình ắc quy, đèn sạc online sáng nghe tiếng rơ le đóng “Tách” la bình sạc, - 54 - kẹp sai cực đèn khơng sáng rơ le khơng đóng cần kẹp lại cho Khi bình ắc quy đầy điện đến 80% đèn sạc Online tắt, sau sạc tiếp tục chế dộ sạc bảo dưỡng đến đầy bình - Chế độ quạt làm mát: Quạt làm mát chạy nhiệt độ sạc lên cao tự động tắt nhiệt độ xuống thấp * Lưu ý: Khi cắm đầu vào 220VAC vào điện lưới bật công tắc nguồn lên, dùng đồng hồ đo đầu sạc điện áp ra, muốn có điện áp đầu cần phải kẹp hai cực sạc vào bình ắc quy để đèn sạc Online sáng Rơle đóng, đầu có điện - Đối với ắc quy 12V, (thì phải mắc nối tiếp bình 12V): Khi bình ắc quy cần sạc yếu điện áp khoảng 8VDC sạc có đèn sạc Online sáng Rơ le khơng đóng, bình khơng sạc Để sạc bình yếu làm sau: lấy bình ắc quy 12V đủ điện, cắm đầu vào sạc lên điện lưới, bật công tắc nguồn lên đèn Power sáng, kẹp cực dương âm sạc vào bình cịn đủ điện, đèn Online sáng rơ le đóng “Tách”, kẹp hai cực sạc vào hai cực bình yếu đèn sạc Online Power sáng bình yếu sạc - Đối với ắc quy 24V: Khi bình ắc quy cần sạc yếu điện áp cịn khoảng 20VDC sạc có đèn sạc Online sáng rơ le khơng đóng, bình khơng sạc Để sạc bình yếu làm sau: lấy bình ắc quy 24V cịn đủ điện, cắm đầu vào sạc lên điện lưới, bật công tắc nguồn lên đèn Power sáng, kẹp cực dương âm sạc vào bình cịn đủ điện, đèn Online sáng rơ le đóng “Tách”, kẹp hai cực sạc vào hai cực bình yếu đèn sạc Online Power sáng bình yếu sạc - 55 - TÀI LIỆU THAM KHẢO - Công nghệ chế tạo máy điện máy biến áp – Nguyễn Đức Sỹ – NXB Giáo dục Hà Nội – 1995 - Máy điện – Tập I, II – Vũ Gia Hanh; Trần Khánh Hà; Phan Tử Thụ; Nguyễn Văn Sáu – NXB Khoa học kỹ thuật Hà nội – 2001 - Tnhs toán sửa chữa loại máy điện quay máy biến áp – Tập I, II – Nguyễn Trọng Thắng; Nguyễn Thế Kiệt – NXB Giáo dục Hà Nội – 1993 - Cơng nghệ chế tạo tính tốn sửa chữa máy điện - Tập III - Nguyễn Trọng Thắng; Nguyễn Thế Kiệt – NXB Giáo dục Hà Nội – 1993 - Kỹ thuật quấn dây – Minh Trí – NXB Đà Nẵng – 2000 - Quấn dây sử dụng ửa chữa động điện xoay chiều thông dụng – Nguyễn Xuân Phú; Tô Đằng - NXB Khoa học kỹ thuật Hà nội - 1989 - 56 - - 57 - ... - c Máy biến áp khơ Máy biến áp loại khơ, cịn gọi máy biến áp nhựa đúc, máy biến áp điện có cuộn dây bọc nhựa epoxy Khác với máy biến áp thông thường, cuộn dây lõi từ máy biến áp khô chịu áp lực... điểm máy biến áp hàn Phân loại máy biến áp hàn Cấu tạo loại máy biến áp hàn 4 Quấn dây máy biến áp hàn 12 10 Bài 10: Tẩm sấy máy biến áp 1 1 12 2 2 Mục đích việc tẩm sấy Các phương pháp qui trình. .. điện áp Vì đầu đường dây đặt máy biến áp tăng áp phụ tải có điện áp từ 0,4-6kV nên cuối đường dây đặt máy biến áp giảm áp 1.2 Cấu tạo Máy biến áp bao gồm ba phần chính: Lõi thép máy biến áp (Transformer