Tài liệu phục vụ việc học tập nghiên cứu nội dung thí nghiệm điện máy Máy biến áp, tài liệu đơn giản dễ hiểu đối với trình độ chuyên môn cao đẳng nghề, phục vụ tìm hiểu tài liệu nghiên cứu giáo án giảng dạy tại các trường.
TRƢỜNG CAO ĐẲNG KỸ THUẬT TDN KHOA KỸ THUẬT CƠ SỞ THÍ NGHIỆM MÁY ĐIỆN BÀI MÁY BIẾN ÁP TP HỒ CHÍ MINH - THÁNG 01/2009 BÀI MÁY BIẾN ÁP I MỤC ĐÍCH U CẦU Mục đích Giới thiệu để học viên nắm cấu tạo máy biến áp pha, pha Củng cố thêm kiến thức nguyên lý làm việc máy biến áp Yêu cầu Từ thiết bị thí nghiệm có, học viên phải thực tốt nội dung thí nghiệm sau: - Tìm tỷ số MBA - Xác định cực tính phương pháp nối dây MBA pha pha (nối Y nối ) - Biết cách ghép MBA pha pha làm việc song song - Khảo sát chế độ làm việc MBA II THIẾT BỊ THÍ NGHIỆM Thiết bị thực thí nghiệm lắp đặt bàn hình 1: Hình 1: Bàn thiết bị thí nghiệm máy biến áp Hình 2: Sơ đồ panel nối dây - 1T , 1B: Máy biến áp pha công suất 300 VA (110Vx2/80Vx2) - 3T , 3B: Máy biến áp ba pha công suất 600 VA (220Vx3/100Vx3 ) - VR: Variac 220V/0 250V - C1 , C2 , C3 : MCCB (3P - 10A) - Dụng cụ kèm: Ampe kẹp vạn (A; V; ) - Sơ đồ panel nối dây III NỘI DUNG LÝ THUYẾT Nguyên lý làm việc Nguyên lý làm việc MBA dựa sở tượng cảm ứng điện từ Khảo sát MBA đơn giản gồm hai cuộn dây quấn lõi sắt mạch từ cột Cuộn dây W1 mắc với nguồn điện vào gọi cuộn sơ cấp, cuộn W2 lấy điện gọi cuộn thứ cấp hình Hình 3: Sơ đồ nguyên lý làm việc máy biến áp Khi cuộn thứ cấp W2 để hở, dòng điện sơ cấp I1 = I0 vào cuộn sơ cấp W1 sinh từ thông m chạy mạch từ, cảm ứng vào dây quấn W1 W2 sức điện động e1 e2 hai cuộn sơ cấp thứ cấp Khi nối cuộn thứ cấp W2 với phụ tải dịng điện thứ cấp I2 xuất Phụ tải tăng dịng I2 tăng, làm cho dòng điện I1 tăng theo tương ứng để giữ ổn định từ thông không đổi Trường hợp U2 > U1 : Máy biến áp tăng áp Trường hợp U2 < U1 : Máy biến áp giảm áp Các cơng thức Phương trình cân điện áp sơ cấp thứ cấp: Khi MBA vận hành khơng tải, cuộn thứ cấp W2 chưa có tải nên I2 = 0, ta có phương trình bản: U1 = E1 + R1I1 + X1I1 = E1 + R1I0 + X1I0 E1 U2 = E Do dịng điện khơng tải I0 bé, khoảng I0 = (0,04 0,1)I1đm nên U1 E1 Khi MBA chế độ có tải I2 > 0, ta có: U1 = E1 + R1I1 + X1I1 → U1 > E1 U2 = E2 - R2I2 - X2I2 → U2 < E2 Nhưng tổng trở sụt áp điện trở R1 ; R2 cảm kháng X1 ; X2 hai cuộn khoảng (2% 2,5%)U2đm coi không đáng kể Các sức điện động e1 ; e2 sinh cuộn sơ cấp thứ cấp xác định: d e W dt Vậy: E1 4,44 f W1 m E2 4,44 f W2 m Các sức điện động E1 E2 cuộn sơ cấp W1 cuộn thứ cấp W2 pha Các dòng điện I1 I2 W1 W2 lệch pha 1800 (tức ngược pha nhau) Tỷ số biến áp: Tỷ số điện áp U1 U gọi tỷ số MBA E U W ku E2 U W2 Muốn xác định tỷ số MBA ku nên đo MBA vận hành không tải Tỷ số biến dòng: Tỷ số dòng điện I1 dòng điện I2 gọi tỷ số biến dòng ki I W E U ki I W1 E1 U k u Hiệu suất: Tỷ số công suất phần thứ cấp với công suất phần sơ cấp gọi hiệu suất MBA S dm cos P 100 % P1 S dm cos PFe PCu Trong đó: Sđm : Cơng suất biểu kiến (VA) Cos2: Hệ số công suất mạch tiêu thụ Tổn hao đồng: Pcu = R1I12 + R2I22 IV NỘI DUNG THÍ NGHIỆM Xác định cực tính cuộn dây MBA pha 110Vx2/80Vx2 Hình Hình để xác định cực tính MBA Hình Hình 5 Dùng Variac cấp điện áp xoay chiều 80V vào cuộn dây (cuộn 1-2), nối đầu cuộn với đầu cuộn khác (nối với 3), đo điện áp U12 ; U34 ; U14 Hình Nếu U14 = U12 + U34 hai đầu nối với (2,3) khác cực tính Nếu U14 = U12 - U34thì hai đầu nối với (2,3) cực tính Tiếp tục xác định cực tính với hai cuộn lại, ghi kết vào Bảng U12 U34 Nối - U14 U12 U56 Nối - U16 U12 U78 Nối - U18 Bảng Ký hiệu cuộn dây đánh dấu (*) đầu cực Bảng sau đây: Bảng 2 Nối dây MBA 1T thành MBA pha 220V/160V kiểu thơng thƣờng (cách ly) Để có sơ cấp 220V, thực nối nối tiếp hai cuộn dây 110V (cuộn 1-2 cuộn 3-4) Để có thứ cấp 160V, thực nối nối tiếp hai cuộn dây 80V (cuộn 5-6 7-8) Khi nối nối tiếp nối đầu khác cực tính hai cuộn dây với Cấp nguồn 220V, đo dòng áp MBA này, ghi kết vào Bảng Cuộn 110V 80V có dịng điện định mức 2A, tính cơng suất định mức MBA 220V/160V Sơ cấp U1 (V) Thứ cấp U20 (V) I10 (A) Công suất Sđm (VA) Bảng Nối dây MBA 1T thành MBA pha 220V/380V kiểu tự ngẫu Cấp nguồn 220V, đo dòng áp máy biến áp này, ghi kết vào Bảng Tính cơng suất máy biến áp 220V/380V Sơ cấp U1 (V) Thứ cấp U20 (V) I10 (A) Công suất Sđm (VA) Bảng 4 Tìm tỷ số MBA Nối MBA 1T thành MBA 220V/160V mắc mạch theo sơ đồ Hình Tăng dần MBA tự ngẫu để U1 = 220V, đo U2 ; ghi kết vào Bảng tính hệ số biến áp ku = U1 / U2 Hình Lần Kết thí nghiệm U1 (V) U2 (V) 50 100 150 180 220 Kết tính tốn Ku = U / U Ghi Bảng 5 Xác định cực tính cuộn dây MBA 3T ba pha (220Vx3)/(100Vx3) Quan sát đo điện áp cảm ứng để xác định cuộn dây trụ (các cuộn dây pha sơ cấp thứ cấp) Xác định cực tính cuộn dây pha, cách làm giống mục Xác định cực tính hai cuộn dây khác pha (khác trụ) Hình 7 Hình Nối đầu với cấp nguồn 220V vào cuộn 1-2, đo điện áp U1; U2; U3 Nếu U3 = U1 + U2 hai đầu nối với cực tính, ví dụ gọi A; X (cuối) Y (cuối) Nếu U3 = U1 + U2 hai đầu nối với khác cực tính, ví dụ này, gọi A X (cuối) B (đầu) Ghi kết vào Bảng Ký hiệu đầu A, X, B, Y, C, Z, a, x, b, y, c, z vào bảng 3T 3B Bảng 6 Nối dây MBA pha 3T thành MBA pha thông thƣờng a Y/Y – 380V/173V b Y/∆ - 380V/100V Đo dịng khơng tải IAO, IBO, ICO, điện áp dây, pha phía sơ cấp thứ cấp Ghi kết vào Bảng IAO IBO ICO Ud1 Up1 Ud2 Up2 a b Bảng Ghép máy biến áp pha làm việc song song Nối MBA pha 220V/160V vào nguồn 220V hình Hình Để hở thứ cấp, đo U1/U2 máy, hai tỷ số U1/U2 khác khơng q 0.5% thỏa điều kiện ghép Ghi kết vào bảng Lần lượt nối tắt thứ cấp MBA qua Ampe kế dùng Variac để cấp điện áp nhỏ vào sơ cấp cho có dịng điện định mức I2đm = 2A Ghi lại Un1 Un2 vào bảng Nối đầu với 5’, đo điện áp U58’: - Nếu U58’ = 0V nối thêm với 8’ để ghép song song MBA - Nếu U58’ = 320V khơng nối với 5’ mà nối với 8’, đo điện áp U55’ U55’ = 0V nối với 5’ để ghép song song MBA Tính cơng suất định mức MBA cơng suất tải lớn để khơng có máy biến áp bị tải Ghi kết vào bảng Tỷ số biến áp U1/U21 U1/U22 Điện áp ngắn mạch Un1 Un2 S1đm Công suất (VA) S2đm STmax Bảng 8 Ghép máy biến áp pha làm việc song song Nối sơ cấp MBA pha Y/Y – 380/173V vào nguồn pha 380V theo hình 9 Hình Để hở thứ cấp, đo tỷ số điện áp dây Ud1/Ud2 máy, hai tỷ số Ud1/Ud2 khác khơng q 0.5% thỏa điều kiện ghép Ghi kết vào bảng nối a với u, đo điện áp đầu b, c v, w Ubv, Ubw, Ucv, Ucw để tìm hai trường hợp có điện áp = Ví dụ: Ubv = Ucw = nối b với v c với w Nếu khơng tìm hai trường hợp có điện áp = phải nối a với v với w, đo lại Kết đo ghép máy ghi vào bảng Bảng Ký hiệu đầu dây nối dây hai máy biến áp pha làm việc song song bảng đầu dây 10 ...BÀI MÁY BIẾN ÁP I MỤC ĐÍCH YÊU CẦU Mục đích Giới thiệu để học viên nắm cấu tạo máy biến áp pha, pha Củng cố thêm kiến thức nguyên lý làm việc máy biến áp Yêu cầu Từ thiết bị thí nghiệm có,... việc MBA II THIẾT BỊ THÍ NGHIỆM Thiết bị thực thí nghiệm lắp đặt bàn hình 1: Hình 1: Bàn thiết bị thí nghiệm máy biến áp Hình 2: Sơ đồ panel nối dây - 1T , 1B: Máy biến áp pha công suất 300 VA... suất tải lớn để khơng có máy biến áp bị tải Ghi kết vào bảng Tỷ số biến áp U1/U21 U1/U22 Điện áp ngắn mạch Un1 Un2 S1đm Công suất (VA) S2đm STmax Bảng 8 Ghép máy biến áp pha làm việc song song