NHẬP MÔN KĨ THUẬT ĐIỆN đề TÀI TÌM HIỂU VỀ MÁY BIẾN áp

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI KHOA ĐIỆN ĐỒ ÁN/ DỰ ÁN NHẬP MÔN KĨ THUẬT ĐIỆN ĐỀ TÀI: TÌM HIỂU VỀ MÁY BIẾN ÁP Giáo viên hướng dẫn: Th.s Phùng Thị Vân Sinh viên thực hiện: Nhóm 14 – ĐH ĐIỆN 08 – K16 Tạ Văn Quyến Lê Văn Quý Nguyễn Văn Quyền Hà Nội, tháng 12 năm 2021 MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU .4 CHƯƠNG I: VAI TRÒ CỦA MÁY BIẾN ÁP TRONG TRUYỀN TẢI VÀ PHÂN PHỐI ĐIỆN NĂNG KHÁI QUÁT VÀ ĐỊNH NGHĨA VỀ MÁY BIẾN ÁP 1.1 Khái quát máy biến áp .4 1.2 Định nghĩa máy biến áp 1.2.1 Công dụng máy biến áp .6 1.2.2 Phân loại máy biến áp CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÍ LÀM VIỆC CỦA MÁY BIẾN ÁP…… 2.1 Cấu tạo máy biến áp 2.2 Nguyên lí làm việc máy biến áp 2.3 Các số liệu định mức máy biến áp 10 CHƯƠNG II CÁC TỔ NỐI DÂY CỦA MÁY BIẾN ÁP 11 CÁC KÍ HIỆU ĐẦU DÂY .11 1.1 Các kiểu đấu nối dây 11 1.2 Tổ nối dây máy biến áp 13 1.2.1 Tổng quan tổ đấu dây máy biến áp .13 1.2.2 Xác định tổ đấu dây máy biến áp pha .14 1.2.3 Xác định tổ đấu dây máy biến áp ba pha nối – sao, cuộn dây đánh dấu cực tính .15 1.2.4 Xác định tổ đấu dây máy biến áp ba pha nối - sao, cuộn dây đánh dấu ngược cực tính 17 1.2.5 Xác định tổ đấu dây máy biến áp ba pha nối – tam giác, cuộn dây đánh dấu cực tính .19 1.2.6 Xác định tổ đấu dây máy biến áp ba pha nối – tam giác, cuộn dây đánh dấu ngược cực tính 20 1.2.7 Xác định tổ đấu dây máy biến áp ba pha nối – tam giác, có thay đổi cách đấu dây .22 1.2.8 Xác định tổ đấu dây máy biến áp ba pha nối tam giác – sao, có thay đổi cách đấu dây .22 1.3 Các tượng xuất từ hóa lõi thép .22 1.3.1 Máy biến áp pha 22 1.3.2 Máy biến áp ba pha 24 1.3.3 Máy biến áp ba pha ba trụ 26 CÁC LOẠI MÁY BIẾN ÁP 27 2.1 Máy biến áp pha 27 2.1.1 Cấu tạo 27 2.1.2 Nguyên lí hoạt động máy biến áp pha 29 2.2 Máy biến áp ba pha 30 2.2.1 Cấu tạo 30 2.2.2 Phân loại máy biến áp ba pha 31 2.2.3 Nguyên lí hoạt động máy biến áp ba pha 32 2.3 Sử dụng bảo dưỡng máy biến áp .32 2.3.1 Sử dụng máy biến áp 32 2.3.2 Bảo dưỡng máy biến áp .32 CHƯƠNG III MỘT SỐ THÔNG TIN VỀ MÔ PHỎNG SẢN PHẨM MÁY BIẾN ÁP TRÊN PHẦN MỀM VẼ MẠCH ĐIỆN PROTEUS 34 3.1 Phần mềm Proteus 3.2 Cài đặt thông số cho máy biến áp Một số tài liệu tham khảo trình tìm hiểu 34 LỜI NĨI ĐẦU Máy biến áp thiết bị có khả biến đổi điện áp dòng xoay chiều dùng để truyền tải điện xa Thiết bị có vai trò quan trọng kinh tế quốc dân công nghiệp, nông nghiệp, giao thông vận tải, hệ điều khiển Các dây quấn mạch từ đứng n q trình biến đổi từ trường để sinh sức điện động cảm ứng dây quấn thực phương pháp điện Ngoài ứng dụng máy biến áp rộng rãi với máy biến công suất nhỏ ổn áp, cục sạc, cục biến dùng cho thiết bị điện sử dụng hiệu điện nhỏ gia đình Trong q trình tìm hiểu khơng tránh khỏi thiếu sót, kính mong bạn có ý kiến đóng góp chỉnh sửa để làm chúng em hoàn thiện, chỉnh chu Em xin chân thành cảm ơn! ─────── * ─────── CHƯƠNG I: VAI TRÒ CỦA MÁY BIẾN ÁP TRONG TRUYỀN TẢI VÀ PHÂN PHỐI ĐIỆN NĂNG KHÁI QUÁT VÀ ĐỊNH NGHĨA VỀ MÁY BIẾN ÁP 1.1 Khái quát máy biến áp Việc truyền tải điện từ nơi phát đến hộ tiêu thụ đặt nhiều vấn đề nan giải Người ta cần phải nghiên cứu cho việc truyền tải đảm bảo kinh tế phải đảm bảo tiêu, thông số kĩ thuật Hình 1.1: Sơ đồ truyền tải điện Xuất phát từ hao phí q trình truyển tải điện mà ta biết bậc THPT: = R= Vậy để giảm hao phí đường dây, ta giảm điện trở suất cách dùng dây dẫn có điện trở suất nhỏ đồng, nhiên chi phí cho việc cao giá thành đồng khối lượng kim loại lớn Hay với cách khác tăng thiết diện dây dẫn khiến khối lượng dây dẫn tăng, từ cần nhiều chi phí xây dựng cột tải, tốn Cách khả thi để giảm hao phí tăng điện áp nơi đầu phát để truyền tải điện xa Điện áp gọi điện cao áp, dẫn đường dây cao thường 35, 110, 220 500kV Trên thực tế, máy phát điện thường không phát điện áp để tăng điện áp đầu đường dây lên, mặt khác hộ tiêu thụ thường sử dụng điện áp thấp từ 127V, 220V,500V hay cao đến kV, Những thiết bị dùng để tăng điện áp máy phát điện tức đầu đường dây dẫn thiết bị giảm điện áp trước đến hộ tiêu thu gọi máy biến áp (MBA) Thực hệ thống điện lực, muốn truyền tải phân phối công suất từ nhà máy điện đến tất hộ tiêu thụ cách hợp lý, thường phải qua ba, bốn lần tăng giảm điện áp Do tổng cơng suất MBA hệ thống điện lực thường gấp ba, bốn công suất trạm phát điện Những máy biến áp dùng hệ thống điện lực gọi máy biến áp điện lực, hay máy biến áp công suất Từ ta thấy rõ, MBA làm nhiệm vụ truyền tải phân phối lượng khơng chuyển hóa lượng Ngày khuynh hướng phát triển MBA điện lựclà thết kế chế tạo MBA có dung lượng thật lớn, điện áp thật cao, dùng nguyên liệu chế tạo để giảm trọng lượng kích thước máy Nước ta ngành chế tạo MBA thực có chỗ đứng việc đáp ứng phục vụ cho công công nghiệp đại hóa nước nhà Hiện sản xuất MBA có dung lượng 630000kV với điện áp 110kV 1.2 Định nghĩa máy biến áp Máy biến áp thiết bị điện từ đứng yên, làm việc dựa nguyên lý cảm ứng điện từ biến đổi hệ thống dòng điện xoay chiều điện áp thành hệ thống dòng điện xoay chiều điện áp khác, với tần số không thay đổi Đầu vào MBA nối với nguồn điện, gọi sơ cấp Đầu máy biến áp nối với tải gọi thứ cấp, điện áp đầu thứ cấp lớn điện áp đầu vào sơ cấpta có MBA tăng áp Khi điện áp đầu thứ cấp nhỏ điện áp đầu vào ta có MBA hạ áp 1.2.1 Cơng dụng máy biến áp Máy biến áp sử dụng rộng rãi công nghiệp đời sống Ở lĩnh vực, mục đích sử dụng máy biến áp khác dẫn đến kết cấu máy biến áp khác Trong truyền tải phân phối điện năng, để dẫn điện từ nhà máy đến nơi tiêu thụ phải có đường dây tải điện Khoảng cách từ nhà máy điện đến hộ tiêu thụ thương lớn, việc truyền tải điện phải tính tốn cho đảm bảo kinh tế Cùng công suất truyền tải đường dây, tăng điện áp dịng điện đến tải giảm xuống, từ giảm tiết diện trọng lượng dây dẫn, dẫn đến hạ đường dây truyền tải, đồng thời tổn hao lượng đường dây cũngtốn Vì muốn truyền tải cơng suất lớn xa, tổn hao tiết kiệm kim loại màu,trên đường dây người ta phải dùng điện áp cao 1.2.2 Phân loại máy biến áp Có nhiều loại máy biến áp nhiều cách phân loại khác nhau.Theo công dụng, máy biến áp gồm loại sau: - Máy biến áp điện lực dùng để truyền tải phân phối điện - Máy biến áp điều chỉnh công suất nhỏ (phổ biến gia đình) có khả điều chỉnh để giữ cho điện áp thứ cấp phù hợp với đồ dùng điện điện áp sơ cấp thay đổi - Máy biến áp công suất nhỏ dùng cho thiết bị đóng cắt, thiết bị điện tử gia đình - Các máy biến áp đặc biệt, máy biến áp đo lường máy biến áp làm nguồn cho lò luyện kim dùng chỉnh lưu, điện phân, máy biến áp hàn điện, máy biến áp dùng thí nghiệm Theo số pha dịng điện biến đổi, máy biến áp chia thành loại pha loại ba pha Theo vật liệu làm lõi, người ta chia máy biến áp lõi thép máy biến áp lõi khơng khí Theo phương pháp làm mát, người ta chia máy biến áp làm mát dầu, CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÍ LÀM VIỆC CỦA MÁY BIẾN ÁP 2.1 Cấu tạo máy biến áp Máy biến áp gồm ba phận chính: lõi thép (bộ phận dẫn từ), dây quấn (bộ phận dẫn điện) vỏ máy Ngồi máy cịn có phận khác như: cách điện, đồng hồ đo, phận điều chỉnh, bảo vệ a) Lõi thép Lõi thép làm từ thép kỹ thuật điện, cán thành thép dày 0,3; 0,35;0,5mm, hai mặt có phủ cách điện để giảm tổn hao dịng điện xốy ( dịng Phucơ) Thép kỹ thuật thép hợp kim silic, tính chất thép kỹ thuật điện thay đổi tùy theo hàm lượng silic Nếu hàm lượng silic nhiều tổn thất giịn, cứng khó gia cơng Theo hình dáng, lõi thép máy biến áp thường chia làm hai loại: kiểu lõi (kiểu trụ) kiểu bọc (kiểu vỏ) Ngoài lõi thép cịn có số kiểu khác Lõi thép gồm hai phần: trụ gông Trụ phần có quấn dây quấn, gơng phần lõi thép nối trụ với để khép kính mạch từ Thiết diện ngang trụ hình vng, hình chữ nhật hay hình trịn có bậc Loại hình trịn có bậc thường dùng cho máy biến áp cơng suất lớn, thiết diện ngang gơng hình chữ nhật, hình chữ thập hay hình chữ T b) Dây quấn Dây quấn máy biến áp thường làm đồng băng nhơm, có thiết diện hình trịn hay hình chữ nhật, xung quanh dây dẫn có bọc cách điện emay sợi amiang hay cotton Dây quấn máy biến áp gồm dây quấn sơ cấp dây quấn thứ cấp Dây quấn nối với nguồn nhận lượng từ nguồn vào gọi dây quấn sơ cấp Dây quấn nối với phụ tải, cung cấp điện cho phụ tải gọi dây quấn thứ cấp.Ở máy biến áp lực dùng hệ thống truyền tải phân phối điện năng, dây quấn có điện áp cao gọi dây quấn cao áp (CA),dây quấn có điện áp thấp gọi dây quấn hạ áp (HA) Ngoài ra, máy biến áp có dây quấn thứ ba có cấp điện áp trung gian CA HA gọi dây quấn trung áp (TA) Dây quấn sơ cấp thứ cấp thường không nối điện với nhau, máy biến áp gọi máy biến áp phân ly hay máy biến áp cảm ứng Nếu máy biến áp có hai dây quấn nối điện với có phần chung gọi máy biến áp tự ngẫu, máy biến áp tự ngẫu có phần dây quấn nối chung nên tiết kiệm lõi thép, dây quấn tổn hao công suất nhỏ máy biến áp phân ly (có cơng suất thiết kế) Tuy nhiên máy biến áp tự ngẫu có nhược điểm hai dây quấn nối điện với nên an tồn Hình 1.2: Cấu tạo máy biến áp Lõi sắt đóng vai trị vừa gơng đỡ cho biến áp vừa phần cảm ứng hai cuộn sơ cấp thứ cấp c) Vỏ máy Vỏ máy làm thép, dùng để bảo vệ máy Thông thường với máy biến áp dùng để truyền tải phân phối điện năng, vỏ máy gồm hai phận: thùng nắp thùng Thùng máy làm thép, tùy theo cơng suất mà hình dáng kết cấu vỏ máy có khác nhau, có loại thùng phẳng, có loại thùng có ống cánh tản nhiệt Nắp thùng dùng để đậy thùng đặt chi tiết quan trọng máy như: sứ đầu dây quấn cao áp hạ áp, bình giãn dầu, ống bảo hiểm, phận truyền động điều chỉnh điện áp 2.2 Nguyên lí làm việc máy biến áp Máy biến áp hoạt động dựa tượng cảm ứng điện từ Xét máy biến áp pha hai dây quấn, dây quấn sơ cấp có vịng dây, dây quấn thứ cấp có vịng dây Hai dây quấn quấn lõi thép Đặt vào dây quấn sơ cấp điện áp xoay chiều hình sin , cuộn dây sơ cấp có dịng điện xoay chiều Dịng sinh lõi thép từ thông biến thiên Do mạch từ khép kín nên từ thơng móc vịng qua hai cuộn dây sơ cấp thứ cấp, từ xuất suất điện động cảm ứng Máy biến áp không tải (thứ cấp hở mạch) điện áp hai đầu cuộn thứ cấp suất điện động = Nối thứ cấp nối với phụ tải Zt, cuộn dây thứ cấp có dịng điện , dịng , lại sinh từ thơng thứ cấp chạy mạch từ,từ thơng có khuynh hướng chống lại từ thơng dịng sơ cấp tạo nên, làm cho từ thơng sơ cấp (cịn gọi từ thơng chính) giảm biên độ Để giữ cho từ thơng khơng đổi, dịng sơ cấp phải tăng lên lượng lớn để từ thơng máy có tải Như lượng điện truyền từ sơ cấp qua thứ cấp Nếu bỏ qua tổn thất điện áp trongcác cuộn dây sơ cấp thứ cấp (thường tổn hao nhỏ) ta có: ≈ ≈ Trong đó: + = 4,44.f m giá trị hiệu dụng suất điện động sơ cấp + = 4,44.f m giá trị hiệu dụng suất điện động thứ cấp + giá trị hiệu dụng điện áp cuộn sơ cấp, thứ cấp + m biên độ từ thơng lõi thép + , số vòng dây cuộn sơ cấp, thứ cấp Từ biểu thức trên, ta có: ≈ == k k gọi tỉ số máy biến áp (tỉ số biến áp) Máy biến áp có tỉ số biến áp k > (>) máy hạ áp Máy biến áp có tỉ số biến áp k < () máy tăng áp Công suất máy biến áp nhận từ nguồn = Công suất máy biến áp cấp cho phụ tải là: = , công suất tồn phần (cơng suất biểu kiến) máy biến áp đơn vị Voltampe (VA) Nếu bỏ qua tổn hao cơng suất máy biến áp = ta có: = hay = = k Tức điện áp tăng k lần cường độ dịng điện giảm k lần ngược lại, giảm điện áp k lần cường độ dịng điện tăng k lần 2.3 Các số liệu định mức máy biến áp Các đại lượng định mức máy biến áp quy định điều kiện kỹ thuật máy Các đại lượng nhàmáy chế tạo quy định thường ghi nhãn máy biến áp Dung lượng hay công suất định mức: cơng suất tồn phần (hay biểu kiến) đưa dây quấn thứ cấp máy biến áp, tính kilo voltampe (KVA) hay volt ampe (VA) Điện áp dây sơ cấp định mức : : điện áp dây quấn sơ cấp tính kilovolt (KV) hay volt (V).Nếu dây quấn sơ cấp có đầu phân nhánh người ta ghi điện áp định mức đầu phân nhánh Điện áp dây thứ cấp định mức : điện áp dây dây quấn thứ cấp máy biến áp không tảivà điện áp đặt vào dây quấn sơ cấp định mức, tính kilo volt (KV) hay volt (V) Tần số định mức: : 50Hz - 60Hz 10 Từ phương trình ta thấy, ba pha trùng thời gian, nghĩa thời điểm chiều dòng điện bậc ba pha hướng từ đầu đến cuối hướng từ cuối đến đầu, tức ln ln tồn Trường hợp MBA nối Y/Y Hình 2.16: Đồ thị biễu diễn Φ e Sơ cấp đấu Y nên dịng khơng tồn tại, dịng có dạng sin từ thơng Φ sinh có dạng vạt đầu Phân tích từ thơng Φ lõi thép thành sóng sóng bậc cao:     + Các sóng nhỏ, nên bỏ qua, xét Trường hợp tổ mba ba pha (Mba ba pha trụ): Loại mạch từ riêng, nên Φ3 tồn khép mạch qua lõi thép, Φ3 tương đối lớn, sđđ e3 từ thông sinh lớn (E3f = (45-60) % E1f) làm cho suất điện động pha tăng Cịn suất điện động Ud khơng có thành phần e3 Hại: + Chọc thủng cách điện dây quấn 25 + Hư thiết bị đo lường + Ảnh hưởng đường dây thông tin 1.3.3 MBA ba pha ba trụ Hệ thống mạch từ chung, nên Φ3 chiều Ở thời điểm từ thông Φ3 không khép mạch qua mạch từ trụ mà bị đẩy ngoài, khép mạch qua mơi trường có từ trở lớn, nên không lớn lắm, xem từ thông mạch từ sin, sđđ cảm ứng Ef có dạng sin Hình 2.17: MBA ba pha ba trụ Chú ý : khép mạch qua gông vách thùng làm tăng tổn hao nên hiệu suất máy giảm Trường hợp MBA nối Δ/Y Dây quấn sơ cấp nối Δ nên dịng khép kín tam giác, dịng io có dạng nhọn đầu Giống mba pha Trường hợp MBA nối Y/Δ Hình 2.18: sơ đồ MBA nối kiểu Y/Δ 26 Dây quấn sơ cấp đấu Y nên dịng io3 khơng tồn tại, dịng io có dạng sin từ thơng Φ sinh có dạng vạt đầu Kết luận giống trường hợp a Thành phần từ thông bậc ba cảm ứng dây quấn thứ cấp sđđ e23, dây quấn thứ cấp nối Δ nên sinh dòng i23 chạy dây quấn, dòng điện nầy sinh lõi thép từ thơng Φ23 ta có từ thông tổng bậc ba gần không, nên ảnh hưởng không đáng kể CÁC LOẠI MÁY BIẾN ÁP 2.1 Máy biến áp pha 2.1.1 Cấu tạo - Bao gồm: Lõi thép, dây cuốn, vỏ máy a, Lõi thép Lõi thép dùng để dẫn từ thông, chế tạo từ vật liệu dẫn từ tốt Được ghép từ thép kỹ thuật điện thành mạch vòng khép kín, thép mỏng mặt ngồi có sơn cách điện với bề dày từ 0,3 - 0,5mm Có chức dẫn từ thông, chế tạo từ vật liệu có tính dẫn từ cao thép silic, permalloy có cấu tạo thép chữ E, U L sơn cách điện ghép lại với Lõi thép gồm phần gồm Trụ Gông Trụ phần để đặt dây quấn cịn Gơng phần nối liền trụ để tạo thành mạch từ kín b, Dây 27 Nhiệm vụ dây quấn nhận lượng vào truyền lượng Dây quấn thường làm dây đồng nhôm, tiết diện trịn hay chữ nhật, bên ngồi có bọc cách điện Dây quấn gồm nhiều vòng dây lồng vào trụ thép, vòng dây, dây quấn dây quấn với lõi ép có cách điện Máy biến áp thường có hai nhiều dây quấn số vòng dây cuộn khác nhau, tùy thuộc vào nhiệm vụ máy biến áp Có hai loại dây cuốn: dây sơ cấp dây thứ cấp - Cuộn sơ cấp: nối với nguồn điện có điện áp có vịng dây - Cuộn thứ cấp: Được nối với phụ tải có điện áp có vịng dây Số vịng dây cuộn sơ cấp thứ cấp khác Số vòng dây cuộn sơ cấp lớn số vòng dây cuộn thứ cấp máy biến áp hạ áp (máy biến áp hạ thế), ngược lại số vòng dây cuộn sơ cấp nhỏ số vòng dây cuộn thứ cấp máy biến áp tăng áp (máy biến áp tăng thế) Ngồi người ta phân biệt dây quấn máy biến áp thành dây quấn cao áp dây quấn hạ áp: - Dây quấn có điện áp cao gọi dây quấn cao áp - Dây quấn có điện áp thấp gọi dây quấn hạ áp Cuộn dây có cách chính: - Quấn dây đồng tâm: vòng tròn đồng tâm quấn dọc theo trụ thép - Quấn dây xen kẽ: dây cao áp hạ áp quấn xen kẽ dọc theo trụ thép c, Vỏ máy Tùy theo loại máy biến áp mà vỏ máy biến áp làm chất liệu khác Chúng thường làm từ nhựa, gỗ, thép, gang tôn mỏng, có cơng dụng để bảo vệ phần tử máy biến áp bên nó, bao gồm: nắp thùng thùng Nắp thùng dùng để đậy thùng có phận quan trọng như: - Sứ (cách điện) dây quấn cao áp dây quấn hạ áp - Bình dãn dầu (bình dầu phụ) có ống thủy tinh để xem mức dầu 28 - Ống bảo hiểm: làm thép, hình trụ nghiêng, đầu nối với thùng, đầu bịt đĩa thuỷ tinh Nếu áp suất thùng tăng lên đột ngột, đĩa thuỷ tinh vỡ, dầu theo ngồi để máy biến áp khơng bị hỏng - Lỗ nhỏ đặt nhiệt kế - Rơle dùng để bảo vệ máy biến áp - Bộ truyền động cầu dao đổi nối đầu điều chỉnh điện áp dây quấn cao áp 2.1.2 Nguyên lý hoạt động máy biến áp pha: Có thể giải thích hoạt động máy biến áp qua tượng vật lý: + Dòng điện chạy qua cuộn dây tạo từ trường + Sự biến thiên từ thông cuộn dây tạo hiệu điện cảm ứng Khi cho dịng điện xoay chiều có hiệu điện u1 qua quận dây sơ cấp có dòng điện sơ cấp i1 Dòng điện sơ cấp i1 chạy cuộn dây sinh từ thông (từ trường) biến thiên chạy lõi thép có chiều hình (chiều từ thơng biến thiên chiều kim đồng hồ) Do mạch từ khép kín nên từ thông biến thiên qua cuộn dây thứ cấp tạo dòng điện thứ cấp i2 hiệu điện Hiệu điện sơ cấp u1 thay đổi hiệu điện thứ cấp thông qua từ thơng biến thiên Sự biến đổi điều chỉnh thơng qua số vịng dây quấn lõi sắt K: tỉ số biến áp K>1 > > : Máy biến áp giảm áp 29 K < : Máy biến áp tăng áp K=1 -> = : Làm nguồn cách ly tăng tính an tồn 2.2 Máy biến áp pha 2.2.1 Cấu tạo: Về nguyên lý cấu tạo, máy biến áp pha có cấu tạo gần giống với máy biến áp pha, nhiên sử dụng điện áp pha (đầu vào) cấp điện pha nên cấu tạo phức tạp Máy biến áp pha có phần chính: Lõi từ, cuộn dây, vỏ máy a) Lõi thép (lõi từ) máy Về mặt hình dạng, lõi từ máy biến áp pha có dạng: Lõi tròn, ovan, chữ nhật Lõi từ ghép tơn có độ dày từ 0.23 mm đến 0.3 mm Vật liệu làm lõi từ thường thép silic có tổn hao sắt thấp từ 0,8 đến 0.9 W/kg Các lõi thép sơn phủ cách điện bề mặt để giảm tốn hao dòng điện xốy Cách ghép tơn giũa trụ xà ghép xen kẽ với mối ghép nối 45o cho từ thông chạy mạch theo chiều cán Lõi thép gồm hai phần: trụ gông - Trụ (T): Phần có dây - Gơng (G): Nối trụ lại với thành mạch từ kín, khơng có dây - Trụ gơng ghép riêng, sau dùng xà ép bulơng vít chặt lại - Trụ gơng ghép xen kẽ: Các thép làm trụ làm gông ghép đồng thời, xen kẽ theo trình tự - Tiết diện ngang trụ thép thường làm thành hình bậc thang gần trịn - Tiết diện ngang gơng làm đơn giản hơn: Hình vng, hình chữ thập hình chữ T b) Cuộn dây máy biến áp pha Cuộn dây máy biến áp chia làm hai loại, hạ cao * Đặc điển cuộn dây hạ thế: - Cuộn dây quấn lớp dùng cho máy công suất nhỏ đến 100 kVA - Cuộn dây quấn foil dùng cho máy biến áp lớn 100 kVA - Cuộn dây kiểu xoắn ốc - Cuộn dây quấn galet dùng cho máy biến áp trung gian 30 * Đặc điển cuộn dây cao thế: - Cuộn dây nhiều lớp - Cuộn dây galet * Đặc điểm chung cuộn dây cao hạ thế: - Các cuộn dây bố trí theo kiểu đồng tâm - Theo thứ tự lõi tôn - cuộn dây hạ - cuộn dây cao - cuộn dây điều chỉnh - Các cuộn dây có chiều cao vịng dây bố trí dọc theo chiều cao Việc bố trí làm giảm tổn hao phụ lực ngắn mạch cuộn dây c) Vỏ máy biến áp pha Vỏ máy biến áp pha chia làm phần: Phần thùng phần nắp Phần thùng: Thùng máy làm thép, hình dáng kết cấu thùng tuỳ thuộc vào công suất máy Khi máy biến áp làm việc, phần lượng tiêu hao máy thoát dạng nhiệt đốt nóng lõi thép, dây phận khác máy Tuỳ theo dung lượng máy biến áp mà hình dáng kết cấu thùng dầu có khác nhau, có loại thùng phẳng, loại có cánh tản nhiệt, loại có quạt làm mát để tăng cường làm mát cho tản nhiệt Phần nắp: Nắp thùng dùng để đậy thùng tiếp nối với vỏ thùng gioăng cao su có độ đàn hồi cao Gioăng cao su có tác dụng giúp liên kết nắp thùng chặt Trên nắp thùng lắp đặt số chi tiết quan trọng như: Sứ cao áp (Bao gồm sứ, sứ dây lửa, sứ dây trung tính); Bình giãn dầu (với máy biến áp hở); Đồng hồ đo áp suất; Nút điều chỉnh mức điện áp đầu ra; Tiếp điểm đấu nối điện pha 2.2.2 Phân loại máy biến áp ba pha a) Máy biến áp pha kiểu kín Máy biến áp pha kiểu kín làm mát qua cánh giãn nở Khi nhiệt độ tăng cao VH cánh tự giãn nở ra, khơng khí thổi trực tiếp qua cánh giúp máy hạ nhiệt b) Máy biến áp pha kiểu hở Máy biến áp pha kiểu hở có chu trình làm mát qua bình dầu phụ, cánh tản nhiệt dạng nan quạt 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 31 thông thường, cuộn dây lõi từ máy biến áp khô chịu áp lực khơng khí Máy biến áp khơ sinh để khắc phục nhược điểm máy biến áp dầu Máy biến áp khô sử dụng điều kiện đặc biệt như: ô nhiễm môi trường nặng, độ ẩm khơng khí cao 95%, nhiệt độ môi trường xuống đến – C 2.2.3 Nguyên ký hoạt động máy biến áp pha Nguyên lý làm việc máy biến áp ba pha đơn giản, máy biến áp pha hoạt động dựa tượng vật lý là: -Dịng điện chạy qua dây dẫn tạo từ trường -Sự biến thiên từ thông cuộn dây dẫn tạo hiệu điện cảm ứng 2.3 Sử dụng bảo dưỡng máy biến áp 2.3.1 Sử dụng máy biến áp a) Lưu ý sử dụng máy biến áp - Dây đầu vào phải lớn công suất máy - Không nên sử dụng q cơng suất máy, điều tạo nhiều tình huống, cố xấu, khơng may xảy làm hao tổn điện năng, làm máy biến áp nhanh hỏng - Các dây phích cắm nối vào máy biến áp phải thực chắn để khơng xảy tượng phóng tia lửa điện, gây cháy, chập điện - Để nơi rộng rãi, thống mát, dễ nhìn thấy - Để an tồn điện nối tiếp đất vào vỏ máy cho tất thiết bị điện - Khi khơng sử dụng rút nguồn điện máy - Không để sản phẩm bị bụi, ẩm, khơng để gần nước, hóa chất loại, cách ly với vật gây cháy sử dụng theo quy định quan phòng cháy chữa cháy 2.3.2 Bảo dưỡng máy biến áp Kiểm tra định kì tháng lần, ghi chép vào sổ để theo dõi sau a) Đối với máy biến áp dầu - Khảo sát tổng quan, phân tích đánh giá tình trạng hoạt động máy biến - Thực vệ sinh chuyên nghiệp tổng thể máy biến 32 - Thử nghiệm mẫu dầu định kỳ - Thêm dầu chủng loại dầu máy biến áp máy bị hụt dầu trình vận hành - Vệ sinh siết lực lại đầu cosse, mối nối cáp phía cao áp hạ áp - Kiểm tra giá trị cách điện máy biến thành phần: cao áp vỏ, cao áp - hạ áp hạ áp - vỏ - Vệ sinh vỏ sứ, kiểm tra cable đầu thứ, nhị thứ - Kiểm tra nhiệt độ dầu máy biến thế, kiểm tra hoạt động điều khiển - Tư vấn, gia cố mặt trạm cho phù hợp với vận hành ổn định máy biến - Kiểm tra nguồn AC (xoay chiều), DC (một chiều) vệ sinh tủ điều khiển, bo mạch chuyển nấc b) Đối với máy biến áp khơ - Khảo sát tổng quan, phân tích, đánh giá tình trạng hoạt động máy biến - Kiểm tra phần cáp phía cao áp, hạ áp lõi từ máy biến xem có tượng cháy, nám khơng để đưa phương pháp bảo trì phù hợp - Thực vệ sinh chuyên nghiệp tổng thể máy biến - Vệ sinh phần cao áp, hạ áp, lõi từ, quạt làm mát - Siết lực lại toàn đầu dây phía cao áp hạ áp máy biến - Kiểm tra nhiệt độ vận hành máy CHƯƠNG III MỘT SỐ THÔNG TIN VỀ MÔ PHỎNG SẢN PHẨM MÁY BIẾN ÁP TRÊN PHẦN MỀM VẼ MẠCH ĐIỆN PROTEUS 33 3.1 Phần mềm Proteus Hình 3.1 Giao diện phần mềm Proteus Proteus phần mềm cho phép mô hoạt động mạch điện tử bao gồm phần thiết kế mạch viết chương trình điều khiển cho họ vi điều khiển MCS-51, PIC, AVR, … Proteus phần mềm mô mạch điện tử Lancenter Electronics, mô cho hầu hết linh kiện điện tử thông dụng, đặc biệt hỗ trợ cho MCU PIC, 8051, AVR, Motorola Phần mềm bao gồm chương trình: ISIS cho phép mơ mạch ARES dùng để vẽ mạch in Proteus công cụ mô cho loại Vi Điều Khiển tốt, hỗ trợ dịng VĐK PIC, 8051, PIC, dsPIC, AVR, HC11, MSP430, ARM7/LPC2000 giao tiếp I2C, SPI, CAN, USB, Ethenet, ngồi cịn mô mạch số, mạch tương tự cách hiệu Proteus công cụ chuyên mô mạch điện tử ISIS nghiên cứu phát triển 12 năm có 12000 người dùng khắp giới Sức mạnh mơ hoạt động hệ vi điều khiển mà không cần thêm phần mềm phụ trợ Sau đó, phần mềm ISIS xuất file sang ARES phần mềm vẽ mạch in khác 34 Trong lĩnh vực giáo dục, ISIS có ưu điểm hình ảnh mạch điện đẹp, cho phép ta tùy chọn đường nét, màu sắc mạch điện, thiết kế theo mạch mẫu (templates) Những khả khác ISIS là: • Tự động xếp đường mạch vẽ điểm giao đường mạch • Chọn đối tượng thiết lập thông số cho đối tượng dễ dàng • Xuất file thống kê linh kiện cho mạch • Xuất file Netlist tương thích với chương trình làm mạch in thơng dụng • Đối với người thiết kế mạch chun nghiệp, ISIS tích hợp nhiều cơng cụ giúp cho việc quản lý mạch điện lớn, mạch điện lên đến hàng ngàn linh kiện • Thiết kế theo cấu trúc (hierachical design) • Khả tự động đánh số linh kiện Với tiện dụng mà Protues mang lại, chúng em định sử dụng ứng dụng để mô sản phẩm máy biến áp 3.2 Cài đặt thông số cho máy biến áp a) Thiết lập thông số đầu vào Ta quan tâm tới: Amplitude: Biên độ hiệu điện (hiệu điện cực đại) Kí hiệu: (V) Frequency: Tần số dịng điện Kí hiệu: f (Hz) Mà theo kiến thức phổ thông ta biết thông số Vôn kế hiệu điện hiệu dụng (U) với =U Ví dụ: Để điều chỉnh điện áp đầu vào 220V, thông số điện áp cực đại cần cài đặt là 220 ≈ 311 (V) (như hình 3.2) 35 Tần số dịng điện sinh hoạt Việt Nam thơng thường 50Hz Hình 3.2 Cài đặt thơng số đầu vào b) Thiết lập cấu hình máy biến áp Cài đặt thông số phải quan tâm tới công thức sau: -Primary inductance – cảm kháng cuộn sơ cấp ký hiệu : PI -Secondary Inductance – cảm kháng cuôn thứ cấp ký hiệu : SI -: điện áp vào 36 -: điện áp Hình 3.3 Thiết lập cấu hình máy biến áp Biểu thức liên hệ: PI = SI Ví dụ: Thiết lập nguồn 220V-50Hz Tìm PI để điện áp đầu thứ cấp =5V Khi ta thiết lập cảm kháng cuộn thứ cấp SI= Thay vào biểu thức liên hệ dễ dàng ta tính PI= 1936 37 MỘT SỐ TÀI LIỆU THAM KHẢO TRONG QUÁ TRÌNH TÌM HIỂU http://www.bienapvitec.com/khai-niem-chung-cua-may-bien-ap.html https://bkaii.com.vn/tin-tuc/464-khai-niem-cau-tao-va-phan-loai-maybien-ap http://havec.vn/cau-tao-va-nguyen-tac-hoat-dong-cua-may-bien-apn26.html http://hocthatlamthat.edu.vn/may-bien-ap-mot-pha/ https://fushin.com.vn/may-bien-ap-id3104.html https://meta.vn/hotro/may-bien-ap-la-gi-5377 https://maybienapdonganh.com/may-bien-ap-3pha/ 8.https://mbt.com.vn/tin-tuc/cau-tao-va-nguyen-ly-hoat-dong-cua-maybien-ap-3-pha https://maybienapdonganh.com/bao-duong-may-bien-the/ 10 https://mbt.com.vn/tin-tuc/bao-duong-may-bien-ap-may-bien-the 11.http://www.thuductpc.com.vn/Uploads/files/Tai %20lieu/to_dau_day_MBA.pdf 12.http://thetichnguyen1510.blogspot.com/2018/12/mo-phong-may-bienap-trong-proteus.html 38 39