Lý thuyết và bài tập máy biến áp hust

CHƯƠNG VII M¸y biÕn ¸p 7.1 Kh¸i niÖm chung 7.2 Nguyªn lý lµm viÖc cña MBA 1 pha 7.3 CÊu t¹o 7.4 M« h×nh to¸n häc cña MBA 7.5 Quy ®æi vµ s¬ ®å thay thÕ 7.6 ChÕ ®é kh«ng t¶i vµ ng¾n m¹ch MBA 7.7 ChÕ ®é lµm viÖc cã t¶i 7.8 MBA 3 pha

CHƯƠNG VII M¸y biÕn ¸p 7.1 Kh¸i niƯm chung 7.2 Nguyên lý làm việc MBA pha 7.3 Cấu tạo 7.4 Mô hình toán học MBA 7.5 Quy đổi sơ đồ thay 7.6 Chế độ không tải ngắn mạch MBA 7.7 Chế độ làm việc có tải 7.8 MBA pha 7.1 Khái niệm chung vỊ m¸y biÕn ¸p Ngn Máy tăng áp Máy giảm ỏp Máy biến áp Xa Cùng công suất truyền tải: - Giảm sụt áp Ud - Giảm tổn hao Pd T¶i tăng S U I gi¶m - Gi¶m tiết diện dây s => giảm khối lng xà, cột => giảm chi phí đầu t * Cỏc i lng định mức (danh định)  U1®m I1®m S®m  U ®m I ®m Cơng suất : Điện áp : U1đm U2đm (VA, kVA) Io (V, kV) Ký hiệu : U1®m/U2®m (VD: 6/0,22 kV) U1®m SC Dòng điện : I 1m , I2đm (A, kA) Chú ý: Các đại lng Um , Im MBA pha đại lng dây U1n 100  10 Thông số khác :  u n %  U1®m I  i o %  o 100  1,5  I1®m + Po, Pn TC U 2đm I1đm U1n I2đm 7.2 Nguyên lý làm việc cđa MBA pha  u1~   mãc vßng qua dây quấn biến thiên e1 e2  i1 u1~ d e1   W1 dt d e   W2 dt S¬ cÊp W1,W2 : số vòng dây sơ thứ cấp Giả sử  = m sint e1   W1m  cos t e1  2fW1m sin(t  90 ) TQ: e1  2E1 sin(t   e ) W1 e1 W2 Zt e2 Thø cÊp 2fW1m E1 = 4,44fW1 m E1  e = - 90O  E1   Tương tù: E2 = 4,44fW2 m Khi nèi d©y quÊn thø cÊp víi t¶i  Trong dây quấn cã dịng i2 i1 Nng lng điện xoay chiều u1~ lấy vào từ phía sơ cấp thông qua mạch từ chuyển sang phía thứ cấp Sơ cấp tiêu thụ tải Nếu bỏ qua tổn hao dây quấn U1 E W   k  W2 U2 E2 k < máy tăng áp i2 W1 W2 e1 e2  U1 E1 ; U2  E2 hệ số BA k > máy hạ ¸p u2 Thø cÊp Zt 7.3 CÊu t¹o Lâi thép: Mạch từ, ghép từ thép kỹ thuật điện, gồm phận - Trụ: phần lõi thép có lồng dây quấn - Gông: phần nối liền mạch từ trụ Dây quấn: Mạch điện Vỏ máy - Thùng BA - Nắp máy SC TC Trụ Gông ã Mỏy bin ỏp ba pha mch từ kiểu bọc 850/950/1100MVA,415kV±11%/27kV • Máy biến áp ba pha mạnh từ kiểu trụ A40MVA, 110kV±16%/21kV Máy biến áp ba pha 40 MVA, 50 Hz, 140kV/11,3 kV Máy biến áp pha 40 MVA, 162/3 Hz, 132kV/12 kV U%= (unr%cos2+unx%sin2) U% phơ thc u tè: - §é lín cđa t¶i () - TÝnh chÊt cđa t¶i (2) U% U% = f(, 2) (Rn xn) R-L - Thông số MBA (unr%, unx%) R - t¶i R 2 =  U% = unr%  - t¶i R-L  < 2 < 90o R- C  U%R-L> U%R - t¶i R- C  - 90o < 2 < U% = un%(cosn cos2 + sinnsin2) U%= un%cos(n- 2 ) >90o =90o < 90o Nãi chung U%R-C < un% Z n R unr% unx% X b- Đặc tính U2 = f(I2) U% U  (1  )U ®m 100 U 2®m  U U%  100 U 2®m U% R f(,cos2) U2 = f(,cos2) - Tải R: - Tải R - L:  U2 U2đm R-C R R-L - Tải R - C: Gi÷ U2 không đổi: I2 thay i W1 hoc W2 Thay i phớa cao ỏp? Quá trình lng hiệu st cđa MBA P1  P P2 P2  hiƯu suÊt P1 P2  P2   P  C¸c loại tổn hao: + Tổn hao đồng Pđ = R1I12 + R2’ I2’2 = RnI12  ( I1 ) R n I1®m I1®m P® = 2Pn + Tỉn hao s¾t: Pst = RthI02  R0I02 Pst = P0 P® = 2Pn + P2 = U2I2cos2  I2 I ®m   Pst = P0 U ®m I ®m cos 2 P2 P2   P P2 = S®m cos2 S®m cos22  S®m cos 2  S®m cos 2  2 Pn  P0 cos21 max P0 k Pn Giản đồ lng k P2 P1 Pđ1 Pst Pđ2 7.8 Máy biến áp pha 1- Cấu tạo nguyên lý Cỏc i lượng định mức: - Công suất định mức Sđm : ba pha - Dòng, áp định mức Uđm, Iđm: đại lượng dây - Tổn hao công suất Pn, Pn : ba pha - Các đại lượng khác: un%, i0% 2- Tổ nối dây a Định nghĩa: Cỏch ni d/q SC cách nối d/q TC Y/ - 11  U ab  U AB 11x30o = 330o số (giờ) Y/Y-12  U ab  U AB 12x30o = 360o HÖ số biến áp U k d 1đm U 2đm U1f®m W1 kf   U 2f®m W2 Sù lµm viƯc song song cđa MBA pha a Mơc đích: - Đảm bảo tính kinh tế - Liên tục cung cấp điện b Điều kiện: - Cùng tổ nối dây - Hệ số biến áp - Điện áp ngắn mạch (sai khỏc khụng quỏ 10%) VÝ dơ : MBA pha cã sè liƯu : S®m = 500 kVA; U1®m /U2®m = 22/0,4 kV; Po = 900 W; Pn = 3600 W; io% = 2; un% = 4; dây quấn nối /Y- 11 Tìm : - Các thông số sơ đồ thay - U% vµ hiƯu st  MBA lµm viƯc víi = 0,8; hệ số cos2 = 0,8 tải điện cảm - Điện áp U2 tải định mức Giải Thông số sơ đồ thay Rn Pnf I1®mf I1®m  S®m 3U1®m Sơ cấp nối  I1®mf  I1®m 500.103   13,12 A 3.22.10 I1®mf 13,12   7,58 A U1nf Zn  I1®mf 3600 Rn   20,9  3.7,58 U1nf  22.103  880 V 100 Xn  Zn  R n R1  R  ' U1nf U1nf Zn  I1®mf un %  U1®mf 100 880   116  7,58 X n  1162  20,92  114  R n 20,9   10, 45  2 X n 114 X1  X    57  2 ' U1f 22 kf    95, U f 0, R2 ' R2  kf X2 ' X2  kf Pof Ro  Iof Iof io % 7,58  0,152 A  I1®mf  100 100 900 Ro  3.0,1522 U1of 22.103 Zo   Iof 0,152 R o  12.985  Z o  4 7  Xo  Zo  R o 2 Xo  1447372 129852  144.153  R th  Ro  12.985  X th  Xo  144.153  cos o  Chó ý : Po 3U1®m Io Ro  Zo 12.985   0, 09 144.153 R  10, 45  X1  57  R th  Ro  12.985  T×m  U% vµ hiƯu st  Xth  Xo  144.153 U%= (unr%cos2+unx%sin2) cos2 = 0,80  sin2 = 0,6 Zn I1®m Rn R n I1®m 100 u nr %  100  U1®m Zn U1®m Rn 20,9  un % 4  0, 72 Zn 116 Xn 114 u nx %  u n % 4  3,93 116 Zn U% = 0,8(0,72.0,8+3,93.0,6) = 2,35 S®m cos 2  S®m cos 2  2 Pn  P0 0,8.500.0,8   0,99 0,8.500.0,8  0,8 3,  0,9 T×m U2 U% U  (1  )U ®m 100 2,35  (1  ) 0,  0,388 kV 0,8.100 7.9 Máy biến áp đặc biệt Máy biến áp tự ngẫu a Sơ đồ nguyên lý b Đặc điểm - hệ số BA : A U1 W1 U1 W1 A W2 U W2 2U U1 W1  U  W2 U k  W1 U W2 A thay đổi U2 thay đổi t: U1m Trờn nhón MBATN PTN - Năng lượng chuyÓn tõ SC sang TC theo đường-> KÝch thước nhá gän c Phạm vi sử dụng U1 = 220 V - Công suất vừa nhỏ U2 = 0250 V - Cơng suất lớn M¸y biÕn ¸p ®o lường Ucao a M¸y biÕn ®iƯn ¸p W1 * Sơ đồ nguyên lý * Đặc điểm - hệ số BA : W2 k U1 W1  U W2  U V  W2 U cao W1 - đầu dq thứ cấp nối với Vôn kế U2đm = 100 V V Khơng tải vịng b Máy biến dòng điện W1 I lớn a Sơ đồ nguyên lý A b Đặc điểm - hệ số BD : k i  W2 I1 W2 I lín   I W1 I A  I A W1 I lớn W2 - đầu dq thứ cấp nối với A - I2đm = 5A -> MBA 100/5, 200/5, 1000/5, … ... - Thùng BA - Nắp máy SC TC Trụ Gông ã Mỏy bin áp ba pha mạch từ kiểu bọc 850/950/1100MVA,415kV±11%/27kV • Máy biến áp ba pha mạnh từ kiểu trụ A40MVA, 110kV±16%/21kV Máy biến áp ba pha 40 MVA,... T×m U2 U% U  (1  )U ®m 100 2,35  (1  ) 0,  0,388 kV 0,8.100 7.9 Máy biến áp đặc biệt Máy biến áp tự ngẫu a Sơ đồ nguyên lý b Đặc điểm - hÖ sè BA : A U1 W1 U1 W1 A W2 U W2 2U U1 W1  U  W2... sử dụng U1 = 220 V - Công suất vừa nhỏ U2 = 0250 V - Cụng sut ln Máy biến áp đo lng Ucao a Máy biến điện áp W1 * Sơ đồ nguyên lý * Đặc điểm - hệ số BA : W2 k U1 W1  U W2  U V W2 U cao W1