Tính toán thiết kế máy biến áp ba pha ngâm dầu

Tính toán các tham số cơ bản của MBA

Lừi sắt cú rất nhiều kiểu, nhưng hầu hết mỏy biến ỏp điện lực hiện nay đều dựng kiểu trụ, do đú để đơn giản ta chọn lừi sắt kiểu trụ. Để đáp ứng yêu cầu thiết kế và đơn giản khi tính toán ta chọn máy biến áp 3 pha, 2 dây quấn kiểu trụ phẳng, dây quấn đồng tâm. Do đó khi thiết kế cần phải đảm bảo làm sao cho thỏa mãn những yêu cầu như tổn hao sắt chính và phụ nhỏ, dòng điện không tải nhỏ, lượng tôn silic sử dụng làm sao cho ớt nhất và hệ số điền đầy của lừi sắt lớn.

Mặt khỏc lừi sắt cũng là nơi mà trên đó gắn nhiều bộ phận khác như: Dây quấn, giá đỡ dây dẫn ra, đối với một số MBA cũn gắn cả nắp mỏy để cú thể nõng cẩu toàn bộ lừi sắt ra khỏi vỏ khi sửa chữa. Để các yêu cầu đối với mạch từ như trên được thoả mãn thị việc chọn loại tôn silic như thế nào là rất quan trọng, với silic có độ dày bao nhiêu, thành phần silic bao nhiêu là được. Ở đây ta chọn loại tôn cán nguội là vì loại tôn này có ưu điểm vượt trội về khả năng dẫn từ và giảm hao mòn so với tôn cán mỏng.

Tôn cán nguội là loại tôn có vị trí sắp xếp các tinh thể gần như không đổi và có tính dẫn từ không đẳng hướng, do đó suất tổn hao giảm 2 đến 2,5 lần so với tôn cán nóng. Từ đó giảm được tổn hao trong máy, giảm được trọng lượng kích thước máy, đặc biệt là rút bớt được đáng kể chiều cao của MBA, rất thuận lợi cho việc chuyên chở. Tuy nhiên giá thành tôn cán nguội có hơi cao nhưng do việc giảm được tổn hao và trọng lượng nên người ta tính rằng vẫn kinh tế hơn những loại MBA được chế tạo bởi tôn cán nóng.

Do ta sử dụng loại tôn cán nguội mà do loại tôn cán nguội có tính dẫn từ không đẳng hướng nên việc ghép nối giữa trụ và gông không thể thực hiện kiểu mối nối vuông góc như tôn cán nóng được vì như vậy góc ghép nối α ≠ 0 khá lớn làm tăng tổn hao sắt mà ta phải dùng mối nối nghiêng hay là phải cắt vát lá tôn khi đó góc α ≠ 0 sẽ nhỏ đi và tổn hao sắt sẽ giảm đáng kể. Khi cắt tôn xong ta sẽ phải xử lí cho tốt bavia, và ta phải ủ lại những lá tôn vừa cắt xong để cho những tinh thể kim loại trong vết cắt trở lại định hướng ban đầu. Do xu thế hiện nay trong việc chế tạo MBA người ta đều dùng tôn cán nguội có chất lượng cao của các nước phát triển sản xuất.

Để giảm bớt tổn hao do tính dẫn từ không đẳng hướng đối với tôn cán nguội ta dựng lừi thộp với cỏch ghộp xen kẽ cú 4 mối ghộp xiờn ở 4 gúc của lừi, còn 3 mối nối giữa dùng mối ghép thẳng lá tôn. Để đảm bảo điều kiện phát nóng của dây quấn, thường lấy mật độ dòng điện cho phép Jcp = 4,5 A/mm2 đối với dây quấn đồng. Đối với tôn cán lạnh do từ tính không phục hồi đầy đủ sau khi ủ, hoặc do có thể có mối ghép vuông góc, hoặc do có sự uốn nắn lá tôn lúc lắp ghép làm cho suất tổn hao tăng lên, ta có thể lấy kf’ = 1,25.

Tính toán dây quấn MBA .1 Yêu cầu vận hành

+Phải có quan điểm toàn diện: Kết hợp một cách hợp lí giữa hai yêu cầu về chế tạo và vận hành để sản phẩm có chất lượng tốt mà giá thành chấp nhận được. + Phải chú ý đến kết cấu chế tạo dây quấn sao cho thích hợp với trình độ kĩ thuật của xưởng sản xuất. + Phải nắm vững những lí luận có liên quan đến dây quấn CA, vật liệu cách điện.

6.Chiều cao hướng trục của mỗi vòng dây kể cả cách điện Chiều cao hướng trục của mỗi vòng dây kể cả cách điện. Theo bảng 38 trang 207[ CITATION Pha02 \l 1033 ] ta chọn kết cấu dây đồng hình ống nhiều lớp dây dẫn tròn.có ưu điểm của kiểu dây này là có thể quấn được nhiều lớp , chế tạo đơn giản , tuy nhiên không tránh khỏi nhược điểm là khi công suất tăng thì độ bền cơ giảm. Vì dây quấn CA có 2 tổ lớp, giữa chúng có rãnh dầu làm lạnh và tổ lớp dây quấn lên hình trụ, có que nêm thì có 4 mặt làm lạnh.

Tính toán ngắn mạch

Đối với dây quấn đồng tiết diện chữ nhật , và n= 2 là số thanh dẫn của dây quấn thẳng góc với từ thông tản. Đối với dây đồng tiết diện tròn và n=10 > 2 là số thanh dẫn thẳng vuông góc với từ thông tản. Như ta đã biết PCU tỉ lệ bình phương của mật độ dòng điện vì vậy khi bảo đảm cho PCU bằng hằng số, nếu Tăng thì GCU phải giảm.

Vì vậy trọng lượng đồng khồng giảm được bao nhiêu mà tổn hao đồng sẽ tăng lên nhiều ( Có thể quá mức qui định ). Đồng thời dây quấn sẽ phát nóng nhiều và ta phải dùng nhiều dầu và phải tính toán thêm cho phần tản nhiệt. Điện áp ngắn mạch của m.b.a hai dây quấn un % là điện áp đặt vào một dây quấn với tần số định mức , còn dây quấn kia nối ngắn mạch sao cho dòng điện hai phía đều bằng các dòng điện định mức tương ứng.

Sự phân phối tải giữa các MBA làm việc song song với Un khác nhau sẽ không hợp lí. Khi m.b.a bị sự cố ngắn mạch thì dòng điện ngắn mạch rất lớn sẽ gây lên lực cơ học rất nguy hiểm đối với dây quấn m.b.a. Bởi vậy để đảm bảo cho m.b.a làm việc an toàn , khi thiết kế máy ta phải xét đến lực cơ học tác dụng lên dây quấn khi ngắn mạch xem độ bền điện của dây quấn m.b.a có đủ hay không.

Tính ứng suất cơ của các đệm cách điện giữa các dây quấn và bản thân dây quấn. Tiêu chuẩn của quốc tế quy định , tính toán trị số hiệu dụng của dòng điện ngắn mạch xáclập phải kể đến tổng trở của mạng cung cấp cho đầu phân áp chính của dây quấn theo 4-30a[ CITATION Pha02 \l 1033 ]. Ở đây trong trường hợp hai dây quấn cùng chiều cao và các vòng dây phân bố đều đặn trên toàn chiều cao.

Nên từ trường tản gồm có thành phần dọc trục với từ cảm B và thành phần ngang trục với từ cảm B’. FT :là lực tác dụng ép của 2 dây quấn theo chiều trục và như vậy FT lớn nhất là ở giữa 2 dây quấn vì hai đầu ép lại và có khuynh hướng làm sập những vòng dây ngoài cùng nếu quấn không chặt. Do cuộn dây phân bố đều theo chiều quấn nên không có từ trường ngang => không có lực hướng trục thứ hai :F''T 0.

Tính toán nhiệt của MBA .1 Sơ lược về tính toán nhiệt

Căn cứ vào bề mặt bức xạ và đối lưu của thùng vừa tính sơ bộ ở trên để thiết kế sơ bộ thùng dầu và kích thước thùng dầu, hình dáng thùng. Sau đó với thùng thiết kế cụ thể tính toán lại bề mặt bức xạ đối lưu của nó để kiểm tra lại máy biến áp có đạt tiêu chuẩn nhiệt độ chênh cho phép hay không. Nếu không ta phải điều chỉnh lại bề mặt tản nhiệt sao cho phù hợp.

Với máy có công suất S = 1000 kVA như đề tài thiết kế thì ta phải dùng tản nhiệt ống, các ống đực hàn vào vỏ thùng, lưu thông dầu sao cho cân bằng nhiệt độ phía trên và phía dưới thùng dầu.

Mô phỏng đánh giá kết quả

- Trọng lượng ruột máy (có tính tăng trọng do cách điện và các kết cấu khác):. a) Gía trị từ cảm trong trụ và gông - Trong trụ. Từ cảm ở mối nối nghiêng. b) Tiết diện khe hở không khí ở mối nối nghiêng. c) Công suất tổn hao không tải.

Nhận xét , kết luận chương 2

Từ đó đưa MBA ra đời sống phục vụ cho nhu cầu người sử dụng; đồng thời trong thời kỳ công nghiệp hóa hiện đại hóa đất nước thì chúng ta ngày càng phải cải tiến các thiết bị, mang lại lợi ích cực lớn cho tương lai và điều đó sẽ được đề cập ngay sau đây.