- Xác định dòng điện tuần hoàn ic c.
3.1.4.Tính toán máy biến áp chỉnh lư u:
Để chọn các thiết bị trong mạch động lực cũng như mạch bảo vệ , trước hết cần xác định điện áp ra của bộ biến đổi Tiristor.
Chọn máy biến áp ba pha ba trụ có sơ đồ nối dây ∆/Y , làm mát tự nhiên bằng không khí .
+Ckt Ckt
←
MIkt Ikt
Máy biến áp là một bộ phận quan trọng của hệ thống điện, thực hiện các chức năng sau .
-Biến đổi điện áp nguồn cho phù hợp với yêu cầu sơ đồ phụ tải.
-Bảo đảm sự cách ly giữa phụ tải với lưới điện để vận hành an toàn và thuận tiện -Biến đổi số pha cho phù hợp với số pha của sơ đồ phụ tải.
-Tạo điểm trung tính cho sơ đồ hình tia.
-Hạn chế dòng điện ngắn mạch trong chỉnh lưu và hạn chế mức tăng dòng Anốt để bảo vệ van.
-Cải thiện hình dáng sóng điện lưới làm cho nó đỡ biến dạng so với hình sin, do đó nâng cao chất lượng điện áp lưới.
* Tính các thông số cơ bản :
- Tính công suất biểu kiến của máy biến áp : 1,05.433,79.90
- Điện áp pha sơ cấp máy biến áp : U1 = 380 V ;
- Điện áp pha thứ cấp máy biến áp :
Phương trình cân bằng điện áp khi có tải :
Ud0.cosαmin = Ud + 2∆UV + 2∆Udm + ∆UBA
Trong đó :
αmin = 00 là góc dự trữ khi có suy giảm điện áp lưới ; ∆UV = 21 V là sụt áp trên thyristor ;
∆Udm ≈ 0 là sụt áp trên dây nối :
∆UBA = ∆Ur + ∆Ux là sụt áp trên điện trở và điện kháng trên máy biến áp ;
Chọn sơ bộ :
∆UBA = 6%.Ud = 0,06. 220 = 13,2 V ; Từ phương trình cân bằng điện áp khi có tải ta có :
Ud0 = = = 433,79 V ;
Điện áp pha thứ cấp máy biến áp :
U2 = = = 185,36 V ;
- Dòng điện hiệu dụng thứ cấp máy biến áp : I2 = .Id = .90 = 73,48 A ; - Dòng điện hiệu dụng sơ cấp máy biến áp :
I1 = kBA.I2 = .I2 = .73,48 = 35,84 A ; * Xác định kích thước của mạch từ .
- Tiết điện sơ bộ trụ .
u2au2b u2b u2c
QFe = kQ. ; Trong đó : (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
kQ : Hệ số phụ thuộc phương thức làm mát , lấy kQ = 6 . m : Số trụ của máy biến áp , m = 3 .
f : Tần số của nguồn xoay chiều , f = 50 Hz . Thay vào ta có : QFe = 6 . = 99,19 cm3 .
- Đường kính trụ :
d = = = 11,24 cm . Chuẩn hóa đường kính trụ theo tiêu chuẩn : d = 12 cm . - Chọn loại thép kỹ thuật điện , các lá thép có độ dày 0,5 mm . Chọn sơ bộ mật độ từ cảm trong trụ BT = 1 T .
- Chọn tỷ số m = = 2,2 . Suy ra h = 2,2d = 2,3 . 12 = 26,4 cm . ( Thông thường m = 2 ÷ 2,5 ) .
Chọn chiều cao trụ h = 27 cm . * Tính toán dây quấn .
- Số vòng dây mổi pha sơ cấp máy biến áp : W1 = = 172,57 vòng .
Lấy W1 = 156 vòng .
- Số vòng dây mổi pha thứ cấp máy biến áp :
W2 = .W1 = .172 = 83,9 vòng . Lấy W2 = 84 vòng .
- chọn sơ bộ mật độ dòng điện trong máy biến áp :
Với dây dẫn bằng đồng , máy biến áp khô , chọn J1 = J2 = 2,75 A/mm2 . - Tiết diện dây dẫn sơ cấp máy biến áp :
S1 = = = 13,03 mm2 .
Chọn dây dẫn thiết diện hình chũ nhật , cách điện cấp B . Chuẩn hoá tiết diện theo tiêu chuẩn : S1 = 13,03 mm2 .
Kích thước của dây có kể đến cách điện là : S1cd = a1 × b1= 2,24 × 7,4 mm . - Tính lại mật độ dòng điện trong cuôn sơ cấp :
J1 = = = 2,7 A/mm2 .
- Thiết diện dây dẫn thứ cấp máy biến áp : S2 = = = 26,72 mm2 .
Chọn dây dẫn có tiết diện chữ nhật , có cách điện cấp B . Chuẩn hoá tiết diện theo chuẩn : S2 = 26,72 mm2
Kích thước của dây có kể đến cách điện là : S2cd = a2 × b2 = 4,7 × 7,4 mm . - Tính lai mật độ dòng điện trong cuộn thứ cấp :
J2 = = = 2,75 A/mm2 . * Kết cấu dây quấn sơ cấp .
Thực hiện dây quấn kiểu đồng tâm bố trí theo chiều dọc trục . - Tính sơ bộ số vòng dây trên một lớp của cuộn sơ cấp :
W11 = = 30 vòng .
Trong đó :
kc : Là hệ số ép chặt , lấy kc = 0,92 . h : Chiều cao trụ h = 27 cm .
hg : Khoảng cách từ gông đế cuộn dây sơ cấp . Chọn sơ bộ khoảng cách cách điện gông hg = 1,5 cm . - Tính sơ bộ số lớp dây ở cuộn sơ cấp :
n11 = = 5,7 lớp . Chọn số lớp n11 = 6 lớp .
Như vậy có 172 vòng chia thành 6 lớp , vậy 5 lớp đầu có 30 vòng và lớp thứ 6 có
172 – 5 . 30 = 22 vòng . - Chiều cao thực tế của cuộn sơ cấp :
h1 = = 24,13 cm .
- Chọn ống quấn dây làm bằng vật liệu cách điện có bề dày : S01 = 0,1 cm . (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
- Khoảng cách từ trụ tới cuộn sơ cấp : a01 = 1 cm .
- Đường kính trong của ống cách điện :
Dt = dFe + 2a01 – 2S01 = 10 + 2 . 1 – 2 . 0,1 = 11,8 cm . - Đường kính trong của của cuộn sơ cấp :
Dt1 = Dt + 2S01 = 11,8 + 2 . 0,1 = 12 cm . - Chọn bề dày cách điện giữa các lớp ở cuộn sơ cấp :
cd11 = 0,1 mm . - Bề dày cuộn sơ cấp :
Bd1 = ( a1 + cd11 ).n11 = ( 2,24 + 0,1 ).6 = 14,04 mm = 1,404 cm .
- Đường kính ngoài của cuộn sơ cấp :
+Ckt Ckt ← M Ikt Dn1 = Dt1 + 2Bc1 = 12 + 2 . 1,404 = 14,81 cm . - Đường kính trung bình của cuộn sơ cấp :
Dtb1 = = 13,41 cm.
- Chiều dài dây quấn sơ cấp :
l1 = W1.π.Dtb = π . 172 . 13,41 = 7246,15 cm = 72.46 m . - Chọn bề dày cách điện giữa hai cuộn sơ cấp và thứ cấp :
cd0 = 1 cm .
* Kết cấu dây quấn thứ cấp . - Chọn sơ bộ cuộn chiềi cao cuộn thứ cấp: h2= h1 = 24,13 (cm).
- Tính sơ bộ số vòng dây trên một lớp:
W12 = = = 30 vòng .
- Tính sơ bộ số lớp dây quấn thứ cấp: nl2 = = 2,8 lớp.
chọn n12 = 3 lớp.
chọn 2 lớp trong cùng 30 vòng lớp ngoài 24 vòng . - Chiều cao thực tế của cuộn thứ nhất:
h2 = = 24,13 cm .
- Đường kính trong của cuộn thứ cấp:
Dt2= Dn1 + 2a12 = 14,81 + 2. 1 = 16,81 cm .
- Chọn bề dày cách điện giữa các lớp dây ở cuộn thứ cấp: cd22 = 0,1 mm .
- Bề dày cuộn thứ cấp:
Bd2= ( b2+ cd22). nl2 = ( 4,7 + 0,01). 3= 14,4 cm. - Đường kính ngoài của cuộn thứ cấp:
Dn2= Dt2 + 2.Bd2 = 16,81 + 2. 1,44 = 19,69 cm. - Đường kính trung bình của cuộn thứ cấp:
Dtb2 = = 18,25 cm.
- Chiều dài dây quấn thứ cấp:
l2 = π.W2.Dtb2 = π . 84 . 18,25 = 4616cm = 46,16 m . - Đường kính trung bình của các cuộn dây :
D = = 17,25 cm .
Suy ra : r = = 8,63 cm . (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
*Các thông số của máy biến áp:
- Điện trở trong của cuộn sơ cấp máy biến áp ở 75oC:
R1 = ρ. = 0,02133. = 0,09 Ω. Trong đó: ρ = 0,02133 Ω.mm2/m.
- Điên trở trong của cuộn thứ cấp máy biến áp ở 75oC:
R2= ρ. = 0,02133. = 0,03 Ω.
- Điện trở máy biến áp quy đổi về thứ cấp:
RBA = R2 + R1.( )2 = 0,03 + 0,09.( )2= 0,05 Ω.- Sụt áp trên điện trở máy biến áp: - Sụt áp trên điện trở máy biến áp:
Δur= RBA.Id = 0,05 . 90 = 4,5 V.
- Điện kháng máy biến áp quy đổi về thứ cấp:
XBA = 8.π2.(W2)2.( )(a12 + ).ω.10-7.
XBA = 8.3,142. 822.( ).(0,01 + ).314.10-7
XBA = 0,117 Ω.
- Điện cảm máy biến áp quy đổi về thứ cấp:
LBA= = = 0,0037 H = 0,37 mH.
- Sụt áp trên điện kháng máy biến áp: Δux = .XBA.Id= .0,117.110 = 12,3 V. = =.0,117=0,111( - Điện áp ngắn mạch tác dụng: Unr = = 1,98% . - Điện áp ngắn mạch phản kháng: Unx= = 4,6% . - Điện áp ngắn mạch phần trăm: Un = = 5% .