5. Cấu trúc nội dung của luận án
3.5. Kết luận chƣơng 3
Trong chương này, luận án đã trình ày qu trình tính tốn ứng suất lực tác d ng lên dây quấn MBA 630kVA -22/0,4kV đã được thiết kế, sản xuất và đo đạc thực nghiệm tại cơng ty chế tạo biến thế SANAKY Hà N i, bằng hai phương ph p giải tích và PTHH 2D.
Đầu tiên, tính ứng suất lực ngắn mạch trên dây quấn bằng phương pháp giải tích, luận án đã đưa ra lưu đồ thuật tốn thực hiện tính tốn ứng suất trên dây quấn của MB trong trường hợp ngắn mạch 3 pha đối xứng phía HA. Xây dựng chương trình tính tốn trên phần mềm Matlab, kết quả được d ng điện ngắn mạch cực đại trên cu n HA và CA lớn gấp 23,5 lần biên đ d ng điện định mức.
D ng điện ngắn mạch cực đại là dữ liệu đầu vào cho tính tốn ứng suất lực ngắn mạch trên dây quấn H và C , qu trình t nh to n này khai th c được m t số kết quả:
1 Đồ thị phân bố từ thế vectơ x,y trong c a sổ mạch từ; các giá trị từ cảm tản trên cu n HA và CA: Từ cảm Bx, By và từ cảm tổng Bxy. Từ cảm tản Bx phân bố tập trung lớn nhất ở hai đầu cu n dây và nhỏ dần khi vào giữa cu n dây; cịn từ cảm tản By phân bố tập trung lớn nhất ở giữa cu n dây và cĩ giá trị nhỏ ở hai đầu cu n dây.
(2) Từ cảm tản lớn nhất tại cạnh ngồi cùng cu n HA, từ cảm hướng tr c Bymax=1,49T và từ cảm hướng kính Bx = 0,293T. Tương tự, từ cảm tản lớn nhất tại cạnh trong cùng cu n CA Bymax=1,491T và Bx = 0,324T.
(3) Phân tích ứng suất lực hướng kính x và hướng tr c y theo bề dày cu n HA và CA, thì ứng suất x tại khu vực giữa cu n HA và cu n CA cĩ giá trị lớn nhất, c thể tại cạnh ngồi cùng (x2) của cu n HA x2_HA = 6,0138.107(N/m2); tại cạnh trong cùng (x0) của cu n CA x0_CA = 3,567.107(N/m2), ứng suất lực hướng tr c y cĩ giá trị lớn nhất ở cạnh giữa (x1) cu n HA và CA y1_HA = 1,889.107(N/m2) và y1_CA = 1,124.107(N/m2). Kết quả giá trị ứng suất tổng xymax = 6,0138.107 (N/m2) chưa vượt quá giới hạn bền cho phép của dây quấn.
Tiếp theo, tính ứng suất lực ngắn mạch trên dây quấn giải bằng phương pháp PTHH 2D với phần mềm Ansys Maxwell 2D, các kết quả về từ cảm tản và ứng suất lực hướng kính, hướng tr c tác d ng lên dây quấn H và C như sau:
(1) Từ cảm tản lớn nhất tại cạnh ngồi cùng cu n HA, từ cảm hướng tr c: Bymax=1,48T và từ cảm hướng kính Bxmax = 0,37T. Tương tự, từ cảm tản lớn nhất tại cạnh trong cùng cu n CA Bymax=1,482T và Bx = 0,277T.
(2) Phân tích ứng suất lực hướng k nh và hướng tr c theo bề dày cu n HA và CA thì ứng suất lực x tại khu vực giữa cu n HA và cu n CA cĩ giá trị lớn nhất, tại cạnh ngồi cùng (x2) của cu n HA x2_HA = 5,969.107(N/m2); tại cạnh trong cùng (x0) của cu n CA x0_CA
y1_HA = 2,222.107(N/m2) và y1_CA = 1,109.107(N/m2). Kết quả giá trị ứng suất tổng
xymax = 5,969.107 (N/m2 chưa vượt quá giới hạn bền cho phép của dây quấn.
Tiến hành so sánh kết quả ứng suất lực giữa hai phương pháp giải tích và PTHH 2D, ở Bảng 3.7 ta thấy sai số lớn nhất là 0,75%. Qua sai số này ta thấy t nh đúng đắn và tin cậy của mơ hình giải t ch đưa ra cũng s d ng PTHH để giải quyết bài tốn là thích hợp. Sở d cĩ sai số do bản th n hai phương ph p đều là c c phương ph p giải gần đúng và tr n cơ sở khác nhau của m t số giả thuyết.
Qua đĩ, luận án đ nh gi hai phương ph p giải t ch và PTHH 2D như sau:
Điều này cho thấy mở ra hướng nghiên cứu tiếp theo ở chương sau là s d ng phương pháp PTHH 3D cho những bài tốn cĩ hình dạng phức tạp hơn.
1) Giả thiết: từ trường dừng, khơng xét dịng xốy và tính chất phi tuyến của mạch từ;
2) Tốc đ tính tốn nhanh;
3) Khĩ khăn p d ng mơ hình phức tạp,..
1) Cĩ t nh đến dịng xốy và tính chất phi tuyến của mạch từ;
2) Thời gian ph n t ch thường lâu hơn;
3) Cho phép áp d ng cho mơ hình phức tạp,..
CHƢƠNG 4
TÍNH TỐN LỰC NGẮN MẠCH TỔNG HỢP TÁC DỤNG LÊN DÂY QUẤN MÁY BIẾN ÁP
4.1. Giới thiệu
Trong chương này, nhiệm v đặt ra là xây dựng mơ hình 3D cho MB VĐH 630kVA- 22/0,4kV theo các thơng số kỹ thuật của MB VĐH ở cơng ty chế tạo MBA SANAKY Hà N i. Tiến hành mơ phỏng MB VĐH 630kVA bằng phần mềm nsys Maxwell trong trường hợp khơng tải và ngắn mạch th nghiệm. Các kết quả về giá trị d ng điện, điện áp, tổn hao khơng tải và ngắn mạch được so sánh với các kết quả th nghiệm thực tế.
Tr n cơ sơ mơ hình đã đúng đắn, tiếp t c thực hiện ngắn mạch sự cố phía hạ p MB để phân tích và đưa ra kết quả về từ cảm tản, ứng suất lực hướng k nh và hướng tr c tác d ng vào cu n dây CA và HA. Từ đĩ x c định vị trí và giá trị ứng lực lớn nhất trên vịng dây của cu n C và H để so sánh với ứng suất cho phép của dây quấn.
Sau đĩ, mơ phỏng các trường hợp bán kính cong r của cu n d y thay đổi, tìm ra vùng thay đổi lớn nhất và nhỏ nhất ứng suất lực. Từ đĩ, đưa ra đường cong đ nh gi sự thay đổi của giá trị ứng suất theo bán kính cong cu n dây, giúp sự lựa chọn hợp lí bán kính cong cu n dây theo hệ số gia tăng ứng suất lực.
Tính ứng suất tổng hợp tác d ng vào dây quấn MBA khơ bọc lớp epoxy bao gồm tổng ứng suất gây ra do lực điện từ; ứng suất do đ chênh lệch nhiệt đ giữa dây quấn và epoxy; và ứng suất do phân bố nhiệt đ khơng đồng đều của lớp epoxy.