Vg = (7 ữ10%) thể tớch dầu trong thựng Vg = 0,7. Vd
Mà Vd = Vt - Vr = 2,73 – 0,19135 = 2,538 (m3) Vậy đường kớnh bỡnh gión dàu là:
( ) g gd 4.V 4.0,177 d 0,1969 m .l 3,14.1,1447 = = = π 5. Khối lượng bỡnh gión dầu Sxqgd = 2. π. R. lgd = 2. π.0,9845. 1,1447 = 0,7 (m2) Chọn thựng gión dầu cú bề dầy 1,5 (mm) ⇒ Vgd = Sxqgd. 0,0015 = 0,00105 (m3) Vậy trọng lượng bỡnh gión dầu Gd = Vgd. γFe với γFe = 7850 Kg/m3 ⇒ Gd = 0,00105. 7850 = 8,243 (Kg)
PHẦN CHUYấN ĐỀ: TèM HIỂU CễNG NGHỆ MỚI CỦA CễNG TY LIấN DOANH CHẾ TẠO BIẾN THẾ ABB
Trong những năm gần đõy cụng ty liờn doanh chế tạo mỏy biến ỏp ABB đó đưa vào Việt Nam một số cụng nghệ mới ỏp dụng cho mỏy biến ỏp phõn phối và đó đạt được một số hiệu quả đỏng kể. Sau đõy tụi xin giới thiệu và phõn tớch một sốưu nhược điểm của chỳng.
1. MẠCH TỪ
Cụng ty ABB được trang bị mỏy cắt tụn tự động theo chương trỡnh cú khả năng cắt chộo gúc cỏc lỏ tụn với cỏc gúc cắt tuỳ ý. Kết cấu ghộp cỏc lỏ tụn thành lừi ở cỏc gúc được ghộp mối nối nghiờn nờn giảm được tổn hao khụng tải.
Xột trường hợp mỏy khụng tải ta cú:
- Theo cụng thức (5-19) của tài liệu “Thiết kế mỏy biến ỏp điện lực” ta cú: Po = Kgp. Ktp. Kcp. Ktp [Pt. Gt + Pg (Gg – Kd. Gg) + Pr Pg+ . Gg. (Kn . K’pg) + ΣPk. ηk. Tk] = Kgp. P’0.
Với Kgp được xỏc định theo bảng 43 – “Thiết kế mỏy biến ỏp điện lực” thỡ:
Với mối nối thẳng: Kgp = 1,9. Với mối nối nghiờng: Kgp = 1,28.
Q0 = Kgi. Q’0
Đỏp ứng tiến độ việc sản xuất theo đơn đặt hàng của khỏch hàng. Tụn nhà mỏy được nhập từ một số nước tư bản phỏt triển như Nhật, Thuỵ Điển hoặc Mỹ cú chiều dầy 0,27 thuộc loại tụn cỏn nguội bất đẳng hướng.
Việc thiết kế tiết diện của trụ khụng phải là hỡnh trũn như thụng thường cỏc nước khỏc vẫn làm mà là hỡnh Ovan, rất ớt bậc. Ưu điẻm của loại mạch từ kiểu này là đơn giản do ớt cỡ lỏ tụn và khụng phức tạp khi ghộp thành lừi, tạo được cỏc rónh dầu lớn trong lừi. Nhược điểm của loại này là hệ số lấp đầy thấp, việc tận dụng khụng gian trong mỏy khụng triệt để nờn chi phớ dõy đồng sẽ tăng lờn. Theo kiểu này rất cú lợi trong cụng nghệ sản xuất mỏy biến ỏp phõn phối theo hỡnh thức đặt hàng vỡ năng suất cao, thời gian chế tạo ngắn.
Việc ghộp mạch từ ở đõy cũng cú điểm khỏc với lối ghộp kinh điển trước đõy. Mạch từ ở đõy được ghộp đứng (trước đõy vẫn thường ghộp ở trạng thỏi nằm ngang) nờn khụng phải ghộp trước gụng trờn và khụng thể nhầm lẫn vỡ nếu ghộp lẫn lỏ tụn sẽ khụng vào được. Chớnh vỡ phương phỏp ghộp này mà năng suất ghộp sẽ tăng lờn do bỏđược thao tỏc ghộp gụng trờn và thỏo ra ghộp lại khi lắp cuộn dõy. Ngoài việc tăng năng suất ra kiểu ghộp này cũng hạn chế được tổn hao khụng tải do sự vỗ, đập gừ, thỏo ra lắp vào làm biến tớnh và trầy xước sơn cỏch điện của cỏc lỏ tụn silic.
Lừi được ghộp trong một đồ gỏ nờn ghộp đến đõu chặt đến đấy nờn việc giỏm sỏt khe hở của cỏc mối nối rất dễ dàng. Cựng với việc cắt tụn trờn mỏy tựđộng cú độ bavia thấp, hệ số ộp chặt cao đõy cũng là một yếu tố làm cho dũng khụng tải giảm rất nhiều so với tiờu chuẩn Việt Nam hiện nay (bằng 1/3 đến một nửa).
Cuối cựng là việc ộp mạch từ cũng đó cú những thay đổi so với cụng nghệ Việt Nam. Mạch từđược ộp giữ nhờ một lớp nhựa mỏng quột lờn trờn
bề mặt ngoài. Giữa cỏc lỏ tụn bõy giờ cũng cú một lớp nhựa mỏng nờn cỏc lỏ tụn được liờn kết chặt mà khụng cần phải ộp giữa bằng đai hoặc chốn bằng gỗ. Cụng nghệ này cú ưu điểm làm cho tổn hao sắt giảm vỡ cỏc lỏ tụn khụng bị biến tớnh do ộp quỏ chặt hoặc do đột lỗ. Nhược điểm của cụng nghệ này là khi cần sửa chữa mạch từ sẽ gặp phải khú khăn do phải gỡ lớp nhựa này.
2. DÂY QUẤN.
Sự đổi mới trong cụng nghệ chế tạo dõy quấn cở cụng ty ABB thể hiện trong cỏc khớa cạnh sau:
- Đầu tư mỏy quấn tựđộng cú điều khiển theo chương trỡnh. Với việc sử dụng mỏy quấn dõy kiểu này năng suất quấn dõy tăng, chất lượng quấn ổn định tuy nhiờn chủ yếu quấn hai loại dõy quấn chủ yếu là dõy quấn hỡnh trụ nhiều lớp dõy dẫn trũn và dõy quấn từ băng đồng tức chỉ quấn cỏc mỏy biến ỏp phõn phối cỡ khụng lớn.
- Sử dụng kiểu dõy quấn từ băng đồng. Theo phương phỏp này cỏc cuộn dõy hạ ỏp ớt vũng, cú tiết diện lớn cú thể quấn từ cỏc băng đồng tấm cú chiều rộng bằng chiều cao cuộn day. Như vậy trong trường hợp này chiều cao một vũng dõy đỳng bằng chiều cao dõy quấn. Đồng được sử dụng ở đõy là đồng cuộn M1 trần (chưa cỏch điện). Khi quỏn thường người ta quấn cựng với một băng cỏch điện cú chiều rộng lớn hơn một ớt. Quấn theo phương phỏp này thực chất là quấn theo kiểu đồng tõm (vũng sau chồng lờn vũng trước). Tấm cỏch điện đúng vai trũ là cỏch điện vũng dõy.
- Để lấy đầu vào và ra của cuộn dõy người ta hàn vào đầu và cuối băng đồng cỏc thanh đồng (thanh cỏi). Việc hàn một thanh cỏi đồng cú tiết diện tập trung lớn vào một lỏ đồng mỏng được thực hiện bằng thiết bị hàn hồ quang trong khớ bảo vệ (CO2) để đảm bảo cho lỏ đồng khụng bị quỏ nhiệt và chỏy.
- Cỏch điện dựng trong trường hợp này là giấy cỏp hoặc giấy điện thoại cú chiều dày khỏc nhau được in lờn một lớp nhưạ cỏch điện. Sau khi quấn xong đem gia nhiệt lớp nhựa này chảy ra và dớnh vào tấm đồng làm thành một khối đồng nhất, vừa đảm bảo cơ tớnh tốt vừa đảm bảo toả nhiệt tốt.
Ưu điểm của kiểu dõy quấn này là đơn giản trong cụng nghệ chế tạo, lực ngắn mạch phõn bố đều nờn độ bền điện động cao. Ngoại trừ việc hàn thanh cỏi đồng vào tấm mỏng càn cú thiết bị cụng nghệ đắt tềin ra việc quấn cuộn dõy này cú năng suất cao hơn nhiều so với kiểu dõy quấn hỡnh trụ, dõy dẫn chữ nhật hoặc dõy quấn hỡnh xoắn. Việc in cỏc đỏm nhựa lờn giấy cỏch điện khụng khú.
Nhược điểm của kiểu dõy quấn này là tản nhiệt khú nờn dễ bị núng cục bộ nếu số vũng dõy của dõy quấn nhiều. Việc sửa chữa cũng sẽ khỏ phức tạp vỡ phải làm sạch lớp nhựa và lớp giấy trờn tấm đồng.
Phạm vi ứng dụng của loại dõy quấn này tương đối rộng. Phạm vi ứng dụng chủ yếu bị giới hạn độ dầy của tấm đồng. Nếu tấm đồng mỏng quỏ khi hàn vào thanh cỏi đồng sản xuất khú, dễ bị chỏy, tàn nhiệt sẽ khú khăn hơn, thụng thường chiều dày tấm đồng khụng nhỏ quỏ 0,1mm. Thụng thường kiểu dõy quấn này cú thể ỏp dụng cho cỏc mỏy cú điện ỏp 0,4KV, cụng suất từ 20KVA đến 300KVA.
3. VỎ MÁY BIẾN ÁP.
Vỏ mỏy biến ỏp phõn phối được làm theo kiểu cú nhiều cỏnh tản nhiệt “mỳi khế”, khụng cú bỡnh gión dầu và ống phũng nổ. Cụng nghệ chế tạo loại vỏ này đơn giản và rất dễ tựđộng hoỏ. Người ta sản xuất cỏc tấm thộp kiểu “mỳi khế” cú chiều rộng và chiều dài bất kỳ, tuỳ theo vỏ lớn hay cao bao nhiờu thỡ cắt và hàn lại cho đủ. Như vậy cụng nghệ chủ yếu trong chế tạo vỏ thựng này là ộp để tạo cỏnh tản nhiệt trờn tụn và cụng nghệ hàn.
Vỡ tụn mỏng và để đảm bảo hàn kớn dầu nờn ở đõy người ta ỏp dụng cụng nghệ hàn hồ quang trong khớ bảo vệ.
Mỏy biến ỏp sử dụng loại vỏ này cú đặc điểm là khụng cần bỡnh gión dầu (bỡnh dầu phụ) vỡ khi núng lờn lượng dầu nở ra được chứa hết vào cỏc cỏnh tản nhiệt lỳc này cũng nở ra do tăng ỏp suất. Khi mỏy nguội lượng dầu giảm, ỏp suất trong thựng cũng giảm và cỏnh tản nhiệt lỳc này cũng thu lại như cũ. Như vậy dầu được nạp đày và trong bỡnh khụng cú khụng khớ nờn hoàn toàn loại trừ cỏc hiện tượng hỳt ẩm, oxy hoỏ dầu như vẫn thường xảy ra trong cỏc mỏy biến ỏp thụng thường.
Việc nạp dầu vào mỏy biến ỏp ở cụng ty ABB được thực hiện bằng cỏc thiết bị nạp dầu chõn khụng,sau khi mỏy biến ỏp được sấy khụ cũng trong lũ sấy chõn khụng.
Với tất cả những cải tiến đó nờu trờn cụng ty ABB đó thu nhỏ đỏng kể cỏc mỏy biến ỏp phõn phối hiện đang được sản xuất tại nhà mỏy của cụng ty.
MỤC LỤC
Trang
Lời núi đầu ... 1
Chương I: Khỏi niệm chung về thiết kế mỏy biến ỏp ... 3
I.1. Đại cương ... 3 I.2. Định nghĩa và nguyờn lý làm việc. ... 4 I.3. Cỏc đại lượng định mức ... 7 1.4. Sử dụng vật liệu trong chế tạo... 8 1.5. Cỏc kết cấu chớnh của mỏy biến ỏp. ... 10 1.6. Mục đớch yờu cầu và nhiệm vụ. ... 12
Chương II: Tớnh toỏn cỏc kớch thước chủ yếu. ... 14
II.1. Xỏc định cỏc đại lượng cơ bản ... 14
II.2. Chọn cỏc số liệu xuất phỏt và tớnh cỏc kớch thước chủ yếu. ... 15
Chương III: Tớnh toỏn dõy quấn mỏy biến ỏp ... 30
III.1. Cỏc yờu cầu chung ... 30
III.2. Tớnh toỏn dõy quấn hạ ỏp ... 42
III.3. Tớnh toỏn dõy quấn cao ỏp ... 45
Chương IV: Tớnh toỏn cỏc tham số ngắn mạch ... 49
IV.1. Tổn hao ngắn mạch ... 49
IV.2. Xỏc định điện ỏp ngắn mạch ... 51
IV.3. Tớnh lực cơ bản của dõy quấn. ... 52
Chương V: Tớnh toỏn cuối cựng về hệ thống mạch từ ... 57
V.2. Tớnh tổn hao khụng tải ... 60
Chương VI: Tớnh toỏn nhiệt của mỏy biến ỏp ... 65
Chương VII: Tớnh toỏn nhiệt của thựng dầu ... 71
VII.1. Tớnh toỏn nhiệt của thựng dầu ... 71
VII.2. Thiết kế thựng dầu ... 73
VII.3. Tớnh toỏn cuối cựng nhiệt độ chờnh của dõy quấn và dầu của mỏy biến ỏp. ... 76
Chương VIII: Xỏc định sơ bộ trọng lượng ruột mỏy, vỏ mỏy, dầu và bỡnh gión dầu ... 78
2. Trọng lượng dầu ... 78
3. Bỡnh gión dầu. ... 79
4. Đường kớnh bỡnh gión dầu ... 79
5. Khối lượng bỡnh gión dầu... 80
Phần chuyờn đề: Tỡm hiểu cụng nghệ mới của cụng ty liờn doanh chế tạo biến thế abb ... 81
1. Mạch từ ... 81
2. Dõy quấn. ... 83