Chương 4 : Mỏy biến ỏp
4.2 Cấu tạo và nguyờn lý làm việc của mỏy biến ỏp
4.2.1 Cấu tạo mỏy biến ỏp một pha
4.2.1.1 Sơđồ cấu tạo
Cấu tạo mỏy biến ỏp gụng ba bộ phận: Lừi thộp, dõy quấn và vỏ mỏy.
+ Lừi thộp mỏy biến ỏp:
Hỡnh 4.1: Mạch từ mỏy biến ỏp 1 pha a. Kiểu trụ b. Kiểu bọc
54
Lừi MBA (hỡnh 4.1) dựng để dẫn từ thụng, được chế tạo bằng cỏc vật liệu dẫn từ tốt, thường là thộp kỹthuật điện cú bề dày tử 0,3 1mm, mặt ngoài cỏc lỏ thộp cú sơn cỏch điện rồi ghộp lại với nhau thành lừi thộp. Lừi thộp gồm hai phần trụ và gụng.
- Trụ T là phần để đặt dõy quấn cũn gụng G là phần nối liền giữa cỏc trụ để tạo thành mạch từ kớn.
+ Dõy quấn MBA:
Dõy quấn MBA (hỡnh 4.2) thường làm bằng dõy dẫn đồng hoặc nhụm, tiết diện trũn hay chữ nhật, bờn
ngoài dõy dón cú bọc cỏch điện, Dõy quấn gồm nhiều vũng dõy và lồng vào trụ thộp. Giữa cỏc vũng dõy, giữa cỏc dõy quấn và giữa cỏc dõy quấn với lừi thộp đều cú cỏch điện. MBA thường cú hai hoặc nhiều dõy quấn. Khi cỏc dõy quấn đặt lờn cựng một trụ thỡ dõy quấn điện ỏp thấp đặt sỏt trụ thộp cũn dõy quấn điện ỏp cao đặt bờn ngoài. Làm như vậy sẽ giảm được vật liệu cỏch điện.
+ Vỏ MBA:
Làm bằng thộp gồm hai bộ phận: thựng và nắp thựng.
- Thựng MBA: Trong thựng MBA đặt lừi thộp, dõy quấn và dầu MBA. Dầu MBA làm nhiệm vụ tăng cường cỏch điện và tản nhiệt. Lỳc MBA làm việc, một phần năng lượng tiờu hao thoỏt ra dưới dạng nhiệt, làm dõy quấn lừi thộp và cỏc bộ phận khỏc núng lờn. Nhờ sự đối lưu trong dầu và truyền nhiệt từ cỏc bộ phận bờn trong MBA sang dầu và từ dầu qua vỏch thựng ra mụi trường xunh quanh
+ Nắp thựng: dựng để đậy trờn thựng và cú cỏc bộ phận như: - Sứ ra của dõy quấn cao ỏp, dõy quấn hạ ỏp.
- Bỡnh dầu phụ - Ống bảo hiểm.
Hỡnh 4.2: Cấu tạo bờnngoài mỏy biến ỏp một pha. 1. Cỏc ổ lấy điện ra 2. Đồng hồ vụn kế;
55
3. Đồng hồ am pe kế 4. Nỳt điều chỉnh 5. Áp tụ mỏt.
4.2.1.2 Nguyờn lý hoạt động của mỏy biến ỏp một pha
Khi MBA làm việc, điện ỏp đưa vào dõy quấn sơcấp là U1 (hỡnh 4.3), trong dõy quấn sơcấp sẽ cú dũng điện i1chạy qua. trong lừi thộp sẽ cú từ thụng múc vũng với cả hai dõy quấn. Từ thụng này sẽ cảm ứng hai dõy quấn sơ cấp và thưcấp cỏc suất điện động e1 và e2. Dõy quấn
thứ cấp cú tải sẽ sinh ra dũng i2đưa ra tải với điện ỏp U2. Như vậy năng lượng của dũng điện xoay chiều đó được truyền từ dõy quấn sơ cấp sang dõy quấn thưcấp.
Nếu bỏ qua sự sụt ỏp gõy ra do điện trở và từ thụng tản của dõy quấn thỡ:
(4-1) k: là hệ số của MBA Từ (4-1) ta cú: U2 = U1 W2/ W1hoặc W1 = U1. W2/U2 Nếu W2 W1hoặc U2 U1
ta cú MBA tăng ỏp W2 W1 hoặc U2 U1
ta cú MBA giảm ỏp Hỡnh 4.4 Ký hiệu MBA một pha.
4.2.2 Mỏy biến ỏp ba pha:
Hỡnh 4.3: Sơ đồ nguyờn lý MBA 1 pha
Hỡnh 4.4: Ký hiệu MBA 1 pha
Hỡnh 4.5: Tổ hợp MBA 3 pha
56
4.2.2.1 Mạch từ MBA 3 pha
Để biến đổi điện ỏp của hệ thống dũng điện 3 pha, ta cú thể dựng MBA một pha gọi là tổ MBA ba pha (hỡnh 4.5).Hoặc dựng một MBA ba pha ba trụ (hỡnh 4.6). Dõy quấn sơ cấp của MBA ba pha ký hiệu bằng cỏc chữ in hoa: Pha A ký hiệu là AX, pha B ký hiệu là BY, pha C ký hiệu là CZ. Dõy quấn thư cấp ký hiệu bằng cỏc chữ thường: pha a ký hiệu bằng ax, pha b ký hiệu bằng by, pha c ký hiệu bằng cz.
4.2.2.2 Cỏc cỏch đấu dõy MBA ba pha
Dõy quấn sơcấphoặc thứ cấp cú thể đấu hỡnh sao hoặc hỡnh tam giỏc. Nếu sơ cấp đấu hỡnh sao, thứ cấp đấu hỡnh sao, ta ký hiệu:/, tương tự ta cú 4 cỏch đấu cơ
bản: /, /, /, /, (hỡnh 4.7a,b,c,d)
4.2.3 Tỉ số biến ỏp
Gọi W1, W2lần lượt là số vũng dõy một pha của dõy quấn sơcấp và dõy quấn thứ cấp. Tỷ số biiến ỏp pha giữa dõy quấn sơcấp và thứ cấp là:
ap = Up1/Up2 = W1/W2. (4-2)
Tỷ số biến ỏp dõy của MBA ba pha được định nghĩa là: ad = Ud1/Ud2 (4-3)
Tỷ số biến ỏp adkhụng chỉ phụ thuộc vào tỷ số vũng dõy của hai quận dõy, mà cũn phụ thuộc vào cỏch đấu dõy của MBA.
- Khi MBA nối /: ad = Ud1/Ud2 = 3Up1/ 3Up2 = W1/W2. (4-4) - Khi MBA nối /: ad = Ud1/Ud2 = 3Up1/Up2 = 3W1/W2. (4-5)
57
- Khi MBA nối /: ad = Ud1/Ud2 = Up1/Up2 = W1/W2. (4-6) - Khi MBA nối /: ad = Ud1/Ud2 = Up1/ 3Up2 = W1/ 3W2. ( 4-7)