Giáo trình Máy điện 1 (Nghề Điện công nghiệp Trung cấp)

- Dây quấn MBA gồm cuộn dây quấn sơ cấp W1 và cuộn thứ cấp W2: Cuộn sơ cấp là cuộn dây được nối với lưới điện để năng lượng điện vào máy; cuộn quấn thứ cấp là cuộn dây đưa năng lượng ra

1

BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PHÁT TRIỂN NÔNG THÔN

KHOA: ĐIỆN- ĐIỆN TỰ ĐỘNG HÓA

GIÁO TRÌNH

MÔN ĐUN: MÁY ĐIỆN 1

NGHỀ: ĐIỆN CÔNG NGHIỆP

TRÌNH ĐỘ TRUNG CẤP

Ban hành kèm theo Quyết định số: /QĐ- ngày tháng năm 20

…… của ………

Ninh Bình, năm 2019

2

Tài liệu này thuộc loại sách giáo trình nên các nguồn thông tin có thể được phép dùng nguyên bản hoặc trích dùng cho các mục đích về đào tạo và tham khảo

Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc hoặc sử dụng với mục đích kinh doanh thiếu lành mạnh sẽ bị nghiêm cấm

LỜI GIỚI THIỆU

Để phục vụ cho việc giảng dạy theo chương trình đào tạo của Trường Cao đẳng Cơ Điện Xây dựng Việt Xô, quyển giáo trình này sẽ cung cấp những kiến thức cơ bản về máy điện

Sau một thời gian khảo sát và nghiên cứu tài liệu cũng như trong thực tiễn

về lĩnh vực điện công nghiệp chúng tôi viết giáo trình này nhằm phục vụ cho công tác dạy nghề Để hoàn thành được quyển giáo trình này là sự giúp sức thể đội ngũ giáo viên trong Khoa Điện- điệnTĐH Giáo trình này được biên soạn để giảng dạy cho người học ở trình độ cao đẳng hoặc làm tài liệu tham khảo cho các khoá đào tạo ngắn hạn cho các công nhân kỹ thuật chuyên ngành điện

Mặc dù nhóm tác giả đã có nhiều cố gắng, song thiếu sót là khó tránh Rất mong nhận được sự đóng góp ý kiến của các thầy cô giáo và bạn đọc để giáo trình được hoàn thiện hơn!

Ninh Bình, tháng 08 năm 2019

Tham gia biên soạn

1 Nguyễn Thị Dịu: Chủ biên

2 Nguyễn Huy Hoàng

3 Trần Đức Thiện

3

LỜI GIỚI THIỆU 2

MÔ ĐUN: MÁY ĐIỆN 1 9

YÊU CẦU VỀ ĐÁNH GIÁ HOÀN THÀNH MÔ ĐUN Error! Bookmark not defined B I MỞ ĐẦU: KHÁI NIỆM CHUNG VỀ MÁY ĐIỆN 9

1 Định nghĩa và phân loại máy điện 12

1.1 Định nghĩa 12

1.2 Phân loại 12

1.2.1 Máy điện tĩnh 12

1.2.2 Máy điện có phần động (quay hoặc chuyển động thẳng) 12

2 Các định luật điện từ dùng trong máy điện 14

2.1 Hiện tượng cảm ứng điện từ 14

2.1.1 Trường hợp từ thông  biến thiên xuyên qua vòng dây 14

2.1.2 Trường hợp thanh dẫn chuyển động trong từ trường 14

2.2 Lực từ 15

3 Sơ lƣợc về vật liệu chế tạo máy điện 16

3.1 Vật liệu dẫn điện 16

3.2 Vật liệu dẫn từ 16

3.3 Vật liệu cách điện 17

3.4 Vật liệu kết cấu 17

4 Phát nóng và làm mát máy điện 17

BA I 1: MÁY BIẾN ÁP 19

1 Khái niệm chung 19

1.1 Khái niệm về máy biến áp 19

1.2 Phân loại may biến áp 20

1.3 Công dụng của máy biến áp: 20

2 Cấu tạo máy biến áp 21

2.1 Lõi thép 21

2.2 Dây quấn Error! Bookmark not defined 2.2.1 Dây quấn đồng tâm: Error! Bookmark not defined 2.2.2 Dây quấn xen kẽ Error! Bookmark not defined

2.3 Các bộ phận khác: Error! Bookmark not defined

4

2.3.1 Thùng máy biến áp 22

2.3.2 Nắp thùng 22

3 Nguyên lý làm việc của máy biến áp 22

3.1 Sơ đồ nguyên lý máy biến áp 22

3.2 Nguyên lý làm việc của máy biến áp 23

4 Các đại lƣợng định mức của máy biến áp 24

4.1 Điện áp định mức 24

4.2 Dòng điện định mức 24

4.3 Công suất định mức 25

5 Quấn dây quấn máy biến áp 1 pha cỡ nhỏ 25

5.1.Tính toán số liệu dây quấn máy biến áp 25

5.1.1 Lấy số liệu dây quấn máy biến áp Error! Bookmark not defined 5.1.2 Tháo lõi thép máy biến áp Error! Bookmark not defined 5.1.3 Tháo dây cũ của máy biến áp: Error! Bookmark not defined 5.1.4 Tính toán số liệu dây quấn máy biến áp một pha mất mẫu Error! Bookmark not defined 5.2 Thi công quấn bộ dây máy biến áp một pha 27

5.2.1.Chuẩn bị khuôn 27

5.2.2 Quấn cuộn dây sơ cấp Error! Bookmark not defined 5.2.3.Quấn cuộn dây thứ cấp Error! Bookmark not defined 5.2.4 Lắp ghép các lá thép vào cuộn dây Error! Bookmark not defined 5.3 Đo kiểm tra cách điện, thông mạch, chạy thử Error! Bookmark not defined 6 Các chế độ làm việc của máy biến áp 40

6.1 Chế độ không tải 40

6.1.1 Khái niệm: 40

6.1.2 Phương trình và sơ đồ thay thế của máy biến áp không tải 40

6.1.3 Các đặc điểm ở chế độ không tải 40

6.1.4 Thí nghiệm không tải của máy biến áp 41

6.2.Chế độ ngắn mạch 42

6.2.1.Khái niệm: 42

6.2.2 Phương trình và sơ đồ thay thế của máy biến áp ngắn mạch 43

6.2.3.Các đặc điểm ở chế độ ngắn mạch 43

5

6.2.4.Thí nghiệm ngắn mạch máy biến áp 44

6.3.Chế độ có tải 45

6.3.1.Khái niệm: 45

6.3.2.Độ biến thiên điện áp thứ cấp theo tải 45

6.3.3.Tổn hao và hiệu suất máy biến áp 47

7 Máy biến áp ba pha 48

7.1 Nhiệm vụ, cấu tạo, nguyên lý làm việc 48

7.2. Phương pháp nối cuộn dây MBA 3 pha và tổ nối dây MBA 48

7.3 Máy biến áp làm việc song song 8 Các máy biến áp đặc biệt 48

8.1 Máy biến áp tự ngẫu 54

8.2 Máy biến áp đo lường 54

8.3 Máy biến áp hàn 56

BÀI 2: ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ BA PHA 58

1 Khái niệm chung về động cơ không đồng bộ ba pha 58

1.1 Khái niệm 58

1.2 Phân loại 58

1.3 Các đại lượng định mức: 58

1.4 Công dụng của động cơ không đồng bộ ba pha 59

2 Cấu tạo của Động cơ không đồng bộ ba pha 59

2.1 Stator (phần tĩnh) 59

2.2 Rotor (phần quay) 60

2.3 Các bộ phận khác: 61

3 Nguyên lý làm việc cơ bản của máy điện không đồng bộ 61

3.1.Từ trường của máy điện không đồng bộ 61

3.1.1 Từ trường đập mạch của dây quấn một pha Error! Bookmark not defined 3.1.2 Từ trường quay của dây quấn ba pha 61

3.1.3 Từ trường quay của dây quấn hai pha 64

3.1.4 Từ thông tản 65

3.2 Nguyên lý làm việc của máy điện không đồng bộ 65

3.2.1 Nguyên lý làm việc của động cơ điện không đồng bộ Error! Bookmark not defined

6

3.2.2 Nguyên lý làm việc của máy phát điện không đồng bộ Error! Bookmark not defined

4 Sơ đồ khai triển dây quấn động cơ KĐB 3 pha 66

4.1.Khái niệm chung về dây quấn 66

4.1.1 Khái niệm 66

4.1.2 Phân loại: 66

4.1.3 Các định nghĩa cơ bản 67

4.2.Sơ đồ khai triển dây quấn 69

5 Quấn dây động cơ KĐB ba pha dây quấn một lớp 2p = 4, kiểu đồng khuôn, vành rế 71

5.1 Thành lập sơ đồ khai triển dây quấn 71

5.2 Trình tự quấn bộ dây stato ĐCĐ 3 pha 72

5.3 Thực hiện các công đoạn lồng dây: 73

5.3.1 Các bước thực hiện bài tập: 73

5.3.2 Sơ đồ khai triển dây quấn: 74

5.3.3 Trình tự lồng dây: 74

6 Mômen quay của động cơ không đồng bộ ba pha 76

7 Mở máy động cơ không đồng bộ ba pha 78

7.1.Mở máy động cơ rôto dây quấn 79

7.2 Mở máy động cơ rô to lồng sóc 80

7.2.1 Mở máy trực tiếp 80

7.2.2 Giảm điện áp stato khi mở máy 80

8 Quấn bộ dây stato ĐCĐ ba pha dây quấn đồng Tâm một lớp, 2 mặt phẳng 2p = 4 83

8.1 Thành lập sơ đồ khai triển dây quấn 83

8.2 Trình tự quấn bộ dây stato ĐCĐ 3 pha 84

8.3 Thực hiện các công đoạn lồng dây: 85

8.3.1 Công đoạn 1: Chuẩn bị 85

8.3.2 Công đoạn 2: Làm cách điện 87

8.3.3 Công đoạn 3: Quấn các nhóm bối dây 89

8.3.4 Công đoạn 4: Lồng dây 90

8.3.5 Công đoạn 5: Đấu nối dây quấn 94

9 Điều chỉnh tốc độ động cơ không đồng bộ 98

7

9.1 Điều chỉnh tốc độ bằng thay đổi tần số 98

9.2 Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi số đôi cực 98

9.3 Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi điện áp cung cấp cho stator 99

9.4 Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi điện trở mạch rôto của động cơ rôto dây quấn 99

10 Quấn dây động cơ KĐB ba pha, dây quấn đồng tâm 1lớp, 3 mp (2p=2) 100

10.1 Thành lập sơ đồ khai triển dây quấn 100

10.1.1 Đặc điểm của dây quấn 2p = 2 lồng dây kiểu ba mặt phẳng 100

10.1.2 Thành lập sơ đồ khai triển dây quấn 100

10.2 Trình tự quấn dâyđộng cơ KĐB ba pha 101

10.3 Thực hiện các công đoạn lồng dây: 102

11 Quấn bộ dây stato ĐCĐ ba pha, Dây quấn ĐK 1 lớp vành rế; 2p = 2 104

11.1 Thành lập sơ đồ khai triển dây quấn 104

11.2 Trình tự quấn bộ dây stato ĐCĐ 3 pha 104

11.3 Thực hiện các công đoạn lồng dây: (Tương tự bài 8) 105

11.3.1 Các bước thực hiện bài tập: 105

11.3.2 Sơ đồ khai triển dây quấn: 106

11.3.3 Trình tự lồng dây: 106

12 Quấn dây động cơ KĐB ba pha, dây quấn đồng khuôn 2 lớp, 2p=4; vành rế 106

12.1 Thành lập sơ đồ khai triển dây quấn: 106

12.1.1 Đặc điểm của dây quấn hai lớp 106

12.1.2 Thành lập sơ đồ khai triển dây quấn 107

12.2 Trình tự quấn dây động cơ KĐB 3 pha: 108

12.3 Thực hiện các công đoạn lồng dây (Sơ đồ hình 9.2) 108

13 Quấn bộ dây stato ĐCĐ KĐB ba pha, dây quấn 2 lớp, 2p = 4, Đồng tâm vành rế 110

13.1 Thành lập sơ đồ khai triển dây quấn 110

13.2 Trình tự quấn dây động cơ KĐB 3 pha: 111

13.3 Thực hiện các công đoạn lồng dây 111

B I 3: ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ MỘT PHA 113

1 Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của động cơ không đồng bộ một pha 113

8

1.1 Cấu tạo của động cơ không đồng bộ một pha 113

1.1.1 Stator (phần tĩnh) 113

1.1.2 Rotor (phần quay) 113

1.2 Nguyên lý làm việc của động cơ không đồng bộ một pha 114

2.Các phương pháp mở máy và điều chỉnh tốc độ động cơ KĐB một pha 116 2.1.Các phương pháp mở máy động cơ điện một pha 116

2.1.1.Dùng dây quấn phụ: 116

2.1.2.Dùng điện trở để mở máy: 117

2.1.3.Dùng tụ điện mở máy: 117

2.1.4.Động cơ điện một pha kiểu điện dung: 117

2.2.Các phương pháp điều chỉnh tốc độ quay động cơ 1 pha 118

3 Cấu tạo chung của dây quấn stato động cơ 1 pha 122

4 Quấn dây động cơ KĐB một pha, dây quấn đồng tâm 1 lớp phân tán (2p = 4) 123 4.1 Thành lập sơ đồ khai triển dây quấn (Tương tự động cơ KĐB 3 pha) 123

4.2 Trình tự quấn dây (Tương tự động cơ KĐB 3 pha) 123

4.3 Thực hiện các công đoạn quấn(Tương tự động cơ KĐB 3 pha) 123

5 Quấn dây động cơ KĐB một pha, dây quấn đồng tâm 1 lớp phân tán (2p = 2) 123 5.1 Thành lập sơ đồ khai triển dây quấn (Tương tự động cơ KĐB 3 pha) 123

5.2 Trình tự quấn dây (Tương tự động cơ KĐB 3 pha) 124

5.3 Thực hiện các công đoạn quấn (Tương tự động cơ KĐB 3 pha) 124

6 Nối dây động cơ điện 3 pha vào lưới điện 1 pha 124

6.1 Khái niệm chung 124

6.2 Các sơ đồ nối động cơ 3 pha vào lưới điện 1 pha 124

6.2.1 Các sơ đồ nối 125

6.2.3 Một số sai hỏng thường gặp: 126

6.3.Các đại lượng định mức, biểu đồ năng lượng và hiệu suất của động cơ không đồng bộ 127

T I LIỆU THAM KHẢO 129

9

MÔ ĐUN: MÁY ĐIỆN 1

Mã mô đun: MĐ16

Vị trí, tính chất, ý nghĩa và vai trò của mô đun:

- Vị trí: Mô đun này học sau các môn học: An toàn lao động, mạch điện, mô đun đo lường

- Tính chất: Mô đun này là mô đun đào tạo chuyên ngành

- Ý nghĩa và vai trò: Nó cung cấp cho người học những kiến thức cơ bản về cấu tạo, nguyên lý hoạt động, cũng như các phương trình cân bằng điện từ của máy biến áp, máy điện không đồng bộ, máy điện đồng bộ, máy điện một chiều

Từ đó sẽ tạo điều kiện tiền đề vững chắc cho mô đun máy điện 2, truyền động điện, trang bị điện

Mục tiêu của mô đun:

- Về kiến thức:

+ Mô tả được cấu tạo, phân tích nguyên lý của các loại máy điện

+ Vẽ được sơ đồ khai triển dây quấn máy điện

+ Tính toán được các thông số kỹ thuật trong máy điện

- Về kỹ năng:

+ Quấn lại được động cơ một pha, ba pha bị hỏng theo số liệu có sẵn

+ Tính toán được quấn máy biến áp công suất nhỏ

+ Chủ động lập kế hoạch, dự trù được vật tư, thiết bị

Thời gian (giờ) Tổng

số thuyết Lý hành, Thực

thí nghiệm, thảo luận, Bài tập

Kiểm tra

1 Bài mở đầu: Khái niệm chung về máy 04 04

10

điện

1 Các định luật điện từ dùng trong máy

2 Định nghĩa và phân loại máy điện 1 1

3 Nguyên lý máy phát điện và động cơ

2 Cấu tạo của máy biến áp 0.5 0.5

3 Nguyên lí làm việc của máy biến áp 1 1

4 Các đại lượng định mức của máy biến áp 1 1

5 Quấn máy biến áp 1 pha cỡ nhỏ 28 2 24 2

6 Các chế độ làm việc của máy biến áp 2 2

3

1 Khái niệm chung về máy điện không

4 Phương pháp chung thành lập sơ đồ khai

triển dây quấn của máy điện không đồng bộ

11

4

a 1 Khái niệm, cấu tạo của máy phát điện

1 Cấu tạo và nguyên lý làm việc của

2 Phân loại và các trị số định mức của máy

c 3 Đặc tính của máy phát điện một chiều 3 3

12

B I MỞ ĐẦU: KHÁI NIỆM CHUNG VỀ MÁY ĐIỆN Mục tiêu:

- Phát biểu được các định luật điện từ trong máy điện

- Phân tích được nguyên lý hoạt động của máy điện

- Giải thích được các quy trình phát nóng và làm mát của máy

- Phát huy tính tích cực, chủ động trong công việc

Hình 16- 1-1

U 1 ,I 1 ,f U 2 ,I 2 ,f

MBA

13

1.2.2 Máy điện có phần động (quay hoặc chuyển động thẳng)

Nguyên lý làm việc dựa vào hiện tượng cảm ứng điện từ, lực điện từ, do từ trường và dòng điện của các cuộn dây có chuyển động tương đối với nhau gây

ra Loại máy điện này thường dùng để biến đổi dạng năng lượng, ví dụ biến đổi điện năng thành cơ năng (động cơ điện) hoặc biến đổi cơ năng thành điện năng (máy phát điện) Quá trình biến đổi có tính thuận nghịch (hình 16-1-2) nghĩa là máy điện có thể làm việc ở chế độ máy phát điện hoắc động cơ điện

Trên Hình 16-1-3: vẽ sơ đồ phân loại các loại máy cơ điện cơ bản thường gặp

14

2 Các định luật điện từ dùng trong máy điện

2.1 Định luật cảm ứng điện từ

2.1.1 Trường hợp từ thông  biến thiên xuyên qua vòng dây

Khi từ thông  biến thiên xuyên qua vòng dây dẫn, trong vòng dây sẽ cảm ứng sức điện động Nếu chọn chiều sức điện động cảm ứng phù hợp với chiều quay của từ thông theo quy tắc vặn nút chai (Hình 16-01-4), sức điện động cảm ứng trong một vòng dây, được viết theo công thức Masxscxoen như sau:

Dấu  trên Hình 16-01-4 chỉ chiều  đi từ độc giả vào trong giấy

Nếu cuộn dây có w vòng, sức điện động cảm ứng của cuộn dây sẽ là:

 = w  gọi là từ thông móc vòng của cuộn dây Trong các công thức 1), (1-2) từ thông đó bằng Wb (Webe), sức điện động đo bằng V

(1-2.1.2 Trường hợp thanh dẫn chuyển động trong từ trường

Thanh dẫn chuyển động thẳng góc với đường sức từ trường (đó là trường hợp thương gặp trong máy phát điện) trong thanh dẫn sẽ cảm ứng sức điện động

Khi thanh dẫn mang dòng điện đặt thẳng góc với đường sức từ trường (đó

là trường hợp thường gặp trong động cơ điện), thanh dẫn sẽ chịu một lực điện từ tác dụng, có trị số là:

Trong đó: B - Cường độ từ cảm đo bằng T

i- Dòng điện đo bằng A

l- Chiều dài hiệu dụng thanh dẫn đo bằng m

F- Lực điện từ đo bằng N (Niutơn)

Chiều lực điện từ xác định theo quy tắc bàn tay trái (Hình 16-1-6)

Hình 16-1-5: Quy tắc bàn tay phải

và giảm kim loại màu

3.2 Vật liệu dẫn từ

Vật liệu dẫn từ dùng để chế tạo các bộ phận của mạch từ, người ta dùng các vật liệu sắt từ để làm mạch từ: thép lá thường, thép đúc, thép rèn Gang ít khi được dùng, vì dẫn từ không tốt lắm

Ở ngoài mạch từ có từ thông biến đổi với tần số 50Hz thường dùng thép lá

kỹ thuật điện dày 0,35 - 0,5mm, trong thành phần thép có từ 2-5% Si (để tăng điện trở của thép, giảm vòng điện xoáy) Ở tần số cao hơn, dùng thép lá kỹ thuật điện dày 0,1 - 0,2mm Tổn hao công suất trong thép lá do hiện trường từ trễ và dòng điện xoáy được đặc trưng bởi suất tổn hao Thép lá kỹ thuật điện được chế tạo theo phương pháp cán nóng và cán nguội Hiện nay với máy biến áp và máy điện công suất lớn thường dùng thép cán nguội vì có độ từ thẩm cao hơn và công suất tổn hao nhỏ hơn loại cán nóng

Ở đoạn mạch từ có từ trường không đổi, thường dùng thép đúc, thép rèn hoặc thép lá

Hình 16-1-6: Quy tắc bàn tay trái

17

3.3 Vật liệu cách điện

Vật liệu cách điện dùng để cách ly các bộ phận dẫn điện và không dẫn điện, hoặc cách ly các bộ phận dẫn điện với nhau Trong máy điện, vật liệu cách điện phải có cường độ cách điện cao, chịu nhiệt tốt, tản nhiệt tốt, chống ẩm và bền về cơ học Độ bền vững về nhiệt của chất cách điện bọc dây dẫn, quyết định nhiệt độ cho phép của dây và do đó quyết định tải của nó

Nếu tính năng chất cách điện cao thì lớp cách điện có thể mỏng và kích thước của máy giảm

Chất cách điện của máy điện chủ yếu ở thể rắn, gồm 4 nhóm:

a) Chất hữu cơ thiên nhiên như giấy, vải lụa

b) Chất vô cơ như amiăng, mica, sợi thủy tinh

c) Các chất tổng hợp

d) Các loại men, sơn cách điện

Chất cách điện tốt nhất là mica, song tương đối đắt nên chỉ dùng trong các máy điện có điện áp cao

Thông thường dùng các vật liệu có sợi như giấy, vải, sợi v.v Chúng có độ bền cơ tốt, mềm, rẻ tiền nhưng dẫn nhiệt xấu, hút ẩm, cách điện kém Do đó dây dẫn cách điện sợi phải được sấy tẩm để cải thiện tính năng của vật liệu cách điện

Căn cứ vào độ bền nhiệt, vật liệu cách điện được chia ra nhiều loại: vật liệu cách điện cấp A gồm bông, tơ, giấy và các chất hữu cơ tương tự được tẩm dầu và cách điện dây dẫn bằng sợi êmay Nhiệt độ cho phép của chúng khoảng

Ngoài ra còn có chất cách điện ở thể khí (không khí, khinh khí) hoặc thể lỏng (dầu máy biến áp)

18

Để làm mát máy điện, phải có biện pháp tản nhiệt ra môi trường xung quanh Sự tản nhiệt không những phụ thuộc vào bề mặt làm mát của máy mà còn phụ thuộc vào sự đối lưu của không khí xung quanh hoặc của môi trường làm mát khác nhau như dầu máy biến áp v.v Thường vỏ máy điện được chế tạo

có các cánh tản nhiệt và máy điện có hệ thống quạt gió để làm mát

Kích thước của máy, phương pháp làm mát, phải được tính toán và lựa chọn, để cho độ tăng nhiệt của vật liệu cách điện trong máy, không vượt quá độ tăng nhiệt cho phép, đảm bảo cho vật liệu cách điện làm việc lâu dài, khoảng 20 năm

Khi máy điện làm việc ở chế độ định mức, độ tăng nhiệt của các phần tử không vượt quá độ tăng nhiệt cho phép Khi máy quá tải, độ tăng nhiệt sẽ vượt quá nhiệt độ cho phép, vì thế không cho phép quá tải lâu dài

19

BÀI 1: MÁY BIẾN ÁP

Mã bài: MĐ16.01 Giới thiệu:

Máy biến áp là thiết bị điện từ tĩnh làm việc trên nguyên lí cảm ứng điện từ, có nhiều loại máy biến áp làm việc ở các hệ thống điện khác nhau dùng để biến đổi

hệ thống dòng điện xoay chiều ở điện áp này thành điện áp khác với tần số không đổi

- Đấu máy biến áp, vận hành song song các máy biến áp

- tính toán được các thông số của máy biến áp ở các trạng thái: Không tải, có tải, ngắn mạch

- Quấn lại được máy biến áp một pha cỡ nhỏ

- Chọn lựa đúng máy biến áp phù hợp với mục đích sử dụng Bảo dưỡng và sửa chữa máy biến áp theo yêu cầu

- Rèn luyện tính cẩn thận tỷ mỉ, chính xác tư duy khoa học và sáng tạo

Nội dung chính:

1 Khái niệm chung

1.1 Khái niệm về máy biến áp

Máy biến áp là thiết bị điện từ tĩnh làm việc trên nguyên lí cảm ứng điện từ, biến đổi 1 hệ thống dòng điện xoay chiều ở điện áp này thành điện áp khác với tần số không đổi

Để truyền tải và phân phối điện năng đi xa được phù hợp và kinh tế thì phải có những thiết bị để tăng và giảm áp ở đầu và cuối đường dây Những thiết

bị này gọi là máy biến áp (MBA) (Hình 16-02-1) Những dùng trong hệ thống điện lực gọi là MBA điện lực hay MBA công suất MBA chỉ làm nhiệm vụ truyền tải và phân phối điện năng chứ không phải biến hoá năng lượng

Hình 16-2-1: Sơ đồ hệ thống truyền tải và phân phối điện năng

MBA Tăng Áp

MBA Trung áp MBA

Hạ áp

Hộ tiêu thụ điện

ĐDK

ĐDK

20

-Trong bản vẽ, MBA được ký hiệu:

- Đầu vào của MBA được nối với nguồn điện gọi là phía sơ cấp; đầu ra được nối

ra tải gọi là phía thứ cấp

1.2 Phân loại máy biến áp

a Theo chức năng máy biến áp chia ra các loại sau:

- Máy biến áp điện lực: Dùng để chuyển tải cung cấp điện năng trong hệ thống điện cao áp

- Máy biến áp chuyên dùng: Là các loại MBA đặc biệt: Máy biến áp hàn, MBA

lò xung, lò luyện kim…

- Máy biến điện đo lường: Để biến đổi điện áp hay dòng điểntong kỹ thuật MBA đo lường (TU) hay máy biến dòng đo lường (TI), được sử dụng cho các thiết bị đo lường hoặc thiết bị bảo vệ

- Máy biến áp thí nghiệm: Được dùng để thí nghiệm các cấp điện áp lớn hơn 1000V

b Theo nguyên lý làm việc:

- Máy biến áp tự ngẫu: Dùng để biến đổi điện áp trong phạm vị nhỏ, dùng để

mở máy động cơ điện xoay chiều hoặc trong sinh hoạt (các bộ nguồn nắn, nạp điện) Loại này dây quấn sơ và thứ cấp dùng chung

- Máy biến áp cảm ứng: Đây là loại máy làm việc theo nguyên lý cảm ứng điện

từ, loại này có dây quấn sơ và thứ cấp độc lập

1.3 Công dụng của máy biến áp:

- MBA có vai trò quan trọng trong hệ thống truyền tải và phân phối điện năng: Khi ta cần tăng điện áp lên cao để truyền tải đi xa hoặc hạ thấp đến mức

an toàn để tiêu thụ

- Các nhà máy điện công suất lớn thường ở xa trung tâm tiêu thụ điện vì vậy cần phải xây dựng các đường dây truyền tải điện Để nâng cao khả năng truyền tải giảm tổn hao công suất trên đường dây ta phải giảm dòng điện chạy trên đường dây bằng cách nâng cao điện áp, do đó ta phải đặt MBA tăng áp ở đầu đường dây

Mặt khác điện áp của phụ tải thường khoảng 127v-500v, động cơ công suất lớn thường sử dụng điện áp (3-6kV) vì vậy ở cuối đường dây cần phải đặt MBA hạ

21

- Ngoài ra MBA còn được sử dụng trong một số mục đích chuyên dụng như trong các thiết bị lò nung (MBA lò), trong hàn điện (MBA hàn), làm nguồn cho các thiết bị điện tử nhiều cấp điện áp khác nhau, sử dụng trong đo lường (TU,TI…)

2 Cấu tạo máy biến áp

2.1 Lõi thép

- Được chế tạo bởi vật liệu dẫn từ tốt, thường là thép lá kỹ thuật điện có bề dày từ (0.35-0.5) mm để hạn chế dòng Fuco – Giảm hao tổn năng lượng trong máy biến áp do mạch từ Mạch từ thường được chế tạo dạng hình chữ E-I, hình chữ nhật, hình xuyến Lõi thép được dùng để dẫn từ thông chính của máy

- Lõi thép gồm 2 bộ phận:

+ Trụ là nơi đặt dây quấn máy biến áp

+ Gông là phần khép kín mạch từ giữa các trụ với nhau

Trụ và gông tạo thành mạch từ khép kín

2.2 Dây quấn:

- Dây quấn là phần được dùng để dẫn điện trong máy biến áp Được sử dụng là dây quấn điện từ; thường là dây coton hoặc emay, đồng (hoặc nhôm) có tiết diện tròn hoặc hình chữ nhật

- Dây quấn gồm nhiều vòng dây, được quấn theo từng lớp thành bánh dây rối lồng vào trụ lõi thép Giữa các vòng dây, các lớp dây quấn có cách điện với nhau

và các dây quấn cách điện với lõi thép

- Dây quấn MBA gồm cuộn dây quấn sơ cấp (W1) và cuộn thứ cấp (W2): Cuộn

sơ cấp là cuộn dây được nối với lưới điện để năng lượng điện vào máy; cuộn quấn thứ cấp là cuộn dây đưa năng lượng ra cung cấp cho tải Đối với MBA mạch từ 1 trụ, dây quấn sơ cấp và dây quấn thứ cấp được đặt trên cùng một trụ; với lọai mạch từ 2 trụ, dây quấn sơ cấp và dây quấn thứ cấp được đặt trên 2 trụ riêng biệt

U1

U2

I1

I2 w

W 1 W 2

Hình 16- 2-2

Nếu mba vận hành với tải liên tục thì thời gian sử dụng từ (15 đến 20 năm)

và nó không bị sự cố và làm lạnh bằng cách ngâm trong thùng dầu Nhờ sự đối

lưu trong dầu nhiệt từ các bộ phận bên trong truyền sang dầu rồi qua vách thùng

ra môi trường xung quanh Lớp dầu sát vách thùng nguội dần sẽ chuyển xuống phía dưới và lại tiếp tục làm nguội một cách tuần hoàn các bộ phận bên trong máy Dầu còn làm nhịêm vụ tăng cường cách điện

2.3.2 Nắp thùng

Dùng để đậy thùng và trên đó có đặt các chi tiết máy quan trọng như:

- Các sứ ra của dây quấn HA và CA: Làm nhiệm vụ cách điện giữa dây dẫn với

vỏ máy Tùy theo điện áp mba người ta có sứ cách điện thường hoặc có dầu

- Bình giãn dầu: Là một thùng hình trụ bằng thép đặt trên nắp và nối với thùng

bằng một ống dẫn dầu Dầu trong thùng luôn đầy và duy trì ở mức nhất định và

nó giãn nỡ tự do, ống chỉ mức dầu đặt bên cạnh bình giãn dầu dùng để theo dõi mức dầu ở trong

- Ống bảo hiểm: Làm bằng thép hình trụ nghiêng một đầu nối với nắp thùng,

một đầu bịt bằng đĩa thủy tinh hoặc màng nhôm mỏng

Nếu áp suất trong thùng tăng lên đột ngột thì đĩa thủy tinh sẽ vỡ, dầu theo đó thoát ra ngoài bảo vệ mba

3 Nguyên lý làm việc của máy biến áp

3.1 Sơ đồ nguyên lý máy biến áp

Xét sơ đồ nguyên lý của máy biến áp một pha có hai dây quấn W1 và W2

w1 w2

Hình 16-2-3

23

3.2 Nguyên lý làm việc của máy biến áp

Khi ta nối dây quấn W1 vào nguồn điện xoay chiều có điện áp u1, sẽ có dòng điện sơ cấp i1 chạy trong dây quấn sơ cấp W1 Dòng điện i1 sinh ra từ thông  biến thiên chạy trong lõi thép, từ thông này móc vòng (xuyên qua) đồng thời với

cả hai dây quấn sơ cấp W1 và thứ cấp W2, được gọi là từ thông chính

Theo quy luật cảm ứng điện từ, sự biến thiên của từ thông  làm cảm ứng vào dây quấn sơ cấp sức điện động là:

d dt

áp không tải, dây quấn thứ cấp hở mạch, dòng điện thứ cấp I2 = 0, từ thông chính  trong lõi thép chỉ do dòng sơ cấp Io sinh ra

Khi máy biến áp có tải, dây quấn thứ cấp nối với tải có tổng trở tải Z1, dưới tác động của sức điện động e2, có dòng điện thứ cấp i2 cung cấp điện cho tải Khi ấy từ thông chính  do đồng thời cả hai dòng sơ cấp i1và thứ cấp i2 sinh

24

E1, E2 là trị số hiệu dụng sức điện động sơ cấp, thứ cấp

Nhìn công thức (2-5) và (2-6) ta thấy: Sức điện động thứ cấp và so cấp có cùng tần số, nhưng trị số hiệu dụng khác nhau

Nếu chia E1 cho E2 ta có:

k được gọi là hệ số biến áp

Nếu bỏ qua điện trở dây quấn và từ thông tản ra ngoài không khí, có thể coi gần đúng U1  E1, U2  E2, ta có:

Đối với máy giảm áp có: U2 < U1; W2 < W1

Như vậy dây quấn sơ cấp và thứ cấp không trực tiếp liên hệ với nhau về diện nhưng nhờ có từ thông chính, năng lượng đã được truyền từ dây quấn sơ cấp sang thứ cấp

Nếu bỏ qua tổn hao trong máy biến áp, có thể coi gần đúng, quan hệ giữa các đại lượng sơ cấp và thứ cấp như cấp:

Điện áp sơ cấp định mức ký hiệu U1đm, là điện áp đã quy định cho dây quấn

sơ cấp Điện áp thứ cấp định mức ký hiệu U2đm, là điện áp giữa các cực của dây quấn thứ cấp, khi dây quấn thứ cấp hở mạch và điện áp đặt vào dây quấn sơ cấp

là định mức Người ta quy ước với máy biến áp một pha điện áp định mức là điện áp pha, với máy biến áp ba pha là điện áp dây Đơn vị điện áp ghi trên máy thường là kV

4.2 Dòng điện định mức

Dòng điện định mức là dòng điện đã quy định cho mỗi dây quấn của biến áp, ứng với công suất định mức và điện áp định mức Đối với máy biến áp một pha dòng điện định mức là dòng điện pha Đối với máy biến áp ba pha dòng điện

25

định mức là dòng điện dây Đơn vị dòng điện ghi trên máy thường là A Dòng điện sơ cấp định mức ký hiệu I1đm, dòng điện thức cấp định mức ký hiệu I2đm 4.3 Công suất định mức

Công suất định mức của máy biến áp là công suất biểu kiến thứ cấp ở chế độ làm việc đinh mức Công suất định mức ký hiệu là Sđm, đơn vị là kVA Đối với máy biến áp một pha công suất định mức là:

5 Quấn dây quấn máy biến áp 1 pha cỡ nhỏ

5.1.Tính toán số liệu dây quấn máy biến áp 1 pha

a Bước 1: Đo các kích thước tiêu chuẩn của lá thép E; I

Khi sử dụng lõi thép E; I cần đo các kích thước sau (xem hình 16-2-4) nếu sử dụng lá thép E, I đúng tiêu chuẩn

Hình 16-2-4: Các kích thước cơ bản của lỏi thép dạng E, I

Trong đó: a- Bề rộng trụ giữa lõi thép

b- Bề dày lõi thép lõi thép c- Bề rộng cửa sổ lói thép h- Chiều cao cửa sổ lõi thép Các kích thước này khi đo tính theo đơn vị [mm] hay [cm]

Chú ý:

- Các kích thước a, c và h được đo trực tiếp trên một lá thép E , I

- Dụng cụ đo là thước kẹp (sai số 1/50 mm)

26

- Riêng kích thước b có thể được xác định gián tiếp bằng cách đo xác định bề dầy của mỗi lá thép E, I; sau đó đếm tổng số lá thép E và tổng số lá thép I Từ đó tính ra bề dầy lõi thép biến áp bằng cách áp dụng quan hệ sau:

b= Bề dày 1 lá x Tổng số lá thép (1.1)

- Với lá thép kỹ thuật điện tiêu chuẩn thuộc dạng tôle cán nóng hay cán lạnh vận hành tại tần số f = 50Hz, bề dầy tiêu chuẩn của lá thép thường thuộc một trong hai cở sau: 0,5mm; hoặc 0,35 mm

b Tính toán các thông số của MBA:

- Tính tiết diện lõi thép: St = a x b (cm2)

- Tính công suất định mức của MBA: Sđm=(0,5-0,6) S2t (vA)

- Tính tiết diện dây (Cỡ dây)

+ Dây quấn sơ cấp: ( )

4



- Tính số vòng dây cho các cuộn dây:

+ Số vòng dây ứng với 1 vôn điện áp: (Wo)

Trong đó: K= 40-50: Là hệ số được lấy tùy theo chất lượng của lõi thép:

* Nếu lõi thép có chất lượng tốt: Chọn K nhỏ

* Nếu lõi thép có chất lượng xấu: Chọn K lớn

* Nếu lõi thép có chất lượng TB: Chọn K TB

+ Tính số vòng dây của cuộn dây sơ cấp: (W1)

W1= Wo x U1 (Vòng) + Tính số vòng dây của cuộn dây thứ cấp: (W2i)

 Trong đó: Wi: Số vòng dây của cuộn dây thứ i

Fi: Tiết diện dây của cuộn dây thứ i

27

Kđ: Hệ số lấp đầy cửa sổ =0,25-0,35 + So sánh Qcs với Qdd nếu Qcs > Qdd kết luận khuôn dây dẫn đã tính là đảm bảo và ngược lại

5.2 Thi công quấn bộ dây máy biến áp một pha

5.2.1 Chuẩn bị khuôn

Bước 1: Làm lõi khuôn: (Bằng gỗ – Nếu chưa có khuôn nhựa chế tạo sẵn)

- Từ kích thước lõi thép, khai triển làm lõi khuôn gỗ theo kích thước:

(a + 1) x b x (h – 1) (mm)

Hình 16-2-5: Các kích thước cơ bản trên lõi gỗ

- Làm bóng các mặt, khoan lỗ sao cho đút lọt trục máy quấn dây theo đường tâm kích thước h

Bước 2: Khai triển các kích thước khuôn lên bìa cách điện:

a: Bề rộng lõi gỗ

b: Bề dày lõi gỗ

h: Chiều cao trụ quấn dây

r: Bề rộng cửa sổ lá thép chữ E

, : Các tham số phụ thuộc bề dày bìa cách điện và số lớp của bìa

l1, l2: Chiều dài cần thiết của các bìa cách điện

h - 1

a +

1

b

28

Hình 16-2-6: Xác định kích thước bìa cách điện 1

Hình 16-2-7: Xác định kích thước bìa cách điện 2 Bước 3: Gia công thân khuôn trên bìa 1

- Dùng lõi gỗ định hình thân khuôn, đủ 2 lớp cắt bỏ phần thừa

- Khai triển bìa theo hình vẽ:

Hình 16-2-8: Kích thước khai triển trên bìa cách điện 1

- Cắt bìa theo đường nét liền và gấp bìa theo đường nét đứt Bước 4: Gia công tai khuôn (bìa 2)

- Chia bìa 2 thành 4 phần như hình vẽ:

- Cắt bìa theo đường nét liền và gấp bìa theo đường nét đứt

h - 

r - 

r - 

29

Hình 16-2-9: Kích thước khai triển trên bìa cách điện 2

Bước 5: Hoàn thành khuôn:

- Xác định vị trí và gián keo

- Lắp tai khuôn vào thân khuôn, cố định bằng keo gián

- Đánh dấu các vị trí và đục lỗ ra dây ra dây hoàn tất khuôn như hình vẽ

Hình 16-2-10: Triển khai lỗ ra dây trên khuôn

5.2.2 Quấn bộ dây (Cuộn dây sơ cấp và thứ cấp)

Bước 1: Lắp ráp lõi gỗ và khuôn quấn dây vào bàn quấn

Với các biến áp có công suất nhỏ, đường kính dây quấn nhỏ hơn 0,5mm chúng ta có thể sử dụng các bàn quấn (hay tay quấn dây) có tỉ số truyền động 1/10 hay 1/5 Tỉ số truyền động 1/10 tương ứng với một vòng quay tay bằng 10 vòng quay của trục quấn Tỉ số biến tốc của trục quay tay so với trục quấn dây

30

càng chênh lệch xa, lực căng dây càng tăng, dây quấn càng sát Tuy nhiên với đường kính dây quá nhỏ cĩ khả năng làm đứt dây tại các thời điểm bắt đầu quay, hay tại các thời điểm ngừng quay đột ngột

Với các biến áp cĩ đường kính dây quấn lớn hơn 0,5 mm, chúng ta nên dùng bàn quấn dây cĩ tỉ lệ 1/1 Tốc độ quay càng thấp càng dễ dàng điều chỉnh định hước trong quá trình xếp dây quấn

Hình dạng của một bộ khuơn và lõi gổ sau khi được lắp trên tay quấn trình bày trong hình 16- 2-11

Hình 16-2-11: Khuơn quấn dây sau khi được lắp ghép hồn chỉnh trên trục của

tay quấn dây, sẵn sàng để thi cơng

Vị trí bắt đầu quấn dây được định vị sao cho:

- Cần của tay quay bàn quấn nằm ở vị trí thấp nhất

- Các mép của khuơn quấn dây tại phía ra dây phải được định vị nằm phía trên cùng (xem hình 16-2-12)

TAY QUẤN DÂY BOULON VÀ

RONDELLE GIỮ PHÍA TRONG

BOULON VÀ

RONDELLE

GIỮ PHÍA NGOÀI

MÁ CHẬN GIỮ THẲNG HAI MẶT KHUÔN QUẤN DÂY KHUÔN QUẤN DÂY

31

-

Hình 16-2-12: Vị trí bắt đầu quấn dây sau khi lắp khuơn quấn dây lên bàn quấn

Bước 2: Giữ các đầu dây ra trước khi bắt đầu quấn dây quấn sơ cấp Thơng thường để thuận lợi cho việc xếp dây quấn, chúng ta thường chọn

bộ dây cĩ đường kính nhỏ bố trí bên trong, bộ dây cĩ đường kính lớn hơn được

bố trí bên ngồi Thực hiện theo phương pháp này chúng ta tránh gặp hiện tượng làm căng mặt ngồi lớp men cách điện khi dây quấn đi qua các giao tuyến của các mặt phẳng xếp dây; tránh được sự cố làm bong vỡ lớp men cách điện tại các

vị trí chuyển hướng trong quá trình chuyển mặt xếp dây quấn

Hình 16-2-13: Phương pháp giữ các đầu ra, lúc bắt đầu quấn cuộn dây biến áp

Cần tay quay

ở vị trí thấp nhất Mép ra dây của khuôn

ở vị trí trên cùng

32

Ngồi ra chúng ta cần chú ý đến vị trí các đầu ra dây của mỗi bộ dây quấn; tạo tính mỹ thuật cho cuộn dây biến áp sau quá trình thi cơng Hai đầu ra của cùng một bộ dây nên bố trí ra một mặt và xếp cùng phía Chúng ta cần quan tâm giá trị chẳn lẻ của số lớp dây quấn của mỗi cuộn dây Nếu số lớp cĩ giá trị lẻ, hai đầu dây ra thường cĩ khuynh hướng nằm ở hai phía đối nhau, xem hình 16-2-13

Hình 16-2-14:

Vị trí các đầu

ra dây khi số lớp của cuộn dây cĩ giá trị

lẻ (Hai đầu dây của cuộn dây nằm khác phía)

- Với số lớp dây quấn cĩ giá trị lẻ, muốn xếp các đầu dây ra của bộ dây nằmg trên cùng một mặt và xếp cùng phía, ta cĩ thể chọn và thi cơng theo một trong hai phương án sau:

- Chọn trước vị trí ra dây tương ứng cho đầu dây bắt đầu quấn để cả hai đầy ra xếp cùng một phía

- Thực hiện cách ra và quấn dây như vừa trình bày trong hình 13 và

16-2-Hướng rãi

dây quấn

(khi quấn

lớp thứ 1 )

Vị trí bắt đầu quấn

vòng dây đầu tiên

Hướng rãi dây quấn (khi quấn lớp thứ 2)

Hướng rãi dây quấn (khi quấn lớp thứ 3)

Vị trí ra đầu dây trên vòng dây cuối cùng

Gen bọc cho

Vị trí bắt đầu quấn

vòng dây đầu tiên

Vị trí bắt đầu quấn vòng dây đầu tiên

Hướng rãi dây quấn (khi quấn lớp thứ 2)

Vị trí bắt đầu quấn vòng dây đầu tiên

Hướng rãi dây quấn (khi quấn lớp thứ 3)

Vị trí ra đầu dây trên vòng dây cuối cùng

33

14 Sau khi hoàn tất quá trình quấn các bộ dây; khi hàn dây ra chúng ta hiệu chỉnh vị trí cho các đầu ra của dây quấn

Hình 16-2-15: Vị trí các đầu ra dây khi số lớp của cuộn dây có giá trị lẻ; sau khi

hiệu chỉnh vòng dây đầu tiên để các đầu ra dây xếp cùng phía

Hình 16-2-16: Phương pháp quấn và giữ các đầu ra (lúc bắt đầu quấn cuộn dây

biến áp) theo phương pháp trình bày trong hình 16-2-15

Với phương pháp ra đầu dây theo hình 16-2-15 và 16-2-16, dùng hiệu chỉnh hai đầu ra của cuộn dây xếp cùng mặt và cùng phía (khi số lớp dây quấn lẻ); chúng ta nhận thấy dây quấn sẽ bị cộm ở vị trí cạnh dây ra đầu tiên Như vậy trong quá trình quấn, chúng ta phải sử dụng thêm búa nhựa để gò ép sát dây quấn trong trường hợp đường kính dây quấn lớn hơn 0,7 mm

34

Trong quá trình sử dụng búa nhựa, chúng ta phải tại lực gò theo phương thẳng góc với mặt phẳng rãi dây quấn, với lực vừa đủ; khi gò phải dùng tay dằn

để giữ lực tại điểm tác động

Bước 3: Phương pháp lót giấy cách điện lớp giữa các lớp dây quấn

Sau khi thực hiện đủ số vòng dây quấn một lớp, trước khi quấn tiếp lớp thứ nhì, chúng ta cần lót giấy cách điện lớp Công dụng của lớp giấy lót cách điện lớp được trình bày như sau:

- Tạo lớp đế phẳng để quấn lớp dây kế tiếp, tránh các hiện tượng đùa dây quấn do lực căng của lớp thứ hai tác động lên các vòng dây quấn của lớp đầu tiên (xem hình 16-2-17)

- Với phương pháp lót cách điện lớp có gấp mí biên, vòng dây đầu của lớp thứ nhì được định vị cố định và chống hiện tượng đùa chạy dây quấn Tuy nhiên, nhược điểm của công nghệ này làm tăng bề dầy cuộn dây ở hai phía mép bìa Muốn khắc phục tình trạng này, chúng ta phải:

+ Dùng độ dầy của giấy cách điện lớp vừa đủ

+ Độ dầy gấp mí không quá dư

+ Đồng thời trong quá trình quấn dây chúng ta phải dùng búa nhựa để đánh sát các vòng dây phía lớp giấy gấp mí

Hình 16-2-17: Phương pháp lót cách điện lớp

35

- Thao tác dùng búa nhựa định hình nên thực hiện liên tục khi quấn được một hay hai lớp; không nên sử dụng phương pháp định hình này khi đã hoàn tất toàn bộ dây quấn; vì lúc đó chúng ta cần tác dụng lực khá lớn dễ gây hư hỏng lớp men cách điện của dây quấn (tại vị trí tác đụng lực) Điều chú ý khi dùng búa nhựa định hình các mép cuộn dây; chúng ta nên sử dụng thêm một lớp gỗ thẳng và dầy khi tác động lực Thao tác này giúp cho dây quấn khi định hình vẫn giữ hình dạng được thẳng; không bị biến dạng do chịu lực tác dụng cục bộ Bước 4: Phương pháp gút giữ đầu ra dây khi hoàn tất cuộn dây quấn

Khi thực hiện quấn còn khoãng mười vòng dây thì đúng giá trị yêu cầu, chúng ta dừng lại và bố trí băng vải (hay băng giấy cách điện) để giữ đầu ra dây

Vị trí bố trí băng vải có thể thực hiện ở hai mặt: một ở phía mặt ra dây và một ở phản diện của mặt ra dây, xem hình 16-2-18

Sau đó, chúng ta tiếp tục quấn tiếp số vòng còn lại, các vòng dây quấn cuối này được quấn đè lên băng vải hay băng giấy giữ đầu dây Khi đến vòng dây cuối cùng, chúng ta ướm đủ độ dài ra dây, dùng kềm cắt đứt đoạn dây quấn tách rời khỏi rouleau dây để ra dây Sau đó luồn qua đầu còn dư của phần băng vải (hay băng giấy); kế tiếp rút sát băng vải (hay băng giấy) để giữ sát và chặt đầu ra dây, xem hình vẽ 16-2-18

Hình 16-2-18: Phương pháp dùng băng vải (hay băng giấy) rút giữ đầu ra dây Bước 5: Hoàn chỉnh các đầu ra dây trước khi ghép lỏi thép vào dây quấn

Qui trình thao tác để quấn các bộ dây khác còn lại, thực hiện tương tự theo từng bước đã trình bày như trên Sau khi quấn xong các bộ dây, chúng ta cần hàn các dây mềm nối các đầu dây ra trước khi lắp ghép các lá thép vào bộ

- Làm sạch lớp oxid đồng bàm trên đầu đoạn dây mềm cần hàn nối

- Nên dùng mã màu cho các dây nối để chúng ta có thể đánh dấu: cực tính của các bộ dây; điện áp định mức

- Xoắn dây mềm theo hình xoắn ốc ôm quanh thân đoạn đầu nối cần hàn

- Hàn chì mối nối, để hơi nguội xỏ gen bọc ôm quanh mối hàn Đoạn gen phải phủ che dư hai đầu mối hàn và che kín mối hàn (xem hình 16-2-19)

- Sắp xếp các đầu ra dây song song, dùng băng keo dán giữ chặt cố định các đầu

ra (xem hình 16-2.19).- Sau cùng dùng giấy cách điện bọc quanh phía ngoài cuộn dây quấn

37

Hình 16-2-20: Phương pháp sắp xếp các đầu dây ra và bọc giấy cách điện che

ngoài cuộn dây quấn

5.2.3 Lắp ghép các lá thép vào cuộn dây quấn

Sau khi hoàn tất công đoạn nêu trong các bước 1 đến bước 5; chúng ta thực hiện công đoạn lắp ghép các lá thép vào cuộn dây vừa thi công

Khi thực hiện thao tác lắp ghép các lá thép, chúng ta cần chú ý:

- Ghép hết toàn bộ các lá thép chữ E vào cuộn dây; sau đó mới ghép các

lá thép chữ I sau

- Mỗi lần ghép chỉ nên cho vào từng lá một (nếu bề dầy mỗi lá thép là 0,5mm); trong trường hợp bề dầy mỗi lá thép là 0,35mm chúng ta có thể nhập 2

lá chũ E ghép vào cuộn dây cùng một lúc

- Khi ghép lá thép E chúng ta nên chèn ở hai đoạn phía đầu (nằm gần các mặt ra dây) một vài vị trí: Tại đó có 2 lá E được nhập chung ghép cùng 1 lúc Các vị trí dùng để chèn thêm các lá thép E sau cùng, khi chúng ta không còn khả năng ép sát lỏi thép để đưa các lá thép E sau cùng vào cuộn dây

- Sau khi ghép lá thép chữ E xong chúng ta chèn vào các vị trống các lá thép I, số lượng lá thép chữ I chèn vào mỗi vị trí phải bằng số thép E đang có tại

vị trí đó

- Sau khi, đã ghép các lá thép E và I vào cuộn dây, chúng ta dùng búa đóng sát các lá thép E và I gần lại với nhau, làm giãm thấp khe hở không khí Khi tác động lực để dồn sát các lá thép E, I, chúng ta nên đặt toàn bộ biến áp lên một tấm gổ phẳng, sau đó dùng búa tác động lực lên mặt trên lỏi thép Nên tác động lực lên lỏi thép thông qua lớp gỗ trung gian, không nên tác động lực trực tiếp lên lỏi thép Trong quá trình tác động lực dồn sát các lá thép, ta nên thay đổi mặt (trở mặt) được tác dụng lực

- Sau khi ghép hoàn chỉnh lõi thép vào cuộn dây, dùng Ohm kế kiểm tra lại cách điện giữa cuộn dây với lõi thép; cách điện giữa các bộ dây với nhau; kiểm tra tính liên lạc giữa các vòng dây trong từng bộ dây quấn

- Cấp nguồn điện vào dây quấn sơ cấp, đo dòng điện không tải và kiểm tra điện áp ra trên thứ cấp; kiểm tra lại tỉ số biến áp

38

Hình 16-2-21: Phương pháp ghép lá thép và cuộn dây quấn

5.3 Chạy thử:

5.3.1 Đo cách điện, thông mạch, chạy thử:

Bước 1: Đo, kiểm tra tổng thể thông mạch, cách điện…

Bước 2: Đấu đầu dây sơ cấp vào nguồn vào kiểm tra:

- Đèn báo, đồng hồ hiển thị, điện áp cảm ứng vỏ, các cấp điện áp ra,…

- Thử điều chỉnh tăng giảm điện áp và tác động bảo vệ của rơ le

- Thử tải, đo kiểm tra kết luận về chất lượng sản phẩm

- Thử tải và kiểm tra điều kiện làm việc: Tiếng kêu rè, rung, nóng … 5.3.2 Các pan hư hỏng và biện pháp khắc phục:

- Tiếp điểm rơ le đang

- Tiếp điểm rơ le không tiếp xúc

- Điều chỉnh vị trí tiếp xúc tiếp điểm

- Bẻ lại khung tiếp điểm

- Hàn sai vị trí que dò tác động - lại Dò lại vị trí tác động rơ le hàn

- Kiểm tra tìm vị trí sai hàn lại

- Bộ điều chỉnh sai vị trí - Chỉnh bộ chỉnh tinh ở vị trí 1 và bộ chỉnh thô ở vị trí 220

áp vào

- Chỉnh bộ chỉnh tinh và thô về

vị trí phù hợp

- Bộ mạch từ ghép thiếu, lỏng

- Cùm lại bộ mạch từ

- Ghép lại mạch từ

- Làm lại khuôn, quấn lại

- Chập hoặc thiếu vòng dây

- Khắc phục chạm chập

- Quấn lại

- Hàn sai vị trí các đầu dây

- Kiểm tra tìm vị trí sai hàn lại

6.1.2 Phương trình và sơ đồ thay thế của máy biến áp không tải

Khi không tải I2 = 0 ta có:

U1 = I0Z1 - E1 Hoặc: U1 = I0(Z1 + Zth) = I0Z0 (2-26)

Z0 = Z1 + Zth,

là tổng trở máy biến áp không tải

Sơ đồ thay thế của máy biến áp không tải vẽ trên Hình 16-02-22

Như vậy, hệ phương trình của máy biến áp khi không tải là:

1 1 1 0 1 1 1

U

(2.27)

6.1.3 Các đặc điểm ở chế độ không tải

a Dòng điện không tải

I0 = U1

Z0 =

2 1

2 1

1

) (