Chọn các số liệu xuất phát và tính các kích thước chủ yếu .... TÍNH TOÁN CÁC THAM SỐ NGẮN MẠCH .... Tính toán lực cơ học khi ngắn mạch .... Tính toán nhiệt của dây quấn .... + kpo: Hệ số
TÍNH TOÁN CÁC KÍCH THƯỚC CHỦ YẾU
Xác định các đại lượng cơ bản
- Dung lượng trên một pha: Sf = 315
- Dung lượng trên mỗi trụ: S’ = 315
1 Dòng điện dây định mức:
2 Dòng điện pha định mức: Vì dây quấn nối D/Y`
3 Điện áp pha định mức:
4 Điện áp thử của các dây quấn:
- Với dây quấn cao áp: Uth2 = 35 kV
- Với dây quấn hạ áp: Uth1 = 5 kV
Chọn các số liệu xuất phát và tính các kích thước chủ yếu
Chiều rộng quy đổi của rãnh từ tản giữa dây quấn CA và HA:
- Với Uth2 = 35 kV, theo bảng 19 ta có a12 = 9 mm và ống cách điện dày 𝛿 12 3 𝑚𝑚
3 = 𝑘 √𝑆 4 ′ 10 −2 Tra bảng 12: Với công suất 315 kVA và cấp điện áp 15 kV suy ra k = (0,48 ÷ 0,52), ta chọn k = 0,51
- Chiều rộng quy đổi từ trường tản:
Hệ số quy đổi từ trường tản: kr = 0,95
Các thành phần điện áp ngắn mạch:
Chọn tôn cán lạnh mã hiệu 3404 có chiều dày 0,35mm
Phương pháp ép trụ được thực hiện qua hai cách chủ lực: ép trụ bằng nêm có dây quấn và ép gông bằng xà ép Trong thi công, không dùng bulong xuyên qua trụ và gông; thay vào đó sử dụng lõi thép có bốn mối ghép xiên ở bốn góc lõi và ba mối nối ở giữa được ghép bằng lá tôn thẳng để tăng độ cứng và ổn định cho kết cấu.
Hình 1-1 Thứ tự ghép lõi sắt ba pha
- Theo bảng 11 (trang 194), ta chọn từ cảm trong trụ Bt = 1,58 T
- Theo bảng 5 và 6 (trang 191) ta chọn hệ số tăng cường gông kg = 1,03; số bậc thang trong trụ là 8; số bậc thang của gông là 7 (chọn thấp hơn trụ 1 bậc)
- Theo bảng 4 (trang 190) ta chọn hệ số chêm kín kc = 0,928
- Theo bảng 10 (trang 193) ta chọn hệ số lấp đầy kđ = 0,97
- Theo công thức (2-20) hệ số lợi dụng của lõi sắt:
- Từ cảm ở khe hở không khí mối nối thẳng: B" k =B t =1.58( )T
- Từ cảm ở khe hở không khí ở mối nối xiên:
- Suất tổn hao trong trụ và gông theo bảng 45 (trang 220):
+ Suất tổn hao trong trụ: pt = 1,242 W/kg
+ Suất tổn hao trong gông: pg = 1,168 W/kg
- Suất từ hóa trong trụ và gông theo bảng 50 (trang 224):
+ Suất từ hóa trong trụ: qt = 1,675 VA/kg
+ Suất từ hóa trong gông: qg = 1,486 VA/kg
- Suất từ hóa ở khe hở không khí theo bảng 50 (trang 224):
Các khoảng cách cách điện chính, chọn theo điện áp thử Uth2 = 35 kV của cuộn CA:
- Trụ và dây quấn HA: 𝑎 𝑜1 = 0 𝑚𝑚
- Giữa dây quấn HA và CA: 𝑎 12 = 9 𝑚𝑚
- Ống cách điện giữa CA và HA: 𝛿 12 = 3 𝑚𝑚
- Khoảng cách giữa các dây quấn CA: 𝑎 22 = 10 𝑚𝑚
- Tấm chắn giữa các pha: 𝛿 22 = 0 𝑚𝑚
- Giữa dây quấn CA đến các gông: 𝑙′ 0 = 30 𝑚𝑚
- Phần đầu thừa của ống cách điện: 𝑙 đ2 = 15 𝑚𝑚
Các hằng số tính toán: Tra bảng 14; 15
Hệ số kf = 0,94 ( Tra bảng 15 )
Hệ số quy đổi e là tham số dùng để quy đổi một nửa tiết diện trụ hình bậc thang về hình chữ nhật tương đương với cạnh là ed; ở đây ta chọn giá trị e = 0.
Hình 1-2 Nửa tiết diện trụ hình bậc thang
- Hệ số dây quấn đối với dây đồng Kdq = 2, 46.10 − 2
1.3 Tính các hệ số để tìm hệ số
Trong thiết kế người ta dùng hệ số để chỉ quan hệ giữa chiều rộng và chiều cao của máy
Việc lựa chọn hệ số β không chỉ điều chỉnh mối tương quan khối lượng giữa thép và dây đồng mà còn ảnh hưởng đến các thông số kỹ thuật quan trọng như tổn hao không tải và tổn hao ngắn mạch Vì vậy, hệ số β đóng vai trò cốt lõi trong tối ưu hóa hiệu suất và độ tin cậy của hệ thống, bởi những biến đổi nhỏ ở β có thể dẫn đến sự biến động đáng kể về tiêu hao năng lượng và hiệu quả vận hành.
Về mặt kinh tế, nếu máy biến áp có cùng công suất, điện áp, các số liệu xuất phát và các tham số kỹ thuật thì khi β nhỏ, máy biến áp gầy và cao; khi β lớn, máy biến áp béo và thấp Với các trị số β khác nhau thì tỷ lệ trọng lượng sắt và trọng lượng đồng trong máy biến áp cũng khác nhau: β nhỏ đi kèm với trọng lượng sắt ít và lượng đồng nhiều, còn β tăng lên thì trọng lượng sắt tăng và lượng đồng giảm Đối với máy biến áp ba pha, người ta dùng tôn cán lạnh.
Trọng lượng một “góc” của lõi theo công thức (2-66c):
Tiết diện trụ tính sơ bộ theo (2-68):
Diện tích khe hở ở mối nối thẳng
T = =T x , Ở mối nối nghiêng thì diện tích khe hở là
Với kết cấu mạch từ như Hình 1 , có thể tính toán sơ bộ tổn hao không tải theo công thức (5-23) với các hệ số tra ta tra bảng
+ N: số lượng góc nối của mạch từ cần tính đến ảnh hưởng của tổn hao sắt (đối với MBA ba pha N = 4)
+ kpf = 1,13 Hệ số tổn hao phụ tra bảng 48 (trang 222)
+ pt: Suất tổn hao ở trụ
+ pg: Suất tổn hao ở gông
kpo là hệ số kể đến tổn hao phụ ở các góc nối của mạch từ, và giá trị của nó phụ thuộc vào cách phối hợp giữa mối nối thẳng và mối nối nghiêng Để tra cứu giá trị kpo chính xác, người thiết kế tham khảo bảng 46a tại trang 221 của tài liệu Việc xác định đúng kpo giúp đánh giá và tối ưu hóa tổn hao ở các điểm nối mạch từ, từ đó nâng cao hiệu suất và độ tin cậy của hệ thống Vì vậy, khi phân tích hoặc thiết kế mạch từ, cần xem xét kỹ lưỡng sự phối hợp giữa các mối nối để xác định kpo phù hợp.
+ kn: hệ số biểu thị số lượng góc có dạng mối nối nghiêng (kn=4)
+ kt: hệ số biểu thị số lượng góc có dạng mối nối thẳng (kt=2.5)
+ Đối với tôn mã hiệu 3404 có chiều dày 0,35mm: k”po=1,96; k’po=1,32
Công suất từ hóa có thể tính sơ bộ theo công thức (5-31):
2, 09 1,855 65,51 272, 05. io io ir if if t t o if if g g o if k k k t g k k k
+ N: số lượng góc nối của mạch từ cần tính đến ảnh hưởng của tổn hao sắt (đối với MBA ba pha N = 4)
+ k’if = 1,2 đối với mạch từ phẳng của MBA ba pha hiện thời tiết diện gông hình nhiều bậc với tôn cán lạnh 3004 có ủ sau khi cắt dập
+ k”if = 1,07 đối với gông có tiết diện nhiều bậc lá thép có ủ và không ủ với những MBA có công suất 1000-6300 kVA
+ qt: Suất từ hóa ở trụ
+ qg: Suất từ hóa ở gông
+ kio: hệ số gia tăng dòng điện không tải do công suất từ hoá tăng lên, kio 42,45 tra bảng 53 (trang 227)
+ kir: kể đến ảnh hưởng do chiều rộng lá tôn ở các góc mạch từ , tra bảng 52b ( trang 226) ta được kir = 1,25
+ nk là số khe nối giữa các lá thép trong mạch từ ở mối nối thẳng, mối nối nghiêng
+ Tk là diện tích khe hở ở mối nối thẳng, mối nối nghiêng
+ pk là suất tổn hao ở khe hở ứng với mối nối thẳng, mối nối nghiêng
Bảng 1-1 Tính toán sơ bộ MBA
Bảng tính toán sơ bộ MBA BAD 315/15 β 1.2 1.8 2.4 3.0 3.6 3.656 x 1.047 1.158 1.245 1.316 1.377 1.383 x^2 1.095 1.342 1.549 1.732 1.897 1.912 x^3 1.147 1.554 1.928 2.280 2.614 2.644
1.03Gdq 269.27 219.85 190.40 170.30 155.46 154.26 Gdd = 1.03*1.03Gdq 277.34 226.45 196.11 175.41 160.12 158.89 kdq*Gdq 654.53 534.42 462.82 413.96 377.89 374.98
Với giới hạn Po = 1050 W, ta xác định trên đồ thị Po = f(β) trị số β ≤ 3,461 Khi io = 1,3%, ta tìm được trên đồ thị io = f(β) trị số β ≤ 3,43 Đường kính trụ sắt được xác định từ hai giới hạn này nhằm hỗ trợ thiết kế và chọn thông số phù hợp cho trụ.
Chọn đường kính tiêu chuẩn gần nhất là: d dm =0, 20m
= A = Theo bảng 1-2 ta có được:
+ Trọng lượng dây quấn: G qd 9, 77kg
+ Trọng lượng dây dẫn: G dd =1, 03 2 G dq =1, 03 149, 77 2 4, 26kg
+ Trọng lượng lõi sắt: G Fe `9, 69kg
+ Tổn hao và dòng điện không tải: P 0 79, 24 ;W i 0 =1,348%
+ Giá thành vật liệu tác dụng: C' td 4, 67 đơn vị quy ước
+ Đường kính trung bình của rãnh dầu sơ bộ
+ Chiều cao dây quấn sơ bộ
= = + Tiết diện hữu hiệu của trụ sắt
Tính các hệ số để timg hệ số
- Sức điện động của một vòng dây:
- Số vòng dây một pha của dây quấn HA:
- Mật độ dòng điện trung bình:
- Tiết diện vòng dây sơ bộ:
∆ = 455, 3,48 = 141,6 mm² Chọn kết cấu dây quấn hình xoắn đơn, dây dẫn bẹt, chiều cao rãnh dầu ngang sơ bộ lấy h_r = 5 mm Số đệm cách điện một vành bánh dây là 8 (theo bảng 30), bề rộng tấm đệm b_n = 40 mm.
- Chiều cao hướng trục của mỗi vòng dây, đối với kết cấu dây hình xoắn đơn:
- Do đó tiết diện mỗi vòng dây:
- Chiều cao thực của mỗi vòng dây là:
TÍNH TOÁN DÂY QUẤN
Dây quấn HA
- Sức điện động của một vòng dây:
- Số vòng dây một pha của dây quấn HA:
- Mật độ dòng điện trung bình:
- Tiết diện vòng dây sơ bộ:
Chọn kết cấu dây quấn hình xoắn đơn và dây dẫn bẹt, với chiều cao rãnh dầu ngang sơ bộ lấy h_r = 5 mm Số đệm cách điện cho một vành bánh dây là 8 (theo bảng 30), và bề rộng tấm đệm bn = 40 mm Các tham số thiết kế liên quan bao gồm Δ = 455 và giá trị 3,48 tương ứng diện tích 141,6 mm^2.
- Chiều cao hướng trục của mỗi vòng dây, đối với kết cấu dây hình xoắn đơn:
- Do đó tiết diện mỗi vòng dây:
- Chiều cao thực của mỗi vòng dây là:
- Mật độ dòng điện thực của dây quấn HA:
Chiều cao thực của dây quấn HA được xác định nhằm bù đắp cho ảnh hưởng của dây quấn CA khi phải cắt giữa các vòng quấn để điều chỉnh điện áp Để thực hiện điều này, ta bố trí thêm 6 rãnh dầu ngang ở mỗi rãnh quấn, nhằm tăng khả năng làm mát, cải thiện phân bổ từ trường và duy trì hiệu suất hoạt động của hệ thống.
10 mm ở giữa chiều cao dây quấn HA, do đó chiều cao thực của dây quấn
- Chiều dày dây quấn HA:
2 5 10 −3 = 0,018 (𝑚) (3-24) Theo bảng 18, ta tìm được 𝑎 𝑜1 = 5𝑚𝑚, dây quấn được quấn trên ống bìa bakêlit
- Đường kính trong của dây quấn HA:
- Đường kính ngoài của dây quấn HA:
- Trọng lượng đồng của dây quấn HA:
= 62,23 𝑘𝑔 (4 − 4𝑏) Theo bảng 24, cần phải tăng trọng lượng dây dẫn (do cách điện) lên 2% nên trọng lượng của dây dẫn là:
Dây quấn CA
Chọn sơ đồ điều chỉnh điện áp
Máy biến áp sau khi thiết kế có thể lắp đặt ở nơi gần nguồn hoặc xa nguồn, do đó điện áp đưa vào cuộn sơ cấp (cao áp) có thể biến đổi một lượng ΔU nhất định Để duy trì điện áp đầu ra ổn định trong một phạm vi mong muốn, ta phải chọn đầu phân áp phù hợp trước khi lắp đặt.
Dòng điện làm việc qua các tiếp điểm: I 2 12A
- Điện áp làm việc Ulv: 10% (U2/√3) = 866 V
Hình 2-1 Sơ đồ điều chỉnh điện áp của dây quấn CA
Số vòng dây của cuộn CA ứng với điện áp định mức:
Số vòng dây cuộn CA ở một cấp điều chỉnh:
Số vòng dây tương ứng trên các đầu phân nhánh
Bảng 2-1 Số vòng dây tương ứng trên các đầu phân nhánh
Mật độ dòng điện sơ bộ:
∆′ 2 = 2∆ 𝑡𝑏 − ∆ 1 = 2.3,48 10 6 − 3,39 10 6 = 3,21 𝑀𝐴/𝑚 2 Tiết diện sơ bộ vòng dây:
3,21 10 6 = 3,77 𝑚𝑚 2 Chọn kết cấu dây quấn kiểu bánh dây xoáy ốc liên tục Chọn dây:
1 ×1,40 × 3,75 1,9 × 4,25 ; 4,28 𝑚𝑚 2 Mật độ dòng điện thực:
Ta tính được số bánh dây:
Số vòng dây trong 1 bánh:
- Rãnh dầu ngang giữa các bánh 4,5 mm; hai bánh trên và dưới có rãnh dầu 7,5 mm
- Theo bảng 28 (trang 205), rãnh điều chỉnh giữa dây quấn h dq mm
- Chiều cao mỗi bánh dây bằng chiều cao sợi dây h b 2 =4, 25mm
- Chiều cao rãnh h r =4mm đối với các MBA từ 160-6300 kVA với điện áp không quá 35 kV
Bảng 2-2 Sắp xếp lại số vòng dây ở tất cả các bánh
Cách bố trí Số bánh Số vòng dây
34 bánh chính (Ký hiệu B) mỗi bánh 28 vòng dây 34 28 952
18 bánh chính (Ký hiệu C) mỗi bánh 22 vòng dây 18 22 396
18 bánh điều chỉnh (Ký hiệu D
4 bánh cách điện tăng cường (ký hiệu E) mỗi bánh 11 vòng 4 11 44
Chiều cao dây quấn CA:
Bảng 2-3 Các thông số của bánh dây
Các số liệu Ký hiệu qui ước các bánh dây Tổng hợp
Số bánh dây trên trụ 34 18 18 4 74
Tiết điện vòng dây(mm) 4.28 4.28 4.28 4.28 4.28
Mật độ dòng điện(MA/m2) 2.83 2.83 2.83 2.83 2.83
Trọng lượng dây dẫn(kg)
Hệ số tăng trong lượng dây dẫn do cách điện
(m) 0.32 0.32 0.32 0.32 0.32 Đường kính trong của dây quấn CA:
𝐷′ 2 = 𝐷′′ 1 + 2 𝑎 12 = 0,20 + 2.0,009 = 0,218 𝑚 (3 − 68) Đường kính ngoài của dây quấn CA:
𝐷′′ 2 = 𝐷′ 2 + 2 𝑎 12 = 0,218 + 2.0,009 = 0,320 𝑚 (3 − 69) Trọng lượng của dây quấn cao áp ( không cách điện ):
= 132.91 (𝑘𝑔) Tổng trọng lượng đồng của dây quấn HA và CA ( không có cách điện):
TÍNH TOÁN CÁC THAM SỐ NGẮN MẠCH
Tổn hao
+ m: là số thanh dẫn của dây quấn song song với từ thông tản, m = 48
Hình 3-1 Thanh dẫn của các dây quấn
+ kr là hệ số Ragovski, kr = 0,95
= l = − ( a, b là kích thước dây dẫn theo hướng thẳng góc (song song) với từ thông tản)
+ n là số thanh dẫn của dây quấn thẳng góc với từ thông tản, n = 22
+ m là số thanh dẫn của dây quấn song song với từ thông tản, m = 62
+ kr là hệ số Ragovski, kr = 0,95
= l = − Tổn hao trong dây dẫn ra
Tổn hao trong dây dẫn ra:
- Đối với dây quấn HA:
➢ chiều dài dây dẫn ra:
➢ Trọng lượng đồng dây dẫn ra:
➢ Tổn hao trong dây dẫn ra HA:
- Đối với dây quấn CA:
➢ Trọng lượng đồng dây dẫn ra:
➢ Tổn hao trong dây dẫn ra:
𝑃 𝑟2 = 2,4 10 −12 ∆ 2 2 𝐺 𝑟2 = 2,4 10 −12 (2,89 10 6 ) 2 0,1717 3,31 𝑊 Tổn hao trong vách thùng dầu:
( hệ số k được xác định theo bảng 40a - trang 212 ) Tổn hao ngắn mạch toàn phần
- So sánh với số liệu đề bài:
− = (Nằm trong phạm vi cho phép ± 5%) Ở điện áp định mức của dây quấn CA, trong điều kiện bình thường:
Điện áp ngắn mạch
9,919 2 10 −1 = 3,71% Điện áp ngắn mạch toàn phần
Sai lệch so với tiêu chuẩn:
− = − = (Nằm trong phạm vi cho phép ± 5%)
Tính toán lực cơ học khi ngắn mạch
Trị số hiệu dụng của dòng điện ngắn mạch xác lập
Theo bảng 40b (trang 212) công suất ngắn mạch của mạng điện cung cấp n 2500
Trị số cực đại hay xung kích của dòng điện ngắn mạch
Lực cơ học tác dụng lên dây quấn phát sinh từ sự tương tác giữa dòng điện chạy trong dây quấn và từ thông tản Khi xảy ra ngắn mạch, lực này không đồng đều giữa các vòng dây Giữa các vòng dây có lớp cách điện và đệm lót, nên tính đàn hồi của các chi tiết liên quan ảnh hưởng tới mức lực tác dụng lên dây quấn Vì vậy lực thực tế tác dụng lên dây quấn nhỏ hơn lực cơ học đã tính toán ban đầu.
Lực hướng kính (lưc ngang trục)
= 0,628 (577,7.1605) 2 3,656.0,95 10 −6 = 1769017𝑁 Ứng suất nén trong dây quấn HA:
2𝜋 394,8.24 10 −6 = 82,84 𝑀𝑃𝑎 Tương tự, ứng suất nén trong dây quấn CA:
+ l” là chiều dài qui đổi bình quân của đường sức từ trường ngang
Trong bố trí đầu dây quấn phân áp giữa các dây quấn, một số vòng dây có thể không mang điện và xuất hiện một khoảng trống được gọi là lx Khoảng trống lx ảnh hưởng đến quá trình phân áp, làm thay đổi điện áp đầu ra và đặc tính từ trường của hệ thống Việc xác định và kiểm soát lx là yếu tố thiết yếu trong thiết kế, đo lường và bảo trì của bộ phân áp nhằm đảm bảo độ chính xác phân áp và an toàn vận hành.
Lực nén chiều trục cực đại trong các dây quấn:
Trong thiết kế dây quấn HA, lực nén trục lớn nhất tác dụng lên chính giữa dây quấn Tại vị trí này, Fn1 có giá trị 221607,06 N Lực nén gây ra ứng suất nén lên các tấm đệm cách điện và giữa các bánh dây, ảnh hưởng đến độ bền cơ học và hiệu quả cách điện của hệ thống.
+ n là số miệng đệm theo chu vi vòng tròn dây xuyến: n = 12 (theo bảng 30, trang 206)
+ a,b là kích thước miếng đệm, chọn a = 30 mm; b = 40 mm
TÍNH TOÁN CUỐI CÙNG VỀ HỆ THỐNG MẠCH TỪ
Chọn kết cấu lõi thép: Chọn kết cấu lõi thép kiểu 3 pha 3 trụ, lá thép ghép xen kẽ làm bằng tôn cán lạnh 3404 dày 0,35 mm có 4 mối nối nghiêng ở 4 góc, trụ ép bằng đai vải thủy tinh, không có tấm sắt đệm, gông ép bằng xà ép gông
Kích thước các tập lá thép tra theo bảng 41b (trang 214)
Bảng 4-1 Các kích thước của tập lá thép
Thứ tự tập Trụ (mm) Gông (trong nửa tiết diện trụ - mm)
Tổng chiều dày các lá thép của tiết diện trụ (hoặc gông) bt = 2.(35+25+13+13+10+8+9+6) = 238 mm Toàn bộ tiết diện bậc thang của trụ (bảng 42b)
𝑇 𝑏𝑡 = 490,6 𝑐𝑚 2 = 0,02884 𝑚 2 Tiết diện bậc thang của gông:
Tiết diện hữu hiệu ( thuần sắt của trụ ):
𝑇 𝑡 = 𝑘 đ 𝑇 𝑏𝑡 = 0,97.0,02884 = 0,02797 𝑚 2 (5 − 2) Thể tích 1 góc mạch từ ( Tra bảng 42b/page 171)
Thể tích thuần sắt của 1 góc mạch từ:
𝑙 𝑡 = 𝑙 + (𝑙 ′ 𝑜 + 𝑙 ′′ 𝑜 ) 10 −3 = 0,66 + (75 + 75) 10 −3 = 0,81 𝑚 ( 5 − 7) Khoảng cách giữa tâm 2 trụ:
𝐺 𝑜 = 0,004667.7650 = 35,7 𝑘𝑔 Trọng lượng sắt theo gông ( Theo 5-12, 5-13, 5-14 ):
𝐺 𝑔 = 𝐺′ 𝑔 + 𝐺′′ 𝑔 = 2.2.0,004667.0,488.7650 + 2.79,74 = 361,53 𝑘𝑔 Trọng lượng của trụ sắt ( theo 5-15, 5-16a, 5-16b ):
= 471,52 𝑘𝑔 Trọng lượng sắt toàn bộ của trụ và gông:
TÍNH TỔN HAO VÀ DÒNG ĐIỆN KHÔNG TẢI
Trị số từ cảm trong trụ sắt và gông:
- Suất tổn hao đối với trụ
+ Suất tổn hao sắt : pt= 1,185 W/kg
+ Suất tổn hao ở khe nối ghép xen kẽ : pkt= 915 W/m 2
- Suất tổn hao đối với gông
+ Suất tổn hao sắt: pg= 1,115 W/kg
+ Suất tổn hao ở khe nối ghép xen kẽ: pkg= 860 W/m 2
Tiết diện khe hở không khí ở mối nối nghiêng
Các hệ số cần chọn:
- Hệ số kể đến tổn hao phụ ở các góc nối của mạch từ: kpo= 10,18 (Trang 131)
- kn là hệ số biểu thị số lượng góc có dạng mái nối nghiêng: kn= 4
- kt là hệ số biểu thị số lượng góc có dạng mái nối thẳng: kt= 2,5
- Theo bảng 46a-221: k'po = 1,32 và k"po = 1,96
- nk là số khe nối giữa các lá thép trong mạch từ với những mối nối đã chọn + Mối nối nghiêng: nkn = 4
+ Mối nối thẳng đối với trụ: nkt = 1
+ Mối nối thẳng đối với gông: nkg = 2
- Hệ số gia tăng tổn hao ở gông: kpg = 1 (Trang 129)
- Hệ số tổn hao do tháo lắp gông: kpt =1,05 (Trang 130)
- Hệ số kể đến tổn hao do ép trụ để đai: kpe = 1,03 (bảng 46b-222)
- Hệ số kể đến tổn hao do cắt dập lá tôn thành tấm: kpc = 1,05 (Trang 130)
- Hệ số kể đến tổn hao do gấp mép hoặc khử bavia: kpb = 1 (Trang 130)
- Số lượng góc nối của mạch từ cần phải tính đến ảnh hưởng của tổn hao sắt: N
2 290,13.10,18 + 4.0,0673.450 + 1.0,04759.967,2 + 2.0,04918.902] 1.1,03.1,05 78,523 W ( Sai lệch 2,72% so với giả thiết 1050 W) (5-22)
Sai lệch so với tiêu chuẩn:
− = ( Nằm trong phạm vi cho phép là ± 7,5% )
Suất từ hóa đối với trụ:
- Suất từ hóa ở trụ: qt = 1,53 (VA/kg)
- Suất từ hóa ở khe nối: qkt = 20010 (VA/m 2 )
Suất từ hóa đối với gông:
- Suất từ hóa ở gông: qg = 1,405 (VA/kg)
- Suất từ hóa ở khe nối: qkg = 17100 (VA/m 2 )
Suất từ hóa ở mối nối nghiêng: qkn = 2242 (VA/m 2 )
Các hệ số cần chọn
- Hệ số kể đến ảnh hưởng do chiều rộng lá tôn ở các góc mạch từ: kir = 1,25 (bảng 52b - trang 226)
- Hệ số làm tăng công suất từ hoá ở gông: kig = 1 (Trang 133)
- Hệ số kể đến sự tăng công suất từ hoá do tháo lắp gông trên để cho dây quấn vào trụ: kit = 1,04 (Trang 133)
- Hệ số kể đến ảnh hưởng của việc ép mạch từ để đai: kie = 1,04 (Trang 133)
- Hệ số kể đến ảnh hưởng của việc cắt gọt bavia: kib = 1 (Trang 133)
- Hệ số kể đến ảnh hưởng của việc cắt dập lá thép: kic = 1,18 (Trang 133)
- Hệ số chung, kể đến ảnh hưởng của góc nối do sự phân hợp khác nhau về số lượng mối nối nghiêng và mối nối thẳng: kio = 17,85 (bảng 53- trang 227)
Công suất từ hóa không tải:
Thành phần phản kháng của dòng điện không tải:
10.315 = 1,33 % Thành phần tác dụng của dòng điện không tải:
10.315 = 0,34 % Dòng điện không tải toản phần:
Hiệu suất của máy biến áp khi tải định mức:
TÍNH TOÁN NHIỆT
Tính toán nhiệt của dây quấn
Nhiệt độ chênh trong long dây quấn với mặt ngoài của nó:
𝜆 𝑐𝑑 (6 − 1) Với q là mật độ dòng điện trên bề mặt dây quấn:
0,17 = 0,62 𝑜 𝐶 Tương tự đối với dây quấn cao áp:
0,17 = 0,34 𝑜 𝐶 Nhiệt độ chênh giữa mặt ngoài dây quấn đối với dầu:
𝜃 𝑜,𝑑2 = 𝑘 1 𝑘 2 𝑘 3 0.35 𝑞 0,6 = 1.1.0,95.0,35 233,10 0,6 = 8,76 𝑜 𝐶 Nhiệt độ chênh trung bình của dây quấn đối với dầu:
Tính toán nhiệt của thùng dầu Error! Bookmark not defined TÀI LIỆU THAM KHẢO
Theo bảng 57, với công suất của máy biến áp, ta chọn kết cấu thùng vách phẳng có bộ tản nhiệt kiểu ống thẳng
Các khoảng cách cách điện từ dây dẫn ra đến vách thùng, đến xà ép gông trên được xác định như sau:
➢ Khoảng cách đến vách thùng cho dây dẫn ra CA:
➢ Khoảng cách đến xà ép gông cho dây dẫn ra CA:
➢ Khoảng cách đến vách thùng cho dây dẫn ra HA không bọc cách điện:
➢ Khoảng cách từ dây dẫn ra HA đến dây quấn CA, không bọc cách điện: 𝑠 4 = 22 𝑚𝑚 ( 𝐵ả𝑛𝑔 32)
Chiều rộng tối thiểu của thùng:
= 0,458 + (35 + 35 + 12 + 20 + 22 + 20)10 −3 = 0,464 𝑚 Để tâm trụ MBA ở giữa, ta lấy B = 0,48 m
Khoảng cách từ gông trên đến nắp thùng theo bảng 58 khi bộ điều chỉnh điện áp đặt nằm ngang giữa gông trên và nắp thùng, ta lấy:
H = 1,21 + 0,4 = 1,61 m Để mở rộng được bề mặt làm lạnh cần thiết hợp lý nhất là chọn bộ tản nhiệt kiểu ống thẳng có khoảng cách hai ống góp A = 1615 m (bảng 63) có bề mặt đối lưu của ống 𝑀 𝛿𝑑1 = 4,96 𝑚 2 và hai ống góp có bề mặt đối lưu 𝑀 𝑔𝑑1 = 0,34 𝑚 2 Để bố trí được bô tản nhiệt đã chọn, ta tính lại chiều cao thùng như sau:
Nhiệt độ chênh trung bình cho phép của dầu đối với không khí khi dây quấn HA nóng nhất:
𝜃 𝑑,𝑘 = 65 𝑜 − 12,18 𝑜 = 52,82 Nhiệt độ chênh của lớp dầu trên so với không khí:
Nhiệt độ chênh trung bình của vách thùng đối với không khí:
Bề mặt đối lưu của thùng thẳng:
Bề mặt bức xạ của thùng có bộ tản nhiệt:
Bề mặt đối lưu cần thiết đối với trị số 𝜃 𝑡.𝑘 = 46,82
- Bề mặt đối lưu của nắp thùng:
4 ] = 0,36𝑚 2 Trong đó 0,16 là bề rộng hai bên của vành nắp
0,5 là hệ số kể đến sự che khuất của bề mặt thùng
- Bề mặt đối lưu của các bộ tản nhiệt:
- Bề mặt đối lưu của một bộ tản nhiệt qui về bề mặt thùng phẳng ( bảng 56 ):
- Số bộ tản nhiệt cần thiết:
- Bề mặt đối lưu thực của của thùng là:
Nhiệt độ chênh trung bình của mặt ngoài của ống đối với không khí:
= 45,03 𝑜 𝐶 Nhiệt độ chênh trung bình của dầu sát vách thùng đối với vách thùng (theo 6-48):
= 4,899 𝑜 𝐶 Nhiệt độ chênh trung bình của dầu đối với môi trường xung quanh:
𝜃′ 𝑑𝑘 = 𝜃 𝑑.𝑡 + 𝜃 𝑡𝑘 = 4,899 + 45,03 = 49,93 𝑜𝑜 𝐶 Nhiệt độ chênh của lớp dầu trên đối với môi trường xung quanh:
𝜃 𝑑.𝑘 = 1,2 𝜃′ 𝑑.𝑘 = 1,2.49,93 = 59,92 𝑜 𝐶 < 65 độ Nhiệt độ chênh của dây quấn đối với môi trường: