MỘT số vấn đề CHUNG về máy BIẾN áp

Định nghĩa: Máy biến áp là thiết bị điện từ tĩnh, làm việc theo nguyên lý cảm ứng điện từ, dùng để biến đổi điện áp của dòng điện xoay chiều mà vẫn giữ nguyên tần số.. - Cùng một công s

CHƯƠNG III: MÁY BIẾN ÁP

Bài : MỘT SỐ VẤN ĐỀ CHUNG VỀ MÁY BIẾN ÁP

Ti ết: 38

1 Định nghĩa:

Máy biến áp là thiết bị điện từ tĩnh, làm việc theo nguyên lý cảm ứng điện từ, dùng để biến đổi điện áp của dòng điện xoay chiều mà vẫn giữ nguyên tần số

- Máy biến đổi tăng điện áp được gọi là máy biến áp tăng áp

- Máy biến đổi giảm điện áp được gọi là máy biến áp giảm áp

2 Công d ụng của máy biến áp:

a Trong cu ộc sống sinh hoạt:

- Chúng ta thường gặp các loại máy biến áp được chế tạo theo yêu cầu sử dụng như: Máy

biến áp hàn, biến áp tự ngẫu, biến áp điều chỉnh …

- Tùy theo công dụng mà mỗi loại máy biến áp có cấu tạo khác nhau

- Trong sinh hoạt máy biến áp dùng để tăng điện áp, giảm điện áp theo nhu cầu sử dụng

b Trong truy ền tải và phân phối điện năng:

- Trong truyền tải và phân phối điện năng, để dẫn điện từ nhà máy điện đến hộ tiêu thụ khoảng cách rất lớn, để truyền tải điện năng phải tính toán so cho kinh tế

- Cùng một công suất truyền tải trên đường dây, nếu tăng được điện áp thì dòng điện truyền

tải sẽ giảm xuống, từ đó có thể giảm tiết diện và trọng lượng dây dẫn, dẫn tới hạ giá thành đường dây truyền tải

- Khoảng cách càng xa càng cần điện áp cao Ví dụ: 500KV, 200KV, 110KV, 35KV, 15KV 0,4KV

c Trong l ĩnh vực điện tử:

-Trong kỹ thuật điện tử, người ta cũng sử dụng máy biến áp để thực hiện các chức năng như ghép nối tín hiệu giữa các tầng, thực hiện kỹ thuật khuếch đại trong các bộ lọc…

- Máy biến áp thường gặp trong điện tử như: biến áp loa, biến áp mành, biến áp dòng, biến

áp trung tần, biến áp đảo pha v.v…

Ti ết: 39

3 Phân lo ại máy biến áp:

a Theo công d ụng :

- Máy biến áp điện lực: được dùng trong truyền tải và phân phối điện năng

- Máy biến áp điều chỉnh công suất nhỏ: dùng trong các gia đình

- Các máy biến áp đặc biệt :

+Máy biến áp đo lường

+Máy biến áp làm nguồn cho lò luyện kim hoặc dùng chỉnh luư, điện phân

+Máy biến áp hàn điện

+máy biến áp dùng để thí nghiệm

b Theo s ố pha của dòng điện được biến đổi :

- Gồm có máy biến áp 1 pha và máy biến áp 3 pha

c Theo v ật liệu làm lõi :

- Gồm có máy biến áp lõi thép và máy biến áp lõi không khí

d Theo phương pháp làm mát :

- Máy biến áp làm mát bằng không khí và máy biến áp làm mát bằng dầu

Ti ết: 40, 41

4 C ấu tạo máy biến áp:

Ti ết: 40

a Lõi thép: (bộ phận dẫn từ )

- Được chế tạo bằng các lá thép kỹ thuật điện ghép lại với nhau, có nhiệm vụ làm mạch dẫn

từ và làm khung quấn dây

Lá thép là thép hợp kim có thành phần silic, được cán mỏng có độ dày 0,3mm đến 0,5mm,

có dạng chữ I, U, E…

- Theo hình dáng máy biến áp được chia làm 2 loại :

kiểu lõi (trụ) và kiểu bọc (vỏ)

- Ngoài ra còn có một số lõi thép kiểu khác

b Dây qu ấn: (bộ phận dẫn điện )

- Thường được làm bằng đồng hoặc nhôm, bên ngoài có bọc cách điện là loại dây mềm, có

độ bền cơ học cao, dẫn điện tốt Thông thường máy biến áp có 2 dây quấn lồng vào nhau Dây quấn nối với nguồn gọi là cuộn dây quấn sơ cấp có số vòng dây N1 dây quấn nối với

phụ tải gọi là cuộn dây thứ cấp có số vòng dây N2

Ti ết: 41

- Gia đình thường dùng 2 loại máy biến áp là:

+ Máy biến áp cảm ứng

+ Máy biến áp tự ngẫu

* Ưu điểm máy biến áp tự ngẫu :

Tiết kiệm lõi thép, dây quấn và tổn hao công suất nhỏ so với máy biến áp cảm ứng cùng công suất

*Nhược điểm máy biến áp tự ngẫu :

Ít an toàn hơn máy biến áp cảm ứng

c V ỏ máy:

- Thường bằng kim loại để bảo vệ máy, ghi số liệu định mức, nhà chế tạo, giá lắp đồng hồ đo,

bộ phận chuyển mạch v.v

d V ật liệu cách điện:

- Cách điện giữa các vòng dây quấn với nhau, giữa dây quấn và lõi thép, giữa phần dẫn điện

và phần không dẫn điện

- Tuổi thọ của máy biến áp phụ thuộc nhiều vào chất cách điện, như giấy cách điện, sơn cách điện, vải thủy tinh, vải bông …

Ti ết: 42

5 Các s ố liệu định mức của máy biến áp:

- Công suất định mức Sdm: là công suất toàn phần đưa ra ở dây quấn thứ cấp, đơn vị tính V.A hoặc KV.A

- Điện áp định mức U1đm : là điện áp của dây quấn sơ cấp tính bằng V hoặc KV

Dòng điện sơ cấp định mức I1đm là dòng điện của dây quấn sơ cấp ứng với công suất và điện áp định mức có đơn vị là A hoặc KA

- Điện áp thứ cấp định mức U2đm là điện áp của dây quấn thứ cấp có đơn vị là V hoặc KV

- Dòng điện thứ cấp định mức I2đm là dòng điện của dây quấn thứ cấp ứng với công suất và điện áp định mức có đơn vị là A hay KA

Giữa điện áp, công suất và dòng điện định mức có quan hệ :

S đm = U 1đm I 1đm = U 2đm I 2đm

Ti ết: 43

6 Nguyên lý làm vi ệc của máy biến áp:

a Hiện tượng cảm ứng điện từ:

Nếu cho dòng điện biến đổi đi qua cuộn dây1 nó sẽ sinh ra từ trường biến đổi Đặt cuộn dây

2 vào trong từ trường cuộn 1  cuộn dây 2 sẽ sinh ra dòng điện cảm ứng Gọi là hiện tượng cảm ứng điện từ

-Lực điện từ càng mạnh khi 2 cuộn dây gần nhau và rất mạnh khi cả 2 cuộn dây cùng quấn chung trên 1 lõi thép

b Nguyên lý làm việc của máy biến áp:

- Khi nối dây quấn sơ cấp vào nguồn điện xoay chiều có điện áp U1 , thì dòng điện I1 chạy trong cuộn dây quấn sơ cấp sinh ra trong lõi thép một từ thông biến thiên Do mạch từ khép kín nên từ thông này móc vòng qua cuộn sơ cấp sinh ra một sức điện động tự cảm E1 tỷ lệ

với số vòng dây N1 Đồng thời từ thông đó cũng móc vòng sang cuộn thứ cấp sinh ra một

sức điện động cảm ứng E2 tỷ lệ số vòng dây N2

Nếu bỏ qua tổn thất điện áp ta có :

E1~ U1 và E2 ~U2

Do đó: 1

2

U

2

E

2

N N

1

2

U

U = 1

2

N

N = K Trong đó: K là tỉ số máy biến áp

+Nếu K>1 thì máy biến áp giảm áp

+ nếu K<1 thì máy biến áp tăng áp

Ổn áp :

- Ổn áp thực chất là máy biến áp tự ngẫu duy trì U2 không đổi,Bằng cách thay đổi số vòng dây quấn N1 trên lõi thép hình vành khăn dùng 2 IC điều khiển động cơ quay con trượt

Ti ết: 44

7 S ử dụng và sửa chữa Máy biến áp:

- Điện áp nguồn đưa vào máy biến áp không được lớn hơn điện áp sơ cấp định mức của máy biến áp Khi đóng điện cần chú ý nấc đặt của chuyển mạch

- Công suất tiêu thụ của phụ tải không được lớn hơn công suất định mức của máy biến áp Ngoài ra khi điện áp nguồn giảm quá thấp phải cắt bớt phụ tải

- Chỗ đặt máy biến áp phải khô ráo, thoáng, ít bụi, xa nơi hóa chất và không có vật nặng đè lên máy

- Thường xuyên theo dõi nhiệt độ của máy, thấy hiện tượng lạ ngắt điện gấp để kiểm tra và

xử lý

- Chỉ được phép thay đổi nấc điện áp, lau chùi máy, tháo dỡ, di chuyển máy …khi đã ngắt nguồn điện vào máy

- Đầu vào và ra nên lắp các thiết bị bảo vệ

- Thường xuyên thử điện cho máy biến áp

Ti ết: 45

NH ỮNG HƯ HỎNG THƯỜNG GẶP VÀ CÁCH XỬ LÝ:

1 Ki ểm tra máy biến áp xác định hư hỏng

Máy biến áp làm việc không bình thường do các nguyên nhân sau :

- Bị chập mạch một số vòng dây, máy nóng, điện áp ra không đủ

- Chạm mát Nếu vỏ không nối đất

- Đứt dây, đứt cầu chì…

2 Nh ững hư hỏng thường gặp và biện pháp xử lý:

Bảng 4-6 trang 116 sách điện dân dụng của nhà xuất bản giáo dục năm 2002

- Máy không làm việc :

+ Cháy cầu chì : thay cầu chì khác

+ Sai điện áp : Cho điện áp U1 phải đúng

+ Đứt dây quấn : quấn lại dây

- Máy làm vi ệc nhưng bị nóng :

+ Quá tải : giảm tải

+ Chập mạch : dây quấn bị chập Quấn lại cuộn dây

- Máy làm vi ệc có tiếng ồn:

+ Các lá thép ép không chặt: Xiết lại các đai ốc ép chặt các lá thép

- Rò điện ra vỏ máy:

+ Chạm dây vào lõi thép Thay cách điện

+ Đầu dây ra cách điện kém, chạm vỏ, lõi thép Làm cách điện dây ra

+ Máy quá ẩm rò điện ra lõi thép Sấy cách điện

- Điện áp vượt quá mức, chuông không báo:

+ Tắcte hỏng Thay tắcte

+ Cuộn nam châm đứt hoặc khe hở lớn Kiểm tra, chỉnh hoặc quấn lại cuộn nam châm

- Máy cháy:

+ Công suất máy không đủ cấp cho tải Tháo máy, ghi số liệu, quấn lại dây quấn

Ti ết: 46, 47, 48

Bài: 15 Th ực hành: VẬN HÀNH KIỂM TRA MÁY BIẾN ÁP (3 tiết)

Ti ết: 46

HO ẠT ĐỘNG 1:

1 V ẽ sơ đồ nối dây để kiểm tra máy biến áp:

- Sơ đồ nối dây kiểm tra máy biến áp Hình 4.19 (sách điện dân dụng trang 112.)

vẽ hình sau đây:

HÌNH 4.19 - SƠ ĐỒ NỐI DÂY KIỂM TRA MÁY BIẾN ÁP

- Giải thích sơ đồ hình vẽ

Ti ết: 47

HO ẠT ĐỘNG 2:

2 Ki ểm tra các thông số của máy biến áp:

a Ki ểm tra điện áp định mức của máy biến áp:

- Nối dây theo sơ đồ mạch điện như hình vẽ

- Tiến hành kiểm tra điện áp định mức của từng nấc từ 250V đến 80V như sau:

+ Nấc 250V:

GV: Giải thích, làm mẫu theo từng bước của nội dung và hướng dẫn cụ thể cho hs quan sát thực hiện

- Bước 1: AP1 đóng, AP2 mở, chuyển mạch ở nấc 250V

- Bước 2: Điều chỉnh máy biến áp tự ngẫu, vôn kế chỉ 0V, đóng AP2

- Bước 3: Điều chỉnh máy biến áp tự ngẫu tăng điện áp đến 250V và theo dõi máy biến áp không có tiếng kêu lạ, dòng điện qua ampekế không quá (5->7) % Iđm

- Bước 4: Dùng vôn kế đo đầu điện áp thứ cấp UAX = 110v và UBX= 220V

Ghi vào bảng báo cáo thực hành

Tương tự :

* Kiểm tra điện áp định mức: Nấc 220V

* Kiểm tra điện áp định mức: Nấc 160V

* Kiểm tra điện áp định mức: Nấc 110V

* Kiểm tra điện áp định mức: Nấc 80V

Ti ết: 48

HOẠT ĐỘNG 3:

b Ki ểm tra dòng điện định mức của máy biến áp:

Cách 1:

Dùng bóng đèn, dây điện trở… làm phụ tải tương ứng để đồng hồ ampe kế chỉ bằng trị

số định mức, theo dõi sự tăng nhiệt của máy biến áp

Cách 2:

Dùng sơ đồ như trên kiểm tra ngắn mạch

- Bước 1: Ap1 đóng, Ap2 mở chuyển mạch để ở nấc nào đó, ví dụ 80V, dùng dây điện

nối ngắn mạch đầu BX

- Bước 2: Điều chỉnh máy biến áp tự ngẫu, vôn kế chỉ 0, đóng Ap2

- Bước 3: điều chỉnh máy biến áp tự ngẫu tăng điện áp từ từ đến khi ampe kế chỉ dòng điện khoảng 1,2 I1dm

Quan sát theo dõi sự phát nóng của máy biến áp bình thường là được

c Ki ểm tra công suất định mức của máy biến áp: :

- Sau khi kiểm tra dòng điện và điện áp ta tính được công suất định mức của máy biến áp GV: Cách tính công suất căn cứ vào U và I đã biết tính theo công thức P = U.I

Nh ận xét buổi thực hành:

GV: Đánh giá kết quả buổi thực hành của lớp Thao tác cần nhanh nhẹn khẩn trương, chính xác

Nhận xét, tổng kết và giải thích những thắc mắc của học sinh

GV: hướng dẫn hs làm vệ sinh nưi công tác