Điện áp Dây quấn Ký hiệu đầu dây Ký hiệu cuối dây Trung tính Với máy biến áp ba pha, các đại lượng định mức ghi trên nhãn máy biến áp có khác so với máy biến áp một pha.. Tổ nối dây máy
MÁY BIẾN ÁP 3 PHA & MBA ĐẶC BIỆT
Các máy biến áp đặc biệt 21
Bài 2 Máy điện không đồng bộ 70 7 60 3
TT Tên các bài trong mô đun
Thực hành, thí nghiệm, thảo luận, bài tập
2.1 Mở rộng sơ đồ dây quấn động cơ không đồng bộ 3 pha
2.2 Xác định cực tính động cơ ba pha hai tốc độ 9 đầu ra và 12 đầu ra
2.3 Đấu động cơ 3 pha về 1 pha
Bài 3 Tính toán dây quấn máy điện
KĐB khi không còn số liệu cũ
3.1 Tính số liệu dây quấn máy điện
3.2 Tính số liệu dây quấn máy điện
4 Bài 4 Máy điện đồng bộ
4.1 Sự làm việc song song của máy phát điện đồng bộ
4.2 Động cơ và máy bù đồng bộ
4.3 Đấu dây, vận hành máy phát đồng bộ
5 Bài 5 Máy điện một chiều
5.1 Dây quấn phần ứng máy điện một chiều
5.2 Đấu động cơ 1 chiều kích từ độc lập
5.3 Đấu động cơ một chiều tự kích từ
5.4 Sửa chữa động cơ điện một chiều
Bài 1 MÁY BIẾN ÁP 3 PHA VÀ MBA ĐẶC BIỆT 1.1 Máy biến áp 3 pha Để biến đổi điện áp trong hệ thống mạch điện xoay chiều ba pha, người ta sử dụng máy biến áp ba pha.
1.1.1 Cấu tạo của máy biến áp ba pha.
Gồm nhiều lá thép kỹ thuật điện ghép lại Dựa vào quan hệ của các mạch từ giữa các pha, mạch từ được chia làm 2 dạng:
Máy biến áp ba pha được tạo thành từ ba máy biến áp một pha ghép lại, phù hợp với cấu tạo đã trình bày trước đó Loại máy biến áp ba pha này sử dụng mạch từ độc lập cho từng pha, đảm bảo hiệu quả hoạt động ổn định và tối ưu.
Hình 2-21 Máy biến áp ba pha mạch từ riêng.
Máy biến áp ba pha có mạch từ khép kín và liên quan, là loại thiết bị gồm ba trụ và dây quấn trên mỗi trụ (hình 2-22), đảm bảo hiệu suất truyền tải điện năng hiệu quả trong hệ thống điện ba pha.
Hình 2-22 Máy biến áp ba pha mạch từ chung.
Trên mỗi trụ của lõi thép được quấn cuộn sơ cấp và thứ cấp Nguyên liệu sử dụng làm dây quấn thường bằng đồng hoặc nhôm
Các đầu đầu và đầu cuối của ba pha cần được chọn thống nhất để đảm bảo tính đối xứng của điện áp dây lấy ra Việc thống nhất này là rất quan trọng để tránh mất cân bằng trong hệ thống điện Để đơn giản và thuận tiện trong quá trình đấu nối, người ta đã quy ước ký hiệu dây quấn của máy biến áp theo một hệ thống chuẩn Hướng dẫn này giúp đảm bảo quá trình lắp đặt và vận hành máy biến áp diễn ra dễ dàng, an toàn và hiệu quả hơn.
Hình 2-23 trình bày cách quy ước các đầu của dây quấn trong hệ thống điện Hình 2-24 thể hiện điện áp dây không và điện áp của đầu cuối dây quấn ba pha trong trạng thái đối xứng, kể cả khi ký hiệu ngược hoặc dấu ngược của một pha Các ký hiệu đầu dây, cuối dây và trung tính được quy định rõ ràng để đảm bảo hiểu quả trong phân phối và lắp đặt hệ thống điện ba pha.
Với máy biến áp ba pha, các đại lượng định mức ghi trên nhãn máy biến áp có khác so với máy biến áp một pha Cụ thể:
+ Điện áp định mức: U1đm, U2đm là điện áp dây định mức
+ Dòng điện định mức: I1đm, I2đm là dòng điện dây định mức
+ Sđm là công suất toàn phần của cả ba pha
+ Un% là điện áp dây ngắn mạch tính theo phần trăm
+ P0, Pn là công suất tổn hao không tải và ngắn mạch cho cả ba pha
Nhưng điện trở, điện kháng, tổng trở chỉ ký hiệu cho một pha
1.1.2 Các kiểu đấu dây của máy biến áp ba pha.
Dây quấn sơ cấp và thứ cấp có thể nối theo hình sao (Y) hoặc hình tam giác (Δ)
1 Đấu hình sao (Y): Đấu ba đầu cuối X, Y, Z lại với nhau
Hình 2-25 Đấu sao (Y) Hình 2-26 Đấu tam giác (Δ)
2 Đấu hình tam giác (Δ): Đấu điểm đầu của pha này với điểm cuối của pha kia (hình 2-26)
3 Đấu zíc – zắc (Z): Mỗi pha dây quấn máy biến áp gồm hai nữa cuộn dây trên hai trụ khác nhau mắc nối tiếp và đấu ngược chiều nhau (hình 2-27) Kiểu dây này ít dùng vì tốn đồng nhiều hơn, loại này chủ yếu gặp nhiều trong máy biến áp dùng cho thiết bị chỉnh lưu
1.1.3 Tổ nối dâycủa máy biến áp ba pha.
Tổ nối dây máy biến áp được hình thành dựa trên sự phối hợp giữa kiểu dây quấn sơ cấp và kiểu dây quấn thứ cấp, thể hiện qua góc lệch pha giữa sức điện động của chúng Góc lệch pha này phụ thuộc vào các yếu tố như cấu hình dây quấn, tần số hoạt động và đặc tính của dây dẫn, ảnh hưởng đến hiệu quả truyền tải năng lượng của máy biến áp Hiểu rõ về góc lệch pha giúp tối ưu hóa thiết kế và vận hành máy biến áp, đảm bảo hiệu suất cao và ổn định.
+ Cách ký hiệu các đầu dây ra;
+ Kiểu nối dây quấn sơ cấp và thứ cấp
Hình 2-28 Sơ đồ nối dây máy biến áp ba pha.
Xét máy biến áp một pha hai dây quấn (hình 2-29); sơ cấp: AX; thứ cấp: ax
Các trường hợp xảy ra trong quy trình quấn dâymáy trở gồm có: (a) Hai dây quấn cùng chiều và ký hiệu tương ứng, như hình 2-29a; (b) Hai dây quấn ngược chiều, thể hiện qua hình 2-29b; (c) Đổi chiều ký hiệu của một trong hai dây quấn, như trình bày trong hình 2-29c.
Tổ nối dây máy biến áp một pha: kể từ véctơ sức điện động sơ cấp đến véctơ sức điện động thứ cấp theo chiều kim đồng hồ
Hình 2-29 Tổ nối dây của máy biến áp một pha.
Tổ nối dây máy biến áp ba pha có vai trò quan trọng trong việc xác định mối quan hệ giữa các dây quấn sơ cấp và thứ cấp Trong các phương pháp nối sao (Y) và tam giác (Δ), thứ tự của các dây dẫn ảnh hưởng đến độ lệch góc của sức điện động, thường là 30°, 60°, 90°, đến 360° Việc chọn đúng tổ nối dây không chỉ giúp duy trì hiệu suất hoạt động của máy biến áp mà còn đảm bảo an toàn và ổn định cho hệ thống truyền tải điện Hiểu rõ nguyên tắc và đặc điểm của các tổ nối dây là yếu tố then chốt trong thiết kế và vận hành các máy biến áp ba pha hiện nay.
502 Bad GatewayUnable to reach the origin service The service may be down or it may not be responding to traffic from cloudflared
+ Kim dài cố định ở con số 12, chỉ sức điện độngsơ cấp.
+ Kim ngắn chỉ 1, 2, 3, …, 12 ứng 30 0 , 60 0 , 90 0 ,…, 360 0 chỉ sức điện động thứ cấp
Trường hợp máy biến áp một pha:
Trường hợp máy biến áp ba pha:
+ Máy biến áp ba pha nối Y/Y:
502 Bad GatewayUnable to reach the origin service The service may be down or it may not be responding to traffic from cloudflared
+ Máy biến áp ba pha nối Y/Δ:
Ví dụ 2 minh họa về một máy biến áp ba pha có dây quấn sơ cấp nối hình sao và dây quấn thứ cấp nối hình tam giác, đảm bảo cùng chiều dây quấn và sử dụng ký hiệu các đầu dây phù hợp Sự lựa chọn phương pháp kết nối này ảnh hưởng đến hiệu suất hoạt động của máy biến áp, giúp tối ưu hóa truyền tải điện năng Nắm rõ cấu hình nối dây của máy biến áp là yếu tố quan trọng để đảm bảo hệ thống truyền tải điện an toàn và ổn định.
Hình 2-30 Phương pháp ký hiệu tổ nối dây bằng kim đồng hồ.
Máy biến áp tổ nối dây 11 ký hiệu là Y/Δ-11, có 13 vectơ sức điện động pha giữa hai dây quấn hoàn toàn trùng nhau và góc lệch pha giữa hai điện áp dây bằng 330° Khi giữ nguyên dây quấn sơ cấp và dịch ký hiệu dây quấn thứ cấp từ a→b, b→c, c→a, ta có tổ nối dây Y/Δ-3, sau đó dịch tiếp một lần nữa để có tổ nối dây Y/Δ-7 Nếu đổi chiều dây quấn thứ cấp, ta nhận được các tổ nối dây Y/Δ-5, 9, 1 Như vậy, khi máy biến áp kết nối theo dạng Y/Δ, tổ nối dây luôn là dạng lẻ.
1.1.4 Sự làm việc song song của máy biến áp 3 pha
Khi công suất của phụ tải tăng lên, cần lắp đặt thêm máy biến áp mới nối song song với máy đang hoạt động để nâng cao hiệu quả kinh tế của hệ thống điện Việc làm việc song song giúp công suất lưới điện lớn hơn nhiều so với công suất của từng máy, đảm bảo cung cấp điện liên tục và thuận tiện cho việc bảo dưỡng, sửa chữa định kỳ Khi phụ tải giảm, có thể tắt bớt một máy biến áp để các máy còn lại hoạt động ở tải trọng tối ưu, từ đó nâng cao hiệu suất và hệ số công suất của hệ thống điện.
Máy biến áp hoạt động tốt nhất khi điện áp thứ cấp của chúng bằng nhau về trị số và đồng bộ về góc pha, đảm bảo hiệu quả truyền tải năng lượng Ngoài ra, tải cần được phân phối theo tỷ lệ công suất của các máy biến áp để tối ưu hóa hoạt động hệ thống Điều này giúp duy trì ổn định điện áp và đảm bảo cung cấp nguồn điện liên tục, an toàn Việc lựa chọn máy biến áp phù hợp dựa trên các yếu tố này là rất quan trọng để đảm bảo sự vận hành trơn tru và hiệu quả của hệ thống điện.
MÁY ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ
Mở rộng sơ đồ dây quấn động cơ không đồng bộ
Xác định cực tính động cơ 3 pha hai tốc độ 9 đầu ra và 12 đầu ra 36
hai tốc độ 9 đầu ra và 12 đầu ra
Đấu động cơ 3 pha về 1 pha
TÍNH TOÁN DÂY QUẤN MÁY ĐIỆN KĐB KHI KHÔNG CÒN SỐ LIỆU CŨ42 3.1 Tính số liệu dây quấn máy điện KĐB 3 pha
Tính số liệu dây quấn máy điện KĐB 3 pha hai tốc độ
4 Bài 4 Máy điện đồng bộ
4.1 Sự làm việc song song của máy phát điện đồng bộ
4.2 Động cơ và máy bù đồng bộ
4.3 Đấu dây, vận hành máy phát đồng bộ
5 Bài 5 Máy điện một chiều
5.1 Dây quấn phần ứng máy điện một chiều
5.2 Đấu động cơ 1 chiều kích từ độc lập
5.3 Đấu động cơ một chiều tự kích từ
5.4 Sửa chữa động cơ điện một chiều
Bài 1 MÁY BIẾN ÁP 3 PHA VÀ MBA ĐẶC BIỆT 1.1 Máy biến áp 3 pha Để biến đổi điện áp trong hệ thống mạch điện xoay chiều ba pha, người ta sử dụng máy biến áp ba pha.
1.1.1 Cấu tạo của máy biến áp ba pha.
Gồm nhiều lá thép kỹ thuật điện ghép lại Dựa vào quan hệ của các mạch từ giữa các pha, mạch từ được chia làm 2 dạng:
Máy biến áp ba pha được tạo thành bằng cách ghép ba máy biến áp một pha, theo cấu tạo đã trình bày Loại máy biến áp ba pha này thường có mạch từ độc lập cho từng pha, nhằm đảm bảo hiệu suất hoạt động tối ưu và độ bền cao Đặc điểm nổi bật của máy biến áp ba pha khối này là khả năng truyền tải công suất lớn và phù hợp cho các hệ thống điện năng lớn, được ứng dụng rộng rãi trong các nhà máy và hệ thống truyền tải điện.
Hình 2-21 Máy biến áp ba pha mạch từ riêng.
Máy biến áp ba pha có mạch từ khép kín, trong đó mạch từ liên quan chặt chẽ để đảm bảo hiệu quả truyền tải điện năng cao Loại này gồm ba trụ và dây quấn trên từng trụ, tạo thành hệ thống đồng bộ và ổn định, phù hợp cho các ứng dụng công nghiệp và truyền tải điện năng lớn.
Hình 2-22 Máy biến áp ba pha mạch từ chung.
Trên mỗi trụ của lõi thép được quấn cuộn sơ cấp và thứ cấp Nguyên liệu sử dụng làm dây quấn thường bằng đồng hoặc nhôm
Trong hệ thống điện ba pha, các đầu đầu và đầu cuối của các pha phải được lựa chọn một cách thống nhất để đảm bảo tính đối xứng của điện áp Việc này rất quan trọng để duy trì hiệu suất và an toàn của hệ thống Để đơn giản hóa quá trình đấu nối, người ta thường quy ước ký hiệu dây quấn của máy biến áp, giúp dễ dàng nhận biết và thực hiện các bước lắp đặt đúng kỹ thuật.
Hình 2-23 trình bày cách quy ước các đầu của dây quấn, giúp hiểu rõ hơn về cấu trúc của hệ thống điện Hình 2-24 mô tả cách đo điện áp dây không và điện áp đầu cuối của dây quấn ba pha, đặc biệt khi ký hiệu ngược hoặc dấu ngược một pha, đảm bảo chính xác trong quá trình lắp đặt và sửa chữa hệ thống điện Việc xác định điện áp dây quấn, ký hiệu đầu dây, cuối dây và trung tính là quan trọng để duy trì sự ổn định và an toàn của hệ thống điện ba pha.
Với máy biến áp ba pha, các đại lượng định mức ghi trên nhãn máy biến áp có khác so với máy biến áp một pha Cụ thể:
+ Điện áp định mức: U1đm, U2đm là điện áp dây định mức
+ Dòng điện định mức: I1đm, I2đm là dòng điện dây định mức
+ Sđm là công suất toàn phần của cả ba pha
+ Un% là điện áp dây ngắn mạch tính theo phần trăm
+ P0, Pn là công suất tổn hao không tải và ngắn mạch cho cả ba pha
Nhưng điện trở, điện kháng, tổng trở chỉ ký hiệu cho một pha
1.1.2 Các kiểu đấu dây của máy biến áp ba pha.
Dây quấn sơ cấp và thứ cấp có thể nối theo hình sao (Y) hoặc hình tam giác (Δ)
1 Đấu hình sao (Y): Đấu ba đầu cuối X, Y, Z lại với nhau
Hình 2-25 Đấu sao (Y) Hình 2-26 Đấu tam giác (Δ)
2 Đấu hình tam giác (Δ): Đấu điểm đầu của pha này với điểm cuối của pha kia (hình 2-26)
3 Đấu zíc – zắc (Z): Mỗi pha dây quấn máy biến áp gồm hai nữa cuộn dây trên hai trụ khác nhau mắc nối tiếp và đấu ngược chiều nhau (hình 2-27) Kiểu dây này ít dùng vì tốn đồng nhiều hơn, loại này chủ yếu gặp nhiều trong máy biến áp dùng cho thiết bị chỉnh lưu
1.1.3 Tổ nối dâycủa máy biến áp ba pha.
Tổ nối dây máy biến áp hình thành dựa trên sự phối hợp giữa kiểu dây quấn sơ cấp và kiểu dây quấn thứ cấp Độ lệch pha giữa sức điện động của dây quấn sơ cấp và dây quấn thứ cấp thể hiện rõ qua góc lệch pha, giúp xác định mối liên hệ giữa hai mạch Góc lệch pha này phụ thuộc vào nhiều yếu tố, ảnh hưởng đến hoạt động và hiệu suất của máy biến áp Hiểu rõ về sự phối hợp kiểu dây quấn và góc lệch pha giúp tối ưu hóa thiết kế và vận hành của máy biến áp trong hệ thống điện.
+ Cách ký hiệu các đầu dây ra;
+ Kiểu nối dây quấn sơ cấp và thứ cấp
Hình 2-28 Sơ đồ nối dây máy biến áp ba pha.
Xét máy biến áp một pha hai dây quấn (hình 2-29); sơ cấp: AX; thứ cấp: ax
Các trường hợp xảy ra trong sơ đồ quấn dây của máy biến áp gồm có: một là hai dây quấn cùng chiều và có ký hiệu tương ứng (hình 2-29a), hai là hai dây quấn ngược chiều nhau (hình 2-29b), và ba là đổi chiều ký hiệu của một trong hai dây quấn (hình 2-29c).
Tổ nối dây máy biến áp một pha: kể từ véctơ sức điện động sơ cấp đến véctơ sức điện động thứ cấp theo chiều kim đồng hồ
Hình 2-29 Tổ nối dây của máy biến áp một pha.
Tổ nối dây máy biến áp ba pha có thể là sao (Y) hoặc tam giác (Δ), với các thứ tự khác nhau trong cách kết nối, ảnh hưởng đến độ lệch pha của sức điện động Sức điện động của dây quấn sơ cấp và dây quấn thứ cấp thường có các góc lệch 30°, 60°, 90°, , 360° tùy thuộc vào kiểu kết nối và thứ tự của tổ nối dây Hiểu rõ cách nối dây này giúp xác định chính xác các đặc tính kỹ thuật của máy biến áp và đảm bảo hoạt động ổn định, an toàn trong hệ thống điện.
Trong thực tế, độ không được sử dụng để chỉ góc lệch pha mà thay vào đó, người ta sử dụng kim đồng hồ (hình 2-30) để biểu thị và gọi tên tổ nối dây của máy biến áp Phương pháp biểu thị này giúp dễ dàng xác định và phân biệt các loại tổ nối dây của máy biến áp một cách chính xác và dễ hiểu hơn trong các bước kiểm tra, vận hành và bảo trì thiết bị.
+ Kim dài cố định ở con số 12, chỉ sức điện độngsơ cấp.
+ Kim ngắn chỉ 1, 2, 3, …, 12 ứng 30 0 , 60 0 , 90 0 ,…, 360 0 chỉ sức điện động thứ cấp
Trường hợp máy biến áp một pha:
Trường hợp máy biến áp ba pha:
+ Máy biến áp ba pha nối Y/Y:
Ví dụ 1: Một máy biến áp ba pha có dây quấn sơ cấp và dây quấn thứ cấp nối hình sao, cùng chiều dây quấn và ký hiệu các đầu dây, thì vectơ sức điện động pha giữa hai dây quấn hoàn toàn trùng nhau và góc lệch pha giữa hai điện áp dây bằng 0 hoặc 360 độ Máy biến áp tổ nối dây Y/Y, ký hiệu là Y/Y-12 hoặc Y/Y-0, cho phép nguyên dây quấn sơ cấp và dịch ký hiệu dây quấn thứ cấp để xác định các tổ nối dây như Y/Y-4, Y/Y-8, hoặc đổi chiều dây quấn thứ cấp để có các tổ nối dây như Y/Y-6, Y/Y-10, Y/Y-2 Khi nối dây Y/Y, máy biến áp có tổ nối dây chẵn, phù hợp với cấu hình nối dây hình sao trong hệ thống điện.
+ Máy biến áp ba pha nối Y/Δ:
Ví dụ 2 minh họa về một máy biến áp ba pha có dây quấn sơ cấp kết nối hình sao và dây quấn thứ cấp kết nối hình tam giác, cùng chiều dây quấn và có ký hiệu các đầu dây giống nhau Đây là cấu hình phổ biến trong hệ thống truyền tải điện năng, giúp tối ưu hóa hiệu suất và đảm bảo sự ổn định của hệ thống điện Việc hiểu rõ cách kết nối này là yếu tố quan trọng để đảm bảo an toàn và vận hành hiệu quả của máy biến áp trong thực tế.
Hình 2-30 Phương pháp ký hiệu tổ nối dây bằng kim đồng hồ.
Máy biến áp tổ nối dây 11 có ký hiệu Y/Δ-11, trong đó các pha của dây quấn thứ cấp đã được dịch sang các ký hiệu mới như a→b, b→c, c→a Khi thay đổi ký hiệu dây quấn sơ cấp về nguyên trạng, tổ nối dây của máy biến áp sẽ chuyển sang các trạng thái như Y/Δ-3, Y/Δ-7, Y/Δ-5, 9, 1, cho thấy rằng khi kết nối theo phương pháp Y/Δ, máy có tổ nối dây lẻ Trong quá trình vận hành, các vectơ sức điện động pha giữa hai dây quấn trùng nhau và góc lệch pha giữa hai điện áp dây là 330 độ.
1.1.4 Sự làm việc song song của máy biến áp 3 pha
Khi công suất của phụ tải tăng, cần lắp đặt thêm máy biến áp mới song song với máy hiện tại để mở rộng khả năng cấp điện Việc vận hành song song các máy biến áp giúp tăng công suất lưới điện, nâng cao hiệu quả kinh tế và đảm bảo cung cấp điện liên tục Đồng thời, hệ thống dễ dàng thực hiện bảo dưỡng và sửa chữa định kỳ cho các máy biến áp mà không làm gián đoạn nguồn điện Khi phụ tải giảm, có thể tạm nghỉ một máy biến áp để các máy còn lại hoạt động ở tải định mức, giúp nâng cao hiệu suất và hệ số công suất của hệ thống điện.
Máy biến áp hoạt động song song hiệu quả nhất khi điện áp thứ cấp của chúng bằng nhau về trị số và đồng bộ về góc pha Ngoài ra, để đảm bảo hoạt động ổn định, tải của các máy biến áp cần được phân phối theo tỷ lệ công suất tương đồng Điều này giúp tránh quá tải và tăng tuổi thọ cho hệ thống truyền tải điện.