Thiet ke may bien ap dien luc 3 pha ngam dau 1 203580

Khi điện đã đợc sản xuất ra thì phảitruyền tải điện năng tới nơi tiêu thụ, trong quá trìnhtruyền tải điện năng đó thì không thể thiếu đợc các máybiến áp điện lực dùng để tăng và giảm điệ

Lời mở đầu húng ta đang sống trong thời đại với sự phát triểnkhông ngừng của khoa học kĩ thuật, một thời đại mà sựnghiệp công nghiệp hóa hiện đại hóa đợc đặt lên hàng

đầu

Nói đến công nghiệp hóa, hiện đại hóa thì không thểtách rời đợc ngành điện, ngành điện đóng một vai tròmấu chốt trong quá trình đó

Trong ngành điện thì công việc thiết kế máy điện làmột khâu vô cùng quan trọng, nhờ có các kĩ s thiết kế máy

điện mà các máy phát điện mới đợc ra đời cung cấp chocác nhà máy điện Khi điện đã đợc sản xuất ra thì phảitruyền tải điện năng tới nơi tiêu thụ, trong quá trìnhtruyền tải điện năng đó thì không thể thiếu đợc các máybiến áp điện lực dùng để tăng và giảm điện áp lới sao chophù hợp nhất đối với việc tăng điện áp lên cao để tránhtổn thất điện năng khi truyền tải cũng nh giảm điện ápcho phù hợp với nơi tiêu thụ

Vì lí do đó mà máy biến áp điện lực (MBAĐL) là một

bộ phận rất quan trọng trong hệ thống điện MBAĐL ngâmdầu là loại máy đợc sử dụng rất phổ biến hiện nay donhững u điểm vợt trội của loại máy này có đợc Nhờ đó mà

không ngừng đợc cải tiến sao cho phục vụ nhu cầu của

ng-ời sử dụng đơc tốt nhất

Bằng tất cả cố gắng của mình ,với những kiến thứcnhận đợc từ thầy cô và sự hớng dẫn tận tình của thầy giáoNguyễn Đức Sỹ ,mà tôi đã làm nên bài thiết kế tốt nghiệpnày

Nhiệm vụ thiết kế tốt nghiệp của tôi là:

thiết kế máy biến áp điện lực ba pha ngâm dầu

Bài thiết kế tốt nghiệp của tôi gồm 2 phần:

 Phần 1 : Tổng quan về máy biến áp.

Để dẫn điện từ các trạm phát điện đến hộ tiêu thụ

cần phải có đờng dây tải điện (Hình 1.1) Nếu khoảng

cách giữa nơi sản xuất điện và nơi tiêu thụ điện lớn, một

vấn đề rất lớn đặt ra và cần đợc giải quyết là việc

truyền tải điện năng đi xa làm sao cho kinh tế nhất và

đảm bảo đợc các chỉ tiêu kĩ thuật

Hình 1.1 Sơ đồ mạng truyền tải điện đơn giản

Nh ta đã biết, cùng một công suất truyền tải trên ờng dây, nếu điện áp đợc tăng cao thì dòng điện chạytrên đờng dây sẽ giảm xuống, nh vậy có thể làm tiếtdiện dây nhỏ đi, do đó trọng lợng và chi phí dây dẫn sẽgiảm xuống, đồng thời tổn hao năng lợng trên đờng dâycũng sẽ giảm xuống Vì thế, muốn truyền tải công suấtlớn đi xa, ít tổn hao và tiết kiệm kim loại mầu trên đờngdây ngời ta phải dùng điện áp cao,dẫn điện bằng các đ-ờng dây cao thế, thờng là 35,110,220 và 500 KV Trênthực tế, các máy phát điện thờng không phát ra những

đ-điện áp nh vậy vì lí do an toàn, mà chỉ phát ra đ-điện áp

từ 3 đến 21KV, do đó phải có thiết bị để tăng điện áp

đầu đờng dây lên Mặt khác các hộ tiêu thụ thờng chỉ

sử dụng điện áp thấp từ 127V, 500V hay cùng lắm đến6KV, do đó trớc khi sử dung điện năng ở đây cần phải

có thiết bị giảm điện áp xuống Những thiết bị dùng đểtăng điện áp ra của máy phát điện tức đầu đờng dâydẫn và những thiết bị giảm điện áp trớc khi đến hộ tiêuthụ gọi là các máy biến áp (MBA)

Thực ra trong hệ thống điện lực, muốn truyền tải vàphân phối công suất từ nhà máy điện đến tận các hộtiêu thụ một cách hợp lí, thờng phải qua ba, bốn lần tăng

và giảm điện áp nh vậy Do đó tổng công suất của cácMBA trong hệ thống điện lực thờng gấp ba, bốn lần công

suất của trạm phát điện Những MBA dùng trong hệ thống

điện lực gọi là MBA điện lực hay MBA công suất Từ đó

ta cũng thấy rõ, MBA chỉ làm nhiệm vụ truyền tải hoặcphân phối năng lợng chứ không chuyển hóa năng lợng.Ngày nay khuynh hớng phát triển của MBA điện lực làthiết kế chế tạo những MBA có dung lợng thật lớn, điện

áp thật cao, dùng nguyên liệu mới chế tạo để giảm trọng ợng và kích thớc máy

l-Nớc ta hiện nay ngành chế tạo MBA đã thực sự có mộtchỗ đứng trong việc đáp ứng phục vụ cho công cuộccông nghiệp hiện đại hóa nớc nhà Hiện nay chúng ta đãsản xuất đợc những MBA có dung lợng 63000KVA với điện

áp 110KV

1.2 Định nghĩa máy biến áp

Máy biến áp là một thiết bị điện từ đứng yên, làmviệc dựa trên nguyên lí cảm ứng điện từ, biến đổi một

hệ thống dòng điện xoay chiều ở điện áp này thànhmột hệ thống dòng điện xoay chiều ở điện áp khác, vớitần số không thay đổi Kí hiệu một MBA đơn giản nhhình 1.2

Hình 1.2 Kí hiệu MBA

Đầu vào của MBA đợc nối với nguồn điện ,đợc gọi là sơcấp (SC).Đầu ra của MBA đợc nối với tải gọi là thứ cấp (TC)Khi điện áp đầu ra TC lớn hơn điện áp vào SC ta cóMBA tăng áp

Khi điện áp đầu ra TC nhỏ hơn điện áp vào SC ta cóMBA hạ áp

Các đại lợng và thông số của đầu sơ cấp

+ U1 : Điện áp sơ cấp + I1 : Dòng điện qua cuộn sơ cấp + P1 : Công suất sơ cấp

+ W1 : Số vòng dây cuộn sơ cấp Các đại lợng và thông số của đầu thứ cấp

+ U2 : Điện áp thứ cấp + I2 : Dòng điện qua cuộn thứ cấp + P2 : Công suất thứ cấp

+ W2 : Số vòng dây cuộn thứ cấp

1.3 Các l ợng định mức

Các lợng định mức của MBA do mỗi nhà chế tạo qui

định sao cho phù hợp với từng loại máy

Có 3 đại lợng định mức cơ bản của MBA

a Điện áp định mức

Điện áp sơ cấp định mức kí hiệu U1đm ,là điện áp qui

định cho dây quấn sơ cấp

Điện áp thứ cấp định mức kí hiệu U2đm ,là điện áp giữa các cực của dây quấn sơ cấp Khi dây quấn thứ cấp

hở mạch và điện áp đặt vào dây quấn sơ cấp là định mức ,ngời ta qui ớc với MBA 1 pha điện áp định mức là

điện áp pha ,với MBA 3 pha là điện áp dây Đơn vị của

điện áp ghi trên nhãn máy thờng là KV

Đối với MBA 1 pha công suất định mức là :

1.4 Công dụng của MBA

MBA đã và đang đợc sử dụng rộng rãi trong đời

sống ,phục vụ chúng ta trong việc sử dụng điện năng vào các mục đích khác nhau nh

+ Trong các thiết bị lò nung có MBA lò

+ Trong hàn điện có MBA hàn

+ Làm nguồn cho các thiết bị điện ,thiết bị điện tửcông suất

+ Trong lĩnh vực đo lờng (Máy biến dòng ,Máy biến

điện áp…)

+ Máy biến áp thử nghiêm

+ Và đặc biệt quan trọng là MBA điện lực đợc sử dụng trong hệ thống điện

Trong hệ thống điện MBA có vai trò vô cùng quan trọng , dùng để truyền tải và phân phối điện năng ,vì

các nhà máy điện công suất lớn thờng ở xa các trung tâm tiêu thụ điện (Các khu công nghiệp và các hộ tiêu thụ…)vì thế cần phải xây dựng các hệ thống truyền tải điện năng

Điện áp do nhà máy phát ra thờng là :

6.3;10.5;15.75;38.5 KV.Để nâng cao khả năng truyền tải

và giảm tổn hao công suất trên đờng dây phải giảm dòng điện chạy trên đờng dây ,bằng cách nâng cao

điện áp truyền ,vì vậy ở đầu đờng dây cần lắp đặt MBA tăng áp 110 KV ;220KV ;500 KV v v.và ở cuối đờng dây cần đặt MBA hạ áp để cung cấp điện cho nơi tiêuthụ ,thờng là 127V đến 500V và các động cơ công suấtlớn thờng là 3 đến 6KV

1.5 Cấu tạo của máy biến áp

Máy biến áp có 2 bộ phận chính đó là : Lõi sắt và Dây quấn Ngoài ra còn có các bộ phận khác nh vỏ máy và hệ thống làm mát

1.5.1 Lõi sắt máy biến áp

Lõi sắt máy biến áp dùng để dẫn từ thông chính của máy, đợc chế tạo từ những vật liệu dẫn từ tốt nh thép lá kĩ thuật điện Ngày nay loại tôn cán lạnh đợc sử dụng chủ yếu trong công nghệ chế tạo lõi sắt, do tôn cán lạnh là loại tôn có

dẫn từ định hớng, do đó suất tổn hao giảm 2 đến 2,5 lần

so với tôn cán nóng Độ từ thẩm thay đổi rất ít theo thời gian, dùng tôn cán lạnh cho phép tăng cờng độ từ cảm trong lõi sắt lên tới 1,6 đến 1,65 T (Tesla), trong khi đó tôn cán nóng chỉ tăng đợc từ 1,3 đến 1,45T từ đó giảm đợc tổn hao trong máy, dẫn đến giảm đợc trọng lợng kích thớc máy,

đặc biệt là rút bớt đáng kể chiều cao của MBA, rất thuận tiện cho việc chuyên trở Tuy nhiên tôn cán lạnh giá thành có

đắt hơn, nhng do việc giảm đợc tổn hao và trọng lợng máynên ngời ta tính rằng những MBA đợc chế tạo bằng loại tôn này trong vận hành vẫn kinh tế hơn MBA đợc làm bằng tôn cán nóng

Hiện nay ở các nớc, tất cả các MBA điện lực đều đợc thiết kế bởi tôn các lạnh, (nh các loại tôn cán lạnh của Nga, Nhật, Mỹ, CHLB Đức…v v)

Lõi sắt gồm 2 bộ phận chính đó là trụ(T) và gông(G) Trụ là nơi để đặt dây quấn

Gông là phần khép kín mạch từ giữa các trụ.

Trụ và gông tạo thành mạch từ khép kín

Lá thép kĩ thuật điện đợc sử dụng thờng có độ dày từ(0,30 tới 0,5)mm hai mặt đợc sơn cách điện

Hình 1.3: Kết cấu mạch từ kiểu trụ

a Một pha; b Ba pha;

Trong MBA dầu thì toàn bộ lõi sắt và dây quấn đều

đợc ngâm trong dầu biến áp

Theo sự phân bố sắp xếp tơng đối giữa trụ gông và dây quấn mà ta có các loại lõi sắt nh sau :

a.Lõi sắt kiểu trụ:

Dây quấn ôm lấy trụ sắt, gông từ chỉ giáp phía trên vàphía dới dây quấn mà không bao lấy mặt ngoài của dây quấn, trụ sắt thờng bố trí đứng, tiết diện trụ có dạng gần hình tròn, kết cấu này đơn giản, làm việc bảo đảm, dùng

ít vật liệu, vì vậy hiện nay hầu hết các MBA điện lực đều

sử dụng kiểu lõi sắt này(Hình 1.3)

b.Lõi sắt kiểu bọc:

Kiểu này gông từ không những bao lấy phần trên vàphần dới dây quấn mà còn bao cả mặt bên của dây quấn.Lõi sắt nh bọc lấy dây quấn, trụ thờng để nằm ngang, tiếtdiện trụ có dạng hình chữ nhật MBA loại này có u điểm làkhông cao nên vận chuyển dễ dàng, giảm đợc chiều dài củadây dẫn từ dây quấn đến sứ ra, chống sét tốt vì dùngdây quấn sen kẽ nên điện dung dây quấn Cdq lớn, điệndung đối với đất Cđ nhỏ nên sự phân bố điện áp sét trêndây quấn đều hơn nhng kiểu lõi sắt này có nhợc điểm làchế tạo phức tạp cả lõi sắt và dây quấn, các lá thép kĩthuật điện nhiều loại kích thớc khác nhau khi dây quấnquấn thành ống tiết diện tròn, trong trờng hợp dây quấnquấn thành ống chữ nhật thì độ bền về cơ kém vì cáclực cơ tác dụng lên dây quấn không đều, tốn nguyên vậtliệu Lõi sắt loại này thờng đợc sử dụng chế tạo cho các MBA

lò điện (Hình 1.4)

Hình 1.4 Kết cấu mạch từ kiểu bọc.

a Một pha ; b Ba pha ;

c.Lõi sắt kiểu trụ – bọc ( Hình 1.5):

Là kiểu lõi sắt có sự liên hệ giữa kiểu trụ và kiểu bọc.Kiểu này hay dùng trong các MBA một pha hay ba pha vớicông suất lớn (hơn 100000KVA /1 pha)và để giảm bớt chiềucao của trụ ta có thể san gông sang hai bên

Đối với MBA có lõi sắt kiểu bọc và kiểu trụ – bọc thì haitrụ sắt phía ngoài cũng thuộc về gông Để giảm tổn hao dodòng điện xoáy gây nên, lõi sắt đợc ghép từ những lá thép

kĩ thuật điện có độ dày 0,35mm có phủ sơn cách điệntrên bề mặt

Hình 1.5 Mạch từ kiểu trụ –bọc

1 :Trụ ;2 :Gông ;3 :Dây quấn

Các kiểu ghép trụ và gông với nhau: Theo các phơngpháp ghép trụ và gông vào nhau ta có thể chia lõi sắt thành

2 kiểu đó là lõi ghép nối và ghép xen kẽ

*Ghép nối: là kiểu ghép mà gông và trụ ghép riêng

sau đó đợc đem nối với nhau nhờ những xà và bulong ép( hình 1.6a) kiểu ghép này ghép đơn giản nhng khe hởkhông khí giữa trụ và gông lớn nên tổn hao và dòng điệnkhông tải lớn, vì thế mà kiểu này ít đợc sử dụng

*Ghép xen kẽ: là từng lớp lá thép của trụ và gông lần lợt

đặt xen kẽ ( hình 1.6b) sau đó dùng xà ép và bulong épchặt Muốn lồng dây vào thì dở hết phần gông trên ra, chodây quấn đã đợc quấn trên ống bakelit lồng vào trụ, trụ đợc

nêm chặt với ống bakelit bằng cách nêm cách điện( gỗ,bakelit) sau đó xếp lá thép vào gông nh cũ và ép gônglại.

Để giảm bớt tổn hao do tính dẫn từ không đẳng hớngkhi ghép các lá thép ta có thể thêm những mối nối nghiênggiữa trụ và bốn góc, hay có thể cắt vát góc lá thép kĩ thuật

điện nh (hình 1.6.c.d.e)

Do dây quấn thờng quấn thành hình tròn, nên tiết diệnngang của trụ sắt thờng làm thành hình bậc thang gầntròn

Gông từ vì không quấn dây do đó để thuận tiện choviệc chế tạo tiết diện ngang của gông có thể làm đơngiản, hình vuông hình chữ nhật hay chữ T Tuy nhiên hiệnnay hầu hết các MBA điện lực ngời ta hay dùng tiết diệngông hình bậc thang có số bậc gần bằng số bậc của tiếtdiện trụ

Dây quấn là bộ phận dẫn điện của MBA, làm nhiệm

vụ thu năng lợng vào và truyền năng lợng ra Kim loại làmdây quấn thờng bằng đồng, cũng có thể bằng nhôm ( ítphổ biến)

Dây quấn gồm nhiều vòng dây và đợc lồng vào trụ lõisắt giữa các vòng dây, dây quấn có cách điện với nhau vàcác cuộn dây đợc cách điện với lõi

Dây quấn MBA gồm có 2 cuộn cuộn cao áp (CA) cuộn hạ

áp (HA) đôi khi còn có cuộn trung áp (TA)

Theo cách sắp xếp dây quấn CA và HA , ngời ta chia rahai loại dây quấn chính đó là : Dây quấn đồng tâm vàdây quấn xen kẽ

đơn giản đuợc việc rút

đầu dây điều chỉnh

đợc kích thớc rãnh cách

điện giữa các cuộn dây

và giữa cuộn dây với trụ

dây quấn đồng âm Dây

quấn kiểu này có nhiều

mối hàn giữa các bánhdây

1.5.3 Vỏ máy biến áp:

Vỏ MBA là bộ phận bảo vệ lõi MBA tránh tác động củacác điều kiện ngoại cảnh nh môi trờng khí hậu Vỏ MBAgồm hai bộ phận thùng và nắp thùng

a Thùng MBA :

Thùng máy làm bằng thép, thờng là hình bầu dục LúcMBA làm việc, một phần năng lợng bị tiêu hao, thoát ra dớidạng nhiệt đốt nóng lõi thép, dây cuốn và các bộ phậnkhác làm cho nhiệt độ của MBA tăng lên Do đó giữaMBA và môi trờng xung quanh có một hiệu số nhiệt độgọi là nhiệt độ chênh Nếu nhiệt độ chênh vợt quá qui

định thì sẽ làm giảm tuổi thọ cách điện và có thể gây

sự cố đối với MBA

Trong các MBA để tăng cờng làm nguội MBA khi vậnhành thì lõi MBA đợc ngâm trong môi trờng dầu Nhờ sự

đối lu trong dầu, nhiệt truyền từ các bộ phận bên trong MBAsang dầu rồi từ dầu qua vách thùng và truyền ra môi trờngxung quanh Lớp dầu sát vách thùng nguội dần sẽ chuyển dầnxuống phía dới và lại tiếp tục làm nguội một cách tuần hòancác bộ phận bên trong MBA Mặt khác dầu MBA còn làmnhiệm vụ tăng cờng cách điện

Tùy theo dung lợng MBA, mà hình dáng và kết cấu thùngdầu khác nhau Loại thùng dầu đơn giản nhất là thùng dầu

Đối với các MBA cỡ trung bình và lớn, ngời ta dùng loạithùng dầu có ống hay loại thùng có bộ tản nhiệt.

Hình 1.9 Thùng dầu kiểu ống Hình 1.10 Thùng dầu có

bộ tản nhiệt

ở những MBA có dung lợng đến 10.000KVA Ta dùngnhững bộ tản nhiệt có thêm quạt gió để tăng cờng làmnguội MBA

ở những MBA dùng trong trạm thủy điện, dầu đợc bơmqua một hệ thống ống nớc để tăng cờng làm nguội máy

b Nắp thùng:

Nắp thùng MBA dùng để đậy thùng và trên đó đặt cácchi tiết máy quan trọng nh: Các sứ ra của đầu dây CA và

HA, bình giãn dầu, ống bảo hiểm, hệ thống rơle bảo vệ, bộphận truyền động của bộ đổi nối các đầu điều chỉnh

điện áp của dây quấn CA

 Các sứ ra của dây cuốn CA và HA làm nhiệm vụcách điện giữa dây dẫn ra với vỏ máy Điện ápcàng cao thì kích thớc và trọng lợng sứ ra càng lớn.

 Bình giãn dầu: là một thùng hình trụ bằng thép

đặt nằm ngang trên nắp thùng và nối với thùngbằng một ống dẫn dầu Để bảo đảm dầu trongthùng luôn luôn đầy, phải duy trì dầu ở một mứcnhất định Đần trong thùng MBA thông qua bìnhgiãn dầu giãn nở tự do ống chỉ mức dầu đặt bêncạnh bình giãn dầu để theo dõi mức đầu bêntrong

 ống bảo hiểm: Làm bằng thép thờng là trụnghiêng, một đầu nối với thùng, một đầu bịt bằngmột đĩa thủy tinh Nếu vì lí do nào đó mà ápsuất dầu trong thùng cao quá mức cho phép thì

đĩa thủy tinh sẽ vỡ để dầu thoát ra lối đó tránh hhỏng MBA Chú ý ống bảo hiểm đầu đặt đĩathủy tinh quay về phía ít ngời qua lại hay những

vị trí ít nguy hiểm nhất

1.6 Nguyên lý làm việc của MBA

Nguyên lý làm việc của MBA dựa trên hiện tợng cảm ứng

điện từ và sử dụng từ thông biến thiên của lõi thép sinh ra

I1 I2

ZtW1 W2

Các cuộn dấy sơ cấp và thứ cấp trong một MBA không

có liên hệ với nhau về điện mà chỉ có liên hệ với nhau

về từ

Xét sơ dồ nguyên lý của một MBA1 pha(hình1.11)

Hình 1.11 Nguyên lý làm việc của MBA

Đây là sơ đồ MBA 1 pha 2 dây quấn, máy gồm có 2cuộn dây Cuộn sơ cấp có W1 vòng dây và có cuộn thứ cấp

có W2 vòng dây đợc quấn trên lõi thép

Khi đặt một điện áp xoay chiều v1 vào dây cuốn sơcấp trong đó sẽ có dòng điện i1 Trong lõi thép và sinh ra từthông  móc vòng với cả hai cuộn dây sơ cấp và thứ cấp,cảm ứng ra các sức điện động e1 và e2 ở cuộn sơ cấp cósức điện động sẽ sinh ra dòng điện i2 đa ra tải với điện áp

là u2

Giả thiết điện áp xoay chiều đặt vào là một hàm sốhình sin thì từ thông do nó sinh ra cũng là một hàm số

hình sin.

=m sint

Do đó theo định luật cảm ứng điện từ, sức điện

động cảm ứng trong các dây quấn sơ cấp và thứ cấp là:

Nếu không kể điện áp rơi trên các dây quấn thì cóthể coi U1 ¿E1, U2 ¿E2 do đó k có thể coi nh tỉ số điện ápgiữa dây quấn sơ cấp và thứ cấp.

k=

E1

E2¿U1¿ U2¿

¿ ¿

1.7 Tiêu chuẩn hóa trong việc chế tạo MBA điện lực:

MBA điện lực đợc chế tạo với tính năng đợc qui địnhtheo tiêu chuẩn nhà nớc nh sau

Theo tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 6391-1-1998 có các quidịnh

+Điều kiện làm việc của MBA Độ cao không quá 100m

so với mực nớc biển, nhiệt độ của không khí xung quanhnằm trong phạm vi -20o C đến -40o C Trong trờng hợpnày biến áp đợc làm nguội bằng nớc thì nhiệt độ nớc đầuvào không vợt quá 25o C

+ Về dòng công suất: Các giá trị u tiên của công suất

định mức đối với MBA công suất đến 10MVA đợc chọn theodãy R10 của 10; 16; 25; 63; 100; 160; 250; 400; 630; 1000;1600; 2500; 4000; 6300;1 0.000 KVA Nếu là MBA một phathì công suất lấy bằng 1/3 số liệu tâm

+ Về điện áp có các mức sau: 0,22; 0,38; 3,6; 10; 22;35; 110; 220; 500kV Tiêu chuẩn cũng có qui định ký hiệu

về cách đấu nối với góc lệch pha trong MBA 3 pha nh sau:Kiểu nối sao, tam giác hoặc zic-zac các dây pha của MBA 3pha và đợc đánh dấu bằng các chũ Y, D và Z cho các cuộndây cao áp và y, d,z cho các cộn dây hạ áp Nếu điểmtrung tính của cuộn dây nói với Y(y) hoặc Z (z) đợc đa rangoài thì vực đánh dấu phải là YN (yn) hoặc ZN(zn) chocác phía CA và HA [2]

Các ký hiệu bằng chữ liên quan đến các cuộn dây khácnhau của một MBA đều đợc ghi theo thứ tự giảm dần của

điện áp định mức

Sự lệch pha của cuộn dây 3 pha giữa điện áp dây thứcấp MBA 3 pha so với điện áp dây so cấp thờng đợc chỉthị bằng chỉ số của đồng hồ giờ , trong đó vectơ điẹn ápsơ cấp luôn chỉ số 12 trên mặt đồng hồ tợng trng cho kimphút Vectơ điện áp thứ cấp sẽ lệh pha tơng ứng ở các vịtrí lần lợt chỉ các giờ trong đó só 12 có thể coi là số 0 (chỉ

số càng cao thì sự chậm pha càng lớn)

1.8 Mục đích yêu cầu và nhiệm vụ:

Để đảm bảo về tính toán hợp lý tốn it thời gian, việctính toán MBA sẽ lần lợt tiến hành theo trình tự nh sau:

 Tính dòng điện pha, điện áp pha của các dâyquấn

 Xác định điện áp thử của các dây quấn

 Xác định các thành phần của điện áp ngắnmạnh

 Tính toán sơ bộ MBA chọn quan hệ kích thớcchủ yếu  theo đại số io, Po, θm, Pn đã cho

 Xác định đờng kính trụ, chiều cao dây quấn,tính tóan sơ bộ lõi sắt

3 Tính toán dây quấn CA và HA

 Chọn dây quấn CA và HA

 Tính cuộn dây HA

 Tính cuộn dây CA

5 Tính toán cuối cùng về hệ thống mạch từ và tham

số không tải của máy MBA

 Xác định kích thớc cụ thể của lõi sắt

 Xác định tổn hao không tải

 Xác định dòng điện không tải và hiệu suất

6 Tính toán nhiệt và hệ thống làm nguội MBA

 Tiêu chuẩn về nhiệt độ chênh

 Tính toán nhiệt MBA

 Tính tóan gần đúng trọng lợng và thể tích bộgiãn dầu

PhÇn II: ThiÕt kÕ

Ch¬ng 1: TÝnh to¸n kÝch thíc chñ yÕu cña m¸y biÕn ¸p Ch¬ng 2: ThiÕt kÕ m¹ch tõ.

Ch¬ng 3: TÝnh to¸n d©y quÊn.

Ch¬ng 4: TÝnh to¸n tham sè kh«ng t¶i.

Ch¬ng 5: TÝnh to¸n cuèi cïng m¹ch tõ.

Ch¬ng 6: TÝnh to¸n nhiÖt m¸y biÕn ¸p.

PhÇn II: ThiÕt kÕ NhiÖm vô thiÕt kÕ:

ThiÕt kÕ m¸y biÕn ¸p ®iÖn lùc ba pha ng©m dÇu c«ngsuÊt 400KVA

C¸c sè liÖu ban ®Çu:

Chơng 1:

Tính toán các kích thớc chủ yếu của máy biến áp

BàI 1: Xác định các đại lợng điện cơ bản của MBA.

Dựa vào các số liệu ban đầu của nhiệm vụ thiết kế đãcho ta phải xác định các đại lợng điện cơ bản sau đây.Tất cả các công thức trong đồ án đều lấy trong tài liệu( thết kế máy biến áp của thày phan tử thụ – tài liệu 1 )1.Dung l ợng một pha

t=3 : số trụ tác dụng của m.b.a

4.Dòng điện pha định mức

Vì dây quấn nối Y/Y0 nên dòng điện pha định mức là :

- Phía CA nối Y: Nên ta có If2=I2=10,479(A)

- Phía HA nối Y: Nên ta có If1=I1=577,35(A)

5 Điện áp pha định mức

§èi víi m¸y biÕn ¸p dÇu theo cÊp ®iÖn ¸p cña d©y quÊn

ta tra ®iÖn áp thử tương ứng :

- D©y quÊn CA: Ut2=55(KV)

- D©y quÊn HA: Ut1=5(KV)

Unx%= √U n2%−U ñn2 %

Unx% = √ 4n2−1,44ñn2

=3,73%

Bài 1.2 :Thiết kế sơ bộ lõi sắt , Chọn các số liệu xuất phát ,chọn phơng án và tính toán các kích thớc chủ yếu.

8 Chọn kiểu dáng lõi sắt :

lõi sắt có rất nhiều kiểu , nhng hầu hết máy biến áp

điện lực hiện nay đều dùng kiểu trụ do đó để đơn giản

ta chọn lõi sắt kiểu trụ :

9 Chọn các số liệu xuất phát :

Để đỏp ứng yờu cầu thiết kế và đơn giản khi tớnh toỏn ta chọn mỏy biến

ỏp 3pha , 2 dõy quấn kiờu trụ phẳng , dõy quấn đồng tõm

10 Chiều rộng của rãnh từ tản giữa dây quấn CA và HA.( ar)

ar = a12+

a1+a2

3 theo 2-33TL1

hay : ar = a12 + k

4

√s theo 2-36 TL1

Trong đó :

a12= 0,9(cm): là khoảng cách cách điện giữa dây quấn hạ áp và cao áp

* a1 : là chiều dầy dây quấn hạ áp

* a2 : là chiều dầy dây quấn cao áp

* k = 0,5 : là hệ số tra bảng 12 theo điện áp và công suất

* S’=133,3(KVA): dung lợng trên mỗi trụ

ra khỏi vỏ khi sửa chữa Hơn thế nữa lõi sắt còn có thểchịu đợc ứng lực cơ học lớn khi bị ngắn mạch dây quấn

Để các yêu cầu đối với mạch từ nh trên đợc thoả mãnthị việc chọn loại tôn siclic nh thế nào là rất quan trọng, với

silic có độ dày bao nhiêu, thành phần silic bao nhiêu là đợc.Khi tôn silic có thành phần silic trong lá tôn cao quá thì látôn sẽ bị giòn, độ đàn hồi kém đi.

ở đây ta chọn loại tôn cán lạnh là vì loại tôn này có u

điểm vợt trội về khả năng dẫn từ và giảm hao mòn so vớitôn cán mỏng Tôn cán lạnh là loại tôn có vị trí sắp xếp cáctinh thể gần nh không đổi và có tính dẫn từ không đẳnghớng, do đó suất tổn hao giảm 2 đến 2,5 lần so với tôn cánnóng Độ từ thẩm thay đổi rất ít theo thời gian dùng tôn cánlạnh cho phép tăng cờng độ từ cảm trong lõi thép lên tới(1,6->1,65)T trong khi đó tôn cán nóng chỉ là (1,4->1,45)T

Từ đó giảm đợc tổn hao trong máy, giảm đợc trọng lợngkích thớc máy, đặc biệt là rút bớt đợc đáng kể chiều caocủa MBA, rất thuận lợi cho việc chuyên chở Tuy nhiên giáthành tôn cán lạnh có hơi cao nhng do việc giảm đợc tổnhao và trọng lợng nên ngời ta tính rằng vẫn kinh tế hơnnhững loại MBA đợc chế tạo bởi tôn cán nóng

hay là phải cắt vát lá tôn nh (hình 2.2) khi đó góc   0 sẽnhỏ đi và tổn hao sắt sẽ giảm đáng kể (hình 2.1b)

Hình 2.1 Mối nối giữa gông và trụa.Mối nối thẳng b.Mối nối chéo

Hình 2.2 Lá tôn cắt vát

Khi cắt tôn xong ta sẽ phải xử lí cho tốt bavia, và taphải ủ lại những lá tôn vừa cắt xong để cho những tinh thểkim loại trong vết cắt trở lại định hớng ban đầu Các lá thép

kĩ thuật điện sau đó đợc sơn phủ cách điện mặt ngoài

tr-ớc khi ghép chúng lại với nhau

14 Tính chọn sơ bộ mạch từ.

* Do xu thế hiện nay trong việc chế tạo m.b.a ngời ta

đều dùng tôn cán lạnh có chất lợng cao của các nớc phát triển sản xuất nên ở đây ta chọn tôn cán lạnh của Nga sản

xuất , mã hiệu 3405 có chiều dầy 0,30 mm

* Trị số tự cảm trong trụ m.b.a ( Bt ) theo bảng 11 , vớimã hiệu tôn 3405 , công suất m.b.a dầu S= 400 KVA , chọn

có 4 mối ghép xiên ở 4 góc của lõi , còn mối nối giữa dùng mối ghép thẳng phơng pháp này vừa đơn giản vừa kết cấu vững chắc nên đợc dùng phổ biến

* theo bảng 4 ta chọn số bậc thang trong trụ là 6 đối với các tấm tôn có tấm sắt ép , ép trụ bằng nêm với dây quấn , tiết diện trụ không có rãnh dầu , hệ số chêm kín kc

= 0,93

* đờng kính trụ khoảng 18cm

*chọn số bậc thang của gông nhỏ hơn số bậc thang của trụ một bậc là 5

* theo bảng 10 , ta chọn hệ số lấp đầy k đ =0,97 :

đối với lá tôn dầy

0,30 mm , mã hiệu 3405 phủ sơn cách điện chịu nhiệt

*Nh vậy hệ số lợi dụng của lõi sắt là:

Kl=Kc.Kđ=0,93.0.97=0.902

Hình vẽ tiết diện trụ với số bậc thang trong trụ là 7

16 Suất tổn hao trong trụ và gông.

Theo bảng 45 trang 216 [ TL1] : Suất tổn hao trong trụ

18 Khoảng cách cách điện chính tra bảng 18,19 TL1:

C: Khoảng cách cách giữa 2 trụ cạch nhau

d: Đờng kính đờng tròn ngoại tiếp tiết diện ngang của trụ d : Đờng kính trung bình giữa 2 dây quấn

a2: Bề dày cuộn CA

l: Chiều cao dây quấn

δ12 =5 mm : ống cách điện giữa cao áp và hạ áp

δ22 = 3 mm: ống cách điện giữa các pha

l02 = 50 mm: cao áp với gông

lđ2 = 30 mm : phần đầu thừa các ống cách điện CA

lđ1 = 40 mm: phần đầu thừa các ống cách điện HA

δ01 = 5.0,5 mm: ống cách điện giữa HA và trụ

l01 = 15( mm): khoảng cách từ dây quấn đến gông

a01 = 20( mm) :Khoảng cách cách điện điện giữatrụ và dây

quấn HA

a12 = 0,9( cm) :Khoảng cách cách điện giữa dây

quấn HA và CA

a22 = 20( mm) : Khoảng cách cách điện giữa 2 cuộn CA

19 Các hằng số tính toán ( a,b )