Đồ Án thiết kế máy Điện Đề tài thiết kế máy biến Áp ba pha ngâm dầu

Phân loại MBA  Máy biến áp tăng áp và máy biến áp giảm áp: Thường được sử dụng để tăng và giảm điện áp trong lưới truyền tải và phân phối điện..  Máy biến áp lực, máy biến áp phân phối

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI

KHOA ĐIỆN

ĐỒ ÁN THIẾT KẾ MÁY ĐIỆN

ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ MÁY BIẾN ÁP BA PHA NGÂM DẦU

GV Hướng Dẫn: Nguyễn Văn Đoài

Họ và tên: Phạm Văn Thắng

Mã Sinh Viên: 2020604463

Hà Nội, 2023

2

LỜI MỞ ĐẦU

Máy điện là một loại hệ điện từ gồm có mạch từ và mạch điện liên quan với nhau Mạch từ gồm các bộ phận dẫn từ và khe hở không khí Mạch điện gồm hai hoặc hoặc nhiều dây quấn có thể chuyển động tương đối với nhau cùng bộ phận mang chúng Máy biến áp là một hệ thống biến đổi cảm ứng điện từ dùng

để biến đổi dòng điện xoay chiều từ điện áp này thành dòng điện xoay chiều có điện áp khác Các dây quấn và mạch từ của nó đứng yến và quá trình biến đổi

từ trường để sinh ra sức điện động cảm ứng trong dây quấn thực hiện bằng phương pháp điện Mặt khác, máy biến áp nó còn có vai trò quan trọng trong nền kinh tế quốc dân như trong công nghiệp, nông nghiệp, giao thông vận tải, các hệ điều khiển…

Trong giáo trình này các bạn sẽ được biết cách để mà chế tạo ra một Máy biến

áp ngâm dầu ba pha hoàn chỉnh Các thông số cơ bản và các nguyên lí đặc trưng thiết kế Nắm rõ được cách chế tạo, công thức tính toán, bản vẽ chi tiết về Máy biến áp

Mục Lục

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ MÁY BIẾN ÁP 8

1.1 Giới thiệu chung về MBA 8

1.1.1 Định nghĩa 8

1.1.2 Phân loại MBA 9

1.1.3 Cấu tạo 10

1.1.4 Nguyên lý hoạt động 11

1.2.Giới thiệu chung về thiết kế MBA 14

1.2.1.Nhiệm vụ kỹ thuật 14

1.2.2.Tính toán điện từ, thường thông qua các khâu chính sau: 14

1.2.3.Thiết kế thi công 14

1.3 Quy trình, các tiêu chuẩn thiết kế MBA 15

1.3.1 TCVN 6391-1-1998 15

1.4 Nhận xét, kết luận chương 1 16

Chương 2: Thiết kế máy biến áp 17

2.1 Giới thiệu mục tiêu thiết kế 17

2.2 Tính toán dây quấn 27

2.2.1 Dây quấn hạ áp 27

2.2.2 Dây quấn cao cấp 30

2.3 Tính toán ngắn mạch 33

2.3.1 Tổn hao phụ: 33

8

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ MÁY BIẾN ÁP

1.1 Giới thiệu chung về MBA

1.1.1 Định nghĩa

Máy biến áp hay máy biến thế, tên ngắn gọn là biến áp, là thiết bị điện thực hiện truyền đưa năng lượng hoặc tín hiệu điện xoay chiều giữa các mạch điện thông qua cảm ứng điện từ Máy biế áp gồm có một cuộn dây

sơ cấp và một hay nhiều cuộn dây thứ cấp liên kết qua trường điện từ

Hệ thống đầu vào MBA:

1 2020604463 Phạm Văn Thắng 20222EE6110002 Điện – Điện tử Giáo viên hướng dẫn: Nguyễn Văn Đoài Khoa: Điện

TÊN ĐỀ TÀI: Thiết kế máy biến áp ba pha ngâm dầu

1 Số liệu phục vụ tính toán, thiết kế máy biến áp

𝑆đ𝑚= 630KVA, điện áp: 35±2×2,5%/0,4Kv, tổ đấu dây: Y/D-11, tổn hao không tải 𝑃0: 1400W, dòng điện không tải 𝑖0: 1,8%, tổn hao ngắn mạch 𝑃𝑛: 4000W, điện áp ngắn mạch 𝑢𝑛: 4,5%

2 Yêu cầu tính toán, thiết kế máy biến áp

Chương 1: Phần mở đầu

1.1 Giới thiệu chung về máy biến áp

1.2 Giới thiệu chung về thiết kế máy biến áp

1.3 Quy trình, các tiêu chuẩn thiết kế máy biến áp

1.4 Nhận xét, kết luận chương 1

Chương 2: Thiết kế máy biến áp

2.1 Giới thiệu mục tiêu thiết kế

2.2 Tính toán các tham số cơ bản của máy biến áp

2.3 Tính toán dây quấn

2.4 Tính toán ngắn mạch

2.5 Tính toán hệ thống mạch từ

2.6 Tính toán nhiệt máy biến áp

8

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ MÁY BIẾN ÁP

1.1 Giới thiệu chung về MBA

1.1.1 Định nghĩa

Máy biến áp hay máy biến thế, tên ngắn gọn là biến áp, là thiết bị điện thực hiện truyền đưa năng lượng hoặc tín hiệu điện xoay chiều giữa các mạch điện thông qua cảm ứng điện từ Máy biế áp gồm có một cuộn dây

sơ cấp và một hay nhiều cuộn dây thứ cấp liên kết qua trường điện từ

Hệ thống đầu vào MBA:

1.1.2 Phân loại MBA

 Máy biến áp tăng áp và máy biến áp giảm áp: Thường được sử dụng để tăng và giảm điện áp trong lưới truyền tải và phân phối điện

 Máy biến áp 3 pha và máy biến áp 1 pha: Người ta thường sử dụng máy biến áp 3 pha nhiều hơn vì nó kinh tế hơn Nhưng nếu liên quan đến kích thước, phù hợp hơn khi sử dụng một bộ ba máy biến áp đông anh một pha vì nó dễ dàng vận chuyển hơn so với một máy biến áp ba pha

 Máy biến áp lực, máy biến áp phân phối, máy biến áp đo lường:

 Máy biến áp lực thường được sử dụng trong lưới điện để tăng hoặc giảm điện áp Nó chủ yếu hoạt động khi tải cao hoặc trong thời gian cao điểm và có hiệu suất tối đa khi đầy tải

 Máy biến áp phân phối nhằm làm giảm điện áp để phân phối cho người sử dụng hoặc mục đích thương mại Loại máy này điều chỉnh điện áp tốt và có thể hoạt động 24h 1 ngày với hiệu quả tối

đa ở 50% tải

 Máy biến áp 2 cuộn dây và máy biến áp tự ngẫu: Trước đây thường được

sử dụng với tỷ số cuộn cao áp và hạ áp lớn hơn 2 Sau này nó hiệu quả

về mặt chi phí hơn khi sử dụng với máy biến áp mà tỷ số cuộn cao áp và

hạ áp nhỏ hơn 2

 Máy biến áp ngoài trời và máy biến áp trong nhà: Là loại máy thiết kế

để lắp đặt ngoài trời hay lắp trong nhà

 Máy biến áp làm mát bằng dầu và máy biến áp khô: Trong máy biến áp làm mát bằng dầu, môi trường làm mát là dầu máy biến áp trong đó máy biến áp khô thì được làm mát bằng không khí

 Máy biến áp loại Core type (mạch từ bên ngoài cuộn dây): Shell type (cuộn dây năm bên ngoài mạch từ) và Berry type

 Máy biến áp core type có hai trụ và hai thanh ngang được gọi là khung Lõi từ hình vuông với một mạch từ chung Các cuộn dây hình trụ (HV và LV) được đặt trên hai trụ

1.1.2 Phân loại MBA

 Máy biến áp tăng áp và máy biến áp giảm áp: Thường được sử dụng để tăng và giảm điện áp trong lưới truyền tải và phân phối điện

 Máy biến áp 3 pha và máy biến áp 1 pha: Người ta thường sử dụng máy biến áp 3 pha nhiều hơn vì nó kinh tế hơn Nhưng nếu liên quan đến kích thước, phù hợp hơn khi sử dụng một bộ ba máy biến áp đông anh một pha vì nó dễ dàng vận chuyển hơn so với một máy biến áp ba pha

 Máy biến áp lực, máy biến áp phân phối, máy biến áp đo lường:

 Máy biến áp lực thường được sử dụng trong lưới điện để tăng hoặc giảm điện áp Nó chủ yếu hoạt động khi tải cao hoặc trong thời gian cao điểm và có hiệu suất tối đa khi đầy tải

 Máy biến áp phân phối nhằm làm giảm điện áp để phân phối cho người sử dụng hoặc mục đích thương mại Loại máy này điều chỉnh điện áp tốt và có thể hoạt động 24h 1 ngày với hiệu quả tối

đa ở 50% tải

 Máy biến áp 2 cuộn dây và máy biến áp tự ngẫu: Trước đây thường được

sử dụng với tỷ số cuộn cao áp và hạ áp lớn hơn 2 Sau này nó hiệu quả

về mặt chi phí hơn khi sử dụng với máy biến áp mà tỷ số cuộn cao áp và

hạ áp nhỏ hơn 2

 Máy biến áp ngoài trời và máy biến áp trong nhà: Là loại máy thiết kế

để lắp đặt ngoài trời hay lắp trong nhà

 Máy biến áp làm mát bằng dầu và máy biến áp khô: Trong máy biến áp làm mát bằng dầu, môi trường làm mát là dầu máy biến áp trong đó máy biến áp khô thì được làm mát bằng không khí

 Máy biến áp loại Core type (mạch từ bên ngoài cuộn dây): Shell type (cuộn dây năm bên ngoài mạch từ) và Berry type

 Máy biến áp core type có hai trụ và hai thanh ngang được gọi là khung Lõi từ hình vuông với một mạch từ chung Các cuộn dây hình trụ (HV và LV) được đặt trên hai trụ

1 2020604463 Phạm Văn Thắng 20222EE6110002 Điện – Điện tử Giáo viên hướng dẫn: Nguyễn Văn Đoài Khoa: Điện

TÊN ĐỀ TÀI: Thiết kế máy biến áp ba pha ngâm dầu

1 Số liệu phục vụ tính toán, thiết kế máy biến áp

𝑆đ𝑚= 630KVA, điện áp: 35±2×2,5%/0,4Kv, tổ đấu dây: Y/D-11, tổn hao không tải 𝑃0: 1400W, dòng điện không tải 𝑖0: 1,8%, tổn hao ngắn mạch 𝑃𝑛: 4000W, điện áp ngắn mạch 𝑢𝑛: 4,5%

2 Yêu cầu tính toán, thiết kế máy biến áp

Chương 1: Phần mở đầu

1.1 Giới thiệu chung về máy biến áp

1.2 Giới thiệu chung về thiết kế máy biến áp

1.3 Quy trình, các tiêu chuẩn thiết kế máy biến áp

1.4 Nhận xét, kết luận chương 1

Chương 2: Thiết kế máy biến áp

2.1 Giới thiệu mục tiêu thiết kế

2.2 Tính toán các tham số cơ bản của máy biến áp

2.3 Tính toán dây quấn

2.4 Tính toán ngắn mạch

2.5 Tính toán hệ thống mạch từ

2.6 Tính toán nhiệt máy biến áp

4

Trong dây hạ áp: 33

2.3.2 Điện áp ngắn mạch 35

2.3.3 Tính toán lực cơ học khi ngắn mạch 36

2.4 Tính toán hệ thống mạch từ 38

2.4.1 Kết cấu lõi thép: 38

2.4.2 Tính toán không tải 41

2.5 Tính toán nhiệt MBA 44

2.5.1 Sơ lược về tính toán nhiệt: 44

2.6 Nhận xét, kết luận chương 2 51

Chương 3: KẾT LUẬN, KIẾN NGHỊ VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI 53

3.1 Kết luận 53

3.2 Kiến nghị 53

3.3 Hướng phát triển của đề tài 54

tài liệu tham khảo 54

Danh mục hình ảnh Hình 1 1: Sơ đồ nguyên lí 11

Hình 2 1: Sơ đồ 𝑃0 theo 𝛽 25

Hình 2 2: Sơ đồ 𝐼0% theo 𝛽 26

Hình 2 3: Sơ đồ G theo 𝛽 26

Hình 2 4: Sơ đồ 𝐶′𝑡𝑑 theo 𝛽 27

10

 Máy biến áp shell type: Nó có một trụ ở giữa và hai trụ bên ngoài

Cả cuộn HV, LV được đặt trên mổ trụ ở giữa Máy biến áp này có mạch từ kép

 Máy biến áp Berry type: Mạch từ trông như hình bánh xe Phần

vỏ kim loại được cố định chặt chẽ và đổ đầy dầu bên trong

- Cuộn dây: Thường được chế tạo bằng đồng hoặc nhôm, bên ngoài bọc cách điện để nhận năng lượng vào và truyền năng lượng ra Với biến áp dây đồng thì sẽ dẫn điện tốt hơn, tránh được ôxi hoá, tăng tuổi thọ của biến áp Phần có nhiệm vụ nhận năng lượng vào nối với mạch điện xoay chiều được gọi là cuộn dây sơ cấp, còn phần có nhiệm vụ truyền năng lượng ra nối với tải tiêu thụ được gọi là cuộn dây thứ cấp

Số vòng dây ở hai cuộn phải khác nhau, tuỳ thuộc nhiệm vụ của máy

mà có thể N1 > N2 hoặc ngược lại

- Vỏ máy: Tùy theo từng loại máy biến áp mà chúng được làm bằng các chất liệu khác nhau Chúng thường được làm từ thép, gang hoặc

Hình 2 5: Sơ đồ điều chỉnh điện áp 30

Hình 2 6: Sơ đồ dây 32

Hình 2 7: Chiều cao cuộn hạ áp 37

Hình 2 8: Phân bố cánh sóng 47

Hình 2 9:Khoảng cách điện của dây dẫn ra cao áp 48

Hình 2 10: Khoảng cách điện với dây dẫn ra hạ áp 48

Danh mục bảng biểu Bảng 1 1: Tỷ số vòng dây 13

Bảng 2 1: Công suất không tải theo 𝛽 25

Bảng 2 2: 𝐼0% theo 𝛽 25

Bảng 2 3: 𝛽 ứng với G 26

Bảng 2 4: Tính toán 𝐶′𝑡𝑑 theo 𝛽 27

Bảng 2 5: Thứ tự tập trụ 39

Hình 2 5: Sơ đồ điều chỉnh điện áp 30

Hình 2 6: Sơ đồ dây 32

Hình 2 7: Chiều cao cuộn hạ áp 37

Hình 2 8: Phân bố cánh sóng 47

Hình 2 9:Khoảng cách điện của dây dẫn ra cao áp 48

Hình 2 10: Khoảng cách điện với dây dẫn ra hạ áp 48

Danh mục bảng biểu Bảng 1 1: Tỷ số vòng dây 13

Bảng 2 1: Công suất không tải theo 𝛽 25

Bảng 2 2: 𝐼0% theo 𝛽 25

Bảng 2 3: 𝛽 ứng với G 26

Bảng 2 4: Tính toán 𝐶′𝑡𝑑 theo 𝛽 27

Bảng 2 5: Thứ tự tập trụ 39

1.1.2 Phân loại MBA

 Máy biến áp tăng áp và máy biến áp giảm áp: Thường được sử dụng để tăng và giảm điện áp trong lưới truyền tải và phân phối điện

 Máy biến áp 3 pha và máy biến áp 1 pha: Người ta thường sử dụng máy biến áp 3 pha nhiều hơn vì nó kinh tế hơn Nhưng nếu liên quan đến kích thước, phù hợp hơn khi sử dụng một bộ ba máy biến áp đông anh một pha vì nó dễ dàng vận chuyển hơn so với một máy biến áp ba pha

 Máy biến áp lực, máy biến áp phân phối, máy biến áp đo lường:

 Máy biến áp lực thường được sử dụng trong lưới điện để tăng hoặc giảm điện áp Nó chủ yếu hoạt động khi tải cao hoặc trong thời gian cao điểm và có hiệu suất tối đa khi đầy tải

 Máy biến áp phân phối nhằm làm giảm điện áp để phân phối cho người sử dụng hoặc mục đích thương mại Loại máy này điều chỉnh điện áp tốt và có thể hoạt động 24h 1 ngày với hiệu quả tối

đa ở 50% tải

 Máy biến áp 2 cuộn dây và máy biến áp tự ngẫu: Trước đây thường được

sử dụng với tỷ số cuộn cao áp và hạ áp lớn hơn 2 Sau này nó hiệu quả

về mặt chi phí hơn khi sử dụng với máy biến áp mà tỷ số cuộn cao áp và

hạ áp nhỏ hơn 2

 Máy biến áp ngoài trời và máy biến áp trong nhà: Là loại máy thiết kế

để lắp đặt ngoài trời hay lắp trong nhà

 Máy biến áp làm mát bằng dầu và máy biến áp khô: Trong máy biến áp làm mát bằng dầu, môi trường làm mát là dầu máy biến áp trong đó máy biến áp khô thì được làm mát bằng không khí

 Máy biến áp loại Core type (mạch từ bên ngoài cuộn dây): Shell type (cuộn dây năm bên ngoài mạch từ) và Berry type

 Máy biến áp core type có hai trụ và hai thanh ngang được gọi là khung Lõi từ hình vuông với một mạch từ chung Các cuộn dây hình trụ (HV và LV) được đặt trên hai trụ

8

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ MÁY BIẾN ÁP

1.1 Giới thiệu chung về MBA

1.1.1 Định nghĩa

Máy biến áp hay máy biến thế, tên ngắn gọn là biến áp, là thiết bị điện thực hiện truyền đưa năng lượng hoặc tín hiệu điện xoay chiều giữa các mạch điện thông qua cảm ứng điện từ Máy biế áp gồm có một cuộn dây

sơ cấp và một hay nhiều cuộn dây thứ cấp liên kết qua trường điện từ

Hệ thống đầu vào MBA:

1 2020604463 Phạm Văn Thắng 20222EE6110002 Điện – Điện tử Giáo viên hướng dẫn: Nguyễn Văn Đoài Khoa: Điện

TÊN ĐỀ TÀI: Thiết kế máy biến áp ba pha ngâm dầu

1 Số liệu phục vụ tính toán, thiết kế máy biến áp

𝑆đ𝑚= 630KVA, điện áp: 35±2×2,5%/0,4Kv, tổ đấu dây: Y/D-11, tổn hao không tải 𝑃0: 1400W, dòng điện không tải 𝑖0: 1,8%, tổn hao ngắn mạch 𝑃𝑛: 4000W, điện áp ngắn mạch 𝑢𝑛: 4,5%

2 Yêu cầu tính toán, thiết kế máy biến áp

Chương 1: Phần mở đầu

1.1 Giới thiệu chung về máy biến áp

1.2 Giới thiệu chung về thiết kế máy biến áp

1.3 Quy trình, các tiêu chuẩn thiết kế máy biến áp

1.4 Nhận xét, kết luận chương 1

Chương 2: Thiết kế máy biến áp

2.1 Giới thiệu mục tiêu thiết kế

2.2 Tính toán các tham số cơ bản của máy biến áp

2.3 Tính toán dây quấn

2.4 Tính toán ngắn mạch

2.5 Tính toán hệ thống mạch từ

2.6 Tính toán nhiệt máy biến áp

8

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ MÁY BIẾN ÁP

1.1 Giới thiệu chung về MBA

1.1.1 Định nghĩa

Máy biến áp hay máy biến thế, tên ngắn gọn là biến áp, là thiết bị điện thực hiện truyền đưa năng lượng hoặc tín hiệu điện xoay chiều giữa các mạch điện thông qua cảm ứng điện từ Máy biế áp gồm có một cuộn dây

sơ cấp và một hay nhiều cuộn dây thứ cấp liên kết qua trường điện từ

Hệ thống đầu vào MBA:

1.1.2 Phân loại MBA

 Máy biến áp tăng áp và máy biến áp giảm áp: Thường được sử dụng để tăng và giảm điện áp trong lưới truyền tải và phân phối điện

 Máy biến áp 3 pha và máy biến áp 1 pha: Người ta thường sử dụng máy biến áp 3 pha nhiều hơn vì nó kinh tế hơn Nhưng nếu liên quan đến kích thước, phù hợp hơn khi sử dụng một bộ ba máy biến áp đông anh một pha vì nó dễ dàng vận chuyển hơn so với một máy biến áp ba pha

 Máy biến áp lực, máy biến áp phân phối, máy biến áp đo lường:

 Máy biến áp lực thường được sử dụng trong lưới điện để tăng hoặc giảm điện áp Nó chủ yếu hoạt động khi tải cao hoặc trong thời gian cao điểm và có hiệu suất tối đa khi đầy tải

 Máy biến áp phân phối nhằm làm giảm điện áp để phân phối cho người sử dụng hoặc mục đích thương mại Loại máy này điều chỉnh điện áp tốt và có thể hoạt động 24h 1 ngày với hiệu quả tối

đa ở 50% tải

 Máy biến áp 2 cuộn dây và máy biến áp tự ngẫu: Trước đây thường được

sử dụng với tỷ số cuộn cao áp và hạ áp lớn hơn 2 Sau này nó hiệu quả

về mặt chi phí hơn khi sử dụng với máy biến áp mà tỷ số cuộn cao áp và

hạ áp nhỏ hơn 2

 Máy biến áp ngoài trời và máy biến áp trong nhà: Là loại máy thiết kế

để lắp đặt ngoài trời hay lắp trong nhà

 Máy biến áp làm mát bằng dầu và máy biến áp khô: Trong máy biến áp làm mát bằng dầu, môi trường làm mát là dầu máy biến áp trong đó máy biến áp khô thì được làm mát bằng không khí

 Máy biến áp loại Core type (mạch từ bên ngoài cuộn dây): Shell type (cuộn dây năm bên ngoài mạch từ) và Berry type

 Máy biến áp core type có hai trụ và hai thanh ngang được gọi là khung Lõi từ hình vuông với một mạch từ chung Các cuộn dây hình trụ (HV và LV) được đặt trên hai trụ

3.3 Hướng phát triển của đề tài

3 Các tiêu chuẩn phục vụ tính toán, thiết kế máy biến áp

- TCVN: 1011-2015; TCVN: 3079-2015; TCVN: 2608-2015; TCVN: 6036-1:2015, TCVN: 6036-2:2006,…

- TCVN 8:2015: Quy định về bản vẽ kỹ thuật

4 Các bản vẽ cần thực hiện

5 Yêu cầu trình bày văn bản

6 Thực hiện theo biểu mẫu “BM03” về QUY CÁCH CHUNG CỦA

BÁO CÁO TIỂU LUẬN/BTL/ĐỒ ÁN/DỰ ÁN trong Quyết định số

815/ QĐ-ĐHCN ngày 15/08/2019

7 Về thời gian thực hiện đồ án

Ngày giao đề tài……… Ngày hoàn

8

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ MÁY BIẾN ÁP

1.1 Giới thiệu chung về MBA

1.1.1 Định nghĩa

Máy biến áp hay máy biến thế, tên ngắn gọn là biến áp, là thiết bị điện thực hiện truyền đưa năng lượng hoặc tín hiệu điện xoay chiều giữa các mạch điện thông qua cảm ứng điện từ Máy biế áp gồm có một cuộn dây

sơ cấp và một hay nhiều cuộn dây thứ cấp liên kết qua trường điện từ

Hệ thống đầu vào MBA:

1 2020604463 Phạm Văn Thắng 20222EE6110002 Điện – Điện tử Giáo viên hướng dẫn: Nguyễn Văn Đoài Khoa: Điện

TÊN ĐỀ TÀI: Thiết kế máy biến áp ba pha ngâm dầu

1 Số liệu phục vụ tính toán, thiết kế máy biến áp

𝑆đ𝑚= 630KVA, điện áp: 35±2×2,5%/0,4Kv, tổ đấu dây: Y/D-11, tổn hao không tải 𝑃0: 1400W, dòng điện không tải 𝑖0: 1,8%, tổn hao ngắn mạch 𝑃𝑛: 4000W, điện áp ngắn mạch 𝑢𝑛: 4,5%

2 Yêu cầu tính toán, thiết kế máy biến áp

Chương 1: Phần mở đầu

1.1 Giới thiệu chung về máy biến áp

1.2 Giới thiệu chung về thiết kế máy biến áp

1.3 Quy trình, các tiêu chuẩn thiết kế máy biến áp

1.4 Nhận xét, kết luận chương 1

Chương 2: Thiết kế máy biến áp

2.1 Giới thiệu mục tiêu thiết kế

2.2 Tính toán các tham số cơ bản của máy biến áp

2.3 Tính toán dây quấn

2.4 Tính toán ngắn mạch

2.5 Tính toán hệ thống mạch từ

2.6 Tính toán nhiệt máy biến áp

10

 Máy biến áp shell type: Nó có một trụ ở giữa và hai trụ bên ngoài

Cả cuộn HV, LV được đặt trên mổ trụ ở giữa Máy biến áp này có mạch từ kép

 Máy biến áp Berry type: Mạch từ trông như hình bánh xe Phần

vỏ kim loại được cố định chặt chẽ và đổ đầy dầu bên trong

- Cuộn dây: Thường được chế tạo bằng đồng hoặc nhôm, bên ngoài bọc cách điện để nhận năng lượng vào và truyền năng lượng ra Với biến áp dây đồng thì sẽ dẫn điện tốt hơn, tránh được ôxi hoá, tăng tuổi thọ của biến áp Phần có nhiệm vụ nhận năng lượng vào nối với mạch điện xoay chiều được gọi là cuộn dây sơ cấp, còn phần có nhiệm vụ truyền năng lượng ra nối với tải tiêu thụ được gọi là cuộn dây thứ cấp

Số vòng dây ở hai cuộn phải khác nhau, tuỳ thuộc nhiệm vụ của máy

mà có thể N1 > N2 hoặc ngược lại

- Vỏ máy: Tùy theo từng loại máy biến áp mà chúng được làm bằng các chất liệu khác nhau Chúng thường được làm từ thép, gang hoặc

8

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ MÁY BIẾN ÁP

1.1 Giới thiệu chung về MBA

1.1.1 Định nghĩa

Máy biến áp hay máy biến thế, tên ngắn gọn là biến áp, là thiết bị điện thực hiện truyền đưa năng lượng hoặc tín hiệu điện xoay chiều giữa các mạch điện thông qua cảm ứng điện từ Máy biế áp gồm có một cuộn dây

sơ cấp và một hay nhiều cuộn dây thứ cấp liên kết qua trường điện từ

Hệ thống đầu vào MBA:

4

Trong dây hạ áp: 33 2.3.2 Điện áp ngắn mạch 35

2.3.3 Tính toán lực cơ học khi ngắn mạch 36 2.4 Tính toán hệ thống mạch từ 38 2.4.1 Kết cấu lõi thép: 38 2.4.2 Tính toán không tải 41 2.5 Tính toán nhiệt MBA 44 2.5.1 Sơ lược về tính toán nhiệt: 44

2.6 Nhận xét, kết luận chương 2 51 Chương 3: KẾT LUẬN, KIẾN NGHỊ VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI 53 3.1 Kết luận 53 3.2 Kiến nghị 53 3.3 Hướng phát triển của đề tài 54 tài liệu tham khảo 54

Danh mục hình ảnh

Hình 1 1: Sơ đồ nguyên lí 11

Hình 2 1: Sơ đồ 𝑃0 theo 𝛽 25 Hình 2 2: Sơ đồ 𝐼0% theo 𝛽 26 Hình 2 3: Sơ đồ G theo 𝛽 26 Hình 2 4: Sơ đồ 𝐶′𝑡𝑑 theo 𝛽 27

1 2020604463 Phạm Văn Thắng 20222EE6110002 Điện – Điện tử Giáo viên hướng dẫn: Nguyễn Văn Đoài Khoa: Điện

TÊN ĐỀ TÀI: Thiết kế máy biến áp ba pha ngâm dầu

1 Số liệu phục vụ tính toán, thiết kế máy biến áp

𝑆đ𝑚= 630KVA, điện áp: 35±2×2,5%/0,4Kv, tổ đấu dây: Y/D-11, tổn hao không tải 𝑃0: 1400W, dòng điện không tải 𝑖0: 1,8%, tổn hao ngắn mạch 𝑃𝑛: 4000W, điện áp ngắn mạch 𝑢𝑛: 4,5%

2 Yêu cầu tính toán, thiết kế máy biến áp

Chương 1: Phần mở đầu

1.1 Giới thiệu chung về máy biến áp

1.2 Giới thiệu chung về thiết kế máy biến áp

1.3 Quy trình, các tiêu chuẩn thiết kế máy biến áp

1.4 Nhận xét, kết luận chương 1

Chương 2: Thiết kế máy biến áp

2.1 Giới thiệu mục tiêu thiết kế

2.2 Tính toán các tham số cơ bản của máy biến áp

2.3 Tính toán dây quấn

2.4 Tính toán ngắn mạch

2.5 Tính toán hệ thống mạch từ

2.6 Tính toán nhiệt máy biến áp

10

 Máy biến áp shell type: Nó có một trụ ở giữa và hai trụ bên ngoài

Cả cuộn HV, LV được đặt trên mổ trụ ở giữa Máy biến áp này có mạch từ kép

 Máy biến áp Berry type: Mạch từ trông như hình bánh xe Phần

vỏ kim loại được cố định chặt chẽ và đổ đầy dầu bên trong

- Cuộn dây: Thường được chế tạo bằng đồng hoặc nhôm, bên ngoài bọc cách điện để nhận năng lượng vào và truyền năng lượng ra Với biến áp dây đồng thì sẽ dẫn điện tốt hơn, tránh được ôxi hoá, tăng tuổi thọ của biến áp Phần có nhiệm vụ nhận năng lượng vào nối với mạch điện xoay chiều được gọi là cuộn dây sơ cấp, còn phần có nhiệm vụ truyền năng lượng ra nối với tải tiêu thụ được gọi là cuộn dây thứ cấp

Số vòng dây ở hai cuộn phải khác nhau, tuỳ thuộc nhiệm vụ của máy

mà có thể N1 > N2 hoặc ngược lại

- Vỏ máy: Tùy theo từng loại máy biến áp mà chúng được làm bằng các chất liệu khác nhau Chúng thường được làm từ thép, gang hoặc

3.3 Hướng phát triển của đề tài

3 Các tiêu chuẩn phục vụ tính toán, thiết kế máy biến áp

- TCVN: 1011-2015; TCVN: 3079-2015; TCVN: 2608-2015; TCVN: 6036-1:2015, TCVN: 6036-2:2006,…

- TCVN 8:2015: Quy định về bản vẽ kỹ thuật

4 Các bản vẽ cần thực hiện

5 Yêu cầu trình bày văn bản

6 Thực hiện theo biểu mẫu “BM03” về QUY CÁCH CHUNG CỦA

BÁO CÁO TIỂU LUẬN/BTL/ĐỒ ÁN/DỰ ÁN trong Quyết định số

815/ QĐ-ĐHCN ngày 15/08/2019

7 Về thời gian thực hiện đồ án

Ngày giao đề tài……… Ngày hoàn

1 2020604463 Phạm Văn Thắng 20222EE6110002 Điện – Điện tử Giáo viên hướng dẫn: Nguyễn Văn Đoài Khoa: Điện

TÊN ĐỀ TÀI: Thiết kế máy biến áp ba pha ngâm dầu

1 Số liệu phục vụ tính toán, thiết kế máy biến áp

𝑆đ𝑚= 630KVA, điện áp: 35±2×2,5%/0,4Kv, tổ đấu dây: Y/D-11, tổn hao không tải 𝑃0: 1400W, dòng điện không tải 𝑖0: 1,8%, tổn hao ngắn mạch 𝑃𝑛: 4000W, điện áp ngắn mạch 𝑢𝑛: 4,5%

2 Yêu cầu tính toán, thiết kế máy biến áp

Chương 1: Phần mở đầu

1.1 Giới thiệu chung về máy biến áp

1.2 Giới thiệu chung về thiết kế máy biến áp

1.3 Quy trình, các tiêu chuẩn thiết kế máy biến áp

1.4 Nhận xét, kết luận chương 1

Chương 2: Thiết kế máy biến áp

2.1 Giới thiệu mục tiêu thiết kế

2.2 Tính toán các tham số cơ bản của máy biến áp

2.3 Tính toán dây quấn

2.4 Tính toán ngắn mạch

2.5 Tính toán hệ thống mạch từ

2.6 Tính toán nhiệt máy biến áp

1.1.2 Phân loại MBA

 Máy biến áp tăng áp và máy biến áp giảm áp: Thường được sử dụng để tăng và giảm điện áp trong lưới truyền tải và phân phối điện

 Máy biến áp 3 pha và máy biến áp 1 pha: Người ta thường sử dụng máy biến áp 3 pha nhiều hơn vì nó kinh tế hơn Nhưng nếu liên quan đến kích thước, phù hợp hơn khi sử dụng một bộ ba máy biến áp đông anh một pha vì nó dễ dàng vận chuyển hơn so với một máy biến áp ba pha

 Máy biến áp lực, máy biến áp phân phối, máy biến áp đo lường:

 Máy biến áp lực thường được sử dụng trong lưới điện để tăng hoặc giảm điện áp Nó chủ yếu hoạt động khi tải cao hoặc trong thời gian cao điểm và có hiệu suất tối đa khi đầy tải

 Máy biến áp phân phối nhằm làm giảm điện áp để phân phối cho người sử dụng hoặc mục đích thương mại Loại máy này điều chỉnh điện áp tốt và có thể hoạt động 24h 1 ngày với hiệu quả tối

đa ở 50% tải

 Máy biến áp 2 cuộn dây và máy biến áp tự ngẫu: Trước đây thường được

sử dụng với tỷ số cuộn cao áp và hạ áp lớn hơn 2 Sau này nó hiệu quả

về mặt chi phí hơn khi sử dụng với máy biến áp mà tỷ số cuộn cao áp và

hạ áp nhỏ hơn 2

 Máy biến áp ngoài trời và máy biến áp trong nhà: Là loại máy thiết kế

để lắp đặt ngoài trời hay lắp trong nhà

 Máy biến áp làm mát bằng dầu và máy biến áp khô: Trong máy biến áp làm mát bằng dầu, môi trường làm mát là dầu máy biến áp trong đó máy biến áp khô thì được làm mát bằng không khí

 Máy biến áp loại Core type (mạch từ bên ngoài cuộn dây): Shell type (cuộn dây năm bên ngoài mạch từ) và Berry type

 Máy biến áp core type có hai trụ và hai thanh ngang được gọi là khung Lõi từ hình vuông với một mạch từ chung Các cuộn dây hình trụ (HV và LV) được đặt trên hai trụ

8

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ MÁY BIẾN ÁP

1.1 Giới thiệu chung về MBA

1.1.1 Định nghĩa

Máy biến áp hay máy biến thế, tên ngắn gọn là biến áp, là thiết bị điện thực hiện truyền đưa năng lượng hoặc tín hiệu điện xoay chiều giữa các mạch điện thông qua cảm ứng điện từ Máy biế áp gồm có một cuộn dây

sơ cấp và một hay nhiều cuộn dây thứ cấp liên kết qua trường điện từ

Hệ thống đầu vào MBA:

10

 Máy biến áp shell type: Nó có một trụ ở giữa và hai trụ bên ngoài

Cả cuộn HV, LV được đặt trên mổ trụ ở giữa Máy biến áp này có mạch từ kép

 Máy biến áp Berry type: Mạch từ trông như hình bánh xe Phần

vỏ kim loại được cố định chặt chẽ và đổ đầy dầu bên trong

- Cuộn dây: Thường được chế tạo bằng đồng hoặc nhôm, bên ngoài bọc cách điện để nhận năng lượng vào và truyền năng lượng ra Với biến áp dây đồng thì sẽ dẫn điện tốt hơn, tránh được ôxi hoá, tăng tuổi thọ của biến áp Phần có nhiệm vụ nhận năng lượng vào nối với mạch điện xoay chiều được gọi là cuộn dây sơ cấp, còn phần có nhiệm vụ truyền năng lượng ra nối với tải tiêu thụ được gọi là cuộn dây thứ cấp

Số vòng dây ở hai cuộn phải khác nhau, tuỳ thuộc nhiệm vụ của máy

mà có thể N1 > N2 hoặc ngược lại

- Vỏ máy: Tùy theo từng loại máy biến áp mà chúng được làm bằng các chất liệu khác nhau Chúng thường được làm từ thép, gang hoặc

1 2020604463 Phạm Văn Thắng 20222EE6110002 Điện – Điện tử Giáo viên hướng dẫn: Nguyễn Văn Đoài Khoa: Điện

TÊN ĐỀ TÀI: Thiết kế máy biến áp ba pha ngâm dầu

1 Số liệu phục vụ tính toán, thiết kế máy biến áp

𝑆đ𝑚= 630KVA, điện áp: 35±2×2,5%/0,4Kv, tổ đấu dây: Y/D-11, tổn hao không tải 𝑃0: 1400W, dòng điện không tải 𝑖0: 1,8%, tổn hao ngắn mạch 𝑃𝑛: 4000W, điện áp ngắn mạch 𝑢𝑛: 4,5%

2 Yêu cầu tính toán, thiết kế máy biến áp

Chương 1: Phần mở đầu

1.1 Giới thiệu chung về máy biến áp

1.2 Giới thiệu chung về thiết kế máy biến áp

1.3 Quy trình, các tiêu chuẩn thiết kế máy biến áp

1.4 Nhận xét, kết luận chương 1

Chương 2: Thiết kế máy biến áp

2.1 Giới thiệu mục tiêu thiết kế

2.2 Tính toán các tham số cơ bản của máy biến áp

2.3 Tính toán dây quấn

2.4 Tính toán ngắn mạch

2.5 Tính toán hệ thống mạch từ

2.6 Tính toán nhiệt máy biến áp

1 2020604463 Phạm Văn Thắng 20222EE6110002 Điện – Điện tử Giáo viên hướng dẫn: Nguyễn Văn Đoài Khoa: Điện

TÊN ĐỀ TÀI: Thiết kế máy biến áp ba pha ngâm dầu

1 Số liệu phục vụ tính toán, thiết kế máy biến áp

𝑆đ𝑚= 630KVA, điện áp: 35±2×2,5%/0,4Kv, tổ đấu dây: Y/D-11, tổn hao không tải 𝑃0: 1400W, dòng điện không tải 𝑖0: 1,8%, tổn hao ngắn mạch 𝑃𝑛: 4000W, điện áp ngắn mạch 𝑢𝑛: 4,5%

2 Yêu cầu tính toán, thiết kế máy biến áp

Chương 1: Phần mở đầu

1.1 Giới thiệu chung về máy biến áp

1.2 Giới thiệu chung về thiết kế máy biến áp

1.3 Quy trình, các tiêu chuẩn thiết kế máy biến áp

1.4 Nhận xét, kết luận chương 1

Chương 2: Thiết kế máy biến áp

2.1 Giới thiệu mục tiêu thiết kế

2.2 Tính toán các tham số cơ bản của máy biến áp

2.3 Tính toán dây quấn

2.4 Tính toán ngắn mạch

2.5 Tính toán hệ thống mạch từ

2.6 Tính toán nhiệt máy biến áp

4

Trong dây hạ áp: 33 2.3.2 Điện áp ngắn mạch 35

2.3.3 Tính toán lực cơ học khi ngắn mạch 36 2.4 Tính toán hệ thống mạch từ 38 2.4.1 Kết cấu lõi thép: 38 2.4.2 Tính toán không tải 41 2.5 Tính toán nhiệt MBA 44 2.5.1 Sơ lược về tính toán nhiệt: 44

2.6 Nhận xét, kết luận chương 2 51 Chương 3: KẾT LUẬN, KIẾN NGHỊ VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI 53 3.1 Kết luận 53 3.2 Kiến nghị 53 3.3 Hướng phát triển của đề tài 54 tài liệu tham khảo 54

Danh mục hình ảnh

Hình 1 1: Sơ đồ nguyên lí 11

Hình 2 1: Sơ đồ 𝑃0 theo 𝛽 25 Hình 2 2: Sơ đồ 𝐼0% theo 𝛽 26 Hình 2 3: Sơ đồ G theo 𝛽 26 Hình 2 4: Sơ đồ 𝐶′𝑡𝑑 theo 𝛽 27

4

Trong dây hạ áp: 33 2.3.2 Điện áp ngắn mạch 35

2.3.3 Tính toán lực cơ học khi ngắn mạch 36 2.4 Tính toán hệ thống mạch từ 38 2.4.1 Kết cấu lõi thép: 38 2.4.2 Tính toán không tải 41 2.5 Tính toán nhiệt MBA 44 2.5.1 Sơ lược về tính toán nhiệt: 44

2.6 Nhận xét, kết luận chương 2 51 Chương 3: KẾT LUẬN, KIẾN NGHỊ VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI 53 3.1 Kết luận 53 3.2 Kiến nghị 53 3.3 Hướng phát triển của đề tài 54 tài liệu tham khảo 54

Danh mục hình ảnh

Hình 1 1: Sơ đồ nguyên lí 11

Hình 2 1: Sơ đồ 𝑃0 theo 𝛽 25 Hình 2 2: Sơ đồ 𝐼0% theo 𝛽 26 Hình 2 3: Sơ đồ G theo 𝛽 26 Hình 2 4: Sơ đồ 𝐶′𝑡𝑑 theo 𝛽 27

Hình 2 5: Sơ đồ điều chỉnh điện áp 30 Hình 2 6: Sơ đồ dây 32 Hình 2 7: Chiều cao cuộn hạ áp 37 Hình 2 8: Phân bố cánh sóng 47 Hình 2 9:Khoảng cách điện của dây dẫn ra cao áp 48 Hình 2 10: Khoảng cách điện với dây dẫn ra hạ áp 48

Danh mục bảng biểu

Bảng 1 1: Tỷ số vòng dây 13

Bảng 2 1: Công suất không tải theo 𝛽 25 Bảng 2 2: 𝐼0% theo 𝛽 25 Bảng 2 3: 𝛽 ứng với G 26 Bảng 2 4: Tính toán 𝐶′𝑡𝑑 theo 𝛽 27 Bảng 2 5: Thứ tự tập trụ 39

8

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ MÁY BIẾN ÁP

1.1 Giới thiệu chung về MBA

1.1.1 Định nghĩa

Máy biến áp hay máy biến thế, tên ngắn gọn là biến áp, là thiết bị điện thực hiện truyền đưa năng lượng hoặc tín hiệu điện xoay chiều giữa các mạch điện thông qua cảm ứng điện từ Máy biế áp gồm có một cuộn dây

sơ cấp và một hay nhiều cuộn dây thứ cấp liên kết qua trường điện từ

Hệ thống đầu vào MBA: