MÁY BIẾN ÁP ĐIỆN LỰC doc

Vai trò của máy biến áp điện lực  Biến đổi điện áp xoay chiều  Truyền tải và phân phối điện  Liên kết các hệ thống điện có các cấp điện áp khác nhau... Định Nghĩa: MBA là thiết bị từ

Chương 5: MÁY BIẾN ÁP ĐIỆN

LỰC

(POWER TRANSFORMERS)

Vai trò của máy biến áp điện lực

 Biến đổi điện áp xoay chiều

 Truyền tải và phân phối điện

 Liên kết các hệ thống điện có các cấp điện áp khác nhau

Định Nghĩa: MBA là thiết bị từ tĩnh, làm việc

theo nguyên lý cảm ứng điện từ dùng để biến đổi điện áp của hệ thống điện xoay chiều

nhưng vẫn giữ nguyên tần số

Các Thông Số Cơ Bản Của MBA

 U1đm: qui định cho dây quấn sơ cấp

 U2đm: qui định cho dây quấn thứ cấp, khi dây quấn thứ cấp

hở mạch và điện áp đầu vào dây quấn sơ cấp là định mức

 Dòng điện định mức [A; kA]: đối với MBA ba pha dòng điện định mức là dòng điện dây, đối với MBA một pha dòng điện định mức là dòng điện pha

 I1đm: qui định cho dây quấn sơ cấp

 I2đm: qui định cho dây quấn thứ cấp

 Công suất định mức [VA; kVA, MVA]: là công suất biểu kiến định mức

Các Thông Số Cơ Bản Của MBA

 Tỷ số biến áp k: được xác định bằng tỷ số điện áp định mức của dây quấn sơ cấp và thứ cấp

 Ngoài ra còn có các đại lượng định mức khác như tần số định mức fđm,sơ đồ nối dây, điện áp ngắn mạch, chế độ

làm việc…

của MBA, thường được tính bằng phần trăm của điện áp

định mức

Cấu tạo MBA

Máy biến áp gồm những phần chính sau:

 Lõi thép

 Dây quấn

 Vỏ máy

 Máy biến áp kiểu trụ, dây quấn bao quanh trụ thép

Cấu tạo MBA Dây quấn

 Dây quấn là phần dẫn điện của MBA, làm nhiệm

vụ thu năng lượng và truyền năng lượng ra

vòng tròn đồng tâm Dây quấn HA thường được quấn phía trong gần trụ thép, dây quấn CA được quấn phía ngòai

Cấu tạo MBA

Vỏ Máy

 Thùng máy biến áp: vỏ thùng làm bằng thép thường là hình bầu dục Thùng có chứa dầu MBA dùng cách điện và làm mát, trên thùng thường những cách tản nhiệt và quạt làm mát

 Nắp thùng: dùng để đậy thùng và trên nó có những chi tiết máy quan trọng sau:

Cấu tạo MBA

Vỏ Máy

Cấu tạo MBA

Cấu tạo MBA

Khi sử dụng MBA cần lưu ý các đặc điểm

 MBA là thiết bị không phát ra điện năng

 MBA là 1 máy điện tĩnh, sự già cỗi chủ yếu là phần cách điện (phụ thuộc nhiệt độ tích luỹ, thời gian sử

dụng rất quan trọng Khi vận hành yêu cầu có lý lịch rõ ràng

 MBA thường chế tạo thành một khối tại nhà máy,

phần tháo rời chiếm tỷ lệ nhỏ (khoảng 10%) Chú ý

phương tiện và khả năng chuyên chở

 Công nghệ chế tạo (cách điện và thép từ) tiến bộ

nhanh MBA càng về sau có kích thước, trọng lượng và giá thành bé hơn Vì vậy, tận dụng khả năng tải của MBA

 Khi chọn công suất tính đến khả năng phát triển tải

 MBA có nhiều loại: MBA một pha, 3pha; Hai cuộn

dây, 3 cuộn dây; MBA có cuộn dây phân chia; MBA tự ngẫu, cách ly; MBA có và không có điều áp dưới tải

Khả năng tải của MBA

 Phụ thuộc vào hệ thống làm mát của

Quá tải của MBA

 Quá tải bình thường

 Quá tải sự cố

 Quá tải ngắn hạn

Quá tải bình thường

 Căn cứ vào dtpt chọn MBA có công suất:

Smin<SMBA<Smax

 Đẳng trị đtpt thành 2 bậc K1và K2với thời gian quá tải T2

 Từ đường cong khả năng tải của MBA

xác định khả năng quá tải cho phép K2cp

Cách đẳng trị đtpt nhiều bậc về dạng 2 bậc

 Căn cứ vào SđmB tính hệ số tải Ki=Si/SđmB

 Xác định K2 và T2 bằng cách đẳng trị vùng có Ki>1:

 Nếu Kđt2>0,9Kmax thì K2=K2đt và T2= Σ Ti

 Nếu Kđt2<0,9Kmax thì K2=0,9Kmax và

T

T

K K

2 2

dt

(

2 max

2 2

) 9

, 0 (

(

K

T K

T = ∑ i i

Quá tải sự cố của máy biến áp

 Khi 2 MBA vận hành song song mà 1 trong 2 MBA

nghỉ, MBA còn lại có thể cho phép quá tải

 MBA được phép quá tải 40%(ngoài trời), 30% (trong nhà), không quá 5 ngày đêm với thời gian không quá 6 giờ, hệ số tải trước lúc quá tải K1<0,93

Quá tải ngắn hạn của MBA

Khảnăng quá tải 1,3 1,45 1,6 1,75 2 3 Thời gian quá

Máy biến áp tự ngẫu

 Điện áp trên 1 vòng dây: UW=Uc/Wc

 Điện áp trung: UT=UW.WT=UCWT/WC

 Tỷ số biến áp của MBATN:

 Bỏ qua tổn thất công suất: SC=ST⇒ UCIC=UTIT

 Tỷ số biến đổi dòng điện của MBATN:

 k=IC/IT=UT/UC=WT/WC

 ⇒ Tỷ số biến đổi dòng điện của MBATN giống như là máy biến áp thường

Máy biến áp tự ngẫu

Công suất nhận được ở thứ cấp

 Công suất nhận được ở thứ cấp ST gồm 2 phần:

 Thành phần ICUT được truyền trực tiếp bằng dòng IC gọi là công suất điện Sđiện

 Thành phần IchUT được truyền từ cao sang trung áp

bằng từ trường qua các cuộn dây Wn và Wch, gọi là công suất từ Stừ

Công suất tính toán của MBATN

 Khác với MBA thường, MBATN có hai đại lượng công suất đặc trưng: Công suất định mức Sđm và Công suất tính toán Stt

 Công suất tải của cuộn dây nối tiếp:

Sn=InUn=ICđm(UCđm-UTđm)=ICđmUCđm(1-UTđm/UCđm)

Sn=α Sđm, với α =1-UTđm/UCđm

 Công suất của cuộn dây trung:

Sch=IchUch=UTđm(ITđm-ICđm)=ITđmUTđm(1-ICđm/ITđm)

Sch=Sđm(1-UTđm/UCđm)=α Sđm, với α =1-UTđm/UCđm

 Công suất mạch từ:

Stừ =IchU2= α Sđm

 α Sđm được gọi là công suất tính toán của MBATN

So sánh MBATN và MBA thường

 Ưu điểm:

 Tổn thất trong MBATN nói chung nhỏ hơn

 Giá thành, trọng lượng, kích thước nhỏ

 Điện kháng của MBA tu ngẫu nhỏ Tổn hao điện áp và công suất kháng của MBATN nhỏ

 Khuyết điểm:

 Do Cao và Trung liên hệ nhau về điện nên sóng quá điện áp có thể lan truyền từ cao sang trung và ngược lại Đặt chống sét van phía cao và trung của MBATN

 Dòng ngắn mạch qua MBATN lớn

 Phạm vi sử dụng: Mạng trung tính nối đất trực tiếp

Làm việc song song của MBA:

 Mục đích:

 Nâng cao độ tin cậy cung cấp điện

 Tăng công suất trạm biến áp

 Có thể ngưng vận hành 1 số MBA trong giờ thấp điểm, giảm tổn hao không tải.

 Các điều kiện làm việc song song:

 Điện áp định mức bằng nhau

 Tổ đấu dây giống nhau

 Tỷ số biến áp giống nhau

 Điện áp ngắn mạch % không lệch quá 10%

 Công suất khác nhau không quá 3 lần