bài giảng kỹ thuật điện

có những ưu điểm hết sức to lớn sau đây: – Điện năng được sản xuất tập trung với nguồn công suất rất lớn – Dễ dàng biến đổi và truyền tải đi xa nhờ máy biến thế – Dễ dàng biến đổi sang c

[2] Lưu Thế Vinh Bài giảng kỹ thuật điện 2010

 Tài liệu tham khảo

[1] Đặng Văn Đào, Lê Văn Doanh Kỹ thuật điện

PHÁP NGHIÊN CỨU MẠCH ĐIỆN

 Những khái niệm cơ bản về mạch điện

 Dòng điện xoay chiều hình sin

 Các phương pháp phân tích và giải mạch điện

Chương 1 Khái niệm chung về máy điện

Chương 2 Máy biến áp

Chương 3 Máy điện không đồng bộ

Chương 4 Máy điện đồng bộ

Chương 5 Máy điện một chiều

Chương 6 Máy điện đặc biệt (đề tài)

Chương 7 Khí cụ điện (đề tài)

5

MỞ ĐẦU

học những kiến thức cơ bản về ứng dụng năng

lượng điện trong sản xuất và đời sống

có những ưu điểm hết sức to lớn sau đây:

– Điện năng được sản xuất tập trung với nguồn công suất

rất lớn

– Dễ dàng biến đổi và truyền tải đi xa nhờ máy biến thế

– Dễ dàng biến đổi sang các dạng năng lượng khác.

– Nhờ điện năng có thể tự động hóa toàn bộ quá trình sản

xuất cũng như các dịch vụ kỹ thuật khác.

Nhiệt điện Phả lại I (440MW)

Nhiệt điện Phả Lại II (600MW)

Thủy điện Ialy (720MW)

Năm 2003 sản lượng điện cả nước đã đạt 41 tỷ kWh bình quân 500kW/ đầu người năm

kWh

Việt nam sẽ xây dựng 61 nhà máy điện với tổng

công suất 21.658 MW, trong đó có 32 nhà máy

thủy điện với tổng công suất 7.975 MW, 17 nhà

máy điện tuabin khí với tổng công suất 9.783 MW

và 12 nhà máy nhiệt điện than với tổng công suất

3.900 MW.

Bắc Nam được xem là huyết mạch chính của năng

lượng điện Quốc gia Tuyến 500 kV thứ hai đang

được xây dựng Tốc độ tăng trưởng điện năng giai

đoạn 2003 – 2010 là 15% Vốn đầu tư trung bình

2,16 tỷ USD mỗi năm

8

Ngành sản xuất thiết bị điện đang được đầu tư pháttriển Các máy biến áp 110 kV, 25MVA và 63 MVA đã và đang được sản xuất hàng loạt Máybiến áp 220 kV, 125 MVA đầu tiên đi vào sản xuất

từ năm 2004 tại công ty thiết bị điện Đông Anh

Các động cơ điện công suất tới 1000 kW đã đượcchế tạo tại công ty chế tạo Việt Hung, công ty chếtạo điện cơ Hà Nội, Thủ Đức,…

Nhà máy thuỷ điện Thác Bà – nhìn từ hạ lưu

Công suất ban đầu (1964): 108MW

Mở rộng (1978) : 120MW

THỦY ĐIỆN VIỆT NAM

Sông Đà nổi tiếng với sự hung hãn và dữ dằn mỗimùa mưa lũ, giờ đây đang khuất phục dưới bàn taycon người

Với 5 bậc thang thủy điện bao gồm:

NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN HÒA BÌNH

Công suất thiết kế : 1920 MW

Chiều dài đập : 734 m

Chiều cao đập : 128 m

Mực nước dâng tối đa : 120 m

Dung tích hồ chứa nước : 9 tỷ m3

14NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN HÒA BÌNH

15

NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN HÒA BÌNH

16NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN HÒA BÌNH

17

NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN SƠN LA

 Là nhà máy thủy điện lớn nhất Đông Nam Á

 Khởi công xây dựng ngày 2 /12/2005, tại xã Ít Ong, Mường

La, Sơn La.

 Chủ đầu tư: Tổng công ty điện lực Việt Nam (EVN)

 Tổng số hộ dân phải di chuyển: 17.996 hộ tại 3 tỉnh Sơn La,

Lai Châu, Điện Biện.

 Tổng vốn đầu tư: 42.476,9 tỉ đồng

Thông số kỹ thuật:

 Diện tích hồ chứa: 224km 2 Dung tích toàn bộ hồ chứa: 9,26

tỉ mét khối nước

 Công suất lắp máy: 2.400 MW, gồm 6 tổ máy

 Điện lượng bình quân hằng năm: 9,429 tỉ kWh

18

NMTĐ SƠN LA: 2.400 MW

Nhà máy thủy điện Trị An được xây dựng trên

Nhà máy được xây dựng với sự hỗ trợ về tài chính

và công nghệ củaLiên Xôtừ năm1984, khánhthành và đưa vào sử dụng từ năm1991

Nhà máy thủy điện Trị An có 4 tổ máy, với tổng

bình hàng năm 1,7 tỉ KWh

Nhà máy thủy điện Trị An

Đập tràn Nhà máy thủy điện Trị An Phối cảnh nhà máy thủy điện Đồng Nai 3

 - Dung tích hữu ích: 903,14 triệu m3

 - Dung tích ứng với MNDBT: 1.612 triệu m3

 - Công suất lắp máy: 180 MW (2 tổ máy)

 - Điện lượng trung bình năm: 607,1 kwh

 Khởi công xây dựng ngày 26/12/2004, dự kiến đến năm 2010

tổ máy số 1 sẽ phát điện

 Đó là bậc thang thủy điện thứ 4 tính từ thượng nguồn sông

Đồng Nai (sau công trình Đơn Dương, thủy điện Đại Ninh,

thủy điện Đồng Nai 2)

26

Nhà máy thuỷ điện Yaly

Nhà máy thuỷ điện Yaly là tổ hợp kỹ thuật điều

hành công trìnhthủy điệnYali trênsông Sêsan Nhà máy được khởi công năm1993và hoàn thànhvào năm2003

Địa điểm: HuyệnChư Păh, tỉnhGia Lai Lòng hồthuỷ điện Yaly phần lớn nằm trên địa phận huyện

vàĐắk Bla,

Dự án nhiệt điện Mông Dương đặt tại Quảng

Ninh, Công suất 2.200 MW

Phối cảnh nhà máy nhiệt điện Hải Phòng - nhà máy nhiệt điện lớn nhất cả nước Hai nhà máy nhiệt điện Hải Phòng

1 và 2 hoạt động với tổng công suất 1.200 MW, cung cấp cho lưới điện quốc gia 7,2 tỷ kWh điện/năm

Trang trại năng lượng mặt trời lớn thứ hai thế giới được xây dựng tại Đức

Với trị giá hơn 160 triệu euro (~ 230 triệu USD), dự án này xây dựng một trang trại

năng lượng mặt trời với 560.000 ô, mỗi ô rộng 60 cm và dài 120 cm Nguồn năng lượng

tái tạo từ trang trại này sẽ có công suất 53 megawatts, cung cấp cho 15.000 hộ gia đình

Đây sẽ là nguồn năng lượng điện quý giá phục vụ các nhu cầu đời sống con người

46PHONG ĐIỆN

DỰ ÁN PHONG ĐIỆN CẦU ĐẤT (Xuân Trường, TP Đà Lạt).

Dự án này gồm 2 giai đoạn:

– Giai đoạn 1 có công suất thiết kế là 30MW, côngsuất tua bin 1,5 - 2MW, trên diện tích 10,8 ha;

– Giai đoạn 2 với công suất dự kiến là 100 300MW

-Tổng kinh phí đầu tư cho giai đoạn 1của dự án là56,61 triệu USD, dự kiến tháng 6-2011, nhà máy sẽ

đi vào hoạt động

giai đoạn: giai đoạn 1 có công suất thiết kế là 30MW, công suất tua bin 1,5

2MW, trên diện tích 10,8 ha; giai đoạn 2 với công suất dự kiến là 100

-300MW Tổng kinh phí đầu tư cho giai đoạn 1 của dự án là 56,61 triệu USD,

dự kiến tháng 6-2011, nhà máy sẽ đi vào hoạt động

53

1.1.2 Phân loại.

1 Các máy điện tĩnh: Được dùng để biến đổi các

thông số điện năng – Máy biến áp Quá trình có tính

chất thuận nghịch

2 Các máy điện quay: dùng để biến đổi cơ năng thành

điện năng (máy phát điện) hoặc biến đổi điện năng

thành cơ năng (động cơ) Quá trình biến đổi cũng có

54

Máy điện tĩnh

Máy điện một chiều

Máy điện

Máy điện quay

Máy điện xoay chiều

Máy điện đồng bộ

Máy điện đồng bộ Không đồng bộ Máy điện

Máy điện Không đồng bộ

Máy Biến áp

Máy Biến áp

Động cơ đồng bộ

Động cơ đồng bộ

Đ Cơ không đồng bộ

Đ Cơ không đồng bộ

Máy phát đồng bộ

Máy phát đồng bộ

M.P không đồng bộ

M.P không đồng bộ

Động cơ một chiều

Động cơ một chiều

Máy phát một chiều

Máy phát một chiều

Khi cho một thanh dẫn có dòng điện I chạy qua đặt trong một từ trường

đều , thanh dẫn sẽ chịu tác dụng của một lực điện từ xác định theo biểu thức:

Xét nguyên tắc sau: dùng cơ năng từ một động cơ sơ cấp tác dụng

vào một thanh dẫn một lực cơ học F cơlàm cho nó chuyển động với một

vận tốc v trong từ trường của một nam châm N-S Trong thanh dẫn sẽ

xuất hiện một sức điện động cảm ứng có độ lớn xác định theo:

e  Bl v

Nếu nối hai đầu thanh dẫn vào điện trở tải R, qua R sẽ có dòng điện i Nếu bỏ qua sụt áp trên thanh dẫn ta có thể viết:

u = e

Công suất máy phát điện cung cấp cho tải là: P đ = ui = ei

Dòng điện i nằm trong từ trường lại chịu tác dụng của một

từ lực F đt = iBl có chiều như hình vẽ 1.3.1 Chế độ máy phát điện.

1.3.1 Chế độ máy phát điện.

•Như vậy:

Công suất cơ của động cơ sơ cấp P cơ = F cơ. v đã được

biến đổi thành công suất điện P đt = ei.

Nói cách khác, cơ năng đã được chuyển hóa thành

điện năng.

• Khi máy quay với một tốc độ không đổi thì lực điện từ sẽ

cân bằng với lực cơ của động cơ sơ cấp: F cơ = F đt.

• Nhân hai vế với vận tốc v ta có:

F cơ v = F đt v = iBlv = ei

62

1.3.2 Chế độ động cơ điện

 Cung cấp một điện áp u cho thanh dẫn đặt trong từ trường

đều của một nam châm N-S, qua thanh sẽ có dòng điện i

Theo định luật lực từ thanh dẫn sẽ chịu tác dụng của một từ lực Fđt = ilBvà làm thanh dẫn chuyển động với vận tốc v.

Như vậy công suất điện đưa vào động cơ làP đt = ui đã được biến đổi thành công suất cơ P cơ = F đt v Điện năng được biến đổi thành cơ năng

H – từ trường trong mạch từ (A/m)

l – chiều dài trung bình của mạch từ (m)

w – số vòng dây của cuộn dây.

• Dấu của dòng ij>0 nếu thuận chiều với chiều của từ thông

 đã chọn theo quy tắc vặn nút chai, ngược lại lấy dấu âm.

Ví dụ:

66

1.4.2 Bài tóan mạch từ.

Bài toán thuận.

Cho biết trước từ thông, cần phải tính dòng từ hóa (hoặc số vòng dây) để sinh ra từ thông đó.

Bài toán ngược.

Cho dòng điện, cần tính từ thông ứng với một mạch từ xác định.

Chương 2

2

1.1 NGUYÊN LÝ CẤU TẠO CỦA MÁY BIẾN ÁP.

1.1.1 Định nghĩa Máy biến áp (MBA) là một thiết

bị điện từ tĩnh dùng để biến đổi dòng điện xoay chiều

từ điện áp này sang điện áp khác với cùng một tần số

~

U 1 , I 1 , f

~

U 2 , I 2 , f MBA

1.1.2 Cấu tạo:

Cấu tạo của MBA gồm 2 bộ phận chính là: lõi sắt từ và các

cuộn dây quấn.

- Cuộn dây W1 nối với nguồn điện gọi là cuộn sơ cấp

- Cuộn dây W2 nối với tải được gọi là cuộn thứ cấp

Hình dạng tiết diện lõi thép MBA

 Lõi thép đóng vai trò mạch từ được ghép bằng các lá thép kỹ thuật dày 0,35 - 0,5mm Các lá thép được sơn cách điện để chống hiệu ứng Fucô

 Lõi thép có tiết diện dạng vuông hoặc chữ thập

 Các MBA công suất lớn tiết diện trụ được làm thành nhiều bậc để dạng tiết diện gần tròn.

1.1.3 Phân lọai Theo hình dạng có 2 lọai

- Kiểu bọc Hai cuộn dây sơ cấp và thứ cấp

được cuốn trên cùng một trụ, cách điện với nhau

- Kiểu trụ Mạch từ không phân nhánh có dạng

chữ O Các cuộn dây của MBA quấn thành hình

trụ

MBA kiểu bọc Máy biến áp kiểu trụ

8 Hình 1-5 Máy biến áp điện lực

9

2.2 NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG

• Nguyên lý hoạt động của MBA dựa trên định luật

cảm ứng điện từ

•Đặt vào 2 đầu cuộn W1một điện áp xoay chiều u1,

dòng i1trên cuộn W1sẽ tạo ra một từ thông biến thiên

10

Theo định luật cảm ứng điện từ trên các cuộn dây

sơ cấp và thứ cấp sẽ phát sinh các suất điện động cảm ứng e1và e2

Khi MBA không tải, dòng thứ cấp I2= 0, dòng không tải sơ cấp

rất nhỏ Nếu bỏ qua điện trở dây quấn và từ thông tản ra ngoài

không khí có thể xem gần đúng sđđ trong cuộn sơ gần bằng hiệu

điện thế sơ cấp : E1 U1và sđđ trong cuộn thứ bằng điện áp

6.3 MÔ HÌNH TOÁN HỌC CỦA MÁY BIẾN ÁP

Để biểu diễn các quá trình điện từ xảy ra trong

MBA người ta sử dụng các phương trình cân bằng

điện từ giữa 2 mạch sơ cấp và thứ cấp

•Chọn chiều i1, Chiều của từ thông chính  phải

thuận chiều i1theo quy tắc vặn nút chai Tiếp theo

chiều của e1và e2phải phù hợp với , nghĩa là e1và i1

trùng chiều, còn dòng i2ngược với chiều e2

~

14

Trong mạch ngoài từ thông chính  móc vòng qua

cả hai cuộn dây đóng vai trò truyền năng lượngđiện từ còn có các từ thông tản Các từ thông tảnchỉ móc vòng riêng rẽ với mỗi cuộn dây quấn vàtản ra ngoài không khí

Từ thông tản do dòng sơ cấp i1gây ra ký hiệu là

t1, từ thông tản do dòng thứ cấp gây ra ký hiệu là

t2 Giá trị của từ thông tản được đặc trưng bởi

điện cảm tản L 1 và L 2 trên các dây quấn sơ cấp vàthứ cấp tương ứng:

U1

i 1

1

Trong mạch sơ cấp gồm có các đại lượng: nguồn điện áp u1,

sức điện động e1, điện trở dây quấn sơ cấp R1, điện cảm tản L1

Sơ đồ mạch tương đương có thể biểu diễn như hình vẽ:

6.3.2 Phương trình cân bằng điện áp thứ cấp

Mạch thứ cấp gồm sức điện động e2, điện trở dâyquấn R2, điện cảm tản thứ cấp L2, điện áp đưa ra tải

u2, tổng trở tải Zt Sơ đồ mạch tương đương nhưhình vẽ:

U 2 i

2.4 SƠ ĐỒ THAY THẾ CỦA MÁY BIẾN ÁP

2.4.1 Quy đổi các đại lượng thứ cấp về sơ cấp

• Để tiện lợi khi nghiên cứu các quá trình điện từ

trong MBA, các đại lượng thứ cấp thường được quy

đổi về sơ cấp

• Phép quy đổi phải thỏa mãn điều kiện bảo toàn

năng lượng Khi quy đổi người ta giả thiết số vòng

Trong trường hợp này, s.đ.đ, dòng điện và tổng trở

cuộn thứ đều thay đổi, nhưng công suất, góc pha

trong MBA vẫn giữ nguyên trị số cũ

• Các đại lượng quy đổi được ký hiệu bằng chữ cái có

phát từ điều kiện bảo toàn công suất biểu kiến trên

sơ cấp

22

(  E  ) (  Rth  jXth) I   Z Ith

chính do dòng không tải I 0tạo ra Do đó có thể xem E1như một điện áp rơi trên một tổng trở từ hóa nào đó do dòng điện không tải gây ra Tức là:

Z R  jX là tổng trở từ hóa đặc trưng cho mạch từ,

R th– là điện trở từ hóa đặc trưng cho tổn hao sắt từ

X th– là điện kháng từ hóa đặc trưng cho từ thông chính 

Thơng thường tổng trở của nhánh từ hĩa rất lớn,

nên dịng I 0nhỏ, do đĩsơ đồ tương đương thay thế

đơn giảncĩ thể bỏ qua nhánh từ hĩa,

2.5 CHẾ ĐỘ KHƠNG TẢI CỦA MÁY BIẾN ÁP

trình và sơ đồ thay thế MBA

Chế độ khơng tải của MBA là chế độ hở mạch thứ cấp (I2=0), cịn cuộn sơ cấp nối vào nguồn xoay chiều u1

2.5.2 Các đặc điểm của MBA khơng tải.

2.Cơng suất khơng tải.

Ở chế độ khơng tải, cơng suất đưa ra thứ cấp bằng

khơng, nhưng MBA vẫn tiêu thụ một cơng suất P0

P0 Pst

P0 = PR1+ Pst

P R1 = I 0 R 1 -tổn hao nhiệt jun-lenx trên điện trở dây quấn sơ cấp

Pst = cơng suất tổn hao sắt từ Psttrên lõi sắt

Vì dịng khơng tải nhỏ nên tổn hao nhiệt jun-lenxkhơng đáng kể, và cĩ thể xem gần đúng:

3 Hệ số công suất không tải.

Ở chế độ không tải công suất phản kháng Q0rất lớn so với

công suất tác dụng P0, do đó hệ số công suất lúc này rất thấp

Khi sử dụng không nên để MBA ở chế độ không

tải hoặc non tải

32

2.5.3 Thí nghiệm không tải MBA

 Thí nghiệm không tải nhằm xác định các tham số của MBA

như hệ số biến áp k, tổn hao sắt từ và các thông số của máy

ở chế độ không tải

 Sơ đồ thí nghiệm:

- Oát kế chỉ công suất không tải; P0 Pst

- Ampekế chỉ dòng không tải: I 0

- Các vôn kế chỉ giá trị: U1, U20.

W A

% 100% 3% 10%

ñm

I I I

 U ñm th

I

35

2.6 CHẾ ĐỘ NGẮN MẠCH CỦA MÁY BIẾN ÁP

Chế độ ngắn mạch của MBA là chế độ mà cuộn thứ cấp bị nối

tắt, trong khi cuộn sơ cấp vẫn nối với nguồn cung cấp

Do tổng trở Z2’ rất nhỏ so với nhánh

từ hóa Zthnên một cách gần đúng có

thể bỏ qua nhánh từ hóa Dòng điện

sơ cấp lúc này là dòng điện ngắn

 Khi ngắn mạch điện áp thứ cấp U2= 0, do đó điện áp ngắn

mạch U nchính là điện áp rơi trên tổng trở dây quấn thứ cấp

Vì dòng ngắn mạch rất lớn nên dễ dẫn đến cháy nổ cuộn dây quấn thứ cấp của MBA

 Để tránh nguy hiểm cho MBA phải có biện pháp bảo vệ bằng các thiết bị tự động ngắt mạch ở cả 2 phía của MBA khi xảy ra sự cố ngắn mạch.

2.6.3.Thí nghiệm ngắn mạch MBA

Để xác định các thông số ngắn mạch và tổn hao

trên các điện trở dây quấn của MBA người ta thực

hiện các thí nghiệm ngắn mạch MBA

U Z I



ñm

P R I

Mối liên hệ giữa các thành phần tác dụng và phản

kháng được biểu diễn trên các tam giác điện áp ngắn

Ví dụ: Cho MBA một pha 2 dây quấn có các tham số S đm=6637

kVA; U1/U2=35/10 kV; Pn = 53500W; Un% = 8% Hãy xác định Zn; Rn;Xn; Un; R1;X1; R2; X2 nếu coi R1 = R2’; X1 = X2’.

U U U

U Z I

n n ñm

U Z I

n n ñm

P R I

0,725 0,06 3,5

R R

k

' 2

7,35 0,6

X

2.7 Chế độ có tải của máy biến áp

Chế độ có tải là chế hoạt động của MBA khi cuộn

sơ cấp nối với lưới điện xoay chiều, cuộn thứ cấpnối với phụ tải Chế độ mang tải được đánh giá

ñm ñm

Ta có thể xác định U 2dựa vào mạch điện thay thế đơn

giản như trên hình 6-16, a Từ sơ đồ thay thế ta vẽ được

đồ thị véc tơ của MBA như trên hình 6-16, b.

Từ đồ thị véc tơ chiếu U 1 lên phương U 2 ’, do góc

lệch giữa U 1 và U 2 ’ nhỏ nên có thể coi gần đúng:

47

b) Đường đặc tính ngoài của MBA.

Đường đặc tính ngoài của MBA biểu diễn mối quan

hệ U2 = f(I2) khi U1= U 1đm và cos1= const

2%

2100%

ñm ñm

Trong thực tế tải thường có tính cảm kháng (t>

0) Do đó khi dòng tải I 2 tăng, U 2 giảm Điều đó

giải thích hiện tượng sụt áp ở lưới điện thường xảy

ra vào các giờ cao điểm

 Để có thể điều chỉnh giá trị của điện áp U 2trên tải

theo yêu cầu người ta thay đổi số vòng dây của

MBA trong khoảng  5% (thường thay đổi số vòng

cuộn cao áp vì ở dây dòng nhỏ dễ thực hiện)

50

2.7.2 Tổn hao và hiệu suất của máy biến áp.

1 Tổn hao điệnP đ Đây là tổn hao trên điện trở

dây quấn sơ cấp P đ1 và thứ cấp P đ2 Giá trị tổnhao điện phụ thuộc vào dòng tải

n

R R R

51

2 Tổn hao từP st

 Là tổn hao trong lõi thép do dòng điện xoáy và từ trễ sinh

ra Tổn hao sắt từ không phụ thuộc vào tải mà chỉ phụ thuộc

vào từ thông chính, được xác định bằng công suất đo được

trong thí nghiệm không tải: Pst= P 0

 Xét về quá trình truyền năng lượng trong MBA ta có giản

đồ năng lượng

Sơ cấp P1 P dt Thứ cấp P2

52

3 Hiệu suất của MBA:

Trong đó: là công suất tácdụng ở lối ra,

2

coscos

từ không thay đổi, do đó hiệu suất tăng lên

Khi cost = const hiệu suất cực đại khi đạo hàm  0

t

d dk

2 0

2 2 0

cos ( )

0( cos )

3 Hiệu suất của MBA:

Khi cost = const hiệu suất cực đại khi đạo hàm  0

t

d dk

Thông thường các MBA công suất

lớn và công suất trung bình, tỷ số

P 0 /P n = 0,250,5, nên hiệu suất của

MBA sẽ cực đại khi làm việc với

hệ số tải k t = 0,5 0,75 Do đó các

MBA sẽ làm việc tốt nhất khi nó

mang tải bằng 5075% phụ tải định

mức

2.8 MÁY BIẾN ÁP BA PHA.

2.8.1 Cấu tạo của MBA 3 pha

2.8.1 Cấu tạo của MBA 3 pha

Dây quấn Pha Ký hiệu đầu

cuộn dây

Ký hiệu cuối cuộn dây

o

b) /-12 Hình 6-22

A B C

X Y Zb

z y a

z b

x

B

Z Y A

z b

x b

z y a

x

c

B

Z Y A

X

C

b

z y a

59

Hệ số biến áp pha, ký hiệu là k p: 1 1

p p p

d d d

U k U



Hệ số biến áp dây, ký hiệu k d :

Giá trị của k p không thay đổi, nhưng giá trị của k d

không những chỉ phụ thuộc vào tỷ số vòng dây mà còn

phụ thuộc vào cách nối hình sao hay tam giác

Trong thực tế làm việc, khi cần phải ghép song song các MBA

với nhau, cần phải chú ý tới một tham số nữa của MBA đó là góc

lệch pha giữa điện áp dây sơ cấp và thứ cấp Do vậy, ngoài ký

hiệu tổ đấu dây của MBA (hình sao, tam giác), cần ghi thêm ký

hiệu để chỉ góc lệch pha này Góc lệch pha này phụ thuộc vào

chiều quấn dây, cách đấu dây và nó không ghi trực tiếp bằng độ

mà dùng ký hiệu tương tự giờ trên đồng hồ để tính

60

Cách ghi:Cho véc tơ điện áp dây sơ cấp trùng với vịtrí kim phút của đồng hồ ở vị trí số 12, véc tơ điện ápdây thứ cấp ứng với kim giờ của đồng hồ Vị trí kimgiờ cho ký hiệu góc lệch pha tương ứng Góc lệchgiữa kim phút và kim giờ tính theo chiều kim đồng hồchỉ góc lệch pha Như vậy mỗi một khoảng 5’ trênđồng hồ sẽ ứng với 300

Cách xác định tổ đấu dây và góc lệch pha:

 Vẽ đồ thị véc tơ điện áp dây sơ cấp và thứ cấp,

 Đưa véc tơ điện áp dây sơ cấp về vị trí kim phút ở 12 giờ,

 Đưa véc tơ điện áp dây thứ cấp về vị trí kim giờ tương ứng,

 Vị trí của kim giờ chỉ ký hiệu góc lệch pha tương ứng.

62

Hai MBA 3 pha làm việc song song

Sơ đồ thay thế tương đương

63

Các điều kiện để các MBA có thể làm việc song

song với nhau:

1) Điện áp định mức sơ cấp và thứ cấp tương ứng phải bằng

nhau, nghĩa là hệ số biến áp phải bằng nhau:

3) Điện áp ngắn mạch của các MBA phải bằng nhau

2) Các máy phải có cùng tổ đấu dây

Điều kiện thứ 2 này và điều kiện thứ nhất đảm bảo cho mức

điện áp ở sơ cấp và thứ cấp của các máy phải bằng nhau về

trị số và trùng pha với nhau.

Điều kiện này đảm bảo để tải phân bố trên các máy tỷ lệ với

công suất định mức của chúng

64

2.10 CÁC MÁY BIẾN ÁP ĐẶC BIỆT

2.10.2 Máy biến áp đo lường.

1 Máy biến dòng TI.

Kìm đo dòng điện

CÂU HỎI & BÀI TẬP CHƯƠNG 1

Câu 1: Trình bày cấu tạo và nguyên lý làm việc của

máy biến áp

Câu 2: Viết các phương trình cân bằng điện và từ

của máy biến áp

Câu 3: Vẽ sơ đồ thay thế máy biến áp (dạng chính

xác) Nói ý nghĩa và viết biểu thức quy đổi các đại

lượng có trong sơ đồ Từ sơ đồ dùng 2 định luật

Kirchoff viết hệ 3 phương trình cân bằng điện và từ

của máy biến áp

70

• Bài 1: Thông số của một máy biến áp

(a) Tính dòng định mức

(b) Tính dòng ngắn mạch khi đặt điện áp định mức vào cuộn cao áp, cuộn hạ áp ngắn mạch

(a) Tính các thông số sơ đồ thay thế

(b) Tính hiệu suất và điện áp thứ cấp khi tải

định mức Biết tải R , L có cos = 0,8

Trong thí nghiệm ngắn mạch, xác định điện áp U1nphải đưa vào cuộn sơ cấp sao cho dòng ngắn mạch thứ cấp I2n= 180A Tính hệ số công suất ngắn mạch cosn

 ĐS: P1= 1503,71W; Q1= 1338,3VAR;

 cos1= 0,747; Pt=1453,42W;

 Qt= 1295,54VAR; U2= 123V ; U2% = 3,15%

Bài 4: Người ta làm thí nghiệm ngắn mạch một

máy biến áp một pha 50KVA; 4400V/220V và đo

được dòng, áp, công suất ở phía hạ áp là 10,8A;

120V; 544W Hãy xác định trước điện áp phải đưa

vào phía cao áp sao cho máy phát dòng định mức ở

điện áp 220V và hệ số công suất bằng 0,8

công suất tải tiêu thụ và điện áp trên tải

Trong thí nghiệm ngắn mạch, xác định điện áp U1n phải đưa vào cuộn sơ cấp sao cho dòng ngắn mạch thứ cấp I2n= 180A Tính hệ số công suất ngắn mạch cosn

ĐS:U1n = 327,38V; cosn = 0,282 trễ

Bài 8: Người ta làm thí nghiệm ngắn mạch một

máy biến áp một pha 50KVA ; 4400V/220V và đo

được dòng, áp, công suất ở phía hạ áp là 10,8A;

120V; 544W Hãy xác định trước điện áp phải đưa

vào phía cao áp sao cho máy phát dòng định mức ở

điện áp 220V và hệ số công suất bằng 0,8



ĐS :U1= 4517,15V

 Bài 9:Máy biến áp một pha 50KVA có tổn hao đồng 760W và tổn hao sắt từ 680W cấp điện cho một tải có cost = 0,75 (không đổi)

(a) Tính hiệu suất máy lúc đầy tải và lúc nửa tải

(b) Tính hệ số tải để hiệu suất máy cực đại và tính hiệu suất cực đại đo

 ĐS : (a)  (đầy tải ) = 96,3% ;  (nửa tải) = 95,27%

(b) kt = 1,057 ; max= 96,31%