Máy biến áp một pha

Tính toán các thông số.. Tính toán các thông số.. Khái niệm.Máy biến áp là một thiết bị điện từ tĩnh làm việc trên nguyên lý cảm ứng điện từ để chuyển đổi điện áp xoaychiều 1 pha từ cấp

I Khái niệm.

II Cấu tạo MBA 1 pha

III Nguyên lý hoạt động

IV Sơ đồ tương đương

V Tính toán các thông số

I Khái niệm

II Cấu tạo MBA 3 pha

III Nguyên lý hoạt động

IV Sơ đồ tương đương

V Tính toán các thông số

VI Tổ đấu dây MBA 3 pha

VII Điều kiện các MBA 3 pha

làm việc song song

HÌNH ẢNH ỨNG DỤNG VÀ BÀI TẬP

I Khái niệm.

Máy biến áp là một thiết bị điện từ tĩnh làm việc trên

nguyên lý cảm ứng điện từ để chuyển đổi điện áp xoaychiều 1 pha từ cấp điện áp này (U1)sang cấp điện áp khác(U2)với tần số không đổi (f)

- Phần nối với nguồn gọi là sơ cấp, ký hiệu số 1: dòng điện sơ cấp (I1), điện áp sơ cấp (U1), số vòng cuộn dây sơ cấp (n1)…

- Phần nối với tải gọi là thứ cấp, ký hiệu số 2: dòng điện thứ cấp (I2), điện áp thứ cấp (U2), số vòng cuộn dây thứ cấp (n2)…

U1> U2 : Máy biến áp giảm áp.

U1 < U2 : Máy biến áp tăng áp.

II Cấu tạo MBA 1 pha.

Máy biến áp gồm hai phần chính: Lõi thép và dây quấn

Có các phần khác như vỏ máy, cách điện, sứ đỡ, các thiết bị

làm mát, thùng giãn dầu,

Lõi thép của máy biến áp (Transformer Core) các lá thép mỏng

ghép lại, về hình dáng có hai loại: loại trụ (core type) vàloại bọc (shell type)

Dây quấn: dùng dây đồng tiết diện tròn hoặc tiết diện hình chữ

nhật

- Cuộn dây quấn sơ cấp (Primary Winding)

- Cuộn dây quấn thứ cấp (Secondary Winding)

II Cấu tạo MBA 1 pha.

Hình : Máy biến áp một pha loại trụ

II Cấu tạo MBA 1 pha.

Hình : Máy biến áp một pha loại bọc

II Cấu tạo MBA 1 pha.

Mạch từ hình xuyến

II Cấu tạo MBA 1 pha.

III Nguyên lý hoạt động.

e1   1 

dt

d N

e2   2  (  = msinωt)

e1, e2 : sức điện động cảm ứng sơ cấp và thứ cấp

 

i1 

III Nguyên lý hoạt động.

) 2

t sin(

N t

cos

N dt

) t sin (

d N

1 1

sin(

2 2

m 1 m

1 1

m 1 1

m 1 m

1 m

1

fN 44 , 4 E

fN 44 ,

4 2

N f 2 E

) 2 t

sin(

E e

fN 2

N E

1

N

N E

E

2

1 1

2 2

1

N

N I

I U

Các đại lượng trên nhãn máy ( định mức )

- Điện áp định mức sơ cấp: U1đm (V, KV)

- Điện áp định mức thứ cấp: U2đm (V, KV) khi MBA không tải

- Dòng điện định mức sơ cấp: I1đm (A, KA)

- Dòng điện định mức thứ cấp: I2đm (A, KA) Khi MBA đầy tải

- Công suất định mức : công suất biểu kiến phía thứ cấp của máy

biến áp : Sđm (VA, KVA), S đm = S 2 = U 2đm I 2đm

Hiệu suất MBA cao S đm = S 1 = U 1đm I 1đm

Tần số định mức: fđm(Hz)

Hiệu suất %

IV Sơ đồ tương đương MBA một pha.

Tổng trở cuộn dây quấn sơ cấp : z1 = r1 + jx1

IV Sơ đồ tương đương MBA một pha.

Trong một sơ đồ có 2 cấp điện áp khác nhau, phải quy đổi về một cấp U1 hoặc U2 ( thông thường quy đổi về sơ cấp U1)

E’2 : sức điện động thứ cấp quy đổi về sơ cấp, nên E1 = E’2

2 1

E

U’2 : điện áp thứ cấp quy đổi về sơ cấp,

I’2 : dòng điện thứ cấp quy đổi về sơ cấp,

U’2 = k U2

I’2 =I2 /k

2

2 2

'

' '

U k

V Tính toán các thông số trên mạch tương đương MBA

Tính toán các thông số r1 , x1 , r2(r’2), x2 (x’2), rm , xm

Qua hai thí nghiệm:

- Thí nghiệm không tải MBA 1 pha

- Thí nghiệm ngắn mạch MBA 1 pha

Tổng trở MBA không tải zo

Điện trở MBA không tải ro

Điện kháng MBA không tải xo

ro

jxo

o o

I

U

z 

2 0

0 0

2 0

z

rcos 

0 o

0

I.U

P



tổn thất MBA không tải =

tổn hao mạch từ Po = PFe

r1 + r’2 = rn

x1 + x’2 = xnĐặt

Un

In rn jxn

r1 = r’2 = rn/ 2

x1 = x’2 = xn/ 2

Qua thí nghiệm có: In , Pn , Un

n

n n

I

U

z 

2 n

n n

2 n

z

rcos 

n n

n

I.U

Độ biến thiên điện áp thứ cấp phần trăm:

100 100

1

1 1

2

2 2

đm

U

U U

U

U U

% U

) sin

% U

cos

% U

U

) V ( U (%)

U

Điện áp ngắn mạch thành phần điện trở Unr (%), điện kháng Unx (%)

n n nx

n n nr

x I ) V ( U

r I ) V ( U





100 100

100 100

1 1

1 1

x U

x I x

U

) V ( U (%) U

x U

r I x

U

) V ( U (%) U

đm

n n đm

nx nx

đm

n n đm

nr nr

nx

n n

nr

sin U U

cos U U









+ Nếu tải trở : Cos 2 = 1,

+ Nếu tải cảm :

+ Nếu tải dung :

I trễ pha so với U, Cos 2 trễ

I sớm pha so với U, Cos 2 sớm

100

2 0

2

2 x

P P

cos S

cos S

n đm

biến áp hạ áp Nếu dòng điện cuộn sơ cấp là 6 A thì điện áp cuộn sơ cấp

là bao nhiêu?

Bài 3 : Một máy biến áp 1000 kVA; 24000/2400 V, hoạt động ở 40 V/vòng Tìm số vòng mỗi cuộn dây và dòng định mức của mỗi cuộn Bài 4 : Một máy biến áp cung cấp một tải 30 A ở 240 V Nếu điện áp

sơ cấp là 2400 V, tính dòng điện phía sơ cấp.