BÁO cáo hệ THỐNG điện 1 CHƯƠNG v máy BIẾN áp

• Các đại lượng định mức của MBA quy định điều kiện kỹ thuật của máy do nhà chế tạo quy định và thường ghi trên nhãn MBA như sau :... quấn sơ cấp tính bằng kV hay V.Nếu dây qu

CBHD: TS Trần Trung Tính SVTH: Nguyễn Văn Đạt

Nguyễn Trọng Giáp Trịnh Đức Thành Trần Quốc Trung

Dư Thành Thật Nguyễn Văn Huế

BÁO CÁO HỆ THỐNG ĐIỆN1

CHƯƠNG V MÁY BIẾN ÁP

GIỚI THIỆU

GIỚI THIỆU

Máy phát của những nhà máy điện lớn có mức điện áp từ 11 đến 30 kV.Để tăng hiệu quả và hiệu suất, giảm tổn thất khâu truyền tải điện năng trên một khoảng cách dài đòi hỏi phải tăng mức điện áp

Để biến đổi từ mức điện áp này sang mức điện áp khác thì dùng máy biến áp.

Máy biến áp là thiết bị điện từ loại tĩnh làm việc trên nguyên lý

cảm ứng điện từ biến đổi một hệ thống dòng điện xoay chiều ở điện áp này thành một hệ thống dòng điện xoay chiều ở điện áp khác với tần số không đổi.

GIỚI THIỆU

• Ngoài ra, MBA còn được sử dụng để điều chỉnh dòng công suất hoặc dòng công suất dưới những điều kiện vận hành khác nhau.MBA loại này có tỷ lệ biến đổi điện

áp nhỏ.Những loại MBA loại này được gọi là MBA điều chỉnh

• Các đại lượng định mức của MBA quy định điều kiện kỹ thuật của máy do nhà chế tạo quy định và thường ghi trên nhãn MBA như sau :

GIỚI THIỆU

dây quấn thứ cấp của MBA,tính bằng (kVA) hay(VA).

quấn sơ cấp tính bằng (kV) hay (V).Nếu dây quấn sơ cấp có các đầu phân nhánh thì người ta ghi cả điện áp định mức của từng đầu pha phân nhánh.

thứ cấp khi MBA không tải và điện áp đặt vào dây quấn sơ cấp

là định mức,tính bằng (kV) hay (V).

những dòng điện dây của dây quấn sơ cấp và thứ cấp ứng với công suất và điện áp định mức,tính bằng (kA).

MÁY BIẾN ÁP 1 PHA

-

Cuộn dây quấn thứ cấp

MBA có 2 bộ phận chính:

Lõi thép

 Dây quấn

Lõi thép: dùng để dẫn từ

thông chính của MBA,được chế

tạo từ vật liệu dẫn từ tốt

Dây quấn: thường dùng đồng

hoặc nhôm có thiết diện tròn

hoặc hình chữ nhật, bên ngoài

dây có bọc cách điện

Sơ đồ nguyên ký làm việc MBA

MÁY BIẾN ÁP 1 PHA

-

Cuộn dây quấn thứ cấp

Dây quấn gồm nhiều vòng dây

và lồng vào lõi thép Giữa các

lớp vòng dây có lớp cách điện

Khi nối cuộn sơ cấp N1 vào

nguồn AC có điện áp V1 dòng sơ

cấp I1 từ thông chính trên 2

Sơ đồ nguyên ký làm việc MBA

Ngoài từ thông chính

trong lõi thép MBA còn có

thông tản và

MÁY BIẾN ÁP 1 PHA

-

Cuộn dây quấn thứ cấp

Ta giả định máy biến áp là lý

MÁY BIẾN ÁP 1 PHA

Cuộn dây quấn thứ cấp

Sơ đồ nguyên ký làm việc MBA

MÁY BIẾN ÁP 1 PHA

Tuy nhiên, MBA trong thực tế không phải là lý tưởng, tức có sinh

ra từ thông tản và Do đó từ thông tổng được xác

 

 

Trong đó: là từ thông chính móc vòng cả 2 cuộn N1,N2

và là tổng từ thông tản và tương ứng

MÁY BIẾN ÁP 1 PHA

Điện áp ở 2 đầu dây quấn MBA được xác định như sau:

m l

Biểu thức trên chính là cộng điện trở nối tiếp và điện

kháng tản dây quấn mạch sơ và thứ cấp của MBA lý

tưởng

MÁY BIẾN ÁP 1 PHA

Giả sử thì dòng điện sơ cấp của MBA lý tưởng bằng 0, nhưng thực tế vẫn còn tồn tại dòng điện nhỏ chạy trong cuộn sơ cấp và duy trì điện trường Được gọi là dòng

điện từ hóa sơ cấp và được tính:

R i

TỔ NỐI DÂY MBA 3 PHA

• MBA 3 pha có thể được đấu nối theo 4 cách khác nhau cơ bản là hình Y–Y,

TỔ NỐI DÂY MBA 3 PHA

• Tất cả các cách đấu nối này được trình bày với dây quấn

sơ cấp có điện áp thấp (bên trái) và dây quấn thứ cấp có điện áp cao (bên phải)

 1 Kiểu: tam giác – sao

Thuận lợi

Có dây trung tính, có thể nối đất dây trung tính, có ưu

điểm tăng điện áp gấp lần, đồng thời mức tăng điện áp theo tỉ lệ số vòng dây quấn của các pha ở phía sơ và thứ cấp

Có chức năng hữu ích đối với vận hành trong điều kiện mất cần bằng hoặc dòng điện không theo hình sin hoặc biên dạng sóng của điện áp.

3

TỔ NỐI DÂY MBA 3 PHA

 2 Kiểu: sao - tam giác

Ngược lại máy biến thế hạ áp thì đấu thành Y- Số vòng cuộn dây bên sơ cấp không nhiều có thể đạt

được tỉ lệ hạ áp tương đối lớn Ngoài ra, khi bên thứ cấp của biến thế tăng áp và bên sơ cấp của máy biến thế hạ áp đấu kiểu hình Y đều có thể tiếp đất, điểm

trung tính khiến điện áp dây tải điện đối với đất là điện

áp pha, bằng lần điện áp dây, cũng tức là hạ thấp yêu cầu cách điện của đường dây, hạ giá thành xây

dựng

3 / 1

TỔ NỐI DÂY MBA 3 PHA

 3 kiểu tam giác - tam giác

Đấu nối theo hình - đề nghị cho MBA có điều kiện vận hành khẩn cấp cơ bản ít nhất, với điện áp pha được loại bỏ Đấu nối kiểu này còn được gọi là đấu nối tam giác mở

 4 kiểu sao - sao

Đấu nối theo hình Y–Y là sử dụng an toàn bởi vì những sự

cố vận hành trong điều kiện không cân bằng Những

thuận lợi và bất lợi từ các cách đấu nối MBA khác nhau đã được thảo luận rất kỷ trong học phần kỹ thuật điện

TỔ NỐI DÂY MBA 3 PHA

Ngoài ra theo hình dáng của lõi thép mà còn có cách thêm 2 loại nữa

 MBA kiểu lõi (kiểu trụ) như trình bày ở Hình 5 7(a) Dây quấn bao quanh trụ thép Loại này rất thông dụng và thường dùng cho các MBA một pha hay ba pha có công suất nhỏ và trung bình

 MBA kiểu bọc như trình bày ở Hình 5 7(b) Mạch từ được phân nhánh ra hai bên và bọc lấy dây quấn Loại này thường chỉ dùng trong vài ngành chuyên môn đặc biệt như MBA dùng trong lò điện luyện kim.

• Hình 5.7 cấu tạo máy biến áp ba pha

TỔ NỐI DÂY MBA 3 PHA

• Sơ đồ tổ đấu dây của MBA 3 pha được trình bày chi tiết

ở Hình 5 6 Để thuận tiện hơn có thể dùng biểu đồ như trình bày ở Hình 5 8 Vẽ chiều của dây quấn sơ cấp thì song song với chiều của dây quấn thứ cấp của cùng

Hình 5.8 Biểu đồ đấu dây của MBA 3 pha theo hình Y-Y

n a

c b

n’

a

c b

TỔ NỐI DÂY MBA 3 PHA

Chúng ta cũng có thể dùng biểu đồ tổ đấu dây đơn giản cho MBA như trình bày ở Hình 5 9

Hình 5.9 Biểu đồ tổ đấu dây -Y đơn giản của MBAY đơn giản của MBA

TỔ NỐI DÂY MBA 3 PHA

đoạn thẳng đậm Do đó, sơ đồ tổ đấu dây thường dùng của MBA 3 pha ở Hình 5 6 có thể được thay thế bằng Hình 5 10

a

I

a

b c

n

b c

TỔ NỐI DÂY MBA 3 PHA

Như khảo sát ở phần trước, chúng ta tiếp tục giả định MBA 3 pha được cấu tạo từ 3 MBA một pha lý tưởng Trong trường hợp tổ đấu dây theo hình Y-Y

và -, chúng ta xác định mức biến đổi điện áp và dòng điện từ dây quấn sơ cấp sang dây quấn thứ cấp

Hình 5 11 Sơ đồ tổ đấu dây -Y đơn tuyến của MBAY đơn tuyến của MBA

TỔ NỐI DÂY MBA 3 PHA

• Từ Hình 5 10 có thể

xác định , Trong đó n là tỉ lệ biến

đổi điện áp trong mỗi pha của MBA Trong trường hợp tổ đấu dây Y- thì cần so sánh điện áp dây và điện áp pha Tổ đấu dây kiểu này có sự thay đổi mức điện áp và dòng điện Giả định chiều dương tuần tự của điện áp là Van, Vbn và Vcn, chúng ta có

an an

j bn

an ab

b

an n

a

V K V

V K V

1 '

'

1 '

'





ab b

a nV



TỔ NỐI DÂY MBA 3 PHA

• Ta nhận xét rằng, nếu tổ đấu dây của MBA 3 pha

theo hình -Y Y thì độ lớn biến đổi điện áp là

lần và điện áp dây quấn thứ cấp sớm pha một góc

300 so với điện áp dây quấn sơ cấp

• Tương tự như trên, chúng ta xác định quan hệ

dòng điện giữa cuộn sơ và thứ cấp của MBA 3 pha

n

 3

1 '

/ /

/

K I

I

K I

I

K I

I

b b

a a

TỔ NỐI DÂY MBA 3 PHA

• Vậy độ lớn biến đổi của dòng điện đối với tổ đấu

dây theo hình -Y Y là lần và góc lệch

dòng điện giữa dây quấn sơ và thứ cấp cũng là

300

• Chú ý rằng công suất biểu kiến biến đổi trong

MBA 3 pha là đồng nhất Giả sử S’ và S là công suất phức của đầu ra và đầu vào của MBA, tương ứng

S I

V K

I V

K I

V

an a

' '

' ' ( )

1

) 3

n

+ -

V

1:10 05

, 0

j

10 3 / :

6 /

2

L

BIỂU DIỄN CÁC PHẦN TỬ CỦA HỆ THỐNG

ĐIỆN BẰNG HỆ ĐƠN VỊ TƯƠNG ĐỐI

Các đại lượng trong HTĐ như điện áp, công suất và tổng trở thì thường được biểu diễn bằng hệ đơn vị tương đối hoặc bằng phần trăm của số đơn vị căn bản xác định

Hầu hết các đại lượng của HTĐ được tính toán bằng các đại lượng tương đối hơn là các đại lượng thực tế

Ví dụ: nếu chỉ số căn bản xác định là 20 kV, thì điện áp là

18 kV được biểu diễn bằng hệ đơn vị tương đối là

18/20 = 0,9 hoăc 90%

BIỂU DIỄN CÁC PHẦN TỬ CỦA HỆ THỐNG

ĐIỆN BẰNG HỆ ĐƠN VỊ TƯƠNG ĐỐI

Sử dụng hệ đơn vị tương đối có

những thuận lợi gì?

Những chỉ số căn bản xác định như mạch tương đương của MBA có thể được đơn giản hóa.Như điện áp, dòng điện, tổng trở trong và tổng trở phía sơ cấp đến phía thứ cấp có thể được biểu diễn trong hệ đơn vị tương đối mà kết quả tính toán giữa chúng không thay đổi

Giá trị tổng trở tương đối của nhiều thiết bị điện cùng loại thường nằm trong khoảng sai khác nhỏ khi những giá trị tỉ lệ thiết bị được dùng như trị số căn bản.Điều này dữ liệu tổng trở tương đối có thể được kiểm tra nhanh cho toàn bộ sai sót với những đại lượng tương đối

BIỂU DIỄN CÁC PHẦN TỬ CỦA HỆ THỐNG

ĐIỆN BẰNG HỆ ĐƠN VỊ TƯƠNG ĐỐI

MBA bằng hệ đơn vị tương đối Những đại lượng tương đối được tính

ZI

V 

Chúng ta có biểu thức cho đại lượng cơ bản là:

)19.5

(

B B

B Z I

V 

Chia (5.18) cho (5.19) ta được :

)20.5(

I Z V



BIỂU DIỄN CÁC PHẦN TỬ CỦA HỆ THỐNG

ĐIỆN BẰNG HỆ ĐƠN VỊ TƯƠNG ĐỐI

Hoặc:

u p u p u

V .  . .

Biểu thức (5.20) đồng dạng với biểu thức (5.18), điều này nói rằng chúng ta có thể phân tích mạch điện sử dụng biểu thức (5.20) chính xác giống như phân tích với biểu thức (5.18)

CÁM ƠN THẦY CÙNG CÁC BẠN

ĐÃ QUAN TÂM THEO DÕI!