CHƯƠNG 3 vận HÀNH máy BIẾN áp

CHƯƠNG 3: VẬN HÀNH MÁY BIẾN ÁP  Giản đồ năng lượng  Độ thay đổi điện áp của máy biến áp  Các phương pháp điều chỉnh điện áp của máy biến áp  Hiệu suất của máy biến áp  Máy biến áp

CHƯƠNG 3: VẬN HÀNH MÁY BIẾN ÁP

 Giản đồ năng lượng

 Độ thay đổi điện áp của máy biến áp

 Các phương pháp điều chỉnh điện áp của máy biến áp

 Hiệu suất của máy biến áp

 Máy biến áp làm việc song song

§1 GIẢN ĐỒ NĂNG LƯỢNG

• Khi truyền năng lượng từ phía sơ cấp sang phía thứ cấp, trong máy có tổn hao năng lượng

• Công suất phản kháng đưa tới sơ cấp:

§2 ĐỘ THAY ĐỔI ĐIỆN ÁP

1 Độ thay đổi điện áp

• Độ thay đổi điện áp của máy biến áp là hiệu số điện

áp thứ cấp khi không tải và điện áp thứ cấp khi có tải định mức chia cho điện áp thứ cấp định mức

RtđCA = 0.5196Ω

Máy biến áp làm nhiệm vụ hạ điện áp Tính thông số tương đương phía HA, điện áp không tải, độ thay đổi điện áp và tổng trở vào của máy biến áp

Tỉ số biến đổi điện áp của máy biến áp:

CA HA

Với tải vượt trước ta có:

o HA

20 2dm 2

2 Tổng trở trong hệ đơn vị tương đối

• Các thông số trong hệ đơn vị tương đối được định nghĩa là:

td dm dm

Z IZ

U

dm

R IR

U

dm

X IX

dm

UZ

Z

cs

XX

Z

∗ =

• Các đại lượng Uđm, Iđm, Rn, Xn và Zn được lấy cùng phía

• Các đại lượng Rn*, Xn* và Zn* có cùng giá trị khi tính

từ phía CA hay HA và đây là ưu điểm khi dùng các đại lượng trong hệ đơn vị tương đối

Tổng trở cơ sở phía CA của máy biến áp:

2 2 dm

3 Độ thay đổi điện áp theo các thông số tương đối

• Ta xét mạch điện tương đương của một máy biến áp làm nhiệm vụ hạ điện áp:

Ví dụ: Một máy biến áp 50kVA, 2400/240V, 50Hz làm

nhiệm vụ tăng điện áp có RtđCA = 1.5Ω và XtđCA = 2Ω Tính độ thay đổi điện áp khi tải định mức có cosϕ = 0.8 chậm sau

Do cosϕ = 0.8 nên ϕ = 36.8o Như vậy:

Điện áp thứ cấp(CA) khi không tải:

E& = I R& + jI X& + U&

o CA

4 Độ thay đổi điện áp theo điện áp ngắn mạch

• Ta có thể viết lại biểu thức của độ thay đổi điện áp:

§3 CÁCH ĐIỀU CHỈNH ĐIỆN ÁP

1 Điều chỉnh khi máy ngừng làm việc

• Để giữ điện áp ra không đổi ta phải thay đổi tỉ số biến đổi điện áp a

• Các đầu phân áp thường đặt ở cuộn cao áp vì dòng điện trong cuộn cao áp có trị số nhỏ nên dễ chế tạo bộ đổi nối

• Cách bố trí các đầu phân áp như hình sau:

Đầu phân áp giữa Đầu phân áp cuối 2

7

4

6 8

5

3 5

4 3

6 7 8 1

• Các đầu phân áp đưa ra cuối cuộn dây sẽ dễ cách điện

• Các đầu phân áp đưa ra giữa cuộn dây thì lực từ đối xứng và từ trường tản phân bố đều

2 Điều chỉnh khi máy đang làm việc

• Điện áp được điều chỉnh từng 1% trong phạm vi

±10%

Dùng cuộn kháng hạn chế

dòng

Dùng điện trở hạn chế dòng

§4 HIỆU SUẤT CỦA MÁY BIẾN ÁP

• Hiệu suất của máy biến áp là:

2 Tính hiệu suất theo số liệu thí nghiệm

• Khi thí nghiệm không tải và ngắn mạch ta có:

- tổn hao không tải

3 Hiệu suất trong hệ dơn vị tương đối

coscos p ∗ R ∗

ϕ

η =

ϕ + +

Ví dụ: Cho một máy biến áp 50kVA, 2400/240V Khi

thí nghiệm không tải, điện áp đưa vào là 240V, dòng điện Io = 4.85A, tổn hao Po = 173W Khi thí nghiệm ngắn mạch, điện áp Un= 52V, In = 20.8A, Pn = 650W Tính hiệu suất khi tải định mức, cosϕ = 0.8 chậm sau; khi tải bằng nửa định mức, cosϕ = 0.6 chậm sau

a Khi tải định mức, cosϕ = 0.8 chậm sau thì công suất đưa ra là:

3 2

P = Scos = 50 10 0.8 40000Wϕ × × =

2

P = I R = 650W

P = 0.5Scos = 0.5 50 10 0.6 15000Wϕ × × × =

2 n

§5 MBA LÀM VIỆC SONG SONG

1 Khái niệm chung

• Lý do làm việc song song:

 Cung cấp điện liên tục cho phụ tải

 Vận hành máy biến áp một cách kinh tế nhất

 Dễ dàng trong việc vận chuyển

• Điều kiện làm việc song song:

 Cùng tổ nối dây

 Cùng tỉ số biến đổi điện áp

2 Điều kiện cùng tổ nối dây

• Ta xét máy biến áp nối Y/Y-12 nối song song với máy biến áp Y/∆-11

3 Điều kiện cùng tỉ số biến đổi điện áp

4 Điều kiện cùng điện áp ngắn mạch

• Hai máy biến áp làm việc song song có sơ đồ thay thế tương đương là:

× = =

• Khi điện áp ngắn mạch bằng nhau, tải phân bố tỉ lệ với công suất mỗi máy

• Nếu Un khác nhau, máy có Un nhỏ sẽ có β lớn nghĩa

là nó sẽ có khả năng bị quá tải

Ví dụ: Một trạm 2400/480V có ba máy biến áp làm việc

song song cung cấp cho tải 400kV, cosϕ = 0.8 chậm sau Thông số của các máy là:

Dòng điện định mức phía cao áp của các máy là:

3 A

2 2 dm

× ×

Dòng điện của các máy là:

Như vậy máy A chịu 19.8% tải, máy B chịu 30.2% tải

và máy C chịu 42.85% tải

§9 MBA NỐI TAM GIÁC HỞ

AX I&

CZ I&

a

b

c

by I&

ax I&

cz I&

A

B

C

AX I&

CZ I&

a

b

c

ax I&

cz I&

 Giả thiết

 Điệp áp dây sơ cấp tạo thành hệ thống đối xứng, không phụ thuộc tải

 Dây quấn thứ cấp quy đổi về sơ cấp

 Dòng điện Io = 0

 Tải của mba tam giác kín đồng đều và thuần trở

 Bỏ qua điện áp rơi trong máy

B

C

BY I&

ax I&

cz I&

BY I&

CZ I&

B I& −IBY

&

CZ I

−C&

I&

AX I

− &

A I&

CZ I&

a

b

c

ax I&

cz I&

U& ′ = −(U& ′ + U )& ′

 Như vậy, bỏ qua điện áp rơi, điện áp các pha khi nối tam giác hở bằng điện áp khi nối tam giác kín và hộ dùng điện không bị ảnh hưởng

 Tuy nhiên m.b.a

không đối xứng của

dòng điện pha sinh