Tai lieu thiet ke may bien ap 3pha dau

Vài nét khái quát về máy biến áp Để dẫn điện từ các trạm phát điện đến hộ tiêu thụ cần phải có đường dâytải điện nếu khoảng cách giữa nơi sản xuất điện và nơi tiêu thụ điện lớn, mộtvấn đ

MỤC LỤC

MỤC LỤC HÌNH ẢNH

PHẦN I : TỔNG QUAN VỀ MÁY BIẾN ÁP ĐIỆN LỰC

I Vài nét khái quát về máy biến áp

Để dẫn điện từ các trạm phát điện đến hộ tiêu thụ cần phải có đường dâytải điện nếu khoảng cách giữa nơi sản xuất điện và nơi tiêu thụ điện lớn, mộtvấn đề lớn đặt ra và cần được giải quyết là việc truyền tải điện năng đi xa làmsao cho hợp với kinh tế nhất và đảm bảo được các chỉ tiêu kĩ thuật

Hình 1 Phân phối điện năng

Như ta đã biết, cùng một công suất truyền tải trên đường dây, nếu điện ápđược ăng cao thì dòng điện chạy trên đường dây sẽ giảm xuống, như vậy có thểlàm tiết diện ây nhỏ đi, do đó trọng lượng và chi phí dây dẫn sẽ giảm xuống,đồng thời tồn hao năng lượng trên đường dây cung sẽ giảm xuống Vì thế, muốntruyền tải công suất lớn đi xa,ít tổn hao và nết kiệm kim loại mầu trên đườngđây người ta phải dùng điện áp cao, dẫn điện bằng các đường dây cao thế,thường là 35, 110, 220 và 500 KV Trên thực tế, các máy phát điện thườngkhông phát ra những điện áp như vậy vì lí do an toàn, mà chỉ phát ra điện áp từ

3 đến 21KV, do đó phải có thiết bị để tăng điện áp đầu đường dây lên Mặt kháccác hộ tiêu thụ thường chỉ sử dụng điện áp thấp từ 127V, 500V hay cùng lắmđến6KV, do đó trước khi sử dung điện năng ở đây cần phải có thiết bị giảm điện

áp xuống.Những thiết bị dùng để tăng điện áp ra của máy phát điện tức đầu

đường dây dẫn và những thiết bị giảm điện áp trước khi đến hộ tiêu thụ gọi làcác máy biến áp (MBA) Thực ra trong hệ thống điện lực, muốn truyền tải vàphân phối công suất từ nhà máy điện đến tấn các hộ tiêu thụ một cách hợp lí,thường phải qua ba, bốn lần tăng và giảm điện áp như Do đó tổng công suấtcủa các MBA trong hệ thống điện lực thường gấp ba, bốn lần công suất củatrạm phát điện Những MBA dùng trong hệ thống điện lực gọi là MBA điện lựchay MBA công suất Từ đó ta cũng thấy rõ, MBA chỉ làm nhiệm vụ truyền tảihoặc phân phối năng lượng chứ không chuyển hóa năng lượng Ngày naykhuynh hướng phát triển của MBA điện lực là thiết kế chế tạo những MBA códung lượng thật lớn, điện áp thật cao, dùng nguyên liệu mới chế tạo để giảmtrọng lượng và kích thước máy Nước ta hiện nay ngành chế tạo MBA đã thực

sự có một chỗ đứng trong việc đáp ứng phục vụ cho công cuộc công nghiệphiện đại hóa nước nhà Hiện nay chúng ta đãsản xuất được những MBA có dunglượng 63000KVA với điện áp 110 kV

II Định nghĩa MBA

Hình 2 Máy biến áp 3 pha dầu

Máy biến áp là một thiết bị điện từ tĩnh, làm việc dựa trên nguyên lí cảmứng điện từ, biến đổi một hệ thống dòng điện xoay chiều ở điện áp này thànhmột hệ thống dòng điện xoay chiều ở điện áp khác, với tần số không thayđổi.Đầu vào của MBA được nối với nguồn điện, được gọi là sơ cấp (SC) Đầu

ra của MBA được nối với tải gọi tà thứ cấp (TC) Khi điện áp đầu ra TC lớn hơnđiện áp vào SC ta có MBA tăng áp.Khi điện áp đầu ra TC nhỏ hơn điện áp vào

SC ta có MBA hạ áp Các đại lượng và thông số của đầu sơ cấp:

Các đại lượng và thông số của đầu thứ cấp:

III Nguyên lý hoạt động

MBA hoạt động tuân theo hai hiện tượng vật lý:

Dòng điện được tạo ra trong cuộn dây sơ cấp khi nối với hiệu điện thế sơcấp, và 1 từ trường biến thiên trong lõi sắt Từ trường biến thiên này tạo ra trongmạch điện thứ cấp 1 hiệu điện thế thứ cấp Như vậy hiệu điện thế sơ cấp có thểthay đổi được hiệu điện thế thứ cấp thông qua từ trường Sự biến đổi này có thểđược điều chỉnh qua số vòng quấn trên lõi sắt

Dòng điện định mức

Dòng điện định mức là dòng điện đã qui định cho mỗi dây quấn củaMBA, ứngvới công suất định mức và điện áp định mức Đối với MBA 1 phadòng điện định mứclà dòng điện pha Đối với MBA 3 pha dòng điện định mức

là dòng điện dây

Công suất định mức

Công suất định mức của MBA là công suất biểu kiến định mức.Công suấtđịnh mức kí hiệu là Sđm, đơn vị là VA,KVA.Đối với MBA 1 pha công suất địnhmức là:

S đm = =

Đối với MBA 3 pha công suất định mức là:

S đm = 3 = 3

V Công dụng của MBA

MBA đã và đang được sử dụng rộng rãi trong đời sống, phục vụ chúng tatrong việc sử dụng điện năng vào các mục đích khác nhau:

+ Trong các thiết bị lò nung có MBA lò

+ Trong hàn điện có MBA hàn

+ Làm nguồn cho các thiết bị điện, thiết bị điện tử công suất

+ Trong lĩnh vực đo lường (Máy biến dòng, máy biến điện áp)

+ Máy biến áp thử nghiệm

+ Và đặc biệt quan trọng là MBA điện lực được sử dụng trong hệ thốngđiện

Trong hệ thống điện MBA có vai trò vô cùng quan trọng, dùng để truyềntải và phân phối điện năng ,vì các nhà máy điện công suất lớn thường ở xa cáctrung tâm tiêu thụ điện (Các khu công nghiệp và các hộ tiêu thụ … ) vì thế cầnphải xây dựng các hệ thống truyền tải điện năng Điện áp do nhà máy phát rathường là: 6.3; 10.5; 15.75; 38.5 KV Để nâng cao khả năng truyền tải và giảmtổn hao công suất trên đường dây phải giảm dòng điện chạy trên đường dây,bằng cách nâng cao điện áp truyền ,vì vậy ở đầu đường dây cần lắp đặt MBAtăng áp 110 KV ; 220KV ; 500 KV v v.và ở cuối đường dây cần đặt MBA hạ áp

để cung cấp điện cho nơi tiêu thụ thường là 127V đến 500V và các động cơcông suất lớn thường là 3 đến 6KV

VI Vai trò của máy biến áp trong truyền tải và phân phối điện

năng

Hiện nay mang điện trải rộng ở khắp mọi nơi, nhưng điện năng chỉ đượcsản xuất ở một số ít nhà máy phát điện, mà các nhà máy này được xây dựng ởnhững nơi có các đặc điểm như gần sông hồ lớn , gần mỏ than ….vì vậy màcách xa nơi tiêu thụ hang trăm hàng nghìn km Điện năng có đặc điểm là khixản xuất ra cần phải tiêu thụ ngay Chính vì vậy cần phải truyền tải điện năngtới ngay nơi tiêu thụ Điện năng được truyền tải bằng các đường dây điện.Vớimạng lưới dài tới hàng trăm hàng nghìn km

Giả sử ta cần truyền tải một công suất P của máy phát trên quãng đường dài.Công suất P, hiệu điện thế U và dòng điện trên dây dẫn liên hệ với nhau bằngbiểu thức:

R là điện trở dây dẫn Vì ΔP là tổn hao công suất do vậy cần phải giảm

ΔP xuống mức thấp nhất Chẳng hạn muốn giảm ΔP xuống 100 lần thì ta có thểlàm hai cách:

• Giảm R xuống 100 lần

• Tăng u lên 100 lần

Nếu làm theo cách thứ nhất thì ta phải tăng tiết diện dây lên 100 lần,đồng nghĩa với việc ta phải tăng khối lượng dâu dẫn lên 100 lần Điều này làquá tốn kém vì ta phải tăng sức trống đỡ của cột lên 100 lần và giá thành vậtliệu sẽ quá cao.Như ta đã biết việc tăng U lên 10 lần chỉ có thể thực hiện đượckhi ta sử dụng MBA.Ta nhìn vào mô hình mạng điện sau đây:

Máy phát điện ở các nhà máy phát điện chỉ có thể tạo ra dòng điện tới24kv.Trạm biến áp ở nhà máy điện có khả năng nâng điện thế đó lên tới500kv Quãng đường truyền tảI càng xa càng cần diện áp cao Trên quãngđường truyền tảI cần nhiều trạm biến áp trung gian nhằm mục đích tiếp tụcnâng hay giảm điện áp vì điện áp của nơi tiêu thụ chỉ cần điện áp thấp vài trămvolt Trong các hệ thống điện hiện nay cần phải có tối thiểu 4÷ 5 lần tăng giảmđiện áp Do đó tổng công suất đặt của các máy biến áp gấp mấy lần công

suất của máy phát điện.Người ta đã tính được rằng nó gấp 6÷7 hay 8 lần hoặchơn thế nữa hiệu suất của máy biến áp thường rất lớn 98 ÷ 99 % nhưng do sốlượng máy biến áp nhiều lên tổn hao trong hệ thống điện là rất đáng kể.Có thểnói trên mạng truyền tải điện năng thì MBA được chia làm hai loại chính làMBA truyền tải điện áp cao, MBA trung gian và MBA phân phối

• MBA truyền tải điện áp cao, công suất lớn nó đảm nhiện cung cấp điệncho một vùng, một khu vực Vì vậy yêu cầu đối với loại máy này là: Unphải lớn đồng thời phải điều chỉnh được điện áp dưới tải.

• MBA phân phối với công suất vừa và nhỏ, cung cấp điện cho một vùngdân cư nhỏ, hay một số ít nhà máy Yêu cầu với loại này là Un từ 4-5%,

AU nhỏ, điều chỉnh không điện, hay thậm chí không điều chỉnh

PHẦN II: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ MÁY BIẾN ÁP DẦU

ĐỀ TÀI: Tính toán máy biến áp điện lực Áp dụng tính toán máy biến

áp dầu có các thông số sau:

• =1000 kVA

• Số pha m = 3 Tổ nối dây Y/-0

• Điều chỉnh điện áp lúc không tải, chế độ làm việc liên tục

• Điện áp bên cao áp: = 35 2 x 2,5%,kV

• Điện áp bên hạ áp: = 0,4kV

• Điện áp ngắn mạch = 6,25%

• Tổn hao ngắn mạch = 15kW,

• dòng điện không tải = 1,0%

• Tổn hao không tải = 1700W

• Dùng thép cán nguội Nga 3404 dây 0.35 mm

 Các bước tính toán thiết kế:

 Bước 1: Tính toán các kích thước chủ yếu của MBA

 Bước 2: Thiết kế mạch từ

 Bước 3: Tính toán dây quấn của MBA

 Bước 4: Tính toán các tham số không tải, ngắn mạch

 Bước 5: Tính toán cuối cùng về hệ thống mạch từ

 Bước 6: Tính toán nhiệt của MBA

Bước 1: Tính toán các kích thước chủ yếu cúa máy biến áp

Xác định các đại lượng điện cơ bản của máy biến áp

Dựa vào các số liệu ban đầu của đề tài, ta xác định được các đại lượng điện sau:Dung lượng 1 pha: = = =

Phía cao áp nối Y: = 16,49 (A)

Phía hạ áp nối Y: = 1443,37 (A)

Với = 55 kV Tra bảng 14 – 2 phụ lục 14 (Tài liệu thiết kế máy điện của

Trần Khánh Hà và Nguyễn Hồng Thanh).

Có: ( : khoảng cách điện giữa 2 dây quấn CA và HA)

= 4 (mm)Chiều rộng quy đổi từ trường tản:

bc = +

Chọn k = 2 ⇒ = = 2,85 (mm)Suy ra: bc = 18 + 2,85 = 20,85 (mm)

Hệ số quy đổi từ trường tản:

= 0,95( đối với một dải công suất và điện áp rộng, nói chung thay đổi rất ít)Thành phần điện áp tác dụng của điện áp ngắn mạch

Thành phần phản kháng của điện áp ngắn mạch

% = = 6,07%

Bước 2: Thiết kế mạch từ

Lõi thép dùng thép cán nguội dầy 0.35 mm, lấy mật độ từ thông của trụ

là (theo bảng 13.2 , 13.3- thiết kế máy điện –Trần Khánh Hà-Nguyên Hồng

Thanh) với Sp =1000 kVA ta có :

- Hệ số điền đầy

- Hệ số ép chặt

- Hệ số lợi dụng lõi sắt Các bậc của gông là 6 (theo phục lục

XVII-2-thiết kế máy điện –Trần Khánh Hà-Nguyên Hồng Thanh)

Tỷ lệ tiết diện gông với tiết diện trụ là:

Mật độ từ thông của gông:

Mật độ từ thông trong rãnh vuông góc là:

Mật độ từ thông trong rãnh chéo góc là:

Theo bảng V-14 của phục lục V ta có:

Tổn hao trong thép:

Tổn hao từ hóa trong trụ::

Tổn hao trong gông:

Trong khe hở vuông góc:

Khe hở chéo:

Theo bảng 13.7 , 13.5 và 13.6 , hệ số tổn hao phụ cho hằng số với dâyđồng là a = 1.4 và b = 0.28 lấy Pham vi chọn β là từ 1.8 đến 2.4 ( theo bang13.4)

Tính toán các hệ số cơ bản

=16

Trọng lương tôn silic ở các góc sủa gông:

Tiết diện của trụ lỗi sắt

Tiết diện khe hở vuông góc:

Tiết diện khe hở chéo:

Ta thấy giá thấp nhất nằm trong khoảng 1.8<β< 2.4 tương ứng với đường kínhlõi sắt d = 26.7 -> 28.6 cm

Chọn d = 28 cm => β = 2.22, a = 1.221

Tiết diện lõi sắt

Ax = 1.4*23*1.221=39.3 cmChiều cao dây cuốn: l =

Chiều cao trụ lõi sắt:

Khoảng các giữa các trụ lõi sắt

Ứng suất trong dây quấn:

Tổn hao không tải:

Bước 3: Tính toán dây quấn của MBA

Tiết diện vòng dây:

Chọn dây quấn kiểu xoắn ốc kép Khoảng cách rãnh đấu dây là

Số đêm chèn theo chu vi là 12, chiều rộng tấm đệm là 4cm

Kích thước vòng dây hướng trục

Chọn 12 sợi ghép song song có kich thước 55.39 m

Tiết diện vòng dây là :

Kích thước rộng của dây quấn:

Với điện áp thử nghiêp

Đường kính trong của dây quấn HA

2=29+2*1.5=32 cmTrọng lương của dây đồng HA:

Trong đó

Trọng lương dây đồng kể cả cách điện:

• Dây quấn CA

Số vòng dây CA ở điện áp định mức:

Số vòng dây của một cấp điều chỉnh điện áp:

Mât độ dòng điện cuộn CA

Tiết diện vòng dây CA:

Dùng dây quấn xoắn kép liên tục có tiết diện

Mật độ dòng điện dây quấn CA là:

Giữa hai dây quấn có rãnh rộng 0.5 cm, có lớp cách điện dầy 0.05 cm, khe hở0.75 cm, để tăng cường các điên , khe hở giữa hai nửa dây quấn h= 1.25 cm,chiêu cao của 1 bánh dây

Số bánh dây:

Chọn số bánh dây là 64 Số vòng dây mỗi bánh là

vòngChiều cao của dây cuốn :

Theo điện áp thử nghiêp

Trọng lượng của dây quấn CA không cách điện:

Trọng lượng của dây quấn CA kể cả cách điện:

Trọng lượng cả hai đay quấn là:

Bước 4: Tính toán các tham số không tải, ngắn mạch

 Tổn hao ngắn mạch của MBA hai dây quấn là tổn hao khi ngắn mạch

dòng điện trong cả hai dây quấn đều bằng định mức

• Tổn hao chính: Là tổn hao đồng trong dây quấn:

+ ρ

: Điện trở suất của dây dẫn ở 750C, ρ

= 0,02135 µΩm+ Gcu : Trọng lượng đồng dây quấn

Dây quấn HA: Gcu = 86,188(kg)

⇒ PCu1 = 2,4 10-12 2,572 1012 86,188 = 1366,231 (W)Dây quấn CA: Gcu2 = 130, 191 (kg)

⇒ PCu2 = 2,4 10-12 2,6782 1012.130,191

= 2240,855(W)Vậy tổn hao đồng:

PCu= PCu1 + PCu2 = 1366,231 + 2240,855 = 3607,086 (W)

• Tổn hao phụ trong dây quấn:

Tổn hao phụ thường đựơc ghép vào tổn hao chính bằng cách thêm hệ số kf vàotổn hao chính:

Pcu + Pf = Pcu kf.Trong đó kf phụ thuộc vào kích thước hình học của dây dẫn và sự sắp xếp củadây dẫn trong tổn thất tản

Trong đó dây quấn HA:

Số thành dẫn song song với từ thông tản: m = 36

kf1 = 1 + 0,095 108 β2a4.n2

Trong đó: + β = l

m b.

kr = 0,412

95 , 0 36 10 1 ,

6 − 3

= 0,506+ b = 6,1(mm)

+ a = 3,7(mm)

kf1 = 1 + 0,95.108 ( 0,506)2 ( 3,7)4 10-12 62 =1,0164

Trong dây quấn CA:

kr = 0,412

95 , 0 288 10 3 ,

1 − 3

= 0,683

kf2 = 1 + 0,44 108(0,683)2 1,32.10-12.142 = 1,001

Dây quấn HA là dây quấn hình xoắn có số sợi ghép song song là 6 do đó còn cótổn hao phụ gây nên bởi dòng điện phân bố không đều giữa các dây ghép songsong vì hoán vị không hoàn toàn.

Hình 3 Bố trí dây quấn hạ áp

kfhv1 = 1 + 0,53 10-2.β2 ( cu

f

ρ)2.a4(n4 – 20n2 + 64)

kfhv1 = 1 + 0,53 10-2(0,506)2

2

02135 , 0

Đối với dây quấn HA:

Chiều dài dây dẫn ra HA:

lr1 = 7,5l = 7,5 0412 = 3, 090(m)Trọng lượng đồng dây dẫn ra HA:

Gr1 = lr1.Tr1.γ = 3,09 140,4 10-6 8900 = 3,861(kg)Tổn hao trong dây dẫn ra HA:

Pr1 = 2,4 10-12 2,572 10-12 3,861 = 61,206(W)

Đối với dây quấn CA:

Chiều dài dây dẫn ra CA

lr2 = 7,5.l = 7,5 0,412 = 3,090 (m)Trọng lượng đồng dây dẫn ra CA:

Gr2 = lr2.Tr2 γcu = 3,09 1,54.10-6 8900 = 0,042(kg)Tổn hao trong dây dẫn ra CA:

Pr2 = 2,4 10-12 ( 2,678)2 1012 1,042 = 0,729 (W)

Tổn hao trong vách thùng và các chi tiết kim loại khác:

Do một phần tử thông tin khép mạch qua vách thùng dầu, các xà ép gông, cácbulông , nên phát sinh tổn hao trong các bộ phận này

Pt = 10.k.sTrong đó hệ số k tra theo bảng 40a: k = 0,015

= 3732,534 (W)

So sánh với số liệu đã cho : 3700

534 , 3732

.100 = 100,879%

Nếu kể cả dây quấn điều chỉnh ( khi 100,05Uđm)

Pn = 3732,534 + 0,05 ( 2240,855.1,001) = 3844,689(W)

• Xác định điện áp ngắn mạch:

Thành phần điện áp ngắn mạch tác dụng.

Unr = dm

nr U

U

.100 = dm

dm n U

I

r

.100 = U I m

m I r dm dm

dm n

= 10.250

534 , 3732

= 1,493 (%)

Tính thành phần điện áp ngắn mạch phản kháng:

unx = dm

dm n

U

I X

.100 =

2

'.

9 , 7

v

r r

U

k a s

10 –1 %Trong đó :

+ kr = 1 - δ( 1 – e1/6)

+ δ = 3,142.0,412

0375 , 0 0252 , 0 027 , 0

2 1

l

a a a

π

= 0,069+ kr = 1 – 0,069 ( 1 – e-1/0,069) = 0,931

+ Unx =

2

415 , 6

931 , 0 048 , 0 944 , 1 333 , 83 50 9

,

7

10-1 = 6,949%

.100 = 4,5%

Như vậy sai số nằm trong phạm vi ±5% đạt yêu cầu

• Lực cơ học của dây quấn:

Khi mba bị sự cố ngắn mạch thì dòng điện ngắn mạch sẽ rất lớn, nó khôngnhững làm tăng nhiệt độ máy mà còn gây lực cơ học lớn nguy hiểm đối với dâyquấn mba

100 = 58,027 (A)Trị số cực đại ( xung kích) của dòng điện ngắn mạch:

) 1

(

u u

n e I

) ( 846 , 123 ) 1

.(

2 027 ,

Lực chiều trục F’t do từ trường tản ngang tác dụng với dòng điện sinh ra.

F’t = FK 2l

ar = 172978 2.0,412

048,0

= 10076 (N)Lực F’t có tác dụng nén cả hai dây quấn theo chiều trục và F’t sẽ đạt giá trị lớnnhất ở giữa dây quấn

Tính toán ứng suất của dây quấn:

Ứng suất do lực hướng kính gây nên:

Ứng suất nén trong dây quấn HA: Do lực nén Fnr gây nên

Fnr = 2π

F n

⇒δnr1 = TW

10

nr −

=2 . T . W

10

δnr2 = 2.3,142.1,54.10 .3150

10 172978

675 , 5

= 18,9% ứng suất nén cho phép

Ứng suất do lực chiều trục gây nên:

Lực chiều trục chủ yếu là lực nén, nó làm hỏng những miếng đệm cách điệngiữa các vong dây

10 − 6

=

6

6

10 40 2 , 25 8

10 10076

−

−

= 1,25 MPaTrong đó: +n : Số miếng đệm theo chu vi vòng tròn dây quấn n=8 (Bảng 30) + a, b:kích thước miếng đệm

Chọn: + Bề rộng tấm đệm b = 40 (mm)

+ Bề rộng tấm đệm a = 25,2(mm)

Bước 5: Tính toán cuối cùng về hệ thống mạch từ và tham số không

tải của m.b.a

• Tính toán kích thước lõi sắt :

Chọn kết cấu lõi thép :

Kiểu 3 pha , 3 trụ , lá thép ghép xen kẽ làm bằng tôn cán lạnh mã hiệu

3404 dầy 0,35 mm có 4 mối nối nghiêng ở 4 góc ép trụ dùng nêm gỗ suốtgiữa ống giấy bakêlit với trụ Gông ép bằng xà ép với bu lông siết ra ngoàigông

Số bậc, chiều dày các tập lá thép và kích thước các tập lá thép tra theobảng 41a:

- Số bậc thang trong gông nG = 5

- Chiều rộng tập lá thép gông ngoài cùng aG = 85 mm

- Hệ số chêm kín hình tròn của bậc thang trụ kc = 0,927

- Diện tích tiết diện ngang các bậc thang của trụ và gông

2

82 , 191 5 , 208 92 ,

Trọng lượng sắt của trụ và gông :

Trọng lượng sắt 1 góc của mạch từ: là phần chung nhau của trụ và gông, giớihạn bởi hai mặt trục vuông góc nhau:

6 0

0 =k .V γ 10−

Trong đó :

V0 là thể tích góc mạch từ γ

= 7650 ( Kg/m3 ) : Là tỉ trọng thép

` 467 , 20 7650 10 2908 92 ,

2 4 '' = 0 = 0 = =

Trọng lượng sắt toàn phần của gông :

Kg G

G

G G = G' + G '' = 227 , 231 + 40 , 934 = 268 , 165Trọng lượng sắt trụ :

Phần trụ ứng với chiều cao cửa sổ mạch từ :

Kg l

T t

G T' = T.T γ = 3 191 , 82 10 − 4 0 , 562 7650 = 247 , 408Phần trụ nối với gông :

Kg G

a T t

G

G T = T' + T '' = 247 , 408 + 9 , 035 = 256 , 433Trọng lượng sắt toàn bộ của trụ và gông :

Kg G

G

G Fe = T + G = 256 , 433 + 268 , 165 = 524 , 608

Tính toán tổn hao không tải , dòng điện không tải và hiệu suất mba

Khi cấp điện áp xoay chiều định mức có tần số định mức vào cuộn dây sơ cấp

và thứ cấp để hở mạch, gọi là chế độ không tải

Tổn hao không tải: Chủ yếu là tổn hao trong lá thép silic

)

.(

Trong đó: Suất tổn hao pT, pG phụ thuộc vào từ cảm BT, BG, mã hiệu và

chiều dày lá thép

T T

f

u B

T

V

82 , 191 50 44 , 4

10 415 , 6

44 , 4

T B B

G

T T

972 , 196

82 , 191 506 , 1

G T G

G T T pp

k

2 )

' (

.

+ kPT = 1,01 là hệ số tổn hao do tháo lắp gông trên ( Để lồng dây)

+ kPE = 1,02 là hệ số tổn hao do ép trụ để đai

+ kPC = 1,05 là hệ số kể đến tổn hao do cắt dập lá tôn

+ kPB = 1 là hệ số kể đến tổn hao gấp mép hoặc khử bavia

044 , 1 443 , 256 11 , 1

934

,

813

01 , 1 02 , 1 1 ) 10 972 , 196 4 , 810 2 10 82 , 191 4 , 858 1 10 82 , 191 2

+

Sai lệch so với tiêu chuấn:

% 74 , 0 100 820

820 934 , 813

=

−

Dòng điện không tải :

Thành phần tác dụng của dòng điện không tải:

100 100 /

/ 100

m S

U m P I

I i

f

f f

934 ,

813 =

=

Theo Bảng 50 , ta tìm được suất từ hoá :

Với BT = 1,506 T , qT = 1,375 ( VA/Kg) , qKT =17008 (VA/m2)

Với BG = 1,467 T , qG = 1,241 (VA/Kg) , qKG = 14884 (VA/m2)

g t g

g t t ic ib it ie

k

2 )

(

.

2

241 , 1 375

,

1

] 3829 , 289 10

).

972 , 196 14884

(VA)Trong đó : N=4

TK =

2

274 , 271 82 , 191 2

2T T = = cm

với mối ghép nghiêng

2

972 ,

191 cm

T

T K = T =

Với mối ghép thẳng ở trụ+kib = 1 Hệ số kể đến ảnh hưởng của việc cắt gọt bavia+kic = 1,18 Hệ số kể đến ảnh hưởng của việc cắt dập lá thép+kir = 1,433 Hệ số kể đến ảnh hưởng do chiều rộng lá tôn ở cácgóc mạch từ

+kig = 1 Hệ số làm tăng công suất từ hoá ở gông

+kie = 1,04 Hệ số kể đến ảnh hưởng của việc ép mạch từ

+kit = 1,01 Hệ số kể đến sự tăng công suất từ hoá do tháo lắpgông trên để cho dây quấn vào trụ

+ki0 = 41,745 Hệ số chung ( Bảng 53 )

Thành phần phản kháng của dòng điện không tải :

% 532 , 1 250 10

289 , 3829

% 1,532 0,326 1,566%`

2 2

2 0

2 0

i

Nhỏ hơn so với dòng điện không tải tiêu chuẩn

Trị số:

528 , 5 100

532 , 1 844 , 360

I

(A)

176 , 1 100

326 , 0 844 ,

566 , 1 844 , 360

, 813 250000

689 , 3844 934

, 813 1

100 1

+

−

=

n dm

n P P P

P P

η

Bước 6: Tính toán nhiệt

• Tính toán nhiệt của dây quấn:

Nhiệt độ chênh trong lòng dây quấn hay lõ sắt với mặt ngoài của nó:

Dây quấn HA:

+λcd:Suất dẫn nhiệt của lớp cách điện của dây dẫn

cd

λ

= 0,17 (W/m 0C)+ q:Mật độ dòng nhiệt trên bề mặt dây quấn HA :

M

k p

.

k I

( W/m2)Trong đó :

+Wb = 1 số vòng dây trong một bánh dây

+k = 0,75 hệ số che khuất bề mặt làm lạnh

+ aK = 0,0252 m kích thước hướng kính của dây quấn

+b' = 6,6.10-3

+kf = 1,0164

0252 , 0 10 6 , 6 75 , 0

0164 , 1 1 844 , 360 10 57 , 2

, 0

10 2 , 0 876 ,

a.P28,0

λ

=θ

Trong đó : + a= 0,0375 (m) là chiều dày dây quấn

+ p là tổn hao trong một đơn vị thể tích dây quấn :

8 ' l '

2 2

10.d)

d(

d.68

,1

δ+

3

−(m) + d=1,8.10

3

−(m) + 0,48.10 3(m)

l

−

=δ

p =1,68

4,57510

.10.8,1.10)

48,08,1(

10.4,1.10.678,

3 3

6 2 12 2

=+

l

' 1 tb

d

)d

(

λ+δλ

δ+λ

λ

=λ

dẫn xuất nhiệt trung bình

17,0

.8,1.17,010.48,0.454,0

10)

48,08,1.(

17,0.454,0

3 3

,0

0375,0.4,575.28,

,3

001,1.855,2240M

k.Pq

2

2 f 2 Cu

(W/m

2

)

Nhiệt độ chênh giữa mặt ngoài dây quấn đối với dầu :

Dây quấn HA:

6 , 0 1 3

2 1 1

0 = k k k 0,35.q

θ

Trong đó :

,442.35,0.85,0.1,1.0,

k

d

0 6

, 0 6

, 0 2 2

0 = = 0 , 285 684 , 915 = 14 , 329

θ

Nhiệt độ chênh trung bình của dây quấn đối với dầu :

Dây quấn HA:

C

d dtb

0 1

0

=θ θ θ

Dây quấn CA:

.C824,18329,14743,6.3

23

2 0 02 dtb

θ

Tính toán nhiệt của thùng dầu :

Chọn loại thùng :Theo bảng 57 ta chọn kết cấu thùng vách phẳng có ống làm lạnh cong

Các kích thước tối thiểu bên trong thùng

90

(mm) (Bảng 32) Khoảng cách từ dây dẫn ra HA đến vách thùng

25

s4 =

(mm) (Bảng 31)Đường kính dây dẫn ra không bọc cách điện của dây quấn HA:

d2 =

(mm)Đường kính dây dẫn ra có bọc cách điện của dây quấn CA:

25

d1 =

(mm)Khoảng cách giữ dây quấn cao áp và vách thùng :

125251090s

ds

(mm)Chiều rộng tối thiểu của thùng

59,010)

102590254240(357

,

0

10)

dssdss(D

B

3

3 2

4 3 1 2 1

'' 2

=+

+++++

=

++++++

=

−

−

Lấy B =0,6 Chiều dài tối thiểu của thùng :

3 5

"

2 2.s 10D

C.2

A = + + −

= 2.0,377+0,357+2.125.10− 3 =1,360

(m)Chiều cao ruột máy :

H1=lt+2.hg+n.10=0,562+2.0,16+40.10=0,93 (m)Trong đó : + n là chiều dày tấm lót dưới gông dưới : n=40 mm

+ chiều cao trụ: lt=0,412+2.0,075=0,562 (m)

+ chiều cao gông: hg=0,160 m

Chiều cao tối thiểu từ gông trên đến nắp thùng: H2

Theo bảng 58 lấy H2= 400 mm= 0,4 m

Khi bộ điều chỉnh điện áp đặt nằm ngang giữa gông trên và nắp thùng

Chiều cao thùng : H=H1+H2=0,93+0,4=1,33(m)

Diện tích bề mặt bức xạ và đối lưu của thùng dầu :

Nhiệt độ chênh trung bình cho phép của dầu đối với không khí cho dây quấnnóng nhất CA :

C176,41824,18

2,1).(

2,

dk tk

θ

Nhiệt độ chênh trung bình của vách thùng đối với không khí :

θtk = θdk - θdt = 41,176 - 6 = 35,1760CTrong đó:

+ Lấy nhiệt độ chênh của dầu đối với vách thùng θdt=60C+ Chọn số dãy ống là 1 dãy (Bảng 60)

+ Bán kính cong của các ống lấy R= 0,15(m)

Chọn loại ống tròn đường kính 30/27 mm dày 1,5 mm

Khoảng cách giữa hai ống cạnh nhau (bước ống) : tô=50 mm (Bảng 60)

Lấy đoạn ống a=50 mm

Khoảng cách giữa hai tâm ống :

b = H- (c+e).10-3=1,33 - (60+70).10-3=1,2 (m)Trong đó các khoảng cách c = 60 mm, e =70 m (Bảng 61)

Chiều dài khai triển của ống :

l = b + ( π.R-2.R+2.a ).10-3= b +( 1,14.R+2.a ).10-3

= 1,2 + (1,14.150+2.50 ).10-3 = 1,470 (m)

Số ống trong dãy : mô =

6805

,0

6,0.)6,036,1.(

2t

B.)BA(2

o

=π

+

−

=π+

+ ln=A+2.bv là chiều dài nắp thùng

+ bv=0,08 m là chiều rộng vành nắp thùng

2 2

4

)16,06,0()6,036,1)(

16,06,0.((

5,0M