Bài tập lớn Thiết kế máy biến áp ba pha dầu

Bài tập lớn chuẩnĐỀ TÀI THIẾT KẾ MẤY BIẾN ÁP BA PHA DẦUMÔN: THIẾT KẾ THIẾT BỊ ĐIỆN VÀ CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY ĐIỆNMÔN: THIẾT KẾ THIẾT BỊ ĐIỆN VÀ CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY ĐIỆNMÔN: THIẾT KẾ THIẾT BỊ ĐIỆN VÀ CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY ĐIỆNLỜI MỞ ĐẦU2PHẦN I : TỔNG QUAN VỀ MÁY BIẾN ÁP ĐIỆN LỰC6I.Vài nét khái quát về máy biến áp6II.Định nghĩa MBA7III.Nguyên lý hoạt động9IV.Các lượng định mức9V.Công dụng của MBA10VI.Vai trò của máy biến áp trong truyền tải và phân phối điện năng11PHẦN II: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ MÁY BIẾN ÁP DẦU13PHẦN III: CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MBA ĐIỆN LỰC47I.Đại cương về công nghệ chế tạo máy điện47II.Công nghệ chế tạo mạch từ máy biến áp53III.Công nghệ chế tạo dây quấn máy biến áp60IV.Kiểm tra thử nghiệm máy biến áp66V.Lắp ráp trên máy biến áp76VI.Chống rung và chống tiếng ồn cho máy biến áp78PHẦN IV: KẾT LUẬN80

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI

KHOA ĐIỆN



BÀI TẬP LỚN

MÔN: THIẾT KẾ THIẾT BỊ ĐIỆN

VÀ CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY ĐIỆN

ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ MẤY BIẾN ÁP

BA PHA DẦU

Giáo viên hướng dẫn: TS BÙI VĂN QUANG

Nhóm sinh viên thực hiện: Nhóm 1

NGUYỄN CÔNG VĂN NGUYỄN VĂN ĐỨC TRẦN THÚY HÀ BÙI CÔNG TỈNH NGUYỄN VĂN MẠNH

HÀ NỘI, 2019

LỜI MỞ ĐẦU

Chúng ta đang sống trong thời đại với sự phát triển không ngừng của khoa học kĩ thuật, một thời đại mà sự nghiệp công nghiệp hóa hiện đại hóa được đặt lên hàng đầu Nói đến công nghiệp hóa, hiện đại hóa thì không thể tách rời được ngành điện, ngành điện đóng một vai trò mấu chốt trong quá trình đó

Trong ngành điện thì công việc thiết kế máy điện là một khâu vô cùng quan trọng, nhờ có các kĩ sư thiết kế máy điện mà các máy phát điện mới được

ra đời cung cấp cho các nhà máy điện Khi điện đã được sản xuất ra thì phải truyền tải điện năng tới nơi tiêu thụ, trong quá trình truyền tải điện năng đó thì không thể thiếu được các máy biến áp điện lực dùng để tăng và giảm điện áp lưới sao cho phù hợp nhất đối với việc tăng điện áp lên cao để tránh tổn thất điện năng khi truyền tải cũng như giảm điện áp cho phù hợp với nơi tiêu thụ

Vì lí do đó mà máy biến áp điện lực (MBAĐL) là một bộ phận rất quan trọng trong hệ thống điện MBAĐL ngâm dầu là loại máy được sử dụng rất phổ biến hiện nay do những ưu điểm vượt trội của loại máy này có được Nhờ đó

mà MBAĐL ngâm dầu ngày càng dược sử dụng rộng rãi hơn và không ngừng được cải tiến sao cho phục vụ nhu cầu của người sử dụng đươc tốt nhất

Với những kiến thức được học trên lớp và tìm hiểu thực tế Sau một thời gian làm việc, nghiên cứu, tham khảo chúng em đã hoàn thành Bài tập lớn môn học Chúng em cũng chân thành cảm ơn đến thầy TS Phạm Văn Cường đã

giảng dạy chúng em kiến thức bổ ích về bộ môn “ Thiết kế thiết bị điện và

công nghệ chế tạo máy điện”.

Tuy vậy do lượng kiến thức có hạn, trong thời gian ngắn nên đề tài của em còn nhiều thiếu sót, kính mong thầy giúp đỡ thêm

Chúng em xin chân thành cảm ơn!

MỤC LỤC

LỜI MỞ ĐẦU 2

PHẦN I : TỔNG QUAN VỀ MÁY BIẾN ÁP ĐIỆN LỰC 6

I Vài nét khái quát về máy biến áp 6

II Định nghĩa MBA 7

III Nguyên lý hoạt động 9

IV Các lượng định mức 9

V Công dụng của MBA 10

VI Vai trò của máy biến áp trong truyền tải và phân phối điện năng 11 PHẦN II: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ MÁY BIẾN ÁP DẦU 13

PHẦN III: CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MBA ĐIỆN LỰC 47

I Đại cương về công nghệ chế tạo máy điện 47

II Công nghệ chế tạo mạch từ máy biến áp 53

III Công nghệ chế tạo dây quấn máy biến áp 60

IV Kiểm tra thử nghiệm máy biến áp 66

V Lắp ráp trên máy biến áp 76

VI Chống rung và chống tiếng ồn cho máy biến áp 78

PHẦN IV: KẾT LUẬN 80

MỤC LỤC HÌNH ẢNH

Hình 1 Phân phối điện năng 5

Hình 2 Máy biến áp 3 pha dầu 6

Hình 3 Bố trí dây quấn hạ áp 24

Hình 4 Kích thước thùng dầu 39

Hình 5 Sơ đồ công nghệ chế tạo máy biến áp 48

Hình 6 Một số công nghệ hàn được sử dụng trong sản suất máy điện .50

Hình 7 Các kiểu ghéo mạch từ 3 pha 3 trụ trong mặt phẳng 53

Hình 8 Các kiểu ghép để tạo thành mạch từ ba pha ba trụ trong không gian 54

Hình 9 Bulong 55

Hình 10 các phương pháp ép gông 56

Hình 11 các phương pháp ép trụ 56

Hình 12 mặt cắt ngang trụ 56

Hình 13 Dây quấn xoáy ốc liên tục (trái) và dây quấn hình xoắn (phải) 61 Hình 14 a, b) Dây quấn hình ống quấn từ dây dẫn tròn c) Dây quân hình ống quấn từ dây dẫn chữ nhật 63

Hình 15 Đo điện áp đánh thủng dầu MBA 66

Hình 16 Sơ đồ đo tỷ số biến áp 67

Hình 17 Xác định tỷ số biến áp bằng phương pháp cẩu 68

Hình 18 Xác định tỷ số biến áp bằng MBA mẫu 68

Hình 19 Xác định tổ nối dây bằng phương pháp hai vôn kế 68

Hình 20 Thi nghiệm cách điện chính của MBA 70

Hình 21 Chuẩn bị lõi sắt và cách điện trước khi lắp cuộn dây 75

Hình 22 Lắp cuộn dây vào trụ 76

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,muốn truyền tải công suất lớn đi xa,ít tổn hao và nết kiệm kim loại mầu trênđường đây người ta phải dùng điện áp cao, dẫn điện bằng các đường dây caothế, 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 giảmđiện áp xuống.Những thiết bị dùng để tăng điện áp ra của máy phát điện tức đầuđường 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 códung lượng 63000KVA với điện áp 110 kV

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 lớnhơn điện áp vào SC ta có MBA tăng áp.Khi điện áp đầu ra TC nhỏ hơn điện ápvào SC ta có MBA hạ áp Các đại lượng và thông số của đầu sơ cấp:

 U1: Điện áp 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:

(cảm ứng điện)

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 ratrong mạch điện thứ cấp 1 hiệu điện thế thứ cấp Như vậy hiệu điện thế sơ cấp

có thể thay đổi được hiệu điện thế thứ cấp thông qua từ trường Sự biến đổi này

có thể được điều chỉnh qua số vòng quấn trên lõi sắt

Các lượng định mức của MBA do mỗi nhà chế tạo qui định sao cho phùhợp với từng loại máy Có 3 đại lượng định mức cơ bản của MBA

Điện áp định mức

sơ cấp Khi dây quấn thứ cấp hở mạch và điện áp đặt vào dây quấn sơ cấp làđịnh mức, người ta qui ước với MBA 1 pha điện áp định mức là điện áp pha vớiMBA 3 pha làđiện áp dây Đơn vị của điện áp ghi trên nhãn máy thường là KV

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 suấtđịnh mức là:

S đm = U 2 đm.I 2 đm = U 1 đm I 1 đm

Đối với MBA 3 pha công suất định mức là:

S đm = 3 U 2 đm I 2 đm = 3 U 1 đm I 1 đm

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:

điện

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 đườngdài Công suất P, hiệu điện thế U và dòng điện trên dây dẫn liên hệ với nhaubằng biểu thức:

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

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

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 lầnhoặc hơn thế nữa hiệu suất của máy biến áp thường rất lớn 98 ÷ 99 % nhưng do

số lượng máy biến áp nhiều lên tổn hao trong hệ thống điện là rất đáng kể.Có

thể nói 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.

cho 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

dân 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:

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

• Điện áp bên cao áp: U2 = 35 ± 2 x 2,5%,kV

• Điện áp bên hạ áp: U1 = 0,4kV

• dòng điện không tải I0 = 1,0%

• 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:

U t 2 = 5 (kV) Chọn các số liệu xuất phát và tính toán kích thước chủ yếu

Với U t 1 = 55 kV Tra bảng 14 – 2 phụ lục 14 (Tài liệu thiết kế máy điện

của Trần Khánh Hà và Nguyễn Hồng Thanh).

Có:∆=18 mm (∆ : khoảng cách điện giữa 2 dây quấn CA và HA)

δ12 = 4 (mm)Chiều rộng quy đổi từ trường tản:

( đối với một dải công suất và điện áp rộng, nói chung K r thay đổi rất ít)

Thành phần điện áp tác dụng của điện áp ngắn mạch

U nr = p n

10 S đm=

15 10 3

10.1000 = 1,5 %(1-10)

Thành phần phản kháng của điện áp ngắn mạch

U n% = √(U n)2−(U nr)2 = 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 B T=1.62T(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 k d=0.928

- Hệ số ép chặt k c=0.93

- Hệ số lợi dụng lõi sắt k e=k d∗¿k c=0.928∗0.93=0.86¿ 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: K G=1.02

Mật độ từ thông của gông: B G= B T

1.02=1.585 T

Mật độ từ thông trong rãnh vuông góc là: B} rsub {r} = {B} rsub {T} =1.62 ¿

Mật độ từ thông trong rãnh chéo góc là: B' k=B T

√2=

1.62

√2 =1.141 T

Theo bảng V-14 của phục lục V ta có:

Tổn hao trong thép: p Fe1=1.358 mkg , pFe0=1.251Wkg

Tổn hao từ hóa trong trụ:q t: q t=1.956 VAkg

Tổn hao trong gông: q G=1.575 VA /kg

Khe hở chéo:q ' K=0.0956 VA cm 2

D= 2 A1

3∗B1k FeCu∗k cd=

2

3∗736.4352.9 ∗2.21∗1.06=2.16

Q0=k } rsub {t} left ({Q} rsub {0} + {Q} rsub {T} + {Q} rsub {K} right ) =1.25(1.956 {G} rsub {T} + {1.757G} rsub {G} + {78.24G} rsub {g} +109.2 {x} ^ {2} )=2.445 {G} rsub {T} + {1,969G} rsub {G} +97.8 {G} rsub {g} +136.5 {x} ^ {2¿

Ta thấy giá thấp nhất nằm trong khoảng 1.8<< 2.4 tương ứng với đường kính

Trọng lượng đông: G dq=497 kg

Bước 3: Tính toán dây quấn của MBA

• Dây quấn HA

U v =

231 19.07=12.15

2

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

Kích thước vòng dây hướng trục

h v1= l

w1+1−h r= 55.53

12+1−0.6=3.67 cm

Tiết diện vòng dây là :

S1=12∗55.39=664.7 mm2

J1=Ip 1

S1 =

2310 664.7=3.48 A /mm

Với điện áp thử nghiêp U t=5 kV , dây quấn xoắn ốc có a01=1.5 cm

Đường kính trong của dây quấn HA

D '1=d+¿2a01=29+2*1.5=32 cmTrọng lương của dây đồng HA:

G dq 1=28 C D1 tb w1S110 − 5

=28∗3∗34.4∗12∗664.7∗10−5=230.5 kg

Trong đó D tb=D '1+D } rsub {1}} over {2} = {32+31.8} over {2} =34.4 c¿ ¿

Trọng lương dây đồng kể cả cách điện:

Dùng dây quấn xoắn kép liên tục có tiết diện S2=7.29 mm 2

Mật độ dòng điện dây quấn CA là:

J2=I p 2

S2=

26.4 7.29=3.62 A/m m

2

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 b '=0.55 cm

l2=∑h b+k∑h t

¿0.55860+6.65∗4 +0.95 (0.75+4+1.25+30∗0.1+0.5∗28)=55.8 cm

U t=80 kV , ta có :al 2=2.7 cm, δ t 2=0.5 cm, lcd=5.5 cm, a22=3 cm, δ22=0.3 cm, l02=7.5 cm

Trọng lượng của dây quấn CA kể cả cách điện: G ' dq 2=327.9 kg

Trọng lượng cả hai đay quấn là:

G dq=G dq1+G dq 2=226.1+315.6=541.7 kg

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:

 PCu1 = 2,4 10-12 2,572 1012 86,188 = 1366,231 (W)

 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 chính:

Pcu + Pf = Pcu kf

dây dẫn trong tổn thất tản

Trong đó dây quấn HA:

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

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

Trong dây quấn CA:

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. = 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 cu = 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

• 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

Trị số cực đại ( xung kích) của dòng điện ngắn mạch:

dây quấn trong và có tác dụng trương ( bung) đối với dây quấn ngoài

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

F’t = FK

a r

0,048 2.0,412 = 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 hoặc kéo trong dây quấn CA:

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

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

Tiết diện tổng các bậc thang của gông :

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:

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

+ 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

+ nK: Số khe nối giữa các lá thép trong mạch từ

Dòng điện không tải :

Thành phần tác dụng của dòng điện không tải:

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)

góc mạch từ

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

gông trên để cho dây quấn vào trụ

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:

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

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

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

Dây quấn HA: θ 0 d 1=k1 k2 k3 0 , 35.q10,6

Trong đó :

⇒θ 0d 1=1,0 1,1 0 , 85 0 , 35 442, 8760,6=12, 6660C

Dây quấn CA:

θ 0 d 2=k q20,6=0 , 285 684 , 9150,6=14 , 3290C

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

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