Bài giảng Thiết bị điện cao áp: Chương 2 - TS. Nguyễn Văn Dũng

Bài giảng Thiết bị điện cao áp - Chương 2: Cuộn dây và lõi từ cung cấp cho người học các kiến thức: Lắp đặt cuộn dây - Core transformer, máy biến áp 5 trụ từ, đường cong từ hóa, MBA phân phối,... Mời các bạn cùng tham khảo.

CHƯƠNG 2: CUỘN DÂY VÀ LÕI

TỪ

THIẾT BỊ ĐIỆN CAO ÁP - TS NGUYỄN VĂN DŨNG

Cần Thơ, ngày 07 tháng 01 năm 2020

Khoa Công Nghệ

Lắp đặt cuộn dây-Core transformer

• Cuộn hạ thế lắp sát lõi thép Cuộn cao thế lắp phía ngoài

Máy biến áp 5 trụ từ

• Giảm chiều cao mạch từ

• Tạo đường trở về cho từ thông thứ tự không

Máy biến áp kiểu vỏ

• Ứng dụng khi máy biến áp có dòng sơ cấp lớn

• Dễ dàng lắp đặt thêm một số cuộn dây ghép song song

Lõi từ 5 trụ

Lõi từ

• Ghép từ nhiều lá thép mỏng (0.2 – 0.5 mm)

• 2-4 lá thép được lắp cùng thời gian

• Các lá thép dị hướng được cắt sao cho từ thông chạy theo hướng cán

• Si được thêm vào để gia tăng độ từ thẩm và điện trở suất

• Các lá thép được ép chặt và băng lại

• Lõi từ được đóng kín mạch bằng gông sau khi cuộn dây được lắp đặt

Liên kết lá thép

• Tăng độ bền cơ

• Giảm tổn hao sắt từ

Step-lap

Tổn hao sắt từ

• Hysteresis loss (tổn hao từ trễ)

Với:

k1: hệ số phụ thuộc vật liệu f: tần số dòng điện

Bmax: cảm ứng từ cực đại n: chỉ số mũ Steinmetz (1,6-2,5)

• Eddy current loss (tổn hao dòng điện xoáy)

Với:

k2: hệ số phụ thuộc vật liệu f: tần số dòng điện

t: chiều dày khối vật liệu

Beff: cảm ứng từ hiệu dụng (rms)

 : điện trở suất của vật liệu

Tổn hao sắt từ của một số vật liệu

Vô định hình Siêu tinh thể

Xử lý bằng laser

Đường cong từ hóa

Tổn hao từ trễ và hướng cán lá thép

Yêu cầu đối với dây quấn MBA

• Chế tạo trước khi lắp đặt vào lõi từ

• Cần công nhân có tay nghề cao và vệ sinh

• Tự động hóa dẫn đến sự chuẩn hóa

• Dây dẫn được bọc giấy cách điện

• Chiều dày hướng tâm của mỗi dây dẫn không quá 2 mm để giảm dòng điện xoáy

• Cuộn dây được lắp đặt có khe hở để dẫn dầu làm mát

• Độ bền cơ: chịu được lực điện động do ngắn mạch tạo ra

Điện áp và dòng điện trong cuộn dây

• Sự dao động giá trị dòng điện và điện áp giữa cuộn dây

• Một số kiểu dây quấn được sử dụng để cải thiện các vấn

đề này

MBA phân phối

Dây quấn hoán vị liên tục (CTC cable)

Cuộn thấp áp - Máy biến áp lực

Helix winding

Dây quấn cao áp (Disk winding)

Quấn dây MBA

• Tạọ cuộn dây quấn liên tục không mối nối

• Sử dụng cáp CTC

để giảm dòng điện xoáy

Dây quấn kiểu đĩa (bánh)- Disk (pancake) winding

Cuộn dây quấn kiểu đĩa hoàn chỉnh

Cách điện MBA

• Cách điện hỗn hợp (giấy-dầu)

• Dầu sử dụng để cách điện và làm mát

• Mỗi vòng dây đều được cách điện bằng giấy

• Màn chắn cách điện tăng điện áp đánh thủng

• Điện áp đánh thủng giấy và dầu cách điện phụ thuộc vào

• Sự lão hóa giấy cách điện phụ thuộc hàm lượng nước

cuộn dây và đất

cuộn dây

Cách điện của dây quấn

Collars of pressboard

Mặt cắt ngang của cuộn dây

Mô hình cách điện của máy biến áp

400 kV

Phân bố điện thế xung quanh cạnh cuộn dây

Điện áp đánh thủng dầu biến áp

Điện áp đánh thủng giấy cách điện

Hàm lượng ẩm trong dầu và giấy

Điện áp bắt đầu phóng điện cục bộ

Điện áp bắt đầu phóng điện cục bộ

trong các kênh dầu của hệ thống cách điện màn chắn

Ví dụ: tính toán hệ thống cách điện

Phân bố điện trường trong HTCĐ

 Tỉ số của hằng số điện môi:

r pressboard/ r oil  2

 Tỉ số độ dẫn điện:

- oil/ pressboard  10-1000

Phân bố điện dung (phụ

thuộc vào tỉ số r pressboard/ r

oil )

Phân bố điện trở (phụ thuộc vào tỉ số oil/ pressboard)