ĐỒ án THIẾT kế MBA

Xác định các đại lượng và kích thước cơ bản, thiết kế dây quấn và mạch từ máy biến... Trong các trạm biến áp, ta tính chọn đúng máy biến áp sử dụng sẽ đảm bảo được các chỉ tiêu chất lượn

TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUY NHƠN CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Khoa Kỹ thuật & Công nghệ Độc lập- Tự do- Hạnh phúc

Bộ môn Thiết bị điện

ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT BỊ ĐIỆN.

Họ và tên sinh viên: Thái Tấn Hùng

Lớp : Điện Kỹ Thuật K31 Khóa 31 (2008-2013)

1.Đề tài thiết kế:

Thiết kế máy biến áp dầu 3 pha hạ áp , 2 dây quấn với các số liệu sau:

Tổng dung lượng máy biến áp: Sdm= 320 kVA

Số pha máy biến áp : m = 3

Máy biến áp được làm mát bằng dầu

Máy biến áp làm việc dài hạn và thiết bị được đặt trong nhà hoặc ngoài trời

Dòng điện ngắn mạch: Un= 4,5 %

Tổn hao ngắn mạch : Pn= 5,2 kW

Tổn hao không tải : P0 = 1,2 kW

Dòng điện không tải : I0 = 2,5 %

2.Nội dung các phần thuyết minh và tính toán.

Xác định các đại lượng và kích thước cơ bản, thiết kế dây quấn và mạch từ máy biến

-4 Cán bộ hướng dẫn: T.S Đoàn Đức Tùng

Ngày giao đề: 01/09/2012

Ngày hoàn thành:

Ngày 01 tháng 09 năm 2012

GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

(Ký và ghi rõ họ tên)

Đoàn Đức Tùng

MỤC LỤC CÁC CỤM TỪ VIẾT TẮT

LỜI MỞ ĐẦU.

Ở nước ta, ngành chế tạo máy đã ra đời ngay từ buổi đầu hòa bình lập lại, đến nay

chúng ta đã sản xuất được một khôi lượng khá lớn máy biến áp với nhiều chủng loại khác

nhau để phục vụ cho nhiều ngành sản xuất trong nước và xuất khẩu

Có thể nói rằng máy biến áp là một thiết bị không thể thiếu trong hệ thống điện Muốn

truyền tải và phân phối điện năng từ nhà máy đến các hộ tiêu thụ thường phải thông qua

nhiều lần tăng và giảm điện áp

Do đó tổng công suất của máy biến áp trong hệ thống điện thường gấp nhiều lần công

suất trạm phát điện.Thiết kế tối ưu sẽ đảm bảo cho máy biến áp vận hành tốt và chi phí sản

xuất nhỏ Trong các trạm biến áp, ta tính chọn đúng máy biến áp sử dụng sẽ đảm bảo được

các chỉ tiêu chất lượng điện năng và nâng cao tính kinh tế, góp phần hạ thấp giá thành điện

năng

Với những kiến thức đã học cùng với sự tìm tòi nghiên cứu, em nhận thấy việc thiết kế

máy biến áp sẽ giúp cho em hiểu hơn về máy điện cũng như các quá trình xảy ra trong hệ

thống điện có liên quan tới máy biến áp, nên em chọn đề tài cho đồ án môn học của mình

là:”thiết kế máy biến áp dầu 3 pha, hai dây quấn, dung lượng 320 kVA, điện áp 22 kV/0,4

kV”.

Nhiệm vụ thiết kế:

Tính toán máy biến áp dầu ba pha có số liệu sau:

- Tổng dung lượng máy biến áp S= 320 kVA;

- Số pha m = 3; Tần số f = 50 Hz;

- Điện áp hạ áp: U2= 0,4 kV; Điện áp cao áp: U1 = 15 kV;

- So đồ nối dây Y/Y0

Máy biến áp chế tạo theo tiêu chuẩn gam mới, có các đặc tính: điện áp ngắn mạch Un =

4,4%; tổn hao ngắn mạch Pn = 5200 W; Tổn hao không tải P0 = 1200 W; dòng điện không

tải I0 = 2,5% Làm lạnh bằng dầu biến áp Thiết bị đặt ngaòi trời thiết kế dây dẫn bằng

đồng, loại máy biến áp ba pha ba trụ cấu trúc phẳng

Do kiến thức còn hạn hẹp nên việc thiết kế không tránh khỏi sai sót.Rất mong sự góp ý

của quý thầy cô và các bạn để em có thêm kiến thức khi bước vào đời và để đồ án được

hoàn thiện

Em xin chân thành cảm ơn thầy hướng dẫn: Đoàn Đức Tùng đã giúp em hoàn thành

đồ án này, xin chân thành cảm ơn quý thầy cô

Bình Định, ngày…, tháng…, năm 2012 Sinh viên thực hiện

Thái Tấn Hùng

Chương 1: CHỌN SƠ BỘ CÁC THÀNH PHẦN CƠ BẢN CỦA MÁY BIẾN ÁP

1 Dung lượng một pha

320 = 106,67 (kVA)

2 Dòng điện dây định mức:

- Phía cao áp: I1 =

dm

dm U

S

1

3 3

10

=

3 3

320 10

3 22 10

= 8,383 (A)

- Phía hạ áp: I2 =

dm

dm U

S

2

3 3

10

3

10 4 , 0 3

10 320

3

22 103

3

10 4 ,

= 230,940 (V)

5 Điện áp thử của các dây quấn:

Để xác định khoảng cách cách điện giữa các dây quấn và giữa các phần khác của máy

biến áp thì ta phải biết được điện áp thử của chúng Với dây quấn U1dm = 22kV và U2dm= 0,4

kV ta tra trong bảng 2 tài liệu hướng dẫn ta được:

Với U1dm = 22kV ta có Uth1= 55 kV;

Với U2dm = 0,4 kV ta có Uth2 = 5 kV

= 1,625 % Với P n tổn hao ngắn mạch (P n=5200 W)

II Chọn số liệu xuất phát và tính toán các kích thước cơ bản

Các kích thước cơ bản của máy biến áp

1 Chiều rộng quy đổi của rãnh từ tản giữa dây quấn cao áp và hạ áp:

Với Uth1 = 55 kV, theo bảng 19 [TL1] ta có a12 = a22= 20mm,  12= 4 mm trong rãnh

a12 đặt ống cách điện dày 12= 4 mm Theo bảng công thức (2-36) và bảng 12 [TL1] ta chọn

k = 0,60 (với k là hệ số phụ thuộc vào công suất máy biến áp,điện áp dây quấn và tổn hao

l : chiều cao dây quấn

d12: đường kính trung bình giữahai dây quấn hay của rãnh dầucủa hai dây quấn

a1 bề rộng dây quấn cao áp

a2 bề rộng dây quấn hạ áp

l0 khoảng cách từ dây quấn đếngông

a22 khoảng cách giữa hai dâyquấn cao áp quấn ở hai trụ

a01 bề rộng rãnh dầu giữa lõi thép

Lớp 1 Lớp 2

với aR là chiều rộng quy đổi từ trường tản

2 Hệ số Rogovski: là hệ số quy đổi từ trường tản lý tưởng về từ trường thực, giá trị

này thường không đổi và có giá trị là kr = 0,95

3 Ta chọn tôn cán lạnh mã hiệu 3404 có chiều dày 0,35 mm Theo bảng 11 [TL1],

ta chọn từ cảm trong trụ Bt = 1,62 T,

Cách ghép trụ: theo bảng 6 TL1, ta chọn cách ghép trụ bằng nêm và dây quấn cách ép

gông: ta chọn cách ép gông bằng xà ép, bu lông đặt phía ngoài gông Chọn hệ số tăng cường

gông kg = 1,025

Sử dụng lõi thép có bốn mối ghép xiên ở bốn góc của lõi, còn ba mối nối giữa dùng

mối ghép thẳng lá tôn (như hình vẽ)

Theo bảng 4 [TL1], ta chọn phương pháp ép trụ bằng nêm và dây quấn với số bậc

thang trong trụ là 6, số bậc thang của gông lấy nhỏ hơn trụ một bậc tức là 5 bậc, hệ số chêm

kín kc = 0,918 Tra trong bảng 10 [TL1], chọn hệ số điền dầy rãnh là kđ = 0,93

B

= 1 62

1 01

, , =1,604 (T) với Bt là cường độ từ cảm trong trụ,nếu chọn Bt lớn thì đường kính lõi thép nhỏ nhưng tổn hao lõi thép lớn vì độ bão hòa của

lõi thép tăng, nếu chọn Bt nhỏ thì lãng phí thép Do đó phải chọn Bt cho phù hợp

Từ cảm ở khe hở không khí mối nối thẳng của trụ: BiT = Bt = 1,62 (T),

Từ cảm ở khe hở không khí mối nối thẳng của gông: B”k= B  g 1,604 (T)

từ cảm ở khe hở không khí ở mối nối xiên B’

k =

2

t B

= 1,622 = 1,146(T)

Suất tổn hao sắt ở trụ và gông, theo bảng 45 và 50 [TL1] với tôn chọn có mã hiệu là

3404 ta tra được các số liệu sau:

Với Bt = 1,62 T tra được pt = 1,353 (W/kg),qt = 1,958(VA/kg)

Với Bg = 1,604 T tra được pg= 1,298 (VA/kg), qg = 1,779 (W/kg)

Suất từ hoá ở khe không khí:

Chọn theo Uth1 = 55 kV của cuộn sơ cấp ( cao áp ) và Uth2 = 5 kV của cuộn thứ cấp (hạ

áp) Tra bảng 18 và 19 [TL1] ta có các số liệu sau:

- Trụ và dây quấn hạ áp a01 = 5 mm

- Dây quấn hạ áp và cao áp a12 = 20 mm

- Bề dày cách điện hạ áp đến trụ 01= 2x 0,5 mm

- Ống chách điện giữa cao áp và hạ áp  12= 4 mm

- Dây quấn cao áp và cao áp a22 = 20 mm

- Tấm chắn giữa các pha  22= 3 mm

- Khoảng cách giữa dây quấn cao áp và gông l0 = l01 = l02 = 50 mm

- Phần đầu thừa của ống cách điện lđ = 20 mm

5 Các hằng số a, b tính toán có thể lấy gần đúng và được tra trong bảng 13, 14

6 Tra trong bảng 15 [TL1] ta được hệ số tính toán tổn hao phụ trong dây quấn, ở

trong dây dẫn ra vách thùng và ở vài chi tiết kim loại khác do dòng điện xoáy gây nên, kf =

0,95

7 Quan hệ giữa đường kính trung bình d 12 và chiều cao l của trụ sắt.

Trong thiết kế người ta dùng hệ số  để chỉ quan hệ giữa chiều rộng và chiều cao của

máy

 =

l

12 d



;  thay đổi từ 1,2 đến 3,6

Sự lựa chọn hệ số  không những ảnh hưởng đến mối tương quan khối lượng vật liệu

thép, dây đồng mà còn ảnh hưởng đến các thông số kỹ thuật như: tổn hao không tải, tổn hao

ngắn mạch…

Về mặt kinh tế: Nếu máy biến áp có cùng công suất, điện áp, các số liệu xuất phát, và

các tham số kỹ thuật thì khi  nhỏ, máy biến áp “gầy” và cao, nếu  lớn thì máy biến áp

“ béo” và thấp với những trị số khác nhau thì tỷ lệ trọng lượng sắt và trọng lượng đồng

trong máy biến áp cũng khá nhau  nhỏ trọng lượng sắt ít, lượng đồng nhiều,  tăng lên

thì lượng săt tăng lên, lượng đồng nhỏ lại

8 Đường kính của lõi thép:

Theo công thức (2-37) [TL1]

d = A.xTrong đó x = 4 

A là hằng số A = 0,507.4

2 1 2

'

'

d t x

r R k B U f

k a S

kr là hệ số quy đổi từ Rogovski, chọn kr = 0,95

kld là hệ số lợi dụng của lỏi sắt đã tính ở trên: kld = 0,8536 Từ đó ta có

Trong đó d12 = a.d suy ra a = d12/d

Với trị số hướng dẫn a = d /d bằng 1,4 đối với dây quấn đồng, theo bảng 13 TL1

A U B k k

a S r t d

f , Kdqcu = 2,46.10-2

kf là hệ số tính tổn hao phụ trong dây quấn, ở trong đầu ra và các chi tiết kim loại khác

do dòng điện xoáy gây nên Theo bảng 15 [TL1] tra được kf = 0,96

Theo công thức 2-76 [TL1]

Mcu= 0,24.10 6.kn.kf kr.

.

n P

C 2

kdqfe.kcd = 2 211 189

3 185 56

, 1,84.1,06 = 1,48Với kdqfe là hệ số quy đổi giá thành 1 kim loại đồng làm dây quấn về giá thành 1 kg sắt

làm mạch từ Tra bảng 16 [TL1] với thép cán lạnh 3404 làm mạch từ và dây đồng làm dây

quấn ta có kdqfe = 1,84

kcd là hệ số hiệu chỉnh trọng lượng của dây quấn ( vì dây quấn có thêm sơn cách điện

và các phần điều chỉnh điện áp ỏ cuộn cao áp) kcd=1,03.1,03 = 1,06

Chọn  = 1,546 thì giá thành của máy biến áp thiết kế là nhỏ nhất, nghĩa là phương

án tối ưu về măt kinh tế Nhưng ta còn phải chọn một phương án không những tối ưu về mặt

kinh tế mà còn thoả mãn các nhỉ tiêu kỹ thuật trong giới hạn sai số cho phép

Từ x = 1,115 ta tính được các thông số ở trên như sau

11 Kiểm tra sơ bộ điều kiện phát nóng:

Theo công thức (2-71) [TL1] ta có:

xmax 4,5.106

n

f P k

C

.

10 4 , 2 1 12



= 4,5.106

12

2 4 10 211 1890,96 5200

.



=1,434Với C1 = 211,189

kf = 0,96

Pn = 5200 (W) là tổn hao ngắn mạch

Từ đó ta có x = 1,115 < xmax =1,434 như vậy điều kiện phát nóng được đảm bảo

12 Trọng lượng một góc của lõi:

2

.G

kp0 0

]Trong đó

N là số lượng góc của mạch từ N = 4 đối với máy biến áp ba pha

kpf là hệ số tổn hao phụ, tra bảng 48 [TL1] ta được kpf = 1,13

kpo = kn.k’po+ k’’po

Với kn là hệ số biểu thị số lượng góc có dạng mái nối nghiêng, kn = 4

k’po, k’’po : Là hệ số gia tăng tổn hao góc nối ở các góc mạch của mạch từ

15 Công suất từ hoá của máy biến áp.

Theo công thức (5-31) [TL1] ta có

Q0 = k i’f ki’f’.qt(Gt +

2

io k

Go) + ki’f ki’f’.qg (Gg +

2

. ir

ig k k

kig là hệ số làm tăng công suất từ hóa ở gông: kig =1,08

kir kể đến ảnh hưởng do chiều rộng lá tôn ở các góc mạch từ , tra bảng 52b[TL1] ta

được kir =1,18

nk là số khe hở không khí trong lõi thép

Tk = Tt/ 2 là diện tích bề mặt khe hở không khí

kio là hệ số gia tăng dòng điện không tải do công suất từ hoá tăng lên, kio = 42,45

Q0=1,2.1,06.1,958.(Gt + 422,45 Go) + 1,2.1,06 1,779 [ Gg +1 08 1 18

2

, ,

.Go-(4+ 2).Go ] +1,06 25100 4.Tt / 2+ 1,06 23500 2 Tt

Qo

= 4940,55 10.320 = 1,544 (%)

17.Mật độ dòng điện trong dây quấn:

Theo công thức (2-70) [TL1]

 =

dq

n f G k

P k =

dq G

12

10 4 , 2

5200 93 , 0

dq G

2015

.106 A/mm2

Việc nâng cao mật độ dòng sẽ dẫn tới sự phát nóng của dây quấn.Bởi vậy khi dùng dâu

đồng với máy biến áp dầu thường chọn ≤ 4,5 A/mm2

K là hằng số phụ thuộc vào điện trở dây quân: K=2,4.10-12 đối với dây đồng

17 Khoảng cách giữa hai trụ:

C = d12 + a12 + 2a2 +a22

Với 2a2 = 0,4.d =0,4.0,159.x = 0,4.0,159.1,115 = 0,071

Từ các số liệu tính toán ở trên ta cho  thay đổi từ 1,2 đến 3,6 ta được bảng sau:

Dựa vào bảng biến thiên, với mức tổn hao không tải Po = 1200 W và dòng không tải io

= 2,5% ta thấy các phương án đã tính thì phương án có hệ số  = 1,546 ứng với giá thành

nhỏ nhất không khả thi vì với máy biến áp có S= 320kVA thì  biến thiên từ 1,8 đến 2,4

Bởi vậy với sai số của C’td là 1% so với giá trị nhỏ nhất ta có thể lấy  = 1,6

Đường kính trụ sắt: d = A.4  = 0,159.41 6, = 0,178(m), chọn đường kính tiêu chuẩn

d = 0,18

- Tính lại trị số β : dm ) 4

A

d (

  =1,643; x = 1,132; 2a2 = 0,072(m)Với trị số  =1,643 bảng trên ta tính được:

- Đường kính trung bình của rãnh dẫn dầu sơ bộ: d12 = a.d = 1,4.0,18 = 0,252 (m)

- Chiều cao dây quấn sơ bộ: l = π.dβ12

CHƯƠNG 2 TÍNH TOÁN KẾT CẤU DÂY QUẤN CỦA MÁY BIẾN ÁP

I Tính toán dây quấn thứ cấp (hạ áp).

1 Sức điện động của một vòng dây:

U

= 230 94

7 80

, = 29,6= 30 (vòng)

Ut2 là điện áp trên một trụ của dây quấn thứ cấp , Ut2 = 692,82 V trên cả ba trụ

Điện áp thực của mỗi vòng dây Uv = 230 94

30

,

= 7,698(V)

3 Mật độ dòng điện trung bình:

tb = 0,746 kf.

12

v n d S

U P

 = 461 883 555, , = 130 (mm2)

Theo bảng 38 [TL1] , với S = 320kVA, I2 = 461,88 A, U2 = 231 V , T’2 =130 mm2 , ta

chọn dây quấn đồng hạ áp kiểu hình ống nhiều lớp, dây dẫn chữ nhật

5 Chiều cao sơ bộ mỗi vòng dây.

Chọn 3 sợi chập song song trong 1 vòng

7 Tiết diện mỗi vòng dây:

T2 = nv2.Td2 = 3.50,4 = 151,2 (mm2)

Kích thước dây dẫn được chọn: 3 5 6 8 0

6 1 9 5

, , , , ;151,2

8 Chiều cao hướng trục của mỗi vòng dây:

hv2 = 3b’= 3.9,5= 28,5 mm

9 Mật độ dòng điện thực của dây quấn hạ áp:

 2=

2

2 T

10 Chiều cao thực của dây quấn hạ áp

Ở đây ta chọn dây quấn hình xoắn mạch đơn hoán 3 chỗ, có rãnh dầu giữa tất cả các

bánh dây.Theo công thức 3-13[TL1] ta có:

l2=h 2(W11 + 1) + 0,7

Với W11=W

2 =30/2=15 (vòng)  l2= 2,85.(15+1) + 0,7 = 46,3(cm).

11 Bề dày dây quấn hạ áp

Theo công thức 3-14b[ TL1]

a2 = (2a’+a11).10 3 (m)

Với a’ là bề dày dây quấn 1 vòng dây có kể đến cách điện :a’=6,1 (mm)

a11 là khoảng cách giữa 2 lớp dây quấn hạ áp và ta lấy a11=5(mm)

II Tính toán dây quấn sơ cấp (cao áp):

1 Chọn sơ đồ điều chỉnh điện áp:

Máy biến áp sau khi thiết kế có thể lắp đặt ở nơi gần nguồn hoặc xa nguồn vì thế điện

áp đưa vào cuộn sơ cấp (cao áp) thay đổi một lượng U nào đó Vì vậy để duy trì điện áp

đầu ra ổn định trong một phạm vi nào đó ta phải chọn đầu phân áp cho phù hợp trước khi

3

U1 = 20% 22

3 = 2,540 (kV) = 2540 (V)

2 Số vòng dây của dây quấn sơ cấp (cao áp) ứng với điện áp định mức:

4 Số vòng dây tương ứng ở các đầu phân nhánh:

Ta chọn loại có 4 cấp điều chỉnh điện áp, ứng với mỗi cấp điều chỉnh là 2,5% điện áp

Với S = 320 kVA; I = 8,39 A; U = 22 kV; T’1 = 2,08 mm2 Ta chọn kết cấu dây quấn

kiểu hình ống nhiều lớp dây tròn (theo bảng 38 [TL1]) Theo bảng 20 [TL1] ta chọn dây dẫn

tiết diện tròn mã hiệu  Б có kích thước như sau :

 Б - 1x2 141 7, , ; 2,27 mm2

Khối lượng tăng cách điện bằng 3% so với khối lượng đồng dùng làm dây quấn

7 Tiết diện toàn phần của một vòng dây.

9 Số vòng dây trên một lớp:

2

12 2

1

'

l W d

  = 46 3 1

0 214

, ,  = 123-1=122(vòng)

l1 = l2 = 0,463 m ; d1’ là đường kính dây kể cả cách điện (d’1 = d1 + 0,5 (mm) )

10 Số lớp của dây quấn:

n12 =

12

1 W

13 Chiều dày cách điện giữa các lớp.

Căn cứ vào U12, ta tra bảng 26 [TL1], ta chọn chiều dày cách điện giữa các lớp là δ

217x0,12mm, đầu thừa cách điện lớp ở một dây quấn là:l 2=22 (mm)

14 Phân phối số vòng dây trong các lớp, chia tổ lớp:

Do số lớp của dây quấn được láy tròn thành số nguyên nên số vòng dây trong mỗi lớp

có thể không đúng bằng W12 đã tính ở trên, do đó cần phải phân phối sao cho số vòng dây

giữa các lớp gần xấp xỉ với số đó ( nên phân phối hầu hết các lớp đều có số vòng dây là W12

còn bao nhiêu phân phối cho một hai vài lớp ngoài cùng)

Để tăng điều kiện làm nguội thường theo chiều dày của dây quấn thành hai tổ lớp

Giữa hai tổ có rãnh dầu dọc trục a’22 =0,6 (cm) Tổ lớp trong làm nguội khó khăn hơn nên

bố trí ít lớp hơn tổ lớp ngoài Thường tổ lớp trong không quá 1/3 đến 2/5 tổng số lớp của

dây quấn Nếu kiểu dây quấn này dùng làm cuộn HA hay TA thì hai tổ lớp nên bố trí có số

lớp bằng nhau

Ta bố trí ở lớp trong 3 lớp,lớp ngoài là 6 lớp Với:

+ Chiều rộng rãnh dẫn dầu giữa dây quấn ha áp và cao áp: a12 = 2,4 (cm)

+ Chiều dày ống cách điện giữa hai dây quấn : δ12 = 0,5 (cm)

+ Khoảng cách cách điện giữa dây quấn cao áp: a 22= 2 (cm)

+ Chiều dày ống giấy cách điện giữa hai pha : δ22= 0,5 (cm)

+ Khoảng cách từ dây quấn đến gông : l02= 5 (cm)

+ Bề dày cách điện giữa trụ và dây quấn: δ01 = 0,1 (cm)

15 Chiều dày dây quấn CA:

Theo công thức 3-37a [TL1]

Trong các dây quấn điện áp 35 kV, thường ở đầu dây quấn - tức ở lớp trong cùng của

cuộn cao áp người ta có bố trí màn chắn tĩnh điện bằng kim loại dày 0,5 mm nối điện với

dây cao áp màn chắn có cách điện hai phái bằng cách điện lớp nên lúc đó chiều dày dây

Trong đó a’1 = n12= 9; c  0 , 5mm;  1 tra ở bảng 26, thông thường c  2 1  2 , 5mm.,

Công thức trên chỉ dùng để tính kích thước hình học cuộn dây, còn lúc tính s.đ.đ tản

cần tính a2 thì vẫn dùng công thức trên và lúc đó coi rãnh dầu được tăng lên thành

3

1 12

Quấn dây quấn CA thành hai tổ lớp , giữa chúng có rãnh dầu làm lạnh và ở lớp trong

quấn lên hình trụ có cách điện có que nêm

Với t = 3

k = 0,8 (hệ số kể đến bề mặt làm lạnh bị che khuất bởi các chi tiết cách điện )

21 Trọng lượng của dây quấn sơ cấp kể cả phần cách điện

Gdq1 = 1,03.97,48 = 100,4(kg)

22 Trọng lượng của dây quấn sơ cấp và thứ cấp:

Gcu = Gcu1 + Gcu2 =78,87 + 97,48 = 176,35(kg)

Gdq =1,03.176,35 = 181,64 (kg)

Chương 3:

TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH MÁY BIẾN ÁP

Tính toán ngắn mạch trong máy biến áp liên quan đến việc tính toán tổn hao ngắn mạch

Pn, điện áp ngắn mạch Un, các lực cơ học trong dây quấn và sự phát nóng của dây khi ngăn

mạch

Tổn hao ngắn mạch có thể chia ra các thành phần như sau:

1 Tổn hao chính tức là tổn hao đồng trong dây quấn sơ cấp và thứ cấp do

dòng điện gây ra Pcu1, Pcu2

2 Tổn hao phụ trong hai cuộn dây do từ trông tản xuyên qua dây quấn làm

cho dòng điện phân bố không đều trong tiết diện dây gây ra Pf1, Pf2

3 Tổn hao chinh trong hai dây dẫn ra Pr1, Pr2

4 Tổn hao phụ trong dây dẫn ra Prf1, Prf2 thường tổn hao này rất nhỏ, ta bỏ

qua

5 Tổn hao trong vách thùng dầu và các kết cấu kim loại khác Pt do từ thông tản gây

nên

Thường tổn hao phụ được gộp vào trong tổn hao chính bằng cách thêm vào hệ số

tổn hao phụ kf Vậy tổn hao ngăn mạch sẽ được tính theo biểu thức:

Với kr là hệ số Ragovski

l là chiều cao của toàn bộ dây quấn

m là số thanh dẫn của dây quấn song song với từ thông tản, m = 3.15=45 là số

thanh dẫn của dây quấn song song với từ thông tản chính là số thanh dẫn trên một lớp

= 1 7 222

0 463

, , 0,95 = 0,815

(m = W12)

kf1 = 1 + 0,044.108.0,8152.1,74(82-0,2).10-12 1,002

3.Tổn hao chính trong dây dẫn ra:

Gồm có tổn hao chính ( tổn hao đồng) và tổn hao phụ.Nhưng tổn hao trong dây dẫn ra

chiếm (5-8)%.Pn và tổ hao phụ trong dây dẫn ra chiếm không quá 5% tổn hao đồng trong

dây dẫn ra.Do đó ta không tính tổn hao phụ trong dây dẫn ra

3.1 Tổn hao trong dây dẫn ra đối với dây quấn thứ cấp:

- Chiều dài dây dẫn ra của dây quấn thứ cấp (hạ áp) : Khi dây quấn nối Y , ta có: lr2 =

Trong đó: Tr2 là tiết diện dây dẫn ra của cuộn thứ cấp (HA) có thể lấy bằng tiết diện

3.2 Tổn hao trong dây dẫn ra đối với dây quấn sơ cấp (Cao áp).

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

Tổn hao này do từ thông tản của máy biến áp khép mạch qua thùng dầu Tổn hao này

tính rất phức tạp,vì vậy ta dùng công thức gần đúng theo kinh nghiệm

Theo công thức (4-21) [TL1], ta tính một cách gần đúng như sau:

Pt = 10.k.S, với k tra ở bảng 40a [TL1]

k:hệ số phụ thuộc vào dung lượng máy biến áp và k ta lấy bằng 0,018

Điện áp ngắn mạch của máy biến áp 3 pha 2 dây quấn Un là điện áp đặt vào một dây

quấn với tần số định mức,còn dây quấn kia nối ngắn mạch sao cho dòng điện cả 2 phía bằng

dòng định mức tương ứng

1 Thành phần tác dụng của điện áp ngắn mạch.