Tài liệu Đề tài " Thiết kế máy biến áp ba pha dầu " pdf

Như ta đã biết, cùng một công suất truyền tải trên đường dây, nếu điện áp được ăng cao thì dòng điện chạy trên đường dây sẽ giảm xuống, như vậy có thể làm tiết diện ây nhỏ đi, do đó trọn

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

ĐỀ TÀI:

THIẾT KẾ MÁY BIẾN ÁP BA PHA DẦU

SVTH: NGUYỄN THANH TÙNG LỚP: ĐIỆN 1K1

MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU 7

Xin chân thành cảm ơn 7

PHẦN II : THIẾT KẾ 14

I XÁC ĐỊNH CÁC ĐẠI LƯỢNG ĐIỆN CƠ BẢN CỦA MÁY BIẾN ÁP 15

CHƯƠNG II: THIẾT KẾ MẠCH TỪ 17

CHƯƠNG III: TÍNH TOÁN DÂY QUẤN MÁY BIẾN ÁP 22

I CÁC YÊU CẦU CHUNG 22

II TÍNH TOÁN DÂY QUẤN HẠ ÁP 24

Uv = 35 (V) 24

Số vòng dây 1 pha của dq hạ áp 24

8 Kích thước dây quấn 25

9 Đường kính trong dây quấn hạ áp 25

III TÍNH TOÁN DÂY QUẤN CAO ÁP 26

A TIẾT DIỆN DÂY 28

Dây quấn cơ sở 28

2 Mật độ dòng điện thực tế 28

B BỐ TRÍ DÂY QUẤN 28

I Dây quấn cơ sở 28

Lớp dây bọc của dây quấn điều chỉnh thô 29

0,5 lv = 2(34 + 1) 4,9 = 343 mm 29

2 Chiều rộng dây quấn: a = 7,9 + 0,1 = 8 mm 29

C KHỐI LƯỢNG DÂY QUẤN CAO ÁP 29

2 Dây quấn điều chỉnh thô 30

4 Trọng lượng dây quấn sơ cấp 30

5 Đường kính trong dây quấn cao áp 30

6 Đường kính ngoài dây quấn cao áp 30

I DÒNG ĐIỆN TỪ HOÁ 31

BT =1,65 ta có nit = 180A vòng/m 31

3 Ta có sức từ động 32

Fs = 2.0,8 Bt δ = 2 0,8 16500 0,1 10 1 = 264 A – vòng 32

F = Ft + Fs + Fs = 325 + 80 + 264= 669 A – vòng 32

II ĐIỆN TRỞ DÂY DẪN: 32

Các công thức tính điện trở: 32

R= 2 3 3 10 S G   = 22 , 7 2 10 S G (  ) 32

Rcs= 2 2 2 , 103 7 , 22 502 10 =0,208(  ) 33

Rth= 2 2 4 , 884 7 , 22 5 , 110 10 =0,062(  ) 33

R 1 = Rth = Rcs = 0,2703 (Ω)) 33

4 Điện trở dây quấn thứ cấp 33

R2 = 2 2

8 , 181

.

7

,

22

396

.

10

=0,053(Ω)) 33

III THÔNG SỐ NGẮN MẠCH: 33

ΔPN1 = 3R 1 I 2 f 1 = 3 0,02703 165,5 2 = 22,2 KW 33

2 Tổn hao phụ làm tăng tổn hao theo tỷ lệ K = 1,1 33

ΔPk = 1,1 (ΔPAl2 + ΔPA12 ) = 1,1 (22,2 + 17,7) = 43,9 KW 33

IV.TÍNH TỔN HAO VÀ DÒNG ĐIÊN KHÔNG TẢI 34

Tt = Kd Tbt 34

Chọn kd = 0,965 34

Có: PT = 1,145 TL 1 qT = 1,64.UA/Kg 34

6 Tổn hao không tải tính theo công thức (20 – 45 TL1) 34

7 Công suất từ hoá tính theo công thức (4-106 TL1) 35

8 Thành phần phản kháng của dòng điện không tải: 35

9 Thành phần tác dụng của dòng điện không tải 35

10 Dòng điện không tải toàn phần 35

11 Hiệu suất của MBA tải đm và cos  = 1 35

CHƯƠNG V: TÍNH TOÁN CUỐI CÙNG VỀ HỆ THỐNG MẠCH TỪ 36

Lt = 1200 + 2.100 = 1400 mm 36

Ua = 2 963,5 38,5 = 74189,5 37

Hinh: Kích thước mạch từ 38

CHƯƠNG VI: TÍNH TOÁN NHIỆT MÁY BIẾN ÁP 38

I ĐẠI CƯƠNG 39

2 Quá độ từ mặt ngoài dây quấn hay lõi sắt vào dầu 39

Trị số dòng nhiệt càng lớn thì nhiệt độ chêng càng lớn 0 39

Nhiệt độ chênh giữa dầu với vênh thùng  dt 39

II.TÍNH GẦN ĐÚNG VỀ NHIỆT 40

c P  = , , 2 2 f c K p l s W    W/m 2 40

W – số vòng dây 40

ATc= S c P   40

Dây quấn điều chỉnh tinh có điều kiện làm mát tốt hơn, chọn 41

s = 100W/m 2 0 C 41

III TÍNH TOÁN NHIỆT CỦA THÙNG DẦU 41

1 Chọn loại thùng dầu cho MBA S = 2500 kVA Ta chọn loại thùng có những cánh tản nhiệt bằng tôn bố trí vuông góc với vỏ thùng 41

2 Chọn kích thước tối thiểu bên trong của thùng 41

a Đây là MBA ba pha cấp điện áp 35/0,4kV 42

b Chiều dài tối thiểu của thùng 42

A = 2.C + D, 2 + 2.S5 42

S5 : là khoảng cách giữa dây quấn CA và HA 42

A = 2 42,3 + 63,8 + 2 10 = 168,4 42

c Chiều cao của thùng 43

H = H 1 + H 2 43

H 1 : là chiều dài từ thùng đến hết chiều cao lõi sắt 43

H 2 : là khoảng cách tối thiểu từ gông đến nắp thùng ta chọn 43

3 Sơ bộ tính diện tích bề mặt bức xạ đối lưu của thùng 43

Mbx = 20094,5 + 2,46 1,2.10  4 ≈2,1 m 2 43

Đây là tính sơ bộ bề mặt đối lưu 44

IV XÁC ĐỊNH SƠ BỘ TRỌNG LƯỢNG RUỘT, VỎ 45

1 Trọng lượng ruột máy ( phần tác dụng) tức là toàn bộ lõi sắt có các dây quâná và dây dẫn ra trừ nắp máy 45

Gr = 1,2 (Gdq + GFe + ΣGdr ) 45

816,5 + 396 = 1212,5 45

2 Trọng lượng dầu: 46

3 Trọng lượng thùng 46

a Thể tích trong thùng (không tính bề dày) 46

b Thể tích ngoài thùng (kể đến bề dày) 46

Trong đó 46

3756,69 – 3595,7 = 16 47

c Trọng lượng dầu: 47

Gd = 1,05.[0,9(Vt - Vr )] 47

Trong đó Vt : Thể tích bên trong thùng dầu phẳng 47

Gr = 1,2 (Gdd + Gre) = 8776,2 Kg 47

PHẦN II: CHUYÊN ĐỀ ĐIỀU CHỈNH ĐIỆN ÁP 48

1 Khái niệm chung: 48

2 Sơ đồ nguyên lý điều chỉnh điện áp 49

7 Điều chỉnh liên tục 54

KẾT LUẬN 60

Sinh viên thực hiện 61

LỜI NÓI ĐẦU

Máy điện là một loại hệ điện từ gồm có mạch từ và mạch điện liên quanvới nhau Mạch từ gồm các bộ phận dẫn từ và khe hở không khí Mạch điệngồm hai hoặc nhiều dây quấn có thể chuyển động tương đối với nhau cùng bộ phậnmang chúng Máy biến áp là một hệ thống biến đổi cảm ứng điện từ dùng để biếnđổi dòng điện xoay chiều từ điện áp này thành dòng điện xoay chiều có điện ápkhác Các dây quấn và mạch từ của nó đứng yên và quá trình biến đổi từ trường

để sinh ra sức điện động cảm ứng trong dây quán thực hiện bằng phương phápđiện Mặt khác, máy biến áp nó còn có vai trong quan trọng trong nền kinh tế quốcdân như trong công nghiệp, nôn nghiệp, giao thông vận tải, các hệ điều khiển…

Nên việc tính toán không khỏi thiếu sót Mong các thầy, cô cho nhận xét

để đồ án này được hoàn thiện hơn Em xin cảm ơn thầy đã tận tình giúp đỡ, tạođiều kiện cho em để hoàn thành tốt bài tập này và hoc em được học hỏi nhiều vấn

đề về máy biến áp trong thời gian khai thác

Xin chân thành cảm ơn

Hà Nội, ngày 14 tháng 6 năm 2004

Người thiết kế NGUYỄN THANH TÙNG

PHẦN I: VAI TRÒ CỦA MBA TRONG TRUYỀN TẢI VÀ PHÂN PHỐI

ĐIỆN NĂNG

I VÀI NÉT KHÁI QUÁT VỀ MÁY BIẾN ÁP

Để dẫn điện từ các trạm phát điện đến hộ tiêu thụ cần phải có đườngdây tải điện ếu khoảng cách giữa nơi sản xuất điện và nơi tiêu thụ điện lớn,một vấn đề ất lớn đặt ra và cần được giải quyết là việc truyền tải điện năng đi

xa làm sao cho kinh ế nhất và đảm bảo được các chỉ tiêu kĩ thuật

Như ta đã biết, cùng một công suất truyền tải trên đường dây, nếu điện

áp được ăng cao thì dòng điện chạy trên đường dây sẽ giảm xuống, như vậy

có thể làm tiết diện ây nhỏ đi, do đó trọng lượng và chi phí dây dẫn sẽ giảmxuống, đồng thời tồn hao năng ượng trên đường dây cung sẽ giảm xuống Vìthế, muốn truyền tải công suất lớn đi xa,ít tổn hao và nết kiệm kim loại mầutrên đường đây người ta phải dùng điện áp cao, dẫn điện bằng các đường dâycao thế, thường là 35, 110, 220 và 500 KV Trên thực tế, các máy phát điệnthường không phát ra những điện áp như vậy vì lí do an toàn, mà chỉ phát rađiện áp từ 3 đến 21KV, do đó phải có thiết bị để tăng điện áp đầu đường dâylên Mặt khác các hộ tiêu thụ thường chỉ sử dụng điện áp thấp từ 127V, 500Vhay cùng lắm đến6KV, do đó trước khi sử dung điện năng ở đây cần phải cóthiết bị giảm điện áp xuống.Những thiết bị dùng để tăng điện áp ra của máyphát điện tức đầu đường dây dẫn và những thiết bị giảm điện áp trước khi đến

hộ tiêu thụ gọi là các máy biến áp (MBA) Thực ra trong hệ thống điện lực,

muốn truyền tải và phân phối công suất từ nhà máy điện đến tấn các hộ tiêuthụ một cách hợp lí, thường phải qua ba, bốn lần tăng và giảm điện áp nhưvậy Do đó tổng công suất của các MBA trong hệ thống điện lực thường gấp

ba, bốn lần công suất của trạm phát điện Những MBA dùng trong hệ thốngđiện lực gọi là MBA điện lực hay MBA công suất Từ đó ta cũng thấy rõ,MBA chỉ làm nhiệm vụ truyền tải hoặc phân phối năng lượng chứ khôngchuyển hóa năng lượng.Ngày nay khuynh hướng phát triển của MBA điện lực

là thiết kế chế tạo những MBA có dung lượng thật lớn, điện áp thật cao, dùngnguyên liệu mới chế tạo để giảm trọng lượng và kích thước máy

Nước ta hiện nay ngành chế tạo MBA đã thực sự có một chỗ đứngtrong việc đápứng phục vụ cho công cuộc công nghiệp hiện đại hóa nước nhà.Hiện nay chúng ta đãsản xuất được những MBA có dung lượng 63000KVAvới điện áp 110 kV

II ĐỊNH NGHĨA MÁY BIẾN ÁP

Máy biến áp là một thiết bị điện từ đứng yên, làm việc dựa trên nguyên

lí cảmứng điện từ, biến đổi một hệ thống dòng điện xoay chiều ở điện áp nàythành một hệthống dòng điện xoay chiều ở điện áp khác, với tần số khôngthay đổi.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 TClớn hơn điện áp vào SC ta có MBA tăng áp.Khi điện áp đầu ra TC nhỏ hơnđiện áp vào SC ta có MBA hạ áp Các đại lượng và thông số của đầu sơ cấp

+ U1 : Điện áp sơ cấp

+ I1 : Dòng điện qua cuộn sơ cấp

+ P1 : Công suất sơ cấp

+ Wl : Số vòng dây cuộn sơ cấp

Các đại lượng và thông số của đầu thứ cấp

Điện áp sơ cấp định mức kí hiệu Ulđm là điện áp qui định cho dây quấn

sơ cấp.Điện áp thứ cấp định mức kí hiệu U2đm là điện áp giữa các cực của

dây quấn sơcấp Khi dây quấn thứ cấp hở mạch và điện áp đặt vào dây quấn

sơ cấp là định mức,người ta qui ước với MBA 1 pha điện áp định mức là điện

áp pha với MBA 3 pha làđiện áp dây Đơn vị của điện áp ghi trên nhãn máythường là KV

2 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

U

Sđm  2đm. 2đm 1đm. 1đm

Đối với MBA 3 pha công suất định mức là :

I U I

U

Sđm  3 2đm 2đm  3 1đm 1đm

IV CÔNG DỤNG CỦA MBA

MBA đã và đang được sử dụng rộng rãi trong đời sống, phục vụ chúng

ta trong 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 thống điện.Trong hệ thống điện MBA có vai trò vô cùng quan trọng, dùng để truyền tải

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 thếcần phải xây dựng các hệ thống truyền tải điện năng Điện áp do nhà máyphát ra thường là : 6.3; 10.5; 15.75; 38.5 KV Để nâng cao khả năng truyềntải và giảm tổn hao công suất trên đường dây phải giảm dòng điện chạy trênđường dây ,bằng cách nâng cao điện áp truyền ,vì vậy ở đầu đường dây cầnlắp đặt MBA tăng áp 110 KV ; 220KV ; 500 KV v v.và ở cuối đường dâycần đặt MBA hạ áp để cung cấp điện cho nơi tiêu thụ thường là 127V đến500V và các động cơ công suất lớn thường là 3 đến 6KV

V VAI TRÒ CỦA MÁY BIẾN ÁP TRONG TRUYỀN TẢI VÀ PHÂN

PHỐI ĐIỆN NĂNGHiện nay mang điện trải rộng ở khắp mọi nơi, nhưng điện năng chỉđược sản xuất ở một số ít nhà máy phát điện , mà các nhà máy này được xâydựng ở những nơi có các đặc điểm như gần sông hồ lớn , gần mỏ than ….vìvậy mà cách xa nơI tiêu thụ hang trăm hàng nghìn km Điện năng có đặcđiểm là khi xản xuất ra cần phảI tiêu thụ ngay Chính vì vậy cần phảI truyềntảI điện năng tới ngay nơI tiêu thụ Điện năng được truyền tảI bằng cácđường dây điện.Với mạng 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 nhau

bằng biểu thức: P = U.I

Do hiệu ứng jun-lenxơ,trên đường dây sẽ có một công suất hao phí ΔP

sẽ biến thành nhiệt toả vào môI trường Ta có biểu thức tính tổn hao : ΔP=P=

U 2 /R

Trong đó R là điện trở dây dẫn Vì ΔP là tổn hao công suất do vậy cầnphải giảm ΔP xuống mức thấp nhất Chẳng hạn muốn giảm ΔP xuống 100lần thì ta có thể làm 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 100lần ,đồng nghĩa với việc ta phải tăng khối lượng dâu dẫn lên 100 lần Điềunày là quá tốn kém vì ta phải tăng sức trống đỡ của cột lên 100lần và giáthành vật liệu sẽ quá cao.Như ta đã biết việc tăng U lên 10 lần chỉ có thểthực hiện được khi ta sử dụng MBA.Ta nhìn vào mô hình mạng điện sauđây:

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 vaitrăn vol Trong các hệ thống điện hiện nay cần phải có tối thiểu 4÷ 5 lần tănggiảm điện áp Do đó tổng công suất đặt của các máy biến áp gấp mấy lầncông suất của máy phát điện.Người ta đã tính được rằng nó gấp 6÷7 hay 8lần hoặc 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 rấtđáng kể.Có thể nói trên mạng truyền tải điện năng thì MBA được chia làmhai loại chính là MBA truyền tải điện áp cao, MBA trung gian và MBA phânphối

• MBA truyền tải điện áp cao ,công suất lớn nó đảm nhiện cung cấpđiện cho một vùng, một khu vực Vì vậy yêu cầu đối với loại máy này là: Unphải lớn đông thời phảI điều chỉnh được điện áp đưới tải

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

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

Đề tài của em là thiết kế MBA ba pha điều chỉnh điện áp với công suấtlà: S= 2500 KVA vơi điện áp 35/ 0,4 kv Đây thuộc loại MBA dân dụng

PHẦN II : THIẾT KẾ

Nhiệm vụ thiết kế: Thiết kế MBA ba pha điều chỉnh điện áp công suất

2500 KVA

Các số liệu ban đầu:

 Dung lượng 2500 KVA

 Dòng điện không tải 5%

 Tổ nối dây Y/Y-12

CHƯƠNG I: TÍNH TOÁN CÁC KÍCH THƯỚC CHỦ YẾU CỦA

MÁY BIẾN ÁP

I XÁC ĐỊNH CÁC ĐẠI LƯỢNG ĐIỆN CƠ BẢN CỦA MÁY BIẾN ÁP.

Dựa vào các số liệu ban đầu của nhiệm vụ thiết kế đã cho ta xác địnhđược các đại lượng điện sau:

1 Dung lượng 1 pha

2500

=41,24(A)Phía hạ áp :

- Phía cao áp nối Y: I1f = I1 = 41,24 (A)

- Phía hạ áp nối Y: I2f = I2 =3608,44(A)

* Chiều rộng quy đổi từ trường tản.

1

=1020000.2500 =0,8%

Thành phần phản kháng của điện áp ngắn mạch

Un%=5,95%

CHƯƠNG II: THIẾT KẾ MẠCH TỪ

1 CHỌN TÔN SILIC

Lõi sắt là phần mạch từ của MBA, là phần dẫn từ thông chính của MBA Do

đó khi thiết kế cần phẩi đảm bảo làm sao cho thoả mãn những yêu cầu như, tổnhao sắt chính và phụ nhỏ, lượng tôn silic sử dụng làm sao cho ít nhất và hệ sốđiều đầy của lõi sắt lớn Mặt khác lõi sắt cũng là nơi mà trên đó gắn nhiều bộphận khác nữa như: dây quấn, giá đỡ dây dẫn ra, đối với một số MBA còn gắn cảnắp máy để có thể nâng cẩu toàn bộ lõi sắt ra khỏi vỏ khi sửa chữa Hơn thế nữalõi sắt còn có thể chịu được lực cơ học lớn khi bị ngắn mạch dây quấn.Để các yêucầu đối với mạch từ như trên được thoả mãn thì việc chọn loại tôn silic như thếnào là rất quan trọng, với silic có độ dày bao nhiêu, thành phần silic bao nhiêu làđược Khi tôn silic có thành phần silic trong lá tôn sẽ bị dòn, đàn hồi kém đi.ởđây ta chọn loại tôn cán lạnh là vì loại tôn này có ưu điểm vượt trội về khả năngdẫn từ và giảm hao mòn so với tôn cán mỏng Tôn cán lạnh là loại tôn có vị trísắp xếp các tinh thể gần như không đổi và có tính dẫn từ không đẳng hướng, do

đó suất tổn hao giảm 2 đến 2,5 lần so với tôn cán nóng Độ từ thẩm thay đổi rất íttheo thời gian dùng tôn cán lạnh cho phép tăng cường độ từ cảm trong lõi théplên tới ( 1,6 -> 1,65)T trong khi đó tôn cán nóng chỉ là (1,4 -> 1,45)T từ đó giảmđược tổn hao trong máy, giảm được trọng lượng kích thước máy đặc biệt là rútbớt được đáng kể chiều cao của MBA, rất thuận lợi cho việc chuyên chở Tuynhiên giá t hành tôn cán lạnh có hơi cao nhưng do việc giảm được tổn hao vàtrọng lượng nên người ta tính rằng vẫn kinh té hơn những loại MBA được chế tạobởi tôn cán nóng.lại định hướng ban đầu Các lá thép kỹ thuật điện sau đó đượcsơn phủ cách điện mặt ngoài trước khi ghép chúng 2 Tra bảng 44-4 (tài liệu 1)chọn tôn cán lạnh mã hiệu 3406 dày 0,35mm chọn BT = 1,65 Chọn sơ bộ số bậccủa trụ là 8 bậc theo bảng 10 -2 TL1 tiết diện gông có 3 cấp với Kg = 1,03

⇒ Bg =11,,0365=1,6T

Hệ số chèn kín Kp = 0,936 hệ số điện dày 0,91 hệ số lợi dụng lõi thép

Kcd = 0,93 0,91 = ≈ 0,85

Suất tổn hao trụ và gông.Tra bảng 44- 4 TL1Có:

Pt = 1,261 W/Kg qt = 2 Var/Kg

Pg = 1,145 W/Kg qg = 1,64 Var/Kg

Tra theo mục 4.2 TL1 suất từ hoá khe hở không khí

+ Nối ghép nghiêng qss = 6225.cost2 = 16947 Var/m2

+ Nối ghép thẳng qss = 7050.cost2 = 19194 Var/m2

- Trị số β thường biến thiên rất rộng từ 1,2 ÷ 3,6 nó ảnh hưởng rõ rệt tới cácđặc tính kỹ thụât và kinh tế của MBA

* Về mặt kinh tế

- Nếu các MBA có cùng công suất điện áp và các thông số kỹ thuật ban đầuthì nếu β nhỏ MBA sẽ “gầy”, “cao”… nếu β lớn thì MBA sẽ “béo” và “thấp” vớitrị số β khác nhau thì tỉ lệ trọng lượng sắt và đồng trong MBA cũng khác nhau βnhỏ thì lượng sắt ít lượng đồng nhiều, β lớn thì lượng sắt lớn lượng đồng ít Nhưvậy chọn β thích hợp không chỉ ảnh hưởng đến kích thước của máy mà còn ảnhhưởng tới vật liệu cấu thành lên máy biến áp đến giá thành của MBA.

* Về mặt lỹ thuật

- Nếu β lớn thì đường kính d lớn và trọng lượng sắt tăng Do vậy mà tổn haosắt tăng vì vậy mà dòng điện không tải tăng lên.Muốn giữ tổn haokhông đổi khi βtăng thì trọng lượng đồng giảm xuống , nhưng lúc đó sẽ làm cho mật độ dòngđiện và lực điệntừ tác dụng lân dq lại tăng lên

- Vậy chọn lựa β hợp lý có ảnh hưởng tới cả vấn đề về kinh tế và kỹ thuậtcủa MBA do vậy các công thức 20 – 41 TL1 Cho phép tính toán để tìm được βhợp lí

A=164 2 2

ed tK fUxB

SbcKr

=164

2 2

85 0 65 , 1 95 , 5 50

95 , 0 31 , 6 33 , 833

2

2

35 , 27 8 , 0 165 93 , 0 92 , 0

4 , 1 2500

= 480(Kg)

Các số liệu tính toán sơ bộ được thống kê ở bảng dưới đây

=835,2(mm)Chọn 84 cm

* Tiết diện hữu hiệu trụ lõi thép

=963,5(cm2

)

CHƯƠNG III: TÍNH TOÁN DÂY QUẤN MÁY BIẾN ÁP

I CÁC YÊU CẦU CHUNG

1 yêu cầu vận hành

a Yêu cầu về điện

Khi vận hành thường dây quấn MBA có điện áp làm việc bình thường

và quá điện áp do đóng ngắt mạch trong lưới điện hay sét đánh gây nên ảnhhưởng của quá điện áp do đóng ngắt mạch với điện áp làm việc bìnhthường,thường chủ yếu là đối với cách điện chính của MBA, tức là cáchđiện giữa các dây quấn với nhau và giữa dây quấn với vỏ máy, con quá điện

áp do sét đánh lên đường dây thường ảnh hưởng đến cách điện dọc của

MBA, tức là giữa các vòng dây, lớp dây hay giữa các bánh dây của trongdây quấn.

b Yêu cầu về cơ học

Dây quấn không bị biến dạng hoặc hư hỏng dưới tác dụng của lực cơhọc do dòng điện ngắn mạch gây nên

c yêu cầu về nhiệt

Khi vận hành bình thường cũng như trong trường hợp ngắn mạch, trongthời gian nhất định dây quấn không được có nhiệt độ quá cao vì lúc đó chấtcách điện sẽ bị nóng mất tính đàn hồi, hoá giòn và mất tính chất cách điện

Vì vậy khi thiết kế phải đảm bảo sao cho tuổi thọ của chất cách điện là 15đến 20 năm

2 Yêu cầu về chế tạo.

Làm sao cho kết cấu đơn giản tốn ít nguyên vật liệu và nhân công, thời gianchế tạo ngắn, giá thành hạ và phải đảm bảo về mặt vận hành Như vậy yêu cầuđối với thiết kế là

+ Phải có quan điểm toàn diện : kết hợp một cách hợp lý giữa hai yêu cầu vềchế tạo và vận hành để snả phẩm có chất lượng tốt mà giá thành chấp nhậnđược

+ Phải chú ý đến kết cấu chế tạo dây quấn sao cho thích hợp với trình độ kỹthuật của xưởng sản xuất

+ Phải nắm vững những lý luận có liên quan đến dây quấn CA, vật liệu cáchđiện

Quá trình thiết kế của dây quấn có thể tiến hành theo 3 bước

+ Chọn kiểu và kết cấu dây quấn

+ Tính toán sắp xếp và bố trí dây quấn

+ Tính toán tính năng của MBA.

II TÍNH TOÁN DÂY QUẤN HẠ ÁP

7 Dựa vào bảng 44 -10 TL1

- Chọn 6 dây

96 1 , 4

91 5 , 3

x x

- Cách điện 4P, ghép 6 sợi song song có hoán vị

8 Kích thước dây quấn

- Chiều cap dây quấn hạ áp : lv = (60 + 1) 2 x 9,6 = 1170 (mm)

ép : i = 0,13 x 61 x 2 x 0,6 = 10 (mm)

Chiều cao thực của dây quấn hạ áp : 1160 (mm)

- Chiều rộng dây quấn hạ áp a = 3 x 4,1 + 0,2 = 12,5 mm

Bố trí lớp 1 và 3 dây quấn phải,lớp hai quấn trái, giữa các lớp có kênhlàm mát 9mm giữa dây quấn hạ áp và trụ có cách điện 5mm

- Khoảng cách giữa dây quấn hạ áp và trụ là 20,5 (mm) Chiều rộng kênh

Vn – nn là Δ = 25 (mm)

9 Đường kính trong dây quấn hạ áp

D’ = 380 + 2.21 = 422 (mm)= 437 (mm)

10 Đường kính ngoài dây quấn hạ áp

D’’= 422 + 2 12,5= 437 (mm)

11 Khối lượng nhôm dây quấn hạ áp

Gm2= 25,4 x 476,5 x 181,8 x 180.10-6 = 396 (kg)

III TÍNH TOÁN DÂY QUẤN CAO ÁP

Phía sơ cấp cần điều chỉnh điện áp ± 2 x 5% = 10% dây quấn sẽ gồm dâyquấn cơ sở, dây quấn điều chỉnh thô và dây quấn điều chỉnh tinh Điện áp đemđặt lên dây quấn cơ sở và dây quấn điều chỉnh thô Dây quấn cơ sở khi nối tiếpvới dây quấn điều chỉnh tinh cho điện áp thấp hơn điện áp định mức một nấc điềuchỉnh Điện áp trên dây điều chỉnh thô lớn hơn ở dây quấn điều chỉnh tinh mộtnấc điều chỉnh

1 Điện áp dây của dây quấn điều chỉnh tinh

=34(vong)

3 Dây quấn điều chỉnh êm (tinh) chia làm 2 phần, có 2 nấc 5% U2 mỗi nấc có sốvòng dây

6 Điện áp trên dây quấn cơ sở cộng với điện áp điều chỉnh thô bằng U1, do vậy

ta có điện áp dây quấn cơ sở

Ucs = U1 – Uth = 20210 – 3946 = 17119 (V)

7 Số vòng dây quấn cơ sở:

A TIẾT DIỆN DÂY

Dây quấn cơ sở

I Dây quấn cơ sở

- Dây quấn sơ cấp có 298 vòng, chia làm 4 lớp, mỗi lớp 74,5 vòng

Dây cơ sở quấn liên tục, lớp 1 và lớp 3 là quấn phải còn lớp 2 và lớp 4

quấn trái, lớp đầu quấn trên căn dọc đặt trên ống cách điện lớp 2,3,4 đặttrên căn dọc Các căn dọc đặt ngay trên các lớp đã quấn trước Để giảm tổnhao phụ, mỗi lớp khi quấn đến giữa phải hoán vị Như vậy chiều cao dâyquấn sẽ tăng thêm một vòng giữa các lớp có kênh làm mát rộng 9mm

Để dây quấn làm việc đối xứng ở mọi đầu điều chỉnh, ta chia dây quấn

thành 2 phần nối song song với nhau Mỗi phần quấn kiểu lò xo Bắt đầu từgiữa lớp đặt trực tiếp lên

Lớp dây bọc của dây quấn điều chỉnh thô.

1 Chiều cao của dây quấn điều chỉnh tinh

0,5 lv = 2(34 + 1) 4,9 = 343 mm

ép dây quấn : i = 0,13 x 2 x 59 x 0,9 = 14 m ống tạo khoảng cách ; 60 mmVậy chiều cao dây quấn điều chính tinh: 626mm

2 Chiều rộng dây quấn: a = 7,9 + 0,1 = 8 mm

KL: ta nhận thấy chiều cao của dây quấn hạ áp chỉ là 1160 mm trong khi đóchiều cao dây quấn cao áp là 1200 mm Vậy để đảm bảo hai dây quấn cóchiều cao bằng nhau thì ở cuộn hạ áp phải lót 40mm

C KHỐI LƯỢNG DÂY QUẤN CAO ÁP

Có khối lượng dây quấn : G = 25,4 ds.S.ω.10 6

CHƯƠNG IV: TÍNH TOÁN CÁC THAM SỐ KHÔNG TẢI, NGẮN