Đồ án - Máy biến áp 250kva

Chia sẻ: manhhungaudi

Ngày nay trình độ khoa học kỹ thuật phát triển mạnh mẽ. Đã có nhiều nhà máy, xí nghiệp ra đời với trình độ công nghệ cao, hiện đại hoá trên cả nước vì vậy yêu cầu đất nước phải có một hệ thống điện ổn định, chất lượng cao để đáp ứng và phục vụ đắc lực cho sản xuất và đời sống. Để đảm bảo điều đó việc truyền tải điện năng phải ngày càng đổi mới và hoàn thiện về các trang thiết bị và kỹ thuật. Máy biến áp điện lực là một bộ phận rất quan trọng trong hệ thống...

Bạn đang xem 20 trang mẫu tài liệu này, vui lòng download file gốc để xem toàn bộ.

Nội dung Text: Đồ án - Máy biến áp 250kva

Đồ á n
Máy biến áp 250kva
§å ¸n m«n häc m«n M¸y ®iÖn


Mục Lục
LỜI NÓI ĐẦU ....................................................................................................................... 3
PHẦN I: TỔNG QUAN VỀ MÁY BIẾN ÁP ......................................................................... 5
1.1 VÀI NÉT KHÁI QUÁT VỀ MÁY BIẾN ÁP ................................................................... 5
ĐỊNH NGHĨA MÁY BIẾN ÁP .................................................................................. 6
1.2
1.3 CÁC LƯỢNG ĐỊNH MỨC.............................................................................................. 7
1.4 CÔNG DỤNG CỦA MBA .............................................................................................. 7
1.5 CẤU TẠO CỦA MÁY BIẾN ÁP .................................................................................... 8
1.6 NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA MBA .......................................................................... 14
1.7 TIÊU CHUẨN HÓA TRONG VIỆC CHẾ TẠO MBA ĐIỆN LỰC: .............................. 16
1.8 MỤC ĐÍCH YÊU CẦU VÀ NHIỆM VỤ: ................................ ................................ ...... 17
PHẦN II: THIẾT KẾ ................................................................ ................................ ........... 19
CHƯƠNG 1 : TÍNH TOÁN CÁC KÍCH THƯỚC CHỦ YẾU CỦA MÁY BIẾN ÁP........... 21
1.1 XÁC ĐỊNH CÁC ĐẠI LƯỢNG ĐIỆN CƠ BẢN CỦA MBA. ....................................... 21
CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ MẠCH TỪ ................................................................................... 23
2.1 CHỌN TÔN SILIC ........................................................................................................ 23
2.2 CẮT LÁ THÉP .............................................................................................................. 23
2.3 TÍNH CHỌN SƠ BỘ MẠCH TỪ................................................................................... 24
CHƯƠNG III: TÍNH TOÁN DÂY QUẤN MÁY BIẾN ÁP ................................................. 32
3.1 CÁC YÊU CẦU CHUNG .............................................................................................. 32
3.2 TÍNH TOÁN DÂY QUẤN HẠ ÁP. ................................ ................................ ............... 33
3.3 TÍNH TOÁN DÂY QUẤN CAO ÁP. ............................................................................ 37
CHƯƠNG IV: TÍNH TOÁN THAM SỐ KHÔNG TẢI NGẮN MẠCH ............................... 43
4.1 XÁC ĐỊNH TỔN HAO NGẮN MẠCH. ........................................................................ 43
4.2 XÁC ĐỊNH ĐIỆN ÁP NGẮN MẠCH (Un) .................................................................... 47
4.3 TÍNH DÒNG ĐIỆN NGẮN MẠCH CỰC ĐẠI .............................................................. 48
4.4 TÍNH LỰC CƠ GIỚI LÚC NGẮN MẠCH .................................................................... 49
4.5 TÍNH ỨNG SUẤT CỦA DÂY QUẤN .......................................................................... 50
CHƯƠNG V: TÍNH TOÁN CUỐI CÙNG MẠCH TỪ ................................ ........................ 52
5.1. XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC CỤ THỂ CỦA LÕI SẮT ................................................... 52
5.2 TÍNH TỔN HAO KHÔNG TẢI ..................................................................................... 55
5.3 HIỆ U SUẤT CỦA MBA............................................................................................... 58
5.4 CHI PHÍ VẬT LIỆU TÁC DỤNG ................................................................................ 58
CHƯƠNG VI: TÍNH TOÁN NHIỆT MÁY BIẾN ÁP.......................................................... 59
6.1 ĐẠI CƯƠNG. ................................................................................................................ 59
6.2 TÍNH TOÁN CỤ THỂ VỀ NHIỆT CỦA MBA. ................................ ............................. 60
PHẦN III: KẾT CẤU MÁY BIẾN ÁP ................................................................................. 68
I. KẾT CẤU VỎ .................................................................................................................. 68
II. KẾT CẤU RUỘT MÁY ................................................................ ................................ .. 68
III. LẮP RUỘT VÀO VỎ .................................................................................................... 68
IV. BỐ TRÍ CÁC CHI TIẾT TRÊN NẮP MÁY ................................ ................................ .. 69
V. KẾT CẤU MÁY HOÀN CHỈNH ................................ ................................ .................... 69




2
GVHD: Th.S Vâ TiÕn Trung SVTH: NguyÔn Do·n H­ng
§å ¸n m«n häc m«n M¸y ®iÖn


LỜ I NÓI ĐẦU

Ngày nay trình độ khoa học kỹ thuật phát triển mạnh mẽ. Đã có nhiều nhà máy,
xí nghiệp ra đời với trình độ công nghệ cao, hiện đại hoá trên cả nước vì vậy yêu cầu
đất nước phải có một h ệ thống điện ổn định, chất lượng cao đ ể đ áp ứng và phục vụ đắc
lực cho sản xu ất và đ ời sống. Để đảm bảo điều đó việc truyền tải điện năng phải ngày
càng đổi mới và hoàn thiện về các trang thiết b ị và kỹ thuật. Máy biến áp điện lực là
mộ t bộ phận rất quan trọng trong h ệ thống điện, việc tải điện năng đi xa từ nhà máy
điện bộ phận tiêu thụ trong các hệ thống điện hiện nay cần phải có tối thiểu 3 đ ến 4 lần
tăng giảm điện áp do đó tổng công suất đặt (hay dung lượng) củ a các máy biến áp gấp
mấy lần công suất của máy phát điện. Gần đây người ta tính ra rằng nó có thể gấp đến
6 h ay 8 lần hay cao hơn nữa, hiệu suất của máy biến áp thường rất lớn 98 -99% nhưng
vì số lư ợng máy biến áp khá nhiều nên tổng tiêu hao trong hệ hống rất đáng kể vì thế
cần chú ý đến việc giảm tổn hao nh ất là tổn hao không tải trong máy biến áp. Để giải
quyết vấn đ ề này hiện nay trong nghành chế tạo máy biến áp, ngư ời ta chủ yếu sử
dụng thép cán lạnh, có su ất tổn hao và công suất từ hoá thấp m ặt khác còn thay đổi các
kết cấu từ một cách thích hợp như ghép mối nghiêng các lá thép tôn trong lõi thép,
thay các kết cấu bu lông ép trụ và xuyên lõi thép bằng các vòng đ ai ép hay hay dùng
những qui trình công ngh ệ mới về cắt dập lá thép, tự động về ủ lá thép, về lắp ráp...
nhờ vậy mà công su ất và điện áp của các mba đ ã được nâng cao rõ rệt.
Ta biết rằng máy biến áp điện lực (MBAĐL) là một bộ phận rất quan trọng trong
hệ thống điện , MBAĐL ngâm dầu là lo ại máy được sử dụng rất phổ biến hiện nay do
những ưu điểm vượt trội của loại máy này có đư ợc. Nhờ đó mà MBAĐL ngâm dầu
ngày càng được sử dụng rộng rãi hơn và không ngừng được cải tiến sao cho phục vụ
nhu cầu củ a người sử dụng được tốt nhất.
Nhân dịp này cho phép em bày tỏ lời cảm ơn sâu sắc nhất tới thầy giáo Võ Tiến
Trung - người thầy đ ã tận tình hướng d ẫn em trong suốt quá trình học tập và nghiên
cứu. Đồng thời em xin chân thành cảm ơn tới các thầy cô giáo trong khoa Điện đ ã
nhiệt tình giảng dạy và tất cả các b ạn bè, đặc biệt là các bạn trong lớp ĐHLT - Điện
K1 đã động viên giúp đỡ và tạo điều kiện thuận lợi cho em hoàn thành đồ án này.



3
GVHD: Th.S Vâ TiÕn Trung SVTH: NguyÔn Do·n H­ng
§å ¸n m«n häc m«n M¸y ®iÖn


Mặc dù đ ã có nhiều cố gắng nhưng vì năng lực còn hạn chế nên Đồ án không thể
tránh khỏi những thiếu sót về cả nội dung lẫn hình thức. Vì vậy, em rất mong nhận
được những lời chỉ b ảo quí báu của các thầy cô giáo và những góp ý của bạn đọc.
Vinh ngày 30 tháng 04 năm 2009
Sinh viên th ực hiện
Nguyễn Doãn Hưng




4
GVHD: Th.S Vâ TiÕn Trung SVTH: NguyÔn Do·n H­ng
§å ¸n m«n häc m«n M¸y ®iÖn



PHẦN I: TỔ NG QUAN V Ề MÁY BIẾN ÁP

1.1 VÀI NÉT KHÁI QUÁT VỀ MÁY BIẾN ÁP
Để dẫn điện từ các trạm phát điện đ ến hộ tiêu thụ cần ph ải có đường dây tải
điện (hình 1.1). Nếu khoảng cách giữa nơi sản xuất điện và nơi tiêu thụ điện lớn, một
vấn đề rất lớn đặt ra và cần được giải quyết là việc truyền tải điện năng đi xa làm sao
cho kinh tế nhất và đ ảm bảo được các ch ỉ tiêu k ỹ thuật.
Hộ tiêu thụ
Đường dây tải



Máy biến áp Máy biến áp
tăng áp giảm áp


Hình 1.1 Sơ đồ m ạng truyền tải điện đơn giản

Như ta đã biết, cùng một công suất truyền tải trên đường dây, nếu điện áp đư ợc
tăng cao th ì dòng điện chạy trên đường dây sẽ giảm xuống, như vậy có thể làm tiết
diện dây nhỏ đ i, do đó trọng lượng và chi phí dây dẫn sẽ giảm xuống, đồng thời tổn
hao năng lượng trên đường dây cũng sẽ giảm xuống. Vì thế, muốn truyền tải công su ất
lớn đi xa, ít tổn hao và tiết kiệm kim loại màu trên đường dây ngư ời ta ph ải 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 thường không phát ra những điện áp như vậy vì lí do an
toàn, mà chỉ phát ra điện áp từ 3 đ ến 21KV, do đó phải có thiết bị để tăng điện áp đầu
đường dây lên. Mặt khác các hộ tiêu thụ thường chỉ sử dụng điện áp thấp từ 127V,
500V hay cùng lắm đ ến 6KV, do đó trước khi sử dung điện năng ở đây cần phải có
thiết bị giảm điện áp xu ống. Những thiết b ị dùng để tăng điện áp ra của máy phát điện
tức đầu đường dây d ẫn và những thiết bị giảm điện áp trước khi đ ến hộ tiêu thụ gọ i là
các máy biến áp (MBA).
Thực ra trong hệ thống điện lực, muốn truyền tải và phân phối công suất từ nhà
má y điện đến tận các hộ tiêu thụ mộ t cách hợp lí, thường phải qua ba, bốn lần tăng và
giảm điện áp như vậy. Do đó tổng công suất củ a các MBA trong hệ thống điện lực
thường gấp ba, bố n lần công suất của trạm phát điện. Nh ững MBA dùng trong hệ
thống điện lực gọ i là MBA điện lực hay MBA công suất. Từ đó ta cũng thấy rõ, MBA


5
GVHD: Th.S Vâ TiÕn Trung SVTH: NguyÔn Do·n H­ng
§å ¸n m«n häc m«n M¸y ®iÖn


ch ỉ làm nhiệm vụ truyền tải hoặc phân phối năng lượng chứ không chuyển 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 th ật cao, dùng nguyên 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 đứng trong việc
đáp ứng phục vụ cho công cuộ c công nghiệp hiện đ ại hóa nước nhà. Hiện nay chúng ta
đã sản xuất đ ược những MBA có dung lượng 63000KVA với điện áp 110KV.

1.2 Đ ỊNH NGHĨA MÁY BIẾN ÁP
1. Máy biến áp là một thiết b ị điện từ đ ứng yên, làm việc dựa trên nguyên lí
cảm ứng điện từ, biến đổi một h ệ thống dòng điện xoay chiều ở điện áp này thành m ột
hệ thống dòng điện xoay chiều ở điện áp khác, với tần số không thay đổ i. Kí hiệu một
MBA đơn giản như hình 1.2


Hình 1.2 Kí hiệu MBA
Đầu vào củ a MBA được nối với nguồn điện, được gọ i là sơ cấp (SC). Đầu ra
củ a MBA được nố i với tải gọ i là thứ cấp (TC).
2 . Khi điện áp đầu ra (thứ cấp) lớn hơn điện áp vào (sơ cấp) ta có MBA tăng áp
khi điện áp đầu ra TC nhỏ hơn đ iện áp vào SC ta có MBA h ạ áp.
3 . a/ Các đại lượng và thông số của đầu sơ cấp:
+ U 1 : Điện áp sơ cấp
+ I1 : Dòng điện qua cuộn sơ cấp
+ P1 : Công su ất sơ cấp
+ W1 : Số vòng dây củ a cuộn sơ cấp


b/ Các đại lượng và thông số củ a đ ầu thứ cấp:
+ U 2 : Điện áp thứ cấp
+ I 2 : Dòng đ iện qua cuộn thứ cấp
+ P2 : Công suất thứ cấp



6
GVHD: Th.S Vâ TiÕn Trung SVTH: NguyÔn Do·n H­ng
§å ¸n m«n häc m«n M¸y ®iÖn


+ W2 : Số vòng dây củ a cuộn thứ cấp

1.3 CÁC LƯỢNG Đ ỊNH MỨC
Các lượng định m ức củ a MBA do mỗi nhà ch ế tạo qui định sao cho phù hợp
với từng loại máy.
Có 3 đại lượng định mức cơ bản của MBA:
a . Điện áp định mức (Uđm)
- Điện áp sơ cấp định m ức kí hiệu U1đm, 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 củ a dây
quấn thứ cấp. Khi dây quấn thứ cấp h ở mạch và đ iện áp đặt vào dây qu ấn sơ cấp là
định m ức, người ta qui ước với MBA 1 pha điện áp định mức là điện áp pha, với MBA
3 pha là điện áp dây. Đơn vị của điện áp ghi trên nhãn máy th ường là KV.
b. Dòng điện định mức (Iđm)
- Dòng điện đ ịnh mức là dòng điện đã qui đ ịnh cho mỗi dây quấn của MBA,
ứng với công su ất đ ịnh mức và điện áp định mứ c. Đối với MBA 1 pha dòng điện đ ịnh
mức là dòng điện pha. Đối với MBA 3 pha dòng điện đ ịnh mức là dòng điện dây.
c. Công suất định mức (Sđm)
- Công su ất định mứ c của MBA là công su ất biểu kiến định mức. Công suất
định mức kí hiệu là Sđm, dơn vị là VA, KVA.
Đối với MBA 1 pha công suất định mức là :
(1-1)
Sdm  U 2 dm .I 2dm  U1dm .I1dm

Đối với MBA 3 pha công suất định mức là :
(1-2)
S dm  3.U 2 dm .I 2 dm  3.U1dm .I1dm


1.4 CÔNG DỤNG CỦA MBA
MBA đ ã và đang được sử dụng rộng rãi trong đời sống, ph ục vụ con người với
các mục đích khác nhau như :
+ Trong các thiết bị lò nung có MBA lò.
+ Trong hàn điện có MBA hàn.
+ Làm nguồn cho các thiết b ị điện, thiết b ị điện tử công suất.


7
GVHD: Th.S Vâ TiÕn Trung SVTH: NguyÔn Do·n H­ng
§å ¸n m«n häc m«n M¸y ®iÖn


+ Trong lĩnh vực đo lường (máy biến dòng, máy biến điện áp…)
+ Máy biến áp th ử n ghiệm.
+ Và đặc biệt quan trọng là MBA điện lự c đ ược sử dụng trong h ệ thống điện.
Trong hệ thống điện MBA có vai trò vô cùng quan trọng, dùng để truyền tải
và phân phố i điện năng, vì các nhà máy đ iện công su ất lớn thường ở xa các trung tâm
tiêu thụ điện (các khu công nghiệp và các hộ tiêu thụ …) vì thế cần phải xây d ựng các
hệ thống truyền tải điện năng.
Điện áp do nhà máy phát ra thường là: 6.3; 10.5; 15.75; 38.5 KV. Để nâng
cao khả năng truyền tải và giảm tổn hao công su ất trên đường dây ph ải giảm dòng điện
ch ạy trên đường dây, bằng cách nâng cao điện áp truyền, vì vậy ở đầu đường dây cần
lắp đặt MBA tăng áp 110 KV; 220KV; 500 KV; ... và ở cuố i đường dây cần đặt MBA
hạ áp đ ể cung cấp điện cho nơi tiêu thụ, thường là 127V đ ến 500V và các động cơ
công su ất lớn thường là 3 đến 6 KV.

1.5 CẤU TẠO CỦA MÁY BIẾN ÁP
Máy biến áp có 2 bộ phận chính đó là: Lõi sắt và Dây quấn. Ngoài ra còn có
các bộ phận khác như vỏ máy và h ệ thống làm mát.
1.5.1 Lõi sắt máy biến áp
Lõi sắt máy biến áp dùng để dẫn từ thông chính của máy, được ch ế tạo từ
những vật liệu dẫn từ tốt như thép lá kĩ thuật điện. Ngày nay loại tôn cán lạnh được sử
dụng chủ yếu trong công ngh ệ chế tạo lõi sắt, do tôn cán lạnh là lo ại tôn có vị trí sắp
xếp các tinh thể gần như không đổ i và có tính d ẫn từ định hướng, do đó su ất tổn hao
giảm 2 đến 2,5 lần so với tôn cán nóng. Độ từ thẩm thay đổi rất ít theo thời gian, dùng
tôn cán lạnh cho phép tăng cường độ từ cảm trong lõi sắt lên tới 1,6 đến 1,65 T
(Tesla), trong khi đó tôn cán nóng chỉ tăng được từ 1,3 đến 1,45 T, từ đó giảm đư ợc
tổn hao trong máy, dẫn đ ến giảm được trọng lư ợng kích thước máy, đặc biệt là rút bớt
đáng kể chiều cao của MBA, rất thu ận tiện cho việc chuyên ch ở. Tuy nhiên tôn cán
lạnh giá thành có đắt hơn, nhưng do việc giảm được tổn hao và trọng lư ợng máy nên
người ta tính rằng những MBA được chế tạo b ằng loại tôn này trong vận hành vẫn
kinh tế hơn MBA đư ợc làm bằng tôn cán nóng.




8
GVHD: Th.S Vâ TiÕn Trung SVTH: NguyÔn Do·n H­ng
§å ¸n m«n häc m«n M¸y ®iÖn


Hiện nay ở các nước, tất cả các MBA điện lực đều được thiết kế bởi tôn các
lạnh, (như các loại tôn cán lạnh của Nga, Nh ật, Mỹ, CHLB Đức…v.v)
Lõi sắt gồm 2 bộ phận chính đó là trụ (T) và gông (G).
Trụ là nơi để đặt dây quấn.
Gông là phần khép kín mạch từ giữ a các trụ.
Trụ và gông tạo thành m ạch từ khép kín.
Lá thép kĩ thu ật điện được sử dụng thường có độ d ày từ (0,35 tới 0,5) mm hai
mặt được sơn cách điện.
Trong MBA dầu thì toàn bộ lõi sắt và dây quấn đều được ngâm trong dầu biến áp.
Theo sự phân bố sắp xếp tương đố i giữa trụ gông và dây quấn mà ta có các lo ại
lõi sắt như sau:
a . Lõi sắt kiểu trụ: dây qu ấn ôm lấy trụ sắt, gông từ chỉ giáp phía trên và phía
dưới dây qu ấn mà không bao lấy mặt ngoài củ a dây quấn, trụ sắt thường bó trí đứng,
tiết diện trụ có dạng gần hình tròn, kết cấu này đơn giản, làm việc bảo đảm, dùng ít vật
liệu, vì vậy hiện nay hầu hết các MBA điện lực đều sử dụng kiểu lõi sắt này (h ình 1.3).




Hình 1.3: Kết cấu mạch từ kiểu trụ
a. Một pha, b. Ba pha




b. Lõi sắt kiểu bọc: Kiểu này gông từ không những bao lấy phần trên và phần
dưới dây quấn mà còn bao cả m ặt bên củ a dây qu ấn. Lõi sắt như bọ c lấy dây qu ấn, trụ
thường để nằm ngang, tiết diện trụ có dạng hình chữ nhật. MBA lo ại này có ưu điểm là
không cao nên vận chuyển dễ dàng, giảm được chiều dài của dây dẫn từ dây quấn đến
sứ ra, chống sét tố t vì dùng dây quấn xen kẽ nên điện dung dây quấn Cdq lớn, điện


9
GVHD: Th.S Vâ TiÕn Trung SVTH: NguyÔn Do·n H­ng
§å ¸n m«n häc m«n M¸y ®iÖn


dung đối với đ ất Cđ nhỏ nên sự phân bố đ iện áp sét trên dây qu ấn đều hơn. Nhưng kiểu
lõi sắt này có nhược điểm là chế tạo phức tạp cả lõi sắt và dây quấn, các lá thép k ỹ
thu ật điện nhiều loại kích thước khác nhau khi dây quấn quấn thành ống tiết diện tròn,
tron g trường hợp dây quấn qu ấn thành ống chữ nhật thì độ bền về cơ kém vì các lực cơ
tác dụng lên dây quấn không đ ều, tốn nguyên vật liệu. Lõi sắt lo ại này thư ờng được sử
dụng chế tạo cho các MBA lò điện .
c. Lõi sắ t kiểu trụ – bọ c (hình 1.4 ): Là kiểu lõi sắt có sự liên hệ giữ a kiểu trụ và
kiểu bọ c. Kiểu này hay dùng trong các MBA một pha hay ba pha với công suất lớn
(hơn 100000KVA /1 pha) và để giảm bớt chiều cao của trụ ta có thể san gông sang hai bên.
Đối với MBA có lõi sắt kiểu bọ c và kiểu trụ – bọ c thì hai trụ sắt phía ngoài cũng
thuộc về gông. Để giảm tổn hao do dòng điện xoáy gây nên, lõi sắt được ghép từ
những lá thép kĩ thu ật điện có độ d ày 0,35mm có phủ sơn cách điện trên bề m ặt.




Hình 1.4 Mạch từ kiểu trụ – bọc
1 : Trụ 2: Gông 3 : Dây qu ấn

Các kiểu ghép trụ và gông với nhau: Theo các phương pháp ghép trụ và gông
vào nhau ta có th ể chia lõi sắt thành 2 kiểu đó là lõi ghép nố i và ghép xen kẽ.
Ghép nối là kiểu ghép mà gông và trụ ghép riêng sau đó được đem nố i với nhau
nhờ những xà và bulong ép (hình 1.6a). kiểu ghép này ghép đơn giản nhưng khe hở
không khí giữa trụ và gông lớn nên tổn hao và dòng điện không tải lớn, vì thế mà kiểu
này ít được sử dụng.


10
GVHD: Th.S Vâ TiÕn Trung SVTH: NguyÔn Do·n H­ng
§å ¸n m«n häc m«n M¸y ®iÖn


Ghép xen kẽ là từng lớp lá thép của trụ và gông lần lượt đặt xen kẽ (hình 1.6b)
sau đó dùng xà ép và bulong ép chặt. Muốn lồng dây vào thì d ở h ết phần gông trên ra,
cho dây quấn đã được quấn trên ống bakelit lồng vào trụ, trụ đ ược nêm chặt với ống
bakelit bằng cách nêm cách điện (gỗ, bakelit) sau đó xếp lá thép vào gông như cũ và
ép gông lại.
Để giảm bớt tổn hao do tính d ẫn từ không đẳng hướng khi ghép các lá thép ta
có thể thêm những mối nối nghiêng giữa trụ và bốn góc, hay có th ể cắt vát góc lá thép
kĩ thuật điện như (hình 1.6.c.d.e).
Do dây quấn thường quấn thành hình tròn, nên tiết diện ngang củ a trụ sắt
thường làm thành hình b ậc thang gần tròn.
Gông từ vì không quấn dây do đó để thuận tiện cho việc chế tạo tiết diện
ngang củ a gông có thể làm đơn giản, hình vuông hình chữ nhật hay chữ T. Tuy nhiên
hiện nay hầu h ết các MBA điện lực người ta hay dùng tiết diện gông hình bậc thang có
số bậc gần b ằng số b ậc của tiết diện trụ.
Lượt 1 Lượt 2




a. b.
Lượt 1 Lượt 2




c.
Lượt 1 Lượt 2




d.
Lượt 1 Lượt 2




11
GVHD: Th.S Vâ TiÕn Trung SVTH: NguyÔn Do·n H­ng
e.
§å ¸n m«n häc m«n M¸y ®iÖn




Hình 1.6 Th ứ tự ghép lõi sắt ba pha.
a. Ghép nố i b. Ghép xen kẽ mối nối thẳng; c. Ghép xen kẽ mố i nố i nghiêng 4 góc
d. Ghép xen kẽ mối nối nghiêng 6 góc; e. ghép xen kẽ hỗn h ợp.
1 .5.2 Dây quấn máy biến áp.
Dây quấn là bộ phận dẫn điện củ a MBA, làm nhiệm vụ thu năng lượng vào
và truyền năng lượng ra. Kim loại làm dây quấn thường bằng đồng, cũng có thể bằng
nhôm (ít phổ b iến).
Dây quấn gồ m nhiều vòng dây và đ ược lồng vào trụ lõi sắt giữa các vòng
dây, dây qu ấn có cách điện với nhau và các cuộn dây được cách điện với lõi.
Dây quấn MBA gồm có 2 cuộn cuộn cao áp (CA) cuộn hạ áp (HA) đôi khi
còn có cuộn trung áp (TA).
Theo cách sắp xếp dây quấn CA và HA, ngư ời ta chia ra hai lo ại dây qu ấn chính
đó là: Dây quấn đồng tâm và dây quấn xen kẽ




H×nh 1.7 D©y quÊn ®ång t©m H ×nh 1.7 D©y quÊn ®ång t©m




a. Dây quấn đồng tâm (hình 1.7): Cuộn CA và HA là những hình ống đồng tâm, bố
trí cuộn HA đặt sát trụ còn cuộn CA đặt ngoài. Bố trí cuộn CA đặt ngoài sẽ đơn giản
đuợc việc rút đầu dây điều chỉnh điện áp cũng như giảm được kích thước rãnh cách
điện giữa các cuộn dây và giữa cuộn dây với trụ sắt.
b. Dây quấn xen kẽ: Cuộn CA và HA đư ợc quấn thành từng bánh có chiều cao th ấp
và quấn xen kẽ, do đó giảm được lực dọc trục khi ngắn mạch. Dây quấn xen kẽ có
nhiều rãnh dầu ngang nên tản nhiệt tốt nhưng về m ặt cơ thi kém vững chắc so với dây
quấn đồng âm. Dây quấn kiểu này có nhiều mối hàn giữa các bánh dây.

12
GVHD: Th.S Vâ TiÕn Trung SVTH: NguyÔn Do·n H­ng
§å ¸n m«n häc m«n M¸y ®iÖn


1.5.3 Vỏ máy biến áp:
Vỏ MBA là bộ phận bảo vệ lõi MBA tránh tác động của các điều kiện ngo ại
cảnh như môi trường khí hậu. Vỏ MBA gồm hai bộ ph ận thùng và nắp thùng.
a . Thùng MBA: Thùng máy làm bằng thép, thường là hình bầu dục. Lúc MBA
làm việc, mộ t ph ần năng lượng bị tiêu hao, thoát ra dưới d ạng nhiệt đốt nóng lõi thép,
dây cuốn và các bộ phận khác làm cho nhiệt độ củ a MBA tăng lên. Do đó giữa MBA
và môi trường xung quanh có một hiệu số nhiệt độ gọi là nhiệt độ chênh. Nếu nhiệt độ
chênh vượt quá qui định thì sẽ làm giảm tuổi thọ cách điện và có thể gây sự cố đối với
MBA.
Trong các MBA để tăng cường làm nguội MBA khi vận hành thì lõi MBA được
ngâm trong môi trường dầu. Nhờ sự đối lưu trong dầu, nhiệt truyền từ các bộ p hận bên
trong MBA sang dầu rồi từ d ầu qua vách thùng và truyền ra môi trư ờng xung quanh.
Lớp d ầu sát vách thùng nguội dần sẽ chuyển dần xuống phía dưới và lại tiếp tụ c làm
nguội một cách tu ần hoàn các bộ phận bên trong MBA. Mặt khác dầu MBA còn làm
nhiệm vụ tăng cường cách điện.
Tùy theo dung lượng MBA, mà hình dáng và kết cấu thùng dầu khác nhau. Lo ại
thùng dầu đơn giản nhất là thùng dầu phẳng thường dùng cho các MBA dung lượng từ
30KVA trở xuống.
Đối với các MBA cỡ trung bình và lớn, người ta dùng loại thùng d ầu có ống hay
loại thùng có bộ tản nhiệt.




Hình 1.9 Thùng dầu kiểu ống Hình 1.10 Thùng dầu có bộ tản nhiệt
Ở những MBA có dung lượng đến 10.000KVA. Ta dùng những bộ tản nhiệt có
thêm quạt gió để tăng cư ờng làm nguộ i MBA.




13
GVHD: Th.S Vâ TiÕn Trung SVTH: NguyÔn Do·n H­ng
§å ¸n m«n häc m«n M¸y ®iÖn


Ở những MBA dùng trong trạm thủ y điện, dầu đư ợc bơm qua một hệ thống ống nước
để tăng cường làm nguội máy.
b. Nắp thùng: Nắp thùng MBA dùng đ ể đậy thùng và trên đó đặt các chi tiết
máy quan trọng như: Các sứ ra củ a đ ầu dây CA và HA, bình giãn dầu, ống b ảo hiểm,
hệ thống rơle bảo vệ, bộ phận truyền động của bộ đổi nối các đầu điều chỉnh điện áp
củ a dây qu ấn CA.
Các sứ ra củ a dây cuốn CA và HA làm nhiệm vụ cách điện giữa dây dẫn ra với
vỏ máy. Điện áp càng cao thì kích thư ớc và trọng lượng sứ ra càng lớn.
Bình giãn dầu: Là một thùng hình trụ bằng thép đ ặt n ằm ngang trên n ắp thùng và
nối với thùng b ằng một ống d ẫn dầu. Để bảo đảm d ầu trong thùng luôn luôn đầy, ph ải
duy trì d ầu ở mộ t mức nhất định. Dầu trong thùng MBA thông qua bình giãn dầu giãn
nở tự do. Ống chỉ mức dầu đ ặt bên cạnh bình giãn dầu để theo dõi mức đầu bên trong.
Ống bảo hiểm: Làm b ằng thép thư ờng là trụ nghiêng, một đầu nối với thùng, một
đầu b ịt bằng mộ t đĩa thủ y tinh. Nếu vì lí do nào đó mà áp suất dầu trong thùng cao quá
mức cho phép thì đ ĩa thủ y tinh sẽ vỡ để dầu thoát ra lối đó tránh hư hỏng MBA. Chú ý
ống bảo hiểm đ ầu đặt đ ĩa th ủ y tinh quay về phía ít người qua lại hay n hững vị trí ít
nguy hiểm nhất.

1.6 NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA MBA
Nguyên lý làm việc của MBA dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ và sử dụng từ
thông biến thiên củ a lõi thép sinh ra.
Các cuộn dấy sơ cấp và thứ cấp trong một MBA không có liên hệ với nhau về
điện mà chỉ có liên h ệ với nhau về từ .
Xét sơ dồ n guyên lý củ a một MBA1 pha (hình 1 .11).




14
GVHD: Th.S Vâ TiÕn Trung SVTH: NguyÔn Do·n H­ng
§å ¸n m«n häc m«n M¸y ®iÖn



I1 I2

Z
U
U1 W1 W2




Hình 1.11 Nguyên lý làm việc củ a MBA
Đây là sơ đồ MBA 1 pha 2 dây quấn, máy gồ m có 2 cuộn dây. Cuộn sơ cấp có
w1 vòng dây và có cuộn thứ cấp có w2 vòng dây được quấn trên lõi thép.

Khi đặt mộ t điện áp xoay chiều v1 vào dây cu ốn sơ cấp trong đó sẽ có dòng điện
i1 . Trong lõi thép và sinh ra từ thông  móc vòng với cả hai cuộn dây sơ cấp và thứ

cấp, cảm ứng ra các sứ c điện động e1 và e2 , ở cuộn sơ cấp có sức điện động sẽ sinh ra
dòng đ iện i1 đưa ra tải với điện áp là u 2 .
Giả thiết điện áp xoay chiều đặt vào là một hàm số h ình sin thì thừ thông do nó sinh ra
cũng là một hàm số hình sin.
(1-3 )
  m . sin t

Do đó theo định luật cảm ứng điện từ, sức điện động cảm ứng trong các dây quấn
sơ cấp và thứ cấp là:
d .sin t
d 
  w1 . m (1-4-a)
 w1 .. m . cos t  2 .E1. sin(t  )
e1   w1.
dt dt 2
d .sin t
d 
  w2 . m (1-4-b)
  w2 .. m . cos t  2 .E 2 .sin(t  )
e2   w2 .
dt dt 2
Trong đó:
.w1 .m 2 . f .w1 .m
(1 -5-a)
 4,44. f .w1.m
E1  .
2 2
.w2 .m 2 . f .w2 .m
(1-5-b )
 4,44. f .w2 . m
E2  .
2 2
Là giá trị h iệu dụng của các sức điện động củ a cuộn sơ cấp và thứ cấp. Dựa vào
biểu thức(1-3a,b) ta có thể đưa ra tỉ số b iến đổ i củ a MBA như sau:


15
GVHD: Th.S Vâ TiÕn Trung SVTH: NguyÔn Do·n H­ng
§å ¸n m«n häc m«n M¸y ®iÖn


E1 w1
(1-6 )
k 
E2 w2

Nếu không kể điện áp rơi trên các dây quấn thì có thể coi U1  E1, U2  E2 do
đó k có th ể coi như tỉ số điện áp giữa dây quấn sơ cấp và th ứ cấp.
E1 U 1
(1 -7)
k 
E2 U 2


1.7 TIÊU CHUẨ N HÓA TRONG VIỆC CHẾ TẠO MBA ĐIỆN LỰC:
MBA điện lực được ch ế tạo với tính năng được qui định theo tiêu chuẩn nhà
nước như sau:
Theo tiêu chu ẩn Việt Nam TCVN 6391-1-1998 có các qui định.
- Điều kiện làm việc của MBA. Độ cao không quá 100m so với m ực nước biển,
nhiệt độ của không khí xung quanh nằm trong ph ạm vi -20o C đ ến -40 oC. Trong trường
hợp này biến áp được làm nguội b ằng nước thì nhiệt độ nước đ ầu vào không vượt quá
25o C.
- Về dòng công suất: Các giá trị ưu tiên của công suất định mức đối với MBA
công suất đến 10MVA được chọn theo dãy R10 của 10; 16; 25; 63; 100; 160; 250;
400; 630; 1000; 1600; 2500; 4000; 6300; 10.000 KVA. Nếu là MBA một pha thì công
suất lấy bằng 1/3 số liệu tâm.
- Về điện áp có các mức sau: 0,22; 0,38; 3,6; 10; 22; 35; 110; 220; 500kV. Tiêu
chuẩn cũng có qui định ký hiệu về cách đấu nố i với góc lệch pha trong MBA 3 pha
như sau: Kiểu nối sao, tam giác hoặc zic-zac các dây pha của MBA 3 pha và được
đánh dấu bằng các ch ữ Y, D và Z cho các cuộn dây cao áp và y, d, z cho các cuộn dây
hạ áp. Nếu điểm trung tính của cuộn dây nói với Y (y) hoặc Z (z) được đưa ra ngoài thì
vực đánh dấu phải là YN (yn) hoặc ZN (zn) cho các phía CA và HA.
Các ký hiệu b ằng chữ liên quan đ ến các cuộn dây khác nhau củ a một MBA đều
được ghi theo thứ tự giảm dần củ a điện áp định mức.
Sự lệch pha củ a cuộn dây 3 pha giữa điện áp dây thứ cấp MBA 3 pha so với
điện áp dây so cấp thường được chỉ thị bằng chỉ số của đồng hồ giờ, trong đó vectơ
điện áp sơ cấp luôn chỉ số 12 trên mặt đồng hồ tượng trưng cho kim phút. Vectơ điện




16
GVHD: Th.S Vâ TiÕn Trung SVTH: NguyÔn Do·n H­ng
§å ¸n m«n häc m«n M¸y ®iÖn


áp thứ cấp sẽ lệch pha tương ứng ở các vị trí lần lượt ch ỉ các giờ trong đó só 12 có th ể
co i là số 0 (chỉ số càng cao thì sự ch ậm pha càng lớn).

1.8 MỤC ĐÍCH YÊU CẦU VÀ NHIỆM VỤ:
Để đảm b ảo về tính toán h ợp lý tốn ít thời gian, việc tính toán MBA sẽ lần lượt
tiến hành theo trình tự như sau:
1. Xác định các đại lượng cơ bản:
- Trình dòng đ iện pha, điện áp pha củ a các dây quấn
- Xác định điện áp thử của các dây quấn
- Xác định các thành phần của điện áp ngắn mạnh
2. Tính toán các kích thước chủ y ếu
- Chọn sơ đồ và kết cấu lõi sắt
- Chọn loại và mã hiệu tôn Silic, cách đ iện củ a chúng, chọn cường độ tự cảm củ a
lõi sắt.
- Chọn các kết cấu và xác đ ịnh các khỏ ang cách cách điện chính của cuộn dây.
- Tính toán sơ bộ MBA chọn quan hệ kích thước chủ yếu.
- Xác định đường kính trụ, chiều cao dây quấn, tính tóan sơ b ộ lõi sắt.
3. Tính toán dây quấn CA và HA
- Chọn dây quấn CA và HA
- Tính cuộn dây HA
- Tính cuộn dây CA
4. Tính toán ngắn mạch
- Xác dịnh tổn hao ngắn m ạch
- Tính toàn điện áp ngắn mạch
- Tính lực cơ củ a dây qu ấn khi MBA bị n gắn m ạch
5. Tính toán cuối cùng về hệ thố ng mạch từ và tham số không tải của máy MBA
- Xác định kích thước cụ thể của lõi sắt
- Xác định tổn hao không tải
- Xác định dòng điện không tải và hiệu suất
6. Tính toán nhiệt và hệ thố ng làm nguội MBA
- Quá trình truyền nhiệt trong MBA


17
GVHD: Th.S Vâ TiÕn Trung SVTH: NguyÔn Do·n H­ng
§å ¸n m«n häc m«n M¸y ®iÖn


- Khái niệm hệ thống làm nguộ i MBA
- Tiêu chuẩn về nhiệt độ chênh
- Tính toán nhiệt MBA
- Tính toán gần đúng trọng lượng và thể tích bộ giãn d ầu
7. Tính toán và lựa chọ n một số chi tiết kết cấ u
Phần này có trình bày cách tính và chọn một số chi tiết kết cấu quan trọng như
bu lông ép gông, và một số đai ép, vách nắp đáy thùng, bình giãn nở d ầu, bộ phận tản
nhiệt.




18
GVHD: Th.S Vâ TiÕn Trung SVTH: NguyÔn Do·n H­ng
§å ¸n m«n häc m«n M¸y ®iÖn



PHẦN II: THIẾT K Ế

Chương 1: Tính toán kích thước chủ yếu của máy biến áp.
Chương 2: Thiết kế mạch từ.
Chương 3: Tính toán dây quấn.
Chương 4: Tính toán tham số không tải.
Chương 5: Tính toán cuối cùng m ạch từ.
Chương 6: Tính toán nhiệt máy biến áp.
Chương 7: Kết cấu máy biến áp.




19
GVHD: Th.S Vâ TiÕn Trung SVTH: NguyÔn Do·n H­ng
§å ¸n m«n häc m«n M¸y ®iÖn



PHẦN II: THIẾT KẾ


Nhiệm vụ thiết kế: Thiết kế m áy biến áp điện lực ba pha ngâm dầu hai dây qu ấn công
suất 250KVA.
Các số liệu ban đầu: - Dung lượng S = 250 KVA.
- Điện áp bên cao áp UCA = (22  2*2.5%) kV.
- Điện áp bên hạ áp UHA = 400 V
- Tần số f =50 Hz.
- Tổ nố i dây Y/Y0-11.
- Tổn hao không tải : P0 = 750 W.
- Tổn hao ngắn m ạch : Pn = 4000 W.
- Điện áp ngắn mạch : un % = 5%.
- Dòng đ iện không tải : i0 % = 1,5%.
Máy biến áp để ngoài trời và làm việc liên tục.




20
GVHD: Th.S Vâ TiÕn Trung SVTH: NguyÔn Do·n H­ng
§å ¸n m«n häc m«n M¸y ®iÖn



CHƯƠNG 1 : TÍNH TOÁN CÁC KÍCH THƯỚC CHỦ Y ẾU CỦA MÁY
BIẾN ÁP.


1.1 XÁC ĐỊNH CÁC ĐẠ I LƯỢNG ĐIỆN CƠ BẢN CỦA MBA.
Dự a vào các số liệu ban đầu củ a nhiệm vụ thiết kế đã cho ta phải xác định các đ ại
lượng điện cơ bản sau đây:
1. Dung lượng một pha:
S
(1-8 )
Sf 
m
Thay số S  250 KVA ta đư ợc
S 250
 83,33 [kVA]
Sf  
m 3
Dung lượng trong mỗi trụ:
S 250
S'   83,33 [kVA] (1-9)

t 3
2. Dòng điện dây định mức.
S .103 250.103
Phía cao áp: I 2   6,56 [A] (1-10 -a)

3.U 2 3.22000

S .10 3 250.10 3
Phía hạ áp: I1   360,84 [A] (1-10 -b)

3.U 1 3. 400

3. Dòng điện pha định mức.
Vì tổ nối dây của mba là Y/Y0-11 n ên:
I f 2  I 2  6,56 [A] (1-12 -a)


I f 1  I 1  360,84 [A] (1-12 -b)

4. Điện áp pha định mứ c.
U2 22000
 12702 [V] (1-13 -a)
Uf2  
3 3
U1 400
 231 [V] (1-13 -b)
U f1  
3 3




21
GVHD: Th.S Vâ TiÕn Trung SVTH: NguyÔn Do·n H­ng
§å ¸n m«n häc m«n M¸y ®iÖn


5. Xác đ ịnh điện áp thử các dây qu ấn.
Đây là yếu tố quan trọng để xác định khoảng cách, cách điện, giữa các dây qu ấn, các
thành phần điện dẫn khác. Và các bộ phận nối đ ất của MBA (tra b ảng 2 trang 185.
Sách: Thiết kế MBA điện lực - Tác giả: Phan Tử Thụ - Nhà Xuất Bản Khoa Họ c K ỹ
Thu ật [1 ]).
Víi d©y quÊn cao ¸p: U th2  35 [KV]
Víi d©y quÊn h¹ ¸p: U th1  5 [KV]
6. HÖ sè quy ®æi tõ tr­êng t¶n lÊy k r  0,95 (hÖ sè Rogovski)
7. C¸c thµnh phÇn ®iÖn ¸p ng¾n m¹ch:
pn 4000
(1-14 -a)
u nr    1,6%
10.S 10.250

u nx  u n  u nr  5 2  1,6 2  2,44%
2 2
(1-14 -b)




22
GVHD: Th.S Vâ TiÕn Trung SVTH: NguyÔn Do·n H­ng
§å ¸n m«n häc m«n M¸y ®iÖn



CHƯƠNG 2: THIẾT K Ế MẠCH TỪ


2.1 CHỌN TÔN SILIC
Lõi sắt là ph ần mạch từ của MBA, là phần d ẫn từ thông chính của MBA. Do đó
khi thiết kế cần ph ải đ ảm bảo làm sao cho thỏ a mãn những yêu cầu như, tổn hao sắt
chính và phụ nh ỏ, dòng điện không tải nhỏ , lượng tôn silic sử dụng làm sao cho ít nh ất
và hệ số đ iền đầy của lõi sắt lớn. Mặt khác lõi sắt còn làm khung mà trên đó gắn nhiều
bộ phận quan trọng của MBA như: Dây quấn, giá đỡ d ây dẫn ra, đố i với một số MBA
còn gắn cả nắp máy đ ể có thể nâng cẩu toàn bộ lõi sắt ra khỏ i vỏ khi sửa chữa. Hơn thế
nữa lõi sắt còn có th ể chịu được nhữ ng ứng lực cơ học lớn khi dây quấn bị n gắn m ạch.
Để các yêu cầu đối với m ạch từ như trên được tho ả m ãn thì việc chọn loại tôn
siclic như th ế n ào là rất quan trọng, với silic có độ dày bao nhiêu, thành phần silic bao
nhiêu là được. Khi tôn silic có thành phần silic trong lá tôn cao quá thì lá tôn sẽ b ị dòn,
độ đàn hồi kém đi.
Ở đ ây ta chọ n loại tôn cán lạnh là vì loại tôn này có ưu điểm vượt trội về kh ả
năng d ẫn từ và giảm hao mòn so với tôn cán mỏng. Tôn cán lạnh là loại tôn có vị trí
sắp xếp các tinh thể gần như không đổi và có tính dẫn từ không đẳng hướng, do đó
suất tổn hao giảm 2 đ ến 2,5 lần so với tôn cán nóng. Độ từ thẩm thay đổi rất ít theo
thời gian dùng tôn cán lạnh cho phép tăng cường độ từ cảm trong lõi thép lên tới (1,6 ÷
1,65)T trong khi đó tôn cán nóng ch ỉ là (1,4 ÷ 1,45)T Từ đó giảm được tổn hao trong
máy, giảm được trọng lượng kích thước máy, đặc biệt là rút bớt được đáng kể chiều
cao của MBA, rất thuận lợi cho việc chuyên chở. Tuy nhiên giá thành tôn cán lạnh có
hơi cao nhưng do việc giảm được tổn hao và trọng lượng nên người ta tính rằng vẫn
kinh tế hơn những lo ại MBA được chế tạo bởi tôn cán nóng. Qua sự so sánh trên tôi
quyết đ ịnh dùng tôn cán lạnh độ dầy 0.35(mm) mã hiệu 3404 làm vật liệu chế tạo
MBA.

2.2 CẮT LÁ THÉP
Do ta sử dụng loại tôn cán lạnh mà do loại tôn cán lạnh có tính dẫn từ không
đẳng hướng nên việc ghép nố i giữa trụ và gông không th ể thực hiện kiểu mố i nối


23
GVHD: Th.S Vâ TiÕn Trung SVTH: NguyÔn Do·n H­ng
§å ¸n m«n häc m«n M¸y ®iÖn


vuông góc như tôn cán nóng được vì nh ư vậy góc ghép nối 0 khá lớn làm tăng tổn
hao sắt (hình 2.1a) mà ta phải dùng mố i nối nghiêng hay là phải cắt vát lá tôn như
(hình 2.2) khi đ ó góc   0 sẽ nhỏ đi và tổn hao sắt sẽ giảm đáng kể (hình 2.1b).


H uãng c¸n




Hình 2.1 Mố i nố i giữa gông và trụ
a. Mối nối thẳng. b. Mố i nố i chéo.




Hình 2.2 Lá tôn cắt vát.

Khi cắt tôn xong ta sẽ ph ải xử lí cho tốt bavia, và ta phải ủ lại những lá tôn vừa
cắt xong để cho nh ững tinh thể kim loại trong vết cắt trở lại định hướng ban đầu. Các
lá thép kĩ thu ật điện sau đó được sơn phủ cách điện m ặt ngoài trước khi ghép chúng lại
với nhau.

2.3 TÍNH CHỌN SƠ BỘ MẠCH TỪ
1. Chọn số bậc thang trong trụ.




24
GVHD: Th.S Vâ TiÕn Trung SVTH: NguyÔn Do·n H­ng
§å ¸n m«n häc m«n M¸y ®iÖn


Ta chọn tôn cán lạnh mã hiệu 3404 có chiều dày là 0,35 mm. Theo bảng 11 [Tài
liệu 1], ta chọn từ cảm trong trụ là: BT  1,6 T, ép trụ bằng nêm với dây qu ấn, ép gông
bằng xà ép, không dùng bulông xuyên qua trụ và gông. Hệ số tăng cường gông chọn
bằng: k g  1,025 (bảng 6 [Tài liệu 1])

Theo bảng 4 trang 186 [Tài liệu 1] ta chọn số b ậc thang trong trụ là 6, có h ệ số chêm
kín là: k c  0,918 . Số bậc thang của gông lấy nhỏ h ơn trụ 1 bậc, tứ c gông có 5 bậc.
Theo b ảng 10 trang 189 [Tài liệu1] chọn h ệ số lấp đầy k d  0,97
Như vậy hệ số lợi dụng của lõi sắt là:
(2-1)
k ld  k d .k c  0,97.0,918  0,89




d



Hình vẽ tiết diện trụ với số b ậc thang trong trụ là 6
2. Từ cảm trong của gông.
BT 1,6
 1,56 [T]. (2-2)
Bg  
k g 1,025

3. Suất tổn hao trong trụ và gông.
Tra theo bảng 45 trang 216 [Tài liệu 1]
Suất tổn hao trong trụ và gông.
pt  1,295 (W/Kg) tương ứng với BT  1,6 T.

p g  1,207 (W/Kg) tương ứng với BT  1,56 T.

4. Suất từ hóa trong trụ, gông và khe hở không khí:
Tra theo bảng 50 trang 220 [Tài liệu 1] ta có
qt  1,775 [VA/Kg ] tương ứng với BT  1,6 T


25
GVHD: Th.S Vâ TiÕn Trung SVTH: NguyÔn Do·n H­ng
§å ¸n m«n häc m«n M¸y ®iÖn


q g  1,575 [VA/Kg ] tương ứng với BT  1,56 T
2 2
q k  23500 [VA/m ] = 2,35 [VA/cm ]

5. Khoảng cách cách điện chính:
C : Khoảng cách cách giữa 2 trụ cạnh nhau.
d : Đường kính đường tròn ngoại tiếp tiết diện ngang của trụ.

d12 : Đư ờng kính trung bình giữa 2 dây quấn.

l01 : Khoảng cách từ d ây quấn đến gông.

a1 : Bề d ày cuộn HA.

a 2 : Bề d ày cu ộn CA.

a01 : Khoảng cách cách điện điện giữa trụ và dây qu ấn HA.

a12 : Khoảng cách cách điện giữa dây quấn HA và CA.

a 22 : Khoảng cách cách điện giữa 2 cuộn CA.

l : Chiều cao dây qu ấn.
Điện áp thử bên cao áp là U th 2  35 [KV]
Điện áp thử bên h ạ áp là U th 2  5 [KV]
Theo b ảng 18,19 trang 193 [Tài liệu 1] ta xác định các khoảng cách cách điện chính:
Giữa cuộn HA với trụ:
- a 01  0,5 [cm].

Giữa cuộn HA với cuộn CA: a12  0,9 [cm]
-
Ống cách điện giữa CA và HA:  12  0,3 [cm]
-
Dây quấn CA đ ến gông: l01  l02  3 [cm]
-
Phần đầu thừa của ố ng cách điện: l d 2  1,5 [cm]
-
- Kho ảng cách cách điện giữa 2 cuộn CA: a22  1 [cm]
6. Các hằng số tính toán.
+ Tra bảng 12, 13 trang 191 [Tài liệu 1] ta đư ợc:
Trị số hướng dẫn đố i với dây đồng : a = 1,36.
Trị số hướng dẫn đố i với MBA dầu: b = 0,4.
+ Hệ số k f  0,95 (tra b ảng 15 trang 191 [Tài liệu 1])

+ Chọn h ệ số tối ưu 


26
GVHD: Th.S Vâ TiÕn Trung SVTH: NguyÔn Do·n H­ng
§å ¸n m«n häc m«n M¸y ®iÖn


Để tìm hệ số tối ưu  ta cần xác định số liệu và các đặc tính cơ b ản củ a MBA,
ta tính các hệ số :
S ' .a r .k r
(2-3)
A  16.4 2 2
f .u nx .BT .k ld

Trong đó: Chọn k r  0,95
Chiều rộng rãnh từ tản qui đổi được tính theo công thứ c:
a1  a 2
(2-4)
a r  a12 
3
a1  a 2
 k .4 S ' .10 2  0,65.4 83,33.  1,96 (2-5)
3
a1  a 2
a r  a12   0,9  1,96  2,86
3

S ' .a r .k r 83,33.2,96.0,95
Vậy A  16.4  16.4  15,5
2 2
50.2,44.1,6 2.0,89 2
f .u nx .BT .kld

A1  5,66.10 2.a. A 3 .k ld  5,66.10 2.1,36.15,53.0,89  255,12 [Kg] (2-6)

A2  3,6.10 2.A 2 .k ld .l 0  3,6.10 2.15,5 2.0,89.3  23,09 [Kg] (2-7)

B1  2,4.10 2.kld .k g . A 3 .(a  b  e)  2,4.10 2.0,89.1,025.15,5 3.(1,36  0,4  0,411)  177

B2  2,4.10 2.kld .k g . A2 .(a12  a 22 )  2,4.10 2.0,89.1,025.15,5 2.(0,9  1)  9,99

S .a 2 250.1,36 2
 2,46.10 2.  153,6 [Kg]
C1  K dq .
k f .k ld .Bt2 .u r . A 2
2
0,95.0,89 2 .1,6 2 .1,6.15,5 2

Pn
M  0,2453.10  4.k n .k f .k r .
2
(2-8)
a. A
Trong đó: k r  0,95 là h ệ số Rogovski
  .u n   .1, 6
100 100
ur 2 , 44
(2-9)
k n  1,41. (1  e )  1,41. .(1  e )  37,8
un 5

Pn 4000
M  0,2453.10 4.k n .k f .k r .  0,2453.10  4.37,82.0,95.0,95.
2
Vậy  6 [MPa]
a. A 1,36.15,5
2 A  B2 2 23,09  9,99
B . 2 (2-10 )
.  0,124
3 B1 3 177

Tỷ lệ giữa giá dây đ ồng PBV và thép 3404 là k Fe .Cu  2,21 (theo thời giá)



27
GVHD: Th.S Vâ TiÕn Trung SVTH: NguyÔn Do·n H­ng
§å ¸n m«n häc m«n M¸y ®iÖn


A1 255,12
(2-11 )
C   0,48
3.B1 3.177

2.C1 2.153,6
.2,21.1,06  1,36 ở đ ây k cd  1,06 (2-12 )
D .k Fe.Cu .k cd 
3.B1 3.177

Ta có đẳng thức:
x 5  B.x 4  C.x  D  x 5  0,124.x 4  0,48.x  1,36  0 (2-13 )
Tìm giá trị cực tiểu củ a đẳng thức trên được trị số cực tiểu của   1,82
ứng với mật độ dòng điện J và lực điện động cho phép, tìm ra khoảng cách hạn chế của

Theo (13-30) [Tài liệu 2] có:
2,4.C1 2,4.153,6
(2-14 )
x J  4,5.  4,5.  1,4
k f .Pn 0,95.4000

Có  J  x J  1,4 4  3,84
4
(2-15 )
Theo (13-34 ) [Tài liệu 2] có:
60 3 60
(2-16 )
x  3   2,15
M 6
Có    x4  2,15 4  21,36 (2-17 )
7. Tính sơ bộ các đại lượng có liên quan:
- Trọng lượng tôn silic ở các góc của gông:
G g  k.k g .k ld . A 3 .x 3 (2-19 )

Khi gông nhiều bậc với S = 250 KVA thì k  0,486.10 2
Do đó ta có: G g  k .k g .k ld . A3 .x 3  0,486.10 2.0,95.0,89.15,5 3.x 3  15,3.x 3

- Tiết diện trụ của lõi sắt:
Theo (13-29a) [Tài liệu 2] ta có
S T  0,785.k ld . A 2 .x 2  0,785.0,89.15,5 2.x 2  167,85.x 2 (2-19 )
- Tiết điện khe hở vuông góc:
S K  ST  167,85.x 2
"
(2-20 )
- Tiết diện khe hở chéo:
S K  ST . 2  2.167,85.x 2  237,38.x 2
'
(2-21 )


28
GVHD: Th.S Vâ TiÕn Trung SVTH: NguyÔn Do·n H­ng
§å ¸n m«n häc m«n M¸y ®iÖn


- Tổn hao không tải: theo (13 -24) [Tài liệu 2] ta có:
P0  k 'f .( pt .GT  p g .GG )  1,25.(1,295.GT  1,207.GG )  1,62.GT  1,5.GG (2-22 )

k 'f là hệ số phụ, chủ yếu kể đến vật liệu làm lõi sắt (đối với tôn cán lạnh có thể

lấy k 'f  1,25 ); pt , p g suất tổn hao trong trụ và gông.

- Công suất ph ản kháng (công suất từ hóa lõi thép trong MBA): Theo (13-26)
[Tài liệu 2] ta có:
Q0  k "f .(Qc  Q f  Qk ) (2-23 )

Với k "f là hệ số có xét đến phục hồi từ tính không hoàn toàn khi ủ lại lá tôn: k "f  1,25

Trong đó: (2-24 )
Qc  q t .GT  q g .GG  1,775.GT  1,575.GG

(2-25 )
Q f  40.qt .G g  40.1,775.G g  71.G g

Qk  3,2.q k .S T  3,2.0,0956.167,85.x 2  51,34.x 2
'
(2-26 )

Q0  k "f .(Qc  Q f  Qk )  1,25(1,775.GT  1,575.GG  71.Gg  51,34.x 2 )

 2,22.GT  1,97.GG  88,75.G g  64,2.x 2 (2-27 )




29
GVHD: Th.S Vâ TiÕn Trung SVTH: NguyÔn Do·n H­ng
§å ¸n m«n häc m«n M¸y ®iÖn


BẢNG TÍNH TOÁN MBA S = 250KVA (22/0,4KV)
 1,2 1,8 2,4 3.0 3,6

x4  1,048 1,16 1,245 1,32 1,38

x2  4  2 1,096 1,344 1,55 1,734 1,90

x3  4  3 1,148 1,56 1,93 2,29 2,62

A1 / x  255,12 / x 243,44 219,93 204,92 193,27 184,87

A2 .x 2  23,09.x 2 25,30 31,03 35,79 40,04 43,87

GT  A1 / x  A2 .x 2  255,12 / x  23,09.x 2 268,74 250,96 240,71 233,31 228,74

B1 .x 3  177.x 3 203,20 276,12 341,61 405,33 463,74

B2 .x 2  9,99.x 2 10,95 13,42 15,48 17,32 18,98

GG  B1 .x 3  B2 .x 2  177.x 3  9,99.x 2 214,15 289,54 357,09 422,65 482,72

GFe  GT  GG 482,89 540,50 597,80 655,96 711,46

G g  15,3.x 3 17,56 23,86 29,53 35,04 40,09

P0  1,62GT  1,5GG 756,58 840,86 925,58 1011,93 1094,64

Q0  2,22.GT  1,97.GG  88,75.G g  64,2.x 2 2647,29 3331,38 3958,14 4571,69 5138,72

i0 x  Q0 / 10.S  Q0 / 2500 1,06 1,33 1,58 1,82 2,05

Gdq  C1 / x 2  153,6 / x 2 140,15 114,28 99,09 88,58 80,84

GCu  k .Gdq  1,66.Gdq 232,65 189,70 164,50 147,05 134,20

k Cu.Fe .GCu  2,21.GCu 514,15 419,24 363,55 324,98 296,58
'
Ctd  GFe  k dqFe .GCu  GFe  2,21.GCu 997,04 959,74 961,35 980,94 1008,04

  k f .Pn / K .Gdq  0,95.4000 / 2,4.Gdq 3,36 3,72 3,99 4,22 4,42

 cp  M .x 3  6.x 3 6,89 9,36 11,58 13,74 15,72

d  A.x  15,5.x 16,24 17,98 19,30 20,46 21,39

d12  a.d  1,36.d 22,08 24,45 26,25 27,82 29,09

l   .d12 /  57,78 42,65 34,34 29,12 25,37

2.a 2  b.d  0,4.d 6,50 7,19 7,72 8,20 8,55

c  d12  a12  2.a 2  a 22 30,48 33,54 35,87 37,92 39,54


30
GVHD: Th.S Vâ TiÕn Trung SVTH: NguyÔn Do·n H­ng
§å ¸n m«n häc m«n M¸y ®iÖn


Từ lập bảng ta thấy rằng giá thành thấp nhất ở trong kho ảmg 1,8    2,4
tương ứng với đường kính lõi sắt d  17,98 [cm] và d  19,30 [cm] trong khoảng ấy
các tham số đạt yêu cầu, chọn d  18 [cm] (theo bảng 7 [tài liệu 1])
Đường kính trụ sắt:
(2-28 )
d  A.4 

Chọn đư ờng kính sơ bộ gần nh ất: d  18 [cm]
4
4
 d   18 
Tính lại hệ số:    dm      1,82 . Vậ y ta chọn   1,82
 A   15,5 
Từ   1,82 vừa tìm được ta suy ra :
- Tiết diện trụ của lõi sắt:
2
ST 225,  167,85.x 2  167,85.1,35  226,6 [cm ] (2-29 )
- Đường kính trung bình của rảnh d ầu sơ bộ :
d12  a.d  1,36.d  1,36.18  24,48 [cm] (2-30 )
- Trọng lượng dây quấn:
Gdq  C1 / x 2  153,6 / x 2  153,6 / 1,16 2  114,15 [Kg] (2-31 )

- Trọng lượng dây d ẫn :
GCu  k.Gdq  1,66.Gdq  1,66.114,15  189,5 [Kg] (2-32 )

- Mật độ dòng đ iện:
2
  k f .Pn / K .Gdq  0,95.4000 / 2,4.Gdq  0,95.4000 / 2,4.114,15  3,72 [A/mm ]

 = 3,07.10 6 A/mm 2 (2-33 )
- Trọng lượng lõi sắt:
GFe  GT  GG  540,5 [Kg] (2-34 )
- Tổn hao không tải:
P0  1,62GT  1,5GG  840,87 [W] (2-35 )
- Dòng không tải: i0 x  1,34 [%] (2-36 )
- Giá thành vật liệu tác dụng :
'
Ctd  GFe  k dqFe .GCu  GFe  2,21.GCu  959,75 [đơn vị qui ước] (2-37 )

- Chiều cao dây quấn: l   .d12 /   3,14.24,48 / 1,82  42,23 [cm] (2-38 )


31
GVHD: Th.S Vâ TiÕn Trung SVTH: NguyÔn Do·n H­ng
§å ¸n m«n häc m«n M¸y ®iÖn


CHƯƠNG III: TÍNH TOÁN DÂY QUẤN MÁY BIẾN ÁP


3.1 CÁC YÊU CẦ U CHUNG
3 .1.1 Yêu cầ u vậ n hành
a. Yêu cầ u 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. Ảnh hưởng của quá
điện áp do đóng ngắt m ạch với điện áp làm việc bình thư ờng, thường chủ yếu là đối
với cách điện chính của MBA, tứ c là cách điện giữa các dây quấn với nhau và giữa
dây qu ấn với vỏ máy, còn quá điện áp do sét đánh lên đư ờng dây thư ờng ảnh hưởng
đến cách điện dọc của MBA, tức là giữa các vòng dây, lớp dây hay giữa các bánh dây
củ a trong dây quấn.
b. Yêu cầ u về cơ họ c.
Dây qu ấn không b ị biến dạng hoặc hư hỏng dưới tác dụng của lực cơ h ọc do
dòng đ iện ngắn mạch gây nên.
c. Yêu cầ u về nhiệt.
Khi vận hành bình th ường cũng như trong trường hợp ngắn mạch, trong thời
gian nhất định dây quấn không được có nhiệt độ quá cao vì lúc đó chất cách điện sẽ bị
nóng m ất tính đàn hồi, hóa giòn và m ất tính chất cách điện. Vì vậy khi thiết kế ph ải
bảo đ ảm sao cho tuổi thọ của chất cách điện là 15 đ ến 20 năm.
3 .1.2 Yêu cầ u về chế tạo.
Làm sao cho kết cấu đơn giản tốn ít nguyên vật liệu và nhân công, thời gian ch ế
tạo ngắn, giá thành h ạ và phải đảm bảo về m ặt vận hành. Như vậy yêu cầu đối với thiết
kế là:
+ Phải có quan điểm toàn diện: Kết h ợp một cách hợp lí giữ a hai yêu cầu về
ch ế tạo và vận hành để sản phẩm có chất kượng tót mà giá thành chấp nh ận được.
+ Phải chú ý đến kết cấu chế tạo dây qu ấn sao cho thích hợp với trình độ kỹ
thu ật của xưởng sản xu ất.
+ Phải nắm vững những lí luận có liên quan đến dây quấn CA, vật liệu cách
đ iện.


32
GVHD: Th.S Vâ TiÕn Trung SVTH: NguyÔn Do·n H­ng
§å ¸n m«n häc m«n M¸y ®iÖn


Quá trình thiết kế của dây quấn có th ể tiến hành theo 3 bước.
+ Chọn kiểu và kết cấu dây qu ấn.
+ Tính toán sắp xếp và bố trí dây quấn.
+ Tính toán tính năng của MBA.

3.2 TÍNH TOÁN DÂY QUẤN HẠ ÁP.
Trong trường hợp MBA này là lo ại 2 dây quấn, cuộn HA quấn trong, cuộn CA
quấn ngoài, như vậy ta sẽ tính toán cuộn dây HA trư ớc, sau đó tính đến cuộn dây CA.
1. Điện áp một vòng dây.
U v  4,44.BT .S T .10 4 (3-1)

U v  4,44. f .BT .S T .10 4  4,44.50.1,6.226,6.10 4  8,05 [V]

2. Số vòng dây m ột pha củ a dây qu ấn HA.
U f1
(3-2)
W1 
Uv

Trong đó U f 1  231 [V]: Điện áp định mức phía HA.

U f1 231
Thay số ta được W1   28,48  28 [vòng]

Uv 8,05

3. Mật độ dòng điện trung bình trong dây qu ấn:
Pn .U v 4000.8,05 2
 3,72 [A/mm ] (3-3)
 tb  0,746.k f .  0,746.0,95.
S.d12 250.24,48

d12  24,48 [cm] : Đường kính trung bình của rãnh d ầu sơ bộ.

Trị số  tb là tị số gần đúng cho các dây quấn CA và HA trị số  tb thực tế trong
các dây qu ấn phải làm sao cho gần sát với trị số n ày. Sai số cho phép không vượt quá
0,1  tb tứ c là: 0 ,1.3,72 = 0,372 (A/mm 2)
Như vậy trị số m ật độ dòng đ iện trung bình có thể lấy:
2
 tb  3,72  0.372  3,348 [A/mm ]

Ta tính lại mật độ từ cảm
Uv 8,05
 1,6 [T] (3-4)
BT  
4
4,44.50.226,6.10  4
4,44. f .S T .10




33
GVHD: Th.S Vâ TiÕn Trung SVTH: NguyÔn Do·n H­ng
§å ¸n m«n häc m«n M¸y ®iÖn


4. Tiết diện vòng dây sơ b ộ.
I f1
T1'  (3-5)
 tb

Trong đó I f 1 là dòng đ iện định mức phía HA.

I f 1  360,84 [A]

 tb  3,348 [A/mm 2]

Ta được
I f1 360,84 2
T1'   107,8 [mm ]

 tb 3,348

Chọn kết cấu dây quấn HA.
Theo b ảng 38 [tài liệu 1] với S  250 [KVA]
2
I f 1  360,84 [A], U f 1  231 [V], T1'  107,8 [mm ]

Ta chọn kết cấu dây quấn hình ống, dây d ẫn bẹt bằng đồng, chọn dây qu ấn 2 lớp,
với mỗi vòng dây đư ợc ghép bởi 2 dây chập lại như hình vẽ.


a a’




b

b’


Hình 3.1 :Cách ch ập dây h ạ áp
5. Số vòng dây trong 1 lớp là :
W1 28
 14 [vòng] (3-6)
W11  
n 2
6. Chiều cao hướng trụ c của mỗi vòng dây kể cả cách điện sơ bộ có th ể tính:
l1 42,23
 2,82 [cm] (3-7)
hv1  
W11  1 14  1

7. Tiết diện thự c của mỗi vòng dây
Chọn loại cách điện là 0,25 mm.

34
GVHD: Th.S Vâ TiÕn Trung SVTH: NguyÔn Do·n H­ng
§å ¸n m«n häc m«n M¸y ®iÖn


Với b ' ch ọn là 25 mm
b  (25  0,25.4) / 2  12 [mm ] (3-8)
a  107,8 /(12.2)  4,5 [mm ] (3-9)
Vậy a '  4,5  2.0,25  5 [mm ]
b ề dày của dây quấn hạ áp:
a1  (2.a '  a11 ).103  (2.5  5).10 3  0, 015 [m] (3-10)
Tiết diện thực tế của dây đ ồng là: Ttt  2.a.b  2.4,5.12  108 [mm 2] (3-11)
Tiết diện dây qu ấn là: Tdq  5.25  125 [mm2]
a '.b' 125
=>   1,16
2.a.b 108
8. Mật độ dòng diện thực của dây qu ấn hạ áp
I1 360,84 2
 3,34 [A/mm ] (3-12)
1  
Ttt 108



d




D1’

D1’’


Hinh 3.2 :Mặt cắt cuộn hạ áp


9. Đường kính trong của dây quấn HA
D1'  d  2.a01  18  2.0,5  19 [cm] (3-13)
a01 : là cách điện từ trụ tới vòng dây qu ấn trong cùng


35
GVHD: Th.S Vâ TiÕn Trung SVTH: NguyÔn Do·n H­ng
§å ¸n m«n häc m«n M¸y ®iÖn


10. Đường kính ngòai củ a dây qu ấn HA
D1"  D1'  2.a '  19  2.0,5  20 [cm] (3-14)
a ' : là kích thước dây quấn.
chọn cách điện giữ a 2 lớp dây quấn là 0,5 cm
11. Chiều cao của dây quấn HA là:
l1  W11.b '  14.25  350 [mm] (3-15)
12. Trọng lượng đồng củ a dây qu ấn HA
D1'  D1"
.W1 .T1 .10 5 (3-16)
GCu1  28.t.
2
Với D1'  19 [cm], D1"  20 [cm]
t  3 : số trụ của MBA
W1  28
2
T1  Tdq  125 [mm ]

Thay số ta được
19  20
.28.125.10 5  57,33 [Kg]
GCu1  28.3.
2
Ta cần phải tăng trọng lư ợng dây do cách điện lên 2 %
hệ số tăng là: 0.02+1 = 1,02
Nên lúc này ta có:
GCu1  1,02.57,33  58,48 [Kg]

13. Bề mặt làm lạnh của dây quấn HA.
M 1  ( n  1).t.k . .( D1'  D1" ).l1 .10 4 (3-17)
Trong đó
n  2 : Là số rãnh dầu dọc trục dây quấn HA.
t  3 : Số trụ của MBA.
D1'  19 [cm], D1"  20 [cm]

k  0,75 : Hệ số kể đến sự che khuất b ề m ặt dây qu ấn do que nêm và các

chi tiết cách điện khác.
l1  42,23 [cm]



36
GVHD: Th.S Vâ TiÕn Trung SVTH: NguyÔn Do·n H­ng
§å ¸n m«n häc m«n M¸y ®iÖn


Thay số ta được:
2
M 1  ( 2  1).3.0,75.3,14.(19  20).42,23.10 4  3,49 [m ]


3.3 TÍNH TOÁN DÂY QUẤN CAO ÁP.
1 . Chọn sơ đồ đ iều chỉnh điện áp .
Các đầu phân áp được nối vào cực củ a bộ đổi nối.
Để được tổng cấp điện áp khác nhau bên CA cần nối với bộ điều chỉnh các cấp
điện áp như sau: (2*2,5%)
Điện áp làm việc U lv  10%.(U 2 / 3 )  0,1.22000 / 3  1270,2 [V] (3-18)

Điện áp thử U th  2.10%.(U 2 / 3 )  2.0,1.22000 / 3  2540,4 [V] (3-19)
Dòng đ iện làm việc qua tiếp điểm là: I td  I 2  6,56 [A] (3-20)
2 . Số vòng dây cuôn CA ứng với điện áp đ ịnh mứ c.
Uf2
(3-21)
W2dm  .W1
U f1

12702
.28  1539,6 [vòng]
W2 dm 
231
Làm tròn W2 dm  1540 [vòng]
3. Số vòng dây CA ở một lớp điều chỉnh.
Do có 4 cấp điều ch ỉnh nên.
(3-22)
Wdc  0,025.W2 dm

Wdc  0,025.1540  38,5  38 [vòng]

4. Số vòng dây tương ứng trên các đ ầu phân nhánh.
Ta có 4 cấp điều chỉnh 5 % và 2,5 %
+ W1*1  W2 dm  2.Wdc  1540  2.38  1616 [vòng]
+ W1*2  W2 dm  Wdc  1540  38  1578 [vòng]
+ W1*3  W2dm  1540 [vòng]
+ W1*4  W2 dm  Wdc  1540  38  1502 [vòng]
+ W1*5  W2 dm  2.Wdc  1540  2.38  1464 [vòng]




37
GVHD: Th.S Vâ TiÕn Trung SVTH: NguyÔn Do·n H­ng
§å ¸n m«n häc m«n M¸y ®iÖn


Ta có sơ đồ điều chỉnh điện áp và bố trì các đ ầu
dây quấn


Điện áp (V) Các cực của dây quấn

23100 A2 A3 B2B3 C2C3

22550 A3 A4 B3B4 C3C4

22000 A4 A5 B4B5 C4C5

21450 A5 A6 B5B6 C5C6

20900 A6 A7 B6B7 C6C7




Hình 3.3: Sơ đồ đấu đầu dây điều chỉnh CA


5. Mật độ dòng đ iện phía CA.
'2  2. tb  1 (3-23)


Trong đó :  tb  3,348 [A/mm2]
2
 1  3,34 [A/mm ]

Thay số ta được
2
'2  2.3,348  3,34  3,356 [A/mm ]

6. Sơ bộ tính tiết diện vòng dây CA.
'
I2
T2'  (3-24)
'2

Trong đó: I 2  I 2  6,56 [A], '2  3,356 [A/mm2]
'



6,56
 1,96 [mm2]
Thay số ta được: T2' 
3,356
7. Chọn kết cấu dây quấn CA.
Dự a vào các thông số : S  250 [KVA]

38
GVHD: Th.S Vâ TiÕn Trung SVTH: NguyÔn Do·n H­ng
§å ¸n m«n häc m«n M¸y ®iÖn

2
T2'  1,96 [mm ]

U dm  22 [KV]

Theo bảng 38 [tài liệu 1] ta chọn kết cấu dây đồng hình ống nhiều lớp dây d ẫn
tròn.

T2' .4
(3-25)
d2   1,58

d 2 1, 6
Ta chọn dây dẫn đồng có 
'
d2 2

Trong đó: d 2 : Đường kính dây trần.
'
d 2 : Đư ờng kính dây có cách điện.

Chiều dày cách điện 2 phía 2.  0, 4 [mm]
Tiết diện dây T2  2,015 [mm2]




d2

d 2’

Hình 3.4 :Mặt cắt ngang dây cuốn CA
8. Mật độ dòng điện th ực củ a dây quấn CA.
I2 6,56 2
 3,26 [A/mm ] (3-26)
2  
T2 2,015

9. Số vòng dây mộ t lớp.
Ở đ ây ta coi l1  l 2  42,23 [cm]. Tứ c là coi chiều cao dây quấn CA bằng chiều
cao dây qu ấn HA.
l2 422,3
 1  210,15 [vòng] (3-27)
W12  1 
'
d2 2



39
GVHD: Th.S Vâ TiÕn Trung SVTH: NguyÔn Do·n H­ng
§å ¸n m«n häc m«n M¸y ®iÖn


Chọn W12 là 210 vòng.
Với d 2'  2 [mm]
10. Số lớp trong cuộn CA.
W2 dm 1540
 7, 3 [lớp] (3-28)
n12  
Wl 2 210

Làm tròn n12  8 [lớp]
11. Điện áp giữ a 2 lớp kề nhau.
U12  2.W12 .U v  2.210.8, 05  3381 [V] (3-29)
Trong đó U v  8,05 [V]: Điện áp trên 1 vòng dây.
Dựa vào U12 chọn chiều dày cách điện giữa các lớp (theo bảng 26 [tài liệu 1 ]) ta
ld 2  16 chọn cách điện ở mỗi lớp là bìa cách đ iện, 5 lớp bìa cách điện x chiều dày của

mộ t lớp [mm] là 12 = 0,12 [mm] đầu thừa cách điện ở một đ ầu dây quấn là ld 2  16

[mm ].
12. Phân phố i lại các lớp dây quấn.
Ta chia dây quấn thành hai tổ lớp để tăng điều kiện làm nguộ i máy, ở tổ th ứ nh ất
(tổ lớp bên trong) gồm 2 lớp với số vòng dây là 210 vòng. Ở tổ thứ h ai (tổ lớp bên
ngoài) gồm 4 lớp với số vòng dây là 210 ở vòng và ở hai lớp cuối cùn g 140 vòng.
'
Giữa hai tổ có rãnh dầu dọc trục a22  0,5 [cm] (b ảng 54a [tài liệu 1])
13. Chiều dày dây quấn CA.
' ' '
(3-30)
a2  d 2 .( n  1)  12 .( n  1)  a22
'
Trong đó: a22  0,5 [cm]

12  0, 012 [cm]: là chiều dà y lớp cách điện.
'
d 2  0, 2 (cm)

Thay số ta được:
'
a2  0, 2.9  0, 012.7  0,5  2, 4 [cm]

14. Đường kính trong củ a dây qu ấn CA.
' ''
(3-31)
D2  D2  2.a12




40
GVHD: Th.S Vâ TiÕn Trung SVTH: NguyÔn Do·n H­ng
§å ¸n m«n häc m«n M¸y ®iÖn


Trong đó D1"  20 [cm ]: là đường kính ngoài củ a dây qu ấn HA
a12  0,9 [cm]: là khoảng cách cách điện từ quấn CA tới quận HA.
'
D2  20  2.0,9  21,8 [cm ]

15. Đường kính ngoài củ a dây qu ấn CA.
" '
D2  D2  2.a2  21,8  2.2, 4  26, 6 [cm ] (3-32)

D1’’




D2’

D2’’

Hình 3.5 :Mặt cắt ngang cuộn CA


16. Khoảng cách giữa 2 trụ cạnh nhau.
"
C  D2  a22  26, 6  1  27, 6 [cm] (3-33)
17. Bề mặt làm lạnh củ a dây qu ấn CA.
Vì dây quấn CA có 2 tổ lớp nên có 3 m ặt làm lạnh
Ta có bề mặt làm lạnh dây quấn CA là:
2
M 2  1,5.t.K k . .( D2  D2 ).l2 .10 4 [m ]
' "
(3-34)
Trong đó: K k  0,8 : là hệ số kể đến sự che khuất bề mặt dây quấn do que nêm và
các chi tiết cách điện khác.

41
GVHD: Th.S Vâ TiÕn Trung SVTH: NguyÔn Do·n H­ng
§å ¸n m«n häc m«n M¸y ®iÖn


n  2 : Số tổ lớp
t  3 : Số trụ của MBA
l1  l2  42, 23 [cm]
'
D2  21,8 [cm]

Thay số ta được:
2
M 2  1,5.3.0,88.3,14.(21,8  26, 6).42, 23.104  1,89 [m ]

18. Trọng lư ợng dây quấn CA.
' "
D2  D2
.W2 dm .T2 .105 (3-34)
GCu 2  28.t.
2
Trong đó: W2 dm  1540 [vòng]
2
T2  2, 015 [mm ]: Tiết d iện dây quấn CA

Thay số ta được :
21,8  26, 6
.1540.2, 015.105  63, 08 [Kg]
GCu 2  28.3.
2
Trọng lư ợng dây quấn kể cả cách điện:
1, 02.GCu 2  1, 02.63, 08  64,35 (Kg)

19. Toàn bộ trọng lượng dây qu ấn bằng đồng của cuộn CA& HA
GCu  GCu1  GCu 2  57,33  63, 08  120, 41 [Kg] (3-35)
20. Toàn bộ trọng lượng dây qu ấn kể cả cách điện.
Gdd  Gdd1  Gdd 2  58, 48  64,35  122,83 [Kg] (3-36)




42
GVHD: Th.S Vâ TiÕn Trung SVTH: NguyÔn Do·n H­ng
§å ¸n m«n häc m«n M¸y ®iÖn


CHƯƠNG IV: TÍNH TOÁN THAM SỐ KHÔNG TẢ I NGẮN MẠCH

Tính toán ngắn mạch liên quan đ ến việc tính toán tổn hao ngắn m ạch Pn , điện áp
ngắn mạch, dòng điện cực đại khi ngắn mạch I n , lực cơ giới trong dây qu ấn và sự phát
nóng của dây quấn khi ngắn m ạch.

4.1 XÁC ĐỊNH TỔN HAO NGẮN MẠCH.
Tổn hao ngắn mạch củ a MBA hai dây qu ấn là tổ n hao tổng MBA khi ngắn m ạch
mộ t dây quấn còn dây quấn kia đặt vào điện áp U n để cho dòng điện trong hai dây
quấn đều bằng định m ức.
Tổn hao ngắn m ạch gồm các thành phần sau:
1.Tổn hao chính: Là tổn hao đồng trong dây quấn HA & CA do dòng đ iện gây ra
PCu1 , PCu 2 .

2. Tổn hao phụ trong hai dây quấn: Do từ thông tản xuyên qua dây quấn làm cho
dòng đ iện phân bố không đều trong tiết diện dây gây ra Pr1 , Pr 2 .
3. Tổn hao phụ trong dây dẫn ra: Prf 1 , Prf 2 : Thường tổn hao này rất nhỏ có thể bỏ

qua.
4. Tổn hao trong vách thùng d ầu và kết cấu kim loại khác Pt : do từ thông tản gây
nên.
Thường thì tổn hao phụ đ ược tính gộp vào trong tổn hao chính b ằng cách thêm vào
hệ số tổ n hao phụ k f .

Vậy tổn hao ngắn mạch là: Pn  k f .( PCu1  PCu 2 )  Pr1  Pr 2  Pt [W]

4.1.1 Tổ n hao chính
1. Tổn hao trong dây quấn HA
Như ta đã biết PCu tỉ lệ bình phương củ a m ật độ dòng điện vì vậy khi bảo đảm

cho PCu bằng hằng số nếu  tăng th ì GCu phải giảm. Nhưng ta sẽ không đ ặt vấn đề tăng

nhiều  để giảm trọng lượng đồng GCu . Vì trọng lượng đồng không giảm được bao
nhiêu mà tổn hao đồng sẽ tăng lên nhiều (có thể quá mứ c qui định). Đồng thời dây




43
GVHD: Th.S Vâ TiÕn Trung SVTH: NguyÔn Do·n H­ng
§å ¸n m«n häc m«n M¸y ®iÖn


quấn sẽ phát nóng nhiều và ta phải dùng nhiều d ầu và ph ải tính toán thêm cho phần tản
nhiệt.
2
2
PCu1  2, 4.1 .GCu1  2.4. 3,34  .57,33  1835 [W] (4-1)

2. Tổn hao trong dây quấn CA
2
2
PCu 2  2, 4. 2 .GCu 2  2.4.  3, 26  .63, 08  1809 [W] (4-2)


4.1.2 Tổn hao phụ

B
B




b
m m




a Φr Φr
d
n
n

a. Tổn hao trong dây qu ấn HA.
k f 1  1  0, 095.108.12 .a 4 .n 2 (4-3)

Trong đó a = 4,5 [mm] = 0,0045 [m ]: là kích thước của dây thẳng góc với từ thông
tản
b.m
.kr Với

l
kr  0,95 : Hệ số qui đổ i từ trường tản

l  l1  42, 23 [cm]

m  28 : Số vòng dây mộ t pha của dây qu ấn HA
1, 2.28
Thay số:   (4-4)
.0,95  0, 756
42, 23



44
GVHD: Th.S Vâ TiÕn Trung SVTH: NguyÔn Do·n H­ng
§å ¸n m«n häc m«n M¸y ®iÖn


n  2 : số d ây dẫn quấn th ẳng góc với từ thông tản.
2 4 2
k f 1  1  0, 095.108.  0,756  .  0, 0045  .  2   1, 009

b. Tổn hao trong dây quấn CA.
k f 2  1  0, 095.108. 2 .a 4 .n 2 (4-5)

Trong đó: a  d 2 = 16 mm = 0 ,16 [cm ]

n  15 : số lớp dây cao áp
l  l1  42, 23 [cm]

kr  0,95 : Hệ số qui đổ i từ trường tản

d2 .W12 0,16.210
(4-6)
2  .kr  .0,95  0,57
l 42, 23
Thay số ta được:
2 4
k f 1  1  0, 095.108.  0,57  .  0, 0016  .152  1, 045 (4-7)

4.1.3 Tổn hao trong dây dẫ n ra.
a. Tổn hao dây qu ấn HA.
+ Chiều dài dây d ẫn ra.
lr1  7,5.l1  7,5.42, 23  316,7 [cm] (4-8)
+ Trọng lư ợng dây d ẫn ra hạ áp :
Gr1  lr1.Tr1. .108 (4-9)
Trong đó : lr1 : chiều dài dây d ẫn ra của HA
2
Tr1  125 [mm ] : Tiết diện dây d ẫn ra của cuộn HA

Thay số ta có:
Gr1  316, 7.125.8900.108  3,52 [Kg]

+ Tổn hao đồng trong dây dẫn ra h ạ áp:
2
Pr1  2, 4.1 .Gr1  2, 4.  3,34  .3,52  94, 25 [W]
2
(4-10 )

b. Tổn hao dây quấn CA.
+ Chiều dài dây d ẫn ra cao áp:
lr 2  7,5.l2  7,5.42, 23  316, 7 [cm ] (4-11 )
+ Trọng lư ợng dây d ẫn ra:


45
GVHD: Th.S Vâ TiÕn Trung SVTH: NguyÔn Do·n H­ng
§å ¸n m«n häc m«n M¸y ®iÖn


Gr 2  lr 2 .Tr 2 . .108 (4-12 )
Trong đó lr 2 : Chiều dài dây dẫn ra củ a cuộn CA.
2
Tr 2  2, 015 [mm ]: Tiết diện dây dẫn ra quấn CA

Thay số ta được:
Gr 2  316, 7.2, 015.8900.108  0, 057 [Kg]

+ Tổn hao đồng trong dây dẫn ra cuộn CA.
2
2
Pr 2  2, 4. 2 .Gr 2  2, 4.  3, 26  .0,057  1, 45 [W] (4-13)

c. Tổng tổn hao ngắn m ạch.
(4-14)
Pn  PCu1.k f 1  PCu 2 .k f 2  Pr 2

Trong đó: k f 1  1, 009 : Hệ số tổn hao trong dây quấn HA

k f 1  1, 045 : Hệ số tổn hao trong dây quấn CA.

PCu1  1835 [W]: Tổn hao đồng dây qu ấn HA

PCu 2  1809 [W]: Tổn hao trong dây quấn CA

Pr1  94, 25 [W]: Tổn hao đồng trong dây dẫn ra cuôn HA

Pr 2  1, 45 [W]: Tổn hao đồng trong dây dẫn ra cuộn CA

Thay số ta được:
Pn  1835.1, 009  1809.1, 045  94, 25  1, 45  3837, 6 [W]

Vậy tổn hao tính toán vượt quá tổn hao bài cho là:
4000  3837,6
(4-15 )
 4, 06%
4000
d. Mật độ nhiệt trên b ề m ặt dây quấn:
PCu1.k f 1
+ Phía HA: (4-16 )
q1 
M1
2
Với: M 1  3, 49 [m ]

PCu1  1835 [W]

k f 1  1, 009

1835.1,009
 530,5 [W/m2]
Thay số ta được: q1 
3, 49



46
GVHD: Th.S Vâ TiÕn Trung SVTH: NguyÔn Do·n H­ng
§å ¸n m«n häc m«n M¸y ®iÖn


PCu 2 .k f 2
+ Phía CA: (4-17 )
q2 
M2

M 1  1,89 [m2]
Với:
PCu 2  1809 [W]

k f 2  1, 045

1809.1, 045 2
Thay số ta được:  1000 [W/m ]
q1 
1,89
e. Tổng m ật độ nhiệt trên b ề m ặt dây quấn CA & HA
2
q  q1  q2  530,5  1000  1530,5 [W/m ] (4-18 )

4.2 XÁC ĐỊNH ĐIỆN ÁP NGẮN MẠCH (Un)
Trị số U n là mộ t tham số rất quan trọng ảnh hưởng tới những dặc tính vận hành
cũng như kết cấu củ a máy.
Khi U n % b é thì dòng điện ngắn m ạch In lớn gây nên lực cơ học trong MBA lớn.

Khi U n % lớn thì điện áp giáng U ở trong MBA tăng lên ảnh hưởng đến các hộ

dùng điện.
Sự phân phối tải nguồn các MBA làm việc song song với U n khác nhau sẽ không
hợp lí. Không tỉ lệ với dung lượng của máy mà tỉ lệ n ghịch với điện áp ngắn m ạch
Un % .

2 2
Ta đã biết điện áp ngắn mạch toàn phần : U n  U nr  U nx (4-19 )

a. Thành phần điện áp ngắn mạch tác dụng:
Pn 3837,6
(4-20 )
U nr    1,735%
10.S 10.250
Thành ph ần điện áp ngắn m ạch phản kháng.
7,9. f .S . .a R .K R .10 1
(4-21 )
U nx 
U v2

 .d12 3,14.24,48
Trong đó :   (4-22 )
  1,82
l 42,23

d12 : Đường kính trung bình của rãnh dầu sơ bộ

Máy ta thiết kế S = 250 KVA.


47
GVHD: Th.S Vâ TiÕn Trung SVTH: NguyÔn Do·n H­ng
§å ¸n m«n häc m«n M¸y ®iÖn


a1  a2 0, 015  0,024
Nên ar  a12  (4-23 )
 0, 009   0, 022
3 3
k r  0,95 chọn theo [tài liệu 1] trang 112 : k r  0,93  0,98

U v  8,05 [V]

7,92.50.83,33.1,82.0,22.0,95.10 1
Thay số ta được: U n   4,536%
8,05 2

b. Điện áp ngắn m ạch toán phần là.
2 2
U n  U nr  U nx = 1, 7352  4,536 2  4,85 % (4-24 )

Như vậy điện áp ngắn m ạch nhỏ hơn tiêu chu ẩn là:
4,85  5
. 100 = 4,1 % (4-25 )
5
Vẫn đạt tiêu chuẩn sai lệch trong khoảng 5%

4.3 TÍNH DÒNG Đ IỆN NGẮN MẠCH CỰC ĐẠ I
a. Trị số h iệu dụng củ a dòng điện ngắn mạch:
100 100
+ Phía HA : I n1  I f 1 .  7440 [A] (4-26 )
 360,84.
Un 4,85

Dòng điện ngắn mạch dây bằng dòng điện ngắn mạch pha và b ằng
I n1  7440 [A]

100 100
+ Phía CA : I n 2  I f 2 .  135,3 [A] (4-27 )
 6,56.
Un 4,85

Trị số dòng điện ngắn m ạch cực đại:
+ Phía HA:
 
   .U nr    3,14.1,735  
imax 1  2 . I n1  I n1 . exp    2 . 7440  7440. exp    13690 [A]
U   
  4,536  
  
 nx


+ Phía CA:
 
   .U nr    3,14.1,735  
imax 2  2 . I n 2  I n 2 . exp    2 .135,3  135,3. exp    248,7 [A]
U   
  4,536  
  
 nx




48
GVHD: Th.S Vâ TiÕn Trung SVTH: NguyÔn Do·n H­ng
§å ¸n m«n häc m«n M¸y ®iÖn




4.4 TÍNH LỰ C CƠ GIỚ I LÚC NGẮN MẠCH
Ta có từ trường tản ngang B’ và từ trường dọc trục B như hình vẽ


2
1



Fr Fr

B'
a 12 a 2
a1

B


a. Lực hướng kính.
FK  0,628.imax .W  . .k r .10 6
2
(4-28 )

+ Phía HA: FK 1  0,628.imax 1 .W1 2 . .k r .10 6 (4-29 -a)
Trong đó :   1,82
W1  28 [vòng]

imax 1  13690 [A]

k r  0,95

Thay số ta được: FK 1  0,628.13690.282 .1,82.0,95.10 6  159543 [N]

+ Phía CA: FK 2  0,628.imax 2 .W2 2 . .k r .10 6 (4-29 -b)
Trong đó :   1,82
W2  1540 [vòng]

imax 2  248,7 [A]

k r  0,95

Thay số ta được: FK 2  0,628.248,7.15402 .1,82.0,95.10 6  159275 [N]




49
GVHD: Th.S Vâ TiÕn Trung SVTH: NguyÔn Do·n H­ng
§å ¸n m«n häc m«n M¸y ®iÖn


Lực này có chiều xác đ ịnh b ằng qui tắc bàn tay trái, lự c này phân phối đ ều trên
dây quấn.
' '
b. Lự c F T là lự c tác dụng ép của 2 dây quấn theo chiều trục F T lớn nhất ở giữa 2 dây
quấn và hai đ ầu ép lại và có khuynh hư ớng làm sập những vòng dây ngoài cùng nếu
quấn không ch ặt.
ar
l1  l 2  42,23 [cm]
FT  FK .
2.l
ar 0,022
+ Phía HA: FT'  FK 1 .  4155,7 [N] (4-30 -a)
 159543.
2.l1 2.0,4223

ar 0,022
+ Phía CA: FT"  FK 2 .  4148,7 [N] (4-30 -b)
 159275.
2.l 2 2.0,4223




Hướng tác dụng củ a lực hướng kính



4.5 TÍNH ỨNG SUẤ T CỦA DÂY QUẤN
a. Ứng suất lực căng trong dây qu ấn CA:
FK 159275 2
 8,169 [MN/m ] (4-31 )
k  
2. .T .W 2.3,14.2,015.1540
Như vậy  k  8,169 MN/m2 thoả mãn đ iều kiện
 k  30 MN/m2 đ ối với những máy có công suất nhỏ hơn 1600KVA.

b. Ứng suất giữ a các dây cu ốn HA
FT'
(4-32 )
E 
 
D '  D1"
.a1  a11 
. 1
2


50
GVHD: Th.S Vâ TiÕn Trung SVTH: NguyÔn Do·n H­ng
§å ¸n m«n häc m«n M¸y ®iÖn


Thay số: FT'  4155,7 [N], D1'  19 [cm], D1"  20 [cm ], a1  a11  1,5  0,5  1 [cm ] ta
được:
4155,7
[MN/m2]
E 
19  20 .1,5  0,5  0,69
3,14.
2
Tại số  E  0,69 [MN/m 2] đạt tiêu chuẩn với máy có công suất S  6300 KVA
(  E  18  20 MN/m 2).




51
GVHD: Th.S Vâ TiÕn Trung SVTH: NguyÔn Do·n H­ng
§å ¸n m«n häc m«n M¸y ®iÖn




CHƯƠNG V: TÍNH TOÁN CUỐ I CÙNG MẠCH TỪ

Sau khi xác đ ịnh kích thước và trọng lượng của dây quấn sao cho điện áp ngắn
mạch (Un) và các công suất tổn hao (Pn) đạt yêu cầu ta sẽ tiến hành tính toán cuối cùng
về mạch từ để xác đ ịnh các kích thước cụ thể của các bậc thang của trụ sắt. Sau đó tính
toán dòng điện không tải, tổn hao không tải và hiệu suất của MBA.

5.1. XÁC Đ ỊNH KÍCH THƯỚC CỤ THỂ CỦA LÕI SẮT
Ta chọn kết cấu lõi thép kiểu ba pha ba trụ, loại lá thép sử dụng là loại tôn các
lạnh, cắt vát các góc lá thép.
Dự a vào đường kính d = 0,18 m. Tra b ảng 41a [tài liệu 1]. Ta chọn chiều dày,
chiều rộng của bậc thang.
Tiết diện trụ c có 6 bậc và gông có 5 b ậc:


Tậ p Trụ (mm) Gông (mm )
1 175 x 21 175 x 21
2 155 x 25 155 x 25
3 135 x13 135 x 13
4 120 x 8 120 x 8
5 95 x 9 95 x 17
6 65 x 8




1. Diện tích củ a các b ậc thang củ a tiết diện trụ . Tra bảng ta được:

52
GVHD: Th.S Vâ TiÕn Trung SVTH: NguyÔn Do·n H­ng
§å ¸n m«n häc m«n M¸y ®iÖn


17,5.2,1 + 15,5.2,5 + 13,5.1,3 + 12,0.0,8 + 9,5.0,9 + 6,5.0,8 = 116,4 [cm2] (5-1)
2. Tổng chiều dày của các lá thép của tiết diện trụ

b = 2,1 + 2,5 + 1,3 + 0,8 + 0,9 + 0,8 = 8,4 [cm] (5-2)
T


3. Toàn bộ tiết diện bậc thang của trụ
2
TbT = 2.116,4 = 232,8 [cm ] (5-3)
4. Tiết diện hữu hiệu củ a trụ
TT  k d .TbT

(tra b ảng 10 trang 193 [tài liệu 1]) Chọn k d  0,97 đố i với tôn cần lạnh 3404.
2
TT  0,97.232,8  225,8 [cm ] (5-4)
5. Diện tích b ậc thang củ a n ửa tiết diện gông. Chọn gông 5 bậc, 4 bậc đầu trùn g với 4
bậc của trụ. Còn bậc ngoài cùng tương ứng với 2 b ậc ngoài cùng của trụ. Tra bảng ta
được: 2,1.17,5 + 2,5.15,5 + 1,3.13,5 + 0,8.12 + 1,7.9,5 = 118,8 [cm2] (5-5)
6. Toàn bộ tiết diện bậc thang của gông
2
TbG = 2.118,8 = 237,6 [cm ] (5-6)
7. Tiết diện hữu hiệu củ a gông
2
TG = 0,97.237,6= 230,472 [cm ] (5-7)
8. Chiều rộng của gông (có rãnh làm lạnh)
bG   bt  nr .br  2.8,4  2.0,5  17,8 [cm] (5-8)

Với : + nr là số rãnh làm lạnh.
'
+ br là chiều rộng của rãnh làm lạnh. ( br  a22  0,5 cm)
9. Chiều dài trụ :
' "
(5-9)
lT  l  l 0  l 0

+ l0' : là kho ảng cách từ dây quấn đ ến gông trên.
"
+ l0 : là kho ảng cách từ dây quấn đ ến gông dưới.
+ l : là chiều dài củ a cuộn dây
Vì không có vành sắt ép dây qu ấn nên: l0'  l0  3 [cm]
"



Do đó : lT  42,23  3  3  48,23 [cm]
10. Khoảng cách tâm trụ c của 2 cạnh bằng nhau


53
GVHD: Th.S Vâ TiÕn Trung SVTH: NguyÔn Do·n H­ng
§å ¸n m«n häc m«n M¸y ®iÖn

"
C  D2  a22  26,5  1  27,6 [cm] (5-10)
11. Trọng lượng gông (trọng lượng sắt)
GG  2(t  1).C.TG . .10 6
'
(5-11)
Trong đó : t  3 ,   7650 [Kg/m 3], TG  230,472 [cm2], C  27,6 [cm]
Thay số ta được:
GG  2(3  1).27,6.230,472.7650.10 6  194,25 [Kg]
'



12. Trọng lượng sắt một m ạch từ:
Đó là ph ần chung nhau của trụ và gông giới hạn bởi 2 trụ vuông góc nhau
G g  2.k c . .10 6 a1T .a1G .b1T  a 2T .a 2G .b2T  ...  a nT .a nG .bnT  (5-12)

a1T , a1G ,... là chiều rộng củ a từng tệp lá thép trụ và gông ở mối nối

b1T , b1G ,... là chiều dày của các tệp lá thép trụ trong một nửa tiết diện gông
-6
G g = 2.0,915.7650.10 (17,5.17,5.2,1 + 15,5.15,5.2,5 + 13,5.13,5.1,3 +

12.12.0,8 + 9,5.9,5.1,7) = 26,8 [Kg]
13. Trọng lượng sắt ở 4 m ối nối góc là
Gg
"
 2.G g  2.26,8  53,6 [Kg] (5-13)
GG  4.
2
14. Trọng lượng sắt toàn ph ần củ a gông là:
' "
GG  GG  GG  194,65  53,6  248,25 [Kg] (5-14)
15. Trọng lượng sắt ở trụ:
GT  t.TT .lT . .106
'
(5-15)
Trong đó: TT  225,8 [cm2], lT  48,23 [cm ], t  3 (số trụ dây quấn)
Thay số ta được:
GT  3.225,8.48,23.7650.10 6  214,12 [Kg]
'



16. Trọng lượng sắt của ph ần nố i trụ với gông
 
GT  t. TT .a1G . .10 6  G g
"
(5-16)

Trong đó : t  3 , TT  225,8 [cm 2], a1G  17,5 [cm], Gg  26,8 [Kg]

Thay số ta được:
 
GT  3. 225,8.17,5.7650.10 6  26,8  10,28 [Kg]
"




54
GVHD: Th.S Vâ TiÕn Trung SVTH: NguyÔn Do·n H­ng
§å ¸n m«n häc m«n M¸y ®iÖn



17. Trọng lượng sắt toàn bộ củ a trụ
' "
GT  GT  GT  214,12  10,28  224,4 [Kg] (5-17)
18. Trọng lượng sắt toàn ph ần củ a lõi thép:
GFe  GG  GT  248,25  224,4  472,65 Kg] (5-18)

5.2 TÍNH TỔ N HAO KHÔNG TẢI
1. Lõi thép làm bằng tôn cán lạnh 3404 dày 0,35mm.
- Do đó trị số tự cảm trong lõi sắt là
U v .10 4
(5-19)
BT 
4,44. f .TT

Trong đó: U v  8,05 [V], TT  225,8 [cm2]
Thay số ta được :
8,05.10 4
 1,605 [T]
BT 
4,44.50.225,8

- Tự cảm trong gông:
TT 225,8
 1,57 [T] (5-20 -a)
BG  BT .  1,605.
TG 230,472

- Tự cảm mối nối nghiêng là:
BT 1,605
 1,13 [T] (5-20 -b)
Bn  
2 2
2. Suất tổn hao trong trụ và gông, mối nối nghiêng
Tra b ảng 45 [Tài liệu 1] ta được:
- Suất tổn hao trong trụ: pt  1,295 [W/kg]
- Suất tổn hao trong gông: p g  1,251 [W/kg]

Tương ứng khe hở không khí là (tra bảng 44 [Tài liệu 1]) ta có :
2
Pkt  645 W/m
2
Pkg  615 W/m

Pkn  336 W/m2




55
GVHD: Th.S Vâ TiÕn Trung SVTH: NguyÔn Do·n H­ng
§å ¸n m«n häc m«n M¸y ®iÖn


Hình dáng tiết diện gông ảnh hưởng đến sự phân bố từ cảm trong trụ và gông cho nên
phải đưa thêm vào hệ số tăng cường ở gông k GP  1
Mặt khác do yếu tố công nghệ ảnh hưởng rất nhiều tới yếu tố không tải. Bởi vây, ph ải
kể đến một số hệ số sau:
- Hệ số tổn hao do tháo lắp gông trên để lồng dây quấn vào trụ làm chất lượng lá thép
giảm, tổn hao tăng lên. Thường K tp  1,02  1,05 , chọn K tp  1,02 .

- Hệ số tổn hao do ép trụ : K et  1,02
- Hệ số tổn hao do cắt d ập tôn : K cp  1

- Hệ số tổn hao do mép cắt ho ặc bavia: K bp  1

Chọn K gp  0,92

* Tổn hao không tải
P0  K f .PT .GT  PG .PG  (5-21)

Với K f  K gp .K ep .K cp .K tp .K bp  0,92.1,02.1.1,02.1  0,957

P0 được tính chính xác như sau:

pt  p g
 
 
'
(5-22)
P0  K f . pt .GT  p g . GG  K d .G g  .G g .K gp  p kn .4 2 .TT  p kt .2.TG 
2
 
Trong đó K d là hệ số biểu thị số lượng góc nối
Chọn K d  4
2
pt  1,295 W/Kg TT  225,8 cm
2
p kg  615 W/m
GT  224,4 Kg
2
p g  1,251 W/Kg TG  230,472 cm
'
K f  0,975
GG  194,65 Kg
2
Gg  26,8 Kg p kt  645 W/m
2
p kn  336 W/m
K gp  0,92

Thay số vào ta đư ợc:
1, 295  1, 251
P0 = 0,957.[1,295.224,4 + 1,251.(194,65 - 4.26,8) + .26,8.0,92
2
+ 0,0336.4 2 .225,8 + 0,0645.2.230,472] = 678,36 [W]


56
GVHD: Th.S Vâ TiÕn Trung SVTH: NguyÔn Do·n H­ng
§å ¸n m«n häc m«n M¸y ®iÖn


Ta thấy: P0  P0


Vậy so lệch P0 nhỏ hơn so với tiêu chu ẩn là:
750  678, 36
.100%  9,5%
750
P0 như vậy là tho ả mãn

3. Công su ất từ hoá không tải
Q0 = Kgi.Kti.Kei.[Kbi.Kci.( qt .GT + q g .GG  K d .GG  +
'



qT  q G
q
+ .GG .(Kb.K’gi + K + K”gi)) + .K.TT] (5-23)
kn
2
Trong đó:
- Kd = 4
- Kgi = 20,2
- Kb.K’gi+ K+K”gi = Kqi = 20,2
- KG = 1 : Hệ số làm tăng công suất từ hoá ở gông
- Kti = 1,02: Hệ số kể đến sự tăng công suất khi tháo lắp
- Kbi = 1,1: Hệ số kể đến việc cắt gọt bavia với lá thép ủ
- Kci = 1 : Hệ số kể đến ảnh hưởng của việc cắt gọt d ập lá thép có ủ
- Kei = 1 ,04: Hệ số ảnh hư ởng của việc ép m ạch từ
- Hệ số kể đến việc tăng công suất từ hoá ở các góc nối trụ và gông lõi thép:
. Mố i nố i nghiêng K’gi = 4 ,3
. Mố i nố i thẳng K”gi = 11,0
- qkn  0,336 , qkt  2,35 , qkg  2,21

- pt  1,295 (W/Kg)
- p g  1,251 (W/Kg)
'
- GG  194,65 (Kg)
Thay số vào công thức (5-23) ta đư ợc Q0 = 3705,92 W
4. Thành phần phản kháng dòng điện không tải.
Q0 3705,92
i0x % = = = 1,48% (5-24)
10.S 10.250


57
GVHD: Th.S Vâ TiÕn Trung SVTH: NguyÔn Do·n H­ng
§å ¸n m«n häc m«n M¸y ®iÖn




5. Thành phần tác dụng của dòng điện không tải.
P0 678,36
i0r % = = = 0,16 % (5-25)
10.S 10.250
6. Dòng đ iện không tải toàn phần.

i0 % = i02x %  i02r % = 1, 482  0,162 = 1,488 % (5-26)

7. Trị số dòng điện không tải của dây quấn CA.
1, 48
I0x = Iđm2. I 0 x = 6,56. = 0,11 (A) (5-27 -a)
100
100
I 0r 0,16
I0r = Iđm2. = 6,56. = 0 ,01 (A) (5-27 -b)
100 100
I0 1, 488
I0 = Iđm2. = 6,56. = 0,098 (A) (5-27 -c)
100 100

5.3 HIỆU SUẤ T CỦA MBA.
Hiệu suất củ a MBA lúc tải định mứ c là.
P0  Pn
 % = [1 - ].100 (5-28)
Pdm  P0  Pn

Trong đó: P0 = 678,36 (W)
Pn = 3837,6 (W)
Pđm = 250.103 (W) (đ ịnh mức khi cosφ = 1)
678,36  3837, 6
Vậy  % = [1 - ].100 = 98,2%
250.103  678, 36  3837, 6
Vậy hiệu su ất củ a máy là 98,2%.

5.4 CHI PHÍ VẬT LIỆU TÁC DỤNG
1. Tổng trọng lượng dây quấn
GCu = GCu1 + GCu2 = 57,33 + 63,08 = 120,41 [Kg] (5-29)
2. Tổng trọng lượng dây quấn kể cả cách điện
Gdd = Gdd1 + Gdd2 = 57,48 + 64,34 = 121,8 [Kg] (5-30)




58
GVHD: Th.S Vâ TiÕn Trung SVTH: NguyÔn Do·n H­ng
§å ¸n m«n häc m«n M¸y ®iÖn



CHƯƠNG VI: TÍNH TOÁN NHIỆT MÁY BIẾN ÁP


6.1 ĐẠI C ƯƠNG.
Tính toán nhiệt là tính toán về nhiệt ở trạng thái xác lập nghĩa là khi MBA làm
việc liên tục với tải định mức, ở trạng thái xác lập này toàn bộ nhiệt lượng do dây quấn
và lõi sắt phát ra đ ều khuếch tán ra xung quanh.
Đường khuếch tán củ a dây điện có thể phân ra làm các loại sau:
a. Từ d ây quấn hay lõi sắt ra một cuộn ngoài tiếp xúc với dầu b ằng truyền dẫn
b . Quá độ từ mặt ngoài dây quấn hay lõi sắt vào dầu
c. Từ d ầu ở m ặt ngoài dây qu ấn hay lõi sắt truyền tới m ặt trong thùng dầu đối lưu
d . Quá độ truyền từ dầu vào trong vách thùng dầu
e. Cuối cùng là nhiệt từ vách thùng truyền ra không khí xung quanh bằng b ức xạ
và đố i lưu.
Nói chung trong phần tính toán nhiệt của MBA gồm các phần sau:
- Tính nhiệt độ chênh qua từng phần gồm:
- Nhiệt độ chênh trong lòng dây quấn hay lõi sắt với m ặt ngoài củ a nó
- Qua mỗi lần truyền nhiệt đ ể nhiệt độ giảm dần nghĩa là nó gây nên một
lượng sụ y nhiệt độ, kết qu ả là so với môi trường không khí xung quanh thì các bộ phận
trong MBA có nhiệt độ chênh nào đó.
- Trị số dòng nhiệt càng liệt càng lớn thì nhiệt độ chênh càng lớn 0
- Nhiệt độ chênh giữa mặt ngoài dây quấn với đầu 0
- Nhiệt độ chênh giữa dầu với vênh thùng dt
- Nhiệt độ vênh giữ a vách thùng và không khí  tk
- Chọn kích thước thùng dầu b ảo đảm tỏa nhiệt tốt, ngh ĩa là làm sao cho nhiệt độ dây
quấn lõi sắt và dầu không quá m ức quy định.
- Kiểm tra nhiệt độ chênh củ a dây qu ấn, lõi sắt và d ầu đố i với không khí.
Như vậy việc tính toán nhiệt của MBA khá phức tạp, nó ảnh hưởng rất nhiều
tới tuổi thọ của MBA và ch ế độ làm việc đ ịnh mứ c của MBA. Việc tính toán nhiệt này
cũng còn liên quan tới việc thiết kế thùng dầu và các bộ phận tản nhiệt khác.



59
GVHD: Th.S Vâ TiÕn Trung SVTH: NguyÔn Do·n H­ng
§å ¸n m«n häc m«n M¸y ®iÖn


6.2 TÍNH TOÁN CỤ THỂ VỀ NHIỆT CỦA MBA.
I. Tính toán nhiệt độ chênh qua từng phầ n
1. Nhiệt độ chênh trong lồng dây quấn hay lõi sắt với mặt ngoài của nó.
Gọ i 0 là nhiệt độ chênh.
q.
.10 -4
Ta có:  0  (6 - 1 )
cd

Trong đó :
 : Là cách điện mộ t phía.
2 = 0,4 [mm] = 0,04 [cm ] vậ y  = 0 ,02 [cm ]
cd : Là su ất dẫn nhiệt củ a lớp cách điện của dây quấn, ta chọn cd  0, 0017

[W/cm oC] (tra bảng 54 [tài liệu 1])
Mật độ dòng nhiệt trên b ề m ặt dây quấn .
PCu1.k f 1
+ Phía HA: (6 - 2 )
q1 
M1
2
Với: M 1  3, 49 [m ]

PCu1  1835 [W]

k f 1  1, 009

1835.1,009
 530,5 [W/m2]
Thay số ta được: q1 
3, 49

PCu 2 .k f 2
+ Phía CA: (6 - 3 )
q2 
M2


2
Với: M 1  1,89 [m ]

PCu 2  1809 [W]

k f 2  1, 045

1809.1, 045
 1000 [W/m2]
Thay số ta được: q2 
1,89

- Nhiệt độ chênh phía HA:
q1.1 4 (6 - 4 )
01  .10
cd


60
GVHD: Th.S Vâ TiÕn Trung SVTH: NguyÔn Do·n H­ng
§å ¸n m«n häc m«n M¸y ®iÖn


Vì dây quấn có 2 lớp 1  3 lớp nên 1  0,06 [cm].

Do đó : 01  530,5.0, 06 .104  1,87 [0C]
0,0017
- Nhiệt độ chênh phía CA:
q2 . 2 (6 - 5 )
.10 4
 02 
cd
Vì dây quấn CA có 8 lớp nên  2  0,16 [cm]

Do đó: 02  1000.0, 016 .104  0,94 [0C]
0, 0017
2. Nhiệt độ chênh giữ a m ặt ngoài dây qu ấn với dầu 0d .
Hiệu số của nhiệt độ này phụ thuộc vào tổn hao của dây qu ấn và thường đư ợc
xác đ ịnh theo công thứ c kinh nghiệm gần đúng, ở đ ây dây qu ấn dùng dây ch ữ nh ật có
rãnh d ầu ngang nên:
 od  k1.k2 .k3 .0,35.q 0,6 (6 - 6 )
- k1 : Hệ số kể đ ến tốc độ chuyển động củ a d ầu trong dây quấn phụ thuộc vào h ệ
thống làm lạnh. Đây làm lạnh tự nhiên nên k1  1
- k2 : Hệ số chiếu cố đến trường hợp do dây quấn HA ở trong nên dầu đối lưu khó
khăn làm dây quấn HA nóng hơn, do đó: k2  1,1 : Đố i với dây quấn CA n ằm ngoài,
HA n ằm trong.
- k3 : Hệ số chiếu cố đ ến sự đối lưu khó khăn của dầu do bề rộng (hay làm chiều
cao) tương đố i của rãnh dầu ngang. Ta chọn k3  0,85
Độ tăng nhiệt b ề m ặt dây quấn:
+ Tính cho phía HA:
 od 1  k1.k2 .k3 .0,35.q10,6  1.1,1.0,85.0,35.530,50,6  14 [0C] (6 - 7 )
+ Tính cho phía CA:
 od 2  k1.k2 .k3 .0, 35.q2 0,6  1.1,1.0,85.0, 35.10000,6  14, 65 [0C] (6 - 7 )
3. Nhiệt độ chênh trung bình của lòng dây quấn hay lõi sắt với m ặt ngoài của nó
thường bằng kho ảng 2/3 nhiệt độ chênh lệch toàn phần.
Do đó ta có:  0tb  2 / 3 0


61
GVHD: Th.S Vâ TiÕn Trung SVTH: NguyÔn Do·n H­ng
§å ¸n m«n häc m«n M¸y ®iÖn


Ta chọn nhiệt độ cao nhất trong HA hoặc trong CA: 0tb  2 / 3.14, 65  9, 76 0C
Trong đó:  0tb  9, 76 0C
od  0 d 2  14, 65 0C

Thay số ta được:  0dtb  9, 76  14, 65  24, 41 0C
4. Nhiệt độ chênh trung bình củ a dây quấn đối với dầu.
Phía h ạ áp: (6 - 8 )
 0dtb1   01   0d 1  1,87  14  15,87

Phía cao áp : 0dtb 2  02  0 d 2  0, 94  20, 65  21, 59 (6 - 9)
5. Nhiệt độ chênh giữ a d ầu và rãnh thùng  0 dt
Cách tính nhiệt độ chênh này cũng tương tự như 0d nghĩa là cũng phụ thuộc
mật độ dòng nhiệt đi qua mặt cách thùng nhưng thường nhiệt độ chênh này không quá
5 6 0C, do đó sơ bộ có thể lấy dt  5 0C

6. Nhiệt độ chênh giữ a vách thùng và không khí  tk
Nhiêt độ từ vách thùng truyền ra không khí xung quanh theo 2 đường, một bộ
phận truyền ra theo phương pháp đối lưu, mộ t bộ phận truyền ra theo phương pháp
bức xạ.
Việc tính toán nhiệt cho nửa vách thùng và không khí liên quan đ ến việc tính
toán m ặt bức xạ và đối lưu của thùng, tới đây ta tính toán thùng vì thế căn cứ vào nhiệt
độ đo cho phép giữa dây qu ấn và không khí tk .

Cuối cùng sẽ tìm được nhiệt độ chênh giữa thùng và không khí. Trị số tk ph ải
được kiểm tra xem lại có đạt được nhiệt độ chênh cho phép không. Nếu đạt ta chọn sơ
bộ tk = 40 0C
II. Tính toán nhiệt của thùng dầu
Như ta đã biết, thùng dầu đồng thời là vỏ máy của MBA, trên đó có đặt các
chi tiết máy rất quan trọng như sứ ra của dây quấn CA va HA, ống phóng nổ, bình giãn
dầu… Vì vậy thùng d ầu ngoài yêu cầu đảm b ảo tản nhiệt tốt còn ph ải đảm bảo các tính
năng về điện (như đ ảm bảo kho ảng cách cho phép giữa dây quấn với thùng), có đ ộ bền
cơ học đảm b ảo, ch ế tạo đơn giản và có kh ả năng rút gọn được kích thước bên ngoài.
Việc tính toán ở đây là căn cứ yêu cầu tản nhiệt, sau đó kiểm tra lại xem về yêu cầu
cần tản nhiệt.

62
GVHD: Th.S Vâ TiÕn Trung SVTH: NguyÔn Do·n H­ng
§å ¸n m«n häc m«n M¸y ®iÖn


Chọn loại thùng dầu cho MBA S = 25 0 KVA. Ta chọn lo ại thùng có những
cánh tản nhiệt bằng tôn bố trí vuông góc với vỏ thùng.
1. Chọn kích thước tối thiểu bên tron g của thùng
a. Đây là MBA ba pha cấp điện áp 22/0,4 KV
Nên chiều rộng củ a thùng là:
B = D2 + S1 + S2 + d1 + S3 + S4 + d2 (6 - 1 0 )
Trong đó :
 D2 = 26,6 (cm) đường kính ngoài của dây quấn CA
+ S1 = 2,3 (cm): kho ảng cách dây dẫn ra đ ến vách thùng của cuộ n CA.
+ S2 = 2 (cm) : khoảng cách từ dây d ẫn ra của dây quấn CA đến vách thùng d ầu
+ S3 = 1,2 (cm) : khoảng cách dây dẫn ra của dây quấn HA đến mặt dây quấn CA
+ S4 = 2,0 (cm) : khoảng cách từ dây qu ấn HA đ ến vách thùng.
+ d1 : Dây dẫn ra của dây quấn HA chọn bề mặt nằm ngang d1 = 25 mm = 2,5 cm
+ d2 : Khoảng cách dây d ẫn ra của cuộn CA, chọn d2 = d 1 = 2,5 cm
Như vậy: B = 26,6 + 2,3 + 2 + 2 ,5 + 1,2 + 2 + 2,5 = 39,1 [cm ]
b. Chiều dài tố i thiểu củ a thùng
A = 2.C + D2 + 2.S5 (6 - 11)
S5 : Là khoảng cách giữ a dây qu ấn CA và HA
S5 = S3 + d 2 + S4 = 1 ,2 + 2,5 + 2 = 5,7 [cm] (6.104)
C = 27,6 [cm ]
D2= 26,6 [cm]
Thay số vào ta đư ợc: A = 2.27,6 + 26,6 + 2 .5,7 = 93,2 [cm]
c. Chiều cao củ a thùng
H = H1 + H2 (6 - 1 2 )
H1: Là chiều dài từ thùng đến hết chiều cao lõi sắt
H1 = lT  2.hG  n (6 - 1 3 )
lT  48, 23 [cm ]

n  5 [cm]: Chiều dày tấm lót dưới gông dưới
TG
(6 - 1 4 )
hG 
bG  nr .br



63
GVHD: Th.S Vâ TiÕn Trung SVTH: NguyÔn Do·n H­ng
§å ¸n m«n häc m«n M¸y ®iÖn

2
TG  230, 472 [cm ], bG  17,8 [cm]

bG  nr .br  17,8  2.0,5  16,8 [cm ]

230, 472
 13, 71 [cm]
hG 
16,8

Vậy : H1 = 48,23 + 2.13,71 + 5 = 80,65 [cm ]
H2 : Là kho ảng cách tối thiểu từ gông đến nắp thùng (tra bảng 58 tài liệu 1)
ta có : H2 = 300 mm chọn
H2 = 30.2 = 60 (cm)
H = H1 + H2 = 80 ,654 + 60 = 140,65 cm




s3
d1
s1
Dây dẫn ra HA
Dây dẫn ra CA
s4
d2


s2




64
GVHD: Th.S Vâ TiÕn Trung SVTH: NguyÔn Do·n H­ng
§å ¸n m«n häc m«n M¸y ®iÖn


- §é t¨ng nhiÖt trung b×nh gi÷a dÇu vµ thïng :
 dt = 60 -  0 dtb 1 = 60 - 15,87 = 44,13 0C ( 6 - 15)
- §é t¨ng nhiÖt gi¶ thiÕt ë mÆt trªn cña dÇu:
 ' tk = 1,2. dt = 1,2.44,13 = 52,95 < 55 0C (6 - 1 6 )
- §é chªnh nhiÖt trªn v¸ch thïng:
 vt = 5 0 C vµ dù tr÷ 20C nªn:  '' tk =  dt - 5 - 2 = 44,13 - 7 = 37,13 0C
- DiÖn tÝch t¶n nhiÖt cña v¸ch thïng c¸nh sãng:
Mbxs=  2(A-B) + π(B +2b) H s   2(0,932 - 0,391) + π(0,391 + 2.200.103 )  .0, 765  2, 73 m2
 
HS = H1 – 0,1 = 0,865 - 0,1 = 0,765 (m)
ChiÒu dµi khai triÓn mét b­íc c¸nh sãng:
lS = (2b + t - 0,43c ).10 3 = (2.200 + 16 - 0,43.7 ).103  0, 423 [m] (6 - 1 7 )
ChiÒu dµi mét b­íc sãng:
t = (a + c +2  ).10-3 = (18 + 7 + 2.0,2).10-3 = 0,0254 [m] (6 - 1 8 )
a
Trong ®ã a = 18 mm; c =  7(mm)
2,5
Sè l­îng c¸nh sãng:
 2  A  B    B   2  0,932  0,391  3,14.0,391
m     91 (c¸nh) (6 - 19)
t 0, 0254
BÒ mÆt ®èi l­u cña v¸ch thïng c¸nh sãng:
M dl  m.ls .K s .H s  91.0, 432.0, 4.0, 7  10, 78 [m2] (6 - 2 0 )
Trong ®ã:
2 112
- ks = 1 -  1  0, 4
190 190
b 200
-   11
a 18
- BÒ mÆt bøc x¹ toµn phÇn cña c¸nh sãng:
M bx  M bxs  M t  0,5.M n  2, 73  0, 23  0,5.0, 078  3,352 [m2] (6 - 2 1 )
Trong ®ã:
M t  0,1.t.m  0,1.0, 0254.91  0, 23 [m2] (6 - 2 2 )
- BÒ mÆt mÆt thïng:


65
GVHD: Th.S Vâ TiÕn Trung SVTH: NguyÔn Do·n H­ng
§å ¸n m«n häc m«n M¸y ®iÖn


  .b   3,14.0,591 
 0,5911,132  0,591   0, 784 [m2](6 - 23 )
M n   n  bn  ln  bn    
4 4
 

(6 - 2 4 )
bn = B + 2 bv = 0,391 +2.0,1 = 0,591 [m] ( bv chän b»ng 0,1)
(6 - 2 5 )
ln = A + 2 bv = 0,932 + 2.0,1 = 1,132 [m]

- NhiÖt ®é chªnh cña thïng ®èi víi kh«ng khÝ:
0,8 0,8
 1, 05  Pn  P0    1, 05  3837, 6  678,36  
 45, 250 C (6 - 2 6 )
tk   
 
 2,8.M bx  2,5.M dl   2,8.3, 352  2,5.10, 78 
- §é t¨ng nhiÖt ®é gi­a dÇu vµ vá thïng:
0,6 0,6
 1, 05.  Pn  P0    1, 05.  3837, 6  678, 36   0
 .1, 065  4,1 C (6 - 27)
 dt    .1, 065  
 
 M dl  10, 78.10
 

- §é t¨ng nhiÖt gi÷a thïng dÇu vµ kh«ng khÝ:
dk   dt  tk  4,1  45, 25  49,350 C (6 - 2 8 )
- §é t¨ng nhiÖt cña líp trªn cña dÇu:
dk   .dk  1, 2.49,35  59, 220 C  600 C
'
(6 - 2 9 )
- §é chªnh nhiÖt cña d©y quÊn cao ¸p víi kh«ng khÝ:
0k 2   0d 2  dk  14, 65  49,35  640 C  650 C ` (6 - 3 0 )
- §é chªnh nhiÖt cña d©y quÊn h¹ ¸p víi kh«ng khÝ:
0k 1   0d 1   dt  14  49,35  63,350 C  650 C (6 - 3 1 )
TÊt c¶ ®é t¨ng nhiÖt cña d©y quÊn vµ dÇu ®Òu tho¶ m·n tiªu chuÈn.


b. X¸c ®Þnh s¬ bé träng l­îng ruét m¸y, vá m¸y, dÇu vµ b×nh gi·n dÇu:
ViÖc tÝnh to¸n chÝnh x¸c träng l­îng ruét m¸y, vá m¸y, dÇu vµ b×nh gi¶n dÇu cña
MBA chØ cã thÓ tiÕn hµnh ®­îc sau khi hoµn thµnh thiÕt kÕ ®Çy ®ñ c¸c chi tiÕt cña
MBA. Nh­ng nh÷ng tÝnh to¸n ë trªn cã thÓ x¸c ®Þnh s¬ bé ®­îc träng l­îng cña m¸y
rÊt cÇn cho viÖc tÝnh to¸n kinh tÕ khi cÇn ph¶i ®¸nh gi¸ c¸c ph­¬ng ¸n thiÕt kÕ.
Träng l­îng ®ång:
G  GCu1  GCu 2  Gr1  Gr 2  57,33  63, 08  3,52  0, 057  123,987 [Kg] (6 - 32 )
Cu


Träng l­îng t«n silÝc cña lâi s¾t:
(6 - 33 )
GFe  GG  GT  248,25  224,4  472,65 [Kg]



66
GVHD: Th.S Vâ TiÕn Trung SVTH: NguyÔn Do·n H­ng
§å ¸n m«n häc m«n M¸y ®iÖn


Träng l­îng t¸c dông cña ruét m¸y:
Gr  1, 2.(  GCu  GFe )  1, 2.(123,987  472, 65)  715,96 [Kg] (6 - 3 4 )
ThÓ tÝch cña thïng dÇu:
  .B 2 
Vt    ( A  B ).B  .H
4 

 3,14.39,12 
 (93, 2  39,1).39,1 .140,65.106  0, 65 [m3] (6 - 3 5 )

4
 
ThÓ tÝch ruét m¸y:
Gr 715,96 3
.10  0,127 [m3] (6 - 3 6 )
(  r  5, 5  6 )
Vr  
r 5,5

Ttäng l­îng dÇu: Gd  261[Kg]. (Tra b¶ng 62- TKMBA§L) khi M dl  10, 78 [m2]
B×nh gi·n dÇu: Ng­êi ta quy ®Þnh tÊt c¶ c¸c MBA cã dung l­îng trªn 100kVA,
®iÖn ¸p trªn 6kV, ®Òu ph¶i cã b×nh gi·n dÇu. ThÓ tÝch b×nh gi·n dÇu ph¶i ®¶m b¶o sao
cho khi nhiÖt ®é cña kh«ng khÝ xung quanh dao ®éng trong ph¹m vi – 100C ®Õn
+400C, vµ nhiÖt ®é chªnh cña líp dÇu trªn tõ 00C ®Õn 600C th× dÇu chØ ®­îc gi¶n në
trong ph¹m vi b×nh gi·n dÇu.
Th­êng th× thÓ tÝch b×nh gi·n dÇu th­êng b»ng 7% ®Õn 10% thÓ tÝch dÇu trong thïng :
Vgd  0, 07.Vd  0, 07.(Vt  Vr )

[m3] (6 - 3 7 )
 0, 07.(0, 65  0,127)  0, 0366
B×nh gi·n dÇu th­êng lµm b»ng thÐp hµn nèi, chiÒu dµy tõ 1 ®Õn 3mm vµ ®­îc
®Æt n»m ngang trªn n¾p thïng, chiÒu dµi b×nh gi·n dÇu kh«ng v­ît qu¸ cì MBA.
NghÜa lµ: lgd  B  lgd  39,1 [cm]




67
GVHD: Th.S Vâ TiÕn Trung SVTH: NguyÔn Do·n H­ng
§å ¸n m«n häc m«n M¸y ®iÖn


PHẦN III: K ẾT CẤU MÁY BIẾN ÁP


I. K ẾT CẤU VỎ
Vỏ MBA là bộ phận bảo vệ các chi tiết máy bên trong như ruộ t máy (lõi sắt và
dây quấn) đồng thời cũng là thùng chứa d ầu của m áy.
Vỏ thùng MBA đồng thời cũng là nơi mà trên đó lắp nắp máy, đế m áy và hệ
thống các khối cách tản nhiệt.
Phía trên của vỏ thùng bên thành ta có hàn 4 góc, 4 móc cẩu, giúp cho việc
nâng hạ, lắp ghép máy được đ ễ d àng và thuận lợi.

II. K ẾT CẤU RU ỘT MÁY
Ruột m áy là bộ phận gồm 2 khố i riêng rẽ ghép lại đó là: Lõi sắt và dây quấn.
Dây qu ấn ta bố trí cuộ n hạ áp đặt trong cuộn CA đ ặt ngoài, giữa các cuộ n dây
ta lót cách đ iện bằng ống cách điện và thanh nêm, đ ưa đầu dây ra của mỗ i cuộn ở phía
trên cuộn dây.
Lõi sắt là loại ba pha ba trụ, trụ tròn có 6 bậc còn gông có 5 bậc.
Tiến hành lắp ghép cuộn dây vào trụ. Đầu tiên ta phải dỡ các lá thép của gông
trên ra rồi lót cách điện ống sát trụ và các thanh nêm bằng gỗ rồ i lồng cuộn dây vào.
Sau đó đai nẹp lại cho cu ộn dây ôm chặt vào trụ và đảm bảo cuộn dây được chắc chắn
khi vận hành.Các trụ còn lại ta làm tương tự .
Chú ý đư a đầu dây ra của mỗ i cuộn dây trên mỗ i trụ sao cho h ợp lý và gọn
nhất.
Sau khi lồng dây vào trụ xong ta lắp ghép phía gông trên vào như cũ, ta dùng
các bulông có chiều dài b ằng chiều cao mạch từ và xà ép gông trên và dưới giữ cố
định gông bám chắc vào trụ và các bulông b ắt ngang phía gông trên và d ưới. Việc ép
gông như vậy là rất quan trọng, đ ể tránh những tiếng ù phát ra khi máy ho ạt động nếu
máy MBA m à gông trụ ép không được chặt.

III. LẮP RUỘT VÀO VỎ
Ruột máy đã được lắp hòan chỉnh ta tiến hành bắt ruột máy với đ áy củ a vỏ (đáy
thùng máy) bằng những bulông.



68
GVHD: Th.S Vâ TiÕn Trung SVTH: NguyÔn Do·n H­ng
§å ¸n m«n häc m«n M¸y ®iÖn


Ruột máy phải đ ược bắt ch ặt vào đáy thùng để tránh những sự cố có thể xảy ra
khi vận chuyển hay vận hành máy.



IV. BỐ TRÍ CÁC CHI TIẾT TRÊN NẮP MÁY
Nắp máy là lơi bố trí các đ ầu đầu dây ra và vào của MBA, qua các đ iểm đấu.
Trên n ắp máy có bố trí 3 quả sứ cao cấp, mỗi qu ả sứ có 4 tầng
Trên n ắp máy bố trí ống đổ d ầu bổ sung vào máy và ố ng phòng nổ, ống phòng
nổ miệng hướng theo phương thẳng đứng.
Ta còn bố trí 2 móc nâng h ạ ở 2 bên nắp máy ở mặt trên để có th ể n âng hạ nắp
máy khi tiến hành bảo trì b ảo dưỡng máy.

V. K ẾT CẤU MÁY HOÀN CHỈNH
Sau khi tiến hành các bước lắp ghép máy như vậy ta được mộ t MBA hòan
ch ỉnh.
Khi MBA được lắp ghép hoàn chỉnh các bộ ph ận xong ta tiến hành hút chân
không trong ruột máy và tiến hành bơm dầu vào trong máy qua đ ường van đặt phía
dưới cạnh bên củ a đ áy máy.ở đó máy có bố trí 4 chỗ ch ờ bắt bulông để cố định máy
vào nơi cần đặt máy để vận hành sử d ụng.




69
GVHD: Th.S Vâ TiÕn Trung SVTH: NguyÔn Do·n H­ng

Tài Liệu Kinh tế - Thương mại Mới Xem thêm » Tài Liệu mới cập nhật Xem thêm »

Đề thi vào lớp 10 môn Toán |  Đáp án đề thi tốt nghiệp |  Đề thi Đại học |  Đề thi thử đại học môn Hóa |  Mẫu đơn xin việc |  Bài tiểu luận mẫu |  Ôn thi cao học 2014 |  Nghiên cứu khoa học |  Lập kế hoạch kinh doanh |  Bảng cân đối kế toán |  Đề thi chứng chỉ Tin học |  Tư tưởng Hồ Chí Minh |  Đề thi chứng chỉ Tiếng anh
Theo dõi chúng tôi
Đồng bộ tài khoản