Đồ án tốt nghiệp Thiết kế máy biến áp điện lực ba pha ngâm dầu

Chia sẻ: tanlang

Như ta đã biết, cùng một công suất truyền tải trên đường dây, nếu điện áp được tăng cao thì dòng điện chạy trên đường dây sẽ giảm xuống, như vậy có thể làm tiết diện dây nhỏ đi, do đó trọng lượng và chi phí dây dẫn sẽ giảm xuống, đồng thời tồn hao năng lượng trên đường dây cung sẽ giảm xuống. Vì thế, muốn truyền tải công suất lớn đi xa, ít tổn hao và nết kiệm kim loại mầu trên đường đây người ta phải dùng điện áp cao, dẫn điện bằng các đường dây cao thế, thường là 35, 110,...

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

Nội dung Text: Đồ án tốt nghiệp Thiết kế máy biến áp điện lực ba pha ngâm dầu

Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế máy biến áp điện
lực ba pha ngâm dầu
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ MÁY BIẾN ÁP ĐIỆN LỰC BA PHA NGÂM DẦU.



Bài thiết kế tốt nghiệp của tôi gồm 3 phần:

Phần 1 : Vai trò của MBA trong truyền tải và phân phối điện năng.

Phần 2 : Thiết kế.

Phần 3 : Chuyên đề:Điều chỉnh điện áp.

Các bản vẽ :

Bản vẽ tổng lắp ráp A0.

Bản vẽ quấn dây và sơ đồ nối dây A0.

Bản vẽ mạch từ lắp ráp A0.

Kết luận.

Các tài liệu tham khảo .

Mục lục.

Hà nội, ngày 14 tháng 03 năm 2005

Sinh viên thực hiện




1
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

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 đường dây tải điện
(Hình l.l) 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 đảm bảo được các chỉ tiêu kĩ thuật.




Hình 1.1 Sơ đồ mạng truyền tải điện đơn giản

Như ta đã biết, cùng một công suất truyền tải trên đường dây, nếu điện áp được
tăng cao thì dòng điện chạy trên đường dây sẽ giảm xuống, như vậy có thể làm tiết diện
dây nhỏ đi, do đó trọng lượng và chi phí dây dẫn sẽ giảm xuống, đồng thời tồn hao năng
lượng trên đường dây cung sẽ giảm xuống. Vì thế, muốn truyền tải công suất lớn đi xa,
ít tổn hao và nết kiệm kim loại mầu trên đường đây người ta phải 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 đến 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 đến
6KV, do đó trước khi sử dung điện năng ở đây cần phải có thiết bị giảm điện áp xuống.
Những thiết bị dùng để tăng điện áp ra của máy phát 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 tiêu thụ một cách hợp lí, thường phải qua ba, bốn lần tăng và
giảm điện áp như vậy. Do đó tổng công suất của các MBA trong hệ thống điện lực
thường gấp ba, bốn lần công suất của trạm phát điện.




2
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Những MBA dùng trong hệ thống điện 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 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 thật 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 cuộc công nghiệp hiện đại hóa nước nhà. Hiện nay chúng ta đã
sản xuất được những MBA có dung lượng 63000KVA với 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 cảm
ứng điện từ, biến đổi một hệ thống dòng điện xoay chiều ở điện áp này thành một hệ
thống dòng điện xoay chiều ở điện áp khác, với tần số không thay 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 TC lớn hơn điện áp vào SC ta có MBA tăng áp.

Khi điện áp đầu ra TC nhỏ hơn điện 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 .

+ Ul : Điện áp thứ cấp .

+ I1 : Dòng điện qua cuộn thứ cấp .


3
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

+ P1 : Công suất thứ cấp .

+ Wl : Số vòng dây cuộn thứ cấp .

III. CÁC LƯỢNG ĐỊNH MỨC

Các lượng định mức của MBA do mỗi nhà chế tạo qui định sao cho phù hợp với
từng loại máy .

Có 3 đại lượng định mức cơ bản của MBA .

1. Điện áp định mức

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 sơ
cấp. 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 là
điện áp dây. Đơn vị của điện áp ghi trên nhãn máy thường là kV.

2. Dòng điện định mức

Dòng điện định mức là dòng điện đã qui định cho mỗi dây quấn của MBA, ứng
với công suất định mức và điện áp định mức. Đối với MBA 1 pha dòng điện định mức
là dòng điện pha. Đối với MBA 3 pha dòng điện định mức là dòng điện dây.

3. Công suất định mức

Công suất định mức của MBA là công suất biểu kiến định mức. Công suất định
mức kí hiệu là Sđm , đơn vị là VA, KVA .

Đối với MBA 1 pha công suất định mức là :

Sđm = U2d.I2đm = U1đm. I1đm

Đối với MBA 3 pha công suất định mức là :

Sđm = 3.U 2dm .I 2 dm = 3U1dm .I1dm

IV. CÔNG DỤNG CỦA MBA



4
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

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 như :

+ 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 các trung tâm tiêu
thụ điện (Các khu công nghiệp và các hộ tiêu thụ. . . ) vì thế cần phải xây dựng 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 suất trên đường dây phải giảm dòng điện chạy
trên đường dây ,bằng cách nâng cao điện áp truyền ,vì vậy ở đầu đường dây cần lắp đặt
MBA tăng áp 110 KV ; 220KV ; 500 KV v v.và ở cuối đường dây cần đặt MBA hạ áp
để cung cấp điện cho nơi tiêu thụ thường là 127V đến 500V và các động cơ công suất
lớn thường là 3 đến 6KV .

V.VAI TRÒ CỦA MÁY BIẾN ÁP TRONG TRUYỀN TẢI
VÀ PHÂN PHỐI ĐIỆN NĂNG
Hiện nay mang điện trải rộng ở khắp mọi nơi, nhưng điện năng chỉ được sản xuất ở
một số ít nhà máy phát điện , mà các nhà máy này được xây dựng ở những nơi có các
đặc điểm như gần sông hồ lớn , gần mỏ than ….vì vậy mà cách xa nơI tiêu thụ hàng
trăm hàng nghìn km
Điện năng có đặc điểm là khi xản xuất ra cần phảI tiêu thụ ngay .Chính vì vậy cần
phảI truyền tảI điện năng tới ngay nơI tiêu thụ . Điện năng được truyền tảI bằng các
đường dây điện.Với mạng lưới dài tới hàng trăm hàng nghìn km

5
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Giả sử ta cần truyền tảI một công suất P của máy phát trên quãng đường dài. 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= U2/R
Trong đó R là điện trở dây dẫn
Vì ΔP là tổn hao công suất do vậy cần phải giảm ΔP xuống mức thấp nhất .
Chẳng hạn muốn giảm ΔP xuống 100 lần 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 100 lần ,đồng nghĩa
với việc ta phải tăng khối lượng dâu dẫn lên 100 lần .Điều này là quá tốn kém vì ta
phải tăng sức trống đỡ của cột lên 100lần và giá thành vật liệu sẽ quá cao.Như ta đã
biết việc tăng U lên 10 lần chỉ có thể thực hiện được khi ta sử dụng MBA.Ta nhìn
vào mô hình mạng điện sau đây:




Máy phát điện ở các nhà máy phát điện chỉ có thể tạo ra dòng điện tới 24kv.Trạm
biến áp ở nhà máy điện có khả năng nâng điện thế đó lên tới 500kv .Quãng đường
truyền tảI càng xa càng cần diện áp cao. Trên quãng đường truyền tảI cần nhiều
trạm biến áp trung gian nhằm mục đích tiếp tục nâng hay giảm điện áp vì điện áp
của nơi tiêu thụ chỉ cần điện áp thấp vai trăn vol
Trong các hệ thống điện hiện nay cần phải có tối thiểu 4÷ 5 lần tăng giảm điện áp. Do
đó tổng công suất đặt của các máy biến áp gấp mấy lần công suất của máy phát điện.



6
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Người ta đã tính được rằng nó gấp 6÷7 hay 8 lần 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 rất đáng kể.
Có thể nói trên mạng truyền tải điện năng thì MBA được chia làm hai loại chính là
MBA truyền tải điện áp cao, MBA trung gian và MBA phân phối.
• MBA truyền tải điện áp cao ,công suất lớn nó đảm nhiện cung cấp điện cho
một vùng, một khu vực. Vì vậy yêu cầu đối với loại máy này là: Un phải lớn
đông thời phảI điều chỉnh được điện áp đưới tải
• MBA phân phối với công suất vừa và nhỏ,cung cấp điện cho một vùng 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 suất là
S= 6300 KVA vơi điện áp 22/ 6,3 kv.Đây thuộc loại MBA trung gian




PHẦN II : THIẾT KẾ
Nhiệm vụ thiết kế: Thiết kế MBA ba pha điều chỉnh điện áp công suất 6300 kVA
Các số liệu ban đầu:
Dung lượng 6300 kVA
Điện áp 22000 ±9.1,78%/6300 V
Tần số 50Hz

7
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Tổn hao không tải 8500 W
Tổn hao ngắn mạch 48000 W
Điện áp ngắn mạch 7,5%
Dòng điện không tải 0,8%
Tổ nối dây
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 định được các
đại lượng điện sau:
1. Dung lượng 1 pha.
S 6300
Sf = = = 2100( KVA)
3 3
Dung lượng 1 trụ:
S 6300
Str = = = 2100( KVA)
3 3
2. Dòng điện dây định mức:
Sdm 6300.10 3
- Phía cao áp : I1f = = = 165,3( A)
3U 1 dm 3.22000

Sdm 6300.10 3
- PHía hạ áp : I2 = = = 377,35( A)
3U 2 dm 3.6300
3. Dòng điện pha định mức.
- Phía cao áp nối Y: I1f = I1 = 165,3 (A)
I2
- Phía hạ áp nối Δ: U2f= = 333,33( A)
3
4. Điện áp pha định mức:
U1 22000
- Phía cao áp nối Y: U1f = = = 12701,7(V )
3 3
- Phía hạ áp nối Δ: U2f = U2 = 6300 (V)


8
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

5. Điện áp thử dây quấn ( tra bảng 14 -5 tài liệu 1).
Ut1 = 50 (kV) ; Ut2 = 20 (kV)


II. CHỌN CÁC SỐ LIỆU XUẤT PHÁT VÀ TÍNH TOÁN KÍCH THƯỚC CHỦ YẾU.
1.Với Ut1 = 50 (QV) Tra bảng 14 – 2 tài liệu1.
Có : Δ = 18 (mm)
δ12 = 4 (mm)
*Theo công thức (20-13a) TL1 có :
Δ1 + Δ2 = K. 4 S t

Chọn K = 2 ⇒ Δ1 + Δ2 = 2 4
2100 = 13,5 (cm)
* Chiều rộng quy đổi từ trường tản.
Δ1 + Δ 2
bc = Δ + = 18 + 45,1 = 63,1 (mm)
3
2. Hệ số quy đổi từ trường tản:
Kr = 0,95
3. Thành phần điện áp tác dụng của điện áp ngắn mạch
P1 48000
Unr% = = = 0,76%
10 sdm 10.6300
Thành phần phản kháng của điện áp ngắn mạch.

Un % = U r2 % − U nr % = 7,5 2 − 0,76 2 = 7,46%
2




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, tổn hao sắt
chính và phụ nhỏ, lượng tôn silic sử dụng làm sao cho ít nhất và hệ số điều đầy của lõi


9
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

sắt lớn. Mặt khác lõi sắt cũng là nơi mà trên đó gắn nhiều bộ phận khác nữa như: dây
quấn, giá đỡ dây dẫn ra, đối với một số MBA còn gắn cả nắp máy để có thể nâng cẩu
toàn bộ lõi sắt ra khỏi vỏ khi sửa chữa. Hơn thế nữa lõi sắt còn có thể chịu được lực cơ
học lớn khi bị ngắn mạch dây quấn.
Để các yêu cầu đối với mạch từ như trên được thoả mãn thì việc chọn loại tôn
silic như thế nào 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 sẽ bị dòn, đàn hồi kém đi.
ở đây ta chọn loại tôn cán lạnh là vì loại tôn này có ưu điểm vượt trội về khả
năng dẫn 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 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 thép lên tới ( 1,6 -> 1,65)T
trong khi đó tôn cán nóng chỉ 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 t hành tôn cán lạnh có hơi cao
nhưng do việc giảm được tổn hao và trọng lượng nên người ta tính rằng vẫn kinh té hơn
những loại MBA được chế tạo bởi tôn cán nóng.
lại định hướng ban đầu. Các lá thép kỹ thuật điện sau đó được sơn 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 bậc của trụ là 8 bậc theo bảng 10 -2 TL1 tiết diện gông có 3 cấp với
Kg = 1,03.
1,65
⇒ Bg = = 1,6(T )
1,03
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.
4. Suất tổn hao trụ và gông.
Tra bảng 44- 4 TL1


10
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Có: 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
5. Khoảng cách cách điện chính
Dựa vào bảng 14 -1, 14 -2 TL1
Có e = 21 mm
Δ = 18mm
d = 45 mm
c = 22 mm
δ12 = 4mm
Tấm chắn giữa các pha δ22 = 3mm
6. Chọn δ = 1,4; b = 0,35; Kf = 0,91 theo 20 - 41 c, d,e TL1)
7. Chọn KR = 0,95
8. Chọn hệ số hình dáng: ở mục 20 -1 tài liệu 1 đã đưa tính toán MBA theo hệ số hình
dáng β = π.Ds/lv: đường kính trung bình của cuộn dây, lv chiều cao của dây quấn.
- Trị số β thường biến thiên rất rộng từ 1,2 ÷ 3,6 nó ảnh hưởng rõ rệt tới các đặc
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 đầu thì
nếu β nhỏ MBA sẽ “gầy”, “cao”… nếu β lớn thì MBA sẽ “béo” và “thấp” với trị số β
khác nhau thì tỉ lệ trọng lượng sắt và đồng trong MBA cũng khác nhau. β nhỏ thì lượng
sắt ít lượng đồng nhiều, β lớn thì lượng sắt lớn lượng đồng ít. Như vậy chọn β thích hợp
không chỉ ảnh hưởng đến kích thước của máy mà còn ảnh hưởng tới vật liệu cấu thành
lên máy biến áp đến giá thành của MBA.
* Về mặt lỹ thuật




11
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

- Nếu β lớn thì đường kính d lớn và trọng lượng sắt tăng. Do vậy mà tổn hao sắt
tăng vì vậy mà dòng điện không tải tăng lên.Muốn giữ tổn haokhông đổi khi β tăng thì
trọng lượng đồng giảm xuống , nhưng lúc đó sẽ làm cho mật độ dòng điện và lực điện
từ 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 thuật của
MBA do vậy các công thức 20 – 41 TL1. Cho phép tính toán để tìm được β hợp lí.
st .bc .K R 2100.6,31.0,95
A = 16 4 2 2
= 16 = 32
f .u x .Bt .K ed 50.7,46.1,65 2.0,85 2

A1 = 5,66. 10-2.δ.A3.Kp = 5,66.10-2.14.322 .0,93=2415 (Kg)
B1 = 2,4.10-2.KG.Kp .A3 (δ + b + 0,375)
B1 = 2,4 .10-2.1,03.0,93.322 (1,4 + 0,4 + 0,375) = 1638,5
A2 = 3,6. 10-2.d.A2.Kp = 3,6.10-2.4,5.322 .0,93 = 154 (Kg)
B2 = 2,4 .10-2.KG.kp.A2 (Δ + c)
= 2,4.10-2.1,03.0,93.322 (1,8 + 2,2) = 94 (Kg)
s.δ 2
C1 = Kdq.102.
k f .k p .β t2 .U . A 2
2



6300.1,4 2
= 1,27 .10-2. = 930( Kg )
0,92.0,932.1,65 2.0,76.32 2


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




Bảng tính toán MBA S = 6300 KVA (22/6,3 kV)
β 1,2 1,4 1,6 2,2 2,8 3 3,1 3,2

x= 4 β 1,046 1,088 1,125 1,218 1,294 1,316 1,327 1,337



12
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

x2 1,095 1,183 1,265 1,483 1,673 1,732 1,761 1,789
3
x 1,146 1,187 1,423 1,806 2,165 2,274 2,337 2,392
A1/x =2415/x 2307,4 2219,6 2146,67 1982,7 1866,3 1835,1 1819,8 1806,2
2 2
A2x = 154x 7 2 194,81 6 1 1 9 8
2
Gt’ = 154x + 168,72 182,18 2341,48 228,38 257,64 266,73 271,19 275,51
2415/x 2476,1 2401,8 2211,1 2123,9 2101,8 2091,1 2081,7
9 5 4 5 4 9
B1x3 = 1638,5.x3 1977,7 2108,7 2331,58 2959,1 3547,3 3734,1 3829,1 3919,2
2 2
B2x = 94x 2 5 118,91 3 5 4 7 9
Gg= 1638,5x3+94x2 102,99 111,2 2450,49 139,4 157,26 162,81 165,53 168,17
21080, 2219,9 3098,5 3704,6 3896,9 3994,7 4087,5
79 5 3 1 5 6
Gt = G’t +Gg 4556,9 4621,8 4791,97 5309,6 5828,5 5998,7 6085,8 6169,2
0 0 7 6 9 5
Kp.qg.G’t=0,93.1,26 2901,6 2817,3 2746,56 2593,6 2491,3 2465,4 2452,8 2441,9
+G’t 3020,9 7 3737 7 9 6 6 4
KpqgG= 0,93.1,64Gg 8 338,47 6483,56 4725,2 5649,5 5942,8 6091,9 6233,5
P0 = 1,173 5922,5 6153,8 6 3 5 2 8675,4
G’t+1,525Gg 8 4 7318,9 8140,9 8408,3 8644,7 7
3 2 1 8
Kb.qtG’t= 4,2. G’t 10400 16087, 9834,22 9286,7 8920,5 8827,7 8782,6 8743,5
Kb.qgGg = 3,44.Gg 6813,9 77 8429,21 9 9 3 2 2
Kb.qδsηmSt 8 7636,6 3739,21 10658, 12743, 13405, 13741, 14061,
=2955,9x2 3238,4 3 22003,1 94 86 81 77 21
Q0 = Σ 8 3496,8 61 4383,6 4945,2 5119,6 5205,3 5288,1
20452, 3 24329, 2 2 4 1
12 21221, 33 26609, 27352, 27729, 28097,
23 62 86 73 84
i0 % = Q0/10s 0,32 0,337 0,61 0,67 0,74 0,76 6,77 0,78
2
Gdd = 1,03 Gdq= 943,21 906,8 876,98 810 762,44 749,69 743,48 737,92
986,6/x 2216,5 2130,9 2060,9 1903,5 1791,7 1761,7 1747,1 1734,1
RFe-dq.Gdd 5 8 3 8 8 1
66773, 6752,7 6852,87 7213,1 7620,2 7760,5 7832,9 7903,3
45 8 7 9 7 8 6




13
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP




chọn
Chọn β = 2
* Đường kính trụ sắt là:
D = A. 4 β

= 32. 4 2 = 38,05 (cm)
Chọn D = 380 (mm)
* Đường kính trung bình dãnh dầu sơ bộ theo 20 – 41 d TL1
DS = δ.D = 1,4 .380 = 532 (cm)
* Chiều cao dq sơ bộ
πDS 3,14.532
lv = = = 835,2(mm)
β 2
Chọn 84 cm
* Tiết diện hữu hiệu trụ lõi thép
πDS π .38 2
St = kld . = 0,85. = 963,51 (cm2)
β 4




14
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP




15
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
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. ảnh
hưởng của quá điện áp do đóng ngắt mạch với điện áp làm việc bình thường,
thường chủ yếu là đối với cách điện chính của MBA, tức là cách điện 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 trong dây quấn.
b. Yêu cầu về cơ học.
Dây quấn không bị biến dạng hoặc hư hỏng dưới tác dụng của lực cơ
học do dòng điện ngắn mạch gây nên.
c. yêu cầu về nhiệt
Khi vận hành bình thường 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 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 15 đến 20
năm.
2. Yêu cầu về chế tạo.
Làm sao cho kết cấu đơn giản tốn ít nguyên vật liệu và nhân công,thời
gian chế tạo ngắn, giá thành hạ và phải đảm bảo về mặt vận hành. Như vậy
yêu cầu đối với thiết kế là.
+ Phải có quan điểm toàn diện : kết hợp một cách hợp lý giữa hai yêu cầu
về chế tạo và vận hành để snả phẩm có chất lượng tốt mà giá thành chấp nhận
được.
+ Phải chú ý đến kết cấu chế tạo dây quấn sao cho thích hợp với trình độ
kỹ thuật của xưởng sản xuất.

16
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
+ Phải nắm vững những lý luận có liên quan đến dây quấn CA, vật liệu
cách điện.
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
1. Có Bt = 1,65(T) ; St 963,51 (cm2)
Từ thông trong trụ:
φ = Bt.St = 1,65.963,5.10-4
= 0,1589 (Wb)
2. Điện áp 1 vòng dây:
Uv = 4,44.φ.f = 4,44.0,1589.50 = 35,29 lấy 35V
3. Điện áp 1 vòng dây
Uv = 35 (V)
4. Điện áp pha
U2f = U = 6300 (V)
Số vòng dây 1 pha của dq hạ áp
U2f 6300
w2 = = = 180 Vòng
Uv 35
Dây quấn thứ cấp bố trí 3 lớp theo kiểu hình trụ, mỗi lớp có 60 vòng, nối Δ
5. Chọn mật độ dòng điện δ2 = 1,855A/mm2
6. Tiết diện dây quấn thứ cấp
I2 f 333,33
S2 = = = 181,8(mm 2 )
δ2 1,833
7. Dựa vào bảng 44 -10 TL1
3,5 x91
- Chọn 6 dây
4,1x9,6
- Cách điện 4P, ghép 6 sợi song song có hoán vị.
17
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP




1 2
6 1


3 2 1 4 3 2
4 5 6 5 6 1
4 3 2
5 6 1

H×nh 1 . Ho¸n vÞ vßng quanh

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



60
60 vß 60
vß ng vß
ng ng




H ×n h 2 . B è trÝ d © y q u Ê n th ø c Ê p
Bố trí lớp 1 và 3 dây quấn phải,lớp hai quấn trái, giữa các lớp có kênh làm
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).



18
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
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 ± 9 x 1,78% = 16% dây quấn sẽ gồm
dây quấn cơ sở, dây quấn điều chỉnh thô và dây quấn điều chỉnh tinh. Điện áp
đem đặt lên dây quấn cơ sở và dây quấn điều chỉnh thô. Dây quấn cơ sở khi nối
tiếp với dây quấn điều chỉnh tinh cho điện áp thấp hơn điện áp định mức một
nấc điều chỉnh. Điện áp trên dây điều chỉnh thô lớn hơn ở dây quấn điều chỉnh
tinh một nấc điều chỉnh.
1. Điện áp dây của dây quấn điều chỉnh tinh
U1 22000
Uê = .16 = .16 = 3520(V )
100 100
2. Số vòng dây quấn điều chỉnh tinh
Ue 3520
wê = = = 58 vòng
3U v 3.35
3. Dây quấn điều chỉnh êm (tinh) chia làm 9 phần, có 9 nấc 1,78% U1 mỗi nấc
có số vòng dây.
1 58
Wê1 = We = = 6,485 vòng
9 9
4. Cấu tạo 5 cấp, mỗi cấp 6 vòng và 4 cấp mỗi cấp 7 vòng
Wê = 5 x 6 + 4 x 7 = 58 vòng
5. Điện áp dây của dây quấn điều chỉnh thô lớn hơn Uê một cấp điều chỉnh
Wth = Wê + 7 = 58 + 7 = 65 vòng
Uth = 3 .Wth.Uv = 3 .65 x 33 = 3946 (V)

19
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
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 = 22000 – 3946 = 18055 (V)
7. Số vòng dây quấn cơ sở:
U cs 18055
Wcs = = = 297,8 chọn 298 (vòng)
3U v 3x35
8. Số vòng dây quấn sơ cấp là
W1 = Wth + Wcs = 65 + 298 = 363 (vòng)
9. Dòng điện sơ cấp định mức
S 6300
I1f = = = 165,5( A)
3U 1 3 22000
10. Dòng điện khi điện áp lớn nhất:
6300
I’1f = = 142,5 (A)
3x 25520
11. Dòng điện khi điện áp nhỏ nhất
6300
I’’1f = = 197,5 (A)
3x18419


D©y quÊn
c¬ së §iÒu chØnh ªm
0 VÞ trÝ Sè vßng §iÖn ¸p
6 1 chuyÓn m¹ch W1 U1, V
7 2 0 298 18055
6 1 304 18419
3
7
4 2 311 18844
6 3 317 19208
5
7 4 324 19633
6
6 5 330 19997
7 7 6 337 20422
8 7 343 20786
6
8 350 21211
9
9 356 21575
6 10 363 22000
7 11 369 22364
6 12 376 22789
7 13 382 23153
6 14 389 23578
7 15 395 23942
6 16 402 24367
17 408 24731
7
18 415 25156
6
19 422 25520


20
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP


A. TIẾT DIỆN DÂY
a. Dây quấn cơ sở
1. Chọn mật độ dòng điện δ1 = 1,6A /mm2 ta có
I1 f 165,5
δ1 = = = 103,5 (mm2)
δ1 1,6
2. Tra bảng 44 -10 TL1
3,5 x15
- Chọn hai dq song song : 2 x ( x15,6) cách điện 4P
4,1
- Diện tích tiết diện: 2 x 3,5 x 15 = 105 mm2 góc dây được vẽ tròn
δ1k = 103,2 mm2
3. Mật độ dòng điện thực tế
165,5
δ1 = = 1,6 A/mm2
103,2
4. Mật độ dòng điện ở nấc điện áp cao nhất
142,5
δ’1 = = 1,38 A/mm2
103,2
5. mật độ dòng điện ở nấc điện áp thấp nhất
197,5
δ’’1 = = 1,915 A/mm2
103,2
b. Dây quấn điều chỉnh thô.
1. Chọn mật độ dòng điện : 1,6A/mm2 ứng với nấc điều chỉnh điện áp cao nhất
ta có tiết diện dây
I' 142,5
δth = = = 89 (mm2)
δ 1,6

2. Tra bảng 44 -10 TL1
2,8 x1,6
- Chọn hai dây quấn song song : 2 x cách điện 6P
43,7 x16,9
- Diện tích tiết diện: 2 x 3,5 x 15 = 105 mm2 góc dây được vẽ tròn
δ1k = 103,2 mm2
21
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
3. Tiết diện thực
165,5
δth = = 1,61 A/mm2
88,4
4. Mật độ dòng điện thực tế
142,5
δth = = 1,38 A/mm2
88,4
c. Nấc điều chỉnh tinh
-Dây quấn điều chỉnh tinh bằng đồng bởi các đầu nối ra nhiều.
- Chọn mật độ dòng điện 3,6A/mm2. Có hai nhánh song song, tiết diện ca
hai dây sẽ = 54,2A/mm2
1. Tra bảng 44 – 10 TL1
Kích thước dây quấn:
7 x4
2 x cách điện 6P
7,9 x 4,9
2. Mật độ dòng điện được tính lại
142,5
δê = = 2,63 A/mm2
54,2
3. Mật độ dòng điện ở nấc thứ 9 (Ug = 215754) là
S 6300
δ9 = = = 3,13 A/mm2
3U g .δ e 3 21575 x54,2

4. Mật độ dòng điện ở mức điện áp thấp nhất là
I ' '1 f 197,5
δ= = = 3,65 A/mm2
Se 54,2
B. BỐ TRÍ DÂY QUẤN
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 đặt trên
căn dọc. Các căn dọc đặt ngay trên các lớp đã quấn trước . Để giảm tổn hao


22
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
phụ, mỗi lớp khi quấn đến giữa phải hoán vị. Như vậy chiều cao dây quấn sẽ
tăng thêm một vòng giữa các lớp có kênh làm mát rộng 9mm



§iÒu chØnh §iÒu chØnh ªm 0
D©y quÊn c¬ së th«




58 vßng
65 vßng
74,5




58 vßng




BỐ TRÍ DÂY QUẤN CAO ÁP
1. Chiều cao 1 lớp
lv = (74,5 + 2) 15,6 = 1195 mm
lót dây quấn: 11 mm
1206 mm
ép dây quấn: i = 0,123.ni t = 0,13 x 7,6,5 x 0,6 = 6 mm
Chiều cao thực: 1200mm
2. Chiều rộng 1 lớp dây quấn: a = 2 x 4,1 + 0,3 = 8,5 mm
II. Dây quấn điều chỉnh thô
- Dây quấn có 65 vòng quấn thành 1 lớp có hoán vị ở giữa bởi dây làm
tăng chiều cao dây quấn thêm 1 vòng dây. Sau khi quấn dây điều chỉnh thô,
dùng 20 tờ giấy dày 0,1mm bọc lại ra hai phía chừng 60mm.
1. Chiều cao
lv = (65 +2 ) 16,9 = 1135 mm
23
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Lót dây 23mm
1158 mm
ép dây quấn: i = 0,13 x 67 x 0,9 = 8 mm
Chiều cao dây quấn điều chỉnh thô
Lv = 1158 – 8 = 1150 (mm)
2. Chiều rộng 1 lớp kể cả cách điện
a = 2 x 3,7 + 0,1 = 7,5 (mm)
III. Dây quấn điều chỉnh tinh
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 từ
giữa 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(58 + 1). 4,9 = 580 mm
ép dây quấn : i = 0,13 x 2 x 59 x 0,9 = 14 m
ống tạo khoảng cách ; 60 mm
Vậy 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
đó chiều cao dây quấn cao áp là 1200 mm. Vậy để đảm bảo hai dây quấn có
chiều 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 (Kg)
1. Dây quấn cơ sở :
Gcs = 25,4 x 643 x 103,2 x 298.10-6 = 502 Kg
Với ds = 582 + 0,5 (704 – 582) = 643 (mm)
2. Dây quấn điều chỉnh thô
Gth = 25,4 x 757,5 x 65 x 88,4 .10-6 = 110,5 (Kg)
3. Dây quấn điều chỉnh tinh : (bằng đồng)
Gê = 3π x 777 x58 x 54,2 x 8,9 .10-6 = 204 (Kg)
4. Trọng lượng dây quấn sơ cấp
24
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
G1 = 502 + 110,5 + 204 = 816,5 (Kg)
5. Đường kính trong dây quấn cao áp
D’ = 437 + 2 x 18 = 573 (mm)
6. Đường kính ngoài dây quấn cao áp
D’’ = 573 + 4 x 8,5 + 3.9 = 638 (mm)




25
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP




II I
7, 5 8 12, 9 12, 9 12, 1 5 9 8, 9 8, 9 8, 9 8, 1 5 7, 7, 2 8
φ380
φ395
φ405
φ421
φ446
φ464
φ489 i
φ507 =r
12
φ532
φ554
φ564
φ582
φ599
φ617
φ634
φ652
φ669
φ687
φ704
φ725
φ735
φ750
φ765
φ769
φ785



Δ2 Δ2 Δ1

H×nh 9. Bè trÝ d©y quÊn ë cöa sæ m¸y biÕn


26
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP


1' 2' 3' 5 4 3 2

d'1 lh l5 l45 l4 l34 l3 l23 l2 1
l12
d'12
l1
d'2
Δ15 Δ4 Δ34 Δ3 Δ23 Δ2 Δ12 Δ1
d'23

d'3
n4 n3 n2 n1
dh

d5

d45
n'1 n'2 n'3
d4

d34

d3

d23
Δ'1 Δ'12 Δ'2 Δ'23 Δ'3 Δ'h Δ'5
d2

l'1 l'2 l'3 d12
l'12 l'23
d1
W2 W1




H×nh 10. C¸c kÝch th−íc d©y quÊn ë cña sæ m¸y biÕn ¸p




CHƯƠNG IV
TÍNH TOÁN CÁC THAM SỐ KHÔNG TẢI, NGẮN MẠCH
27
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP


I. DÒNG ĐIỆN TỪ HOÁ.
1. Chiều dài đường sức từ trong trị
Ht = lt + hs = 1,42 +0,385 = 1,805 (m)
2. Chiều dài đường sức từ trong gông:
4 T 4.0, 8
lS = = = 1, 07(m)
3 3
Từ đường log từ hoá của lá thép P15 = 1,26 w/Kg tương ứng với BT =
1,65 ta có nit = 180A vòng/m
Với Bg = 1,62 có nis = 75 A vòng/m
3. Ta có sức từ động
Ft = nit . It = 180 .1,805 = 325 A vòng
Fs = nis . Is = 75.1,07 = 80 A/vòng
4. Tính gần đúng việc tăng từ trở do từ thông qua khe hở không khí các góc
mạch từ. Giả sử khe hở δ = 0,1mm, qua hai khe hở:
Fs = 2.0,8 .Bt . δ = 2 . 0,8 .16500 . 0,1 .10-1 = 264 A – vòng
5. Sức từ động tổng mỗi pha là:
F = Ft + Fs + Fs = 325 + 80 + 264
= 669 A – vòng
6. Dòng điện từ hoá:
F 669
I1X = = = 1, 303 (A) = 1,3 (A)
U 2 W U2 .363
1


I1 X 1, 3
iX = .100 = .100 = 0, 785%
I1 f 165, 5

II. ĐIỆN TRỞ DÂY DẪN:
1. Các công thức tính điện trở :
l 1
R = P với điện trở suất của nhôm ρ75 C = 0 Ω.mm2 .mm−1
S 28
G 3
l: Chiều dài dây quấn, tính qua khối lượng l = .10
8S
γ : Khối lượng riêng của nhôm : γ = 2,7 Kg/dm3
1 ρ G 102 G
Ta có CT : R = . . .103 = . (Ω)
3 γ S2 22, 7 S 2

2. Điện trở dây quấn cở sở :
28
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
102 G 102.502
RCS = . 2 = = 0, 208(Ω)
22, 7 S 22, 7.103, 22
3. Điện trở dây quấn điều chỉnh thô :
102 110, 5
Rth = . = 0, 0623(Ω)
22, 7 884, 42
4. Điện trở pha dây quấn sơ cấp:
R1 = Rth = RCS = 0,2703 (Ω)
102.396
5. Điện trở dây quấn thứ cấp R2 = = 0, 053(Ω)
22, 7.181, 82
III. THÔNG SỐ NGẮN MẠCH:
- Dây quấn CA: ΔPN1 = 3R1.I21f = 3. 0,02703 .165,52 = 22,2 KW
- Dây quấn UA : ΔPAl2 = 3R2 . I22f = 3.0,053.333,32 = 17,7 KW
1. Tổn hao tăng theo tỷ lệ K = 1,4 là do gia công và do từ thông qua khe hở các
góc của lõi thép.
2. Tổn hao phụ làm tăng tổn hao theo tỷ lệ K = 1,1
Tổng tổn hao ngắn mạch là:
ΔPK = 1,1 (ΔPAl1 + ΔPAl2) = 1,1 (22,2 + 17,7) = 43,9 KW
ΔPK 43, 9
ΔPK =
'
= .100% = 0, 7%
S 6300
IV.TÍNH TỔN HAO VÀ DÒNG ĐIÊN KHÔNG TẢI
1. Diện tích bậc thang toàn bộ tiết diện trụ (T42)
TbT = 92.368+56.350+48.325 + 44 . 295 + 28 .270
+ 18 .256 + 16 . 230 +24.195
= 1025,64 (cm2)
2. Diện tích tác dụng của trụ sắt (T42)
Tt = Kd . Tbt
Chọn kd = 0,965
TT = 0,965 . 1025,64 = 989,74 (cm2)
3. Diện tích tổng các bậc thang của gông :
Tbg = 148 . 385 + 120 .325 + 54 . 250
= 1094,8 (cm2)
4. Diện tích tác dụng của gông :
Tg = 0,965 . 1094,8 = 1056,5 (cm2)
29
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
5. Trị số từ cảm trong trụ và gông :
Uv .104 35.104
BT = = = 1, 6( T)
4, 44.TT .s 4, 44.989, 7.50

35.104
Bg = = 1, 5
4, 44.1056, 5.50
Tra bảng 44-4.TL1
Có: PT = 1,145 . TL1 qT = 1,64.UA/Kg
Pg = 0,92 (w/Kg) qg = 1,25 VAR/Kg
6. Tổn hao không tải tính theo công thức (20 – 45 TL1)
P0 = kp (PT.G’t + Pg . Gg)
= 1,1.(1,145 .3683,27+0,97.2413,5) = 7214,3(ω)
ở đây lấy Kp = 1,1 là do G’t, Gg đã tính cả Gg.
7. Công suất từ hoá tính theo công thức (4-106 TL1)
Q0 = Kb (qt . G’t + qg/.Gg + qδnm.St)
Theo bảng 4-1a TL1: Kb = 2,2
nm = 7/3
Theo 4-9c,d TL1 có:
Qss = 6578 B2t = 16839,68 UAR/m2
7
Q0 = 2,2(1,64 . 3683,27 + 1,25 . 2413,5 + 16839,68. .963,5.104)
3
= 17431,2 (UAR)
8. Thành phần phản kháng của dòng điện không tải:
Q0 17431, 2
iox% = = = 0, 48
10S 10.3600
9. Thành phần tác dụng của dòng điện không tải
Po 7214, 3
ior % = = = 0, 2
10S 10.3600
10. Dòng điện không tải toàn phần.
io % = 0, 482 + 0, 22 = 0, 52
11. Hiệu suất của MBA tải đm và cosϕ = 1
3600.103
η= = 99, 32%
3600.103 + 7214, 3 + 17431, 2



30
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
IV.TÍNH ĐIỆN KHÁNG TẢN
Sử dụng công thức tính gần đúng (chính xác cho dây quấn hai lớp):

8W 2 .f Δ + Δ 2
X= 1 ( 1 + Δ)O s .10 −8 Ω
lv 3
Dây quấn được bố trí ở cửa sổ máy biến áp theo hình 28 – 9.
W1 = 363, W 12 = 131769, f = 50 Hz, lv = 120 cm.
Δ = 2,5 cm; Δ2 = 0,5(532 – 421) = 55,5 mm;
ds2 = 421 + 55,5 = 476,5 mm
Δ1 = 0,5(756 – 582) = 91,5 mm;
ds1 = 582 + 91,5 = 673,5 mm
ds = 0,5(ds1 + ds2) = 0,5(673,5 + 476,5) = 575 mm.
Os = πds = 3,14 x 575 = 1800 mm.
Điền các số liệu trên vào biểu thức tính điện kháng tản ta có:

8 x 1,31769.10 5 x 50 ⎛ 9,15 + 5,55
+ 2,5 ⎟.180.10 −8 = 5,8Ω

X= ⎜
120 ⎝ 3 ⎠

Trong thực tế điện kháng tản nhỏ hơn chút ít, vì lúc tính chiều dày dây
quấn sơ cấp ta đã tính gộp cả khe hở (23 mm) giữa dây quấn điều chỉnh thô và
dây quấn cơ sở.
Để tính toán chính xác hơn, ta có thể dùng công thức:
X = 7,9π.W 12 .f.A.10-8, Ω
A là hệ số bao gồm các thành phần riêng rẽ của từng dây quấn
A = ΣAi + ΣA i' + Ah
Điện kháng tản tính cho đầu phân áp định mức, không xét đến dây quấn
điểu chỉnh tinh, vì từ trường tản ở đây yếu và ít ảnh hưởng đến kết quả tính.
Hệ số tản từ của từng lớp dây quấn và khe hở giữa các dây quấn được tính
như sau:




31
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP


∆ d n2
A = 1 1. 1
1 3l W 2
1 1
2
∆ d ⎛n ⎞ ⎜ ⎟
A = 12 12 ⎜ 1 ⎟
12
12 ⎜ W1 ⎟
l
⎝ ⎠
∆ d 1
A = 2 2 [(n + n ) 2 + n 2 + [n + n )n ]
2 3l W 2 1 2 1 1 2 1
2 1
2
∆ d ⎛n +n ⎞
⎜ 1 ⎟
A = 23 23 ⎜ 2

23
23 ⎜ W1 ⎟
l
⎝ ⎠
∆d 1
A = 3 3 [(n + n + n ) 2 + (n + n ) 2 + (n + n )(n + n + n )]
3 3l W 2 1 2 3 1 2 1 2 1 2 3
3 1
∆ d 1
A = 34 34 ⋅ (n + n + n ) 2
34 l W2 1 2 3
34 1
∆ d 1
A = 4 4⋅ [(n + n + n + n ) 2 + (n + n + n ) 2
4 3l 2 1 2 3 4 1 2 3
4 W1
+ (n + n + n )(n + n + n + n )]
1 2 3 1 2 3 4
∆ d 1
A = 45 45 ⋅ (n + n + n + n ) 2
45 l W 2 1 2 3 4
45 1
∆d 1 1
A = 5 5 [1 + (n + n + n + n ) 2 + (n + n + n + n )]
5 3l 1 2 3 4 W 1 2 3 4
5 W2 1
1
∆ d
A = h h
h l
h
Đối với dây quấn thứ cấp:
' ' '
A ' = ∆ d1 ( n1 )2
1
1 3l' W
1 2
' ' '
A ' = ∆ d12 ( n1 )2
12
12 l' W
12 2


32
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
' '
A ' = ∆2 d2 1 [(n' + n' )2 + n '2 + (n' + n ' ).n' ]
2 3l' W 2 1 2 1 1 2 '1)
2 2
' '
A ' = ∆23d23 1 (n' + n ' )2
23 l' W2 1 2
23 2
' '
A ' = ∆3d3 [1 + 1 (n' + n ' )2 + 1 (n' + n ' )]
3 3l' W2 1 2 W 1 2
3 2 2

Các ký hiệu xem ở hình 28 – 10.
di, d i' , dh - đường kính trung bình của dây quấn tính bằng cm.
d12, d23, d 12 , d '23 …..- đường kính trung bình của khe hở, cm.
'



li, l i' , lh – chiều cao trung bình của dây quấn, cm.
n1, n2…n 1 , n '2 …số vòng dây quấn của từng lớp.
'



W1 số vòng dây, dây quấn sơ cấp (w1 = 363)
W2 số vòng dây, dây quấn thứ cấp (W2 = 180)
∆1, ∆2… Chiều rộng từng lớp dây quấn, cm
∆12, ∆23…. ∆’12, ∆’12… chiều rộng khe hở giữa các lớp.
Từ hình 28-9 có thể tính ra các số liệu, theo cm:
Đối với dây quấn sơ cấp
∆1 = 0,75 ∆2 = 0,85 ∆3 = 0,85 ∆4 = 0,85 ∆5 = 0,85
∆12 = 2,3 ∆23 = 0,9 ∆34 = 0,9 ∆45 = 0,9
l1 = 115 l2 = 120 l3 = 120 l4 = 120 l5 = 120
l12 = 117,5 l23 = 120 l34 = 120 l45 = 120 lh = 120
d1 = 75,75 d2 = 69,55 d3 = 66,05 d4 = 62,55 d5 = 59,05
d12 = 72,7 d23 = 67,8 d34 = 64,3 d45 = 60,8 dh = 55,7
n1 = 65 n2 = 74,5 n3 = 74,5 n4 = 74,5 n5 = 74,5
h = 2,5.
Đối với dây quấn thứ cấp:
∆’1 = 1,25 ∆’2 = 1,25 ∆’3 = 1,25 ∆’12 = 0,9 ∆’23 = 0,9
d'1 = 43,25 d'2 = 47,65 d'3 = 51,95 d'12 = 45,5 d'23 = 49,8
l’1 = 120 l’2 = 120 l’3 = 120 l’12 = 120 l’23 = 120
33
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
n’1 = 60 n’2 = 60 n’3 = 60.
Sau khi điền các thông số trên vào công thức tính hệ số tản từ, ta được:
0,74 x 75,75 65
A1 = ( )2 = 0,00532
3 x 115 363


2,3 x 72,7 65
A12 = ( )2 = 0,0458
117,5 363


0,85 x 69,55 1
A2 = 2
[(65 + 74,5)2 + 652 + (65 + 74,5) 65 = 0,0407
3 x 120 363


0,9 x 67,8 65 + 74,5
A23 = ( )2 = 0,0753
120 363




0,85 x 66,05 1
A3 = 2
)2 = [(65 + 74,5 + 74,5)2 + (65 + 74,5)2
3 x 120 363
+ (65 + 74,5)(65 + 74,5 + 74,5) = 0,167

0,9 x 64,3 1
A34 = 2
(65 +74,5 + 74,5 + 74,5)2 = 0,167
120 363


0,85 x 62,55 1
A = [(65 + 74,5 + 74,5 + 74,5) 2 + (65 + 74,5 + 74,5) 2 +
4 3 x120 3632
(65 + 74,5 + 74,5)(65 + 74,5 + 74,5 + 74,5)] = 0,213
0,9x60,8 1
A = (65 + 74,5 + 74,5 + 74,5) 2 = 0,287
45 120 3632
0,85x59,05 1 1
A = [1 + (65 + 74,5 + 74,5 + 74,5) 2
5 3x120 3632 363
1
+ (65 + 74,5 + 74,5 + 74,5)] = 0,336
363
2,5 + 55,7
A = = 1,16 .
h 120
34
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Đối với dây quấn thứ cấp ta cũng tính tương tự:
2
1,25x43,35 ⎛ 60 ⎞
A' = ⎜ ⎟ = 0,0167
1 3x120 ⎝ 180 ⎠
2
0,9x45,5 ⎛ 60 ⎞
A' = ⎜ ⎟ = 0,038
12 120 ⎝ 180 ⎠
1,25x47,65 1 ⎡
A, = ⎢
(60 + 60) 2 + 60 2 + (60 + 60)60⎤ = 0,129

2 3x120 180 2 ⎣ ⎦
9x49,8 1
A, = (60 + 60) 2 = 0,166
23 120 180 2
1,25 x 51,95 1 1
A' = [1 + (60 + 60) 2 + (60 + 60)] = 0,380
3 3 x 120 180 2 180
Hệ số tản từ tổng cộng:
A = A1 + A12 + A2 + A23 + A3 + A34 + A4 + A45 + A5 +
+ A 1 + A 12 + A '2 + A '23 + A 3 + Ah
' ' '



A = 2,8694.
Điện kháng tản sẽ là:
X = 7,9 x 3,14 x 3632 x 50 x 2,8694.10-8 = 4,7 Ω
Thành phần phản kháng của điện áp, ngắn mạch:
X.I
uL = l 100 = 4,7x165,5 3 = 6,14%
U 22000
1f




CHƯƠNG V
TÍNH TOÁN CUỐI CÙNG VỀ HỆ THỐNG MẠCH TỪ
35
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
- Lõi thép 3 pha, 3 trụ, lá thép xen kẽ (tệp 2 lá) bằng thép cán lạnh 3406
dày 0,35mm, có 4 mối ghép nghiêng ở 4 góc. Trụ thép bằng đai thuỷ tinh,
không có tấm sắt đệm.




φ380 310
205 241 269 283 341 367 386




92

148

196

240

268

286


302


326


30

37,5




250 325 385




37,5

30



148 60 29

268

326


1. Chiều cao trụ:


36
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Lt = 1200 + 2.100 = 1400 mm
Chọn theo chiều cao tiêu chuẩn: lt = 1420 (mm)
2. Khoảng cách hai tấm trụ:
T = D + C + 2(e + Δ1 + Δ2 + Δ) = 800(cm)
Như ở hình bố trí dây quấn ở cửa sổ.
3. Trụ lõi thép có 8 bậc, gông có 3 bậc như ở hình vẽ.
4. Diện tích tiết diện trụ:
π .382
St = 0,85. = 963,5 (cm2)
4
5. Diện tích gông:
Sg = 1.03.963,5 = 992,4 (cm2)
6. Thể tích trụ:
Ut = 3.96.3,5.142 = 410451(cm2)
7. Thể tích phần gông:
Ug = 2.992,4 .160 = 317568 (cm2)
8. Thể tích phần góc:
Ua = 2. 963,5 . 38,5 = 74189,5
9. Khối lượng trụ: (cả phần vát)
G’t = 7,6(410,451 + 74,1895) = 3683,27 (Kg)
10. Khối lượng gông :
Gg = 7,6.317,568 = 2413,5 (Kg)
11. Khối lượng toàn bộ lõi thép:
G = 6096,8 (Kg)




37
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

1980

360




385




380 420
2100 1420




385




800 800




H×nh 8. KÝch th−íc m¹ch tõ




CHƯƠNG VI
TÍNH TOÁN NHIỆT MÁY BIẾN ÁP
38
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
I. ĐẠI CƯƠNG.
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 đều khuếch tán ra xung quanh.
Đường khuếch tán của dây điện có thể phân ra làm các loại sau.
1. Từ dây quấn hay lõi sắt ra một cuộn ngoài tiếp xúc với dầu bằng truyền dẫn
2. Quá độ từ mặt ngoài dây quấn hay lõi sắt vào dầu
3. Từ dầu ở mặt ngoài dây quấn hay lõi sắt truyền tới mặt trong thùng dầu đối
lưu.
4. Quá độ truyền từ dầu vào trong vách thùng dầu.
5. Cuối cùng là nhiệt từ vách thùng truyền ra không khí xung quanh bằng bức
xạ và đối lưu.
Nói chung trong phần tính toán nhiệt của MBA gồm các phần sau:
+ Tính nhiệt độ chênh trong lòng dây quấn hay lõi sắt với mặt ngoài của
nó.
+ Qua mỗi lần truyền nhiệt để nhiệt độ giảm dần nghĩa là nó gây nên
một lượng suy nhiệt độ, kết quả là so với môi trường không khí xung quanh
thì các bộ phận trong MBA có nhiệt độ chênh nào.
Trị số dòng nhiệt càng liệt càng lớn thì nhiệt độ chêng càng lớn θ0
Nhịêt độ chênh giữa mặt ngoài dây quấn với đầu θ0
Nhiệt độ chênh giữa dầu với vênh thùng θdt
Nhiệt độ vênh giữa vách thùng và không khí θtk
+ Chọn kích thước thùng dầu đảm bảo toả nhiệt tốt, nghĩa là làm sao cho
nhiệt độ dây quấn lõi sắt và dầu không quá mức quy định.
+ Kiểm tra nhiệt độ chệnh của dây quấn, lõi sắt và dầu đối 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 chế độ làm việc định mức của MBA. Việc tính
toán nhịêt này cũng còn liên quan tới việc thiết kế thùng dầu và các bộ phận tản
nhiệt khác.


39
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
II.TÍNH GẦN ĐÚNG VỀ NHIỆT.
Công suất trên đơn vị diện tích bề mặt của dây quấn:

ρ . W .s. σ 2
ΔPc = kf, W/m2
21c.p'
Trong đó:
1
ρ - điện trở suất của dây quấn (với nhôm ρ = Ω.mm2/m
28

W – số vòng dây
s – tiết diện dây dẫn, mm2
σ - mật độ dòng điện, A/mm2
lc – chiều cao dây quấn
p’ = 0,8 – tỉ lệ tính đến không phẳng bề mặt.
kf – hệ số tổn hao phụ, kf = 1,1
Tăng nhiệt bề mặt của dây dẫn:
ΔPc
ATc =
αs

ở đây αs = 80 W/m2.oC là hệ số truyền nhiệt đối ưu với máy biến áp dầu tự
nhiên.
Tăng nhiệt của dây quấn thứ cấp:

60x181,8x1,855 2
∆P =
c 1,1 = 750W/m 2 ,
28x2x1,2x0,8
750
∆T = = 9,4 o C
2 80
Tăng nhiệt dây quấn cơ sở:

74,5x103,2x1,912
ΔPc = 1,1 = 525W/m 2 ,
28x2x1,2x0,8
780
ΔT " = = 9,75 o C
1 80
Dây quấn điều chỉnh tinh có điều kiện làm mát tốt hơn, chọn αs = 100
W/m2.oC



40
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

58 x 54,2 x 3,132
ΔPc = 1,1 = 1182W/m 2 ,
45 x 0,58
1182
ΔT = = 12 o C
1 100

III. 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 và HA, ống phóng
nổ,bình giãn dầu… Vì vậy thùng dầu ngoài yêu cầu đảm bảo tản nhiệt tốt còn
phải đảm bảo các tính năng về điện ( như đảm bảo khoảng cách cho phép giữa
dây quấn với thùng), có độ bền cơ học đảm bảo, chế tạo đơn giản và có khả
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.
1. Chọn loại thùng dầu cho MBA S = 6300 kVA. Ta chọn loại thùng có những
cánh tản nhiệt bằng tôn bố trí vuông góc với vỏ thùng.
2. Chọn kích thước tối thiểu bên trong của thùng
a. Đây là MBA ba pha cấp điện áp 22/6,3kV
Nên chiều rộng của thùng là :
B = D’’2+ S1+ S2+ d1 + S3+ S4+ d2
Trong đó:
+ D’’2 = 63,8 đường kính ngoài của dây quấn CA
+ S1 = 3,2 (cm): khoảng cách dây dẫn ra đến vách thùng của cuộn CA.
+ S2 = 3,2 (cm): khoảng cách dây dẫn ra của dây quấn CA đến bộ phận
nối đất.
+ S3 = 2,5 (cm): khoảng cách dây dẫn ra của dây quấn HA đến mặt dây
quấn đến bộ phận nối đất.
+ S4 = 5,0 (cm): khoảng cách từ dây quấn HA đến vách thùng.
+ d1: dây dẫn ra của dây quấn HA ta chọn bề mặt nằm ngang với 4 sợi
chập song song nên d1 = 4,7 = 28 mm = 0,6 cm.
+ d2: khoảng cách dây dẫn ra của cuộn CA, d2 = 2,5
Như vậy B = 63,8 + 3,2 + 2,5 + 5 + 0,6 + 2,5 + 3,2 = 80,8
41
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP


b. Chiều dài tối thiểu của thùng.
A = 2.C + D’’2 + 2.S5
S5 : là khoảng cách giữa dây quấn CA và HA
S5 = S3 + d2+ S4 = 2,5 + 2,5 + 5 = 10
C = 42,3 cm
D’’ = 63,8 cm
Thay số vào ta được.
A = 2 . 42,3 + 63,8 + 2 .10 = 168,4
c. Chiều cao của thùng
H = H1+ H2
H1: là chiều dài từ thùng đến hết chiều cao lõi sắt
H1 = LT + 2 hG + n
Lt = 142 cm
N = 5 chiều dày tấm lót dưới gông dưới
TG
hG
bG .nr .br
TG = 1056,5 ; bG = 38,5 (cm)
bG –nr .br = 38,5 – 2.0,8 = 36,9
1056,5
hG = = 28,63 (cm)
36,9
Vậy: H1 = 142 + 2 . 28,63 + 5 = 204,26 (cm)
H2: là khoảng cách tối thiểu từ gông đến nắp thùng ta chọn
H2 = 60 + 204,26 = 264,26 (cm)
3. Sơ bộ tính diện tích bề mặt bức xạ đối lưu của thùng
a. Diện tích bề mặt bức xạ
Đối với thùng có đáy ô van
Mbx = Mfôv.K.10-4
Trong đó:
Mfôv = [2.(A-B) +π.B].H là diện tích thùng thẳng đáy ô van

42
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Mfôv = [ 2(168,4 -80,8) + 3,14 .80,8 ] .46,8 = 20094,5 (cm2)
Ta chọn K = 1,2: hệ số ảnh hưởng hình đáy mặt ngoài thùng
Vậy Mbx = 20094,5 + 2,46 .1,2.10-4 ≈2,1 m2
b. bề mặt đối lưu của thùng, căn cứ vào tổng tổn hao, vào nhiệt độ chênh lệch
giữa vách thùng và môi trường xung quanh ta xác định bề mặt đối lưu của theo
công thức sau:
1,05.Σp
M’dl = − 1,12.M bx (m2)
2,5.θtk
Trong đó:
Σp = 7214,3 + 43,9 .103 = 11604,3 (W)
θtk: là nhiệt độ chênh của thùng dầu so với không khí xung quanh. Ta căn
cứ vào những điều kiện sau để chọn cho thoả đáng.
Ta biết nhiệt độ chênh lâu dài cho phép của dây quấn so với môi trường
xung quanh khi tải định mức là 600C do đó độ chênh trung bình của dầu đối
với không khí không được quá:
θdk = 600C - θ0dtb
= 600 – 23, 980 = 33,020
Do đó nhiệt độ chênh của thùng đối với không khí được tính như sau:
θtk = θdk - θdk = 36,02 – 3 = 33,020C
Ta kiểm tra điều kiện
σ.(θdl + θtk) ≤ 500C
σ.θdk ≤ 500C với σ = 1,2
1,2.36,02 = 43,2240C < 500C
Như vậy sơ bộ ta tính được θtk = 33,020C
Thay các số liệu vào công thức trên ta được
1,05.11604,3
M’dl= − 2,1 = 12,869
2,5.33,02

= 12,869 (m2)
Đây là tính sơ bộ bề mặt đối lưu
c. Thiết kế thùng dầu
43
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Căn cứ vào bề mặt bức xạ và đối lưu của thùng vừa tính sơ bộ ở trên để
thiết kế sơ bộ thùng dầu và kích thước thùng dầu, hình dáng thùng. Sau đó với
thùng đã thiết kế cụ thể tính toán lại bề mặt bức xạ đối lưu của nó để kiểm tra
lại MBA có đạt tiêu chuẩn nhiệt độ chênh cho phép hay không, Nếu không thì
ta sẽ phải điều chỉnh lại bề mặt tản nhiệt cho phù hợp.
Với máy công suất S = 6300 kVA như đề tài thiết kế thì ta dùng tản
nhiệt ống, các ống đực hàn vào vỏ thùng , lưu thông dầu cho cân bằng nhiệt độ
giữa phía trên và phía dưới thùng dầu. Đường kính ống là 30 mm, bước ống 75
mm, chiều cao ống là 210 cm.
IV. XÁC ĐỊNH SƠ BỘ TRỌNG LƯỢNG RUỘT, VỎ.
Việc xác định tính tóan chính xác trọng lượng ruột máy, vỏ máy của
MBA chỉ có thể tiến hành được sau khi đã hoàn thiện thiết kế đầy đủ các cho
tiết MBA. Nhưng với những tính toán ở trên cũng có thể xác định sơ bộ được
trọng lượng của máy, rất cần cho việc tính toán kinh tế, khi cần phải đánh giá
các phương án thiết kế.
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.
Có thể xác định gần đúng như sau.
Gr = 1,2 (Gdq + GFe + ΣGdr)
Trong đó :
Hệ số 1,2 : là hệ số kể đến trọng lượng ruột máy được tăng thêm do cách
điện.
Gdq = GCu = 297,88 (Kg) là trọng lượng dây quấn
816,5 + 396 = 1212,5
GFe 6096,8 (Kg) : là trọng lượng lõi sắt
ΣGdr = 4,177 (Kg):là tổng trọng lượng dây dẫn ra ở HA và CA.
Thay số ta được Gr = 1,2 (1212,5 + 6096,8 + 4,177) = 8776,2 (kg)
2. Trọng lượng dầu:
-Thể tích dầu trong thùng: Vd = Vt – Vr (dm3)
Trong đó:
44
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Vt: Thể tích bên trong thùng dầu phẳng, sơ bộ ta tính
Vt = A.B.H = 168,4 .80,8 .264,26 .10-3 = 3695,7
Vr: thể tích ruột máy
Gr
Vr=
γr
γrAl = 2,7 Kg/dm3
8776,2
Vậy Vr = = 3250,44 (dm3)
2,7
Do đó Vd = 3695,7 – 3250,44 = 445,27 (dm3)
Vậy thể tích dầu toàn bộ trong MBA là Vd = 445,27 (dm3)
3. Trọng lượng thùng
a. Thể tích trong thùng (không tính bề dày)
Vtt = A.B.H = 168,4 . 80,8.264,26 .10-3 = 3595,7 (dm3)
b. Thể tích ngoài thùng (kể đến bề dày)
Vnt = A’n .B’n. H’n
Trong đó
A’n = A + 2 = 168,4 +2 = 170,4 (cm)
B’n= B +2 = 80,8 + 2 = 82,8 (cm)
H’n = H +2 = 264,26 + 2 = 266,26 (cm)
Thay số ta được Vnt = 170,4. 82,8.266,26.10-3 = 3756,69.
Vậy thể tích phần có thêm bề dày là.
Vth = Vnt – Vtt = 1138 – 1080 = 57 (dm3)
3756,69 – 3595,7 = 16
Trọng lượng thùng là Gth = Vth.γ
Trong đó: γ = 7,85 (Kg/dm3)
Thay số ta được Gth = 57 . 7,85 = 447,45 (Kg)
161 . 7,85 = 1263,85 (Kg)
c. Trọng lượng dầu:
Gd= 1,05.[0,9(Vt - Vr)]
Trong đó Vt: Thể tích bên trong thùng dầu phẳng
45
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Gr
Vr: Thể tích ruột máy Vr =
γ
γ = 4,5 : Tỷ trọng trung bình của ruột máy
Gr = 1,2 (Gdd + Gre) = 8776,2 Kg
Gd= 1,05[0,9(3695,7 – 1950,27)] = 1649,4




46
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
PHẦN II : CHUYÊN ĐỀ ĐIỀU CHỈNH ĐIỆN ÁP


PHẦN II: CHUYÊN ĐỀ ĐIỀU CHỈNH ĐIỆN ÁP
1. Khái niệm chung:
Hầu hết thiết bị tiêu thụ điện - động cơ, bóng đèn điện được sản xuất với
điện áp xác định. Sử dụng không đúng điện áp sẽ làm cho thiết bị mau hư hỏng
(khi điện áp lớn hơn định mức) hoặc làm giảm công suất của thiết bị (khi điện
áp nhỏ hơn định mức). Vì vậy việc cung cấp điện cần phải giữ điện áp bằng
điện áp định mức hoặc nói chính xác hơn điện áp không được sai khác giá trị
định mức trong phạm vi cho trước.
Điện áp đặt vào sơ cấp máy biến áp thường hay dao động, một phần do
phụ tải của máy biến áp thay đổi, hoặc phụ tải của máy biến áp cùng nối vào
lưới điện đó thay đổi điện áp từ đầu đường dây. Khi điện áp sơ cấp của máy
biến áp không đổi, điện áp đặt lên thiết bị vẫn khác điện áp định mức do điện
áp rơi trong máy biến áp và trên đường dây.
Như vậy, muốn giữ điện áp trên thiết bị dùng điện thay đổi trong phạm vi
hẹp, cần điều chỉnh điện áp. Phương pháp thường dùng nhất là thay đổi tỉ số
biến đổi của máy biến áp.
Về mặt lý thuyết thì tốt nhất là thay đổi số vòng dây cả dây quấn sơ cấp
và thứ cấp, thay đổi số vòng dây phía sơ cấp khi có thay đổi điện áp sơ cấp
(theo nguyên tắc giữ cho từ thông không đổi) thay đổi số vòng dây thứ cấp để
bù lại điện áp rơi trên đường dây từ máy biến áp đến thiết bị và cả điện áp rơi
trong máy biến áp. Cách giải quyết này khá tốn kém, vì vậy thường chỉ thay đổi
số vòng dây phía nào có điện áp thay đổi nhiều hơn. Khi điện áp bị giảm, thay
đổi đầu phân áp mà giữ nguyên công suất cung cấp cho thiết bị dùng điện, sẽ
làm tăng dòng điện. Dây quấn và chuyển mạch để thay đổi đầu phân áp phải
chọn ứng với dòng điện lớn nhất trong phạm vi điều chỉnh.
Thông thường những máy biến áp đến 110KV, đầu phân áp thường đặt
phía cao áp, điện áp lớn hơn đặt phân áp phía hạ áp. Thí dụ ứng với máy biến
áp 220/110kV thường đặt đầu phân áp ở phía 110kV.
Máy biến áp thay đổi điện áp khi đang mai tải thường gọi là máy biến áp
điều chỉnh (hoặc là máy biến áp điều chỉnh điện áp dưới tải) phạm vị điều chỉnh

47
ĐỒ ÁN TỐT N
Á NGHIỆP
điện áp của máy biến áp loại này thường lớ hơn má biến áp thay đổi t số
m p ớn áy tỉ
truyề trong trạ thái kh
ền ạng hông có điệ áp.
ện



2. Th đổi tỉ số biến đổi trong trạn thái khô có điện áp (không điện)
hay s i ng ông n g
Phạm vi điều chỉnh điện áp k
i h rong khoản ± 5% (b
không điện thường tr
n ng bảng
9.1, 9.2, 9.3) Hình 17.1 tr
H rình bày m số sơ đồ các đầu p
một phân áp và cách thay đổi
à y
số vò dây m biến áp không đi Sơ đồ ở hình 17.1a ta có s ampe. V
òng máy p iện. số Vòng
theo chiều trục không đố xứng lớ nhất, vì vậy khôn được sử dụng. ở h
c ối ớn ì ng ử hình
17.1 b c,d là sự mất đối xứng theo chiều trục như nhau Sơ đồ ở hình 17.1 b là
s o c u.
thôn dụng nhất, các nấc điện áp sẽ tương ứn với việc nối các cặ đầu phâ áp
ng c ẽ ng ặp ân
(1-2, 2-3, 3-1). ở sơ đồ h
, hình 17.1c Phần trên và phần d
n dưới dây q
quấn phải q
quấn
ngượ chiều. S đồ ở hìn 17.1d dâ quấn gồ hai nửa bằng nha quấn ng
ợc Sơ nh ây ồm a au, gược
chiều và nối so song với nhau, s đồ này được dùng khi dòng điện khá lớn.
u ong v sơ g g
Sơ đ hình 17.1e được dùng khi cô suất m biến áp lớn, sẽ g
đồ d ông máy p giảm được mất
đối x
xứng chiều trục.
u




3. M biến áp điều chỉn
Máy p nh:
Máy biế áp điều chỉnh điện áp dưới tải thường có phạm vi điều ch
ến n g m hỉnh
rộng phụ thuộc yêu cầu của lưới đi
g, iện.
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Xét trường hợp điện áp sơ cấp phía cao áp thay đổi trong phạm vi từ
U1max đến U1min. Để đảm bảo cho điện áp thứ cấp U2 có sự thay đổi trong phạm
vi từ 0 đến ΔU2, sức điện động phía thứ cấp phải thay đổi từ U2 (lúc không tải)
đến U2


+ ΔU2 (lúc tải định mức). Khi đó, tỉ số biến đổi điện áp sẽ thay đổi trong phạm
vi.
U 1*max U 1*min
kmax = ; k min =
U2 U 2 + ΔU 2
Dựa vào kmaxkmin để tính cho máy biến áp có điện áp phía thứ cấp giữ giá
trị định mức (lúc không tải) bằng giá trị trung bình của cực đại và cực tiểu ta
có:
1
U2đm = U2 + ΔU 2
2
Điện áp sơ cấp sẽ nằm trong giới hạn U1max = kmax.U2đm đến U1min =
kmin.U2min.
Điện áp định mức phía sơ cấp, bằng giá trị trung bình:
U 1 max + U 1 min k + k min
U1đm = = U 2 dm max
2 2
Phạm vi điều chỉnh điện áp:
k max − k min
± U2đm
2
Hiệu số thay đổi điện áp:
U1max – U1min = U2dm(kmax - kmin)
4. Sơ đồ nguyên lý điều chỉnh điện áp
Phần dây quấn, nhờ các đầu phân áp và chuyển mạch nối hoặc không nối với
dây quấn làm việc gọi là dây quấn điều chỉnh.
Các hệ thống điều chỉnh thường gặp được mô tả trên hình 17.2. Sơ đồ ở
hình 17.2a dây quấn điều chỉnh được nối thuận với dây quấn làm việc, khoảng
điều chỉnh (1-11). ở hình17.2b dây quấn điều chỉnh với dây quân làm việc (dây
quấn cơ bản) tương ứng với hai nửa khoảng điều chỉnh cs hai phầ: AB - điều
chỉnh tĩnh và CD - điều chỉnh thô, số vòng dây quấn CD thường lớn hơn dây

49
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
quấn ở AB bằng một nấc điều chỉnh tĩnh. Sơ đồ ở hình 172c, để giữ điện áp thứ
cấp không đổi khí điện áp phía sơ cấp giảm, ta di chuyển vị trí tiếp xúc của
chuyển mạch W từ vị trí 1 đến 2, 3,…6. Tiếp tục chuyển vị trí của P từ I sang vị
trí số II, lúc đó vị trí của chuyển mạch W sang nấc 7, 8…
Khi máy biến áp làm việc ở nấc điều chỉnh thấp nhất mà vẫn giữ nguyên
công suất truyền, tổn hao trong dây quấn sơ cấp sẽ tăng so với lúc điện áp sơ
cấp bằng định mức.
Xét trường hợp như ở hình 17.2a và c. Giả sử điện áp sơ cấp giảm đi
ΔU1, dòng điện phía sơ cấp sẽ là:

I1 = I1đm U1dm
U1dm − ΔU1
Điện trở dây quấn ứng với nấc giảm điện áp tỉ lệ với số vòng dây (hoặc
điện áp):

R1 = R1đm U1dm − ΔU1dm
U1dm
R1đm điện trở tương ứng với đầu phân áp của điện áp định mức. Tổn hao
ở dây quấn sơ cấp là:

ΔP1 = I21đmR1đm U1dm = I21R1đm 1
U1dm − ΔU1 ΔU1
1−
ΔU1dm

Tương tự cho trường hợp điện áp phía sơ cấp tăng lên U1đm + Δ U1, tương

ứng tổn hao là I21đmR1đm 1
ΔU1
1−
U1dm
Thí dụ phạm vi điều chỉnh ± 12%, tỏn ha ở đầu phân áp +12% là 0,895, ở
đầu -12% là 1,135 (I21đmR1đm).
Sơ đồ ở hình 17.2c ,có khác đôi chút. Khi điện áp nhỏ hơn định mức, dây
quấn điều chỉnh nối ngược, lúc đó điện trở dây quấn vẫn tăng so với lúc điện áp
sơ cấp là định mức. Điện áp sơ cấp giảm đi một lượng bằng ΔU1, điện trở dây
quấn sơ cấp là R1đm(U1đm + ΔU1)/U1đm, trong khi I1 gióng như tính ở công thức,
ta có:




50
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

⎛ ΔU1 ⎞
⎜1 + ⎟
U1dm (U1dm + ΔU1 ) 2
= I1dm R1dm ⎝
2 U1dm ⎠
ΔP1 = I 1đmR1đm
(U1dm − ΔU1 )2 ⎛ ΔU1 ⎞
⎜1 − ⎟
⎝ U1dm ⎠
So sánh với trường hợp nấc điện áp thấp nhất (cùng công suất và cùng
phạm vi điều chỉnh) giữa sơ đồ điều chỉnh b) và sơ đồ điều chỉnh a hoặc c, ta
có:
ΔU1
1+
(ΔP1 )b U1dm
=
(ΔP1 )a .c 1 − ΔU1
U1dm

Xét trường hợp phạm vi điều chỉnh ± 12% thì ở nấc điều chỉnh – 12% có:
(ΔP1 )b
(ΔP1)b = 1,445I21đmR1đm; = 1, 27
(ΔP1 )a ,c

Sơ đồ điều chỉnh ở hình có tổn hao ở dây quấn sơ cấp lớn hơn so với sơ
đồ.
Tóm lại, nếu công suất truyền tải không đổi, khí điện áp lưới cung cấp
giảm nhỏ hơn điện áp định mức sẽ làm tăng tổn hao ở dây quấn có điều chỉnh.
Phạm vi thay đổi điện áp càng lớn, càng làm tăng tổn hao công suất. Do đó phải
qui định chỉ được giữ nguyên công suất truyền tải đén một điện áp nào đó (nhỏ
hơn điện áp định mức). Dưới điện áp qui định đó, chỉ giữ được dòng điện
không đổi – tức là giảm công suất tỷ lệ với độ giảm điện áp. Thí dụ phạm vi
điều chỉnh ±16% cho phép giữ nguyên công suất truyền tải của máy biến áp
trong phạm vi + 16 đến -10% (Sđm), nhỏ hơn giá trị kể trên chỉ giữ dòng điện
không đổi. Như vậy ở đầu phân áp -16% máy biến áp chỉ truyền công suất
Sđm()1-0,16(1-0,1) = 0,93Sđm.




51
ĐỒ ÁN TỐT N
Á NGHIỆP




hương pháp thiết kế d quấn đ chỉnh.
5. Ph p dây điều




Tính toán dây quấn điều chỉnh phụ thuộ vào sơ đồ chọn, phạm vi điều
T h ộc
chỉnh và tăng số cấp điều chỉnh thì dùng sơ đồ ở hình tr Dây qu điều ch
h s u đ rên. uấn hỉnh
có th nối với dây quấn cơ bản ho tách rờ khỏi dây quấn cơ bản tạo th
hể oặc ời y hành
tám vòng độc lập (1-1’; 2-2’,…) m mạch vòng tươn ứng với một cấp điều
mỗi ng i
chỉnh điện áp.
h
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Cách nối thực hiện sao cho điện áp giữa hai vòng dây kề nhau không
vượt quá điện áp của hai nấc điều chỉnh. Nếu nối tự nhiên theo thứ tự kề nhau
thì điện áp giữa hai vòng kề nhau a và b bằng điện áp nấc điều chỉnh.
Giả sử điện áp định mức là 30kV (nối sao) phạm vi điều chỉnh mỗi điều
chỉnh có điện áp (30000 3 ).0,02 = 346 V. Khi nối theo thứ tự tự nhiên các dây
quấn kề nhau, điện áp hai vòng kề a và b là 7 . 346 = 2422V. Trong khi nối theo
sơ đồ điện áp hai lớp đó là 2 . 346 = 692V. Khi thí nghiệm bằng phương pháp
điện áp cảm ứng (gấp đôi) điện áp hai vòng dây này còn cao hơn nữa.
Phương pháp điều chỉnh đòi hỏi sử dụng dây quấn điều chỉnh độc lập
quấn dọc theo chiều cao trụ. Đặt đầu điều chỉnh giữa dây quấn cơ bản khi chiều
dòng điện ngược lại (chuyển mạch sang vị trí II) làm cho phân bố từ trường
phức tạp, tăng từ trường tàn phụ, tăng tổn hao phụ và tăng lực ngắn mạch dọc
trục.
Phương pháp điều chỉnh theo sơ đồ ở hình cho phép dùng cả hai loại dây
quấn điều chỉnh, khi phạm vi điều chỉnh rộng thì sử dụng dây quấn điều chỉnh
độc lập.
Một trong các kiểu dây quấn độc lập gồm hai phần AB và CD.
Sử dụng loại dây quấn điều chỉnh quấn dọc chiều cao trụ làm giảm lực
điện động khi ngắn mạch. Tuy nhiên dây quấn dàn thành lớp mỏng, cách điện
vòng dây tăng (hình17.4b) làm giảm an toàn chịu lực ngắn mạch. Vì vậy dây
quấn điều chỉnh phải được chế tạo thân trọng, bên ngoài có cách điện giữ chặt
dây quấn để không biến dạng.
Phạm vi điều chỉnh máy biến áp điều chỉnh dưới tải khá rộng, từ ± 10%
đến ±20%, có khi còn lớn hơn. Điện áp mỗi nấc phụ thuộc vào phạm vi điều
chỉnh và có số nấc của chuyển mạch, thường là từ 1 đến 2% điện áp định mức,
ở máy biến áp công suất lớn, điện áp mỗi nấc còn nhỏ hơn.
Xét sơ đồ sử dụng cho điều chỉnh điện áp dưới tải ở thời điểm chuyển
mạh đang làm việc ở đầu phân áp 6. Trong thời gian đó dây quấn điều chỉnh có
thể bị tách rời không nối với dây quấn cơ bản được xác định bởi điện dung C1
và C2 .Khi dây quấn điều chỉnh lại được chuyển mạch P nối vào dây quấn
chỉnh có chênh điện áp ở tiếp điểm của P gây phóng điện. Phóng điện ở đây
không phải lúc nào cũng làm hỏng máy biến áp nhưng gây ra tiếng nổ và tia lửa
53
ĐỒ ÁN TỐT N
Á NGHIỆP
điện. Muốn kh hiện tượ phóng điện này, có thể nối dây quấn đ chỉnh qua
hử ợng c điều
một điện trở lớ (hình 1
ớn 17.5). Nếu sử dụng s đồ ở hìn 17.5 tạ khe hở g
sơ nh ạo giữa
dây quấn điều chỉnh và dây quấn đ
điều chỉnh thô rất hẹ làm nh vậy thì điện
h ẹp, hư
dung giữa dây quấn điều chỉnh tinh và điều chỉnh thô l
g u h c lớn, điện á giữa hai dây
áp
quấn bé, khôn tạo ra ti lửa khi chuyển mạch P làm việc ở th điểm t
n ng ia m m hời trên.
Cũng có thể dù màn c
g ùng chắn sắt ph ngoài d quấn đ
hía dây điều chỉnh, làm tăng điện
dung giữa dây quấn điều chỉnh và d quấn chỉnh.
g dây
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP


6. Nguyên tắc điều chỉnh điện áp khi có tải.
Khi điều chỉnh điện áp dưới tải, các tiếp điểm của chuyển mạch không
được nối ngắn mạch các vòng, đồng thời cũng không được phép hở mạch.
Người ta dùng hệ thống tiếp điểm kép, nối điện trở (hoặc kháng) giữa
cặp tiếp điểm, để trong thời gian chuyển từ tiếp điểm, để trong thời gian chuyển
từ tiếp điểm này qua tiếp điểm kê bên có thể hạn chế dòng điện ngắn mạch.
Hình17.8 Mô tả từng bước khi điều chỉnh xuống đầu phân áp thấp hơn
của chuyển mạch kiểu điện trở. Để đơn giản ta giả thiết dây quấn điều chỉnh
nằm phía thứ cấp. Trong thực tế các đầu điều chỉnh thường nằm phía điểm
trung tính chứ không đặt ở đầu cực dây quấn.
Điện trở R chọn sao cho điện áp rơi trên điện trở trong quá trình chuyển
mạch làm việc tương ứng với dòng điện định mức (U’ = Iđm.R, trong đó U’ là
điệ áp một nấc điều chỉnh). ở đồ thị vectơ trên hình … tại vị trí d, dòng điện ở
hai điện trở R khác nhau. Bỏ qua điện trở dây quấn, giả thiết máy biến áp đang
mang tải với dòng điện định mức, ta có :
1
- ở nhánh a : I’ = Iđm + Icb
2
1
- ở nhánh b: I’’ = Iđm - Icb
2
Dòng điện cân bằg Icb = U’/2R cùng pha với điện áp U’ bằng Iđm/2. Đò
thị vectơ ở hình … cho thấy sự dao động điện áp trong một chu trình chuyển
nấc phân áp. Loại chuyển mạch dùng điện trở có điện áp thay đổi lớn nhất nếu
cosϕ = 1.
Hình 17.8 mô tả điều chỉnh điện áp khi dùng chuyển mạch kiểu kháng
điện. ở vị trí c và e cuộn kháng có điện kháng bình thường. ở vị trí làm việc a
và f, dòng điện qua hai nửa cuộn kháng ngược chiều, điện kháng của kháng
cùng với điện trở khá nhỏ có thể bỏ qua. ở vị trí này, dòng điện ở mỗi nhánh
của vòng ngắn mạch (n và m) được mô tả chi tiết ở hình 17.8 dòng điện cân
bằng là dòng từ hoá của kháng điện nối với điện áp mọt nấc điều chỉh. Bỏ qua
điện trở dây quấn và tổn hao lõi thép của kháng điện, dòng điện này là dòng
phản kháng. Dòng điện từ đầu phân áp 2 và 3 chảy đến k, khi bỏ qua trở kháng


55
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
1
phần dây quấn giữa hai đầu phân áp sẽ bằng Iđm (phụ tải định mức). Dòng
2
điện qua nhánh n và m là:
1 1
I’ = Iđm + I’’ = Iđm - Icb
2 2
1
Kháng điện thường thiết kế sao cho dòng điện từ hoá Iμ = Icb = Iđm (0,5
2
÷ 0,6Iđm). Với thiết kế như vậy một trong hai giá trị I’ hoặc I’’ bằng Iđm (trường
hợp này I’ = Iđm).
ở hình … chọn dòng điện cân bằng khi phụ tải có cosϕ = 0,8 sao cho I’ =
Iđm.
Điện áp rơi do dòng điện cân bằng trên hai nửa của kháng điện bằng
nhau về trị số nhưng lệch pha góc 1800 (ngược chiều nhau), bằng nửa điện áp
một nấc điện kháng tương ứng của kháng điện là:
U'
Xmn = , U’ là điện áp một nấc phân áp.
Icb
Điện kháng nửa dây quấn (nk hoặc mk) ở vị trí như trên hình … là:
1 1 U'
Xnk = Xmk = Xmn = . (tỷ lệ với bình phương số vòng dây)ư
4 4 Icb
2U ' 1 U'
Nếu khán được thiết kế ứng với Icb = 0,5Iđm thì Xmn = ; Xnk = . .
I dm 2 I dm

Điện áp rơi khi phụ tải là định mức trên kháng Xnk là 0,5 U’. Khi cuộn kháng
thiết kế ứng với Icb> 0,5Iđm điện áp rơi IđmXnk < 0,5U’ và ngược lại, nếu Icb
0,5U’.


Giả thiết điện áp phía sơ cấp không thay đổi, sơ cấp không có dây quấn
điều chỉnh, theo đồ thị vecto (hình …), bỏ qua điện trở của cuộn kháng, ta đi
đến kết luận: khi dùng chuyển mạch kiểu cuọn kháng, điện áp rơi trên chuyển
mạch sẽ càng lớn nếu cosϕ càng gần tới 0.
Đồ thị vecto trên hình… và … sẽ ứng với I = Iđm. So sánh hai trường hợp
có cùng dòng điện phụ tải và dòng cân bằng, phụ tải có thể thay đổi, dòng cân
bằng vẫn không đổi. Ta có kết luận:
1. Cuộn kháng được thiết kế ứng với dòng điện phụ tải lâu dài.

56
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
2. Điện áp đặt lên dây quấn của kháng điện (hình …) gấp đoi điện áp một
nấc điều chỉnh. Cuộn kháng sẽ được thiết kế ứng với điện áp 2U’.
3. Loại chuyển mạch dùng điện trở không thiết kế điện trở thường xuyên
mang dòng điện, vì vậy phụ tải nhiệt tính ứng với khoảng thời gian chuyển nấc.
Thời gian chuyển nấc càng nhỏ, kích thước điện trở càng bé.
Để đề phòng khả năng chuyển mạch không đến đúng vị trí (do hư hỏng
phần cơ), người ta đặt thêm bộ nguồn một chiều (pin) báo tín hiệu chỉ vị trí của
chuyển mạch, đồng thời báo điện trở của chuyển mạch hết thời gian mang dòng
điện.
Trong khoảng thời gian chuyển mạch làm việc, sự dao động điện áp khó
phát hiện. Về việc dập tắt tia lửa hồ quang xuất hiện ở tiếp điểm chuyển mạch,
loại dùng điện trở nhanh dập tắt hơn loại dùng cuộn kháng. Nhược điểm loại
dùng điện trở là thiết bị phức tạp. Khi đươc chế tạo cẩn thận, chuyển mạch kiểu
điện trở làm việc khá tin cậy. Chuyển mạch kiểu điện trở thường chế tạo ứng
với 20 đến 100 lần làm việc trong một ngày ở điện áp 220kV.
Dây quấn có số vòng dây thay đổi thường nối sao. Phần dây quấn điều
chỉnh thường đặt kề điểm trung tính như vậy cho phép chế tạo các bộ chuyển
mạch ba pha điện áp cao giữa các phần của chuyển mạch là điện áp thấp. Nối
sao và đặt nấc điều chỉnh gần đầu cực hoặc giữa bối dây chỉ trong các trường
hợp cá biệt, như khi cần điều chỉnh riêng từng pha máy biến áp tự ngẫu.
Khi phía điện áp cao thường xuyên nối đất, chuyển mạch được nối phía
điểm trung tính, các điện chuyển mạch nhỏ hơn nhiều so với điện áp định mức,
khi đó dễ dàng chế tạo chuyển mạch cho điện thế dưới tải ở điện áp cao (tới
500 kV).




57
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Á
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
7 Điều chỉnh liên tục.
Điều chỉnh điện áp liên tục có thể dùng điều chỉnh cảm ứng (hình 17-10).
Bản chất máy điều chỉnh là động cơ không đồng bộ rôto dây quấn, rôto không
quay mà được chỉnh quay tới vị trí lệch đi góc α. Dây quấn rôto nối bằng dây
cáp ra ngoài. Nhược điểm là làm lệch góc pha với lưới.
Để khắc phục người ta có thể dùng hai máy cảm ứng, mỗi máy cảm ứng sẽ chịu
điện áp bằng một nửa (hình 17-11), tiện lợi là mômen quay của hai phần cân
bằng và lực ngắn mạch không có tác dụng làm quay rôto vì cũng bị triệt tiêu.
Máy được chế tạo 2 cực.
Hãng Koch và Sterzel chế tạo loại điều chỉnh điện áp liên tục bằng máy biến
áp có chuyển dịch (hình 17-12), gồm phần trụ cố định K, ở đó đặt dây quấn thứ
cấp V2, Dọc trụ K ghép gông J trên đó đặt hai phần của dây quấn sơ cấp V1 và
V’1, nối ngược cực nhau, sinh ra hai từ thông φ1 và φ’1 ngược pha nhau.




Hình 17-12

Trên hình 17-12a, V1 và V2 có cùng từ thông móc vòng, giả sử ở vị trí này
điện áp thứ cấp tăng. ở hình 17-12b, dây quấn V2 có từ thông φ1 và φ’1 ngược
chiều, móc vòng nên ở V2 không cảm ứng sức điện động, ở hình17-12c chỉ có
từ thông φ’1 và V’1 móc vòng với V2, cảm ứng ở đây sức từ động ngược chiều.
Nếu di chuyển J đến các vị trí bất kỳ, xuất hiện ở V2 sức điện động do
φ1- φ’1, có thể thực hiện việc thay đổi điện áp liên tục.
Trong hệ thống máy biến áp có công suất lớn, người ta sử dụng máy biến áp
tự ngẫu điều chỉnh điện áp, có thể điều chỉnh trực tiếp hay gián tiếp. Hình 17-
13 dẫn ra sơ đồ về điều chỉnh điện áp trực tiếp.
Đơn giản nhất là điều chỉnh có điểm chung ở giửa dây quấn sơ cấp và thứ cấp
như ở hình 17-13a. Phương pháp này được dùng khi tỉ số biến đổi k từ 3 trở
lên. Khi tỉ số biến đổi k nhỏ hơn 3, sơ đồ này không kinh tế, do có biến đổi lớn
từ thông ở kõi thép.
Khi ký hiệu β là tỉ số biến đổi từ thông, U1 - điện áp sơ cấp ; U2 - điện áp thứ
cấp, ta có :
U 1 min − U 2 max
β=
U 1 max − U 2 min
Sơ đồ hay được dùng nhiều là các sơ đồ ở hình 17-13b,c,d. ở đây điện áp được
điều chỉnh phía hạ áp giữa dây quấn nối tiếp và song song. Ưu việt hơn là theo
60
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
sơ đồ ở hình 17-13c, dây quấn điều chỉnh nối trực tiếp với dây quấn nối tiếp và
song song. Hình 17-13d cần dùng chuyển mạch và công tắc đảo chiều, cấp thay
đổi điện áp sẽ gấp đôi lần số đầu phân áp. Hình 17-13b,d có đầu dây quấn điều
chỉnh không được nối cố định. Hình 17-13e thực tế chỉ sử dụng cho điện áp đến
200 KV, vì ở điện áp cao, điện áp xung sẽ rất nguy hiểm đến bộ phận chuyển
mạch. Hơn nữa các tiếp điểm ở điện áp cao, cần làm khoảng cách lớn, vì vậy
chuyển mạch sẽ không còn kinh tế.




Hình 17-13

Dây quân điều chỉnh có thể đặt ở những vị trí tuỳ ý, nhưng nếu quan tâm đến
cách điện thì tốt nhất nên đặt sao cho điện áp cực đại đầu ra tương ứng với
đường kính lớn nhất của dây quấn (hình 17-14). Làm nhơ vậy có nhược điểm là
sự thay đổi điện áp ngắn mạch khá lớn, điện kháng tản ( từ thông tản ) ở dây
quấn điều chỉnh sẽ lớn, dẫn đến tổn hao phụ và lực ngắn mạch lớn. Ngoài ra,
đưa dây dẫn từ dây quấn điều chỉnh cũng khó khăn.
Hình 17-15 và 17-16 chỉ ra phương án khắc phục sự thay đổi lớn của điện áp
ngắn mạch. Hình 17-15 dây quấn điều chỉnh đặt sát trụ thường cạnh dây quấn
nối đất, chỉ có khó khăn trong việc đưa đầu dây ra, từ trường tản sẽ nhỏ. Hình
17-16 và 17-18 hay được áp dụng cho máy biến áp công suất lớn. Dây điều
chỉnh đặt ngoài cùng, kề bên dây quấn nối tiếp. Nhược điểm ở đây là dây quấn
điều chỉnh đặt gần điện cao áp, tuy vậy bố trí như thế rất tiện vì đơn giản nên
tăng cường được an toàn cho máy .
61
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP


u2 u2
u1




p s r
p s r
1
u
Hình 17-14 Hình 17-15

Nếu dây quấn nối tiếp có dây dẫn vào giữa, thì phân dây quấn điều chỉnh ra
hai phần bằng nhau (hình17-17) đảm bảo về chịu lực điện từ. Chỉ cần chú ý
cách điện dây dẫn ra và dây quấn điều chỉnh ở cạnh ra của dây quấn nối tiếp.
Hình 17-18 cho sơ đồ điều chỉnh điện áp gián tiếp, thông qua một máy biến áp
phụ trợ. Máy biến áp chính không có dây quấn điều chỉnh, giảm được khoảng
cách cách điện, giảm vật liệu cách điện. Phương pháp này chỉ chiếm kinh tế sử
dụng với công suất lớn, trên 1000 MVA và điện áp 4000/230 kv. Tương tự,
kiểu điều chỉnh gián tiếp được điều chỉnh trên dây quấn đặt trên máy biến áp
chính . Thuận lợi ở đây là cả dây quấn điều chỉnh và thiết bị điều chỉnh đều tiếp
với điện áp thấp.


u u1 u2
1
1
u1

r
p r p s
s p s R



Hình 17-16 Hình 17-17 Hình 17-18
Điều chỉnh gián tiếp làm trọng lượng máy biến chính giảm, riêng bộ phận điều
chỉnh có thể tách riêng, tiện lợi cho vận chuyển . Có điều không lợi là tổng
trọng lượng thiết bị tăng hơn so với loại điều chỉnh trực tiếp . nhìn chung vật
liệu tăng từ 25÷ 332%.
Tất cả các kiểu điều chỉnh điện áp vừa xét là điều chỉnh dọc , phần điện áp điều
chỉnh (pha) được cộng hoặc trừ đại số so với điện áp pha. ở các nhà máy điện,
còn cần thiết phải nối liên thông với mạng điện trong mọi trường hợp của góc
lệch pha. Nừu nối bằng máy biến áp điều chỉnh pha (ngang), ta có thể vừa điều
chỉnh điện áp vừa điều chỉnh góc pha để tiện phân bổ phụ tải.


62
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP


KẾT LUẬN
Thiết kế MBA là một ngành có quá trình tồn tại và phát triển đã lâu, từ khi
xuất hiện ngành chế tạo máy điện tới nayđã có nhiều sự cải tiến kỹ thuật đẻ
nâng cao hiệu quả sử dụng máy điện nói chung và MBA nói riêng.
Bài viết của em được hoàn thành bằng những kiến thức lý thuyết là chủ yếu,
nên còn nhiều thiếu sót và hạn chế về kiến thức thực tế trong quá trình vận hành
và sử dụng MBA. Nên em rất mong các thầy cô xem xét và có những ý kiến
đóng góp bổ ích cho em trước khi tốt nghiệp ra trường, giúp em củng cố kiến
thức để bước vào công việc cụ thể sau khi ra trường được tôt nhất.
Một lần nữa em xin chân thành cảm ơn thầy giáo hướng dẫn :
PHẠM VĂN BÌNH đã tận tình giúp đỡ em trong thời gian làm đồ án để em
hoàn thành tốt bài thiết kế tốt nghiệp này.
Các tài liệu tham khảo của một số tác giả dưới đây là nguồn lý thuyết quan
trọng giúp em hiểu để thực hiện tốt đồ án tốt nghiệp này


Sinh viên thực hiện
Trần Công Thanh




63
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