Máy biến điện áp

Chia sẻ: dailyphu

Máy biến điện áp (BU) là một bộ phận rất quan trọng trong hệ thống điện .Để vận hành hệ thống điện được an toàn ta cần phải đo lường và bảo vệ để biết được các thông số của nó rồi từ đó có phương pháp điều chỉnh hợp lý,cũng như tránh được thiệt hại khi có sự cố xẩy ra.Việc thực hiện đo điện áp xoay chiều với điện áp cao thì dụng cụ thông thường không thể đáp ứng được vì điện trở cách điện của thiết bị không cho phép,còn nếu thiết kế chế tạo thiết...

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

Nội dung Text: Máy biến điện áp

Máy biến điện áp
* KHOA ĐIỆN_ BỘ MÔN TBĐ-ĐT*

LỜI MỞ ĐẦU

Máy biến điện áp (BU) là một bộ phận rất quan trọng trong hệ thống điện
.Để vận hành hệ thống điện được an toàn ta cần phải đo lường và bảo vệ để
biết được các thông số của nó rồi từ đó có phương pháp điều chỉnh hợp
lý,cũng như tránh được thiệt hại khi có sự cố xẩy ra.Việc thực hiện đo điện
áp xoay chiều với điện áp cao thì dụng cụ thông thường không thể đáp ứng
được vì điện trở cách điện của thiết bị không cho phép,còn nếu thiết kế chế
tạo thiết bị đo lường và bảo vệ với điện áp cao thì rất tốn kém và không an
toàn cho người dùng.Vì vậy để đo lường và bảo vệ ở điện áp cao người ta
phải dùng một thiết bị trung gian để giảm điện áp xuống thiết bị này được
gọi là máy biến điện áp .
Ngày nay cùng với sự phát triển của khoa học kỹ thuật ,máy biến điện áp
đã được cải tiến rất nhiều về kiểu loại ,kết cấu ,vật liệu chế tạo cũng như tính
năng làm việc .
Trong đề tài đồ án của em , em sẽ thiết kế máy biến điện áp một pha
ngâm dầu, tiêu chuẩn IEC- 186 với các số liệu ban đầu :
điện áp sơ cấp U1đm = 35/ 3 kv
điện áp thứ cấp U2đm= 100/ 3 kv
công suất định mức S2đm = 150 VA
cấp chính xác 1 với điện áp thay đổi ( 0,8 ÷ 1,2)Uđm ,phụ tải ( 0,25 ÷
1)Sđm , cosϕ = 0,8
Toàn bộ đồ án gồm có 4 chương :
Chương I :phân tích chọn phương án ,tính chọn cách điện .
Chương II : tính tóan điện từ máy biến điện áp
Chương III: tính toán sai số máy biến điện áp và hiệu chỉnh sai số
Chương IV: tính toán và thiết kế kết cấu
Do trình độ và thời gian còn hạn chế nên đồ án của em không tránh khỏi
những thiếu sót .Em rất mong được sự đóng góp ý kiến của thầy ,cô và của
các bạn để đồ án của em hoàn chỉnh hơn .

Qua đây em xin chân thành cảm ơn thầy Bùi Tín Hữu đã tận tình hướng dẫn
em làm và hoàn thành đồ án ,và các thầy ,cô giáo đã day em trong 5 năm
qua để em có kiến thức hoàn thành đồ án này .
Em xin chân thành cảm ơn !

Sinh viên
Vũ Huy Cường




ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP K44-THIẾT KẾ MÁY BIẾN ĐIỆN ÁP 35KV 1
* KHOA ĐIỆN_ BỘ MÔN TBĐ-ĐT*

CHƯƠNG I
PHÂN TÍCH CHỌN PHƯƠNG ÁN ,TÍNH CHỌN CÁCH ĐIỆN

1.1 KHÁI NIỆM CHUNG VỀ MÁY BIẾN ĐIỆN ÁP
Hệ thống điện thường có điện áp cao nên khi đo lường và bảo vệ gặp
rất nhiều khó khăn .Nếu ta thiết kế ,chế tạo thiết bị đo lường và bảo vệ với
điện áp cao thi sẽ rất tốn kém và nguy hiểm cho người sử dụng .Vì vậy ta
cần giảm điện áp xuống để dùng các thiết bị đo lường và bảo vệ thông
thường ở điện áp thấp ,tiêu chuẩn,an toàn .Thiết bị dùng để giảm điện áp cao
xuống điện áp thấp ,tiêu chuẩn được gọi là máy biến điện áp
Máy biến điện áp là một loại khí cụ điện dùng để hạ điện áp cao xuống
điện áp thấp tiêu chuẩn ,an toàn dùng cho đo lường và bảo vệ rơle. Trị số
điện áp thứ cấp lấy theo tiêu chuẩn nhà nước .ở Liên xô Châu âu và là 100V
hoặc 100 / 3 V ,ở Anh và các nước ả rập là 100V ,ở mỹ 120 V .Trên hình
H1.1 trình bày sơ đồ đấu dây của BU một pha .Cuộn dây sơ cấp nối với phía
điện áp cao qua cầu chì bảo vệ cao áp .Cuộn dây thứ cấp cấp nguồn cho các
thiết bị đo lường và bảo vệ qua cầu chì bảo vệ hạ áp .Để an toàn một đầu
cuộn hạ áp và lõi thép của BU được nối đất
C
B
A
A X

a x




V

Hình 1.1
Đối với BU không yêu cầu độ bền nhiệt và độ bền điện động cao ,vì dòng
điện thứ cấp rất bé thậm chí khi ngắn mạch ở mạch thứ cấp cũng không sinh
ra hiệu ứng nhiệt và điện động nào cả ,hơn nữa ở mạch máy biến điện áp
thường đặt cầu chì bảo vệ .
Máy biến điện áp có các cấp chính xác sau :0,2; 0,5; 1; 3; và 6 BU với
cấp chính xác 0,2 dùng cho mẫu ,cấp 0,5 dùng cho đo đếm điện năng ,cấp 1
dùng cho đồng hồ bảng ,còn cấp 3 và cấp 6 dùng cho bảo vệ .Cấp chính xác
của BU không đổi khi điện áp sơ cấp giao động trong khoảng U= (0,8 ÷
1,2)Uđm,phụ tải bằng St= (0,25 ÷ 1 )Sđm ,với cosϕ = 0,8.
Trị số sai số lớn nhất đối với các cấp chính xác khác nhau được ghi trong
bảng dưới đây :
.bảng 1-1 giới thiệu sai số lớn nhất của máy biến áp.


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP K44-THIẾT KẾ MÁY BIẾN ĐIỆN ÁP 35KV 2
* KHOA ĐIỆN_ BỘ MÔN TBĐ-ĐT*

Cấp chính xác Sai số lớn nhất
điện áp {%} Góc [phút]
0,2 ± 0,2 ± 10
0,5 ± 0,5 ± 20
1 ±1 ± 40
3 ±3 Không qui định

Khuynh hướng phát triển máy biến điện áp hiện nay là thiết kế chế tạo
những máy biến điện áp có dung lượng lớn ,điện áp thật cao ,dùng nguyên
liệu mới để giảm kích thước và trọng lượng máy .Về vật liệu hiện nay đẫ
dùng loại thép cán lạnh không những có từ tính tốt mà tổn hao sắt lại tốt do
đó nâng cao được hiệu suất của máy biến điện áp .

1.2 NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA MÁY BIẾN ĐIỆN ÁP
ta xét sơ đồ nguyên lý của một máy biến điện áp một pha hai dây quấn
như hình 1.1
Dây quấn sơ cấp có w1
vòng dây và dây quấn thứ cấp I1 I2
có w2vòng dây đều được quấn
trên cùng một lõi thép .Khi U1 U2
Zt
đặt một điện áp xoay chiều
u1 vào dây quấn sơ cấp trong W2
đó sẽ có dòng điện i1 .Trong W1

lỗi thép sẽ sinh ra từ thông Φ
Φ
móc vòng với cả hai dây quấn
Hình 1.2
,cảm ứng ra các suất điện động (s.đ.đ) e1 và e2 .Dây quấn thứ cấp có s,đ.đ sẽ
sinh ra dòng điện i2 đưa ra tải với điện áp là u2.
Giả sử điện áp xoay chiều đặt vào là một hàm số sin ,thi từ thông do nó sinh
ra cũng là một hàm số hình sin:
Φ = Φmsinωt
do đó theo định luật cảm ứng điện từ ,s.đ.đ cảm ứng trong các dây quấn sẽ là
:
dΦ dΦ m sin ω t
e1 = − w1 . = − w1 = − w1ω Φ m cos ω t
dt dt
Π
= 2 E1 sin(ω t − )
2
dΦ dΦ m sin ω t
e 2 = − w2 . = − w2 = − w2ω Φ m cos ω t
dt dt
Π
= 2 E 2 sin(ω t − )
2
trong đó :


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP K44-THIẾT KẾ MÁY BIẾN ĐIỆN ÁP 35KV 3
* KHOA ĐIỆN_ BỘ MÔN TBĐ-ĐT*

ω .w1Φ m 2Πfw1Φ m
E1 = = = 4,44 fw1Φ m
2 2
ω .w2 Φ m 2Πfw2 Φ m
E2 = = = 4,44 fw2 Φ m
2 2
là giá trị hiệu dụng của các s.đ.đ dây quấn thứ cấp và sơ cấp
các biểu thức trên cho thấy s.đ.đ cảm ứng trong dây quấn chậm pha so với từ
Π
thông sinh ra nó một góc
2
Dựa vào các biểu thức trên người ta định nghĩa tỷ số biến điện áp của BU
như sau :
E1 w1
k= =
E 2 w2
nếu không kể đến điện áp rơi trên các dây quấn thì có thể coi U 1 ≈ E1 ; U 2 ≈ E 2
do đó k được xem như tỷ số điện áp giữa hai dây quấn :
E1 U 1
k= ≈
E2 U 2

1.3 PHÂN LOẠI VÀ CÁC KIỂU MÁY BIẾN ĐIỆN ÁP
I.phân loại :
máy biến điện áp được phân thành các loại sau :
1.theo số pha: có hai loại
-máy biến điện áp một pha
-máy biến điện áp ba pha
2.theo số dây quấn :
- loại 2 dây quấn
-loại 3 dây quấn
3.theo cấp chính xác :
- theo giá trị sai số cho phép
4.theo phương thức làm mát :
-máy biến điện áp dầu
- máy biến điện áp khô (không khí ).
5.loai thiết bị có :
-máy biến điện áp trong nhà
-máy biến điện áp ngoài trời
-máy biến điện áp cho các thiết bị phân phối hợp bộ .




ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP K44-THIẾT KẾ MÁY BIẾN ĐIỆN ÁP 35KV 4
* KHOA ĐIỆN_ BỘ MÔN TBĐ-ĐT*

II.các kiều máy biến điện áp
Về kiểu máy biến điện áp chia làm 3 nhóm:
-máy biến điện áp khô
- máy biến điện áp dầu
- máy biến điện áp nối tầng

1.máy biến điện áp khô .
Máy biến điện áp khô được chế tạo với điện áp định mức 24 kv.Vật liệu
cách điện là epoxy.
Mạch từ của máy biến điện áp được ghép từ các lá tôn kỹ thuật điện .đối
với mạch từ kiểu HOC –05 thì dùng các tấm tôn dập hình chữ e ,còn các kiểu
máy biến điện áp khác thì dùng các tấm tôn hình chữ nhật . Dây quấn được
quấn nhiều lớp trên những ống khung cách điện và được sơn tẩm bằng sơn
dùng cho điện áp pha .Các máy biến điện áp được nối với lưới bằng các đầu
cực phân bố trên các sứ và ba nêm cách điện .
Các máy biến điện áp HOCK-6-66 chỉ dùng với các thiết bị ,phân phối hợp
bộ cao áp trong các mở than ,khi lắp đặt nó phải đổ một lớp bitum cách điện
kín ,bởi vậy nó không có bệ nêm đầu ra ,các dây quấn của máy biến điện áp
được đưa ra bằng các dây cáp mềm
Các máy biến điện áp kiểu HOΠ và 3HOΠ Là những khối đúc mà trong đó
dây quấn và mạch từ được nằm kín trong eboxy .

HÌNH 1.3 GIỚI THIỆU KẾT CẤU BU KHÔ KIỂU HOC-3
1- gông từ
2- cuộn dây cao áp 1
3-cuộn dây hạ áp
4-các đầu vào cao áp 2
5-các đầu ra hạ áp
5

1
3
2


Hình 1.3 4

Đối với các máy biến điện áp mà dây quấn được quấn trên các mạch từ hình
xuyến thi dây quấn trong là dây quấn thứ cấp phụ .

2.máy biến điện áp dầu .



ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP K44-THIẾT KẾ MÁY BIẾN ĐIỆN ÁP 35KV 5
* KHOA ĐIỆN_ BỘ MÔN TBĐ-ĐT*

Thường được chế tạo với điện áp 35kv trở lên.
Sở dĩ đối với mạng điện có điện áp cao U> 35KV thường sử dụng kiểu
dầu vì : Dỗu vừa cách điện tốt ,vừa làm mát tốt ,hơn nữa dễ bảo quản khi xẩy
ra sự cố về chạm chập dây .Tuy nhiên loại máy biến điện áp kiểu dầu có kết
cấu hơi phức tạp vì chúng thường có bình dãn dầu và trong quá trình làm
việc cũng dễ gây ra cháy nổ .Nhưng loại này phù hợp với cấp điện áp cao ,vì
thế cho nên đối với U> 35kv thì để đảm bảo yêu cầu về mặt cách điện cũng
như trong quá trình làm việc ,người ta thường chế tạo loại máy biến điện áp
kiểu ngâm dầu .
Mạch từ được ghép từ các lá tôn kỹ thuật điện dây quấn nhiều lớp được
quấn trên một ống cách điện :dây quấn cao áp có màn chắn tĩnh điện ,các dây
quấn cao áp bao gồm một hoặc hai cuộn si để bảo vệ quá điện áp .
Thùng máy biến điện áp được hàn bằng tôn như của loại máy 3HOM 15-63
,thép phi từ tính bởi vì dùng trực tiếp với các thiết bị và được đặt gần các
thanh cái dẫn điện của các máy phát lớn .
các đầu ra của dây quấn của phần lớn các máy biến điện áp được nối với đầu
ra trên sứ đặt trên nắp máy .Đầu vào hạ áp và các đầu nối đất của dây quấn
cao áp của các máy biến điện áp 3 HOM 15- 63 ,3 HOM 24-69 được đặt
trên vách thùng .các đầu ra của dây quấn hạ áp các máy biến điện áp 3 HOM
35-66 được đưa ra một mảng đầu ra trên thành thùng .
Máy biến điện áp 3 HOM 35-65 và 3HOM 35-66 có bình dãn dầu đặt ở
phía đầu cao áp .ở máy biến điện áp này kín hoàn toàn .ở máy biến điện áp
kiểu khác thì không có bình dãn dầu ,mức dầu trong thùng thường thấp hơn
nằm từ 20-30 cm.

3. máy biến điện áp nối tầng
Với điện áp lớn hơn 35kv để giảm kích thước cách điện ,người ta dùng
kiểu biến áp nối tầng ,mỗi tầng chịu một điện áp nhất định .Với điện áp 110
kv ,thường dùng kiểu hai tầng ,mỗi tầng chịu một nửa điện áp như hình 1.4.
Mỗi tầng kiểu này có mạch từ riêng (I) và (II) ,có cuộn dây cao áp riêng ,mỗi
cuộn chịu một nửa điện áp pha ,cuộn dây cao áp (BH) của mạch từ MII có
đầu vào nối với điện áp pha ,phía cuối nối với mạch từ và cách điện với MI
.Đầu cao áp của cuộn dây ở mạch từ MI nối với phía cuối của mạch từ MII
và có điện áp bằng 1/2 điện áp pha .Phía cuối của cuộn dây cao áp BH ở
mạch từ MI được nối đất cùng với MI .Phía hạ áp HH có hai cuộn dây a-x và
aγ -xγ ,một cuộn dùng cho đo lường ,một cuộn dùng cho bảo vệ .Hai cuộn bù
(CB1) và (CB2) dùng để phân bố điện áp đều trên hai cuộn cao áp khi mạch
thứ cấp có tải .




ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP K44-THIẾT KẾ MÁY BIẾN ĐIỆN ÁP 35KV 6
* KHOA ĐIỆN_ BỘ MÔN TBĐ-ĐT*


A

M
BH
*
*
* *
II
CB2 CB1


HH
a
M BH
* aγ
Uφ I
2


X xγ
x

Hình 1.4
Sơ đồ trên hình 1.5 hiện đại hơn và có nhiều ưu điểm so với sơ đồ ở hình
1.4 ,loại này có một mạch từ ,cách ly với đất các cuộn dây được cuốn trên
hai trụ của mạch từ .
A


* BH
*

Π
Π
M


*
HH
BH a


X
2


x
Hình 1.5

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP K44-THIẾT KẾ MÁY BIẾN ĐIỆN ÁP 35KV 7
* KHOA ĐIỆN_ BỘ MÔN TBĐ-ĐT*

III.giới thiệu một số loại máy biến điện áp
Trong hệ thống điện hiện nay có thể có 3 loại máy biến điện áp :
Loại cảm ứng điện từ
Loại tụ điện phân áp
Các máy biến điện áp kiểu mới
1.Máy biến điện áp kiểu cảm ứng điện từ
Máy biến điện áp có thể được chế tạo 3 pha (thường cho cấp điện áp U
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