Bài giảng môn Kỹ thuật điện – Chương 6: Máy biến áp

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:33

Thêm vào BST

Báo xấu

60
lượt xem 5
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng môn Kỹ thuật điện – Chương 6: Máy biến áp gồm có những nội dung chính sau: Khái niệm chung về máy biến áp, nguyên lý làm việc của máy biến áp 1 pha, cấu tạo máy biến áp, các phương trình cơ bản trong máy biến áp (mô hình toán học của máy biến áp), phát nóng và làm mát trong máy điện.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng môn Kỹ thuật điện – Chương 6: Máy biến áp

Chương VI : MÁY BIẾN ÁP 6.1 Khái niệm chung về MBA: om *) Định nghĩa, ứng dụng: .c ng TB TB Tải Nguồn co tăng giảm an U U th ng Máy biến Xa, rất áp xa cao o du Cùng 1 công suất truyền tải S: S= 3 U I u - Giảm ∆Ud cu Giảm - Giảm ∆Pd - Giảm tiết diện dây s => Giảm chi phí đầu tư CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
*) Các đại lượng định mức: 1. Công suất MBA 3 pha: S®m = 3U 2 ®m I 2 ®m = 3U1®m I1®m [VA] om 2. Điện áp : .c U1đm ng [V] I1đm I2đm U2đm co an Thường ký hiệu: U1đm/U2đm U1đm SC TC U2đm th ng 3. Dòng điện : I1đm , I2đm [A] o du Chú ý: Các đại lượng i, u định mức trong u cu MBA 3 pha là các đại lượng dây CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
6.2 Nguyên lý làm việc của MBA 1 pha u1~ i1~ => φ móc vòng φ qua 2 dây quấn i1 om W1 W2 .c => e1 và e2: u1~ Tải dφ ng e1 = − W1 co dt dφ an e2 = − W2 Sơ cấp Thứ cấp th dt w1,2 : số vòng dây sơ và thứ cấp ng 2πfW1φm Giả sử φ = φm sinωt E 1= o du 2 e1 = − W1φm ω cos ωt π E1 = 4,44fW1 φm u e1 = 2πfW1φm sin(ωt − ) cu 2 ψE = - 90O φ e1 = 2E1 sin(ωt + ψ e ) E CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
Tương tự => e2 có: E2 = 4,44fW2 φm φ Khi nối dây quấn thứ cấp với tải i1 i2 => Trong dq TC có i2 om W1 W2 u2 u1~ Tải Năng lượng điện xoay chiều .c vào w1 ng Chuyển qua w2 co an Cung cấp cho tải Sơ cấp Thứ cấp th => U1≈ E1 ; U2 ≈ E2 ng Nếu bỏ qua tổn hao trên dây quấn o du U1 E1 W1 => ≈ = W =k => Hệ số MBA u U2 E2 2 cu k < 1=> MBA tăng áp k > 1 => MBA hạ áp CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
6.3 Cấu tạo TC SC φ i1 i2 1. Lõi thép : làm bằng các lá thép KTĐ ghép lại, gồm 2 bộ u1 W1 W2 u2 om phận .c - Trụ ng - Gông Trụ Trụ Gông co an th 2. Dây quấn : ng 3. Vỏ máy o du - Thùng máy u - Nắp máy cu CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
Ruột máy biến áp om .c ng co an th o ng du u cu CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
Máy biến áp nhìn từ ngoài om .c ng co an th o ng du u cu CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
6.4 Các phương trình cơ bản trong MBA ( mô hình toán học của MBA) 1. Phương trình cân bằng điện φC om a. Phía sơ cấp i1 i2 - ΦC : móc vòng qua 2 dq .c W1 W2 - Φt1 : do i1 sinh ra chỉ móc u1~ u2 ng Zt co vòng trong w1 với không khí an => e1 và et1 dφC th Φt1 ng e1 = − W1 o dt du R1 dφt1 u e t1 = − W1 i1 et1 cu dt u1 e1 u1 = −e1 − e t1 + R1i1 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
φC dφt1 dψ dψ t1 di1 e t1 = i−1 W1 = − t1 =− i2 u1 = −e1 − e t1 + R 1i1 dt dt di1 dt u1~ W1 W2 u2 di1 Zt di1 e t1 = − L1 u1 = −e1 + L1 + R1i1 om => dt L1 dt .c R1 L1 ng Φt1 Φt2 Dạng số phức: i1 co u1 e1 an i i i i U1 = − E1 + jωL1 I1 + R1 I1 th R2 ng X1 R1 X1 X2 o i i i U1 = − E1 + I1 (R1 + jX1 ) du I1 I2 U1 E1 E2 U2 u cu b. Phía thứ cấp : i i i Xét TT : U 2 = − E 2 − I 2 (R 2 + jX 2 ) CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
φC i1 i2 2. Phương trình cân bằng từ Không tải : i2 = 0 =>Φ do Fo= W1 Io u1~ W1 W2 u2 Tải om Có tải : i2 ≠ 0 =>Φ do F1 và F2 .c i i i i F1 + F2 = W1 I1 − W2 I 2 Chú ý dấu “-” ng R1 X1 Khi bỏ qua ∆U1: co ∆U1 an E1 U1 ≈ E1 = 4,44fW1 φm U1 th i i i => F1 + F2 = Fo ng const φm = const o du i i i i => W1 I1 − W2 I 2 = W1 Io u I2 cu i i => I1 − = Io W1 W2 i k i I2 i => I1 = Io + k CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
6.5 Qui đổi và sơ đồ thay thế R2 R1 X1 X2 1. Mục đích và điều kiện: I1 I2 Mđ: Thuận tiện cho việc nghiên cứu U1 E1 E2 U2 om ĐK: Bảo toàn quá trình năng lượng .c E2’ = E1 2. Qui đổi : Thường QĐ thứ cấp về sơ cấp ng co a. Sđđ và điện áp: an E1 Đưa E2’ = E1 Vì ta có hệ số MBA : =k => E2’ = kE2 th ng E2 b. Dòng điện: TT: U2’ = kU2 o du I2 I2 Từ: E2’ I2’ = E2 I2 ' => I 2 = = u cu ' E2 k E2 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
c. Tổng trở: P, Q bên thứ cấp không đổi: P2 = R 2 I 22 = R '2 I '22 ⇒ R '2 = R 2 k 2 Q 2 = X 2 I 22 = X '2 I '22 ⇒ X '2 = X 2 k 2 om Tương tự với tải: Zt’ = k2 Zt .c i i i ' ' ' ' ' PT sau khi qui đổi: U = − E 2 − (R + jX ) I2 ng 2 2 2 co i i i ' I1 = Io + I2 Sau khi ghép nối 2 sơ đồ bên sơ và thứ cấp: an ’ th R1 X1 ’ I R2’ ng X2 2 Io o I1 U2’ du E2‘ Zt’ E1 = U1 u cu Chú ý : Các ký hiệu thứ cấp sau quy đổi có dấu phảy “’” CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
R1 X1 ’ X2’ I2’ A R2 i i i Thay U A B = − E 1 = Z th I o Zth = (R th + jX th ) U1 E1 om B .c Sơ đồ thay thế đầy đủ: Sơ cấp Thứ cấp ng Trong đó: Tải co R1, R’2
7.6 Chế độ không tải và ngắn mạch của MBA R1 X1 Io R2’ X2’ I2’ 1. Chế độ không tải: a. Sơ đồ nguyên lý I1 U Io R U ’ U om 1®m U1 th 22®m R X1 Zt’ b. Sơ đồ thay thế Xth 1 .c Io ng c. Tổng trở Zo Rth U1® co Xth Zo = ( R1+ Rth )+ j(X1 + Xth) m an Zo = Ro+ jXo th ng Vì : R1
R1 X1 I1n’ I ’ R2 ’ X 2. ChÕ ®é ng¾n m¹ch 2 2 I2n a. S¬ ®å nguyªn lý Io I1 u1n U ’ ’ U1 RRth1 X1 2 R2 X2’ Zt’ om b. S¬ ®å thay thÕ Xth I 1n .c U1n c. Tæng trë Zn ng co Zn = ( R1+ R2’)+ j(X1 + X2’) an Zn = Rn+ jXn th ng Trong MBA : R1 ≈ R2’ Rn ≈ 2R1 ; Xn ≈ 2X1 o du X1 ≈ X2’ u d. Dßng I1n rÊt lín cu U 1n I1n = Zn rÊt bÐ CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
Do Zn rất bé Sẽ có 2 trường hợp xẩy ra: - Nếu U1n = U1đm I1n rất lớn om I1n ≈ (10÷33) I1®m .c Ngắn mạch sự cố gây nguy hiểm MBA, có thể bị cháy, nổ. ng Cần thiết bị bảo vệ cắt MBA khỏi lưới điện kịp thời co - Nếu (U1n = Un)
3. X¸c ®Þnh c¸c tham sè cña MBA b»ng thÝ nghiÖm a. ThÝ nghiÖm kh«ng t¶i * om S¬ ®å: *W A .c U10 V1 V2 §o : ng co I0 ë A U10 X¸c ®Þnh c¸c tham sè : k= an U10 ë V1 U 20 th P0 ngR0 = 2 P0 ë I0 W Xo = Zo − R o 2 2 o U Z0 = 10 du U20 ë V2 I0 u cu I0 io % = 100 Rth ≈ R0 ; Xth ≈ X0 I1®m kiểm tra P0 cos ϕo = U10 I0 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
định mức b. ThÝ nghiÖm ng¾n m¹ch: * Bé * W A1 S¬ ®å: U1 ®iÒu om V A2 chØnh .c U §o : ng co I1®m ë A1 X¸c ®Þnh c¸c tham sè : an U1n ë V th Pn ng Rn = 2 Pn ë I1®m W Xn = Zn − R n 2 2 o U Zn = 1n du I2®m ë A2 I1®m u cu Rn Xn U1n R1 ≈ R 2 = ' X1 ≈ X 2 = ' kiểm tra un % = 100 2 2 U1®m CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
C¸c thµnh phÇn cña ®iÖn ¸p ng¾n m¹ch : Rn Xn R n I1®m X n I1®m u nr % = 100 u nx % = 100 I1đm U1®m U1®m om U1n .c 6.7 ChÕ ®é lµm viÖc cã t¶i ng 1. §é biÕn thiªn ®iÖn ¸p vµ ®Æc tÝnh ngoµi cña MBA co a. Độ biến thiên điện áp thứ cấp: an U 20 − U 2 th ∆U 2 % = 100 (1) nh©n tö vµ mÉu víi k U 20 o ng U1®m − U 2 ' du ∆U 2 % = 100 (2) U1®m u Rn Xn cu Theo SĐTT đơn giản: I1 . . . . U1®m U2’ Zt’ U 1 ® m = U 2 + R n I1 + jX n I 1 ' CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
cã ®å thÞ vÐc t¬ : Chän U 2 ' lµm gèc U1®−m U ' U1® ∆U% = om m 2 gi¶ sö t¶i mang t/c ®iÖn c¶m 100 θ AU1®m C B .c thùc tÕ gãc θ rÊt nhá ϕ2 ' U2 ng U1®m ≅ faU 2 ' I1 R n I1 jX n I1 co U1®m - U2’ = AB = AC + CB = RnI1cosϕ2 + XnI1sinϕ2 an th R n I1 cos ϕ2 + X n I1 sin ϕ2 ∆U 2 % = ng 100 U1®m o du I R I X I ∆U 2 % = 1 [ n 1®m 100 cos ϕ2 + n 1®m 100sin ϕ2 ] u I1®m U1®m U1®m cu β < 1=> non t¶i hÖ sè t¶i β unr% unx% β > 1=> qu¸ t¶i I I S β= 1 = 2 ≈ β = 1=> t¶i ®Þnh møc I1®m I2®m S®m CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt