Công Nghệ Máy

Trình bày các đại lượng định mức của máy biến áp một pha

Hãy cùng tìm hiểu cấu tạo của máy biến áp một pha cùng Các đại lượng định mức của máy qua bài viết sau đây nhé. Mời các bạn tham khảo!

Để định mức một máy biến áp một pha, có một số đại lượng:

Điện áp đầu vào: điện áp đầu vào là điện áp đầu vào từ nguồn điện, có thể là điện áp thế hệ hoặc điện áp điện gió.
Điện áp đầu ra: điện áp đầu ra là điện áp đầu ra từ máy biến áp, được sử dụng để cung cấp điện cho các thiết bị điện.
Dòng điện: dòng điện là lượng điện được truyền qua máy biến áp trong một khoảng thời gian nhất định. Đơn vị đo lường là ampe [A].
Công suất: công suất là lượng năng lượng được tiêu thụ hoặc cung cấp bởi máy biến áp trong một khoảng thời gian nhất định. Đơn vị đo lường là watt [W].
Hiệu suất: hiệu suất là tỷ lệ giữa công suất cung cấp và công suất tiêu thụ của máy biến áp. Đơn vị đo lường là phần trăm [%]

Máy biến áp một pha là thiết bị điện tĩnh dùng để biến đổi điện áp của dòng xoay chiều một pha từ cấp này sang cấp khác mà vẫn giữ nguyên tần số

Máy biến áp 1 pha Máy biến áp cao tần

1. Cấu tạo

Cấu tạo của máy biến áp một pha

Máy biến áp một pha gồm hai bộ phận chính:

Hình 46.1: Máy biến áp 1 pha dùng trong gia đình

1. Hai ổ lấy điện ra, 2 vôn kế, 3 ampe kế, 4 nút điều chỉnh, 5 aptomat

Hình 46.2: Cấu tạo máy biến áp một pha:

1. Lõi thép, 2. Dây quấn

a. Lõi thép.

Lõi thép được làm bằng các lá thép kĩ thuật điện ghép lại thành một khối.
Lõi thép dùng để dẫn từ cho máy biến áp.

b. Dây quấn

Làm bằng dây điện từ được quấn quanh lõi thép.
Máy biến áp một pha thường có hai cuộn dây quấn.
- Dây quấn sơ cấp: Nối với nguồn điện, có điện áp là U1 và số vòng dây là N1
- Dây quấn thứ cấp: Lấy điện ra, có điện áp là U2 và số vòng dây là N2

2. Nguyên lí làm việc

1. Dây quấn sơ cấp

2. Dây quấn thứ cấp.

3. Lõi thép

Đưa điện áp U1 vào dây quấn sơ cấp, trong dây quấn sơ cấp có dòng điện, nhờ cảm ứng điện từ giữa dây quấn sơ cấp và thứ cấp, điện áp lấy ra ở 2 đầu dây thứ cấp là U2
Tỉ số điện áp của hai quấn bằng tỉ số vòng dây của chúng: \[\frac{{{U_1}}}{{{U_2}}} = \frac{{{N_1}}}{{{N_2}}} = k\]
Điện áp lấy ra ở thứ cấp U2: \[{U_2} = {U_1}\frac{{{N_2}}}{{{N_1}}}\]
k: Hệ số của MBA
U2> U1 biến áp tăng N2 > N1
U2< U1 biến áp giảm N2 < N1

Ví dụ:

Một máy biến áp giảm áp có U1= 220 v, U2= 110 v, số vòng dây N1 = 460 vòng, N2=230 vòng. khi điện áp sơ cấp giảm, U1=160 v, để giữ U2=110 v không đổi, nếu số vòng dây N2 không đổi thì phải điều chỉnh cho N1 bằng bao nhiêu?

Giả thiết:

U1 =220 [V], U2 =110 [V]= u2’
N1 = 460 [vòng], N2 = 230 [vòng],
U1’ = 160 [V]

Kết luận:

N1’ ?[ N2 không đổi]

Lời giải

\[\begin{array}{l} \frac{{{u_{1'}}}}{{{u_{_{_2}}}}} = \frac{{{N_{1'}}}}{{{N_2}}} = > {N_{1'}} = {u_{1'}}\frac{{{N_2}}}{{{u_2}}}\\ = > {N_{1'}} = 160\frac{{230}}{{110}} = 334

\end{array}\]

Vậy số vòng của cuộn sơ cấp là 334 vòng.

3. Các số liệu kĩ thuật.

Công suất đinh mức: Pđm [VA, KVA]
Điện áp định mức: Uđm [ V, KV]
Dòng điện áp định mức: Iđm [ A, KA ]

4. Sử dụng

Điện áp đưa vào không được lớn hơn điện áp định mức.
Không để máy biến áp làm việc quá công suất định mức.
Đặt máy biến áp nơi khô ráo, sạch sẽ, thoáng gió, ít bụi.
Thường xuyên vệ sinh và kiểm tra cách điện

Một số máy biến áp

Làm thế nào để ta lựa chọn một máy biến áp đầu tiên ta phải nhìn vào thông số kỹ thuật ghi trên nhãn máy để biết được khả năng làm việc của máy. Bài viết này hướng dẫn bạn đọc tìm hiểu những thông số quan trọng trên máy biến áp một cách đầy đủ nhất.

Các máy biến áp được tính toán, chế tạo với một chế độ làm việc lâu dài và liên tục nào đó gọi là chế độ định mức. Đây là chế độ làm việc của máy biến áp ứng với các thông số và điều kiện định mức: điện áp U = Uđm, tần số f = fđm, công suất S = Sđm và điều kiện môi trường như tính toán thiết kế [tmt = ttk].

1. Công suất định mức máy biến áp

Công suất định mức là công suất toàn phần [biểu kiến] được nhà máy chế tạo qui định trong lý lịch MBA. Máy biến áp có thể tải được liên tục công suất này [S = Sđm] khi điện áo là Uđm, tần số fđm và điều kiện làm mát là định mức và khi đó tuổi thọ của MBA sẽ bằng định mức.

Đối với MBA hai cuộn dây công suất định mức là công suất của mỗi cuộn dây.
Đối với MBA ba cuộn dây người ta có thể chế tạo các loại sau:

+ 100/100/100 là loại có công suất của mỗi cuộn dây đều bằng công suất định mức.

+ 100/100/66,7 là loại có công suất của hai cuộn dây bằng công suất định mức và công suất của cuộn thứ ba bằng 66,7% công suất định mức.

Đối với MBA tự ngẫu thì công suất định mức là công suất của một trong hai đầu sơ hoặc thứ cấp mà hai đầu này có liên hệ tự ngẫu với nhau, công suất này còn gọi là công suất xuyên.

2. Điện áp định mức

Điện áp định mức của máy biến áp là điện áp của các cuộn dây khi không tải được quy định trong lý lịch máy biến áp.

Tỉ số biến đổi điện áp:

3. Dòng điện định mức

Dòng điện định mức là dòng điện của các cuộn dây được nhà máy chế tạo quy định, với các dòng điện này thì máy biến áp làm việc lâu dài mà không bị quá tải. Dòng điện định mức được xác định như sau:

4. Điện áp ngắn mạch Un%

Điện áp ngắn mạch là điện áp giữa hai đầu cuộn sơ cấp khi ngắn mạch cuộn thứ cấp thì dòng điện trong cuộn dây sơ cấp bằng dòng điện định mức.

Ý nghĩa: Điện áp ngắn mạch đặc trưng cho điện áp rơi trên tổng trở cuộn dây MBA khi dòng chạy trong cuộn dây bằng dòng định mức và dùng để xác định tổng trở cuộn dây MBA. Khi Uđm, Sđm tăng thì Un cũng tăng.

Ví dụ:

Với Uc = 35 KV; Sđm = 630 KVA thì Un = 6,5%.

Với Uc = 35 KV; Sđm = 80,000 KVA thì Un = 9%.

Khi Un tăng tì giảm được dòng ngắn mạch nhưng sẽ tăng tổn thất công suất, tổn thất điện áo trong máy biến áp và giá thành MBA cũng tăng. UN% là tỉ lệ phần trăm điện áp ngắn mạch so với điện áp định mức.

Nối tắt cuộn dây thứ cấp, tăng điện áp nguồn đưa vào cuộn dây sơ cấp cho đến khi chỉ số trên Ampe kế bằng dòng định mức thì giá trị UN chính là chỉ số trên voltmet. Khi ngắn mạch UN rất nhỏ nên từ thông trong máy biến áp cũng rất nhỏ nghĩa là ra xem như dòng không tải I0 = 0, trong sơ đồ thay thế ta có thể bỏ nhánh xm – rm.

Ta có:

Chú ý: Khi thí nghiệm ngắn mạch điện áp đặt vào hai đầu cuộn dây sơ cấp nhỏ nên dòng điện bằng dòng định mức nhưng khi ngắn mạch sự cố điện áp hệ thống có giá trị lớn nên dòng ngắn mạch rất lớn.

5. Dòng điện không tải I0%

Dòng điện không tải là đại lượng đặc trưng cho tổn hao không tải của MBA, phụ thuộc tính chất từ, chất lượng cũng như cấu trúc lắp ghép của lõi thép. Ngày nay người ta sử dụng thép tốt để chế tạo MBA nên dòng I0 giảm. I0 % biểu thị bằng phần trăm so với dòng điện định mức Iđm

Quan hệ giữa dòng không tải và tổn hao không tải:

Trị số của dòng không tải được xác định nhờ thí nghiệm không tải: Ta cho hở mạch cuộn thứ cấp và đưa vòa cuộn sơ cấp điện áp định mức thì giá trị dòng điện đo được ở mạch sơ cấp chính là giá trị dòng không tải.

6. Tổ đấu dây của máy biến áp

Trong các máy biến áo ba pha các cuộn dây có thể nối lại với nhau thành hình sao [Y], tam giác [] hay nối ziczag. Khi nối sao ta lấy ba đầu cuối nối chung và ba đầu còn lại để tự do [hình a], nối tam giác thì đầu cuối của pha này nối với đầu của pha kia [hình b]. Khi nối ziczag cuộn dây của mỗi pha được chia làm hai nửa và được quấn trên hai trụ khác nhau, hai nửa này được nối tiếp ngược nhau [hình c].

Kiểu nối ziczag rất ít dùng vì tốn nhiều đồng hơn và chỉ gặp trong các máy biến áp dùng cho thiết bị chỉnh lưu hoặc trong các máy biến áp đo lường để hiệu chỉnh sai số về góc lệch pha.

Thông thường các máy biến áp hay dùng các tổ đấu dây Y/Y0, Y/, Y0/ [Y0 các cuộn dây được nối theo hình sao và trung tính nối đất trực tiếp].

Vậy: Tổ nối dây của máy biến áp được hình thành do sự phối hợp kiểu nối dây sơ cấp so với kiểu nối dây thứ cấp và nó biểu thị góc lệch pha giữa điện áp dây sơ cấp và thứ cấp của máy biến áp.

Người ta qui ước biểu thị tổ đấu dây MBA dựa vào góc lệch pha sức điện động của phía sơ cấp E1 và thứ cấp E2.