Đang tải... (xem toàn văn)
Chương 4 - Kỹ Thuật Điện 4.2 - Máy Biến Áp.pptChương 4 - Kỹ Thuật Điện 4.2 - Máy Biến Áp.pptChương 4 - Kỹ Thuật Điện 4.2 - Máy Biến Áp.pptChương 4 - Kỹ Thuật Điện 4.2 - Máy Biến Áp.pptChương 4 - Kỹ Thuật Điện 4.2 - Máy Biến Áp.pptChương 4 - Kỹ Thuật Điện 4.2 - Máy Biến Áp.pptChương 4 - Kỹ Thuật Điện 4.2 - Máy Biến Áp.pptChương 4 - Kỹ Thuật Điện 4.2 - Máy Biến Áp.pptChương 4 - Kỹ Thuật Điện 4.2 - Máy Biến Áp.pptChương 4 - Kỹ Thuật Điện 4.2 - Máy Biến Áp.ppt
Trang 24.2.3 Quan hệ điện từ trong máy biến áp4.2.4 Chế độ hoạt động của máy biến áp4.2.5 Máy biến áp ba pha
2
Trang 34.2.1 ĐỊNH NGHĨA VÀ PHÂN LOẠI
3
Trang 44.2.1 ĐỊNH NGHĨA VÀ PHÂN LOẠI
4
Trang 54.2.1 ĐỊNH NGHĨA VÀ PHÂN LOẠI
5
Trang 64.2.1 ĐỊNH NGHĨA VÀ PHÂN LOẠI
6
Trang 74.2.1 ĐỊNH NGHĨA VÀ PHÂN LOẠI
7
Trang 84.2.1 ĐỊNH NGHĨA, CÔNG DỤNG VÀ CẤU TẠO MÁY BIẾN ÁP
Định nghĩa: Máy biến áp (MBA) là thiết bị điện từ tĩnh, làm việc dựa theo nguyên lý cảm ứng điện từ, dùng để biến đổi hệ thống dòng điện xoay chiều ở điện áp này thành một hệ thống dòng điện xoay chiều ở một điện áp khác nhưng giữ nguyên tần số.
Ký hiệu MBA:
8
Trang 10Tổn thất công suất tăng
Chiều dài đường dây
NMĐ ở gần tải được đưa ra xa phụ tải vì:
+ Ô nhiễm môi trường
+ Gần nguồn nguyên liệu (Gió, mặt trời, nhiên liệu hóa thạch)+ Nơi xây dựng được thủy điện
+ Nơi xây được NMĐ hạt nhân
CÔNG DỤNG CỦA MÁY BIẾN ÁP
PR Id 2 QX Id 2 UZ Id
Trang 12 Sử dụng để truyền tải và phân phối điện năng:
Cùng công suất S, nếu ↑ ΔUd → Id↓ dẫn đến:
→ Trọng lượng, tiết diện chi phí làm dây dẫn giảm → ΔUd =Zd.Id↓
→ ΔPd =Rd.I2d↓ và ΔQd =Xd.I2d↓
0,4 kV
Trang 13 Sử dụng trong các thiết bị chuyên dụng:
Trong lò nung: MBA lò
Trong hàn điện: MBA hàn
Trong thí nghiệm: MBA thí nghiệm
Trong đo lường: Máy biến điện áp, máy biến dòng điện
CÔNG DỤNG CỦA MÁY BIẾN ÁP
Trang 14Tăng điện áp đầu ra để giảm hao phí trên đường dây truyền tải ?
Giảm điện áp đầu ra để giảm hao phí trên đường dây truyền tải ?
Giảm điện trở của dây dẫn trên đường truyền tải để giảm hao phí trên đường truyền tải ?
Tăng điện trở của dây dẫn trên đường truyền tải để giảm hao phí trên đường truyền tải ?
VAI TRÒ CỦA MÁY BIẾN ÁP TRONG VIỆC TRUYỀN TẢI ĐIỆN NĂNG ?
Trang 15 Nguồn điện xoay chiều (AC), nguồn điện một chiều (DC), pin hoặc ắc quy ?
MÁY BIẾN ÁP ĐƯỢC DÙNG ĐỂ BIẾN ĐỔI CÁC NGUỒN NĂNG LƯỢNG NÀO ?
Trang 16 Máy biến áp: bao gồm các bộ phận chính sau đây: lõi thép, dây quấn và vỏ máy Ngoài ra còn có vỏ máy, cách điện, sứ cách điện
CẤU TẠO CỦA MÁY BIẾN ÁP
Trang 17 Lõi thép: được ghép bằng những lá thép kỹ thuật điện thành mạch từ kín để dẫn từ thông, đồng thời làm khung để quấn dây.
Lá thép kỹ thuật điện có bề dày từ 0,351mm, mặt ngoài các lá thép có sơn cách
điện rồi ghép lại với nhau thành lõi thép Lõi thép gồm hai phần: Trụ và Gông
CẤU TẠO CỦA MÁY BIẾN ÁP
Trang 18 Lõi thép: các lá thép kỹ thuật điện được sơn cách điện ở bề mặt để giảm tổn hao do từ trễ và dòng điện xoáy
CẤU TẠO CỦA MÁY BIẾN ÁP
Cấu tạo ruột MBA 3 pha kiểu trụ
1-Cuộn dây hạ áp; 2-Cuộn dây cao áp; 3-Mạch từ
Trang 19CÁCH GHÉP NỐI MẠCH TỪ CỦA MBA
Trang 20 Dây quấn: thường làm dây đồng (có thể làm dây nhôm)
CẤU TẠO CỦA MÁY BIẾN ÁP
Trang 21 Dây quấn:
CẤU TẠO CỦA MÁY BIẾN ÁP
Hình cắt và cấu tạo ruột MBA
Trang 22CẤU TẠO CỦA MÁY BIẾN ÁP
Cuộn dây quấn CA, HA
Trang 23 Dây quấn:
CẤU TẠO CỦA MÁY BIẾN ÁP
Trang 24 Dây quấn:
CẤU TẠO CỦA MÁY BIẾN ÁP
Trang 25 Vỏ máy: Vỏ MBA làm bằng thép gồm hai bộ phận: thùng và nắp thùng
CẤU TẠO CỦA MÁY BIẾN ÁP
Thùng MBA: Trong thùng
MBA đặt lõi thép, dây quấn và dầu biến áp Dầu biến áp làm nhiệm vụ tăng cường cách điện và tản nhiệt
Trang 26 Vỏ máy: Vỏ MBA làm bằng thép gồm hai bộ phận: như: sứ ra của dây quấn cao áp và dây quấn hạ áp; Bình dãn dầu; Ống bảo hiểm
Trang 274.2.1 ĐỊNH NGHĨA, CÔNG DỤNG VÀ CẤU TẠO MÁY BIẾN ÁP
Các đại lượng định mức của máy biến áp:
Điện áp định mức: Với máy 1 pha là điện áp pha,máy 3 pha là điện áp dây
Điện áp dây sơ cấp định mức U1đm (V, kV)
Điện áp dây thứ cấp định mức U2đm (V hay kV)
Dòng điện định mức: Là dòng điện đã quy định cho dây quấn MBA tương ứng với Công suất và điện áp định mức
Dòng điện dây sơ cấp định mức I1đm (A hay kA)
Dòng điện dây thứ cấp định mức I2đm (A hay kA)
27
Trang 284.2.1 ĐỊNH NGHĨA, CÔNG DỤNG VÀ CẤU TẠO MÁY BIẾN ÁP
Các đại lượng định mức của máy biến áp:
Công suất định mức:
Với MBA 1 pha:
Với MBA 3 pha:
Ngoài ra trên nhãn MBA còn ghi các số liệu khác như: tần số, số pha m, sơ đồ và tổ nối dây, điện áp ngắn mạch
Trang 294.2.2 NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA MBA
Định nghĩa
Cuộn dây (1) có số vòng W1, đặt vào lưới có điện áp u1 gọi là cuộn dây sơ
W2, là cuộn dây thứ cấpHai Cuộn dây cùng được
quấn trên lõi sắt (3)
Zt phụ tải của MBA
Trang 304.2.2 NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA
Trang 314.2.2 NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA
Năng lượng điện đưa vào sơ cấp bằng con đường hỗ cảm đã chuyển qua mạch thứ cấp và tiêu thụ trên tải.
Nếu bỏ qua tổn hao trên dây quấn→ U1 ≈ E1; U2 ≈ E2
→ Hệ số biến áp của MBAk < 1→ MBA tăng ápk > 1→ MBA hạ áp
Sơ cấpThứ cấp
Trang 324.2.2 NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA
Nếu bỏ qua tổn hao trong máy biến áp (MBA lý tưởng), có thể coi gần đúng quan hệ giữa các đại lượng sơ cấp và thứ cấp như sau:
Trang 33MÁY BIẾN ÁP CÓ SỐ VÒNG DÂY CUỘN THỨ CẤP LỚN HƠN SỐ VÒNG DÂY
CUỘN SƠ CẤP DÙNG Ở:
Trang 34BÀI TẬP CHƯƠNG 4
cấp 100, số vòng dây thứ cấp 300 vòng Nếu đưa điện áp xoay chiều 220 vào cuộn dây sơ cấp thì điện áp thứ cấp là bao nhiêu?
34
Trang 35BÀI TẬP CHƯƠNG 4
tần số nguồn điện sơ cấp là 50Hz, làm nhiệm vụ tăng
áp có dây quấn thứ cấp nối với tải Điện áp sơ cấp
Trang 36BÀI TẬP CHƯƠNG 4
tỷ số vòng dây
Điện áp trên cuộn thứ cấp sẽ là bao nhiêu nếu cuộn dây thứ cấp của MBA tăng thêm 24 vòng ?
Trang 37BÀI TẬP CHƯƠNG 4
Máy biến áp có công suất 20kVA Tính dòng điện định mức các cuộn dây sơ cấp và thứ cấp?
Trang 394.2.3 QUAN HỆ ĐIỆN TỪ TRONG MBA
Các phương trình cơ bản của MBA
u i1 Φ Móc vòng qua hai cuộn dâyCảm ứng trong 2 dây quấn
sức điện động e1 và e2 có chiều phù hợp với Φ Chọn chiều i2 như hình vẽ
cuộn dây sơ cấp
Từ thông tản Φt2 do dòng i2 tạo raChỉ móc vòng với
Trang 404.2.3 QUAN HỆ ĐIỆN TỪ TRONG MBA
Phương trình cân bằng điện áp sơ cấp
Trang 41 Theo định luật Kirhhoff 1 → PT cân bằng điện áp sơ
Trang 42Phương trình cân bằng điện áp thứ cấp
Trang 434.2.3 QUAN HỆ ĐIỆN TỪ TRONG MBA
Phương trình cân bằng sức từ động trong MBA
Theo định luật dòng điện toàn phần:
Khi không tải
Là dòng không tải MBA
Trang 444.2.3 QUAN HỆ ĐIỆN TỪ TRONG MBA
Các phương trình cơ bản của MBA
Trang 454.2.3 QUAN HỆ ĐIỆN TỪ TRONG MBA
Quy đổi Máy biến áp
Do MBA có 2 cuộn dây cách ly nhau và cách điện với mạch từ nên việc xét quá trình năng lượng sẽ khó khăn.
Để thuận tiện hơn khi nghiên cứu, người ta nối dây quấn với nhau (giả tưởng) Muốn vậy ta phải quy đổi thông số từ dây quấn này sang dây quấn kia.
Thực chất của việc qui đổi:
Điều kiện quy đổi:→ Quá trình năng lượng khi quy đổi phải như nhau
Trang 464.2.3 QUAN HỆ ĐIỆN TỪ TRONG MBA
Quy đổi Máy biến áp
Quy đổi sức điện động:
Thực chất của việc qui đổi:
Qui đổi dòng điện:
Trang 474.2.3 QUAN HỆ ĐIỆN TỪ TRONG MBA
Sơ đồ thay thế Máy biến áp
Xuất phát từ các phương trình cơ bản của MBA, ta có thể biến đổi sơ đồ thay thế hình a sang hình b
Trang 484.2.3 QUAN HỆ ĐIỆN TỪ TRONG MBA
Sơ đồ thay thế Máy biến áp
Trang 494.2.3 QUAN HỆ ĐIỆN TỪ TRONG MBA
Sơ đồ thay thế Máy biến áp
Trang 504.2.4 CHẾ ĐỘ HOẠT ĐỘNG CỦA MBA
Chế độ không tải Máy biến áp
Phía thứ cấp hở mạch, phía sơ cấp đặt vào điện áp.
Trang 514.2.4 CHẾ ĐỘ HOẠT ĐỘNG CỦA MBA
Chế độ không tải Máy biến áp
Là chế độ mà phía thứ cấp hở mạch, phía sơ cấp đặt
Trang 524.2.4 CHẾ ĐỘ HOẠT ĐỘNG CỦA MBA
Trang 53MÁY BIẾN ÁP HOẠT ĐỘNG Ở CHẾ ĐỘ KHÔNG TẢI KHI ?
Trang 544.2.4 CHẾ ĐỘ HOẠT ĐỘNG CỦA MBA
Chế độ có tải của Máy biến áp
Chế độ có tải là chế độ trong đó dây quấn sơ cấp nối vào nguồn điện áp định mức, dây quấn thứ cấp nối với tải Để đánh giá mức độ tải, người ta đưa ra hệ số kt
Độ biến thiên điện áp thứ cấp
Trang 554.2.4 CHẾ ĐỘ HOẠT ĐỘNG CỦA MBA
Các loại tổn hao và giản đồ năng lượng
Công suất tác dụng
Công suất phản kháng
Giản đồ năng lượng tổng hợp
Trang 564.2.4 CHẾ ĐỘ HOẠT ĐỘNG CỦA MBA
Hiệu suất Máy biến áp
Trang 574.2.5 MÁY BIẾN ÁP BA PHA
Khái niệm về Máy biến áp ba pha
Để biến đổi điện áp của hệ thống dòng điện ba pha, ta có thể dùng 3 MBA 1 pha hoặc dùng 1 MBA 3 pha ba trụ
ΦR + ΦS + ΦT = 0
Bỏ qua trụ ở giữa
Trang 584.2.5 MÁY BIẾN ÁP BA PHA
Khái niệm về Máy biến áp ba pha
Hình ảnh thực tế một lõi thép và một MBA 150kVA – 6/0,4kV – Δ/Y0 dùng trong lưới phân phối
Trang 591 Cách ký hiệu đầu dây: Một cuộn dây 2 đầu ra
MBA một pha: Tuỳ ý chọn đầu đầu, đầu cuối của cuộn dây
Một đầu gọi là đầu đầu, đầu kia gọi là đầu cuối
MBA ba pha: Do phía CA có 3 cuộn dây nên kí hiệu đầu dây phải phù hợp nhau ở cả 3 pha Phía HA cũng làm tương tự
4.2.5 MÁY BIẾN ÁP BA PHA
Tổ nối dây Máy biến áp
Trang 604.2.5 MÁY BIẾN ÁP BA PHA
Tổ nối dây Máy biến áp
Trang 61 Đầu và cuối ba pha phải chọn giống nhau nếu không điện áp ra
4.2.5 MÁY BIẾN ÁP BA PHA
Tổ nối dây Máy biến áp
Trang 62nhau mắc nối tiếp ngược chiều nhau.
4.2.5 MÁY BIẾN ÁP BA PHA
Tổ nối dây Máy biến áp
Trang 634.2.5 MÁY BIẾN ÁP BA PHA
Tổ nối dây Máy biến áp
Trang 643 Tổ nối dây: Cho biết góc lệch pha giữa sđđ dây sơcấp
và sđđ dây thứ cấp của máy biến áp
Cùng chiều quấn dây
Cùng kí hiệu đầu dây
a A
4.2.5 MÁY BIẾN ÁP BA PHA
Tổ nối dây Máy biến áp
Trang 65 Cùng chiều quấn dây Ngược kí hiệu đầu dây
Cùng kí hiệu đầu dây Ngược chiều quấn dây
Trang 66Suất điện động sơ cấp và suất điện động thứ cấp trong máy biến áp 1 pha có mối quan hệ về pha như thế nào?
Trang 67b MBA ba pha
Dùng kim đồng hồ chỉ tổ nối dây MBA
• Do nối hình sao & nối tam giác
• Ký hiệu các đầu dây
• Nên góc lệch pha có thể là 30o, 60o, 90o … 360o
• Kim dài ở yên số 12 chỉ sđđ sơ cấp
• Kim ngắn chỉ sđđ thứ cấp
4.2.5 MÁY BIẾN ÁP BA PHA
Tổ nối dây Máy biến áp