Bài giảng Kỹ Thuật Điện Đại Cương TCBinh Chương 3: MÁY BIẾN ÁP (7LT + 3BT) IV.1 Giới thiệu chung máy biến áp IV.1.1 Định nghóa Máy biến áp thiết bị điện từ tónh làm nhiệm vụ truyền tải phân phối lượng Gồm cuộn dây sơ cấp nối nguồn điện cuộn dây cảm ứng nối tải cuộn thứ cấp Ký hiệu: IV.1.2 Các đại lượng định mức MBA pha: U1đm, U2đm = U20, I1đm, I2đm, Sđm = U2đm.I2đm≈ U1đm.I1đm[VA] MBA bapha: m dây, Iđm dây, Sđm = U2đm.I2đm≈ U1đm.I1đm[VA] IV.1.3 Cấu tạo máy biến áp Lõi: (0,35mm đến 0,5mm) Dây quấn Vỏ máy: chứa dầu máy biến áp (làm mát cách điện MBA) IV.1.4 Nguyên lý hoạt động máy biến áp φ i1 u1 w1 dφ dt & j ωw Φ w2 e = −w E& = − E& = − j ωw Φ E = − 2πfw 1Φ E2 = − u2 Zt dφ dt & jωw Φ e1 = − w E1 = − Hay i2 jωw Φ E = − 2πfw Φ (U1 không đổi ⇒ E1 xem không đổi ⇒ Φ không đổi Từ thông Φ không đổi không tải có tải) Tỷ số biến áp: k = E1 w = E2 w2 Nếu bỏ qua điện trở dây quấn từ thông tỏa ngòai không khí ta có: U1 ≈ E1 vaø U2 ≈ E2 E w U k= = ≈ ⇒ E w2 U Chương 3: Máy biến áp Bài giảng Kỹ Thuật Điện Đại Cương TCBinh IV.2 Chế độ không tải máy biến áp IV.2.1 Phương trình điện áp & = −E& U 1 &I & Φ w1 & E& U 1 &I = w2 & Φ & E& U &2 E& = U E& & & ≈ −E& = j ωw 1Φ U 1 & & ≈ E& = − j ωw Φ U 2 Φ chậm pha U1 góc 900 Φ sớm pha U1 góc 900 & U IV.2.2 Dòng điện không tải & góc α gọi Do tổn hao lõi thép, &I sớm pha từ thông Φ góc tổn hao từ trễ I0x thành phần phản kháng hay từ hóa dùng để từ hóa lõi thép I0r thành phần tác dụng tổn hao lõi thép Thường I0r < 10% I0x ⇒ I0x ≅ I0 Dòng điện không tải I0 nhỏ so với dòng điện sơ cấp định mức nên bỏ qua dòng không tải: I0 = (0,5% ÷ 10%)I1đm &I α &I 0r & Φ &I 0x E& IV.2.3 Công suất không tải (vì I0 nhỏ) P0 = PFe + Pr1 ≈ PFe 1,  f  PFe = p 40 β   m Fe  50  50 Trong p 40 suất tổn hao thép tần số 50Hz từ cảm 1T [w/kg] 50 β từ cảm lõi thép [T] mFe khối lượng thép [kg] IV.3 Chế độ tải IV.3.1 Phương trình cân điện áp sơ cấp thứ cấp &I & U & Φ w1 Chương 3: Máy biến áp & Φ σ1 & Φ σ2 &I w2 & U Z& t Bài giảng Kỹ Thuật Điện Đại Cương TCBinh Từ thông Φ sinh sức điện động cảm ứng chính: e1 = − dψ dφ = −w dt dt e2 = − dψ dφ = −w dt dt Từ thông tản: Ψσ1 = w Φ σ1 Ψσ1 = w Φ σ1 điện cảm tản sinh ra: Lσ = − Ψσ i1 Lσ = − Ψσ i2 (hằng số, ∉ I) Từ thông tản móc vòng qua riêng lẻ từ cuộn dây, tạo sức điện động cảm ứng : dψ dψ di di e σ1 = − σ1 = −L σ1 e σ = − σ = −L σ 2 dt dt dt dt i1 u1 i2 eσ2 eσ1 e1 u2 e2 Zt Chiều điện áp hình veõ:  U = − e − e σ + r1 i   U = e + e σ − r2 i di   U = − e + L σ dt + r1 i  di U = e − L − r2 i 2 σ dt  ⇒ Vieát dạng số phức:  U& = − E& + (r1 + jx )&I = − E& + Z& &I &  U = E& − (r + jx )&I = E& + Z& − &I ( Với x1 = ω Lσ1 x2 = ω Lσ2 Z1 = r1 + jx1 Z2 = r2 + jx2 ) điện kháng tản dây quấn sơ cấp điện kháng tản dây quấn thứ cấp tổng trở dây quấn sơ cấp tổng trở dây quấn thứ cấp IV.3.2 Phương trình cân sức từ động U1 = const ≈⇒ E1 = const ⇒ Φm = const ( E = 2π k dq N1f Φ m ) Do từ thông Φm = const nên sức từ động không đổi (F = NI = Φ m R m ) ⇒ (không tải) w &I = w I&1 + w &I = const ⇒  w I&1 = &I +  −  w1 Chương 3: Máy biến áp  &I ' & I = &I +  −   k  &  = I + − &I '2  w E với k = = w2 E2 (có tải) ( ) tỷ số biến áp Bài giảng Kỹ Thuật Điện Đại Cương TCBinh IV.3.3 Hệ phương trình môt tả máy biến áp giản đồ vector & U jx1&I1 r1&I1 & − E1 & = −E& + (r + jx )&I U 1 1 & & U = E − (r2 + jx )&I & & &' I = I + − I ( ) α θ2 I&1 góc tổn hao từ trễ góc lệch pha I2 vaø E2 − &I ' & α I0 & Φ θ2 &I & U2 − r2 &I IV.4 Sơ đồ thay máy biến áp & = −E& + Z& &I U 1 1 & U = E& − Z& &I & & &' I = I + − I − jx &I ( ) E& E& IV.4.1 Quy đổi máy biến áp Để thiết lập mạch tương đương cần điều kiện: điện áp, dòng điện, tần số, lượng Sức điện động điện áp thứ cấp quy đổi Qui sơ cấp: E’2 = E1, mà E = Tương tự có : w1 E = kE ⇒ E’2 = kE2 w2 U’2 = kU2 Dòng điện thứ cấp quy đổi Điều kiện lượng: Dòng điện thứ cấp quy đổi: E2I2 = E’2I’2 E I '2 = '2 I = I k E2 Điện trở điện kháng thứ cấp quy đổi Điều kiện lượng: Tương tự r2 I 22 = r2' I '22 Hay r2' = k r2 x I 22 = x '2 I '22 ⇒ ⇒ Z '2 = k Z vaø Z 't = k Z t x '2 = k x IV.4.2 Sơ đồ thay máy biến áp  U& = − E& + Z& &I = − E& + (r1 + jx )&I  & ' ' ' ' ' ' ' '  U = E& − Z& &I = E& − r + jx &I &' & &' I2 = I0 + − I2 r1 r’2 x1 &I ( ( ) ) x’2 − &I '2 & U Chương 3: Máy biến áp − E& rm xm &I − E '2 &' U Z’t Baøi giảng Kỹ Thuật Điện Đại Cương TCBinh E& = Z& m &I = (rm + jx m )&I Với Zm = rm + jxm p rm = Fe I 02 xm r1 &I tổng trở hóa đặc trưng cho mạch từ điện trở hóa đặc trưng cho tổn hao điện kháng từ hóa đặc trưng cho từ thông Φ x’2 r’ x1 − &I ' &I &I 0r & U − E& &I 0x ' Xm − E Rm Dòng điện không tải I0 thường nhỏ Z’t &' U I0 = (0,5% ÷ 10%)I1đm xn rn Đ1=-Đ’2 & U Với rn = r1 + r’2 xn = x1 + x’2 Z’t &' U (tần số cao ko qua được) điện trở ngắn mạch máy biến áp điện kháng ngắn mạch máy biến áp IV.5 Xác định thông số máy biến áp IV.5.2 Thí nghiệm không tải A U1 I0 x1 r1 I0 W P0 & U V U20 V rm xm & U 20 w E1 U U = ≈ = 1dm w E U 20 U 20 p 2) Điện trở không tải: r0 = r1 + rm = 20 I0 1) Tỷ số biến áp k: Thường r0 >> r1 k= nên: 3) Tổng trở không tải: thường Z >> Z m nên 4) Điện kháng không tải: rm ≈ r0 U Z = 1dm I0 Zm ≈ Z0 x0 = x1 + xm = Điện kháng từ hóa thường lấy gần đúng: xm 5) Hệ số công suất không tải: Chương 3: Máy biến áp cos ϕ = ≈ Z − r02 x0 p0 U1dm I (0,1 ÷ 0,3) Bài giảng Kỹ Thuật Điện Đại Cương TCBinh IV.5.2 Thí nghiệm ngắn mạch I1 = I1đm Un = ( 3% + 10% ) U1ñm A U1=Un In W xn rn Pn A V 1) Tổng trở ngắn mạch Zn = U n U 1dm = In I1dm 2) Điện trở ngắn mạch rn = Pn I12dm 3) Điện trở kháng ngắn mạch x n = Z 2n − rn2 Quan hệ gần ñuùng: r1 ≈ r2' ≈ Đn=Đ1ñm & U n rn (có thể đo được, nhỏ) x ≈ x '2 ≈ Unr = rnI1đm thành phần tác dụng điện áp ngắn mạch Uux = xnI1đm thành phần phản kháng điện áp ngắn mạch xn Điện áp ngắn mạch thường tính phần trăm so với điện áp định mức: Un % = Z I Un 100 = n 1dm 100 U 1dm U 1dm U nr % = rI U nr 100 = n 1dm 100 U 1dm U 1dm U nx % = x I U nx 100 = n 1dm 100 U 1dm U 1dm & U n & U nx ϕn & U nr IV.6 Các đặc điểm vận hành máy biến áp IV.6.1 Giản đồ lượng máy biến áp S1=P1+ jQ1 Sđt=Pđt+jQđt pCu1+ jq1 Sơ cấp: P1 = U1I1cosϕ1 Q1 = U1I1sinϕ1 ϕ1 pcu1 = r1I12 Chương 3: Máy biến áp pFe+jqm S2= P2+jQ2 pCu2 + jq2 công suất tác dụng công suất phần kháng góc lệch pha dòng điện điện áp sơ cấp công suất tổn hao điện trở dây quấn sơ cấp Bài giảng Kỹ Thuật Điện Đại Cương TCBinh qcu1 = x1I12 công suất phản kháng tạo từ trường dây quấn sơ cấp pfe = rmIo2 công suất tổn hao lõi thép qm1 = xmIo công suất phản kháng tạo từ trường lõi thép Công suất điện từ tác dụng phản kháng truyền từ sơ cấp qua thứ cấp máy biến aùp Pdt = P1 – pcu1 – pfe = E’2.I’2.cos ϕ2 Qdt = Q1 – qcu1 – qm = E’2.I’2.sin ϕ2 xem gần góc lệch pha ϕ2 U2 I2 ≈ góc lệch pha θ2 E2 I2 Thứ cấp: pcu2 = r2I22 công suất tổn hao điện trở dây quấn thứ cấp q2 = x2I22 công suất phản kháng tạo từ trường dây quấn thứ cấp Do công suất tác dụng phản kháng đầu máy biến áp là: P2 = Pdt – pcu2 = U2I2 cos ϕ2 Q2 = Qdt – q2 = U2I2 sin ϕ2 IV.6.2 Hệ số tải máy biến áp β= Khi I2 I dm ≈ β = - tải định mức; I1 I1dm β < - non taûi; β > - tải IV.6.3 Hiệu suất máy biến áp η= P2 P1 hoaëc η= η% = P2 100 P1 P2 P2 = P1 P2 + PFe + PCu P2 = U2I2 cosϕ2 = β.Sđmcosϕ2 (TN không tải với: U1đm) PFe ≈ P0 ’ 2 2 PCu = I1 r1 + I2 r2 = I1 (r1+r 2) = I1 rn = β Pn (TN ngắn mạch với: I1đm) ⇒ η= β Sdm cosϕ2 β Sdm cosϕ2 + P0 + β Pn cos ϕ2 không đổi hiệu suất cực đại khi: Hệ số tải ứng với hiệu suất cực đại là: ∂η ∂β =0 β= ⇔ β2.Pn = P0 P0 Pn IV.6.4 Độ thay đổi điện áp máy biến áp U1 = m = const U2 = U20 = U2đm Khi máy biến áp chế độ tải U2 < U2đm phụ thuộc vào tải điện áp rơi dây quấn sơ cấp thứ cấp Độ biến thiên điện áp thứ cấp ∆U2 là: ∆U2 = U2đm – U2 Chương 3: Máy biến áp Bài giảng Kỹ Thuật Điện Đại Cương Độ biến thiên điện áp thứ cấp phần trăm: ∆U % = Hay ∆U % = TCBinh U 2dm − U 100 U 2dm U − U '2 k.U 2dm − k.U 100 100 = 1dm U1dm k.U dm U1ñm A ϕ2 -U’2 Đ’2 = -Đ1 ∆U % = ZnĐ1 ϕn B xnĐ1 C rnI1 β(U nr cos ϕ + U nx sin ϕ ) = β(U nr % cos ϕ + U nx % sin ϕ ) U 1dm Lưu ý: sin ϕ2 > dòng điện chậm pha (tải cảm) dòng điện sớm pha (tải dung) sin ϕ2 < ⇒ ∆U2% phụ thuộc vào hệ số tải tính chất tải Từ ∆U% ta tính điện áp thứ cấùp U2 theo công thức:  ∆U %  U = U 2dm − ∆U = U 2dm 1 −  100   U2 C U20 R L β IV.7 Máy biến áp ba pha Y hay ∆ Chương 3: Máy biến áp Bài giảng Kỹ Thuật Điện Đại Cương TCBinh IV.8 Sự làm việc song song máy biến áp Điều kiện làm việc song song: dòng điện tải phân bố tỷ lệ theo công suất máy ⇔ + dòng cân chạy dây quấn thứ cấp + hệ số tải β Để đảm bảo hai điều kiện trên: Các MBA có điện áp sơ cấp thứ cấp Điện áp thứ cấp pha tổ đấu dây Cùng điện áp ngắn mạch phần trăm (để cùng β) I ZnI Ic6 I’2 EI U1 I’2I ZnII U2 U1 EII I’2II U’2 Z’2 II β I U nII % U nII = = β II U nI % U nI  U1dm βI I I = 1I 1IIdm =  Z n1 I1I β II I1Idm I1II Z n1 I1Idm   Z n I1IIdm   Z n I1II U1dm   Z n1 I1I  U nII %  U nII %  =   =    U nI %  Z n I1II  U nI % MBA có điện áp ngắn mạch nhỏ chịu tải lớn IV.9 Các máy biến áp đặc biệ biệt Máy tự biến áp (máy biến áp tự ngẫu) Chương 3: Máy biến áp Bài giảng Kỹ Thuật Điện Đại Cương TCBinh I1 I2 U1 W1 W2 k= U1 w = U W2 ⇒ U2 U = U1 Zt w1 w2 dòng điện? Thay đổi điện áp U2 dễ dàng cách cho trượt di chuyển Máy biến điện áp A U1 A & Φ X Đ0 & − E& − U x U2 & = E& U 2 δv & U (Biến áp làm việc chế độ hở mạch) Tổng trở cuộn dây sơ cấp Z1 máy biến áp nhỏ xác Giảm góc lệch pha cách giảm r1 Máy biến dòng điện I1 -Đ’2 Đ2 I2 Chương 3: Máy biến áp δi Đ1 10 Bài giảng Kỹ Thuật Điện Đại Cương TCBinh (Biến áp làm việc chế độ ngắn mạch) Tổng trở mạch từ Zm biến áp lớn (góc lệch pha nhỏ) xác Tổng trở cuộn dây Zn máy biến áp nhỏ xác Giảm góc lệch pha cách tăng Zm Chương 3: Máy biến áp 11 Bài giảng Kỹ Thuật Điện Đại Cương TCBinh Bài tập Giới thiệu chung máy biến áp MBA pha: U1đm, U2đm = U20, I1đm, I2đm, Sđm = U2đm.I2đm≈ U1đm.I1đm[VA] MBA bapha: m dây, Iđm dây, Sđm = U2đm.I2đm≈ U1đm.I1đm[VA] dφ dφ e1 = − w e = −w dt dt & & j ωw Φ jωw Φ E& = − E& = − 2 j ωw Φ jωw Φ E1 = − E2 = − 2 Hay E = − 2πfw 1Φ E = − 2πfw Φ (U1 không đổi ⇒ E1 xem không đổi ⇒ Φ không đổi Từ thông Φ không đổi không tải có tải) Tỷ số biến áp: k = E1 w = E2 w2 Nếu bỏ qua điện trở dây quấn từ thông tỏa ngòai không khí ta có: U1 ≈ E1 U2 ≈ E2 E w U k= = ≈ ⇒ E w2 U Chế độ không tải máy biến áp & & ≈ −E& = j ωw 1Φ U 1 & & ≈ E& = − j ωw Φ U 2 Φ chậm pha U1 góc 900 Φ sớm pha U1 góc 900 Công suất không tải &I (I0 = (0,5% ÷ 10%)I1đm) sớm pha từ thông Φ & góc α gọi góc tổn hao từ trễ: 0 I0x thành phần phản kháng hay từ hóa dùng để từ hóa lõi thép I0r thành phần tác dụng tổn hao lõi thép (I0r < 10% I0x ⇒ I0x ≅ I0) Coâng ng suất không tải P0 = PFe + Pr1 ≈ PFe (vì I0 nhỏ) Chế độ tải Phương trình cân điện áp sơ cấp thứ cấp Từ thông Φ sinh sức điện động cảm ứng chính: e1 = − dψ dφ = −w dt dt e2 = − dψ dφ = −w dt dt Từ thông tản: Ψσ1 = w Φ σ1 Ψσ1 = w Φ σ1 điện cảm tản sinh ra: Lσ = − Ψσ i1 Chương 3: Máy biến áp Lσ = − Ψσ i2 (hằng số, ∉ I) 12 Bài giảng Kỹ Thuật Điện Đại Cương TCBinh Từ thông tản móc vòng qua riêng lẻ từ cuộn dây, tạo sức điện động cảm ứng : dψ dψ di di e σ1 = − σ1 = −L σ1 e σ = − σ = −L σ 2 dt dt dt dt i1 u1 i2 eσ2 eσ1 e1 u2 e2 Zt Chiều điện áp hình vẽ:  U = − e − e σ + r1 i   U = e + e σ − r2 i di   U = − e + L σ dt + r1 i  di U = e − L − r2 i 2 σ  dt ⇒ Viết dạng số phức:  U& = − E& + (r1 + jx )&I = − E& + Z& &I &  U = E& − (r + jx )&I = E& + Z& − &I ( Với x1 = ω Lσ1 x2 = ω Lσ2 Z1 = r1 + jx1 Z2 = r2 + jx2 ) laø điện kháng tản dây quấn sơ cấp điện kháng tản dây quấn thứ cấp tổng trở dây quấn sơ cấp tổng trở dây quấn thứ cấp Phương trình cân sức từ động U1 = const ≈⇒ E1 = const ⇒ Φm = const ( E = 2π k dq N1f Φ m ) Do từ thông Φm = const nên sức từ động không ñoåi (F = NI = Φ m R m ) (không tải) w &I = w I&1 + w &I = const ⇒ ⇒  w I&1 = &I +  −  w1  &I ' & I = &I +  −   k  &  = I + − &I '2  w E với k = = w2 E2 (có tải) ( ) tỷ số biến áp Hệ phương trình môt tả máy biế biến áp giản đồ vector & = −E& + (r + jx )&I U 1 1 & & U = E − (r2 + jx )&I & & &' I = I + − I ( ) α θ2 góc tổn hao từ trễ góc lệch pha I2 E2 Chương 3: Máy biến áp 13 Bài giảng Kỹ Thuật Điện Đại Cương TCBinh Sơ đồ thay máy biến áp & = −E& + Z& &I U 1 1 & & & & U = E − Z  2 2I2 & & &' I = I + − I ( ) Quy đổi máy biến áp Để thiết lập mạch tương đương cần điều kiện: điện áp, dòng điện, tần số, lượng Sức điện động điện áp thứ cấp quy đổi Qui sơ cấp: E’2 = E1, mà E = Tương tự có : w1 E = kE ⇒ E’2 = kE2 w2 U’2 = kU2 Dòng điện thứ cấp quy đổi Điều kiện lượng: E2I2 = E’2I’2 E I '2 = '2 I = I k E2 Dòng điện thứ cấp quy đổi: Điện trở điện kháng thứ cấp quy đổi Điều kiện lượng: r2 I 22 = r2' I '22 ⇒ r2' = k r2 Tương tự Hay x I 22 = x '2 I '22 ⇒ vaø x '2 = k x Z '2 = k Z Z 't = k Z t Sơ đồ thay máy biến áp  U& = − E& + Z& &I = − E& + (r1 + jx )I&  & ' ' ' ' ' ' ' '  U = E& − Z& &I = E& − r + jx &I &' & &' I2 = I0 + − I2 r1 r’2 x1 &I ( ( ) ) x’2 − &I '2 & U − E& rm &I xm Z’t &' U − E '2 E& = Z& m &I = (rm + jx m )&I Với Zm = rm + jxm p rm = Fe I 02 xm &I r1 tổng trở hóa đặc trưng cho mạch từ điện trở hóa đặc trưng cho tổn hao điện kháng từ hóa đặc trưng cho từ thông Φ x’2 r’ x1 − &I ' &I &I 0r & U − E& Chương 3: Máy biến áp Rm &I 0x &' U Z’t ' Xm − E 14 Baøi giảng Kỹ Thuật Điện Đại Cương Dòng điện không tải I0 thường nhỏ TCBinh I0 = (0,5% ÷ 10%)I1đm xn rn Đ1=-Đ’2 & U Với rn = r1 + r’2 xn = x1 + x’2 &' U Z’t (tần số cao ko qua được) điện trở ngắn mạch máy biến áp điện kháng ngắn mạch máy biến áp Xác định thông số máy biến áp Thí nghiệm không tải w E1 U U = ≈ = 1dm w E U 20 U 20 p 2) Điện trở không tải: r0 = r1 + rm = 20 rm ≈ r0 I0 U Z = 1dm 3) Toång trở không tải: I0 1) Tỷ số biến áp k: k= 4) Điện kháng không tải: x0 = x1 + xm = 5) Hệ số công suất không tải: cos ϕ = Zm ≈ Z0 xm Z − r02 p0 ≈ x0 (0,1 ÷ 0,3) U1dm I Thí nghiệm ngắn mạch I1 = I1đm Un = ( 3% + 10% ) U1đm 4) Tổng trở ngắn maïch Zn = U n U1dm = In I1dm 5) Điện trở ngắn mạch rn = Pn I12dm 6) Điện trở kháng ngắn mạch x n = Z 2n − rn2 Quan hệ gần đúng: r1 ≈ r2' ≈ rn (có thể đo được, nhỏ) x ≈ x '2 ≈ Unr = rnI1đm thành phần tác dụng điện áp ngắn mạch Uux = xnI1đm thành phần phản kháng điện áp ngắn mạch Un % = Z I Un 100 = n 1dm 100 U 1dm U1dm U nr % = rI U nr 100 = n 1dm 100 U1dm U1dm U nx % = x I U nx 100 = n 1dm 100 U1dm U1dm Chương 3: Máy biến áp xn 15 Bài giảng Kỹ Thuật Điện Đại Cương TCBinh Các đặc điểm vận hành máy biến áp Giản đồ lượng máy biến áp S1=P1+ jQ1 Sđt=Pđt+jQđt pFe+jqm pCu1+ jq1 S2= P2+jQ2 pCu2 + jq2 Sơ cấp: công suất tác dụng P1 = U1I1cosϕ1 Q1 = U1I1sinϕ1 công suất phần kháng ϕ1 góc lệch pha dòng điện điện áp sơ cấp công suất tổn hao điện trở dây quấn sơ cấp pcu1 = r1I1 qcu1 = x1I12 công suất phản kháng tạo từ trường dây quấn sơ cấp pfe = rmIo công suất tổn hao lõi thép qm1 = xmIo công suất phản kháng tạo từ trường lõi thép Công suất điện từ tác dụng phản kháng truyền từ sơ cấp qua thứ cấp máy biến áp Pdt = P1 – pcu1 – pfe = E’2.I’2.cos ϕ2 Qdt = Q1 – qcu1 – qm = E’2.I’2.sin ϕ2 xem gần góc lệch pha ϕ2 U2 I2 ≈ góc lệch pha θ2 E2 I2 Thứ cấp: pcu2 = r2I22 công suất tổn hao điện trở dây quấn thứ cấp công suất phản kháng tạo từ trường dây quấn thứ cấp q2 = x2I22 Do công suất tác dụng phản kháng đầu máy biến áp là: P2 = Pdt – pcu2 = U2I2 cos ϕ2 Q2 = Qdt – q2 = U2I2 sin ϕ2 Hệ số tải máy biến áp β= I2 I dm ≈ I1 I1dm β = - tải định mức; β < - non tải; β > - tải Hiệu suất máy biến áp η= P2 P1 η= η% = P2 100 P1 P2 P2 = P1 P2 + PFe + PCu P2 = U2I2 cosϕ2 = β.Sñmcosϕ2 (TN không tải với: U1đm) PFe ≈ P0 2 2 ’ PCu = I1 r1 + I2 r2 = I1 (r1+r 2) = I1 rn = β Pn (TN ngắn mạch với: I1đm) β.Sdm cos ϕ η= ⇒ β.S dm cos ϕ + P0 + β.Pn ∂ ⇔ β2.Pn = P0 neáu cos ϕ2 không đổi hiệu suất cực đại khi: η = ∂β Hệ số tải ứng với hiệu suất cực đại là: Chương 3: Máy biến áp β= P0 Pn 16 Bài giảng Kỹ Thuật Điện Đại Cương TCBinh Độ thay đổi điện áp máy biến áp U1 = Uñm = const U2 = U20 = U2ñm Khi máy biến áp chế độ tải U2 < U2đm phụ thuộc vào tải điện áp rơi dây quấn sơ cấp thứ cấp Độ biến thiên điện áp thứ cấp ∆U2 là: ∆U2 = U2đm – U2 Độ biến thiên điện áp thứ cấp phần trăm: ∆U % = Hay U 2dm − U 100 U 2dm U − U '2 k.U dm − k.U 100 100 = 1dm U 1dm k.U dm β(U nr cos ϕ + U nx sin ϕ ) ∆U % = = β(U nr % cos ϕ + U nx % sin ϕ ) U 1dm ∆U % = Lưu ý: sin ϕ2 > dòng điện chậm pha (tải cảm) dòng điện sớm pha (tải dung) sin ϕ2 < ⇒ ∆U2% phụ thuộc vào hệ số tải tính chất tải Từ ∆U% ta tính điện áp thứ cấùp U2 theo công thức:  ∆U %  U = U 2dm − ∆U = U 2dm 1 −  100   Sự làm việc song song máy biến áp Điều kiện:cùng điện áp sơ cấp thứ cấp điện áp ngắn mạch phần trăm β I U nII % U nII = = β II U nI % U nI  U1dm I I βI = 1I 1IIdm =  Z n1 I1I Z n1 I1Idm β II I1Idm I1II   Z n I1IIdm   Z n I1II U1dm   Z n1 I1I  U nII %  U nII %  =   =    U nI %  Z n I1II  U nI % MBA có điện áp ngắn mạch nhỏ chịu tải lớn Các máy biến áp đặc biệt Máy tự biến áp (máy biến áp tự ngẫu) k= U1 w = U W2 ⇒ U = U1 w1 w2 dòng điện? Thay đổi điện áp U2 dễ dàng cách cho trượt di chuyển Máy biến điện áp (Biến áp làm việc chế độ hở mạch) Tổng trở cuộn dây sơ cấp Z1 máy biến áp nhỏ xác Giảm góc lệch pha cách giảm r1 Máy biến dòng điện (Biến áp làm việc chế độ ngắn mạch) Tổng trở mạch từ Zm biến áp lớn (góc lệch pha nhỏ) xác Tổng trở cuộn dây Zn máy biến áp nhỏ xác Giảm góc lệch pha cách tăng Zm Bài tập: _Tất ví dụ _ Bài tập: (.), (-) 4.1, 4.2, 4.3, 4.4, 4.5a, 4.6, (*) 4.5bc, (**) Chương 3: Máy biến áp 17 ... %  Z n I1II  U nI % MBA có điện áp ngắn mạch nhỏ chịu tải lớn IV.9 Các máy biến áp đặc biệ biệt Máy tự biến áp (máy biến áp tự ngẫu) Chương 3: Máy biến áp Bài giảng Kỹ Thuật Điện Đại Cương... áp ngắn mạch nhỏ chịu tải lớn Các máy biến áp đặc biệt Máy tự biến áp (máy biến áp tự ngẫu) k= U1 w = U W2 ⇒ U = U1 w1 w2 dòng điện? Thay đổi điện áp U2 dễ dàng cách cho trượt di chuyển Máy biến. .. 3: Máy biến áp β= P0 Pn 16 Bài giảng Kỹ Thuật Điện Đại Cương TCBinh Độ thay đổi điện áp máy biến áp U1 = m = const U2 = U20 = U2đm Khi máy biến áp chế độ tải U2 < U2đm phụ thuộc vào tải điện áp