Quy trình, cấo tạo Máy biến áp

Điện đợc chuyển từ nhà máy sản xuất điện
đến các nơi sản xuất và tiêu dùng nh thế nào?


Phần 1 LÝ THUYẾT CHUNG VỀ MBA

• I - Vai trị và cơng dụng:
• Để dẫn điện từ nhà máy phát điện đến hộ tiêu thụ cần phải có đường
dây tải điện. Nếu khoảng cách từ nơi sản xuất điện đến hộ tiêu thụ
lớn, một vấn đề đặt ra là việc truyền tải điện năng đi xa làm sao cho
kinh tế nhất.

•
•
•
•

Ta có, dịng điện truyền tải trên đường dây: I = P/(UCosɸ)
Và tổn hao công suất trên đường dây
ΔP = RđI2 = RđP2/(U2Cos2ɸ)
Trong đó, P là cơng suất truyền tải trên đường dây; U là điện
áp truyền tải của lưới điện; Rđ là điện trở của đường dây tải
điện và Cosɸ là hệ số công suất của lưới điện, cịn ɸ là góc
lệch pha giữa dịng điện I và điện áp U


• Từ các công thức trên cho ta thấy, cùng một công suất truyền tải
trên đường dây, nếu điện áp truyền tải càng cao thì dịng điện chạy
trên đường dây sẽ càng nhỏ, do vậy trọng lượng và chi phí dây dẫn
sẽ giảm xuống. Vì thế, muốn truyền tải cơng suất lớn đi xa ít tổn
hao và tiết kiệm kim loại màu người ta phải dùng điện áp cao,

thường là 35, 110, 220, 500kV. Trên thực tế các máy phát chỉ phát ra
điện áp từ 3 ÷ 21kV, do đó phải có thiết bị tăng điện áp ở đầu
đường dây. Mặt khác, các hộ tiêu thụ thường yêu cầu điện áp thấp,
từ 0,4 ÷ 6kV. Vì vậy, ở cuối đường dây phải có thiết bị giảm điện áp
xuống. Thiết bị tăng điện áp ở đầu đường dây và giảm điện áp cuối
đường dây gọi là máy biến áp(MBA).


A. MÁY BIẾN ÁP(MBA)
Một số khái niệm về MBA
Máy biến áp là thiết bị từ tĩnh, làm việc 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
điện áp khác, với tần số không thay đổi.


NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA
MÁY BIẾN ÁP (MỘT PHA)

ɸ

HAI DÂY QUẤN

i1



i2

u1
u2

Zt


Hình ảnh tổng quan MBA


Cấu tạo của máy biến áp một pha

Lõi thép

Dây quấn sơ cấp

Dây quấn thứ cấp


II – Nguyên lý làm việc của MBA lý tưởng:

• Máy biến áp lý tưởng có các tính chất như sau:
• 1. Cuộn dây khơng có điện trở.
• 2. Từ thơng chạy trong lõi thép móc vịng với hai dây quấn,
khơng có từ thơng tản và khơng có tổn hao trong lõi thép.
• 3. Độ từ thẩm của lõi thép rất lớn(μ ~∞), như vậy dịng từ hố
cần phải có để sinh ra từ thông trong lõi thép là rất nhỏ,
không đáng kể, do vậy STĐ cần để sinh ra trong lõi thép cho
bằng 0.

• Theo hình vẽ trên, dây quấn 1 có N1 vòng dây được nối với nguồn
điện áp xoay chiều U1 gọi là dây quấn sơ cấp. Ký hiệu các địa lượng
phía dây quấn sơ cấp đều có con số 1 đi kèm như u1, i1, e1 ….Dây
quấn 2 có N2 vòng dây cung cấp điện cho tải Zt, gọi là dây quấn thứ
cấp Ký hiệu các địa lượng phía dây quấn thứ cấp đều có con số 2 đi
kèm như u2, i2, e2 ….
• Đặt điện áp xoay chiều u1 vào dây quấn sơ, trong dây quấn sơ sẽ có
dịng i1. Trong lõi thép sẽ có từ thơng ɸ móc vòng với cả hai dây
quấn sơ cấp và thứ cấp, cảm ứng ra các sđđ e1 và e2. Khi máy biến
áp có tải, trong dây quấn thứ sẽ có dịng điện i2 đưa ra tải với điện
áp u2. Từ thông ɸ móc vịng với cả 2 dây quấn sơ và thứ gọi là từ
thơng chính. Giả sử điện áp u1 sin nên từ thơng ɸ cũng biến thiên
sin, ta có:


• ɸ = ɸmSinѠt
• Theo định luật cảm ứng điện từ, các sđđ cảm ứng
e1,e2 sinh ra trong dây quấn sơ
• cấp và thứ cấp MBA là:
• e1 = - N1d ɸ/dt = ѠN1sin(Ѡt-900) = E1 sin(Ѡt900)
• e2 = - N2d ɸ/dt = ѠN2sin(Ѡt-900) = E2 sin(Ѡt900)
• Trong đó, E1, là trị số hiệu dung của sđđ sơ cấp và
thứ cấp cho bởi:
• E1= ѠN1ɸm/ = π f N1ɸm =4,44 f.N1ɸm
• E2= ѠN2ɸm/ = π f N2ɸm =4,44 f.N2ɸm


• Tỷ số biến áp k của MBA:
• k = E1/E2 = N1/N2
• Nếu giả thiết như trên là MBA lý tưởng, nghĩa là

bỏ qua sụt áp gây ra do điện trở và từ thơng tản
của dây quấn thì E1 ~ U1 và E2 ~ U2:
• U1/U2 ~ E1/E2 = N1/N2 =k
• Nếu bỏ qua tổn hao trong MBA thì:
• U1I1 = U2I2 ; như vậy ta có:
• U1/U2 = I1/I2 = k
• Nếu N2>N1 thì U2>U1 và I2• Nếu N2

III – Cấu tạo của MBA:

• Máy biến áp gồm những bộ phận chính sau:
• Lõi sắt ( hay cịn gọi là mạch từ ).
- Lõi sắt dùng để dẫn từ thông, được chế tạo bằng
vật liệu dẫn từ tốt, thường là thép kỹ thuật điện
có bề dày từ 0,35 – 1mm, mặt ngồi các là thép
có sơn cách điện rồi ghép lại với nhau thành lõi
thép. Lõi thép gồm 2 phần(Gông 1 và trụ 2). Trụ
là phần để đặt dây quấn, cịn gơng là phần nối
liền giữa các trụ để tạo thành mạch từ kín.


Dây quấn MBA:

• Nhiệm vụ của dây quấn MBA là nhận năng
lượng vào và truyền năng lượng ra.
• Dây quấn MBA thường làm bằng dây dẫn
đồng hoặc nhôm, tiết diện trịn hay chữ nhật,
bên ngồi dây dẫn có bọc cách điện.

• Dây quấn gồm nhiều vịng dây và lồng vào trụ
thép. Giữa các vòng dây, giữa các dây quấn và
lõi thép đều có cách điện


• Máy biếp áp thường có hai hoặc nhiều dây quấn. Khi các
dây quấn đặt trên cùng một trụ thì dây quấn điện áp thấp đặt
sát trụ thép còn dây quấn điện áp cao đặt bên ngoài. Làm
như vậy sẽ giảm được vật liệu cách điện. Dây quấn MBA
có 2 loại chính như sau:
• 1.Dây quấn đồng tâm: Ở dây quấn đồng tâm, tiết diện
ngang là những vòng tròn đồng tâm. Những kiểu đồng tâm
chính gồm: dây quấn hình trụ(hình a,b), dùng cho cả dây
quấn cao và hạ áp, dây quấn hình xoắn(hình c)dùng cho dây
quấn hạ áp có nhiều sợi chập, dây quấn hình xốy ốc liên
tục(hình d) dùng cho dây quấn cao áp tiết diện chữ nhật.
• 2.Dây quấn xen kẽ: Các bánh dây cao áp và hạ áp lần lượt
xen kẽ nhau dọc trụ thép.



• Vỏ MBA làm bằng thép, gồm 2 bộ phận: thùng và nắp thùng.
• + Thùng MBA: trong thùng đặt lõi thép, dây quấn và dầu MBA. Dầu
làm nhiệm vụ tăng cường cách điện và tản nhiệt. Lúc MBA làm
việc, một phần năng lượng tiêu hao thoát ra dưới dạng nhiệt làm dây
quấn, lõi thép và các bộ phận khác nóng lên. Nhờ sự đối lưu trong
dầu và truyền nhiệt từ các bộ phận bên trong MBA sang dầu và từ
dầu qua vách thùng ra môi trường xung quanh.

• Nắp thùng MBA: Dùng để đậy trên thùng và trên đó có
các bộ phận quan trọng như
• - Sứ ra của dây quấn cao và hạ áp(làm nhiệm vụ cách
điện).
• - Bình giãn dầu(bình dầu phụ): có ống thuỷ tinh hoặc
đồng hồ để xem xét mức dầu.
• - Ống bảo hiểm: làm bằng thép, thường là hình trụ
nghiêng, một đầu nối với thùng, một đầu bịt bằng đĩa
thuỷ tinh. Nếu vì lý do nào đó, áp suất trong thùng tăng
lên đột ngột, đĩa thuỷ tinh sẽ vỡ, dầu theo đó thốt ra
ngồi để MBA khơng bị hỏng. Ngồi ra, thay vào đó
người ta dùng van an tồn cũng có tác dụng tương tự.






TỔ ĐẤU DÂY


II. Thơng số kỹ thuật:
•
•
•
•
•
•
•
•

•

Kiểu:
SF11-12500/115
Cơng suất định mức:
12.5 MVA
Điện áp định mức:
(115  2x2.5%)/10,5kV
Tổ đấu dây:
Y o /Δ11
Tần số định mức:
50 Hz
Dòng định mức:
Cuộn dây cao áp ở nấc chuyển đổi định mức:
62,8A
Cuộn dây hạ áp ở nấc chuyển đổi định mức: 687,3A
Dịng khơng tải (Io%):
0,12 %


• Tổn hao không tải ở tần số và điện áp định mức(Po):
10,05 kW
• Tổn hao phụ tải:
58.356kW
• Điện áp ngắn mạch %:
9.86%
• Phương pháp làm mát: ONAN/ONAF -70/100%
• Nhiệt mụi trng lm vic: 50C ữ 420C
ã p lc dầu max:
9,8x104 Pa

• Áp lực dầu min:
1,33x102 Pa
• Số lượng quạt.
2
• Trọng lượng khơng dầu.
13220kg.
• Trọng lượng có dầu.
24670kg.


Các máy biến áp tự dùng 10.5/0.4kV (TD91,92):

•
•
•
•

Kiểu:
SC11-250/10
Cơng suất định mức:
250 KVA.
Tần số định mức
50Hz
Tỷ số biến điện áp không tải: 10,5 ± 2x2,5 % /
0,4 KV
• Dịng điện định mức cuộn cao:360,8A (Ở nấc
danh định)