thiết kế máy biến áp điện lực công suất 630kva

Trường đại học kỹ thuật công nghiệp
Lời nói đầu
Ngày nay trình độ khoa học phát triển mạnh mẽ có nhiều nghành khoa học quan
trọng ra đời như điện điện tử tin học cùng với sự phát triển khoa học kỹ thuật nền kinh
tế cũng phát triển mạnh mẽ đặc biệt là nền công nghiệp đã có nhiều các nhà máy, xí
nghiệp ra đời với trình độ cao, hiện đại hoá trên cả nước vì vậy yêu cầu đất nước phải
có một hệ thống điện ổn định ,chất lượng cao để đáp ứng và phục vụ đắc lực cho sản
xuất và đời sống.để đảm bảo điều đó việc truyền tải điện năng phải ngày càng đổi mới
và hoàn thiện về các trang thét bị và kỹ thuật.
Máy biến áp điện lực là một bộ phận rất quan trọng trong hệ thống điện việc tải
điện năng đi xa từ nhà máy điện bộ phận tiêu thụ trong các hệ thống điện hiện nay cần
phải có tối thiểu 3 đến 4 lần tăng giảm điện áp do đó tổng công suất đặt (hay dung
lượng)của các máy biến áp gấp mấy lần công suất của máy phát điện .gần đây người ta
tính ra rằng nó có thể gấp đến 6 hay 8lần hay cao hơn nữa hiệu suất của máy biến áp
thường rất lớn (98-99)% nhưng vì số lượng máy biến áp nên tổng tiêu hao trong hệ
htống rất đáng kể vì thế cần chú ý đến việc giảm tổn hao nhất là tổn hao không tải
trong máy biến áp. Để giải quyết vấn đề này hiện nay trong nghành chế tạo máy biến
áp, người ta chủ yếu sử dụng thép cán lạnh, có suất tổn hao và công suất từ hoá thấp
mặt khác còn thay đổi các kết cấu từ một cách thích hợp như ghép mối nghiêng các lá
thép tôn trong lõi thép, thay các kết cấu bu lông ép trụ và xuyên lõi thép bằng các
vòng đai ép hay hay dùng những qui trình công nghệ mới về cắt dập lá thép, tự động
về ủ lá thép, về lắp ráp nhờ vậy mà công suất và điện áp của các mba đã được nâng
cao rõ rệt.
Ở nước ta sau ngày hoà bình lập lại mới tiến hành thiết kế và chế tạo MBA mặc
dù đây là công việc mới mẻ cơ sở sản xuất nhỏ ,dụng cụ máy móc còn thiếu nhưng
đến nay ta đã sửa chữa,thiết kế chế tạo được một khối lượng MBA khổng lồ phục cho
cơ sở sản xuất trong nước một số MBA nước ta sản xuất đã xuất khẩu sang một số
nước. Đó là những cố gắng và tiến bộ của nghành chế tạo MBA ở nước ta.

Giáo viên hướng dẫn Sinh viên thiết kế:
Cao Xuân Tuyển Đoàn Mạnh Hùng

Sinh viên: Đoàn Mạnh Hùng 3
Trường đại học kỹ thuật công nghiệp
PHẦN I: TÍNH TOÁN CÁC KÍCH THƯỚC CHỦ YẾU CỦA MÁY
BIẾN ÁP
I. TÍNH CÁC ĐẠI LƯỢNG CƠ BẢN
1. Dung lượng một pha
S
f
=
m
S
=
3
630
= 210 (kVA)
2. Dung lượng trên mỗi trụ.
S' =
t
S
=
3
630
= 210 (kVA)
Trong đó:
t: là số trụ tác dụng (là trụ trên đó có dây quấn đối MBA 3 pha t =3).
m: là số pha
s: là công suất định mức của mba.
3. Dòng điện dây định mức tính tương ứng với dây quấn cao áp, hạ áp.
Đối với mba 3 pha:

I =
U
S
.3
1000.
(U là điện áp dây tương ứng).
Phía cao áp:
I
1
=
3
3
10.10.3
10.S
=
1000.10.3
1000.630
= 36,3731(A).
Phía hạ áp:
I
2
=
3
3
10.4,0.10.3
10.S
=
1000.4,0.3
1000.630
=909,3267 (A)

4. Dòng điện pha
Vì tổ nối dây của mba là -12 nên dòng điện pha bằng dòng điện dây.
Phía cao áp: I
f1
= I
1
= 36,41 (A).
Phía hạ áp : I
2
= I
2
= 910,4 (A).
5. Điện áp pha
Điện áp phía cao áp: U
f1
= U
1
= 10 000 (V)
Điện áp phía hạ áp: U
f2
= U
2
= 400 (V)
6. Các thành phần điện áp ngắn mạch
Sinh viên: Đoàn Mạnh Hùng 4
Trường đại học kỹ thuật công nghiệp
Thành phần tác dụng của điện áp ngắn mạch
U
r
=

S
Pn
.10
=
630.10
6010
= 0.954%
Thành phần phản kháng của điện áp ngắn mạch
U
x
=
rn
UU
22
−
=
22
206,15,5 −
= 5,36615%
7. Xác định điện áp thử
Đây là yếu tố quan trọng để xác định khoảng cách ,cách điện ,giữâ các dây quấn ,các
thành phần điện dẫn khác. và các bộ phận nối đất của mba.
tra theo bảng 2 ta có.
Với cuộn cao áp U
1
= 10(kv) suy ra U
t1
= 35(kv).
Với cuộn hạ áp U
2

= 0,4(kv) suy ra U
2t
= 5(kv).
II. THIẾT KẾ SƠ BỘ LÕI SẮT VÀ TÍNH TOÁN CHỦ YẾU CÁC KÍCH
THƯỚC
1.Lõi sắt
Lõi sắt là phần mạch từ của MBA, thường được thiết kế theo kiểu hình trụ, lõi này do
các lá thép kỹ thuật (như tôn silíc ghép lại với các kích thước lá thép khác nhau. Được
ghép bởi các gông từ, xà ép tạo thành bộ khung. Vì lõi thép là mạch từ nên lõi sắt cần
được tạo từ các lá thép đảm bảo chất lượng cũng như kích thước, thường ngày nay
người ta sử dụng tôn cán lạnh kích thước là 0.5 và 0.35(mm), làm sao phải đảm bảo
tổn hao không tải ít nhưng kết cấu đơn giản đảm bảo về cơ học cũng như lực tác dụng
của từ trường.
2. Chọn tôn silíc, cách điện của chúng và cường độ tư cảm trong mba
Trong nhiều năm về trước lõi sắt MBA chủ yếu dùng tôn cán nóng với đặc điểm có từ
cảm trong lõi dưới 1.45(T) nhưng do suất tổn hao lớn làm cho tổn hao không tải, dòng
không tải tăng lên.hiện nay người ta thường sử dụng tôn cán lạnh với đặc điểm có suất
tổn hao không tải thấp nên nó có thể chọn mật độ từ cảm từ 1,6 ÷ 1,65(T), đặc biệt khi
tăng lên 1,7(T) điều này sẽ dẫn đến giảm kích thước, trọng lượng MBA, giảm được cả
tổn hao không tải, ngắn mạch và dòng điện không tải một cách đáng kể. Qua sự so
sánh trên tôi quyết định dùng tôn cán lạnh độ dầy 0.35(mm) mã hiệu 3404 làm vật
liệu chế tạo MBA.
Sinh viên: Đoàn Mạnh Hùng 5
Trường đại học kỹ thuật công nghiệp
Phương pháp cách điện giữa các lá thép khi vận hành, cách điện là một yếu tố quan
trọng của MBA vì MBA khi vận hành nếu cách điện không tốt giữa các lá thép dòng
phu cô sẽ gây phát nóng khung từ và có thể gây hiện tượng quá nhiệt vượt quá nhiệt
độ cho phép .
Đối với đều kiện nhiệt đới nước ta, không thể dùng giấy cách điện vì giấy sẽ hút ẩm và
làm điện trở cách điện giảm, vì vậy chọn phương pháp cách điện lá thép ủ 2 lớp sơn

với hệ số lấp đầy tra theo bảng 10 K
đ
=0.955.
3. Chọn kim loại làm dây quấn .
Trong nhiều năm đồng vẫn là kim loại duy nhất dùng để chế tạo dây quấn với ưu điểm
dễ dàng gia công, có điện trở suất nhỏ ,dẫn điện tốt độ bền cơ học cao.Trong những
năm gần đây người ta dùng dây nhôm làm dây quấn thay đồng với ưu điểm nhẹ hơn,
rẻ hơnnhưng có nhựoc điểm là độ bền cơ học kém hơn do đó dẫn điện kém hơn và khó
khăn gia công khi dùng dây nhôm thay đồng để đảm bảo một công suất tương đương,
thể tích nhôm tăng lên, giá thành các công việc về chế tạo dây quấn, chi phí về vật liệu
cách điện tăng lên. So sánh giữa 2kim loại trên tôi dùng dây đồng làm dây quấn cho
MBA.
4. Hệ số qui đổi từ trường tản thực về từ trường
-hệ số Rogốpki K
r
=0.95
5. Cấu trúc trụ và gông
Theo bảng 4 chọn trụ có 6 bậc, có hệ số chêm kín K
c
= 0,901
Theo bảng 6 chọn gông có 7 ép gông bằng xà bu lông đặt phía ngoài gông.
Sinh viên: Đoàn Mạnh Hùng 6
Trường đại học kỹ thuật công nghiệp
- Hệ số tăng cường tiết diện gông :K
G
=1,025
- Hệ số đầy rãnh phủ 2 lượt sơn: K
đ
= 0,955
_ hệ số lợi dụng lõi sắt :K

l
= K
c
.K
đ
= 0,901.0,955= 0,8605
6. Chọn mật độ từ cảm cho mạch từ
- Theo bảng 11 chọn :
+ Hệ số từ cảm trong trụ :B
T
=1,6
+ Hệ số từ cảm trong gông :B
G
=
G
T
K
B
=
025,1
6,1
=1,56 (T).
- Theo bảng 45 ta có suất tổn hao thép.
+Trong trụ : P
T
=1,295(W/Kg).
+Trong gông :P
G
=1,207 W/Kg).
- Theo bảng 50 ta có suất từ hoá.

+Trong trụ q
T
=1,775 (VA/Kg)
+Trong gông q
G
=1,575 (VA/Kg)
+ Khe hở không khí q
k
= 2,35 ( VA/cm
2
).
7. Chọn các khoảng cách, cách điện chính.
Với điện áp thử bên cao áp là U
t
=35 (KV).
Tra bảng 18và19 ta có:
CA: l
02
=3(cm) ;a
12
=0,9(cm) ;
12
=0,3 (cm) ;
l
đ2
=1,5(cm) ;a
22
=1(cm) ; 
22
=0,8(cm)

HA: l
01
=1,5(cm) ; 
01
=0,05(cm) ;a
01
=0,5(cm).
8. Chiều rộng rãnh từ tản qui đổi
a
R
=a
12
+
3
21
aa +
.
Trong đó
3
21
aa +
=k.
4
'
S
=0,53
4
210
=2,0176 theo (2-36).
a

12
=0,9(cm).
k=0,53 tra bảng 12 ta có .
a
R
=0.9 + 2,0176 =2,9176 (cm).
9. Các hằng số tính toán.
Theo bảng 13, 14 ta có a = 1,36 ; b =1,4
Hệ số tính đến tổn hao phụ K
f
= 0.93 tra bảng 15.
Sinh viên: Đoàn Mạnh Hùng 7
Trường đại học kỹ thuật công nghiệp
10. Chọn hệ số
β
=1,8
÷
2,4.để chọn chính xác ta đi tính các hệ số.
Theo (2-38)
A=0.507.
4
22

.'.
lTx
RR
kBuf
kaS
=0.1947
Theo (2-43)

A
1
=5.663.10
4
.a.A
3
.k
l
=5,663.10
4
.1,36. (0,1947)
3
.0,8605 = 489,1156(kg)
Theo (2-44)
A
2
=3.605.10
4
A
2
.k
l
.l
02
=3.605.10
4
(0,1947)
2.
0,8605. 0,3= 35,2766(kg)
Theo (2-49)

B
1
=2,4.10
4
.k
G
.k
L
.A
3
.
.(a+b+0,41) = 339,0165
B
2
= 2,4 .10
4
.k
G
.k
L
A
2
.(a
12
+a
22
)= 15,2457
-Theo(2-56) ta có:
C
1

=K
dq
.
ñTLf
UABkk
aS

.
2
22
2
= 449,6850
Vì ta dùng tôn cán lạnh 3404 nên K
dqfe
=1,84; K=1,06
đạo hàm (2-59) và cho triệt tiêu sẽ xách định được x ứng với giá thành vật liệu tác
dụng cực tiểu ứng với phương trình.
X
5
+ Bx
4
- Cx -D = 0
với B =
1
22
.3
).(2
B
AB +
= 0,0994

C =
1
1
.3 B
A
= 0.4809
D =
1
1
.3
.2
B
C
.K
dqFe
.k = 1,7247
Ta có phương trình cực tiểu: X
5
+ 0,0994X
4
– 0,4809X – 1,7247 = 0
Giải phương trình ta có: x = 1.1602
- Theo(2-66): trọng lượng một góc khung từ tiết diện gồm nhiều bậc
G
o
=0,45.10
4
.k
G
.k

L
.A
3
.x
3
= 49,4066 (kg)
- Tiết diện trụ sơ bộ.
T
T
=0,785.k
l
.
2
A
.x
2
= 0.0345 (m
2
)
Sinh viên: Đoàn Mạnh Hùng 8
Trường đại học kỹ thuật công nghiệp
Bảng kinh tế:
d = A.x 0,2259
0,22
0.23
=β
(d/A) 1,8122 1,6301 1,9474
x =
4
β

1,1602 1,1299 1,1813
x
2
1,3462 1,2768 1,3595
X
3
1,5619 1,4427 1,6485
A
1
/x 421,5617 432,8672 414,0471
A
2
x
2
47,4884 45,0402 49,2278
G
T
=A
1
/x+A
2
x
2
469,0501 477,9075 463,27748
G
G
= B
1
x
3

+B
2
x
2
505,0304 508,5579 580,1396
G
Fe
= G
T
+G
G
1019,0805 986,4654 1043,4143
Po =k
f
’*(p
T
*G
T
+ p
G
*G
G
)
( số k
f
’=1,02 tra ở bg 43)
1271,3066 1232,7195 1300,1693
Q
c
= q

T
.G
T
+ q
G
.G
G
1698,8618 1649,2644 1736,0326
Q
K
=3,2.q
K.
T
T
2591,8704 2591,8704 2591,8704
Q
f
=40.q
T
.G
o
3507,8667 3507,8667 3507,86671
Q
o
=1,25(Q
c
+Q
f
+Q
k

) 9748,2487 9686,2519 9794,7122
i
o
=Q
0
/(10*S) 1,547 1,5375 1,5547
G
dq
=C
1
*x
2
334,0472 352,2046 322,2439
Δ
=
dqcu
nf
Gk
pk.
2640396,598
2571435,376
2688318,802
C
dq
=k
fe
.k.G
dq
417,8263 404,5374 403,0626
C

td
=G
fe
+G
dq
1436,9068 1427,0028 1446,4769
Dựa vào bảng đã lập ta chọn : d = 22 (cm).
Sai lệch % so với tiêu chuẩn
Δ
i
0x
%= 10,52% .
Sai lệch % so với tiêu chuẩn
Δ
Po% =14,53%
Sai lệch% so với tiêu chuẩn:
Δ
C
td
% =0,69%
Sinh viên: Đoàn Mạnh Hùng 9
Trường đại học kỹ thuật công nghiệp

Trọng lượng dây quấn.
C
dq
= 417,8262 (kg).
Trọng lượng lõi sắt.
G
Fe

= 1017,0805 (kg)
Đường kính trụ sắt:
d= A.x =1,947.1,602 = 0,2259(m)
Đường kính trung bình sơ bộ:
d
12
= a.d = 1,36.0,2259 = 0,3072(m)
Chiều cao dây quấn:
L
2
=
β
.π
12
d
= 0,5326 (m)
13. Tiết diện hiệu dụng của lõi sắt
T
T
= k
đ
k
v
.
4
.π
2
d
= 0,036 (m
2

)
14. Điện áp sơ bộ một vòng dây.
u
v
= 4,44.f.B
T.
T
T
= 4,44 50.1,6. 0.0360

= 12,7851 (V)
PHẦN II: TÍNH TOÁN DÂY QUẤN MÁY BIẾN ÁP

Sinh viên: Đoàn Mạnh Hùng 10
Trường đại học kỹ thuật công nghiệp
Tính toán dây quấn phải đảm bảo yêu cầu về vận hành như dây quấn đảm bảo
cách điện,chịu được điện áp cao khi bị quá áp do đóng cắt mạch điện hay sét
đánh,đồng thời chịu được đọ bền cơ khi ngắn mạch dây quấn, phải chịu được nhiệt
trong thời gian nhất định.
Các thông số kỹ thuật như sau :
S = 630 (kVA); I
1
= 36,3731 (A); I
2
= 909,3267 (A).
U
f1
= 10000 (V) ; U
f2
= 400 (V);

A.TÍNH TOÁN DÂY QUẤN HẠ ÁP.
1.Số vòng dây một pha:
W
2
=
V
ï
u
U
2
=
4614,10
400
= 31,2865 (vòng)
lấy W
2
= 31 (vòng).
2. Điện áp thực trên một vòng dây.
U
V
=
31
400
2
2
=
W
U
f
= 12,9032 (V).

3. Cường độ từ cảm thực .
B
T
=
036,0.50.44,4
9032,12
44,4
=
T
v
Tf
u
=1,6148(T)

4. Chiều cao hường trục của mỗi vòng dây tính sơ bộ (kể cả cách điện).
Theo (3-7) ta có:
h
v2
=
−
+
=
+ 438
4023,0
h -
4
r2
2
2
W

l
0,006=0,0092 (m)
Trong đó h
r2
là kích thước hướng trục của rãnh dầu giữa các bánh. Tra bảng 54-a ta
chon được h
r2
=0,006 m.
5. Mật độ dòng điện trung bình sơ bộ.

Δ
tb
=0,746.k
f
.
12
.
.
dS
uP
Vn
=2754247,89 (A/m
2
)
= 2,7542(A/mm
2
)
6. Tiết diện sơ bộ của một vòng dây tính sơ bộ của dây quấn hạ áp là:
T
2

=
7542,2
525
2
=
∆
tb
f
I
= 190,6147 (mm
2
)
Sinh viên: Đoàn Mạnh Hùng 11
Trường đại học kỹ thuật công nghiệp
7. Từ các chỉ tiêu kỹ thuật, dung lượng, dòng điện, điện áp, tiết diện dây quấn.
Từ các chỉ tiêu kỹ thuật ta chọn dây quấn hạ áp là dây quấn xoắn đơn, với 6
sợi chập, dây dẫn hình chữ nhật. Với chiều cao sơ bộ mỗi vòng dây h
v2
= 9,2 (mm),
dựa vào bảng 21 ta tra được: a =3,55 (mm), b =9,0 (mm) và kích thước được ghi như
sau:
Mã số * số sợi chập * Kích thước dây trần/ Kích thước cách điện:
Tiết diện
Πδ
*n
v2
*
''
.
.

ba
ba
; T
d2

⇔

Πδ
*6*
5,9.05,4
0,9.55,3
;31,95
8. Thiết diện thực mỗi vòng dây.
T
2
= n
v2
.T
d2
=6.31,95=191,7 (mm
2
)
9. Mật độ dòng điện thực.

2
∆
=
==
7,191
525

2
2
T
I
f
2,7387 (A/mm
2
).
10.Chiều cao tính toán thực của dây quấn hạ áp.
l
2
=b
2
’.(w
2
+4)+k.h.
r
(w
2
+3) =0,0095.(31+4)+0,94.0,006.(31+3)= 0,5243(m).

11. Bề dầy của dây quấn.
a
2
=
'
1
a
n
n

v
=6.0,00405=0,0243(m).
12. Đường kính trong của dây quấn hạ áp.
D
2
’=d+2.a
01
=0,2359 (m)
13. Đường kính ngoài của dây quấn hạ áp.
D
2
’’=D
2
’+2.a
2
=0,2845 (m).
14. Bề mặt làm lạnh của dây quấn hạ áp.
M
2
=2.3,14t.k.(D
2
’+a
2
).(a
2
+2.b’)w
1
=2.3,14.3.0,75.(0,2359+0,0243).(0,0245+2.0,0095).31
=3,854(
2

m
)
15. Trọng luợng của dây quấn hạ áp.
G
CU2
=28.t.(D
2
’+D
2
’)/2(w
2
.T
2
.
5
10
−
)=129,8884(kg)
16. Tăng trọng luợng của dây quấn hạ áp.
G
dd2
=G
cu 2
(1+3,5%)=134,4345(kg)
Sinh viên: Đoàn Mạnh Hùng 12
Trường đại học kỹ thuật công nghiệp
B. TÍNH TOÁN DÂY QUẤN CAO ÁP.
1.Số vòng dây của dây quấn cao áp ứng với điện áp định mức.
W
1đm

=w
2
.
2
1
f
f
U
U
=775(vòng)
2. Số vòng dây của một cấp điều chỉnh.
Theo 3-27b ta chọn 4 cấp điều chỉnh.
W
đc
= 0,025.W
1đm
= 0,025.775 = 19,375 (vòng)
Chọn W
đc
= 19 (vòng)
3. Số vòng dây tương ứng ở các đầu phân áp là.
Vì dây quấn có 4 cấp điều chỉnh điện áp nên:
±
2,5%.U
đm
= 0,025.10000 = 250 (v).
Ta có các đầu phân nhánh ứng với 5 số vòng dây sau:
Cấp 1: W
1
= W

1đm
+ 2W
đc
= 813(vòng)
Cấp 2: W
1
= W
1đm
+ W
đc
= 794(vòng)
Cấp 3: W
1
= W
1đm
= 775(vòng)
Cấp 4: W
1
= W
1đm
- W
đc
=756 (vòng)
Cấp 5: W
1
= W
1đm
– 2.W
đc
= 737(vòng)

Ta có sơ đồ các đầu phân áp:
4. Sơ bộ chọn tiết diện dây dẫn.
Sinh viên: Đoàn Mạnh Hùng 13
Trường đại học kỹ thuật công nghiệp
Dựa vào các chỉ tiêu như T
1
’,I
1
,U
1
và bảng 38 ta chọn dây dẫn kiểu xoán ốc liên tục,
dây dẫn hình chữ nhật.
T
1
’=
1
1
∆
I
=11,9193(
2
mm
)
Ta chọn loại dây có mã hiệu sau:
n
v1
*
1
1
'd

d
; T
d1

⇔

Πδ
*1*
3,4
8,3
;11,34
5)Tiết diện thực của mỗi vòng dây.
T
1
=n
v1
.T
d1
=11,34(
2
mm
)
6)Số vòng dây trong một lớp.
W
l1
=
1
'
1
2

.dn
l
v
=36,93/11,34=85,814(vòng)
Do ép bằng nên ta chọn W
l1
= 86 vòng
9).Số lớp của dây quấn.
n
v1
=
86
551
1
1
=
L
W
W
= 6,45( lớp )
Lấy 7 lớp.
10).Điện áp làm việc giữa 2 lớp kề nhau.
U
L1
=2.W
L1
.U
V
=1903,4896 (V).
Căn cứ vào U

L1
và bảng 22 ta có chiều dày cách điện giữa 2 lớp:
δ
L1
= 3.0,12 mm
11). Phân phối số vòng dây trong các lớp dây quấn.
Phân phối số vòng dây trong một lớp.
Sinh viên: Đoàn Mạnh Hùng 14
Trường đại học kỹ thuật công nghiệp
1 lớp điều chỉnh X 4.19 Vòng = 76Vòng
4 lớp bình thường X 117 Vòng = 468Vòng
1 lớp bình thường X 116 Vòng = 116 Vòng
1 lớp bình thường X 115 Vòng =115 Vòng
∑
= 7 lớp
∑
= 775 vòng
Kiểm tra lại chiều cao của dây quấn cao áp
L
1
= (W
L1
+ 1 ).d'.n
v1
+
ε
(
ε
= 0,5 vì dây quấn không chặt)
L

1
= 36,62(cm)
12) Chiều dầy dây quấn cao áp .
a
1
= d
'
1
(m + n) +
δ
L1
[(n - 1) + (m - 1)]+a
22
=4,154(cm)
13). Đường kính trong của dây quấn cao áp.
D'
1
= D''
2
+2.a
12
= 28,6513(cm) Theo (3-37)
D
"
là đường kính ngoài của dây quấn hạ áp
a
12
là chiều dầy cách điện giữa cao áp và hạ áp.
14). Đường kính ngoài của dây quấn cao áp .
D''

1
=D'
1
+2a
1
= 36,9593(cm) Theo (3-38)
15). Khoảng cách giữa 2 trụ cạnh nhau .
C=D''
1
+a
12
= 36,9593+0,9 = 37,8593 (cm) Theo (3-39)
16). Bề mặt làm lạnh của dây quấn cao áp.
M
1
=1,5.t.k.
π
.(D'
1
+D''
1
).l
1
.10
-
4=4,5289 (m
2
)
17). Trọng lượng của dây quấn cao áp .
G

cu1
=28.t.
2
"' DD +
.W
đm
.T
T
.10
-5
=28.3. =164,0573 (kg)
Trong đó T
1
là tiết diện của 1 vòng dây cao áp (mm
2
)
D
tb
=
2
"' DD +
là đường kính trung bình của dây quấn cao áp (cm)
t = 3 là số trụ tác dụng

18)Tăng trọng luợng của dây quấn.
G
dd1
=G
cu 1
(1+3,5%)=169,7993(kg)

Tóm lại:Trọng luợng của toàn bộ dây quấn CA và HA
Sinh viên: Đoàn Mạnh Hùng 15
Trường đại học kỹ thuật công nghiệp
G
CU
=169,7993+128,1252=297,9255(kg)
Phần III: Tính toán mạch từ và tham số không tải
I). Xác định kích thước cụ thể của lõi sắt.
1)Ta chọn kết cấu lõi thép 3 pha 3 trụ.
Các lá thép làm bằng tôn cán lạnh 330A dày 0,35 mm có 4 mối nối nghiêng ở 4
góc trụ ép bằng nêm với dây quấn ,trụ có 8 bậc ,gông có 6 bậc.
2. Dựa vào đường kính d=22(cm) theo bảng 38 ta chọn chiều dày ,chiều rộng của các
bậc thang
Chiều dày 23 28 15 12 9 5 4 7
Chiều rộng 215 195 175 155 135 120 105 75
3)Tiết diện bậc thang của trụ.
Theo 5-1 ta có
ttbt
baT ∑= .2
T
bt
=2(7,5.0,7+10,5.0,4+12.0,5+13,5.0,9+15,5.1,2+17,5.1,5+14,5.2,8+
+21,5.2,3)=353 cm
2
Sinh viên: Đoàn Mạnh Hùng 16
Trường đại học kỹ thuật công nghiệp
3).Tiết diện có ích của trụ sắt.
T
T
=T

bT
.k
đ
(cm
2
)=317,7 (cm
2
)
4).Chiều dầy của gông
B
g
=
t
b∑.2
=20,6 cm
5).Tiết diện có ích của gông là
T
bg
=2.(15,5.2+13,5.2,3+12+10,5.0,7+8,5.1,4)=187,5

6). Tiết diện thực của gông.
T
G
= 2.T
’
G
.k
d
(cm
2

) = 187,5.0,94 = 176,25(cm
2
)
7). Chiều cao của trụ sắt.
l
T
= l+ l
’
0
+ l
’’
0
(cm)
Với l
0
'
= 3 (cm) , l
0
"
= 3 (cm) (tra bảng 18,19)
L
T
=3 + 3 + 31,744 = 37,744 (cm)
8). Khoảng cách giữa hai trụ cạnh nhau.
C = D
’’
1
+ a
22
(cm) = 25,676 + 1 = 26,676 (cm)

Trị số C được lấy tròn đến 0,5 (cm)
Dùng để xác định các kích thước của mạch từ phẳng
Sinh viên: Đoàn Mạnh Hùng 17
Trường đại học kỹ thuật công nghiệp
9). Số lá thép trong từng bậc của trụ và gông.
Theo (5-5) ta có: n
δ
=
t
dt
kb
δ
.
= b
t
.
35,0
91,0
= 2,6.b
t
δ
t
: chiều dày của một lá tôn δ
t
= 0,35 (cm)
k
d
: hệ số đầy của tập lá thép
Vậy ta có:
Bậc Độ dày(Bt=mm) Số lá thép

1 17,99 18
2 10,28 10
3 12,857 13
4 23,143 23
5 30,85 31
6 38,571 39
7 71,99 72
8 59,14 59

10). Trọng lượng sắt của trụ và gông.
a). Trọng lượng sắt của một góc mạch từ :
Đó là phần chung nhau của trụ và gông giới hạn bởi hai mặt trụ vuông góc với
nhau được tính theo công thức :
G
g
= 2.k
d
.γ.10
-6
.
∑
n
iTigiT
baa
1

G
g
= 61,5942 (kg)
Trong đó: k

d
là hệ số lấp đầy
γ = 7650 kg/m
3
là tỷ trọng thép với thép cán lạnh
a
iT
, a
iG
: Chiều rộng của từng tập lá thép trụ và gông ở mối nối
b
iT
: Chiều dày các tập lá thép của trụ
b). Trọng lượng sắt gông:
Sinh viên: Đoàn Mạnh Hùng 18
Trường đại học kỹ thuật công nghiệp
G
G
= G
’
G
+ G
’’
G
Trong đó:
G
’
G
là trọng lượng phần giữa hai trụ biên
G

’
G
= 2(t-1).C.T
G
.γ.10
-6
(kg)=440,058 (kg)
Với: t = 3 số trụ tác dụng
C là khoảng cách giữa 2 trụ cạnh nhau
T
G
tiết diện có ích của gông
G
’’
G
là phần ở góc mạch từ tính theo (5-11)
G
”
G
= 2G
g
= 2.61,5942 = 123,1884(kg)
Vậy trọng lượng sắt của gông là:
G
G
= 440,058+123,1884=563,2466(kg)
c). Trọng lượng sắt trụ:
Theo (5-13) ta có : G
T
= G

’
T
+ G
”
T
Sinh viên: Đoàn Mạnh Hùng 19
Trường đại học kỹ thuật công nghiệp
Trong đó:
G
’
T
là phần ứng với cửa sổ mạch từ
G
’
T
= t.T
T
.L
T
.γ.10
-6
= 3112,793(kg)
G
”
T
là phần ứng với gông ngoài cửa sổ mạch từ
G
”
T
= t(T

T
.a
1G
.γ.10
-6
– G
g
) =15,6399(kg)

Với:
a
1G
: Chiều rộng lá thép lớn nhất của gông
L
T
: Chiều cao của trụ
T
T
: Tiết diện có ích của trụ
Vậy trọng lượng sắt của trụ là
G
T
= G
’
T
+ G
”
T
=328,433(kg)
d). Trọng lợng sắt toàn bộ của trụ và gông là:

Theo (5-14) ta có:
G
Fe
= G
T
+ G
G
= 891,679(kg)
II). TỔN HAO KHÔNG TẢI, DÒNG ĐIỆN KHÔNG TẢI VÀ HIỆU
SUẤT CỦA MÁY BIẾN ÁP. 1). TỔN HAO KHÔNG TẢI.
Tổn hao không tải được xác định theo biểu thức (5-19)
P
0
= k
GP
.k
tP
.k
cP
.k
bP
.k
eP
[P
T
.G
T
+ P
G
(G

’
G
- k
d
.G
g
) +
+
] ) (
2
"'
kkk
gP
t
gP
ng
GT
TnpkkkkG
PP
Σ++
+
(w)
Trong đó:
Hệ số tăng cường tổn hao gông: k
GP
= 1
Hệ số tổn hao do thép lắp gông: k
tP
= 1
Hệ số tổn hao do ép trụ đè đai: k

eP
= 1
Hệ số kể đến tổn hao do cắt dập: k
cP
= 1
Hệ số kể đến tổn hao do gập mép: k
bP
= 1,07
Hệ số biểu thị số lợng góc nối của mạch từ: k
d
= 4
k
n
.k
’
gP
+ k
t
.k
”
gP
= k
gP
: là hệ số kể đến tổn hao phụ ở các góc nối của mạch từ nên theo
bảng (44) thì k
gP
= 8,92
Vì cắt dập lá tôn thành tấm không có ủ nên ta có các chỉ số trên
*Trị số từ cảm trong trụ (theo 5-16) ta có
B

T
=
T
v
Tf
U
44,4
10.
4
= = 1,5596 (T)
Sinh viên: Đoàn Mạnh Hùng 20
Trường đại học kỹ thuật công nghiệp
*Trị số từ cảm trong gông (theo 5-17) ta có
B
G
= B
T
.
G
T
T
T
= 1,668. = 1,475 (T)
* Mật độ từ cảm ở mối nối nghiêng là:
B
n
=
2
T
B

= = 1,1028 (T)
- Tiết diện một bề mặt của khe hở ở mối ghép nghiêng
T
k
= T
T
.
2
= 449,2956(cm
2
)
ứng với mật độ từ cảm trên ta tra bảng 42 và 48 ta có suất tổn hao P và suất từ hoá q t-
ương ứng là:
B
T
=1,5596 p
t
=1,200 p
kt
=0,082
B
g
=1,4757 p
g
=1,07 p
ktg
=0,071
B
n
=1,102 p

n
=0,596 p
kn
=0,024
q
t
=2,3 q
kt
=2,49
q
g
=1,84 q
kn
=1,7
q
n
=0,90 q
kg
=0,12
Với: n
kT
=1
n
kn
= 4
n
kG
= 2
n
kd

= 4
Vậy tổn hao không tải là:
P
0
= 1487,9065 (W)
So sánh với giá trị tiêu chuẩn cho trước là:
7822,4100.
1420
14209065,1487
=
−
%
2). Dòng không tải:
a). Thành phần tác dụng được tính theo % so với dòng định mức
%i
or
=
S
P
.10
0
=
%243,0
630.10
9065,1487
=
b). Thành phần phản kháng:
%i
ox
=

S
Q
.10
0

với
Sinh viên: Đoàn Mạnh Hùng 21
Trường đại học kỹ thuật công nghiệp
Q
0
= k
Gi
.k
ti
.k
ci
.k
bi
.k
ei
[q
T
.G
T
+ q
G
(G
’
G
- k

d
.G
g
) +
kkk
gi
t
gi
ng
GT
TnqkkkkG
qq
)] (.
2
"'
Σ++
+
(w)
Trong đó:
Hệ số làm tăng công suất từ hoá ở gông: k
Gi
= 1,08
Hệ số kể đến sự tăng công suất từ hoá do tháo lắp gông trên để cho dây quấn vào trụ:
k
ti
= 1,02
Hệ số kể đến ảnh hưởng của việc ép mạch từ: k
ai
= 1,04
Hệ số kể đến ảnh hưởng của việc cắt gọt ba via: k

bi
= 1,6
Hệ số kể đến ảnh hưởng việc cắt dập lá thép: k
ci
= 1,1
Hệ số k
n
.k
’
gi
+ k
t
.k
”
gi
= k
gi
kể đến ảnh hưởng của góc nối do sự phối hợp khác nhau về
số lượng mới nghiêng và thẳng:
k
n
k
gi
,
+ k
t
.k
gi
,,
= k

gi

Tra bảng 49 ta có: k
gi
= 29,4
Vậy công suất phản kháng là:
Q
0
= 11425,0456(VAR)
Vậy thành phần phản kháng %i
ox
=
%0251,2
160.10
1952,3240
=
c). Dòng điện không tải:
i
0
% =
oxor
ii
22
%%
+
=
22
8135,1)243,0( +
= 1,8298%
Sai lệch so với tiêu chuẩn:

∆i
0
% =
%5563,8100.
2
8289,12
=
−
< 15%
3). Hiệu suất của máy biến áp:
Theo 5-33 ta có
η = (1-
%100).
0
0
n
n
PPP
PP
++
+
dm
=









++
+
−
09,7734906,147810.630
09,7734906,1487
1
3
.100% = 98,5573%
Sinh viên: Đoàn Mạnh Hùng 22
Trường đại học kỹ thuật công nghiệp
Sinh viên: Đoàn Mạnh Hùng 23