ĐỒ ÁN THIẾT KẾ MÁY ĐIỆN MÁY BIẾN ÁP NGÂM DẦU HaUI

BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI

KHOA ĐIỆN
***

BÀI TẬP LỚN: THIẾT KẾ MÁY ĐIỆN

ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ MÁY BIẾN ÁP ĐIỆN
LỰC BA PHA NGÂM DẦU

Giảng viên hướng dẫn : Ths.Nguyễn Thị Minh Hiền
Lớp : 20222EE6110009
Sinh viên thực hiện : Hà Văn Tiến – 2021608873

HÀ NỘI, 2023

TRƯỜNG ĐH CƠNG NGHIỆP HÀ NỘI CỘNG HỒ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
KHOA ĐIỆN Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

BỘ MÔN KĨ THUẬT ĐIỆN

PHIẾU GIAO BÀI TẬP LỚN HỌC PHẦN THIẾT KẾ MÁY ĐIỆN
Họ và tên sinh viên: Hà Văn Tiến

STT Mã sinh viên Họ và tên Lớp-Khóa Ngành

1 2021608873 Hà Văn Tiến K16 – LT Điện – điện tử

Giáo viên hướng dẫn: Ths.Nguyễn Thị Minh Hiền........................ Khoa: Điện.

TÊN ĐỀ TÀI: Thiết kế máy biến áp điện lực ba pha ngâm dầu

1: Số liệu phục vụ tính tốn, thiết kế máy biến áp:

Cơng suất: 100 (kVA) Kích thước bao: + Dài:1300

Cấp điện áp: 15/0,4 (kV) + Rộng: 930

Tổn hao không tải: 320 + Cao: 1290

Tổn hao có tải: 1680 Tâm bánh xe: 550 (mm)

Dòng điện không tải: 2% Khối lượng: + Dầu: 215(kg)

Điện áp ngắn mạch: 4% + Toàn bộ: 655 (kg)

Phạm vi điều chỉnh điện áp: ±2x2,5% Tổ đấu dây: Y/yn - 12

TCVN 6036-2:2006

2: u cầu tính tốn, thiết kế máy biến áp

Chương 1: Phần mở đầu

1.1. Giới thiệu chung về máy biến áp

1.2. Giới thiệu chung về thiết kế máy biến áp

1.3. Quy trình, các tiêu chuẩn thiết kế máy biến áp
1.4. Nhận xét, kết luận chương 1

Chương 2: Thiết kế máy biến áp
2.1. Giới thiệu mục tiêu thiết kế
2.2. Tính tốn tham số cơ bản của máy biến áp.
2.3. Tính tốn dây quấn.
2.4. Tính tốn ngắn mạch
2.5. Tính tốn hệ thống mạch từ.
2.6. Tính tốn nhiệt máy biến áp.
2.7. Nhận xét, kết luận chương 2
Chương 3: Kết luận, kiến nghị và hướng phát triển của đề tài
3.1. Kết luận
3.2. Kiến nghị
3.3. Hướng phát triển của đề tài
3: Các tiêu chuẩn phục vụ tính tốn, thiết kế máy biến áp

- TCVN: 1011-2015; TCVN: 3079-2015; TCVN: 2608-2015; TCVN:
6036-1:2015, TCVN: 6036-2:2006,…

- TCVN 8:2015: Quy định về bản vẽ kỹ thuật
4: Các bản vẽ cần thực hiện

STT Tên bản vẽ Khổ giấy Số lượng
A3 1
1 Bản vẽ tổng lắp ráp máy biến áp

5: Yêu cầu trình bày văn bản

6: thực hiện theo biểu mẫu “BM03” về QUY CÁCH CHUNG CỦA BÁO
CÁO TIỂU LUẬN/BTL/ĐỒ ÁN/DỰ ÁN trong Quyết định số 815/ QĐ-
ĐHCN ngày 15/08/2019

7: Về thời gian thực hiện đồ án

Ngày giao đề tài: 06/03/2023 Ngày hoàn thành: 12/06/2023

GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

MỤC LỤC

CHƯƠNG 1: PHẦN MỞ ĐẦU.................................................................. 1
1.1: Giới thiệu chung về máy biến áp điện lực ....................................... 1
1.2: Giới thiệu chung về thiết kế máy biến áp điện lực........................... 5
1.3: Quy trình, các tiêu chuẩn thiết kế máy biến áp điện lực .................. 8
1.4: Nhận xét, kết luận chương 1 .......................................................... 11

CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ MBA ĐIỆN LỰC 3 PHA NGÂM DẦU CÔNG
SUẤT 100( kVA) ........................................................................................ 12

2.1: Giới thiệu mục thiết kế.................................................................. 12
2.2: Tính tốn các tham số cơ bản của máy biến áp.............................. 27
2.3: Tính tốn dây quấn........................................................................ 34
2.4: Tính tốn ngắn mạch..................................................................... 38
2.5: Tính tốn hệ thống mạch từ........................................................... 45
2.6: Tính tốn nhiệt máy biến áp .......................................................... 50
2.7: Nhận xét, kết luận chương 2.......................................................... 60
CHƯƠNG 3: Kết luận, kiến nghị và hướng phát triển của đề tài ......... 61
3.1: Kết luận ........................................................................................ 61
3.2: Kiến nghị ...................................................................................... 61
3.3: Hướng phát triển của đề tài ........................................................... 61
TÀI LIỆU THAM KHẢO.......................................................................... 62

DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 1.1: Cấu tạo một máy biến áp ................................................................ 1
Hình 1.2: Lõi thép của máy biến áp ................................................................ 3
Hình 1.3: Dây quấn máy biến áp .................................................................... 3
Hình 1.4: Sơ đồ nguyên lý máy biến áp.......................................................... 4
Hình 2.1: Tác dụng của lực hướng tâm lên dây quấn đồng tâm .................... 43
Hình 2.2: T̀ư trường tản dọc và ngang trong dây q́n đồng tâm .................. 43
Hình 2.3: Kích thước đường hình trụ............................................................ 47
Hình 2.4: Khoảng cách hai trị trong lõi thép ................................................. 47
Hình 2.5: Thùng dầu vách dạng cánh sóng ................................................... 53
Hình 2.6: Khoảng cách điện của dây dẫn ra CA ........................................... 54
Hình 2.7: Khoảng cách điện của dây dẫn ra HA ........................................... 54
Hình 2.8: Xác định các kích thước của thùng dầu......................................... 54

DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 2:1: Tính giá trị 𝛽 ................................................................................ 31
Bảng 2:2: Bảng kích thước lõi sắt................................................................. 46

LỜI MỞ ĐẦU

Chúng ta đang sống trong thời đại với sự phát triển không ngừng của khoa
học kĩ thuật, một thời đại mà sự nghiệp công nghiệp hóa hiện đại hóa được đặt
lên hàng đầu. Nói đến cơng nghiệp hóa, hiện đại hóa thì khơng thể tách rời được
ngành điện, ngành điện đóng một vai trị mấu chốt trong q trình đó.

Trong ngành điện thì cơng việc thiết kế máy điện là một khâu vơ cùng
quan trọng, nhờ có các kĩ sư thiết kế máy điện mà các máy phát điện mới được
ra đời cung cấp cho các nhà máy điện. Khi điện đã được sản xuất ra thì phải
truyền tải điện năng tới nơi tiêu thụ, trong quá trình truyền tải điện năng đó thì
khơng thể thiếu được các máy biến áp điện lực dùng để tăng và giảm điện áp

lưới sao cho phù hợp nhất đối với việc tăng điện áp lên cao để tránh tổn thất
điện năng khi truyền tải cũng như giảm điện áp cho phù hợp với nơi tiêu thụ .

Vì lí do đó mà máy biến áp điện lực (MBAĐL) là một bộ phận rất quan
trọng trong hệ thống điện. MBAĐL ngâm dầu là loại máy được sử dụng rất phổ
biến hiện nay do những ưu điểm vượt trội của loại máy này có được.

Nhờ đó mà MBAĐL ngâm dầu ngày càng dược sử dụng rộng rãi hơn và
không ngừng được cải tiến sao cho phục vụ nhu cầu của người sử dụng đươc
tốt nhất .

Với những kiến thức được học trên lớp và tìm hiểu thực tế. Sau một thời
gian làm việc, nghiên cứu, tham khảo em đã hồn thành Bài tập lớn mơn học.
Em cũng chân thành cảm ơn đến cô Nguyễn Thị Minh Hiền đã giảng dạy chúng
em kiến thức bổ ích về môn “Thiết kế máy điện”.

Tuy vậy do lượng kiến thức có hạn, trong thời gian ngắn nên đề tài của
em cịn nhiều thiếu sót, kính mong cơ giúp đỡ thêm.

Em xin chân thành cảm ơn!

1

CHƯƠNG 1: PHẦN MỞ ĐẦU
1.1: Giới thiệu chung về máy biến áp điện lực
1.1.1: Định nghĩa

Máy biến áp dầu là một dạng của máy biến áp hay máy biến thế là thiết bị
điện từ tĩnh, làm việc dựa trên nguyên lý cảm ứng điện từ, dùng để biến đổi hệ
thống điện áp, với tần số không đổi.

Ở máy biến áp, việc biến đổi điện áp chỉ thực hiện được khi dòng điện là
xoay chiều hoặc dòng điện biến đổi xung. Máy biến áp được dùng trong hệ
thống truyền tải và phân phối điện năng, ngoài ra máy biến áp cũng được dùng
cho một số yêu cầu khác như nối mạch chỉnh lưu, làm nguồn cấp điện cho lò
điện, máy hàn, máy thử nghiệm…
1.1.2: Cấu tạo máy biến áp ngâm dầu 3 pha

Một MBA thông thường được cấu tạo từ 3 phần chính là vỏ máy,lõi thép
và phần dây quấn,với máy biến áp ngâm dầu 3 pha thì số lượng lõi thép và dây
quấn là 3 tương ứng với 3 pha của dòng điện.

Hình 1.1: Cấu tạo một máy biến áp

2

1.1.2.1: Phần vỏ máy
Tùy theo từng loại máy biến áp mà vỏ máy biến áp được làm bằng các

chất liệu khác nhau. Chúng thường được làm từ nhựa, gỗ, thép, gang hoặc tơn
mỏng, có cơng dụng để bảo vệ các phần tử của máy biến áp ở bên trong nó, bao
gồm: nắp thùng và thùng.
Nắp thùng dùng để đậy trên thùng và trên đó có các bộ phận quan trọng như:

- Sứ cách điện của dây quấn cao áp và dây quấn hạ áp.
- Bình dãn dầu (bình dầu phụ) có ống thủy tinh để xem mức dầu
- Ống bảo hiểm: làm bằng thép, hình trụ nghiêng, một đầu nối với thùng,

một đầu bịt bằng một đĩa thuỷ tinh. Nếu áp suất trong thùng tăng lên đột
ngột, đĩa thuỷ tinh sẽ vỡ, dầu theo đó thốt ra ngồi để máy biến áp khơng

bị hỏng.
- Lỗ nhỏ đặt nhiệt kế.
- Rơle hơi dùng để bảo vệ máy biến áp.
Phần thùng cần được chế tạo bằng các vật liệu có độ bền và chống ăn mịn
cao,thiết kế có các rãnh khí để dễ dàng trong việc tản nhiệt và cần xử lí chống
thấm và chống dị rỉ phần dầu cách điện
1.1.2.2: Phần lõi thép
Lõi thép dùng để dẫn từ thông, được chế tạo từ các vật liệu dẫn từ tốt.
Được ghép từ các lá thép kỹ thuật điện thành mạch vòng khép kín,các lá thép
mỏng mặt ngồi có sơn cách điện với bề dày từ 0,3 - 0,5mm.
Lõi có thể có các hình dạng khác nhau như hình chữ nhật,hình
xuyến,hình trụ…
Lõi thép gồm 2 phần gồm Trụ và Gơng. Trụ là phần để đặt dây quấn cịn
Gơng là phần nối liền giữa các trụ để tạo thành mạch từ kín.

3

Hình 1.2: Lõi thép của máy biến áp
1.1.2.3: Phần dây quấn

Dây quấn thường làm bằng dây đồng hoặc nhơm, tiết diện trịn hay chữ
nhật, bên ngồi có bọc cách điện. Dây quấn gồm nhiều vòng dây và lồng vào
trụ thép, giữa các vòng dây, giữa các dây quấn và giữa dây quấn với lõi ép đều
có cách điện. Máy biến áp thường có hai hoặc nhiều dây quấn. và số vòng dây
của các cuộn là khác nhau, tùy thuộc vào nhiệm vụ của máy biến áp.

Hình 1.3: Dây quấn máy biến áp
Có 2 loại dây quấn: dây quấn sơ cấp và dây quấn thứ cấp

- Dây quấn nhận năng lượng từ lưới gọi là dây quấn sơ cấp

- Dây quấn cung cấp năng lượng cho phụ tải gọi là dây quấn thứ cấp

Số vòng dây của cuộn sơ cấp và thứ cấp là khác nhau. Số vòng dây cuộn
sơ cấp lớn hơn số vòng dây cuộn thứ cấp thì là máy biến áp hạ áp (máy biến áp

4

hạ thế), ngược lại số vòng dây cuộn sơ cấp nhỏ hơn số vịng dây cuộn thứ cấp
thì là máy biến áp tăng áp (máy biến áp tăng thế).
1.1.3: Nguyên lý hoạt động

Hình 1.4: Sơ đồ nguyên lý máy biến áp
Nguyên lý hoạt động của máy biến áp 3 pha là hoạt động dựa trên hiện
tượng cảm ứng điện từ. Dòng điện được tạo ra bên trong cuộn dây nối với một
hiệu điện thế sơ cấp và một dải từ trường biến thiên nằm trong lõi sắt của cuộn
dây dẫn. Dải từ trường biến thiên này có tác dụng tạo ra một hiệu điện thế thứ
cấp.
1.1.4: Ưu điểm và nhược điểm của MBA ngầm dầu
Ưu Điểm:
- Máy biến áp dầu có cơng suất khá lớn, nên giúp tiết kiệm nguồn điện

năng và giảm chi phí cho người sử dụng.
- Máy biến áp sử dụng dầu có tác dụng làm mát hệ thống, đường dây điện

có khả năng chịu tải cao hơn và có khả năng kéo dài tuổi thọ cho các
thiết bị điện khác.
Nhược Điểm:

5

- Tuy có lợi thế về hiệu suất tản nhiệt nhưng dầu làm mát dễ gây cháy nổ.
Nếu xảy ra sự cố quá áp, dầu máy tràn ra tạo nguy cơ ô nhiễm môi trường

- Khi xây dựng trạm biến áp sử dụng máy dầu đòi hỏi:
+ kết cấu không gian đặt MBA dầu có những địi hỏi khắt khe
+ cơng trình phải có các biện pháp ngăn chặn cháy lan
+ chi phí xây dựng trạm biến áp sử dụng dầu thường cao hơn chi phí sử
dụng máy khô

1.1.5: Phạm vi ứng dụng

Phạm vi ứng dụng của MBA không chỉ giới hạn trong mỗi công nghiệp
hay trong dân dụng mà nó cịn có phạm vi ở các nhà máy điện. Bởi máy biến
áp có tác dụng thay đổi hiệu điện thế xoay chiều, tăng áp, giảm áp và đóng
vai trị vơ cùng quan trọng trong việc truyền tải điện năng.

1.2: Giới thiệu chung về thiết kế máy biến áp điện lực
1.2.1: Vài nét về tình hình chế tạo máy biến áp hiện nay và quá trình phát

triển của nó
Máy biến áp điện lực1 là một bộ phận rất quan trọng trong hệ thống điện.

Việc tải điện năng đi xa từ nhà máy điện đến hộ tiêu thụ trong các hệ thống
điện hiện nay cần phải có tối thiểu 4 đến 5 lần tàng giảm điện áp. Do đó tổng
cơng suất đạt (hay dung lượng) của các mba gấp mấy lần công suất của máy
phát điện. Gần đây người ta tính ra rằng nó cịn có thể gấp 6 đến 8 lần hoặc hơn
nữa. Hiệu suất của mba thường rất lớn (98 - 99%), nhưng do số lượng mùa
nhiều nên tổng tổn hao trong hệ thống rất đáng kể vì thế cần phải chú ý đến
việc giảm các tổn hao, nhất là tổn hao không tải trong mba. Để giải quyết vấn
đề này hiện nay trong ngành chế tạo MBA người ta dùng chủ yếu là thép cán

lạnh - có suất tổn hao và cơng suất từ hóa thấp hay đặc biệt thấp, mặt khác cịn

1 Máy biến áp điện lực: MBA

6

thay đổi các kết cấu mạch từ một cách thích hợp như ghép mối nghiêng các là
tôn trong lõi thép, thay các kết cấu bulông ép trụ và gông xuyên lõi thép hàng
các vịng đai ép hay dùng những qui trình cơng nghệ mới về cắt dập lá thép tự
động, về ủ lá thép, về láp ráp v.v... Nhờ vậy mà công suất và điện áp của các
MBA đã được nâng lên rõ rệt. Hiện nay người ta đã chế tạo được những MBA
dung lượng trên 1000 MVA và điện áp đến 1150 kV.

Ở nước ta sau ngày giải phóng miền Bắc mới có một vài cơ sở thiết kế
và chế tạo máy biến áp và đặc biệt là sau khi thống nhất đất nước (1975) nhiều
nhà máy chế tạo MBA mới đã được xây dựng. Tuy vậy chúng ta cũng đã tiến
hành sửa chữa, thiết kế chế tạo được một khối lượng khá lớn máy biến áp, phục
vụ cho nhiều cơ sở sản xuất trong nước, và máy biến áp của ta cũng đã được
xuất khẩu sang một số nước. Nhà máy Chế tạo Biến thế Hà Nội nay liên doanh
với hãng thiết bị điện ABB đã chế tạo được nhiều loại MBA phân phối, điện áp
tới 35 kV. Nhà máy Thiết bị Điện Đông Anh đã thiết kế chế tạo mba truyền tải
có cơng suất tới 63 MVA, điện áp 110 và 220 kV. Đó là những cố gáng và tiến
bộ của ngành chế tạo máy biến áp ở nước ta.

1.2.2: Tiêu chuẩn hóa trong việc chế tạo máy biến áp

Một trong các nhiệm vụ của ngành chế tạo MBA là xác định được những
yêu cầu riêng cho các MBA, vừa phải phản ảnh được những yêu cầu về vận
hành và điều kiện làm việc của nó, vừa phải xác định được điều kiện và khả
năng hiện tại của ngành chế tạo MBA. Các tiêu chuẩn để chế tạo các ma điện

lực được xây dựng trên cơ sở đảm bảo sự phát nóng cho phép, năng lực quá tải,
sơ đồ tổ nối dây, dung lượng, điện áp định mức, điều chỉnh điện áp, các đặc
tính về khơng tải, ngắn mạch... Do yêu cầu và mở rộng thang công suất, điện
áp và để nâng cao chất lượng cũng như tính năng mba, nhiều tiêu chuẩn trước
đây dần dần đã được thay bằng một loạt những tiêu chuẩn mới khác.

Trước đây các MBA được chia làm 4 thang công suất (4 cỡ) như sau:

7

- Cỡ I từ 5 đến 100 kVA điện áp đến 35 kV.
- Cỡ II từ 135 đến 560 kVA điện áp đến 35 kV
- Cỡ III từ 750 đến 5600 kVA điện áp đến 35kV
- Cỡ IV từ 7500 đến 60000 kVA, điện áp từ 35 kV trở lên

Những tiêu chuẩn mới về đặc tính của MBA hiện nay cị những u cầu
cao hơn như tổn hao giảm đi đáng kể, hiệu suất tăng lên, giảm mức tăng nhiệt
độ cho phép của dây dẫn và dầu, kí hiệu sơ đồ nối dây mới, mở rộng phạm vị
sử dụng điều chỉnh điện áp dưới tải, tăng cường những yêu cầu và trang bị của
MBA bằng các thiết bị kiểm tra chất lượng và bảo quản dầu

1.2.3: Sử dụng vật liệu mới trong việc chế tạo
Việc tìm kiếm một loại vật liệu mới là nhằm mục đích cải thiện các đặc

tính của mba như giảm tổn hao năng lượng kích thước, trọng lượng và tăng độ
tin cậy của nó. Khuynh hướng chung thường là thay những vật liệu quí, hiếm
bằng những vật liệu rẻ và dễ kiếm hơn, như dùng dây nhôm thay dây đồng trong
các mba công suất nhỏ và trung bình là một ví dụ.

Vật liệu dùng trong mùa thường có ba loại:

- Vật liệu tác dụng dùng để dẫn diện như dây quấn, dẫn từ như lõi thép.
- Vật liệu cách diện để cách điện các cuộn dây hay các bộ phận khác như
cáctông cách điện, sứ, dầu máy biến áp...
- Vật liệu kết cấu dùng để giữ, bảo vệ biến áp như xã ép, bulông, vỏ máy...
Việc thay đổi vật liệu sử dụng đôi khi làm thay đổi cả một q trình cơng

nghệ quan trọng hay những kết cấu cơ bản của mùa và điều đó liên quan chặt
chẽ đến sự tiến bộ của quá trình cơng nghệ trong ngành chế tạo MBA của một
nước.

Vật liệu quan trọng trước tiên trong ngành chế tạo biến áp là tôn là silic
(hay còn gọi là thép là kỹ thuật điện). Trong nhiều năm trước đây lõi thép MBA
dùng chủ yếu là tơn cán nóng dày 0,5 mm và 0,35 mm. Chất lượng loại tôn này

8

tuy đã có được cải tiến nhưng nói chung suất tổn hao vẫn cao.
Vật liệu tác dụng thứ hai của MBA là kim loại làm dây quấn. Trong nhiều

năm đồng vẫn là kim loại duy nhất dùng chế tạo dây quấn mà khơng có thay
đổi gì. Vì như ta đã biết đồng có điện trở suất nhỏ, dẫn điện tốt, dễ gia công
(hàn, quần...), bảo đảm độ bền cơ, điện... tốt. Gần đây người ta đã dùng nhơm
thay đồng làm dây quấn. Nhóm có ưu điểm là nhẹ, dễ kiếm hơn, rẻ hơn, nhưng
tất nhiên có nhược điểm là điện trở suất lớn hơn, do đó dẫn điện kém hơn, độ
bền cơ cũng kém hơn và lại rất khó khăn trong việc hàn nổi. Khi dùng nhôm
thay đồng để bảo đảm được một công suất tương đương thì thể tích nhóm tăng
lên, chi phí cho các công việc về chế tạo dây quấn, cách điện, sơn tẩm... tăng
lên. Những chi phí đó tăng thì được bù lại bởi giá thành dây nhơm rẻ hơn, nên
nói chung giá thành tồn và dây đồng thực tế cũng khơng khác nhau bao nhiêu.
Dĩ nhiên dùng nhôm sẽ tiết kiệm được đồng là kim loại q hiếm.

1.3: Quy trình, các tiêu chuẩn thiết kế máy biến áp điện lực
1.3.1: Quy trình thiết kế máy biến áp điện lực
Cơng việc thiết kế thường qua ba giai đoạn:
1.3.1.1: Định nhiệm vụ kỹ thuật:

Chủ yếu định rõ công dụng của sản phẩm, phạm vi sử dụng, tạm thời
định hình dáng của mba như kết cấu, phương thức làm nguội.
1.3.1.2: Tính tốn điện từ, thường qua các khâu chính sau đây:

- Tính các kích thước chủ yếu
- Thiết kế cuộn dây, các kết cấu cách điện của chúng
- Tính tốn và kiểm nghiệm các đặc tính về điện, từ, cơ
- Tính tốn cụ thể lõi sắt
- Tính tốn nhiệt và thiết kế vỏ máy.

9

1.3.1.3: Thiết kế thi cơng:
Tính tốn và vẽ đầy đủ các chi tiết kết cấu toàn bộ máy. Tính tốn kinh

tế về sản phẩm chế tạo. Như đã trình bày trên, phần này sẽ khơng trình bày ở
đây, chỉ đề cập những vấn đề rất cần thiết về kết cấu để phục vụ cho hai phần
đầu.

Để đảm bảo cho việc tính tốn hợp lý, tốn ít thời gian, việc thiết kế MBA
sẽ lần lượt được tiến hành theo trình tự như sau:
Bước 1. Xác định các đại lượng điện cơ bản:

- Tính dịng điện pha và điện áp pha của các dây quấn.

- Xác định điện áp thử của các dây quấn.
- Xác định các thành phần của điện áp ngắn mạch.
Bước 2. Tính tốn các kích thước chủ yếu:
- Chọn sơ đồ và kết cấu lõi sắt.
- Chọn loại và mã hiệu tôn silic, cách điện của chúng. Chọn cường độ từ

cảm lõi sắt.
- Chọn các kết cấu và xác định các khoảng cách cách điện chính của cuộn

dây.
- Tính tốn sơ bộ m.ba và chọn quan hệ của kích thước chủ yếu β theo

những trị số PO, Pn, un và io đã cho
Xác định đường kính trụ và chiều cao dây quấn. Tính tốn sơ bộ lõi sắt.
Bước 3. Tính tốn dây quấn Hạ Áp2 và Cao Áp3:

- Chọn loại dây quấn HA và CA.
- Tính cuộn dây HA.

2 Hạ Áp: HA
3 Cao Áp: CA

10

- Tính cuộn dây CA.
Bước 4. Tính tốn ngắn mạch:

- Xác định tổn hao ngắn mạch
- Tính tốn điện áp ngắn mạch.
- Tính lực cơ của dây quấn khi mba bị ngắn mạch.

Bước 5. Tính tốn cuối cùng về hệ thống mạch từ và tham số không tải của
MBA
- Xác định kích thước cụ thể của lõi sắt.
- Xác định tổn hao khơng tải, dịng điện khơng tài và hiệu suất m.ba.
Bước 6. Tính tốn nhiệt và hệ thống làm nguội MBA
- Quá trình truyền nhiệt trong MBA
- Khái niệm về hệ thống làm nguội MBA
- Tiêu chuẩn về nhiệt độ chênh.
- Tính tốn nhiệt MBA
- Tính gần đúng trọng lượng và thể tích bộ giãn dầu.
Bước 7. Tính tốn và chọn một số chi tiết kết cấu MBA

Phần này trình bày sơ lược cách tính và chọn một số chi tiết kết cấu quan
trọng như bulông của xà ép gỗng, đại ép trụ và gỏng, vách, nắp và đáy thùng,
ống xả dầu... Có thể hình dung thêm kết cấu m.ba thơng qua một số bản vẽ chi
tiết về lõi sắt, dây quấn và bản vẽ sơ bộ tổng lắp ráp ra ba để ở cuối sách.
1.3.2: Tiêu chuẩn thiết kế máy biến áp điện lực

- Theo tiêu chuẩn Việt Nam TCVN4 6306-1:2015 có các quy định:
+ Điều kiện làm việc của MBA. Độ cao không quá 1000 m so với mực

nước biển, nhiệt độ của khơng khí xung quanh nằm trong phạm vi -25 ˚C đến

4 Tiêu Chuẩn Việt Nam: TCVN

11

40 ˚C. Trong trường hợp này biến áp được làm nguội bằng nước thì nhiệt độ
nước đầu vào không vượt quá 25 ˚C.

+ Về dịng cơng suất: Đối với máy biến áp có cơng suất đến 20 MVA, ưu
tiên chọn các giá trị của công suất danh định trong dãy R10 của ISO 3:1973,
Số ưu tiên - dãy số ưu tiên:100, 125, 160, 200, 250, 315, 400, 500, 630, 800,
1000 kVA.

- IEC 60050-421:1990: Cách đấu nối cuộn dây được bố trí sao cho từng
cuộn dây pha của máy biến áp ba pha, hoặc của từng cuộn dây có cùng
điện áp danh định của máy biến áp một pha được kết hợp thành tổ máy
biến áp ba pha, được đấu nối vào một điểm chung (điểm trung tính) cịn
đầu kia nối với đầu nối pha tương ứng.

1.4: Nhận xét, kết luận chương 1
Thông qua chương 1 ta đã tổng quát được thế nào là MBA điện lực và

cách thiết kế MBA điện lực, những quy trình, tiêu chuẩn để thiết kế máy biến
áp điện lực, sử dụng phần mềm tính tốn cũng như thiết kế máy biến áp điện
lực

Với những nội dung này sẽ giúp chúng ta có thể nắm bắt được cách thức
tính toán, thiết kế với sự hỗ trợ của phần mềm tính tốn Excel và AutoCad

Máy biến áp là một thành phần không thể thiếu trong công nghiệp cũng
như trong việc truyền tải điện trong hệ thống điện, ngày nay máy biến áp ngày
càng đa dạng và có nhiều cơng năng hơn chính vì vậy việc tính tốn thiết kế
một máy biến áp phù hợp với chỉ tiêu kỹ thuật và kinh tế là rất cần thiết, chính
vì vậy chúng ta sẽ tìm hiểu “Chương 2. Tính tốn thiết kế một máy biến áp ba
pha dầu” một cách chi tiết.

12

CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ MBA ĐIỆN LỰC 3 PHA NGÂM DẦU
CÔNG SUẤT 100( kVA)

2.1: Giới thiệu mục thiết kế

2.1.1: Tính tốn các kích thước chủ yếu của MBA

2.1.1.1: Tính tốn các đại lượng điện cơ bản của MBA

- Công suất mỗi pha của MBA:
S

Sf = m (kVA)
- Công suất mỗi trụ:

S′ = S (kVA)
t

Trong đó:

+ t là số trụ tác dụng (là trụ trên đó có quấn dây).

Đối với MBA ba pha t = 3; đối với MBA một pha t = 2, vì một pha dây quấn
của MBA một pha thường được chia làm đội và quấn trên hai trụ.

+ S là công suất định mức của mba.

Đối với MBA ba dây quấn thì lấy S lớn nhất trong ba cuộn.

- Dịng điện dây định mức:

Tính tương ứng với từng dây quấn HA, CA (và TA nếu có):

+ Đối với MBA ba pha:

I= S. 103 (A)

√3. 𝑈

Trong đó:

+) S đối với MBA ba dãy quán lấy ứng với từng dây quấn CA, TA và HA.

+) U là các điện áp dày tương ứng.

13

+ Đối với MBA một pha: S. 103
- Dòng điện pha: I = 𝑈 (A)

+ khi dây quấn nối sao hay ziczắc:

+ khi dây quấn nối tam giác: If = I (A)
- Điện áp pha 𝐼

If = √3 (A)

+ khi dây quấn nổi sao hay ziczac:
𝑈

Uf = √3 (V)
+ khi dây quấn nối tam giác:

Uf = U (V)
+ Điện áp trên mỗi phần dây quấn là:

U′ = 2cos30′ Uf = Uf √3 (V)
- Các thành phần đen áp ngắn mạch.

+ Thành phần tác dụng của điện áp ngán mạch:
Unr% = Pn
10. Sđm

+ Thành phần phản kháng của điện áp ngắn mạch:

Unx% = √Un2 − Ur2