TÍNH TOÁN THIẾT KẾ MÁY ĐIỆN

Trờng Đại Học Kỹ Thuật Công Nghiệp - Thái Nguyên
Lời nói đầu
Ngày nay trình độ khoa học phát triển mạnh mẽ có nhiều nghành khoa
học quan trọng ra đời nh 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
nớc vì vậy yêu cầu đất nớc phải có một hệ thống điện ổn định ,chất lợng 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 4lần tăng giảm điện
áp do đó tổng công suất đặt (hay dung lợng)của các máy biến áp gấp mấy
lần công suất của máy phát điện .gần đây ngời ta tính ra rằng nó có thể gấp
đến 6 hay 8lần hay cao hơn nữa hiệu suất của máy biến áp thờng rất lớn (98-
99)% nhng vì số lợng 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, ngời 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 nh 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 đợc nâng cao rõ rệt.
ở nớc 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 nhng đến nay ta đã sửa chữa,thiết kế chế tạo đợc một khối lợng
MBA khổng lồ phục cho cơ sở sản xuất trong nớc một số MBA nớc ta sản
xuất đã xuất khẩu sang một số nớc. Đó là những cố gắng và tiến bộ của
nghành chế tạo MBA ở nớc ta.

Giáo viên hớng dẫn Sinh viên thiết kế:
Nguyễn Quốc Hiệu Nguyễn Thanh Tùng

tính toán các kích thớc chủ yếu của máy biến áp
I. Tính các đại lợng cơ bản
1. Dung lợng một pha
S
f
=
t
S
=
3
630
= 210 (kVA)
2. Dung lợng 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).
s: là công suất định mức của mba.
3. Dòng điện dây định mức tính tơng ứng với dây quấn cao áp, hạ áp.

3
Trờng Đại Học Kỹ Thuật Công Nghiệp - Thái Nguyên

Đối với mba 3 pha:
I =
U
S
.3
1000.
(U là điện áp dây tơng ứng).
Phía cao áp:
I
1
=
3
3
10.10.3
10.S
=
1000.10.3
1000.630
= 36,41(A).
Phía hạ áp:
I
2
=
3
3
10.4,0.10.3
10.S
=
1000.4,0.3
1000.630

=910,4 (A)
4. Dòng điện pha
Vì tổ nối dây của mba là y/y
0
-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
Dây quấn nối y: U
f
=
3
U

Điện áp phía cao áp: U
f1
=
3
1U
=
3

1000.10
= 5773.503 (V)
Điện áp phía hạ áp: U
2
=
3
2U
=
3
1000.4.0
=231 (V)
6. Các thành phần điện áp ngắn mạch
Thành phần tác dụng của điện áp ngắn mạch
U
r
=
S
Pn
.10
=
160.10
7600
= 1,206% (v).
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).
I).Thiết kế sơ bộ lõi sắt và tính toán chủ yếu các kích thớc
1. Lõi sắt
Lõi sắt là phần mạch từ của MBA, thờng đợc thiết kế theo kiểu
hình trụ, lõi này do các lá thép kỹ thuật (nh tôn silíc ghép lại với các kích
thớc lá thép khác nhau. Đợc ghép bởi các gông từ, xà ép tạo thành bộ
khung. Vì lõi thép là mạch từ nên lõi sắt cần đợc tạo từ các lá thép đảm
bảo chất lợng cũng nh kích thớc, thờng ngày nay ngời ta sử dụng tôn cán
lạnh kích thớc là 0.5 và 0.35(mm), làm sao phải đảm bảo tổn hao không
tả ít nhng kết cấu đơn giản đảm bảo về cơ học cũng nh lực tác dụng của
từ trờng.

2). Chọn tôn silíc, cách điện của chúng và cờng độ t cảm trong mba
Trong nhiều năm về trớc lõi sắt MBA chủ yếu dùng tôn cán nóng
với đặc điểm có từ cảm trong lõi dới 1.45(T) nhng do suất tổn hao lớn làm

4
Trờng Đại Học Kỹ Thuật Công Nghiệp - Thái Nguyên
cho tổn hao không tải, dòng không tải tăng lên.hiện nay ngời ta thờng 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 ữ 1,65(T), đặc biệt khi tăng lên 1,7(T) điều
này sẽ dẫn đến giảm kích thớc, trọng lợng MBA, giảm đợc 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
330A làm vật liệu chế tạo MBA.
Phơng 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 tợng quá nhiệt vợt quá nhiệt độ cho phép .
Đối với đều kiện nhiệt đới nớc ta, không thể dùng giấy cách điện vì
giấy sẽ hút ẩm và làm điện trở cách điện giảm, vì vậy chọn phơng pháp
cách điện lá thép ủ 2 lớp sơn với hệ số lấp đầy tra theo bảng 9 K
đ
=0.92.
3). Chọn kim loại làm dây quấn .
Trong nhiều năm đồng vẫn là kim loại duy nhất dùng để chế tạo
dây quấn với u điểm dễ dàng gia công, có điện trở suất nhỏ ,dẫn điện tốt
độ bền cơ học cao.Trong những năm gần đây ngời ta dùng dây nhôm làm
dây quấn thay đồng với u điểm nhẹ hơn, rẻ hơnnhng 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 tơng đơng, 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 trờng tản thực về từ trờng
-hệ số Rogốpki K
r
=0.95
5). Cấu truc trụ và gông
Theo bảng 4 chọn trụ có 6 bậc, có hệ số chêm kín K
c
= 0,9
Theo bảng 6 chọn gông có 7 ép gông bằng xà bu lông đặt phía
ngoài gông.
- Hệ số tăng cờng tiết diện gông :K
G
=1,02
- Hệ số đầy rãnh phủ 2 lợt sơn: K
đ
= 0,92
_ hệ số lợi dụng lõi sắt :K
l
= K
c
.K
đ
= 0,9.0,92 = 0,83
6). Chọn mật độ từ cảm cho mạch từ
- Theo bảng 10 chọn :
+ Hệ số từ cảm trong trụ :B
T
=1,58

5
Trờng Đại Học Kỹ Thuật Công Nghiệp - Thái Nguyên
+ Hệ số từ cảm trong gông :B
G
=
G
T
K
B
=
03,1
56,1
=1,56 (T).
- Theo bảng 42 ta có suất tổn hao thép.
+Trong trụ : P
T
=1,27(W/Kg).
+Trong gông :P
G
=1,22 W/Kg).
- Theo bảng 48 ta có suất từ hoá.
+Trong trụ q
T
=2,6 (VA/Kg)
+Trong gông q
G
=2,4 (VA/Kg)
+ Khe hở không khí q
k

= 2,87 ( 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
=0,56
4
210
=2,132 theo (2-36).
a
12
=0,9(cm).
k=0,65 tra bảng 11ta có .
a
R

=0.9 + 2,132 =3,03132 (cm).
9). Các hằng số tính toán.
Theo bảng 12 ta có a = 1,38 ; b =1,4
Hệ số tính đến tổn hao phụ K
f
= 0.92 tra bảng 14.
10). Chọn hệ số =1,2 ữ 3,6.để chọn chính xác ta đi tính các hệ số.
Theo (2-38)
A=16.
4
22

.'.
lTx
RR
kBuf
kaS
= =17,137
Theo (2-43)
A
1
=5.66.10
2
.a.A
3
.k
l
=5.66.10
2
.1.38.(17,137)

3
.0.83 = 326,27
Theo (2-44)
A
2
=3.6.10
2
A
2
.k
l
.l
02
=14,155
Theo (2-49)
B
1
=2,4.10
-2
.k
G
.k
L
.A
3
.
.(a+b+0,375)=220,333
B
2
= 2,4 .10

-2
.k
G
.k
L
A
2
.(a
12
+a
22
)=10,14


Theo(2-66).11
-Trọng lợng một góc khung từ.
G'=0,45.10
-2
.k
G
.k
L
.A
3
.x
3
=19,17x
3
.
- Tiết diện trụ sơ bộ.

T
T
=0,785.k
L
.A
2.
x
2
=191,345x
2
-Theo(2-56) ta có: C
1
=K
dq
.
ủTLf
UABkk
aS

.
2
22
2
=526,69
Vì ta dùng tôn cácn lạnh
A330

nên K
dq
=2.8; K=1,06.

6
Trờng Đại Học Kỹ Thuật Công Nghiệp - Thái Nguyên
đạo hàm (2-59) và cho triệt tiêu sẽ xách định đợc x ứng với giá thành vật
liệu tác dụng cực tiểu ứng với phơng trình.
X
5
+ Bx
4
- Cx -D = 0
với B =
1
22
.3
).(2
B
AB +
=0,4951
C =
1
1
.3 B
A
=0,4936
D =
1
1
.3
.2
B

C
.K
dqFe
.k =4,72986
Ta có phơng trình cực tiểu.
X
5
+ 0,07351X
4
- 0,4936X 4,72986=0.
Giải phơng trình ta có.
X = 1,344

= x
4
=3,26
Tiết diện trụ sơ bộ:
T
T
=0,785.k
l
.
2
A
.
2
X
=191,345
2
X

7
Trờng Đại Học Kỹ Thuật Công Nghiệp - Thái Nguyên
d = A.x 22
=

(
A
d
)
2,7716
x =
4

1,283
x
2
1,64609
X
3
2,11193
A
2
x
2
= 14,155x
2
23,30039
G

T
=
X
A
1
+A
2
x
2
277,602
G
G
= B
1
x
3
+B
2
x
2
482,019
G
Fe
= G
T
+G
G
759,621
P
T

= 1,25.p
T
G
T
447,633
P
G
= 1,25.p
G
.G
G
747,24
P
0
= P
T
+P
G
1194,89
Q
Fe
= q
T
.G
T
+ q
G
.G
G
1878,6

Q
K
=3,2.q
K.
T
T
2418,9
.G'Q
f
=40.q
T
.G 4210,5
Q
o
=1,25(Q
c
+Q
f
+Q
k
) 10635,09
i
o
=
S
Q
.10
0
1,688
G

dq
=
2
1
X
C
319,964

=
dqcu
nf
Gk
pk.
3,02
C
dq
=k
fe
.k.G
dq
339,162
C
td
=G
fe
+G
dq
1079.585

=Mx

3
Sau khi đã lập bảng ta vẽ đợc đồ thị biểu diễn giá thành vật liệu tác
dụng phụ thuộc trị số

.
dựa vào bảng đã lập ta chọn : d = 22 (cm).
i
ox
= 1,688 % .
P
o
= 1194 (w).


=3,02 (A/mm
2
) <
cu

=4,5 (A/mm
2
).
Trọng lợng dây quấn.
C
dq
= 339,162 (kg).
Trọng lợng lõi sắt.

8
Trờng Đại Học Kỹ Thuật Công Nghiệp - Thái Nguyên

G
Fe
= 759,621 (kg)
Đờng kính trụ sắt:
d=A.x=17,137.1,283=22(cm).
Đờng kính trung bình sơ bộ:
d
12
=a.d=1,38.22=30(cm).
Chiều cao dây quấn:
l =


12
.d
=
716,2
30.1416,3
= 35 (cm).
13). Tiết diện hiệu dụng của lõi sắt
T
T
= k
đ
k
v
.
4
.
2

d

=0,91.0,92.
4
22.1416,3
2
= 315,51(cm
2
).
14). Điện áp sơ bộ một vòng dây.
U
v
= 4,44.f.B
T.
T
T
.10
-4
=4,44 50.1,56.112,901.10
-4
= 11,0668(v)
Vẽ hình
phần II
tính toán dây quấn máy biến áp
Tính toán dây quấn phải đảm bảo yêu cầu về vận hành nh dây quấn đảm
bảo cách điện,chịu đợc điện áp cao khi bị quá áp do đóng cắt mạch điện
hay sét đánh,đồng thời chịu đợc đọ bền cơ khi ngắn mạch dây quấn, phải
chịu đợc nhiệt trong thời gian nhất định.
Yêu cầu chỉ tiêu kỹ thuật nh sau ;
S = 630 (kVA); I

1
= 36,41 (A); I
2
= 910,4 (A).
U
f1
= 5773,503 (V) ; U
f2
= 230,94 (V);
A). tính toán dây quấn hạ áp.
1).Số vòng dây một pha:
W
2
=
V
ù
U
U
2
=
0668,11
94,230
= 21(vòng )
lấy = 21 (vòng).
2). Cờng độ từ cảm thực .
B
T
=
=
T

V
Tf
U
44,4
10
4
.
=1,5705 (T).
3). Mật độ dòng điện trung bình.


tb
=0,746.k
f
.
12
.
.
dS
UP
Vn
=3,1279 (A/mm
2
).
4). Điện áp thực trên một vòng dây.

9
Trờng Đại Học Kỹ Thuật Công Nghiệp - Thái Nguyên
U
V

=
21
94.230
2
2
=
W
U
ù
= 231,11 (V).
6). Chiều cao hờng trục của mỗi vòng dây tính sơ bộ (kể cả cách điện).
Theo (3-7) ta có:
h
v2
=
1
2
2
4
r
h
W
l

+
=1(cm)
7). Tiết diện sơ bộ của một vòng dây tính sơ bộ của dây quấn hạ áp là:
T
2
=

tb
f
I

2
= 291,059 (mm
2
)
Từ các chỉ tiêu kỹ thuật, dung lợng, dòng điện, điện áp, tiết diện
dây quấn. Dựa vào bảng (34-tkmba) ta chọn dây quấn hạ áp là dây quấn
hình xoắn dây dẫn hình chữ nhật.
Tra bảng 20 và chiều cao mỗi vòng dây để trọn số sợi chập là 7 có
h
v2
= 1 (cm),
Từ bảng 20 ta tra đợc: a =4,4 (mm), b =9,3 (mm) và kích thớc đợc
ghi nh sau:
Mã số * số sợi chập * Kích thớc dây trần/ Kích thớc cách điện:
Tiết diện
*n
v2
*
''
.
.
ba
ba
; T
d2
**

8,9.9,4
3,9.4,4
;40
8). Thiết diện thực mỗi vòng dây.
T
2
= n
v2
.T
d2
=7.40=280 (mm
2
)
9). Mật độ dòng điện thực.

2

=
2
2
T
I
= 3,251 (A/mm
2
).
10).Chiều cao tính toán thực của dây quấn hạ áp.
l
2
=b
2

(w+1)+k[h
r
(w
2
/2+a)+
2
.w/2]=36,93(cm).

11). Bề dầy của dây quấn.
a
2
=
'
1
a
n
n
v
=.a=7.0,49=3,43(cm).
12)Đờng kính trong của dây quấn hạ áp.
D
2
=d+2.a
01
=23(cm)
13)Đờng kính ngoài của dây quấn hạ áp.
D
2
=D
2

+2.a
2
=29,86(cm).
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
=3,5244(
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

)=123,793(kg)
16)Tăng trọng luợng của dây quấn hạ áp.
G
dd2
=G
cu 2
(1+3,5%)=128,125(kg)

10
Trờng Đại Học Kỹ Thuật Công Nghiệp - Thái Nguyên
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
=524,9998(vòng)
Ta chọn: W
1đm
= 525 (vòng)

2). Số vòng dây của một cấp điều chỉnh.
Theo 3-27b ta chọn bốn cấp điều chỉnh.
W
đc
= 0,025.W
1đm
= 0,025.525 = 13,125 (vòng) lấy là 13(vòng)
3). Số vòng dây tơng ứng ở các đầu phân áp là.
Vì dây quấn có 4 cấp điều chỉng 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
= 551(vòng)
Cấp 2: W
1
= W
1đm
+ W
đc
= 528 (vòng)
Cấp 3: W
1
= W

1đm
= 525(vòng)
Cấp 4: W
1
= W
1đm
- W
đc
=512 (vòng)
Cấp 5(9500( v))
Ta có sơ đồ các đầu phân áp:
4)Sơ bộ chọn tiết diện dây dẫn.
Dựa vào các chỉ tiêu nh T
1
,I
1
,U
1
ta chọn loại dây dẫn hình ống dây tròn
sợi đơn
T
1
=
1
1

I
=11,9193(
2
mm

)

11
Trờng Đại Học Kỹ Thuật Công Nghiệp - Thái Nguyên
Ta chọn loại dây có mã hiệu sau:
n
v1
*
1
1
'd
d
; T
d1
*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:

L1
= 3.0,12 mm
11). Phân phối số vòng dây trong các lớp dây quấn.
Phân phối số vòng dây trong một lớp.
1 lớp điều chỉnh X 4.13 Vòng = 52Vòng
4 lớp bình thờng X 83 Vòng =332 Vòng
1 lớp bình thờng X 71 Vòng = 71 Vòng
1 lớp bình thờng X 70 Vòng = 70 Vòng
= 7 lớp = 525 vòng
Kiểm tra lại chiều cao của dây quấn cao áp
L
1
= (W
L1
+ 1 ).d'.n
v1
+ ( = 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) +
L1
[(n - 1) + (m - 1)]+a
22
=4,154(cm)
13). Đờng kính trong của dây quấn cao áp.
D'
1
= D''
2
+2.a
12
= 28,6513(cm) Theo (3-37)
D
"
là đờng kính ngoài của dây quấn hạ áp
a
12
là chiều dầy cách điện giữa cao áp và hạ áp.
14). Đờng 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)

12
Trờng Đại Học Kỹ Thuật Công Nghiệp - Thái Nguyên
16). Bề mặt làm lạnh của dây quấn cao áp.
M
1
=1,5.t.k..(D'
1
+D''
1
).l
1
.10
-
4=4,5289 (m
2
)
17). Trọng lợng 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 đờng 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
G

CU
=169,7993+128,1252=297,9255(kg)
phần III
tính toán ngắn mạnh
A Tổn hao ngắn mạch p
n
.
Tính toán ngắn mạch trong MBA liên quan tới tổn hao ngắn mạch,
điện áp ngắn mạch U
n
, các lực cơ giới trong dây quấn và sự phát nóng dây
quấn khi ngắn mạch
tổn hao ngắn mạch gồm: Tổn hao dây quấn đồng P
cu1
, P
cu2
và tổn
hao phụ trong 2 dây quấn P
f1
,P
f2
tổn hao chính và phụ trong dây dẫn ra:
P
r1
;P
r2
;P
rf1
;P
rf2.

Tổn hao trong vách thùng dầu và các kết cấu kim loại khác do từ
thông tản gây lên :P
t
Vậy tổn hao ngắn mạch gồm.
P
n
=P
cu1
+P
cu2
+P
f1
+P
f2
+P
r1
+P
r2
+P
rf1
+P
rf2
+P
t
.
1).Tổn hao chính thức là tổn hao đồng trong dây quấn .
P
cu
=2,4.

2
.G
cu
.
a).Tổn hao dây quấn hạ áp .
P
cu2
=2,4.

2
2
.G
cu2
=2,4.(3,2108)
2
.164,0573 = 4059,133 (W).
b).Tổn hao dây quấn cao áp .
P
cu1
=2,4.(

1
)
2
.G
cu1
=3048,86(W).
2).Tổn hao phụ trong dây quấn.
Tổn hao phụ trong dây quấn thờng đợc ghép vào dây tổn hao chính
bằng cách thêm vào một hệ số k

f
vào tổn hao chính .
P
cu
+ P
f
= P
cu1
.k
f
trong đó k
f
là tổn hao phụ, với dây quấn hình
chữ nhật và dây quấn tròn ta có k
f
nh sau .

13
Trờng Đại Học Kỹ Thuật Công Nghiệp - Thái Nguyên
+ Phía hạ áp:
k
f2
=1+0,095.

2
.a
4
.(n
2
-0,2)

=1 + 0,095.0,1775.(0,38)
2
(2
2
- 0,2) = 1,0394
2

2
=(
2
2
.
l
mb
.k
R
)
2
=0,4567
Phía cao áp:
k
f1
=1 + 0.95.

2
.d
4
n
2
1

= 1,065

1
2
=(
1
1
.
l
md
.k
R
)
2
=0,6695 = 0,6695
Trong đó:
k
f
: Là hệ số kể đến tổn hao phụ tuỳ thực vào kích thớc hình học đối
với mỗi loại dây quấn, sự sắp xếp của dây dẫn.
n: Là số thanh dẫn thẳng góc với từ thông tản bằng số lớp
m: Là số thanh dẫn song song với từ thông tản bằng số vòng trong
một lớp
a,b: Là kích thớc của dây dẫn theo hớng thẳng góc với từ thông
tản.
L: Là chiều cao của dây quấn (cm).
d: Là đờng kính dây dẫn tròn.
k
R
: Là hệ số qui đổi từ thông tản về từ trờng tản K

R
= 0,95.
Theo (4-9) ta có tổn hao phụ là:
+ Phía cao áp :
P
1
= K
f1
.P
cu1
= 1,065.4059,133 = 4322,977(W)
+ Phía hạ áp:
P
2
= K
f2
.P
cu2
=1,0394.3048,86 =3168,9851(W)
3). Tổn hao trong dây dẫn ra.
+ Dây quấn hạ áp:
P
r2
= 2,4.

2
.G
r2

G

r2
: Là trọng lợng của dây dẫn ra đợc tính theo công thức
G
r2
= L
r2
.T
r2

10
-8
(Kg).
Với :
L
r2
: Là chiều dài dây dẫn ra của dây quấn hạ áp
L
r2
=7,5.L
2
= 276,75(cm)
T
r2
: Là tiết diện dây dẫn ra của quận hạ áp
T
r2
= T
2
= 284,4 (mm
2

)
`

: Là điện trở suất của dây đồng

= 8900 (Kg/m
3
)
Vậy:
P
r2
= 172,2729(W) với G
r2
=7(kg)
+ Dây quấn cao áp:
L
r1
= 7,5.l
1
= 274,65(cm)
T
r1
= T
1
= 11,34 (mm
2
)
G
r1
= L

1
.T
r1.

.10
-8
(Kg)=0,2772 (kg)
Vậy:
P
r1
= 2,4.

0
2
.Gr
1
= 6,858 (W)
4). Tổn hao phụ khác.
Theo( 4-21) ta có:
P
t
= 10.k.S = 10.0,01.630 = 63 (W)
k= 0,01 tra bảng 36
5). Tổn hao ngắn mạch trong máy biến áp.

14
Trờng Đại Học Kỹ Thuật Công Nghiệp - Thái Nguyên
P
n
= P

1
+P
2
+ P
r1
+P
r2
+ P
t
P
n
= 3168,9851+4322,977+6,858+172,2729+63=7734,09(w)
6). Sai số khi tính toán.
%

P
n
=
%76,1100.
7600
760009,7734
=

II. xác định điện áp ngắn mạch.
Trị số U
n
% là một tham số rất quan trọng ảnh hởng tới đặc tính
vận hành cũng nh kết cấu máy.
1).Thành phần điện áp ngắn mạch tác dụng : U
rn

Theo (4-22) ta có :
%U
nr
=
%2276,1
630.10
09,7734
.10
==
S
P
n
2). Thành phần điện áp ngắn mạch phản kháng.
Theo (4-23) ta có:
%U
nx
=
R
RR
K
Ur
KaSf
.
10' 92,7
2
3

Trong đó:
65,2
)"(.

2
1212
=
+
=

=
L
aD
L
d

a
R
= a
12
+
208,3
3
154,495,2
9,0
3
21
=
+
+=
+ aa
a
R
: Là chiều rộng quy đổi của rãnh dầu.

K
R
: Là hệ số kể đến từ thông tản thực tế không hoàn toàn đi đợc
a
1
,a
2
: Là chiều dầy dây quấn hạ áp và cao áp.
d
12
= D' +a
12
f

= 50 H
Z
S' = 210 (KVA) - Dung lợng trên một trụ
U
v
= 11 (V) - Điện áp thực trên một vòng dây
Hệ số quy đổi từ thông tản :
Theo (4-25) ta có:

=
0696,0
36,36.14,3
154,495,29,0
.
2112
=

++
=
++
l
aaa


Vậy theo (4-24) Ta có hệ số quy đổi từ thông tản là:
K
R
= 1-

+ 0,333

2
= 1- 0,0696 + 0,333 (0,0696)
2
= 0,932
Vậy :
U
nx
=
%547,5
11
10.932,0.268,3.65,2.210.50.92,7
2
3
=

3). Điện áp ngắn mạch toàn phần.

15
Trờng Đại Học Kỹ Thuật Công Nghiệp - Thái Nguyên
U
n
=
%6814,52276,1547,5
2222
=+=+
nxnr
UU
Sai lệch số liệu tính toán và số liệu cho trớc là:

U
n
=

5,5
5,56814,5

.100% = 3,2982% <5%
Ta có U
n
= 5,6814% sai lệch so với U
n
tiêu chuẩn nằm trong phạm vi cho
phép là

5%.
III. tính toán lực cơ giới của dây quấn mba khi ngăn mạch

Khi máy biến áp bị sự cố ngắn mạch, dòng điện ngắn mạch tăng
rất lớn. Vấn đề nhiệt đối với máy biến áp không quan trọng vì nếu bố trí
thiết bị bảo vệ tốt máy sẽ tự động cắt ra khỏi sự cố.
Vấn đề quan trọng là lực cơ có gây nguy hiểm cho dây quấn, vì vậy
để đảm bảo cho máy biến áp làm việc an toàn ta phải tính toán các đại l-
ợng trị số sau.
1). Tính toán dòng điện ngắn mạch cực đại:
I
n
= I
đm
.
n
U
100
Trị số hiệu dụng của dây ngắn mạch cực đại xác lập.
+ Dây quấn hạ áp:
I
n2
= I
đm2
.
n
U
100
= 910,4.
)(22,16024
6814,5
100
A=

+ Dây quấn cao áp:
I
n1
= I
đm1
.
n
U
100
= 36,41.
)(86,640
6814,5
100
A=
Trị số cực đại của dòng điện ngắn mạch.
Quá trình ngắn mạch nhận dòng điện ngắn mạch gồm 2 thành
phần. Một thành phần chu kì và một thành phần tự do không chu kỳ:
I
max
=
2
.I
n
.(1+ e
(
)
nx
nr
U
U

)
Với: 1+ e
(
)
nx
nr
U
U


= 1,4978
+ Dây quấn hạ áp:
i
max2
=
2
.I
n2
.(1+ e
(
)
nx
nr
U
U


) =

2
16024,22. 1,4978= 33942,648 (A)
+ Dây quấn cao áp:
i
max1
=
2
.I
n1
.(1+ e
(
)
nx
nr
U
U


) =
2
.640,86.1,4978=1357,4755(A)
2). Lực cơ giới lúc ngắn mạch.
Lực cơ giới sinh ra do tác dụng của dòng điện trong dây quấn với
từ trờng tản. Khi ngắn mạch lực cơ tác dụng lên dây quấn cũng không đều
nhau.
Hai dây quấn của ta có cùng chiều cao và các vòng dây phân bố
đều đặn trên toàn chiều cao trờng tản gồm có thành phần dọc trục với từ

16
Trờng Đại Học Kỹ Thuật Công Nghiệp - Thái Nguyên

cảm B và thành phần ngang trục với từ cảm B

ứng với mỗi từ trờng tản sẽ
có lực tác dụng tơng ứng dọc trục và ngang trục.
+ Đối với dây quấn hạ áp.
F

T1
= 0, F
G
= 0

F
e
= F

T 1

F
G
= 0

+ Lực hớng kính:
F
k2
= 0,628.(i
max2
.W
2
)

2
.

.k
R
.10
-6
(N)
F
K2
= 0,628(33942,648.21)
2
.2,716.0,95.10
-6
=823270(N)
+ Lực hớng dọc trục theo chiều dây quấn, lực này do tác dụng của từ tr-
ờng tản B với dòng điện sinh ra, lực này có tác dụng ép cẩ 2 dây quấn
theo chiều trục
F
T2
= F
k2
.
l
a
R
2
=33820 (N)
+Dây quấn cao áp:
Theo công thức trên ta cũng tính đợc lực hớng kính và lực hớng dọc

trục cho dây quấn cao áp.
Lực hớng kính:
F
k1
= B
t
.i
max
.w
2
.L
v
.10
2
= 0,628(i
imax
.w
1
)
2
.

.K
R
.10
6
= 0,628(1357,47.525)
2
.2,716.0,95.10
-6

=822990(N)
- Lực dọc trục theo chiều dây quấn.
F
T
= F
k
.

L
a
R
2
)(785,34067
2
.
1
11
W
L
a
FF
k
kT
==
3). Tính ứng suất của dây quấn:
a). ứng suất kéo do lực hớng kính gây nên.
Theo (4-39) ta có

k
=

TW
F

với F

=

2
k
F

Với

k1


[

k
] = 18
ữ
20 (MN/m
2
)
+ Đối với dây quấn cao áp:

k1
=
WT
F

k
.2.2

= 20,9 (MN/m
2
)
+Đối với dây quấn hạ áp:

k2
=
WT
F
k
.
.
.1


= 21,44(MN/m
2
)
b).ứng suất do lực ép gây nên:

e1
=
).(
2
11
'
1

'''
aa
DD
F
e

+

+ Đối với dây quấn hạ áp:
ứng suất do chiều trục gây nên: F
e
= F

T1
+ F

T1
= -F

T1

17
Trờng Đại Học Kỹ Thuật Công Nghiệp - Thái Nguyên
Vì dây quấn phân bố đều theo chiều cao dây quấn nên F

T1
= 0


e2

=
)(
2
'
22
'
2
2
''
2
'
aa
DD
F
e

+

=1,7807(MN/m
2
)
Trong đó a

22
= 0,5

e2

18
ữ

20
2
/ mMN
với S < 6300 kVA
+ Đối với dây quấn cao áp:

e1
=
).(
2
'
11
'
2
'''
aa
DD
F
e

+

=0,90478(MN/m
2
)
phần IV: tính toán mạch từ và tham số không tải
I). Xác định kích thớc 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 đờng 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
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

18
Trờng Đại Học Kỹ Thuật Công Nghiệp - Thái Nguyên
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 đợc lấy tròn đến 0,5 (cm)
Dùng để xác định các kích thớc của mạch từ phẳng
9). Số lá thép trong từng bậc của trụ và gông.
Theo (5-5) ta có: n

=
t
dt
kb

.
= b
t
.
35,0
91,0
= 2,6.b
t

t
: chiều dày của một lá tôn

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 lợng sắt của trụ và gông.

a). Trọng lợng sắt của một góc mạch từ :

19
Trờng Đại Học Kỹ Thuật Công Nghiệp - Thái Nguyên
Đó là phần chung nhau của trụ và gông giới hạn bởi hai mặt trụ
vuông góc với nhau đợc tính theo công thức :
G
g
= 2.k
d
.

.10
-6
.

n
iTigiT
baa
1

G
g
= 61,5942 (kg)
Trong đó: k
d
là hệ số lấp đầy

= 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 lợng sắt gông:
G
G
= G

G
+ G

G
Trong đó:
G

G
là trọng lợng phần giữa hai trụ biên
G

G
= 2(t-1).C.T
G
.

.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 lợng sắt của gông là:
G
G
= 440,058+123,1884=563,2466(kg)
c). Trọng lợng sắt trụ:
Theo (5-13) ta có : G
T
= G

T
+ G

T
Trong đó:
G

T
là phần ứng với cửa sổ mạch từ
G

T
= t.T
T
.L
T
.

.10
-6
= 3112,793(kg)
G

T
là phần ứng với gông ngoài cửa sổ mạch từ
G

T
= t(T
T
.a
1G

.

.10
-6
G
g
) =15,6399(kg)

Với:

20
Trờng Đại Học Kỹ Thuật Công Nghiệp - Thái Nguyên
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 lợng 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 đợc 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
++
+
(w)
Trong đó:
- Hệ số tăng cờng 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
4 4,4
10.
4
= = 1,5596 (T)
*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 tơng 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

21

Trờng Đại Học Kỹ Thuật Công Nghiệp - Thái Nguyên
n
kd
= 4
Vậy tổn hao không tải là:
P
0
= 1487,9065 (W)
So sánh với giá trị tiêu chuẩn cho trớc là:
7822,4100.
1420
14209065,1487
=

%
2). Dòng không tải:
a). Thành phần tác dụng đợc 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
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
"'
++
+
(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 hởng của việc ép mạch từ: k
ai
= 1,04

- Hệ số kể đến ảnh hởng của việc cắt gọt ba via: k
bi
= 1,6
- Hệ số kể đến ảnh hởng việc cắt dập lá thép: k
ci
= 1,1
- Hệ số k
n
.k

gi
+ k
t
.k

gi
= k
gi
kể đến ảnh hởng của góc nối do sự phối hợp
khác nhau về số lợng 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

= (1-
%100).
0
0
n
n
PPP
PP
++
+
dm

22
Trờng Đại Học Kỹ Thuật Công Nghiệp - Thái Nguyên
=

++
+

09,7734906,147810.630
09,7734906,1487
1
3
.100% = 98,5573%
Phần v: tính toán nhiệt và thùng dầu
A). Tính nhiệt độ chênh lệch qua từng phần:
I). Nhiệt độ chênh trong lòng dây quấn hay lõi sắt với mặt ngoài
1). Đối với dây quấn hạ áp:
Dây quấn làm bằng dây chữ nhật nhiệt độ chênh chủ yếu là hiệu số
nhiệt độ của các lớp cách điện, theo (6-1) ta có:

02
=
4
22
10.
.

dc

q


(
0
c)

cd
= 0,0014 tra trong bảng 50 với vật liệu cách điện là giấy tẩm dầu
q
2
=
2
22
.
M
kP
fCu
= 820,6192 (W/m
2
)
(q
2
đợc tính theo côngthức 96-2) với M
2
là bề mặt làm lạnh của dây quấn
hạ áp).Vậy:

02
=

4037,110.025,0.
0014,0
0756,786
4
=

(
0
c)
2). Đối với dây quấn cao áp:
Dây quấn làm bằng dây dẫn tròn ta coi dây quấn nh một khối có
hai mặt tiếp xúc với dần và qua tính toán cho thấy nhiệt độ phân bố trong
cuộn dây có dạng parabol thì đối với chỗ nóng nhất là ở giữa dây quấn có
nhiệt độ
2
. Do đó nhiệt độ chênh trong lòng so với mặt ngoài dây quấn đ-
ợc tính theo (6 - 3a) hình 1
Vậy:
.

01
=
1
-
2
=
tb
aP

.8

.
1
2
1
a
1
là chiều dày của dây quấn
a
1
= 1,362 (cm)
p
1
là tổn hao trong đơn vị thể tích dây quấn
Đối với dây quấn đồng đợc tính theo (6-4a)
p
Cu1
= 1,68
2
1
'
1
1
'
1
2
1
2
10.
).(
.

+

dLd
d


với

L
= 0,0014 (cm) là chiều dầy cách điện trong các lớp
d
1
, d

1
: tính bằng (cm)
A: tính bằng A/mm
2


tb
: là suất dẫn nhiệt trung bình đợc tính theo (6-5)

23
Trờng Đại Học Kỹ Thuật Công Nghiệp - Thái Nguyên

tb1
=
1

'
11
1
1
'
1

)(.
d
d
ll
ll


+
+

L1
= 0,0014 (cm) là dẫn suất điện giữa các lớp tra trong bảng 50:

cđ
= 0,0014(cm)

- là suất dẫn nhiệt bình quân quy ớc của dây quấn tính theo (6-6) ta có

=


.7,0
cd

Trong đó:

=
1
1
,
1
.
d
dd
=0,1316

=
).(0055,0
0
C
cm
W

tb1
= 0,0014






0
.C

cm
W



p
CU1
= 0,11239(w/ cm
2
)

C
0
01
864,1=


C
tb
0
0110
2308,1.
3
2
==

2). Nhiệt độ chênh giữa mặt ngoài của dây quấn với dầu.
Hiệu số nhiệt độ này phụ thuộc vào năng lợng tổn hao của dây
quấn và thờng đợc xác định theo công thức kinh nghiệm gần đúng
(6-10a)

0d
= k.q
0,6

24
Trờng Đại Học Kỹ Thuật Công Nghiệp - Thái Nguyên
Trong đó:
k = 0,285
q mật độ dòng nhiệt dây quấn (w/m
2
)
0,6 chỉ số luỹ thừa kinh nghiệm
Hạ áp:


0d2
= k.q
2
0,6
=15,9709
0
C
Cao áp:


0d1
= k.q
1
0,6

= 17,4871
0
C
Với q
1
=
1
1
1
.
M
p
M
kp
fCu
=
=
8367,904
9116,1
6858,1729
=
Nhiệt độ chênh trung bình của dây quấn đối với dầu:
- Hạ áp:

0dtb2
=

02tb
+

0d2
=16,9418
0
C.
- Cao áp:

0dtb1
=

01tb
+

0d1
= 169,287
0
C.
B. Tính toán nhiệt thùng dầu:
I). Chọn loại thùng dầu:
Căn cứ vào dung lợng máy biến áp và bảng 54 ta chọn thùng dầu
ống, làm lạnh bằng dầu (S = 630 KVA)
II). Chọn các kích thớc tối thiểu bên trong của thùng.
Căn cứ vào kích thớc đã biết của lõi sắt, dây quấn để chọn các
khoảng cách cách điện tối thiểu từ dây dẫn ra đến các bề mặt của dây
quấn đến vách thùng và các bộ phận nối đất khác của máy biến áp.
1). Chiều rộng tối thiểu của thùng:
Theo (6-14) ta có
B = D

1
+ S

1
+ S
2
+ d
1
+ S
3
+ S
4
+ d
2
2). Chiều dài tối thiếu của thùng:
A = 2C + D

1
+ 2S
5
Trong đó:
S
1
: Khoảng cách từ dây dẫn ra của dây quấn cao áp đến vách thùng dầu:
S
1
= 2,3(cm). Bảng 27
S
2
: Khoảng cách từ dây dẫn ra của dây quấn cao áp đến các bộ phận nối
đất nh xà ép gông S
2
= 2,5(cm). Bảng 27

S
3
: Khoảng cách từ dây quấn hạ áp đến mặt dây quấn cao áp S
3
= 2(cm)
S
4
: Khoảng cách từ dây dẫn ra của dây quấn hạ áp đến vách thùng
S
4
= 2(cm)
S
5
: Khoảng cách giữa dây quấn cao áp và vách thùng
S
5
= S
3
+ d
2
+ S
4
Với d
1
= 4,154(cm) ; d
2
= 5,2(cm)

S
5

= 8,154(cm)
Vậy:
A = 2.37,8593+36,9593+2.8,154=128,9859(cm)
B = 55,1133(cm)
3).Chiều cao của thùng:
H = H
1
+ H
2
H
1
: là khoảng cách từ đáy thùng đến hết chiều cao lõi thép
H
1
= L
T
+ 2h
G
+ n
n: Chiều dày tấm lót gông dới: n = 5(cm)
H
2
:Khoảng cách tối thiểu từ gông đến nắp thùng
H
2
= 30 (cm) tra bảng 55
Thực tế thì : H
2
= 2.H
1

= 2.30 = 60(cm)

25
dùng để xác định các kích th ớc của thùng
Trờng Đại Học Kỹ Thuật Công Nghiệp - Thái Nguyên
Hệ số 1,5 là để đảm bảo bề mặt tản nhiệt của thùng

H
1
= 82,5796(cm).
Vậy: H = 68,0818 + 60 = 128,0818(cm).
Cuối cùng ta thấy:
- Chiều dài tối thiểu: A = 128,9859(cm)
- Chiều rộng tối thiểu: B = 55,113(cm)
- Chiều cao của thùng: H = 142,9859(cm)
III). Sơ bộ tính diện tích mặt bức xạ và đối lu của thùng.
- Diện tích bức xạ: đối với thùng ô van ta có:
M
,
bx
= [2(A - B) + B] .H.k.10
-4

k - hệ số kể đến ảnh hởng của hình dáng mật thùng, với thùng có ống
k= 1,2 (Tra theo bảng 56)
M
,
bx
= [2(90,228 38,345) + .38,345].128,0818.1,2.10
-4

=5,4903
2
m
- Diện tích mặt đối lu:
M
,
đl
=
,
25,1
12,1
.5,2
.05,1
bx
tk
M
P



Với P = P
0
+ P
n
= 9221,9965(W)
Nhiệt độ chênh lệch của thùng so với không khí xung quanh.

tk
=

dk
-
dt
Nh ta đã biết nhiệt độ chênh lâu dài cho phép của dây quấn so với môi tr-
ờng xung quanh khi tải định mức là 60
0
C. Do đó nhiệt độ chênh trung
bình của dầu với không khí là.

26
Trờng Đại Học Kỹ Thuật Công Nghiệp - Thái Nguyên

tk
= 60 19,287 = 40,713(
0
C).
với
tk
= 5
0
C là nhiệt độ chênh của dầu với thùng (trang 147)
Kiểm tra điều kiện bền.

dk
= 1,2.40,713 = 48,8556 < 50
0
C

12
là hệ số xác định tỷ số giữa nhiệt độ chênh của dầu với không khí lúc

lớn nhất
Vậy: M
'
đl
= 30,578(m
2
)
IV. Thiết kế thùng dầu.
Căn cứ vào bề mặt bức xạ và đối lu của thùng vừa tính sơ bộ ta
chọn thùng có ống,với số dãy là 2
a. Chọn loại ống tròn 5,1 dầy 0,15(cm).
b. Bớc ống t
ô
= 7 là khoảng cách giữa 2 ống cạnh nhau
c. Đoạn ống thẳng từ vách thùng đến chỗ bắt đầu uốn cong a: đợc xác
định nh sau:
a
1
= 12(cm) =>a
2
=a
1
+t
d
=19(cm)
d. Bán kính cong của ống R = 15 (cm)

e.Trọng luợng 1m ống :dầu trong ống (1,63);phần kim loại(1,82)
* khoảng cách giữa 2 tâm ống trên và dới của cùng một dãy
+Dãy ngoài cùng : b

2
=H-c-e với c,e là khoảng cách từ dãy ống
ngoài tới nắp đáy và thùng (TB-12) với a
1
=12, c=6(cm),e=7(cm).
=>b
2
=142,5796-6-7=129,5796(cm)
+Dãy trong cùng.
b
1
=b
2
-2t
d
=129,5796-2.7,5=114,5796(cm).
e).Số ống trong một dãy
m
0
=
46
7
1133,55)1133,559859,128(2)(2

+
=
+

o
t

BBA
ống.

27