Bài giảng máy điện I - Phần 2 Máy biến áp - Chương 5 pps

Next
Phần II
Back
CHƯƠNG 5: QUÁ TRÌNH QUÁ ĐỘ
TRONG MÁY BIẾN ÁP
5.1: QUÁ DÒNG ĐIỆN TRONG MÁY BIẾN ÁP
5.2: QUÁ ĐIỆN ÁP TRONG MÁY BIẾN ÁP
MÁY BIẾN ÁP
5.1: QUÁ DÒNG ĐIỆN TRONG MÁY BIẾN ÁP
Next
Back
1. Đóng máy biến áp vào lưới khi không tải:
Để đơn giản ta giả thiết  tỷ lệ với i
0
: i
0
=
1
1
L
W

 sin(t + ) =  + (5.2)
1
m1
W
U
1
1
L
r

dt
d

Trong quá trình quá độ của , nghiệm của phương trình (2) là:
 = ' + "với: ’= 
m
sin(t +  - ) = - 
m
cos(t + ) là thành
phần xác lập; ”= C. là thành phần tự do.
Hằng số tích phân C xác định theo điều kiện đầu: khi t = 0 lõi thép
có từ dư ( 
d
):  = - 
m
cos + C=  
d
→ C = 
m
(cos  
d
).
Khi không tải I
0
= (5 10)I
đm
nhưng trong quá trình quá độ khi đóng
máy biến áp không tải vào lưới dòng I
0
tăng gấp nhiều lần. Xét khi

đóng máy biến áp vào nguồn hình sin ta có:
U
1m
sin(t + ) = i
0
r
1
+ W
1
dt
d

(5.1) : góc pha
đầu của điện áp u
1
MÁY BIẾN ÁP
2

t
L
r
1
1
e

Với:
 
2
1
2

11
m11
m
LrW
UL


 = - 
m
cost + (
m
+ 
d
) (5.4)
= ' + "
t
L
r
1
1
e

- Bất lợi nhất là khi đóng mạch lúc  = 0
(điện áp bằng 0) và 
d
= + 
d
:
- Từ thông sẽ đạt cực đại ở thời gian nửa
chu kỳ sau khi đóng mạch (t  )

- Điều kiện thuận lợi nhất đóng máy biến áp không tải vào lưới là lúc
 = (điện áp có trị số cực đại) và 
d
= 0.
Khi đó:  = - 
m
cos(t + ) = 
m
sint nghĩa là không xảy ra
quá trình quá độ mà trạng thái xác lập được thành lập ngay.
2

2

Vì r
1
<< L
1
nên  1.




.
L
r
t
L
r
1

1
1
1
ee
Next
Chương 5
Back
Thay vào (5.4): 
max
= 2
m
+ 
d
2
m
→ mạch từ rất bão hoà.
-
m

d

max


"
'
t
MÁY BIẾN ÁP
Ta có:  = - 
m

cos(t + ) + (
m
cos  
d
) (5.3)
t
L
r
1
1
e

Next
Back
2. Khi ngắn mạch đột nhiên:
Xét quá trình quá độ từ khi bắt đầu xảy ra ngắn mạch đến khi
thành lập chế độ ngắn mạch xác lập:
U
1m
sin(t + 
n
) = i
n
r
n
+ L
n
(5.5)
dt
di

n
Với 
n
là góc pha lúc xảy ra ngắn mạch.
''
n
'
n
ii 
- Giải phương trình với điều kiện đầu: t = 0; i
n
= 0 ta có:
i
n
= = - I
n
cos(t + 
n
) + I
n
cos
n
(5.6)
t
n
L
n
r
e


2
2
: là thành phần dòng ngắn mạch xác lập.
: là thành phần dòng ngắn mạch tự do.
'
n
i
''
n
i
 
2
n
2
n
m1
n
Lr.2
U
I


- Ngắn mạch bất lợi nhất khi 
n
= 0 với r
n
<< L
n
ta có:
i

n
= - I
n
cost + I
n
2
2
t
n
L
n
r
e

Dung lượng máy biến áp càng lớn thì k
xg
càng lớn: k
xg
= 1,2 1,8.
Dòng này đạt trị số lớn nhất (hoặc trị số xung) sau thời gian t =


i
xung
= I
n
(1 + ) = I
n
k
xg

2
2
n
x
n
r.
e
p
-
MÁY BIẾN ÁP
r
n
x
n
u
1
i
n
5.2. QUÁ ĐIỆN ÁP TRONG MÁY BIẾN ÁP
Next
Back
Chương 5
MÁY BIẾN ÁP
Khi làm việc trong lưới điện máy biến áp thường chịu những điện
áp xung kích có trị số lớn gấp nhiều lần trị số định mức.
Nguyên nhân: do thao tác đóng cắt các đường dây, các máy điện
hoặc do ngắn mạch chạm đất kèm theo hồ quang hoặc do sét đánh
trên đường dây và sóng sét truyền đến máy biến áp.
Quá điện áp do sét đánh trên đường dây còn gọi là quá điện áp do
khí quyển có tác dụng nguy hiểm với máy biến áp hơn cả vì trị số

rất lớn đến hàng triệu vôn
Để bảo vệ các thiết bị người ta đặt những bộ chống sét để trút điện
tích của sóng điện áp xung kích xuống đất, sau đó các thiết bị
trong trạm máy biến áp chỉ còn chịu tác dụng của điện áp có trị số
bằng (4  5)U
l
.
Do quá điện áp, cách điện của dây quấn máy biến áp có thể bị
xuyên thủng. Vì vậy ở đầu và cuối các cuộn dây được tăng cường
cách điện bằng cách quấn thêm nhiều lớp giấy cách điện. Điểm
trung tính của dây quấn của máy biến áp có U > 35kV cũng
thường được nối đất.
Để giảm hoặc triệt tiêu quá trình dao động điện từ xảy ra khi quá
điện áp người ta chế tạo những điện dung màn chắn C
mc
có dạng là
những vành hoặc vòng kim loại, khuyết 1 đoạn (để tránh trở thành
vòng ngắn mạch) nối với dây quấn và có bọc cách điện. Vành điện
dung được đặt giữa cuộn dây đầu tiên và gông từ, còn các vòng
điện dung thì ôm lấy các cuộn dây đầu tiên.
Next
Back
Chương 5
MÁY BIẾN ÁP