Bài giảng kỹ thuật điện - Chương 7 docx

Page 1
1
BMTBD-KTĐ1-nxcuong-V1-5-05
2
BMTBD-KTĐ1-nxcuong-V1-5-05
Mạch từ của máy biến áp ba pha
Mạch từ của MBA 3 pha
Đối với máy biến áp ba pha, có hai loại hệ thống mạch từ:
Ví dụ: tổ máy biến áp ba pha do ba máy biến áp một pha ghép lại
Hệ thống mạch từ ________: từ thông của từng pha độc lập đối với
nhau
Page 2
3
BMTBD-KTĐ1-nxcuong-V1-5-05
Mạch từ của máy biến áp ba pha
Mạch từ của MBA 3 pha
Hệ thống mạch từ _________
Giả sử hệ thống ba pha đối xứng
++=
ABC
UUU0

0
ABC
Φ+Φ+Φ=
Ỉ có thể cắt bỏ trụ ghép chung mà không ảnh
hưởng đến tình trạng làm việc của máy biến
áp: máy biến áp ba pha có hệ thống mạch từ
chung.
Ỉ từ thông tổng ở trụ ghép chung
U

A
.
U
B
.
U
C
.
4
BMTBD-KTĐ1-nxcuong-V1-5-05
Mạch từ của máy biến áp ba pha
Mạch từ của MBA 3 pha
Hệ thống mạch từ chung
Thường bố trí ba trụ còn lại nằm trong cùng mặt phẳng
Kết cấu lõi sắt không đối xứng: trụ giữa mạch từ ngắn hơn
Ỉ dòng điện từ hóa của ba pha _______________________
(, , )
oa oc ob
II 1215I≈= ÷
I
o
<< I
đm
Ỉ sự không đối xứng này ảnh hưởng không đáng kể đến sự
làm việc bình thường của máy biến áp.
Page 3
5
BMTBD-KTĐ1-nxcuong-V1-5-05
Mạch từ của máy biến áp ba pha
Những hiện tượng xuất hiện khi từ hóa lõi thép

φ
E
1
U
1
I
0
I
0x
I
0r
α
Thường I
or
< 10%I
ox
nên ta có thể xem I
ox
≅I
o
Ỉ I
o
là dòng từ hóa lõi thép Ỉ quan hệ Φ(I
o
)
cũng chính là quan hệ ____________
Φ(ωt) là hàm sin, nhưng do tính chất bảo
hòa của mạch từ, i
o
có dạng nhọn đầu và

trùng pha với Φ
6
BMTBD-KTĐ1-nxcuong-V1-5-05
Mạch từ của máy biến áp ba pha
Những hiện tượng xuất hiện khi từ hóa lõi thép
i
o
(ωt) trùng pha với Φ(ωt) là hàm tuần hoàn không
sin có dạng nhọn đầu nên được phân tích chuổi
Fourrier thành sóng hài cơ bản bậc 1 và các sóng
hài bậc lẽ: bậc 3, 5, 7, 9,…
Thành phần sóng hài bậc 1 và 3 có giá trò đáng kể
Dòng điện bậc ba trong các pha
sin=ω
03A 03m
iI 3t
sin sin
03B 03m 03m
2
iI 3t I 3t
3
π
⎛⎞
=ω−=ω
⎜⎟
⎝⎠
sin sin
π
⎛⎞
=ω−=ω

⎜⎟
⎝⎠
03C 03m 03 m
4
iI 3t i 3t
3
sin→=== ω
03A 03B 03C 03m
iiii 3t
Page 4
7
BMTBD-KTĐ1-nxcuong-V1-5-05
Mạch từ của máy biến áp ba pha
Những hiện tượng xuất hiện khi từ hóa lõi thép
Trường hợp máy biến áp nối Y/Y không có dây trung tính
Ỉ từ thông Φ = Φ
1
+ Φ
3
có dạng vạt đầu
Φ
3
Ỉ e
3
Φ
1
Ỉ e
1
Ỉ e= e
1

+ e
3
có dạng nhọn đầu
Vì dây quấn sơ cấp nối Y nên thành phần
dòng điện bậc 3 không tồn tại
Ỉ Dòng điện từ hóa có dạng hình sin
nghóa là xuất hiện thành phần –i
o3
xếp
chồng lên dòng i
o
nhọn đầu có thành phần i
o3
Ỉ Dòng điện -i
o3
sinh ra từ thông Φ
3
xếp chồng
lên từ thông Φ
1
có dạng sin
8
BMTBD-KTĐ1-nxcuong-V1-5-05
Mạch từ của máy biến áp ba pha
Những hiện tượng xuất hiện khi từ hóa lõi thép
Trường hợp máy biến áp nối Y/Y không có dây trung tính
Đối với tổ máy biến áp ba pha riêng biệt, Φ
3
khép kín qua
mạch từ riêng lẽ từng pha như Φ

1
Ỉ e
3
khá lớn (có thể đạt tới 20%)
Ỉ biên độ của sức điện động pha tăng lên rõ rệt
Ỉ có thể gây nguy hiểm như chọc thủng cách điện của dây
quấn
Ỉ không dùng kiểu đấu dây Y/Y cho tổ máy biến áp ba pha
Page 5
9
BMTBD-KTĐ1-nxcuong-V1-5-05
Mạch từ của máy biến áp ba pha
Những hiện tượng xuất hiện khi từ hóa lõi thép
Trường hợp máy biến áp nối Y/Y không có dây trung tính
Đối với máy biến áp ba pha 3 trụ, từ thông Φ
3
bằng nhau và
cùng chiều trong 3 trụ thép tại mọi thời điểm, nên không thể
khép mạch từ trụ này qua trụ khác được, mà chỉ có thể khép
mạch qua không khí hoặc dầu làm mát, có từ trở lớn.
ỈΦ
3
không lớn lắm
Ỉ Φ sin, e sin
Tuy nhiên, từ thông bậc 3 sẽ gây nên những tổn hao phụ làm
hiệu suất của máy biến áp giảm.
10
BMTBD-KTĐ1-nxcuong-V1-5-05
Mạch từ của máy biến áp ba pha
Những hiện tượng xuất hiện khi từ hóa lõi thép

Trường hợp máy biến áp nối Δ/Y hay Δ/Δ
Dây quấn sơ cấp nối Δ Ỉ i
o3
khép kín trong
tam giác đó Ỉ i
o
có dạng nhọn đầ Φ, e
dạng hình sin
Page 6
11
BMTBD-KTĐ1-nxcuong-V1-5-05
Mạch từ của máy biến áp ba pha
Những hiện tượng xuất hiện khi từ hóa lõi thép
Trường hợp máy biến áp nối Y/ Δ
Φ
3Δ
Φ
3Y
e
23
i
23
Dây quấn sơ cấp nối Y
Ỉ Φ có dạng vạt đầu Ỉ Φ
3Y
Ỉ e
23
trong dây quấn thứ cấp
Ỉ Φ
3

= Φ
3Y
+ Φ
3Δ
≈0 Ỉ e
3
nhỏ Ỉ e dạng hình sin
Ỉ i
23
trong dây quấn thứ cấp
Ỉ Φ
3Δ
12
BMTBD-KTĐ1-nxcuong-V1-5-05
Tổ nối dây của máy biến áp
Cách ký hiệu đầu dây
Đối với MBA một pha, dây quấn có thể tùy ý chọn đầu
đầu hay đầu cuối vì độ lệch pha giữa dây quấn sơ cấp và
thứ cấp chỉ có hai giá trò _______________
Đối với MBA ba pha, dây quấn phải ký hiệu đầu đầu và đầu
cuối một cách rõ ràng và thống nhất
A
C
B
A
C
B
Nếu một pha dây quấn ký hiệu ngược thì điện áp dây lấy ra sẽ ______________
Page 7
13

BMTBD-KTĐ1-nxcuong-V1-5-05
Tổ nối dây của máy biến áp
Cách ký hiệu đầu dây
00Đầu trung tính
x, y, z X, Y, Z Đầu cuối
a, b, c A, B, C Đầu đầu
Dây quấn thứ
cấp
Dây quấn
sơ cấp
14
BMTBD-KTĐ1-nxcuong-V1-5-05
Tổ nối dây của máy biến áp
Các kiểu đấu dây
Dây quấn của máy biến áp ba pha có thể đấu hình sao (ký hiệu Y) hay đấu
hình tam giác (ký hiệu Δ). Nếu đấu sao có dây trung tính: ký hiệu Y
o
.
Đấu sao thì ba đầu
X, Y, Z
nối lại vào nhau, các đầu
A, B, C
để tự do
Đấu tam giác thì đầu cuối của pha này nối với đầu đầu của pha kia.
Page 8
15
BMTBD-KTĐ1-nxcuong-V1-5-05
Tổ nối dây của máy biến áp
Tổ nối dây của máy biến áp
Trong máy biến áp một pha, góc lệch pha giữa sức điện động của dây quấn

sơ cấp và dây quấn thứ cấp là _____________. Trong máy biến áp ba pha,
góc lệch pha này sẽ là _________________________.
Tổ nối dây của máy biến áp được hình thành do sự phối hợp kiểu đấu dây
sơ cấp và thứ cấp.
Nó biểu thò góc lệch pha giữa các sức điện động dây quấn sơ cấp và dây
quấn thứ cấp.
Góc lệch pha này phụ thuộc các yếu tố sau:
1. Chiều quấn của cuộn dây;
2. Ký hiệu đầu dây;
3. Cách nối dây quấn.
16
BMTBD-KTĐ1-nxcuong-V1-5-05
Tổ nối dây của máy biến áp
Tổ nối dây của máy biến áp
Qui ước:
- ___________ tượng trưng cho ____________________________________
_______________, được đặt ở vò trí chỉ số 12 trên đồng hồ.
- ___________ biểu thò cho sức điện động dây của dây quấn ____________.
Ỉ Giờ chỉ thò trên đồng hồ sẽ là số ký hiệu qui đònh của tổ nối dây
Page 9
17
BMTBD-KTĐ1-nxcuong-V1-5-05
Tổ nối dây của máy biến áp
Tổ nối dây của
máy biến áp
18
BMTBD-KTĐ1-nxcuong-V1-5-05
Phân tích máy biến áp ba pha
Khi máy biến áp 3 pha làm việc với _________________________ thì có thể
áp dụng các công thức dùng trong máy biến áp 1 pha để khảo sát trên 1 pha

của máy biến áp 3 pha
Lưu ý khi chuyển bài toán MBA 3 pha Ỉ bài toán MBA 1 pha thì:
- Điện áp MBA 1 pha là ____________________________
- Dòng điện MBA 1 pha là ________________________________
Page 10
19
BMTBD-KTĐ1-nxcuong-V1-5-05
Phân tích máy biến áp ba pha
U
đm
I
đm
N
U
đm
I
đm
Cho MBA 3 pha: S
đm
, U
đm
, P
n
, P
o
, I
o
, U
n
I

f
U
f
=I
f
U
f
20
BMTBD-KTĐ1-nxcuong-V1-5-05
Phân tích máy biến áp ba pha
η
=
2
%UΔ≅
Hiệu suất máy biến áp
Sự thay đổi điện áp của máy biến áp
2
11
111
1
1
3
% 100 100
3
% 100
nf f nf f
nr
fff
nf f
nx

f
rI rI
U
UUI
xI
U
U
=
==
==
Page 11
21
BMTBD-KTĐ1-nxcuong-V1-5-05
Máy biến áp làm việc song song
Trong hệ thống cung cấp điện, để bảo đảm các yêu cầu về kinh tế – kỹ thuật,
giảm tổn hao khi vận hành và tăng độ tin cậy cung cấp điện liên tục, nhiều
máy biến áp có thể được ghép làm việc song song.
Điều kiện để cho các máy biến áp làm việc song song:
-dòng điện tải được phân bổ theo tỷ lệ công suất máy, nghóa là các máy biến áp
đều có cùng hệ số tải
- không có dòng điện cân bằng chạy trong các dây quấn thứ cấp
U
1
U
2
E
I
E
II
I

II
I
c6
22
BMTBD-KTĐ1-nxcuong-V1-5-05
Máy biến áp làm việc song song
Nghóa là cần thỏa những điều kiện cụ thể sau đây:
1) Các điện áp đònh mức sơ cấp và thứ cấp _____________ tương ứng.
2) Các điện áp thứ cấp cùng pha hoặc ________________________________.
3) Điện áp ngắn mạch phần trăm của các máy biến áp _______________.
Điều kiện 1 và 2 đảm bảo không có dòng điện cảm bằng chạy quẩn trong các
dây quấn thứ cấp: E
I
= E
II
Điều kiện 3 bảo đảm tải phân bố trên các máy tỷ lệ với công suất
đònh mức của chúng
Page 12
23
BMTBD-KTĐ1-nxcuong-V1-5-05
Máy biến áp làm việc song song
Giải bài toán mạch sơ đồ thay thế hai máy biến áp làm việc song song
Z
nI
Z
nII
I’
2I
I’
2II

I’
2
U’
2
Z’
2
U
1
Z
nI
, Z
nII
là tổng trở ngắn mạch của máy biến áp I và II
24
BMTBD-KTĐ1-nxcuong-V1-5-05
Máy biến áp làm việc song song
Từ điều kiện tải phân bố trên các máy tỷ lệ với công suất đònh
mức của chúng
%
%
β
==
β
nI I nI I
I
I I nI nI
UU
UU
Ỉ
Hệ số tải của máy biến áp làm việc song song tỷ lệ nghòch với điện

áp ngắn mạch của chúng, máy biến áp nào có điện áp ngắn mạch
nhỏ hơn sẽ mang tải nặng hơn.