GIÁO TRÌNH MÁY ĐIỆN I - Phần II Máy biến áp - Chương 3 potx

125
Chương 3: QUAN HỆ ĐIỆN TỪ TRONG MÁY BIẾN ÁP
Trong chương này chúng ta nghiên cứu sự làm việc của máy biến áp lúc tải
của nó là đối xứng. Như vậy mọi vấn đề liên quan đều được xét trên 1 pha của máy
biến áp 3 pha hay trên các máy biến áp 1 pha.
§ 3.1. Các phương trình cơ bản của máy biến áp
Để thấy rõ quá trình năng lượng trong máy biến áp ta hãy xét các quan hệ
điện từ trong máy.
1. Phương trình cân bằng s.đ.đ:
Ta xét 1 MBA 1 pha. Khi đặt vào dây quấn sơ
cấp 1 điện áp xoay chiều U
1
thì trong đó sẽ
có i
1
chạy. Nếu thứ cấp có tải thì trong dây
quấn thứ cấp sẽ có i
2
chạy. i
1
và i
2
tạo nên các
s.t.đ F
1
= i
1
w
1
; F
2

= i
2
w
2
. S.t.đ F
1
, F
2
sinh ra
Φ móc vòng dây quấn 1 và 2, gây ra các
s.đ.đ:
Trong đó Ψ
1
= w
1
Φ, Ψ
2
= w
2
Φ là từ thông móc vòng với dây quấn 1 và 2 ứng với từ
thông chính Φ.
Còn 1 phần rất nhỏ từ thông do F
1
, F
2
sinh ra bò tản ra ngoài lõi thép, khép
kín mạch qua không khí hoặc dầu gọi là các từ thông tản Φ
σ1
, Φ
σ2

. Φ
σ1
do i
1
sinh ra
chỉ móc vòng với dây quấn sơ cấp; Φ
σ2
do i
2
sinh ra chỉ móc vòng với dây quấn thứ
cấp. Các từ thông tản cũng gây nên các s.đ.đ tản tương ứng :
Hình 3.1 M. b.a một pha làm việc có tải
dt
d
dt
d
we
1
11
Ψ
−=
Φ
−=
dt
d
dt
d
we
2
22

Ψ
−=
Φ
−=
dt
d
dt
d
we
22
22
σσ
σ
Ψ
−=
Φ
−=
dt
d
dt
d
we
11
11
σσ
σ
Ψ
−=
Φ
−=

Trong đó: Ψ
σ1
= w
1
Φ
σ1
, Ψ
σ2
= w
2
Φ
σ2
là từ thông tản móc vòng với dây quấn sơ cấp và
thứ cấp.
Vì các từ thông tản chủ yếu đi qua môi trường không từ tính, có độ từ thẩm µ
= C
te
(như dầu, không khí, đồng . . .) Nên có thể xem Ψ
σ1
, Ψ
σ2
tỉ lệ với các dòng điện
tương ứng sinh ra chúng qua các hệ số điện cảm tản L
σ
1
,L
σ
2
là những hằng số:
(3-2)

(3-1)
126
Do đó các S.đ.đ tản sơ và thứ cấp có thể viết :
;
Theo đònh luật Kirkhoff 2 ta có phương trình cân bằng s.đ.đ dây quấn sơ cấp :
U
1
+ e
1
+ e
σ
1
= i
1
r
1
Có thể viết dưới dạng
U
1
= - e
1
- e
σ
1
+ i
1
r
1
Đối với dây quấn thứ cấp ta có :
e

2
+ e
σ
2
= U
2
+ i
2
r
2
Hay U
2
= e
2
+ e
σ
2
- i
2
r
2
Nếu điện áp, S.đ.đ, dòng điện là những lượng xoay chiều biến thiên hình sin
đối với thời gian thì (3-4) và (3-5) có thể biểu diễn dưới dạng phức sau :
Đối với dây quấn sơ :
Đối với dây quấn thứ :
Khi dòng điện biến thiên hình sin theo thời gian thì trò số tức thời của S.đ.đ
tản sơ cấp được viết :
Nghóa là e
σ
1

cũng biến thiên hình sin theo thời gian và chậm pha so với i
1
góc 90
o
do đó trò số hiệu dụng của nó có thể được biểu diễn dưới dạng số phức :
Trong đó : x
1
= ωL
σ
1
gọi là điện kháng tản của dây quấn sơ cấp
Tương tự ta có
Trong đó : x
2
= ωL
σ
2
gọi là điện kháng tản của dây quấn thứ cấp
Thay các trò số , vào (3-6), (3-7) ta có các phương trình cân bằng s.đ.đ
sau :
Trong đó ; : Tổng trở của dây quấn sơ và thứ cấp. Các
thành phần ; gọi là điện áp rơi trên các dây quấn sơ và thứ cấp.
dt
di
Le
1
1
1 σσ
−=
dt

di
Le
2
2
2 σσ
−=
2
2
2
iL
σσ
=Ψ
1
1
1
iL
σσ
=Ψ
(3-4)
(3-3)
(3-6)
(3-5)
1
111
1
rIEEU

+−−=
σ
2

222
2
rIEEU

−+=
σ
(3-7)
tLI
dt
tdI
Le
1m1
m1
11
ωω−=
ω
−=
σσσ
cos
sin
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
π
−ω=
2
tXI2

11
sin
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
π
−ω=
σ
2
te2
1
sin
1
11
xIjE

−=
σ
2
22
xIjE

−=
σ
1
E
σ

.
2
E
σ
.
1
1
1
11
1
rIxIjEU

++−=
()
11
11
jxrIE ++−=

1
11
zIE

+−=
111
jxrz +=
222
jxrz +=
2
2
2

22
2
rIxIjEU

−−=
()
22
22
jxrIE +−=

2
22
zIE

−=
1
1
zI
.
2
2
zI
.
(3-8)
(3-9)
127
ø
2. Phương trình cân bằng sức từ động:
Sức từ động chính là số ampe vòng để sinh ra Φ .
Khi có tải : tổng s.t.đ F = i

1
w
1
+ i
2
w
2
sinh ra Φ .
Khi không tải s.t.đ F
o
= i
o
w
1
sinh ra Φ.
Nếu bỏ qua điện áp rơi thì có thể xem điện áp đặt vào dây quấn sơ cấp bằng
s.đ.đ cảm ứng trong nó do từ thông chính gây nên: U
1
= E
1
= 4,44fw
1
Φ
m
. Coi
công suất lưới điện là vô cùng lớn U
1
= C
te
dù có tải hay không tải nên E

1
, Φ
m
=
C
te
. Từ đó ta có phương trình cân bằng s.t.đ:
i
1
w
1
+ i
2
w
2
= i
o
w
1
Viết dưới dạng số phức (Khi I = f(t) là hình sin)
Chia 2 vế của phương trình cho w
1
ta có:
Từ biểu thức (3-10) ta nhận thấy: lúc máy biến áp có tải, dòng điện trong
dây quấn sơ cấp I
1
như gồm 2 thành phần. Một thành phần là I
o
dùng để tạo nên từ
thông chính trong lõi thép và 1 thành phần là -I'

2
dùng dể bù lại tác dụng của dòng
điện thứ cấp. Do đó khi tải tăng, tức dòng điện thứ cấp I
2
tăng thì thành phần -I'
2
cũng tăng nghóa là I
1
tăng để giữ sao cho I
o
đảm bảo sinh ra Φ
m
= C
te
.
§ 3.2. Mạch điện thay thế của máy biến áp
Để tiện lợi cho việc nghiên cứu, tính toán máy biến áp người ta thay các
mạch điện và mạch từ của máy biến áp bằng một mạch điện tương đương gồm các
điện trở và điện kháng đặc trưng cho máy biến áp gọi là mạch điện thay thế của
máy biến áp. Để có thể nối trực tiếp mạch sơ cấp và thứ cấp với nhau thành một
mạch điện, các dây quấn sơ và thứ cấp phải có cùng một điện áp. Trên thực tế
điện áp các dây quấn đó lại khác nhau (U
1
khác U
2
). Vì vậy phải qui đổi một trong
hai dây quấn về dây quấn kia để cho chúng có cùng chung một cấp điện áp. Muốn
vậy hai dây quấn phải có số vòng dây như nhau. Thường người ta qui đổi dây quấn
thứ cấp về dây quấn sơ cấp, nghóa là coi như dây quấn thứ cấp cũng có số vòng
dây bằng số vòng dây quấn sơ cấp (w

2
= w
1
). Việc qui đổi chỉ thuận lợi cho việc
tính toán chứ tuyệt nhiên không được làm thay đổi các quá trình vật lý và năng
lượng xảy ra trong máy biến áp.
1
0
2
2
1
1
wIwIwI

=+
0
1
2
21
I
w
w
II

=+
⎟
⎟
⎠
⎞
⎜

⎜
⎝
⎛
−+=
1
2
201
w
w
III

⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
−+=
2
.
0
.
1
.
III
(3-10)
128
1. Qui đổi máy biến áp:
Trước tiên tất cả các lượng qui đổi từ thứ cấp về sơ cấp được gọi là những
lượng qui đổi và được kí hiệu thêm một dấu phẩy ở trên đầu. Thí dụ sức điện động

thứ cấp qui đổi .
a) S.đ.đ và điện áp thứ cấp qui đổi E'
2
và U'
2
:
Do qui đổi dây quấn thứ cấp về dây quấn sơ cấp w
2
= w
1
nên E'
2
= E
1
.
Ta đã biết :
Tương tự ta có : U'
2
= k.U
2
.
b) Dòng điện thứ cấp qui đổi I'
2
:
Việc qui đổi phải đảm bảo cho P = C
te
trước và sau khi qui đổi, nghóa là :
/
2
E

2
1
2
1
E
E
w
w
k ==
22
2
1
2
kEE
w
w
E ==
/
2
2
1
1
E
w
w
E =
nên
/
2
2

22
2
2
rIrI
′
=
2
2
2
2
2
2
2
rkr
I
I
r =
⎟
⎟
⎠
⎞
⎜
⎜
⎝
⎛
=
/
/
2
2

2
xkx
=
/
Tương tự có điện kháng thứ cấp qui đổi
Tổng trở thứ cấp qui đổi
Tổng trở của phụ tải qui đổi
//
2222
IEIE
=
22
2
2
2
I
k
1
I
E
E
I ==
/
/
c) Điện trở, điện kháng, tổng trở thứ cấp qui đổi r'
2
, x'
2
, z'
2

:
Khi qui đổi P = C
te
nên tổn hao đồng trong dây quấn thứ cấp trước và sau khi
qui đổi phải bằng nhau, nghóa là :
nên
( )
22
2
222
jxrkjxrz
+=+=
///
t
2
t
zkz
=
/
ttt
jxrz
+=
: Tổng trở tải lúc chưa qui đổi .
d) Các phương trình qui đổi :
Thay các lượng qui đổi vào các phương trình cân bằng s.đ.đ và s.t.đ ở trên
ta có hệ thống các phương trình đó viết dưới dạng qui đổi :
1
11
1
zIEU

+−=
222
zIEU
′′
−
′
=
′
&&&
/

201
III
−=
129
2. Mạch điện thay thế của máy biến áp:
Dựa vào các phương trình s.đ.đ và s.t.đ dưới dạng qui đổi, ta có thể suy ra
một mạch điện tương ứng gọi là mạch điện thay thế của máy biến áp:
Với z
m
= r
m
+ jx
m
: tổng trở từ hóa.
3. Mạch điện thay thế đơn giản :
Trong thực tế z
m
>> z

1
và z'
2
; z
m
= 10
÷
50 còn z
1*
» z'
2*
= 0,025
÷
0,01 nên
có thể coi z
m
=
∞
. Nghóa là coi I
o
= 0, do đó I
1
= - I'
2
. Như vậy máy biến áp có thể
được thay thế bằng 1 mạch điện rất đơn giản sau :
Hình 3.2 Mạch điện thay thế hình T của m.b.a
Với : z
n
= r

n
+ jx
n
: Tổng trở ngắn mạch.
r
n
= r
1
+ r'
2
: Điện trở ngắn mạch.
x
n
= x
1
+ x'
2
: Điện kháng ngắn mạch.
§ 3.3. Đồ thò véc tơ của máy biến áp
Để thấy rõ quan hệ về trò số và góc lệch pha giữa các lượng vật lí trong máy
biến áp như
Φ
, e, I, . . . Đồng thời để thấy rõ sự biến thiên của các lượng vật lí đó ở
những chế độ làm việc khác nhau ta vẽ đồ thò véc tơ của máy biến áp.
1. Đồ thò véc tơ của máy biến áp trong trường hợp tải có tính chất điện cảm:
Dựa vào các phương trình cân bằng s.đ.đ và s.t.đ
Đặt véc tơ từ thông
Φ
m
theo chiều dương trục hoành, dòng điện không tải I

0
sinh ra
Φ
m
vượt trước một góc
α
. Các s.đ.đ E
1
và E
/
2
do
Φ
m
sinh ra chậm sau nó 1 góc 90
0
.
Vì tải có tính chất điện cảm, dòng điện I
/
2
chậm sau E
/
2
một góc
ψ
2
quyết đònh bởi
điện kháng và điện trở của tải và dây quấn thứ cấp:
Hình 3.3 Mạch điện thay thế đơn giản của m.b.a
()

11
1
1
1
jxrIEU
++−=

()
/
2
/
2
/
2
.
/
2
.
/
2
.
jxrIEU +−=
/

201
III
−=
130
//
//

t2
t2
2
rr
xx
arctg
+
+
=ψ
Dựa vào các phương trình cân bằng s.đ.đ và s.t.đ ta vẽ được các đồ thò véc tơ
b)
a)
Hình 3.4 Đồ thò véc tơ của m.b.a
a) Lúc tải có tính cảm; b) Lúc tải có tính dung
2. Đồ thò véc tơ của MBA lúc tải có tính chất điện dung :
Vẽ trên hình 3.4b, cách vẽ không có gì đặc biệt so với trường hợp trên. Kết
quả là I
/
2
vượt trước U
/
2
một góc
ϕ
2
và U
/
2
> E
/

2
.
3. Đồ thò véc tơ của MBA ứng với giản đồ thay thế đơn giản lúc tải có tính
chất điện cảm:
Hình 3.5 Đồ thò véc tơ của m.b.a ứng với giản đồ
thay thế đơn giuản lúc tải có tính chất cảm.
Từ giản đồ thay thế đơn giản ta có:
Từ đó ta vẽ đồ thò véc tơ như hình 3.5
()
nn12n121
j
xrIUzIUU
++−=+−=
//
§ 3.4. Cách xác đònh các tham số của máy biến áp
Các tham số của máy biến áp có thể xác đònh bằng thí nghiệm hoặc bằng
tính toán.
1. Phương pháp xác đònh các tham số bằng thí nghiệm
Có hai thí nghiệm để xác đònh các tham số của m.b.a là thí nghiệm không
tải và thí nghiệm ngắn mạch.
a. Thí nghiệm không tải:
131
Đặt 1 điện áp hình sin vào dây quấn sơ cấp U
1
= U
đm
, hở mạch dây quấn thứ
cấp, nhờ các vôn met, am pemet, oát met ta sẽ đo được U
1
, U

2o
, I
o
, P
o
. Từ các số
liệu đó ta xác đònh được tổng trở, điện trở và đện kháng của m.b.a lúc không tải:
Ngoài ra còn xác đònh được tỉ số biến đổi của m.b.a
Và hệ số công suất lúc không tải
Lúc không tải I
/
2
= 0 nên mạch điện thay thế của m.b.a có dạng như hình 3.7. Như
vậy các tham số z
0
, r
0
, x
0
chính là:
z
0
= z
1
+ z
m
; r
0
= r
1

+ r
m
; x
0
= x
1
+ x
m
Trong các m.b.a điện lực x
1
và r
1
rất nhỏ nên coi z
o

≈
z
m
, r
o

≈
r
m
, x
o

≈
x
m

.
Nên người ta coi công suất không tải P
o
thực tế có thể xem là tổn hao sắt p
Fe
:
P
o
= p
Fe
.
Khi không tải ta có hệ phương trình :
Do đó đồ thò véc tơ có dạng:
Hình 3.6 Sơ đồ thí nghiệm không tải
của máy biến áp 1 pha
0
1
0
I
U
z =
2
0
0
0
I
P
r =
2
0

2
00
rzx −=
20
1
2
1
U
U
w
w
k ≈=
01
0
0
IU
P
=ϕ
cos
Hình 3.7 Mạch điện thay thế của m.b.a
lúc không tải
()
11
0
1
1
jxrIEU
++−=

/

.
/
.
2
20
EU =
01
II

=
Hình 3.8 Đồ thò véc tơ của m.b.a lúc không tải
132
2. Thí nghiệm ngắn mạch:
Dây quấn thứ cấp bò nối ngắn mạch và điện áp dây quấn sơ cấp phải được
hạ thấp sao cho dòng điện trong đó bằng dòng điện đònh mức I
n
= I
đm
. Từ các máy
đo ta biết được U
n
, I
n
, P
n
:
Các ngắn mạch Un rất bé nên từ thông chính lúc ngắn mạch rất bé nghóa là I
o
bé
do đó mạch điện thay thế của máy biến áp coi như hở mạch từ hóa.

Với: z
n
= z
1
+ z
2
/
; r
n
= r
1
+ r
2
/
; x
n
= x
1
+ x
2
/
Vì lý do dòng điện I
o
rất nhỏ nên ta xem công suất lúc ngắn mạch P
n
là công
suất dùng để bù vào tổn hao đồng trong dây quấn sơ cấp và thứ cấp của m.b.a:
Từ mạch điện thay thế hình 3.10 ta thấy điện áp ngắn mạch hoàn toàn cân bằng
với điện áp rơi trong m.b.a, U
n

gồm 2 thành phần :
- Thành phần tác dụng U
nr
= I
n
r
n
là điện áp rơi trên điện trở.
- Thành phần phản kháng U
nx
= jI
n
x
n
là điện áp rơi trên điện kháng.
Đồ thò véc tơ của MBA lúc ngắn mạch :
Hình 3.9 Sơ đồ thí nghiện ngắn mạch của m.b.a 1 pha
n
n
n
I
U
z =
2
n
n
n
I
P
r =

2
n
2
nn
rzx −=
Hình 3.10 Mạch điện hay thế của m.b.a lúc ngắn mạch.
//
2
2
n21
2
n12cu1cun
rIrIppP +=+=
( )
n
2
n121
2
n1
rIrrI
=+=
/
B
A
0
Hình 3.11 a. Đồ thò véc tơ của m.b.a lúc ngắn mạch.
b. Tam giác điện áp lúc ngắn mạch
133
Tam giác OAB gọi là tam giác điện áp ngắn mạch. Cạnh huyền biểu thò
điện áp ngắn mạch toàn phần U

n
, các cạnh góc vuông chính là điện áp rơi trên
điện trở và điện kháng:
U
nr
= U
n
cos
ϕ
n
;U
nx
= U
n
sin
ϕ
n
Với
ϕ
n
là góc giữa I
n
và U
n
.
Điện áp ngắn mạch được ghi trên nhãn hiệu của máy và thường được biểu
diễn bằng tỉ lệ % so với U
đm
:
Các thành phần điện áp ngắn mạch :

Thành phần điện áp ngắn mạch tác dụng cũng có thể tính như sau :
Chú ý: Ngắn mạch ở trên với điện áp đặt vào rất nhỏ để cho I
n
= I
đm
được gọi làø
ngắn mạch thí nghiệm. Trường hợp m.b.a đang làm việc với điện áp sơ cấp đònh
mức, nếu thứ cấp xẩy ra ngắn mạch (như hai dây chạm nhau, chạm đất vv) thì
ta gọi là ngắn mạch sự cố. Lúc này toàn bộ điện áp đònh mức đặt lên tổng trở ngắn
mạch rất nhỏ của m.b.a nên dòng điện ngắn mạch sự cố sẽ rất lớn:
Hay là:
Thí dụ : Một máy biến áp có u
n
% = 10 thì I
n
sự cố là :
Dòng điện ngắn mạch lớn sẽ gây nên sự cố hư hỏng m.b.a. Do đó trong những
trường hợp đó phải bố trí những thiết bò rơ le bảo vệ để cắt m.b.a ra khỏi lưới điện.
100
U
zI
100
U
U
u
đm
nđm
đm
n
n

==
%
100
U
rI
100
U
U
u
đm
nđm
đm
nr
nr
==%
100
U
xI
100
U
U
u
đm
nđm
đm
nx
nx
==%
100
S

rI
100
I
I
U
rI
u
đm
n
2
đm
đm
đm
đm
nđm
nr
==%
)(
)(
kVAS10
WP
đm
n
=
n
đm
n
z
U
I =

100
100
U
Iz
I
100
100
I
I
z
U
I
đm
đmn
đm
đm
đm
n
đm
n
==
100
u
I
n
đm
%
=
đm
đm

n
I10100
10
I
I ==
134
2. Xác đònh tham số bằng tính toán
Các tham số của mạch từ hoá có thể xác đònh từ cách tính toán mạch từ
của m.b.a.
Điện trở từ hoá r
m
có thể xác đònh theo biểu thức: .
Trong đó p
Fe
xác đònh theo biểu thức:
I
0
xác đònh theo biểu thức:
Điện kháng từ hoá x
m
xác đònh gần đúng theo biểu thức:
Trong đó I
0x
tính theo biểu thức
Dưới đây trình bày cách xác đònh các tham số ngắn mạch
a. Điện trở ngắn mạch: Các điện trở của dây quấn sơ cấp và thứ cấp có thể tính
được nếu biết các số liệu của dây quấn: Tiết diện dây quấn S
1
và S
2

, số vòng dây
w
1
và w
2
và chiều dài trung bình của các vòng dây I
tb1
, I
tb2
:
Và:
Trong đó k
r
= 1,03
÷
1,05 là hệ số kể đến tổn hao gây nên bởi từ trường tản.
là điện trở suất của đồng ở 75
0
(đối với nhôm thì )
Do đó điện trở ngắn mạch:
2
0
Fe
m
I
p
r =
[]
31
g

2
gt
2
t5010Fe
50
f
GBGBpp
,
/
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
+=
2
x0
2
r00
III +=
x0
1
m
I
E
x
=
w2
F

I
x0
=
1
0
x0
mU
Q
I
=
hoặc
)(
S
lw
kr
1
1tb1
75r1
Ωρ=
)(
S
lw
kr
2
2tb2
75r2
Ωρ=
47
1
75

=ρ
29
1
75
=ρ
2
2
2
1
1n
r
w
w
rr
⎟
⎟
⎠
⎞
⎜
⎜
⎝
⎛
+=
)
3
aa
a(
i
kD
fw2

i
f2xxx
21
12
rtb
2
10
1
/
21
/
21n
+
+
π
πµ=
ψ+ψ
π=+=
σ
b. Điện kháng ngắn mạch: Việc xác đònh x
1
và x
/
2
liên
quan đến sự phân bố từ trường tản của từng dây quấn.
Nhưng việc xác đònh một cách chính xác sự phân bố
của từ trường này rất phức tạp, do đó x
1
và x

/
2
chỉ có
thể tính toán gần đúng với những giả thiết đơn giản (thí
dụ trường hợp dây quấn hình trụ). Điện kháng ngắn
mạch có thể tính:
Hình 3.12 Đường biểu diễn cường
độ từ trường
Trong đó: D
tb
là đường kính trung bình của hai ống dây
k
R
= 0,93
÷
0,98 là hệ số qui đổi từ trường tản lý tưởng về từ trường
tản thực tế. Các trò số a
1
, a
2
, a
12
như hình vẽ.
135
Thí dụ
Cho một m.b.a ba pha có các số liệu sau: S
đm
= 5600kVA; U
1
/ U

2
= 35000
/ 66000 V; I
1
/ I
2
= 92,5 / 490 A; P
0
= 18,5 kVA; I
0
= 4,5%; U
n
= 7,5 %; P
n
= 5
7 kW; f = 50 Hz; Y /
∆
- 11.
Hãy xác đònh:
a. Các tham số lúc không tải z
0
, r
0
và x
0
.
b. Các tham số z
n
, r
n

, x
n
và các thành phần của điện áp ngắn mạch.
Giải
a. Điện áp pha sơ cấp
Dòng điện pha không tải
I
0f
= I
0
%.I
đm
= 0,045x92,5 = 4,16A
Các tham số không tải
b. Điện áp pha ngắn mạch tính từ phía sơ cấp
Các tham số ngắn mạch
Các thành phần điện áp ngắn mạch
V20200
3
35000
3
U
U
1
f1
===
4857,6Ω
164
20200
I

U
z
0f
1f
0
=
,
==
Ω=== 356
164x3
18500
I3
P
r
22
f0
0
0
,
4844,5Ω3564850rzx
222
0
2
00
=−=−=
V15200750x20200uUU
nf1n1
=== ,
Ω=== 416
592

1520
I
U
z
f1
n1
n
,
,
Ω=== 222
592x3
57000
I3
P
r
22
f1
n
n
,
,
Ω16416rzx
222
n
2
nn
25222 ,=,−,=−=
011100
20200
222x592

100
U
rI
u
f1
nf1
nr
,
,,
%
===
457100
20200
316x592
100
U
xI
u
f1
nf1
nx
,
,,
%
===
136
Câu hỏi
1. Tại sao khi tăng dòng điện thứ cấp thì dòng điện sơ cấp lại tăng lên? Lúc đó từ
thông trong máy biến áp có hay đổi hay không?
2. Làm thế nào để xác đònh được tham số từ hoá của máy biến áp? Thực chất

của dòng điện không tải, tổn hao không tải là gì? Tại sao dung lượng máy biến
áp nhỏ thì dòng điện không tải lại lớn? Khi không tải, tăng điện áp đặt vào máy
biến áp thì cos
ϕ
của máy biến áp thay đổi ra sao?
3. Làm thế nào để xác đònh được tổng trở sơ và thứ cấp của máy biến áp? Tổn hao
ngắn mạch là tổn hao gì? Khi thí nghiệm ngắn mạch tại sao phải hạ điện áp
xuống, thường bằng bao nhiêu? Nếu đặt toàn bộ điện áp đònh mức vào lúc ngắn
mạch thì sao? Trò số điện áp ngắn mạch có ý nghóa gì?
Bài tập
1. Một m.b.a một pha có dung lượng 5kVA có hai dây quấn sơ cấp và hai dây quấn
thứ cấp giống nhau. Điện áp đònh mức của mỗi dây quấn sơ cấp là 11000V và
của mỗi dây quấn thứ cấp là 110V.Thay đổi cách nối các dây quấn với nhau sẽ
có các tỉ số biến đổi điện áp khác nhau.Với mỗi cách nối hãy tính các dòng điện
đònh mức sơ và thứ cấp.
Đáp số: a. Dây quấn sơ cấp và thứ cấp đều nối nối tiếp
I
1
= 0,227 A; I
2
= 22,7 A
b. Dây quấn sơ cấp nối nối tiếp, dây quấn thứ cấp nối
song song: I
1
= 0,227 A; I
2
= 45,45 A
c. Dây quấn sơ cấp nối song song, dây quấn thứ cấp
nối nối tiếp: I
1

= 0,45 A; I
2
= 22,7 A
d. Dây quấn sơ cấp và thứ cấp đều nối nối song
song: I
1
= 0,45 A; I
2
= 45,45 A
2. Cho một m.b.a có dung lượng S
đm
= 20000kVA, U
1
= 126,8kV, U
2
= 11kV,
f = 50Hz, diện tích tiết diện lõi thép S = 35,95 cm
2
, mật độ từ thông B = 1,35T.Tính
số vòng dây của dây quấn sơ và thứ cấp.
Đáp số: w
1
= 117694 vòng
w
2
= 10210 vòng
3. Một m.b.a ba pha Y/Y-12 có các số lệu sau đây S
đm
= 180kVA,U
1

/U
2
=6000/
400V, dòng điện không tải I
o
% = 6,4, tổn hao không tải P
O
= 1000W, điện áp ngắn
mạch u
n
%= 5,5 , tổn hao ngắn mạch P
n
= 4000W. Giả sử r
1
= r'
2
, x
1
= x
/
2,
Hãy vẽ mạch điện thay thế của m.b.a và tính các thành phần của điện áp ngắn
mạch.
Đáp số: U
nr
% = 2,3; U
nx
% = 5
137
4. Cho một m.b.a một pha có các số liệu S

đm
= 6637kVA, U
1
/U
2
= 35/10kV,
P
n
= 53500W , u
n
% = 8.
a) Tính z
n
, r
n
b) Giả thử r
1
= r'
2.
Tính điện trở không qui đổi của dây quấn thứ cấp.
Đáp số: a. z
n
= 14,8
Ω
; r
n
= 1,5
Ω

b. r

2
= 0,061
Ω