Chương 9 Khái niệm chung về máy biến áp docx

Ch
Ch
ương 9
ương 9
Khái niệm chung về máy biến áp
Khái niệm chung về máy biến áp



9-3. Phân loại và kết cấu của máy biến áp
9-3. Phân loại và kết cấu của máy biến áp
9.3.1. Phân loại
Có nhiều cách phân loại máy biến áp, nhưng theo công dụng,
máy biến áp được chia thành những loại chính sau:

Máy biến áp điện lực (còn gọi là máy biến áp công suất: dùng để
truyền tải và phân phối công suất trong hệ thống điện lực.

M.b.a chuyên dùng cho các lò luyện kim, cho các thiết bị chỉnh
lưu; máy biến áp hàn điện;

M.b.a tự ngẫu biến đổi điện áp trong phạm vi không lớn lắm dùng
để mở máy các động cơ điện xoay chiều.

M.b.a thí nghiệm dùng để thí nghiệm điện áp cao (thí nghiệm cao
áp)

Máy biến áp có rất nhiều loại, song thực chất các hiện tượng xảy
ra trong chúng đều giống nhau. Dưới đây chủ yếu xét đến máy

biến áp điện lực một pha và ba pha.




9.3.2. Cấu tạo của máy biến áp
9.3.2. Cấu tạo của máy biến áp
M.b.a có các bộ phận chính sau: lõi
thép, dây quấn và vỏ máy.
1. Lõi thép: dùng làm mạch dẫn
từ, đồng thời làm khung để quấn dây
quấn.
Theo hình dáng lõi thép người ta
chia m.b.a thành hai loại:
- M.b.a kiểu lõi hay kiểu trụ (hình
9-3). Loại này thông dụng cho m.b.a
một pha và ba pha công suất nhỏ và
trung bình.
- M.b.a kiểu bọc (hình 9-4).
Loại này mạch từ được phân ra hai
bên và ôm lấy một phần dây quấn.
M.b.a kiểu bọc thường chỉ dùng
trong một vài ngành chuyên môn đặc
biệt như m.b.a dùng trong lò luyện
kim, m.b.a công suất nhỏ dùng trong
kĩ thuật vô tuyến điện, âm thanh,
Các m.b.a hiện đại dung lượng lớn
và cực lớn (80 ÷ 100 MVA/1 pha), điện
áp thật cao (≥ 220 kV), để giảm chiều
cao của trụ thép, tiện lợi cho vận

chuyển thì mạch từ của m.b.a kiểu trụ
được phân nhánh sang hai bên và
m.b.a có tên là m.b.a kiểu trụ-bọc (hình
9-5)
Hình 9-3.
Φ
G
1 2
T
a)
G
T
G
1
2
b)
Hình 9-4
G
G
Hình 9-5
a)
b)


Lõi thép gồm 2 phần: Trụ và gông
- Trụ (T): phần trên đó có quấn dây,
- Gông (G): nối các trụ lại với nhau thành mạch từ kín, trên đó không có dây quấn.
Lõi thép được ghép bằng những lá thép KTĐ dày 0,35 mm có phủ sơn cách điện ở
bề mặt để giảm tổn hao do dòng điện xoáy.
Trụ và gông có thể ghép riêng (ghép rời) sau đó dùng xà ép và bulông vít chặt lại

(hình 9-6).
Hình 9-6
Hình 9-7
a) b)
Hình 9-8
Hình 9-9
Trụ và gông cũng có thể
ghép xen kẽ: các lá thép làm
trụ và làm gôngđược ghép
đồng thời, xen kẽ nhau lần
lượt theo trình tự a, b như
hình 9-7.
Tiết diện ngang của trụ
thép thường làm thành hình
bậc thang gần tròn (hình 9-8)
Tiết diện ngang của gông
làm đơn giản hơn: hình
vuông, hình chữ thập hoặc
hình chữ T (hình 9-9).




2. Dây quấn
2. Dây quấn
Dây quấn là bộ phận dẫn điện của m.b.a, làm nhiệm vụ thu năng lượng vào và
truyền năng lượng ra.
Kim loại làm dây quấn: thường bằng đồng, cũng có thể bằng nhôm.
Theo cách sắp xếp dây quấn CA và HA, dây quấn m.b.a được chia thành hai
loại chính: dây quấn đồng tâm và dây quấn xen kẽ.

a) Dây quấn đồng tâm: Tiết diện ngang là những đường tròn đồng tâm. Dây
quấn CA thường quấn phía trong gần trụ thép, dây quấn HA quấn phía ngoài bọc
lấy dây quấn CA.
Dây quấn đồng tâm có những kiểu chính sau:

Dây quấn hình trụ:
-
Nếu tiết diện dây nhỏ thì dùng dây tròn quấn thành nhiều lớp (hình 9- 10a). Loại
này thường dùng làm dây quấn CA, điện áp tới 35 kV.
-
Nếu tiết diện dây lớp thì dùng dây bẹt, thường quấn thành hai lớp (hình 9-10b).
Loại này chủ yếu dùng làm dây quấn HA với điện áp ≤ 6 kV.
-
Dây quấn hình trụ thường dùng cho các máy biến áp có S ≤ 560 kVA.


•
Dây quấn hình xoắn: Gồm nhiều dây bẹt chập lại quấn theo hình xoắn ốc, giữa các
vòng dây có rãnh hở (hình 9-10c). Kiểu này thường dùng cho dây quấn HA của các
m.b.a có dung lượng trung bình và lớn.
•
Dây quấn xoáy ốc liên tục. Loại này làm bằng dây bẹt, dây quấn được quấn thành
nhyững bánh dây phẳng cách nhau bằng những rãnh hở (hình 9-10d). Bằng cách
hoán vị đặc biệt trong khi quấnmà các bánh dây được nối tiếp nhau một cách liên tục
không cần mối hàn giữa chúng.
Dây quấn này chủ yếu dùng làm cuộn CA có U ≥ 35 kV và dung lượng lớn.
b) Dây quấn xen kẽ: Các bánh dây CA, HA lần lượt xen kẽ nhau dọc theo trụ thép
(hình 9-11), trong đó các bánh dây đặt sát gông thường là dây quấn HA.
Kiểu dây quấn này hay dùng trong các m.b.a kiểu bọc. Các m.b.a kiểu trụ hầu như
không dùng kiểu dây quấn này.

a)
b)
c)
d)
Hình 9-10. a) Dây tròn nhiều lớp; b) Dây bẹt hai lớp;
c) Dây quấn hình xoắn; d) Dây quấn xoáy ốc liên tục


CA
HA
Hình 9-11. Dây quấn xen kẽ
Dưới đây là một số hình ảnh về dây quấn m.b.a




3. Vỏ máy
3. Vỏ máy
Vỏ máy gồm hai bộ phận: thùng và nắp thùng
a) Thùng m.b.a. Thùng máy làm bằng thép, hình dáng và kết cấu của thùng tuỳ
thuộc vào công suất của máy.
Khi m.b.a làm việc, một phần năng lượng tiêu hao trong máy và thoảt ra dưới
dạng nhiệt đốt nóng lõi thép, dây quấn và các bộ phận khác của máy. Để đảm bảo
cho m.b.a vận hành với tải liên tục trong thời gian quy định (15 – 20 năm), không bị
sự cố, cần phải tăng cường làm mát cho máy bằng cách ngâm toàn bộ lõi m.b.a
trong thùng dầu. Nhờ sự đối lưu trong dầu mà nhiệt độ được truyền từ các bộ
phận bên trong m.b.a ra môi trường xung quanh. Ngoài ra dầu m.b.a còn có nhiệm
vụ tăng cường cách điện.
Tuỳ theo dung lượng của m.b.a mà hình dáng và kết cấu của thùng dầu có khác
nhau, có loại thùng phẳng (hình 9-12), loại có bộ tản nhiệt (hình 9-13), loại có quạt

làm mát để tăng cường làm mát cho bộ tản nhiệt (hình 9-14).
b) Nắp thùng. Nắp thùng dùng để đậy thùng và lắp đặt một số chi tiết quan
trọng như:
- Các sứ ra của dây CA và HA,
- Bình dãn dầu,
- Ống phòng nổ,
- Bộ phận truyền động của bộ điều áp


Hình 9-12
Hình 9-13
Hình 9 - 14


Hình 9-15. Bình giãn dầu
(1) và ống phòng nổ (2)


9-4. Các đại lượng định mức của máy biến áp
9-4. Các đại lượng định mức của máy biến áp
Các đại lượng định mức của m.b.a đặc trưng cho điều kiện kỹ thuật của máy, do nhà
máy chế tạo quy định và được ghi trên nhãn máy, bao gồm:
1. Dung lượng định mức của m.b.a: S
đm
(tính bằng VA hay kVA), là công suất biểu
kiến đưa ra ở dây quấn thứ cấp m.b.a.
2. Điện áp dây sơ cấp định mức U
1đm
(tính bằng V hay kV). Nếu dây quấn sơ cấp
có các đầu phân nhánh thì ghi cả điện áp định mức của từng đầu phân nhánh.

3. Điện áp dây thứ cấp định mức U
2đm
(V, kV) là điện áp dây của dây quấn thứ cấp
khi máy không tải và điện áp đặt vào dây quấn sơ cấp là định mức.
4. Dòng điện dây sơ cấp và thứ cấp định mức I
1đm
và I
2đm
là các dòng điện dây của
sơ cấp và thứ cấp ứng với công suất và điện áp định mức (tính bằng A hay kA).
5. Tần số định mức: f
đm
, tính bằng Hz.
Ngoài ra trên nhãn máy còn ghi những số liệu khác như: số pha m; tổ nối dây; điện áp
ngắn mạch u
n
%, chế độ làm việc; phương pháp làm mát,
dm
dm
dm
U
S
I
1
1
=
dm
dm
dm
U

S
I
2
2
=
Với m.b.a một pha:
Với m.b.a ba pha :
dm
dm
dm
U
S
I
1
1
3
=
dm
dm
dm
U
S
I
2
2
3
=


Một số hình ảnh về cấu tạo m.b.a

Một số hình ảnh về cấu tạo m.b.a