Đồ án máy biến áp docx

ĐỀ TÀI:
Giáo viên hướng dẫn : Th.S BÙI TẤN LỢI
Sinh viên thực hiện : HOÀNG ANH ĐỨC
Lớp : 02SK


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐÀ NẴNG
KHOA SƯ PHẠM KỸ THUẬT
KHOA SƯ PHẠM KỸ THUẬT






Kết cấu chính của máy biến áp
Kết cấu chính của máy biến áp
Máy biến áp gồm những bộ phận
chính sau:
- Lõi sắt ( hay còn gọi là mạch từ ).
- Các kết cấu của nó: dây quấn, hệ
thống làm lạnh và vỏ máy.
Hình 1-1 Lõi sắt của máy biến áp
1- Gông; 2- Trụ; 3- Tiết diện trụ

Chương
Chương
I. T
I. T
ỔNG QUAN VỀ MÁY BIẾN ÁP
ỔNG QUAN VỀ MÁY BIẾN ÁP


Dây quấn: Theo phương pháp bố trí dây quấn trên lõi thép có thể chia
dây quấn biến áp thành hai kiểu chính: đồng tâm và xen kẻ
+ Dây quấn đồng tâm: ở đây dây quấn đồng tâm, tiết diện ngang là
những vòng tròn đồng tâm.
+Dây quấn xen kẻ: các vành dây cao áp và hạ áp lần lượt xen kẻ nhau
dọc theo trụ thép (hình1-4).
CA HA
HA
CA
HA
CA
HA
Hình 1-4 Dây quấn đồng tâm (a) và dây quấn xen kẻ (b)



Chương II.
Chương II.


TÍNH TOÁN CÁC KÍCH THƯỚC CHỦ YẾU
TÍNH TOÁN CÁC KÍCH THƯỚC CHỦ YẾU

Hình 2-1 Các kích thước
chủ yếu của MBA
d=230
d12=320
a2 = 50
a1= 30
l0=50
C = 450
a22 = 20
a01=5
a12=20
a
1
= 30 mm
a
2
= 50 mm
a
01
= 5 mm
a
12
= 20 mm
a
22
= 20 mm
l
0
= 50 mm
d

12
= 320 mm
d = 230 mm
C = 450 mm


Từ các kích thước cơ bản của máy biến áp khi thiết kế người
Từ các kích thước cơ bản của máy biến áp khi thiết kế người
ta thường dùng trị số
ta thường dùng trị số
β
β
để chỉ quan hệ giữa đường kính trung bình
để chỉ quan hệ giữa đường kính trung bình
của các dây quấn d
của các dây quấn d
12
12
với chiều cao l của dây quấn, gọi là tỷ số kích
với chiều cao l của dây quấn, gọi là tỷ số kích
thước cơ bản (c
thước cơ bản (c
ủ
ủ
ng là quan hệ về chiều rộng và chiều cao máy):
ng là quan hệ về chiều rộng và chiều cao máy):

l
d
12

.
π
β
=
Trị số β thường biến thiên trong 1 phạm vi rất rộng từ 1÷ 3,5
Trị số β thường biến thiên trong 1 phạm vi rất rộng từ 1÷ 3,5


* Khi β bé thì hình dáng của máy biến áp sẽ cao và gầy
* Khi β bé thì hình dáng của máy biến áp sẽ cao và gầy
(hình 2-2)
(hình 2-2)
* Khi β lớn thì hình dáng của máy biến áp sẽ thấp và to
* Khi β lớn thì hình dáng của máy biến áp sẽ thấp và to
(hình 2-3)
(hình 2-3)
Hình 2-2
Hình 2-2


khi
khi
β
β
= 1,2
= 1,2
Hình 2-3
Hình 2-3

khi
khi
β
β
= 3,5
= 3,5


Lập bảng tính toán sơ bộ
Lập bảng tính toán sơ bộ




Đường biểu diễn các mối quan hệ
Đường biểu diễn các mối quan hệ
Quan hệ giữa G
Quan hệ giữa G
t
t
, G
, G
g
g
, G
, G
dq
dq
, G
, G

Fe
Fe
và
và
β
β


Quan hệ giữa tổn hao không tải
Quan hệ giữa tổn hao không tải
P
P
o
o
, dòng không tải i
, dòng không tải i
o
o
và
và
β
β




Quan hệ giữa giá thành vật liệu
Quan hệ giữa giá thành vật liệu
tác dụng C’
tác dụng C’

td
td
và
và
β
β


Quan hệ giữa hiệu suất máy
Quan hệ giữa hiệu suất máy
biến áp và
biến áp và
β
β




Cần so sánh ba phương án gần với số liệu tính toán theo bảng để có
Cần so sánh ba phương án gần với số liệu tính toán theo bảng để có
được phương án tối ưu nhất.
được phương án tối ưu nhất.
Phương án 1 có:
Phương án 1 có:


+
+
β
β

= 1,82
= 1,82


+ P
+ P
0
0
= 1436,75 (W).
= 1436,75 (W).


+ i
+ i
0
0
% = 1,32
% = 1,32


+ C’
+ C’
td
td
=1936,57
=1936,57


đơn vị qui ước
đơn vị qui ước

Phương án 2 có:
Phương án 2 có:


+
+
β
β
= 1,94
= 1,94


+ P
+ P
0
0
= 1466,79 (W).
= 1466,79 (W).


+ i
+ i
0
0


%
%
= 1,37
= 1,37

+ C’
+ C’
td
td
=1935,38 đơn vị qui ước
=1935,38 đơn vị qui ước
Phương án
Phương án
3
3
có:
có:


+
+
β
β
= 2,12
= 2,12


+ P
+ P
0
0
= 1511,83 (W).
= 1511,83 (W).

+ i
+ i
0
0


%
%
= 1,44
= 1,44


+ C’
+ C’
td
td
=1937,69 đơn vị qui ước
=1937,69 đơn vị qui ước






So sánh cả 3 phương án thì có phương án 2 là tối ưu nhất, các số
So sánh cả 3 phương án thì có phương án 2 là tối ưu nhất, các số
liệu này gần với số liệu chuẩn của máy và có giá thành nhỏ nhất
liệu này gần với số liệu chuẩn của máy và có giá thành nhỏ nhất

(trùng với phương án tính toán).
(trùng với phương án tính toán).
Ta có các số liệu cơ bản sau đây:
Ta có các số liệu cơ bản sau đây:


+ Đường kính lõi thép
+ Đường kính lõi thép
:
:
d =0,23 m
d =0,23 m


+ Chiều cao dây quấn
+ Chiều cao dây quấn
:
:
l = 0,52 m
l = 0,52 m


+ Hệ số
+ Hệ số
: β = 1,94
: β = 1,94


+ Tiết diện của trụ
+ Tiết diện của trụ

: T
: T
t
t
= 0,0307 m
= 0,0307 m
2
2


+Đường kính trung bình của rảnh dầu giữa cuộn hạ áp và cao áp
+Đường kính trung bình của rảnh dầu giữa cuộn hạ áp và cao áp
:
:
d
d
12
12
= 0,32 m
= 0,32 m


+Khoảng cách giữa hai trụ:
+Khoảng cách giữa hai trụ:
C
C


= 0,45
= 0,45

Với mức tổn hao không tải đã cho: P
Với mức tổn hao không tải đã cho: P
0
0
= 1220W, dòng không tải:
= 1220W, dòng không tải:
i
i
0
0
% =
% =
1,4, u
1,4, u
n
n
% =
% =
4,5, P
4,5, P
n
n
=6680W
=6680W

Chương III.
Chương III.


T
T
ÍNH TOÁN DÂY QUẤN
ÍNH TOÁN DÂY QUẤN
A. Tính toán kết cấu dây quấn hạ áp của máy biến áp
A. Tính toán kết cấu dây quấn hạ áp của máy biến áp
1.Chiều cao tính toán của dây quấn hạ áp.
1.Chiều cao tính toán của dây quấn hạ áp.
l
1
= 0,048 cm
2. Bề dày dây quấn hạ áp
a
1
= 0,03 m
3. Đường kính trong của dây quấn hạ áp.
D’1 =0,24m
4. Đường kính ngoài của dây quấn hạ áp.
D’’
1
= 0,3m
5.Trọng lượng đồng làm dây quấn hạ áp.
G
Cu1
=216,85 kg
6. Bề mặt tỏa nhiệt của dây quấn hạ áp.

M
1
= 3,66 m
2

B. Tính toán kết cấu dây quấn cao áp của máy biến áp
1. Các cấp điện áp tương ứng với các cấp nối ở cao áp.
23100(V) ứng với X5Y5Z5.
22550 (V) ứng với X4Y4Z4
22000 (V) ứng với X3Y3Z3
21450 (V) ứng với X2Y2Z2
20900 (V) ứng với X1Y1Z1
Hình 3-3 Sơ đồ điều Hình 3-4 Bộ đổi
chỉnh điện áp nối
2. Số vòng dây tương ứng với mỗi cấp phân áp
Điện áp Số vòng dây
Cấp + 5%U2đm ứng với w2 =990 +2.25=1040(vòng)
Cấp + 2,5%U2đm ứng với w2 =990 +25=1015(vòng)
Cấp U2đm ứng với w2 =990(vòng)
Cấp - 2,5%U2đm ứng với w2 =990 - 25=965(vòng)
Cấp - 5%U2đm ứng với w2 =990 - 2.25=940(vòng).




3. Số vòng dây trong một lớp
w12 = 261vòng
4. Số lớp của cuộn dây cao áp
n12 = 4 lớp
5. Phân phối lại số vòng dây trên các lớp

3lớpx261=783vòng
1lớpx207=207vòng
6. Chiều dày dây quấn cao áp.
a2 = 2,68cm
7. Đường kính trong của dây quấn cao áp.
D'2= 0,36m
8. Đường kính ngoài của dây quấn cao áp.
D''2=0,40m
9. Khoảng cách giữa hai trụ cạnh nhau.
C= 0,42m.
10. Khối lượng đồng làm dây quấn kể cả cách điện.
Gdq2= 293,255 kg




Chương IV.
Chương IV.


T
T
ÍNH TOÁN NGẮN MẠCH
ÍNH TOÁN NGẮN MẠCH
1. Tổn hao chính
PCu1=2674,62 W
PCu2=3163,213 W
2. Tổn hao phụ
PCu+Pf = PCu.kf
Với: kf1=1,0005

kf2=1,01
3. Tổn hao trong dây dẫn
ra.
Pdr1=173,64 W
Pdr2=3,02 W
4. Tổn hao trong vách thùng và các chi tiết khác.
Pt=127,5W
5. Tổn hao ngắn mạch
Pn=6374,96 W

Sai số so với tiêu chuẩn:
Sai số so với tiêu chuẩn:
%6%5,4100.
6680
48,68536680
<=
−
B. Tính điện áp ngắn mạch
1. Thành phần tác dụng của điện áp ngắn mạch.
unr% = 0,850
2. Thành phần phản kháng ux của điện áp ngắn mạch.
unx% = 3,98
Điện áp ngắn mạch:
un% = 4,1
Sai số so với tiêu chuẩn.
%9,8100.
5,4
1,45,4
=
−

=∆U




Chương V.
Chương V.


TÍNH TOÁN CUỐI CÙNG VỀ HỆ THỐNG MẠCH TỪ
TÍNH TOÁN CUỐI CÙNG VỀ HỆ THỐNG MẠCH TỪ


VÀ TÍNH TOÁN THAM SỐ KHÔNG TẢI
VÀ TÍNH TOÁN THAM SỐ KHÔNG TẢI
1. Chiều rộng của gông.
b
g
= 21,2cm
2. Chiều cao của trụ sắt.
l
t
=105,7cm
3. Khoảng cách hai trụ kề nhau.
C = 43cm
4. Khối lượng thép toàn bộ của mạch từ.
G
Fe
= G
t

+G
g
= 1095,23 kg
TÍNH TOÁN KHÔNG TẢI
1. Tổn hao không tải.
P
0
=1480,706w
2. Xác định công suất từ hoá toàn phần của máy biến áp.
Q
0
=10420,06VA

3. Dòng điện không tải toàn phần.
a. Thành phần phản kháng của dòng điện không tải.
i
0x
= 1,39
b. Thành phần tác dụng của dòng không tải.
i
0r
= 0,197
c. Dòng điện không tải toàn phần.
i
0
= 1,43
d. Sai số so với tiêu chuẩn.
4. Hiệu suất của máy.
%1,2100.
4,1

4,143,1
=
−
%9,98100).1(%
0
0
=
++
+
−=
ndm
n
PPP
PP
η

Tính toán cuối cùng nhiệt độ chênh của dây quấn và dầu máy biến áp.
a. Nhiệt độ chênh của thùng dầu đối với không khí.
C
o
tk
97,23
=
θ
b. Nhiệt độ chênh của dầu sát vách thùng so với thùng.
C
dt
0
87,3
=

θ
c. Nhiệt độ chênh của dầu so với không khí.
C
dk
0'
48,27
=
θ
d. Nhiệt độ chênh của dầu trên so với không khí phải thoả mãn tiêu
chuẩn.
C
dk
0'
976,27
=
θ
e.Nhiệt độ chênh của dây quấn đối với không khí phải đạt tiêu chuẩn.
CC
ok
00
60016,59
<=
θ
Chương VI
Chương VI
:
:
TÍNH TOÁN NHIỆT
TÍNH TOÁN NHIỆT

Xác định sơ bộ trọng lượng ruột máy, vỏ máy, dầu và bình
giãn dầu:
a. Trọng lượng ruột máy (phần tác dụng):
Gr=1957,697 kg
b. Trọng lượng dầu.
Gd=295,32kg
c.Trọng lượng thùng dầu.
Gt=785kg
d. Bình giãn dầu.
Ggd=54,95kg
Tổng trọng lượng sơ bộ:
G=(1882,24 +295,32+785+54,95).1.01=3123,897 kg
Chương VII.
Chương VII.


TỔNG TRỌNG LƯỢNG
TỔNG TRỌNG LƯỢNG


TÊN GỌI


KH

1

2


3



THÙNG


GIÁ ĐỢ RUỘT MÁY



XÀ ÉP GÔNG


NÊM GỖ



GU GÔNG M14



DÂY QUẤN CAO ÁP

DÂY QUẤN HẠ ÁP



ĐẦU RA PHÂN ÁP



GU GÔNG M14



ĐẦU RA DÂY QUẤN CAO ÁP



SỨ RA CAO ÁP



SỨ RA HẠ ÁP



ỐNG ĐO MỨC DẦU



BÌNH GIÃN DẦU

NẮP MÁY



GIÁ ĐỢ BÌNH GIÃN DẦU



NHÃN MÁY



BÌNH HÚT ẨM



BỘ TẢN NHIỆT



GIÁ ĐỢ MÁY



BU LÔNG NỐI ĐẤT

NÚT XÃ VÀ BƠM DẦU


4


5


6


7


8


9


10


11


12

13


14


15


16


18


19


17


20


21


22

23


24


25


01

02

04

12

04

03

03

16


15


14

13


12


11


10


9


8


7


5


3

2

4

1


6



GU GÔNG M8

SỐ LƯNG

VẬT LIỆU

THÉP

GỖ

ĐỒNG

MICA

TÔN

THÉP

THÉP

THÉP

ĐỒNG

ĐỒNG

18

04

04

03

04

04

01

03

04

01

01

01

01

01

01

06

01

THÉP

THÉP

ĐỒNG

ĐỒNG


ĐẦU RA DÂY QUẤN HẠ ÁP



TY ĐỢ RUỘT MÁY



BỘ ĐIỀU CHỈNH ĐIỆN ÁP

SỨ

SỨ

THÉP

THÉP

THÉP

THÉP

THÉP

THÉP

THÉP

THÉP

01

04

THÉP

26


17

18


19


20


21


22


24


25


26


23


THÉP

GHI CHÚ

BẢN VẺ TỔNG LẮP RÁP
TRẦN QUANG NGHĨA
Th.S BÙI TẤN LIG.V.H.D
G.V.DUYỆT
S.V.T.H

THIẾT KẾ MÁY BIẾN ÁP
ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐH BÁCH KHOA
KHOA SPKT - LỚP 02SK
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Tờ số: 1
Tỷ lệ:


PHỤ LỤC: MỘT SỐ HÌNH ẢNH THỰC TẾ






Lần đầu tiên việc làm quen với thiết kế máy biến áp với mục đích
không ngoài cũng cố phần lý thuyết đã được trang bị học hỏi. Từ đó rút ra
kinh nghiệm cho bản thân qua quá trình thiết kế.
Sau thời gian thực hiện đề tài này, em đã hoàn thành tương đối trọn
vẹn.
Em xin chân thành cảm ơn các thầy cô trong khoa và bộ môn Điện

công nghiệp của trường Đại Học Bách Khoa Đà Nẵng trong suốt thời gian
học tập đã trang bị cho em những kiến thức cơ bản để hoàn thành đồ án tốt
nghiệp .
Em chân thành cảm ơn thầy : Bùi Tấn Lợi đã tận tình hướng dẫn
chỉ bảo và động viên em trong suốt thời gian thực hiện đồ án.
Mặc dù có sự hướng dẫn tận tình của các thầy, cộng với sự nổ lực
của bản thân nhưng do điều kiện thời gian và tài liệu tham khảo còn hạn
hẹp nên em không thể đi sâu hơn và khó tránh khỏi thiếu sót. Rất mong sự
thông cảm và đóng góp ý kiến từ phía thầy cô.
Em xin chân thành cảm ơn !!