hướng dẫn làm bài tập dài máy điện

Bộ môn Thiết bị điện – Khoa điện
2


TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP
KHOA ĐIỆN
Bộ môn: Thiết bị điện







HƯỚNG DẪN LÀM BÀI TẬP DÀI MÁY ĐIỆN
Tính toán dây quấn và lõi thép máy biến áp điện lực

Thái nguyên 2012

Bộ môn Thiết bị điện – Khoa điện
3

HƯỚNG DẪN LÀM BÀI TẬP DÀI MÁY ĐIỆN

Giới thiệu
Phạm vi tài liệu này trình bày việc tính toán đơn chiếc máy biến áp 2 dây quấn kiểu 3
pha - 3 trụ - ngâm dầu trong dãy máy biến áp 3 pha ngâm dầu tiêu chuẩn.
Để tính toán được tốt sinh viên phải tham khảo cuốn tài liệu hướng dẫn “ Thiết kế máy
biến áp điện lực” của tác giả Phan tử Thụ. Tra cứu các tham số, hệ số tính toán, dây
quấn, lõi sắt … cho trong các bảng phần phụ lục của tài liệu đó.
Những số liệu cho trước:
1. Dung lượng của máy biến áp: S (KVA);
2. Cấp điện áp: U
1
/U
2
(KV); phạm vi điều chỉnh điện áp ± 5%;
3. Tần số: f = 50 (hz);
4. Sơ đồ và tổ nối dây ;
5. Điện áp ngắn mạch: U
n
%;
6. Tổn hao ngắn mạch: P
n
(W);

7. Dòng điện không tải: I
0
%;
8. Tổn hao không tải: P
0
(W);
9. Kiểu máy biến áp 3 pha – 3 trụ - ngâm dầu; chế độ làm việc dài hạn;
Yêu cầu: máy biến áp thiết kế ra phải thỏa mãn các tham số kỹ thuật yêu cầu có kích
thước hợp lý đảm bảo độ bền về cơ, điện, nhiệt và giá thành rẻ. Để có thể đạt được các
yêu cầu đó nó liên quan đến việc lựa chọn đúng đắn vật liệu tác dụng, các tham số, hệ số
được cho trong các bảng tra cho trong phần phụ lục của cuốn sách “ Thiết kế máy biến áp
điện lực”.
Nhiệm vụ tính toán:
1. Xác định các đại lượng điện cơ bản:
a. Tính dòng điện pha và điện áp pha của các dây quấn;
b. Xác định điện áp thử của các dây quấn;
c. Xác định các thành phần của điện áp ngắn mạch;
2. Tính toán các kích thước chủ yếu:
a. Chọn sơ đồ và kết cấu lõi thép;
b. Chọn loại, mã hiệu tôn silic, cách điện của chúng. Chọn mật độ từ cảm của
trụ sắt.
c. Chọn các kết cấu và xác định các khoảng cách cách điện chính của cuộn
dây.
Bộ môn Thiết bị điện – Khoa điện
4

d. Tính toán sơ bộ máy biến áp và xác định hệ số hình dáng  của máy biến áp
ứng với giá thành cực tiểu.
e. Lựa chọn đường kính d tiêu chuẩn của trụ thép và hệ số hình dáng tương
ứng  dựa trên những yêu cầu về sai lệch cho phép của tổn hao không tải,

dòng điện không tải và giá thành của máy biến áp. Ngoài ra phương án lựa
chọn còn phải thỏa mãn các điều kiện về mật độ dòng điện cho phép trong
dây quấn, phạm vi của hệ số hình dáng .
3. Tính toán dây quấn hạ áp (HA) và cao áp (CA):
a. Chọn kiểu quấn dây HA và CA; dây quấn kiểu đồng tâm, bố trí dây quấn
HA phía trong, dây quấn CA phía ngoài.
b. Tính cuộn dây HA;
c. Tính cuộn dây CA;
4. Tính toán lõi thép máy biến áp
Xác định các kích thước cụ thể của lõi sắt.
5. Vẽ bản vẽ và điền các kích thước chủ yếu của máy biến áp tính toán.









Bộ môn Thiết bị điện – Khoa điện
5

Phần 1:
TÍNH TOÁN CÁC KÍCH THƯỚC CHỦ YẾU CỦA MÁY BIẾN ÁP

I. Tính các đại lượng điện cơ bản
1. Công suất một pha của máy biến áp: ][ KVA
m
S

S
f

2. Công suất mỗi trụ: ][ ' KVA
t
S
S 
Trong đó m là số pha (m = 3), t là số trụ (t = 3), S là dung lượng định mức của máy biến áp.
3. Dòng điện dây định mức
Phía cao áp: ][
.3
10.
1
3
1
A
U
S
I 
Phía hạ áp: ][
.3
10.
2
3
2
A
U
S
I 
4. Dòng điện pha

Khi phía cao áp đấu Y: ][
11
AII
f
 ; Khi phía cao áp đấu : ][
3
1
1
A
I
I
f

Khi phía hạ áp đấu Y: ][
22
AII
f
 ; Khi phía hạ áp đấu : ][
3
2
2
A
I
I
f

5. Điện áp pha
Khi dây quấn nối Y:
3
U

U
f

[V]; Khi dây quấn nối : U
f
= U [V].
Với U là điện áp dây tương ứng đã cho với CA và HA. Tính U
f1
và U
f2
.
6. Các thành phần điện áp ngắn mạch:
- Thành phần tác dụng của điện áp ngắn mạch: [%]
.
10
S
P
U
n
nr

Trong đó P
n
tính bằng W, S tính bằng KVA;
- Thành phần phản kháng của điện áp ngắn mạch: [%]
22
nrnnx
UUU 
7. Điện áp thử: U
th

Là yếu tố quan trọng để xác định khoảng cách cách điện giữa các dây quấn, các phần dẫn
điện khác nhau với các bộ phận nối đất của máy biến áp. Trị số này được tra trong bảng 2.
Nếu cấp điện áp của dây quấn hạ áp là dưới 1000 (V) thì điện áp thử lấy bằng 5 kV.
II. Thiết kế sơ bộ lõi sắt, chọn loại dây quấn và tính toán các kích thước chủ yếu của máy
biến áp
1. Lõi sắt:
Bộ môn Thiết bị điện – Khoa điện
6

Lõi sắt là phần mạch từ của máy biến áp, việc thiết kế nó cần đảm bảo được tổn hao sắt
tối thiểu, dòng điện từ hóa nhỏ, tiêu hao tôn silic ít, hệ số lợi dụng cao. Kết cấu lõi sắt cần
đảm bảo chịu được lực cơ lớn phát sinh khi có dòng ngắn mạch chảy trong dây quấn.
Lõi sắt máy biến áp có
nhiều dạng, trong tài liệu này chỉ
xét với lõi sắt kiểu trụ. Lõi thép
này được ghép từ các lá thép kỹ
thuật điện (tôn silic) loại cán nguội
và hình thành nên trụ và gông.
Phần trụ thép để quấn dây nên
thường thiết kế có tiết diện ngang
dạng bậc thang đối xứng, nội tiếp
trong đường tròn. Đường kính d
của đường tròn gọi là đường kính trụ sắt. Phần gông của lõi thép thường có tiết diện lớn
hơn so với tiết diện trụ và được thiết kế với số bậc thang ít hơn số bậc thang của trụ từ 1
đến 2 bậc. Số bậc thang của trụ chọn theo bảng 4. Hệ số tăng tiết diện của gông so với tiết
diện của trụ là k
g
(
t

g
g
T
T
k 
).









Bề rộng, bề dày của các tệp lá thép trong trụ thép tương ứng với các đường kính trụ tiêu
chuẩn cũng được tiêu chuẩn hóa và được cho trong bảng 41.
Việc sử dụng tôn silic cán nguội có suất tổn hao thấp hơn và từ cảm cho phép lớn hơn
so với tôn silic cán nóng. Song do tính dẫn từ định hướng (chỉ dẫn từ tốt theo hướng cán)
nên việc ghép nối giữa trụ và gông không nên sử dụng mối ghép thẳng (vuông góc), mà
sử dụng mối nối nghiêng, tốt nhất là ở tất cả các mối ghép nhằm giảm thiểu đáng kể tổn
hao sắt. Với dải công suất nhỏ thường chọn 4 mối ghép nghiêng ở 4 góc và 2 mối nối
thẳng ghép xen kẽ ở trụ giữa.
Hình 1.2: a – Ghép nghiêng ở 4 góc.
b – Ghép nghiêng ở các mối ghép.
Lớp 1

Lớp 2
a)

Lớp 1

Lớp 2
b)

Hình 1.1. Tiết diện trụ - gông của MBA

d
d
Bộ môn Thiết bị điện – Khoa điện
7





Ép trụ thường sử dụng hiện nay là đai bằng băng vải thủy tinh, dọc theo chiều cao trụ
cứ khoảng 12cm – 25 cm thì bố trí một đai. Với đường kính trụ thép nhỏ thì có thể sử
dụng nêm gỗ suốt giữa ống bakelit (bao quang trụ) với trụ thép.
Ép gông thường sử dụng xà ép với bu lông siết ở phía ngoài gông (không xuyên qua
gông). Với máy biến áp công suất lớn hơn 1000 kVA có thể sử dụng đai bán nguyệt bằng
thép, được cách điện cẩn thận và không hình thành nên vòng ngắn mạch.
Bảng 6 giới thiệu phương pháp ép trụ và gông, hệ số tăng gông k
g
.
Chú ý: ở các máy biến áp có dung lượng lớn, đường kính trụ d >= 36cm để đảm bảo làm
mát cho lõi thép người ta sử dụng rãnh dầu ngang và rãnh dầu dọc trong kết cấu lõi thép.
Tiết diện hình bậc thang (không kể rãnh dầu nếu có) của trụ thép (T
b
) so với diện tích

hình tròn có đường kính bằng đường kính trụ d được biểu diễn thông qua hệ số chêm kín
k
c
, được tính
2
.
.4
d
T
k
b
c

 .
Trong tính toán sơ bộ k
c
được chọn theo bảng 4.
2. Chọn tôn silic, cách điện của chúng và từ cảm trong trụ
- Chọn tôn silic cán nguội, mã hiệu , bề dày lá tôn theo bảng 8, bảng 45, bảng 50.
- Cách điện mặt ngoài lá tôn nên chọn là sơn cách điện, phủ một lớp hoặc 2 lớp (lớp
sơn thường dày từ 0,01mm – 0,03 mm). Cách điện không tốt giữa các lá tôn sẽ làm tăng
tổn thất do dòng xoáy khi vận hành. Hệ số tính đến sự chiếm chỗ trong không gian của
lớp sơn và khe hở do ép không chặt các lá thép gọi là hệ số điền đầy k
d
, được tính
b
d
T
T
k

1
 , trong đó T
1
là tiết diện thuần thép của trụ. Trong tính toán sơ bộ k
d
được tra
trong bảng 10.
Hệ số lợi dụng của lõi thép: k
l
= k
c
.k
d

Hình 1.3: Hướng dẫn từ ghép vuông
góc hình a và ghép chéo góc hình b.

Hướng dẫn từ

a

b
Hình 1.4: Ép trụ và gông

Bộ môn Thiết bị điện – Khoa điện
8

- Chọn từ cảm trụ: B
T
nên chọn trong khoảng từ 1,54 – 1,65 (T). Chọn từ cảm nhỏ thì

cho phép giảm được tổn hao và dòng không tải nhưng lại làm tăng trọng lượng thép và
dây quấn. Ngược lại chọn từ cảm trụ lớn sẽ tiết kiệm được vật liệu nhưng lại làm tăng tổn
hao và dòng điện không tải. Chọn từ cảm thích hợp phải được so sánh về nhiều mặt hơn
nữa là cần tối ưu về mặt kinh tế. Tham khảo bảng 11 để lựa chọn.
3. Chọn kim loại làm dây quấn
Việc chọn kim loại bằng đồng (Cu) để làm dây quấn vẫn là lựa chọn phổ biến do có
những ưu điểm là độ bền cơ học cao, dẫn điện tốt, dễ gia công và hàn gắn. Trong những
năm gần đây việc sử dụng dây quấn bằng nhôm (Al) cũng được lựa chọn.
4. Tính toán các kích thước chủ yếu của máy biến áp
Các kích thước chủ yếu của máy biến áp bao gồm:
- Đường kính trụ sắt d.
- Chiều cao dây quấn l.
- Đường kính trung bình giữa hai dây quấn d
12
.
Trong thiết kế máy biến áp thường dùng hệ số hình dáng  :
l
d
12
.


 , trị số này
thường biến thiên trong một phạm vi rộng, từ 1  3,5 (tốt nhất thường từ 1,3  2,6 trong
tính toán sau này). Có thể tham khảo trị số  trong bảng 17.
Việc chọn  nhỏ - máy biến áp gầy, chọn  lớn – máy biến áp béo. Chọn  thích hơp
không chỉ ảnh hưởng đến kích thước mà còn ảnh hưởng đến vật liệu tác dụng, giá thành
và các thông số kỹ thuật của máy: I
0
, P

0
, mật độ dòng điện trong dây quấn  …
Chọn các khoảng cách cách điện chính: dựa vào điện áp thử và dải công suất của máy
biến áp, tra bảng 18, bảng 19 ta có:
Chú ý: Tài liệu này đã đổi ký hiệu phía cao áp sang chỉ số 1, phía hạ áp sang chỉ số 2
ngược với ký hiệu trong tài liệu Thiết kế máy biến áp điện lực – Phan Tử Thụ
Phía cao áp:
- l
01
(m) là khoảng cách từ dây quấn cao áp đến gông.
- a
12
(m) là khoảng cách giữa dây quấn CA và HA.
- 
12
(m) là bề dày ống cách điện giữa CA và HA.
- l
d1
(m) là đầu thừa của cách điện dây quấn.
- a
11
(m) là khoảng cách giữa các dây quấn pha của CA.
- 
11
(m) là bề dày ống cách điện giữa các pha CA.
Phía hạ áp:
- l
02
(m) là khoảng cách từ dây quấn hạ áp đến gông, thường chọn bằng l
01

.
Bộ môn Thiết bị điện – Khoa điện
9

- a
02
(m) là khoảng cách từ trụ đến dây quấn HA.















Hình 1.5: Các khoảng cách điện chính của máy biến áp

Tính chọn chiều rộng rãnh từ trường tản quy đổi: a
r

- Hệ số quy đổi từ trường tản thực về từ trường tản lý tưởng k
r
(hệ số Rogovski):

k
r
= 0,95 .

3
21
12
aa
aa
r

 (m), với
2
4
21
10.'.
3



Sk
aa
(m)
Với k được tra theo bảng 12 (lựa chọn theo dải công suất và dải điện áp).
Lựa chọn các hằng số tính toán:
- hệ số a, tra bảng 13 (tra theo dải công suất, dải điện áp và theo P
n
tiêu chuẩn).
- hệ số b, tra bảng 14 (tra theo dải công suất, dải điện áp).
- Hệ số tính đến các tổn hao phụ k

f
, tra bảng 15 (tra theo dải công suất).
Suất tổn hao thép và suất từ hóa trong trụ và gông:
- Từ cảm trong trụ B
t
(T), mật độ từ cảm trong gông B
g
:
g
t
g
k
B
B  (T)
- Suất tổn hao thép được tra theo bảng 45 (Tra với mã hiệu thép, bề dày lá thép lựa
chọn và tương ứng từ cảm B
t
và B
g
).
+ trong trụ p
t
(W/kg).
+ trong gông p
g
(W/kg).
d
a
12
a

11
a
2
C

C

d
l
a
1
a
02
l
01
l
02
l
01
l
02
d
CA

CA

CA

HA

HA

CA

d
12
Bộ môn Thiết bị điện – Khoa điện
10

- Suất từ hóa thép được tra theo bảng 50 (Tra với mã hiệu thép, bề dày lá thép lựa
chọn và tương ứng từ cảm B
t
và B
g
).
+ trong trụ q
t
(VA/kg).
+ trong gông q
g
(VA/kg).
- Suất từ hóa khe hở được tra theo bảng 50 (Tra với mã hiệu thép lựa chọn và
tương ứng từ cảm B
t
): q
k
(VA/m
2
).
Các hệ số tính toán:

- Theo (2-38) hằng số A: 4
22

.'.
.507,0
ldtnx
rr
kBUf
kaS
A 

- Theo (2-43):
ld
kAaA 10.663,5
34
1
 (kg)
- Theo (2-44):
01
24
2
10.605,3 lkAA
ld
 (kg)
- Theo (2-49a): ).( 10.40,2
34
1
ebaAkkB
ldg
 ; với e lấy trong khoảng 0,375 

0,405.
- Theo (2-50a): ).( 10.40,2
1112
24
2
aaAkkB
ldg
 ;
- Theo (2-56b):
222
2
1

.
.
AUBkk
aS
kC
nrtldf
dq
 khi tần số lưới là 50hz; trong đó nếu dây
quấn bằng đồng thì k
dq
= 2,46.10
-2
, dây quấn bằng nhôm k
dq
= 1,2.10
-2
.

Lập phương trình kinh tế: x
5
+ B.x
4
– C.x – D = 0
- Theo (2-60):
1
22
.
3
2
B
BA
B

 ;
1
1
.3 B
A
C  ;
kk
B
C
D
dqFe

.3
.2
1

1


Trong đó: k
dqFe
được tra trong bảng 16 theo mã hiệu thép, dải công suất máy biến áp và
vật liệu làm dây quấn; k là hệ số lấy bằng 1,06 khi vật dẫn làm bằng đồng, bằng 1,13 với
vật dẫn bằng nhôm.
Giải phương trình kinh tế: xác định nghiệm x
kt
.
- Sử dụng phương pháp dò: cho x thay đổi từ 1,01 đến 1,35 (nghiệm ngoài khoảng
này không nên sử dụng).
- Sử dụng câu lệnh trong phần mềm Matlab : roots([1 B 0 0 –C –D]), kết quả lấy
nghiệm thực.
Đường kính kinh tế của trụ thép (d
kt
) và hệ số hình dáng tương ứng (
kt
):

4
kt
;.
ktktkt
xxAd 


Chọn đường kính tiêu chuẩn của trụ thép máy biến áp d
tc

theo bảng:
Bộ môn Thiết bị điện – Khoa điện
11

Để dễ dàng cho việc lựa chọn phương án có hệ số hình dáng thích hợp ứng với đường
kính tiêu chuẩn, trước hết từ d
kt
ở trên ta căn cứ vào chú thích 3 của bảng 7 để chọn một
vài đường kính tiêu chuẩn lân cận nhất (nên chọn d
tc1
< d
kt
; d
tc2
> d
kt
) rồi lập bảng tính
sau:
d d
tc1
d
kt
d
tc2
x = d/A x
kt

x
2
x

kt
2

x
3
x
kt
3

 = x
4


kt

2
2
1
.xA
x
A
G
T
 (kg)

2
2
3
1
xBxBG

G
 (kg)

G
Fe
= G
T
+ G
G
(kg)
G
0
= 0,486.10
4
.k
g
.k
ld
.A
3
.x
3
(kg) (*)


P
0
= 1,25(p
t
.G

T
+ p
g
.G
G
) (W)
Q
c
= q
t
.G
T
+ q
g
.G
G
(VA)
Q
f
= 40.q
t
.G
0
(VA)
T
k
= 0,785.k
ld
.A
2

.x
2
(m
2
)
Q
k
= 3,2.q
k
.T
k
(VA)
Q = 1,25(Q
c
+ Q
f
+ Q
k
)
%
.
10
%
0
S
Q
I 

2
1

x
C
G
dq
 (kg)

dq
nf
GK
Pk
.
.
 . 10
-6
(A/mm
2
) (**)

C’
td
= G
Fe
+ k.k
dqFe
.G
dq
C’
tdmin

(*) Nếu công suất máy biến áp từ 1000 kVA trở lên thì trọng lượng của một góc khung từ
G
0
được tính theo công thức sau: G
0
= 0,486.10
4
.k
g
.k
ld
.A
3
.x
3
(kg) .
(**) K là hằng số phụ thuộc vào điện trở suất của dây quấn : với dây quấn bằng đồng
(Cu) K = 2,4.10
-12
, với dây quấn bằng nhôm (Al) K = 12,75.10
-12
.
Trong bảng trên các thông số được hiểu như sau:
- G
T
là khối lượng của trụ sắt.
Bộ môn Thiết bị điện – Khoa điện
12

- G

G
là gông từ.
- G
Fe
là khối lượng của lõi sắt máy biến áp.
- P
0
là tổn hao không tải (W).
- Q
c
là công suất từ hóa của trụ và gông từ.
- Q
f
là công suất từ hóa phụ.
- Q
k
là công suất từ hóa ở khe hở không khí nối giữa các lá thép.
- Q là công suất từ hóa của máy biến áp.
- I
0
% là phần trăm của dòng từ hóa so với dòng điện sơ cấp định mức.
- G
dq
là khối lượng của dây quấn máy biến áp.
-  là mật độ dòng điện trong dây quấn máy biến áp.
- C’
td
là giá thành theo đơn vị quy ước.
Dựa vào các thông số P
0

, I
0
%, , C’
td
để lựa chọn đường kính d
tc
. Phương án lựa chọn
cần thỏa mãn các sai lệch so với những giá trị đã cho ở đầu bài, cụ thể là:
- Sai lệch về tổn hao không tải:
%15100.%
0
0)(0
0



P
PP
P
d

- Sai lệch về dòng điện không tải:
%15100.
%
%%
%
0
0)(0
0




I
II
I
d

- Sai lệch về giá thành theo đơn vị quy ước:
%1100.
'
''
%'
min
min)(



td
tddtd
td
C
CC
C

- Mật độ dòng điện trong dây quấn phải thỏa mãn :
+ Với dây quấn bằng đồng :  < 4,5A/mm
2
.
+ Với dây quấn bằng nhôm :  < 2,7A/mm
2

.
- Ngoài ra dây quấn máy biến áp cũng phải chịu được những lực cơ học xuất hiện
khi ngắn mạch, điều kiện đánh giá gián tiếp là:
+ Đối với dây quấn bằng đồng:
3
60
Cu
M
x 

+ Đối với dây quấn bằng nhôm:
3
25
Al
M
x 

Trong đó :
A
a
P
kkkM
n
rfnCu
.
10.244,0
26
 ;
A
a

P
kkkM
n
rfnCu
.
10.152,0
26
 ;
Với
)1.(
%
100
.41,1
%
%
.
nx
nr
U
U
n
n
e
U
k



là bội số dòng điện ngắn mạch.
Bộ môn Thiết bị điện – Khoa điện

13

Với đường kính chọn được ta có được một hệ số hình dáng  tương ứng của máy biến
áp thỏa mãn được các thông số về kỹ thuật và yêu cầu về giá thành vật liệu tác dụng. Tuy
nhiên giá trị  của phương án lựa chọn đã thực sự tối ưu chưa (có thể tham khảo bảng 17)
thì cần thiết phải thực hiện giải bài toán trên với việc lựa chọn lại vật liệu, giá trị từ cảm
trụ B
t
, điều chỉnh một vài tham số, hệ số…Với một hệ số hình dáng  lớn thường làm
tăng trọng lượng, tổn hao không tải, tăng giá thành hệ thống làm mát… nên khuynh
hướng khi chọn đường kính d tiểu chuẩn thường lấy phương án ứng với  nhỏ hơn.
Đường kính trung bình của rãnh dầu giữa hai dây quấn: d
12
= a. d
tc
.
Chiều cao dây quấn máy biến áp:


12
.d
l 
Tiết diện thuần sắt của trụ sơ bộ:
4
.

2
tc
cdbdt
d

kkTkT

 (m
2
);
Điện áp một vòng dây sơ bộ: U
v
= 4,44.f.B
T
.T
t
(V);

Bộ môn Thiết bị điện – Khoa điện
14

Phần 2
TÍNH TOÁN DÂY QUẤN MÁY BIẾN ÁP ĐIỆN LỰC
A. TÍNH TOÁN DÂY QUẤN HẠ ÁP
1. Số vòng dây một pha của dây quấn hạ áp (HA)
2
2
=
f
v
U
w
U
(2.1)
U
f2
: Trị hiệu dụng điện áp pha của dây quấn
hạ áp.
U

v
: Điện áp một vòng dây
Trị số w
2
được làm tròn theo quy tắc làm tròn
(chẵn hoặc lẻ)
2. Điện áp thực của mỗi vòng dây
2
=
f
v
2
U
U
w
(V) (2.2)
3. Cường độ từ cảm thực trong trụ sắt là
=
4,44
v
t
t
U
B
fT
(2.3)
Lựa chọn dây quấn hạ áp theo bảng 38 (Thiết kế máy biến áp điện lực – Phan Tử Thụ)
căn cứ vào 4 thông số S (kVA), I
1
(A), U

1
(kV), T (mm
2
). Theo bảng 38, dây quấn HA
chủ yếu dùng hai kiểu: hình ống một hay hai lớp dây dẫn chữ nhật và dây quấn hình xoắn
mạch đơn hay mạch kép. Do đó trong tài liệu này sẽ trình bày phương pháp tính toán dây
quấn HA đối với hai kiểu dây quấn này.
a. Dây quấn hình ống, dây dẫn chữ nhật.
Thông thường là dùng dây quấn hai lớp (hình 2.1). Trình tự
tính toán như sau
1. Số vòng dây trong một lớp
Dây quấn một lớp:
2
=
2 2
w w
(2.4)
Dây quấn hai lớp:
2
=
2
2
w
w
2
(2.5)
2. Chiều cao hướng trục của mỗi vòng dây (kể cả cách
điện) sơ bộ:
Nếu w
22

lẻ đến 0,5:
22
=
w 0,5
2
v2
l
h

(2.6)
Nếu w
22
là số nguyên:
22
=
w 1
2
v2
l
h

(2.7)

Hình 2.2 Chiều cao dây quấn
tăng thêm một vòng do chuyển
vòng dây
1

2

3

4

5

6

1

2

3

4

5

6

1

2

3

4

5

6

1

2

3

4

5

6

12
11
10
9

8

7

12
11
10
9

8

7

Hình 2.1 Dây quấn hình ống. a) ống đơn
6 vòng; b) ống kép 12 vòng
a)

b)

Bộ môn Thiết bị điện – Khoa điện
15

Ở (2.6) do w
22
lẻ đến 0,5 nên số vòng dây được tăng thêm nửa vòng, còn ở (2.7) số vòng dây
được tăng thêm 1 là vì muốn quấn thành ống dây phải chuyển sang vòng sau, do đó tuy mới
được một vòng nhưng chiều cao phải được tăng thêm một vòng ở chỗ chuyển vòng.
3. Tiết diện sơ bộ của một vòng dâycủa dây quấn HA
 
2
2
6
tb
T =
.10
2
I
mm




(2.8)
4. Chọn dây dẫn cho dây quấn hạ áp:
Căn cứ vào h
v2
và
2
T

chọn dây dẫn theo bảng 21 hoặc
bảng 22 (Thiết kế máy biến áp điện lực – Phan Tử Thụ)
Kích thước dây dẫn chọn được viết như sau:
Mã hiệu dây x n
v2
x
'
'
xb
a
axb
; T
d2

Trong đó:
- n
v2
là số sợi chập:
v2
n = 1 3


-
d2
T
là tiết diện mỗi sợi dây :
 
2
2
d2
v2
T
T = mm
n


- Nên quấn nẹp sợi dây dẫn tức là kích thước lớn b hướng theo hướng trục của trụ máy
biến áp, khi đó ta có thể tính toán
như sau :
+ Kích thước lớn (kích thước chiều
trục) của sợi dây có cách điện sẽ là:
v2
v2
h
b =
n


+ Kích thước chiều trục của sợi dây
trần là
2
b = b





Với
2

là chiều dầy cách điện hai
phía tra theo bảng 21 hoặc bảng 22
(Thiết kế máy biến áp điện lực –
Phan Tử Thụ)
- Căn cứ vào b và
d2
T
, tra bảng 21
hoặc bảng 22, tìm được a - kích thước nhỏ hay kích thước hướng kính của sợi dây trần, từ
đó xác định được kích thước hướng kính của sợi dây có cách điện
2
a = a




- Trong trường hợp phải quấn dựng sợi dây do không chọn được sợi dây phù hợp, thì chỉ
b

a

h
v2

b’

a’

Hình 2.3 Xác định
chi
ều cao của v
òng dây

b

a

b

a

b’

a’

Hình 2.4 Các phương pháp quấn dây. a) quấn nẹp
sợi dây; b) quấn gân dựng sợi dây; c) quấn gân
dựng nhưng không đạt yêu cầu
a
b
a
b
c
Bộ môn Thiết bị điện – Khoa điện

16

nên dùng trong trường hợp tỉ lệ kích thước giữa hai cạnh của dây dẫn phải là
1,3 3
b
a
 
.
- Không nên dùng quá 2 sợi có tiết diện khác nhau vì rất bất tiện cho việc đặt hàng.
- Kích thước hướng kính của các sợi phải bằng nhau.
5. Tiết diện thực của mỗi vòng dây
 
2
6
2
1
10
v
n
2
2 d
T = T m


(2.9)
6. Mật độ dòng điện thực của dây quấn hạ áp
 
2
2
/

2
2
I
= A m
T
 (2.10)
7. Chiều cao tính toán của dây quấn hạ áp
- Nếu w
22
được làm tròn đến 0,5






2 l2
w 0,5 0,005 0,015
2 v
l = h m
   (2.11)
- Nếu w
22
là số nguyên







2 l2
w 1 0,005 0,015
2 v
l = h m
   (2.12)
Trị số 0,005 ÷ 0,015 (m) là để kể đến việc quấn dây không chặt.
8. Bề dày của dây quấn hạ áp
Đối với dây quấn ống đơn (tức một lớp)


3
.10
2
a = a m


(2.13)
Đối với dây quấn ống kép (tức hai lớp)




3
22
2 .10
2
a = a a m


 (2.14)

trong đó


2
5
2
a = mm
là khoảng cách giữa hai lớp của dây quấn ống kép.
9. Đường kính trong của dây quấn HA


3
2 02
2 .10
D = d a m


 (2.15)
Trị số a
02
tra ở bảng 18 (Thiết kế máy biến áp điện lực – Phan Tử Thụ)
10. Đường kính ngoài của dây quấn HA


2 2 2
2
D = D a m
 
 (2.16)
11. Bề mặt làm lạnh của dây quấn HA







2
2 2 2 2
1
M = n tk D D l m

 
  (2.17)
trong đó: n là số rãnh dầu dọc trục của dây quấn HA
t là số trụ tác dụng
k= 0,75 là hệ số kể đến sự che khuất bề mặt dây quấn do que nêm và các chi tiết
cách điện khác.
a
22

a
02

a
2

a
22

a

02

a
2

Hình 2.5 Dùng cho việc xác định các
kích thư
ớc h
ư
ớng kính của dây quấn

Bộ môn Thiết bị điện – Khoa điện
17

b. Dây quấn hình xoắn
Trình tự tính toán như sau
1. Chiều cao sơ bộ mỗi vòng dây
- Đối với dây quấn xoắn đơn
2
2
=
w 4
2
v2 r
l
h h


(m) (2.18)
Dây quấn xoắn đơn có ba chỗ hoán vị

và một chỗ giáp nối trên, dưới nên chiều
cao dây quấn tăng thêm là 3+1 = 4
- Đối với dây quấn xoắn kép
2
=
2
v2 r
2
l
h h
w +1

(m) (2.19)
Ở dây quấn hình xoắn mạch kép, vì
hoán vị phân bố đều nên chiều cao dây
quấn chỉ tăng thêm một vòng.
Trong đó


2
4
r
h mm
 là chiều cao rãnh dầu (xem bảng 54a- Thiết kế máy biến áp điện lực
– Phan Tử Thụ).
Đối với dây quấn bằng đồng, dùng dây quấn hình xoắn mạch đơn khi


2v
h 16,5 mm

 ,
ngược lại khi


2v
h 16,5 mm
 thì dùng dây quấn hình xoắn mạch kép.
Đối với dây quấn bằng nhôm, dùng dây quấn xoắn mạch đơn khi h
v2
 18,5 mm, ngược
lại khi h
v2
> 18,5 mm thì dùng dây quấn hình xoắn mạch kép
2. Tiết diện sơ bộ một vòng dây
)(
10.
2
6
2
'
2
mm
I
T
tb


 (2.20)
3. Chọn dây
Kích thước dây dẫn chọn được viết như sau

Mã hiệu dây x n
v2
x
'
'
xb
a
axb
; T
d2

- Dây hình xoắn mạch đơn (Hình 2.7a)
=
v2
b h

;
=
b b - 2


;
 
2
d2
2
T =
2
v
T

mm
n

;
2
4 7
v
n
 
.
- Dây hình xoắn mạch kép hoán vị phân bố đều, có rãnh dầu giữa tất cả các bánh dây
(Hình 2.7c)
2
=
v2 r
h h
b
2


;
=
b b - 2



 
2
d2
2

T =
2
v
T
mm
n

;
2
8
v
n

.

Ghép đơn
Ghép kép
Hình 2.6 Mặt cắt dọc trục của dây
qu
ấn h
ình xo
ắn

Bộ môn Thiết bị điện – Khoa điện
18

- Dây hình xoắn mạch kép hoán vị phân bố đều, nhưng không có rãnh dầu giữa hai bánh
dây của hai mạch đơn (Hình 2.7d)
=
v2 d

h
b
2



;
=
b b - 2



 
2
d2
2
T =
2
v
T
mm
n

;
2
8
v
n

.

=
d
1 1,5 mm

 là chiều dày
tấm đệm cách điện giữa
từng đôi bánh dây một
Căn cứ vào b và
d2
T
, tra
bảng 21 hoặc bảng 22
(Thiết kế máy biến áp điện
lực – Phan Tử Thụ), tìm
được kích thước nhỏ (kích
thước hướng kính) của sợi
dây trần a và kích thước
hướng kính của sợi dây có cách điện
2
a = a



.
4. Tiết diện thực mỗi vòng dây HA


6 2
2 v2 2
T = n . .10

d
T m

(2.21)
5. Mật độ dòng điện thực
 
2
2
/
2
2
I
= A m
T
 (2.22)
6. Chiều cao dây quấn HA có thể có những trường hợp sau:
- Đối với dây quấn hình xoắn mạch đơn, hoán vị 3 chỗ, giữa các bánh dây đều có rãnh
dầu (Hình 2.7a)






3 3
2 2
.10 w 4 . w 3 .10
2 r
l = b k h m
 


   (2.23)
Cộng thêm 4 ở phần dây quấn là 3 chỗ hoán vị và một chỗ ghép nối. Cộng thêm 3 ở phần
rãnh dầu vì chỉ có 3 chỗ hoán vị
- Đối với dây quấn hình xoắn mạch đơn, hoán vị 3 chỗ, nhưng hai bánh dây mới có một
rãnh dầu (Hình 2.7b)
   
3 3
2 2
.10 w 4 . 2 10
2 2
2 2
2 r d
w w
l = b k h m

 
 
 

   
 
 
 
 
(2.24)
- Đối với dây quấn hình xoắn mạch kép, hoán vị phân bố đều, có rãnh dầu giữa tất cả các
bánh dây (Hình 2.7c)
h
r

a’

h
v2

a
2


h
r

a’

h
v2

a
2



a’

h
v2

a
2


a’

h
v2

a
2



a) b)

c) d)

Hình 2.7 Xác định các kích thước hướng trục và hướng
kính c
ủa dây quấn xoắn

Bộ môn Thiết bị điện – Khoa điện
19








3 3
2 2
2 .10 w 1 . 2w 1 .10
2 r
l = b k h m
 

   (2.25)
- Đối với dây quấn hình xoắn mạch kép, hoán vị phân bố đều, giữa hai mạch có lớp cách
điện (Hình 2.7d)






3 3
2 2 2
2 .10 w 1 w 1 .10
2 r 2
l = b k h w m

 
  
   
 
(2.26)
Hệ số k trong các biểu thức tính toán l
2
ở trên là kể đến sự co ngót của tấm đệm sau khi ép

chặt cuộn dây:
= 0,94 0,96
k

(có khi lấy đến 0,9)
7. Bề dày của dây quấn HA
 
3
2
.10
v
2
n
a = a m
n


(2.27)
Trong đó: n = 1 đối với dây quấn hình xoắn mạch đơn.
n = 2 đối với dây quấn hình xoắn mạch kép.
8. Đưòng kính trong của dây quấn HA


3
2 02
2 .10
D = d a m


 (2.28)

9. Đường kính ngoài của dây quấn HA


2 2 2
2
D = D a m
 
 (2.29)
10. Bề mặt làm lạnh của dây quấn HA
- Với dây quấn hình xoắn mạch đơn, có rãnh dầu giữa tất cả các bánh dây (Hình 2.7a)






3 2
2 2 2 2 2
2. . . .10
M = t k D a a b w m


 
  (2.30)
- Với dây quấn hình xoắn mạch đơn, có rãnh dầu giữa từng đôi bánh dây một (Hình 2.7b)







3 2
2 2 2 2 2
. . 2 .10
M = t k D a a b w m


 
  (2.31)
- Với dây quấn hình xoắn mạch kép có rãnh dầu giữa tất cả các bánh dây (Hình 2.7c)






3 2
2 2 2 2 2
4 . . .10
M = t k D a a b w m


 
  (2.32)
- Với dây quấn hình xoắn mạch kép không có rãnh dầu giữa hai mạch kép (Hình 2.7d)







3 2
2 2 2 2 2
. . 2 .10
M = t k D a a b w m


 
  (2.33)
k là hệ số kể đến bề mặt dây quấn bị tấm đệm che khuất lấy k = 0,75
Bộ môn Thiết bị điện – Khoa điện
20

1 2 3 4
8 7 6 5

8 1 2 3
7 6 5 3
7 8 1 2
6 5 4 3
6 7 8 1
5 4 3 2
5 6 7 8
4 3 2 1
4 5 6 7
3 2 1 8
3 4 5 6
2 1 6 7
2 3 4 5
1 8 7 6
1 2 3 4
8 7 6 5
1/16
1/8
1/8
1/8
1/8
1/8
1/8
1/8
1/16
Hình 2.9 Sơ đồ hoán vị phân
bố đều của dây quấn hình
xoắn mạch kép
1 2 3 4 5 6
4 5 6 1 2 3

3 2 1 6 5 4
6 5 4 3 2 1
1 2 3 4 5
3 4 5 1 2
2 1 5 4 3
5 4 3 2 1
¼ số vòng dây

¼ số vòng dây

¼ số vòng dây

¼ số vòng dây

Hinh 2.8 Sơ đồ hoán vị theo chiều dài dây qu
ấn của
dây quấn hình xoắn mạch đơn
Bộ môn Thiết bị điện – Khoa điện
21

B. TÍNH DÂY QUẤN CAO ÁP (CA)
1. Số vòng dây của dây quấn CA ứng với điện áp định mức:
1
1 2
2
= w
f
dm
f
U

w
U
(2.34)
2. Số vòng dây của một cấp điều chỉnh điện áp:
- Nếu 2 cấp điều chỉnh: =
dc 2dm
w 0,05w
(2.35)
- Nếu 4 cấp điều chỉnh: = 2
dc 2dm
w 0,0 5w
(2.36)
3. Số vòng dây tương ứng ở các đầu phân áp:
- Đối với MBA có hai cấp điều chỉnh điện áp
2
5%
dm
U thì có các đầu phân nhánh ứng với
các số vòng dây sau đây:
1 1 1
= ; = ; =
1dm dc 1dm 1dm dc
w w w w w w w w
 

- Đối với MBA có 4 cấp điều chỉnh điện áp:
1 1 1
1 1
= 2 ; = ; = ;
= ; = 2

1dm dc 1dm dc 1dm
1dm dc 1dm dc
w w w w w w w w
w w w w w w
 
 
(2.37)
4. Sơ bộ chọn mật độ dòng điện:


2
1 tb 2
= 2 /
A m
    (2.38)
5. Sơ bộ chọn tiết diện dây dẫn:
 
2
1
1
6
1
T =
.10
I
mm



(2.39)

6. Chọn kiểu dây quấn CA và sơ đồ điều chỉnh điện áp:
Theo bảng 38 (Thiết kế máy biến áp điện lực – Phan Tử Thụ), chọn kiểu dây quấn cho
dây quấn CA. Dây quấn CA chủ yếu dùng 4 kiểu sau: hình ống nhiều lớp dây tròn; hình
ống nhiều lớp phân đoạn; dây quấn xoáy ốc liên tục và hình ống nhiều lớp dây chữ nhật.
Dưới đây sẽ giới thiệu trình tự tính toán 4 kiểu dây quấn đó.
Việc lựa chọn sơ đồ điều chỉnh điện áp được dựa trên
kiểu quấn dây cao áp và tham khảo hình 3-37 sách
Thiết kế máy biến áp điện lực – Phan Tử Thụ
a. Dây quấn hình ống nhiều lớp dây tròn
1. Chọn dây dẫn:
Căn cứ vào tiết diện dây dẫn
1
T

xác định sơ bộ ở
(2.39), chọn dây dẫn theo bảng 20 (Thiết kế máy
biến áp điện lực – Phan Tử Thụ). Có thể dùng 1 hoặc
2, 3 sợi chập lại để quấn.
Kích thước dây được ghi như sau:

Hình 2.10. Dây quấn hình ống
nhiều lớp dây tròn
Bộ môn Thiết bị điện – Khoa điện
22

Mã hiệu dây dẫn.
1
1 1
1
;

v d
d
n x T
d


trong đó
1
v
n
là số sợi dây ghép chập; d
1
là đường kính dây trần;
1
d

là đường kính dây có
cách điện 9mm);


2
1d
T mm
là tiết diện mỗi sợi dây.
2. Tiết diện thực của mỗi vòng dây:


6 2
1 1
= . .10

v1 d
T n T m

(2.40)
3. mật độ dòng điện thực:

 
2
1
1
1
I
= /
T
A m
 (2.41)
4. Số vòng dây trong một lớp:
2
1 1 1 1
= =
. .
3 3
1
l1
v v
l .10 l .10
w 1 1
n d n d
 
 

(2.42)
5. Số lớp của dây quấn:
=
1max
l1
l1
w
n
w
(2.43)
trong đó:
1dm dc
= w w
1max
w 
đối với MBA có hai cấp
điều chỉnh điện áp
2
5%
dm
U ;
1dm dc
= w 2w
1max
w

đối với MBA có 4 cấp điều chỉnh
điện áp. Số lớp
l1
n

được lấy tròn với số nguyên lớn hơn.
6. Điện áp làm việc giữa hai lớp kề nhau:


=
l1 l1 v
U 2w u V
(2.44)
7. Căn cứ vào
l1
U
quyết định chiều dày cách điện giữa các lớp theo bảng 26 (Thiết kế
máy biến áp điện lực – Phan Tử Thụ)
8. Phân phối số vòng dây trong các lớp, chia tổ lớp:
- Nên phân phối hầu hết các lớp bên trong đều có số vòng là
l1
w
, còn bao nhiêu phân phối
cho một hay vài lớp ngoài cùng. Nếu có thể được, nên phân tất cả các vòng dây điều
chỉnh điện áp nằm trong một lớp ngoài cùng.
- Để tăng điều kiện làm nguội, dây quấn được phân thành hai tổ lớp, ngăn cách nhau bởi
rãnh dầu dọc trục
11
a

. Tổ lớp trong làm nguội khó khăn hơn nên bố trí ít hơn tổ lớp ngoài.
Thường tổ lớp trong không quá 1/3 đến 2/5 tổng số lớp của dây quấn. Kích thước
22
a


xem
ở bảng 55 (Thiết kế máy biến áp điện lực – Phan Tử Thụ).
9. Chiều dày dây quấn CA:
Vành đệm
bằng bìa
cá
ch đi
ện.

Màn ch
ắn

T
ấm lót cách điện
Hình 2.11: Cách điện phần
đầu của dây quấn hình ống
nhiều lớp.
Bộ môn Thiết bị điện – Khoa điện
23

     


 
3
1 1 12 11
1 1 .10
a = d n m n m a m



 
      
 
(2.45)
trong đó: n,m là số lớp của hai tổ lớp,
l1
n+m = n

Trong các dây quấn 35 kV, thường ở đầu dây quấn, tức ở lớp trong cùng của cuộn CA
người ta có bố trí màn chắn tĩnh điện bằng kim loại dầy 0,5 mm nối điện với dây quấn
CA. Màn chắn có cách điện hai phía bằng cách điện lớp nên chiều dày dây quấn CA sẽ là:




3
1 1 1
2 .10
c
a = a m
 


  
 
(2.46)
trong đó
1
a


được tính theo (2.45);


0,5
c
= mm

;
1

tra ở bảng 26 (thiết kế máy biến áp
điện lực – Phan Tử Thụ), thường


1
2 2,5
c
mm
 
  .
10. Đường kính trong của dây quấn:


3
1 2 12
2 .10
D = D a m

 
 (2.47)

11. Đường kính ngoài của dây quấn :


1 1 1
2
D = D a m
 
 (2.48)
12. Khoảng cách giữa hai trụ cạnh nhau:


3
1 11
.10
C = D a m


 (2.49)
trong đó khoảng cách
11
a
giữa hai cuộn CA của hai trụ cạnh nhau xác định theo bảng 19
(thiết kế máy biến áp điện lực – Phan Tử Thụ).Trị số C thường lấy tròn đến 0,01 hay 0,05 m.
13. Bề mặt làm lạnh của dây quấn:
- Đối với dây quấn quấn trực tiếp lên ống cách điện và không có rãnh dầu thì chỉ có một
mặt làm lạnh:


2
1 1 1

. . .
M = t k D l m


(2.50)
trong đó k=1.
- Đối với dây quấn không phân tổ lớp và quấn lên que nêm thì có hai mặt làm lạnh:




2
1 1 1 1
. . .
M = t k D D l m

 
 (2.51)
trong đó lấy k=0,88.
- Đối với dây quấn có hai tổ lớp, giữa chúng có rãnh dầu làm lạnh và tổ lớp trong quấn
trực tiếp lên ống cách điện thì có ba mặt làm lạnh:




2
1 1 1 1
1,5 . . .
M = t k D D l m


 
 (2.52)
trong đó lấy k = 0,88.
- Tương tự như trường hợp trên, nhưng tổ lớp trong quấn lên hình trụ cách điẹn có que
nêm thì có bốn mặt làm lạnh:




2
1 1 1 1
2 . . .
M = t k D D l m

 
 (2.53)
trong đó lấy k = 0,8.
Bộ môn Thiết bị điện – Khoa điện
24

Hệ số k trong các công thức trên là tính đến bề mặt làm lạnh bị các chi tiết cách
điện che khuất.
b) Dây quấn hình ống nhiều lớp phân đoạn.
1. Số bánh dây tối thiểu trên một trụ:
 
1
2
1
800 1000
f

b
U
n = m

(2.54)
Nên lấy tròn thành số chẵn lớn hơn. Để tiện lợi cho việc cáh điện giữa các bánh dây, nên
điện áp giữa các bánh dây cạnh nhau người ta thường thiết kế trong phạm vi 800÷1000 V
đối với cấp điện áp đến 35kV, cũng có thể dùng điện áp giữa các bánh dây 1500 ÷1600 V
với cấp điện áp 110 kV, hay 2500 ÷3000 V với cấp điện áp 220 kV.
2. Tiết diện sơ bộ tính cho mỗi vòng dây:
 
2
1
1
6
1
T =
.10
I
mm



(2.55)
3. Chọn dây dẫn theo bảng 20 (thiết kế máy biến áp điện lực – Phan Tử Thụ), thương chỉ
dùng một sợi và ghi như sau:
Mã hiệu dây dẫn


 

2
1
2
;
d
d duong kinhdaytran
Tiet diensoi dayT
d duong kinhcocachdien


4. Tiết diện toàn phần mỡi vòng dây:


6 6 2
1 1 1
= . .10 = .10
v1 d d
T n T T m
 
(2.56)
5. Mật độ dòng điện thực:
 
2
1
1
1
I
= /
T
A m

 (2.57)
6. Số vòng dây trong mỗi bánh dây:
w =
1max
b1
b1
w
n
(2.58)
trong đó:
1dm dc
= w w
1max
w 
đối với MBA có hai cấp
điều chỉnh điện áp
2
5%
dm
U ;
1dm dc
= w 2w
1max
w

đối với MBA có 4 cấp điều chỉnh
điện áp.
7. Chiều dày cách điện giữa các bánh dây theo chiều trục của toàn dây quấn:




 
3
= 10
cd d
r
h h m



 
(2.59)
- Khi 35
S kVA


thì chỉ có vòng đệm cách điện giữa các bánh dây
d

;

Hình 2.12 Dây quấn hình
ống nhiều lớp phân đoạn
Bộ môn Thiết bị điện – Khoa điện
25

khi 35 110
S kVA

 

thì ngoài vòng đệm còn có rãnh dầu:


= 0,4 0,8
r
h cm
 ;


= 0,1 0,2
d
cm

 ở bánh dây đôi;


= 0,05 0,1
d
cm

 đối với vòng đệm gẫy góc.
8. Chiều cao tống của các bánh dây:


=
b 1 cd
h l h m


(2.60)

9. Chiều cao của một bánh dây:
 
=
b
b1
b1
h
h m
n

(2.61)
10. Số vòng dây trong mỗi lớp của một bánh dây:
1
1
=
3
b
l1
h .10
w 1
d


(2.62)
11. Số lớp trong mỗi bánh dây:
1
1
=
w
b

l1
1
w
n (2.63)
12. Điện áp làm việc giữa hai lớp:


=
l l1 v
U 2w U V
(2.64)
13. Xác định chiều dày cách điện giữa các lớp
1
l

theo bảng 27 (thiết kế máy biến áp điện
lực – Phan Tử Thụ).
14. Chiều dày của dây quấn:





3
1 1 1 1
= 1 .10
l1 l l
a n d n m




  
 
(2.65)
- Cách điện tăng cường của các bánh dây đầu chỉ áp dụng trong các dây quấn có điện áp
thử 55 kV trở lên.
- Những vòng dây có đầu phân áp của dây quấn với điện áp làm việc từ 35 kV trở lên cần
phải bố trí trong hai hay bốn bánh dây riêng đặt ở giữa chiều cao dây quấn. Mối hàn các
đầu phân áp đặt ở chỗ nối giữa các bánh dây. nếu điện áp làm việc dưới 35 kV thì mối
hàn đầu phân áp có thể ở giữa bánh dây.
15. Chiều cao hướng trục của mỗi bánh dây:




3
1 l1 2
= w 1 .10
b
h d m



(2.66)
16. Chiều cao của dây quấn
1
l
cuối cùng phải bằng
2
l

theo công thức:




3
1 2 b1
= l = h .10
r d
l k h m


 
  
(2.67)
trong đó
k = 0,94 0,96


17. Đường kính trong của dây quấn:


3
1 2 12
2 .10
D = D a m

 
 (2.68)
18. Đường kính ngoài của dây quấn :



1 1 1
2
D = D a m
 
 (2.69)
19. Khoảng cách giữa hai trụ cạnh nhau:


3
1 11
.10
C = D a m


 (2.70)
Bộ môn Thiết bị điện – Khoa điện
26

trong đó khoảng cách
11
a
giữa hai cuộn CA của hai trụ cạnh nhau xác định theo bảng 19
(thiết kế máy biến áp điện lực – Phan Tử Thụ).Trị số C thường lấy tròn đến 0,01 hay 0,05 m.
20. Bề mặt làm lạnh của dây quấn:
- Trường hợp dây quấn không có rãnh dầu dọc giữa cuộn dây và ống cách điện và cũng
không có rãnh dầu ngang:




2
1 1 1 1
. . .
b b
M = t k D n h m


(2.71)
trong đó k = 1.
- Trường hợp dây quấn có rãnh dầu dọc giữa cuộn dây và ống cách điện và cũng không có
rãnh dầu ngang:




2
1 1 1 1 1
. . . .
b b
M = t k D D n h m

 

(2.72)
trong đó lấy k = 0,87.
-Trường hợp có rãnh dầu ngang giữa từng đôi bánh dây:







2
1 1 1 1 1 1
. . . 2
b b
M = t k D a n a h m


 
(2.73)
trong đó lấy k = 0,75.
- Trường hợp dây quấn có rãnh dầu giữa tát cả các bánh dây:






2
1 1 1 1 1 1
2 . . .
b b
M = t k D a n a h m


 
(2.74)
trong đó lấy k = 0,75.

Hệ số k trong các công thức trên là tính đến bề mặt làm lạnh bị các chi tiết cách
điện che khuất.
c) Dây quấn xoáy ốc liên tục
Dây quấn loại này sử dụng dây dẫn có tiết
diện chữ nhật được bọc cách điện cẩn thận
và quấn thành từng bánh dây liên tục như
hình 2-13.
Sơ đồ điều chỉnh điện áp được chọn
theo một trong 2 sơ đồ (hình2-14). Sơ đồ
với các đầu phân áp lấy ở cuối dây quấn
(X) chỉ sử dụng cho dây quấn 3 pha đấu Y
và máy biến áp có công suất không quá 1000KVA và điện
áp đến 35 KV. Sơ đồ có đầu phân áp lấy ở giữa dây quấn
được sử dụng cho dây quấn 3 pha cả đấu Y và đấu .
1. Tiết diện sơ bộ mỗi vòng dây:
Hình 2.13: Dây quấn
Xoáy ốc liên tục.
h
r