thiết kê máy biến áp

LỜI NÓI ĐẦU
Máy điện là một loại hệ điện từ gồm có mạch từ và mạch điện liên
quan với nhau. Mạch từ gồm các bộ phận dẫn từ và khe hở không khí.
Mạch điện gồm hai hoặc nhiều dây quấn có thể chuyển động tương đối với
nhau cùng bộ phận mang chúng. Máy biến áp là một hệ thống biến đổi cảm
ứng điện từ dùng để biến
đổi dòng điện xoay chiều từ điện áp này thành
dòng điện xoay chiều có
điện áp khác. Các dây quấn và mạch từ của nó
đứng yên và quá trình biến đổi từ trường để sinh ra sức điện động cảm
ứng trong dây quán thực hiện bằng phương pháp điện. Mặt khác, máy
biến áp nó còn có vai trong quan trọng trong nền kinh tế quốc dân như
trong công nghiệp, nôn nghiệp, giao thông vận tải, các hệ điều khiển….
Nên việc tính toán không khỏi thiếu sót. Mong các thầy, cô
cho
nhận xét để đồ án này được hoàn thiện hơn. Em xin cảm ơn thầy
đã
tận tình giúp đỡ, tạo điều kiện cho em để hoàn thành tốt bài tập này và hoc
em được học hỏi nhiều vấn đề về máy biến áp trong thời gian khai thác.
Xin chân thành cảm ơn
PHẦN I: VAI TRÒ CỦA MBA TRONG TRUYỀN TẢI VÀ PHÂN PHỐI
ĐIỆN NĂNG
I. VÀI NÉT KHÁI QUÁT VỀ MÁY BIẾN ÁP.
Để dẫn điện từ các trạm phát điện đến hộ tiêu thụ cần phải có
đường dây tải điện ếu khoảng cách giữa nơi sản xuất điện và nơi tiêu
thụ điện lớn, một vấn đề ất lớn đặt ra và cần được giải quyết là việc
truyền tải điện năng đi xa làm sao cho kinh ế nhất và đảm bảo được
các chỉ tiêu kĩ thuật.
Như ta đã biết, cùng một công suất truyền tải trên đường dây,
nếu điện áp được ăng cao thì dòng điện chạy trên đường dây sẽ giảm
xuống, như vậy có thể làm tiết diện ây nhỏ đi, do đó trọng lượng và chi

phí dây dẫn sẽ giảm xuống, đồng thời tồn hao năng ượng trên đường
dây cung sẽ giảm xuống. Vì thế, muốn truyền tải công suất lớn đi xa,ít
tổn hao và nết kiệm kim loại mầu trên đường đây người ta phải dùng
điện áp cao, dẫn điện bằng các đường dây cao thế, thường là 35, 110,
220 và 500 KV. Trên thực tế, các máy phát điện thường không phát ra
những điện áp như vậy vì lí do an toàn, mà chỉ phát ra điện áp từ 3
đến 21KV, do đó phải có thiết bị để tăng điện áp đầu đường dây lên.
Mặt khác các hộ tiêu thụ thường chỉ sử dụng điện áp thấp từ 127V,
500V hay cùng lắm đến6KV, do đó trước khi sử dung điện năng ở đây
cần phải có thiết bị giảm điện áp xuống.Những thiết bị dùng để tăng
điện áp ra của máy phát điện tức đầu đường dây dẫn và những thiết
bị giảm điện áp trước khi đến hộ tiêu thụ gọi là các máy biến áp
(MBA). Thực ra trong hệ thống điện lực, muốn truyền tải và phân phối
công suất từ nhà máy điện đến tấn các hộ tiêu thụ một cách hợp lí,
thường phải qua ba, bốn lần tăng và giảm điện áp như vậy. Do đó
tổng công suất của các MBA trong hệ thống điện lực thường gấp ba,
bốn lần công suất của trạm phát điện. Những MBA dùng trong hệ
thống điện lực gọi là MBA điện lực hay MBA công suất. Từ đó ta cũng
thấy rõ, MBA chỉ làm nhiệm vụ truyền tải hoặc phân phối năng lượng
chứ không chuyển hóa năng lượng.Ngày nay khuynh hướng phát triển
của MBA điện lực là thiết kế chế tạo những MBA có dung lượng thật
lớn, điện áp thật cao, dùng nguyên liệu mới chế tạo để giảm trọng
lượng và kích thước máy.
Nước ta hiện nay ngành chế tạo MBA đã thực sự có một chỗ
đứng trong việc đápứng phục vụ cho công cuộc công nghiệp hiện đại
hóa nước nhà. Hiện nay chúng ta đãsản xuất được những MBA có
dung lượng 63000KVA với điện áp 110 kV.
II. ĐỊNH NGHĨA MÁY BIẾN ÁP
Máy biến áp là một thiết bị điện từ đứng yên, làm việc dựa trên
nguyên lí cảmứng điện từ, biến đổi một hệ thống dòng điện xoay chiều

ở điện áp này thành một hệthống dòng điện xoay chiều ở điện áp
khác, với tần số không thay đổi.Đầu vào của MBA được nối với nguồn
điện, được gọi là sơ cấp (SC). Đầu ra của MBA được nối với tải gọi tà
thứ cấp (TC) Khi điện áp đầu ra TC lớn hơn điện áp vào SC ta có MBA
tăng áp.Khi điện áp đầu ra TC nhỏ hơn điện áp vào SC ta có MBA hạ
áp .Các đại lượng và thông số của đầu sơ cấp .
+ U1 : Điện áp sơ cấp .
+ I1 : Dòng điện qua cuộn sơ cấp .
+ P1 : Công suất sơ cấp .
+ Wl : Số vòng dây cuộn sơ cấp .
Các đại lượng và thông số của đầu thứ cấp .
+ Ul : Điện áp thứ cấp .
+ I1 : Dòng điện qua cuộn thứ cấp .
+ P1 : Công suất thứ cấp .
+ Wl : Số vòng dây cuộn thứ cấp .
III. CÁC LƯỢNG ĐỊNH MỨC
Các lượng định mức của MBA do mỗi nhà chế tạo qui định sao cho
phù hợp vớitừng loại máy .Có 3 đại lượng định mức cơ bản của MBA .
1. Điện áp định mức
Điện áp sơ cấp định mức kí hiệu Ulđm là điện áp qui định cho
dây quấn sơ cấp.Điện áp thứ cấp định mức kí hiệu U2đm là điện áp
giữa các cực của dây quấn sơcấp. Khi dây quấn thứ cấp hở mạch và
điện áp đặt vào dây quấn sơ cấp là định mức,người ta qui ước với
MBA 1 pha điện áp định mức là điện áp pha với MBA 3 pha làđiện áp
dây. Đơn vị của điện áp ghi trên nhãn máy thường là KV.
2. Dòng điện định mức
Dòng điện định mức là dòng điện đã qui định cho mỗi dây quấn
của MBA, ứngvới công suất định mức và điện áp định mức. Đối với
MBA 1 pha dòng điện định mứclà dòng điện pha. Đối với MBA 3 pha
dòng điện định mức là dòng điện dây.

3. Công suất định mức
Công suất định mức của MBA là công suất biểu kiến định mức.
Công suất địnhmức kí hiệu là Sđm , đơn vị là VA, KVA .
Đối với MBA 1 pha công suất định mức là :
I
U
I
US
đm
đm
đm
đmđm
1
1
2
2

==

Đối với MBA 3 pha công suất định mức là :
I
U
I
US
đm
đm
đm
đmđm
1
1

2
2
.3.3
==

IV. CÔNG DỤNG CỦA MBA
MBA đã và đang được sử dụng rộng rãi trong đời sống, phục vụ
chúng ta trong việc sử dụng điện năng vào các mục đích khác nhau :
+ Trong các thiết bị lò nung có MBA lò .
+ Trong hàn điện có MBA hàn .
+ Làm nguồn cho các thiết bị điện ,thiết bị điện tử công suất .
+ Trong lĩnh vực đo lường (Máy biến dòng ,Máy biến điện áp. .
+ Máy biến áp thử nghiệm.
+ Và đặc biệt quan trọng là MBA điện lực được sử dụng trong hệ
thống điện .Trong hệ thống điện MBA có vai trò vô cùng quan trọng,
dùng để truyền tải và phân phối điện năng ,vì các nhà máy điện công
suất lớn thường ở xa các trung tâm tiêu thụ điện (Các khu công
nghiệp và các hộ tiêu thụ. . . ) vì thế cần phải xây dựng các hệ thống
truyền tải điện năng . Điện áp do nhà máy phát ra thường là : 6.3;
10.5; 15.75; 38.5 KV. Để nâng cao khả năng truyền tải và giảm tổn
hao công suất trên đường dây phải giảm dòng điện chạy trên đường
dây ,bằng cách nâng cao điện áp truyền ,vì vậy ở đầu đường dây
cần lắp đặt MBA tăng áp 110 KV ; 220KV ; 500 KV v v.và ở cuối
đường dây cần đặt MBA hạ áp để cung cấp điện cho nơi tiêu thụ
thường là 127V đến 500V và các động cơ công suất lớn thường là 3
đến 6KV .
V. VAI TRÒ CỦA MÁY BIẾN ÁP TRONG TRUYỀN TẢI VÀ PHÂN
PHỐI ĐIỆN NĂNG
Hiện nay mang điện trải rộng ở khắp mọi nơi, nhưng điện năng
chỉ được sản xuất ở một số ít nhà máy phát điện , mà các nhà máy

này được xây dựng ở những nơi có các đặc điểm như gần sông hồ
lớn , gần mỏ than ….vì vậy mà cách xa nơI tiêu thụ hang trăm hàng
nghìn km Điện năng có đặc điểm là khi xản xuất ra cần phảI tiêu thụ
ngay .Chính vì vậy cần phảI truyền tảI điện năng tới ngay nơI tiêu thụ
. Điện năng được truyền tảI bằng các đường dây điện.Với mạng lưới
dài tới hàng trăm hàng nghìn km
Giả sử ta cần truyền tải một công suất P của máy phát trên
quãng đường dài. Công suất P , hiệu điện thế U và dòng điện trên
dây dẫn liên hệ với nhau bằng biểu thức: P = U.I
Do hiệu ứng jun-lenxơ,trên đường dây sẽ có một công suất hao
phí ΔP sẽ biến thành nhiệt toả vào môI trường . Ta có biểu thức tính
tổn hao : ΔP= U
2
/R
Trong đó R là điện trở dây dẫn Vì ΔP là tổn hao công suất do
vậy cần phải giảm ΔP xuống mức thấp nhất .Chẳng hạn muốn giảm
ΔP xuống 100 lần thì ta có thể làm hai cách:
• Giảm R xuống 100 lần
• Tăng u lên 100 lần
Nếu làm theo cách thứ nhất thì ta phải tăng tiết diện dây lên 100
lần ,đồng nghĩa với việc ta phải tăng khối lượng dâu dẫn lên 100
lần .Điều này là quá tốn kém vì ta phải tăng sức trống đỡ của cột lên
100lần và giá thành vật liệu sẽ quá cao.Như ta đã biết việc tăng U lên
10 lần chỉ có thể thực hiện được khi ta sử dụng MBA.Ta nhìn vào mô
hình mạng điện sau đây:
Máy phát điện ở các nhà máy phát điện chỉ có thể tạo ra dòng
điện tới 24kv.Trạm biến áp ở nhà máy điện có khả năng nâng điện
thế đó lên tới 500kv .Quãng đường truyền tảI càng xa càng cần diện
áp cao. Trên quãng đường truyền tảI cần nhiều trạm biến áp trung
gian nhằm mục đích tiếp tục nâng hay giảm điện áp vì điện áp của

nơi tiêu thụ chỉ cần điện áp thấp vai trăn vol Trong các hệ thống điện
hiện nay cần phải có tối thiểu 4÷ 5 lần tăng giảm điện áp. Do đó tổng
công suất đặt của các máy biến áp gấp mấy lần công suất của máy
phát điện.Người ta đã tính được rằng nó gấp 6÷7 hay 8 lần hoặc hơn
thế nữa hiệu suất của máy biến áp thường rất lớn 98 ÷99 % nhưng
do số lượng máy biến áp nhiều lên tổn hao trong hệ thống điện là rất
đáng kể.Có thể nói trên mạng truyền tải điện năng thì MBA được chia
làm hai loại chính là MBA truyền tải điện áp cao, MBA trung gian và
MBA phân phối.
• MBA truyền tải điện áp cao ,công suất lớn nó đảm nhiện cung
cấp điện cho một vùng, một khu vực. Vì vậy yêu cầu đối với loại máy
này là: Un phải lớn đông thời phảI điều chỉnh được điện áp đưới tải
• MBA phân phối với công suất vừa và nhỏ,cung cấp điện cho
một vùng dân cư nhỏ, hay một số ít nhà máy. yêu cầu với loại nay là
Un từ 4-5%, AU nhỏ, điều chỉnh không điện,hay thận chí không điều
chỉnh
Đề tài của em là thiết kế MBA ba pha điều chỉnh điện áp với
công suất là: S= 2500 KVA vơi điện áp 35/ 0,4 kv. Đây thuộc loại
MBA dân dụng
PHẦN II : THIẾT KẾ
Nhiệm vụ thiết kế: Thiết kế MBA ba pha điều chỉnh điện áp công
suất 2500 KVA
Các số liệu ban đầu:
• Dung lượng 2500 KVA
• Điện áp 35000 ±2.5%/400 V
• Tần số 50Hz
• Tổn hao không tải 5000 W
• Tổn hao ngắn mạch 20000 W
• Điện áp ngắn mạch 6%
• Dòng điện không tải 5%

• Tổ nối dây Y/Y-12
CHƯƠNG I: TÍNH TOÁN CÁC KÍCH THƯỚC CHỦ YẾU CỦA MÁY
BIẾN ÁP
I. XÁC ĐỊNH CÁC ĐẠI LƯỢNG ĐIỆN CƠ BẢN CỦA MÁY BIẾN ÁP.
Dựa vào các số liệu ban đầu của nhiệm vụ thiết kế đã cho ta xác
định được các đại lượng điện sau:
1. Dung lượng 1 pha.
S
f
=
3
S
=
3
2500
=833,33 (KVA)
Dung lượng 1 trụ:
S
tr
=
3
S
=
3
2500
=833,33 (KVA)
2. Dòng điện dây định mức:
Phía cao áp :

f1

Ι
=
đm
đm
U
S
2
.3
=
35.3
2500
=41,24(A)
Phía hạ áp :
I
f2
=
đm
đm
U
S
2
.3

4,0.3
2500
=3608,44(A)
3. Dòng điện pha định mức.
- Phía cao áp nối Y: I
f1
= I

1
= 41,24 (A)
- Phía hạ áp nối Y: I
f2
= I
2
=3608,44(A)
4. Điện áp pha định mức:
- Phía cao áp nối Y:
U
f1
=
3
1
U
=
3
3500
=20,21(KV)
- Phía hạ áp nối Y:
U
f2
=
3
2
U
=
3
400
= 231(V)

5. Điện áp thử dây quấn ( tra bảng 14 -5 tài liệu 1).
U
1t
= 50 (kV) ; U
2t
= 10 (kV)
II. CHỌN CÁC SỐ LIỆU XUẤT PHÁT VÀ TÍNH TOÁN KÍCH THƯỚC
CHỦ YẾU.
1.Với U
t1
= 50 (QV) Tra bảng 14 – 2 tài liệu1.
Có : Δ = 18 (mm)
δ
12
= 4 (mm)
*Theo công thức (20-13a) TL1 có :
Δ
1
+ Δ
2
= K.
t
S

Chọn K = 2 Δ⇒
1
+ Δ
2
= 2
33,833

=10,75 (cm)
* Chiều rộng quy đổi từ trường tản.
bc = Δ +
3
21
∆+∆
=18+3,58=21,58(mm)
2. Hệ số quy đổi từ trường tản:
K
r
= 0,95
3. Thành phần điện áp tác dụng của điện áp ngắn mạch
U
1n
%=
đm
s
p
.10
1
=
2500.10
20000
=0,8%
Thành phần phản kháng của điện áp ngắn mạch
Un%=5,95%
CHƯƠNG II: THIẾT KẾ MẠCH TỪ
1. CHỌN TÔN SILIC
Lõi sắt là phần mạch từ của MBA, là phần dẫn từ thông chính của
MBA. Do đó khi thiết kế cần phẩi đảm bảo làm sao cho thoả mãn những

yêu cầu như, tổn hao sắt chính và phụ nhỏ, lượng tôn silic sử dụng làm
sao cho ít nhất và hệ số điều đầy của lõi sắt lớn. Mặt khác lõi sắt cũng là
nơi mà trên đó gắn nhiều bộ phận khác nữa như: dây quấn, giá đỡ dây
dẫn ra, đối với một số MBA còn gắn cả nắp máy để có thể nâng cẩu toàn
bộ lõi sắt ra khỏi vỏ khi sửa chữa. Hơn thế nữa lõi sắt còn có thể chịu
được lực cơ học lớn khi bị ngắn mạch dây quấn.Để các yêu cầu đối với
mạch từ như trên được thoả mãn thì việc chọn loại tôn silic như thế nào
là rất quan trọng, với silic có độ dày bao nhiêu, thành phần silic bao nhiêu
là được. Khi tôn silic có thành phần silic trong lá tôn sẽ bị dòn, đàn hồi
kém đi.ở đây ta chọn loại tôn cán lạnh là vì loại tôn này có ưu điểm vượt
trội về khả năng dẫn từ và giảm hao mòn so với tôn cán mỏng. Tôn cán
lạnh là loại tôn có vị trí sắp xếp các tinh thể gần như không đổi và có tính
dẫn từ không đẳng hướng, do đó suất tổn hao giảm 2 đến 2,5 lần so với
tôn cán nóng. Độ từ thẩm thay đổi rất ít theo thời gian dùng tôn cán lạnh
cho phép tăng cường độ từ cảm trong lõi thép lên tới ( 1,6 -> 1,65)T trong
khi đó tôn cán nóng chỉ là (1,4 -> 1,45)T từ đó giảm được tổn hao trong
máy, giảm được trọng lượng kích thước máy đặc biệt là rút bớt được
đáng kể chiều cao của MBA, rất thuận lợi cho việc chuyên chở. Tuy nhiên
giá t hành tôn cán lạnh có hơi cao nhưng do việc giảm được tổn hao và
trọng lượng nên người ta tính rằng vẫn kinh té hơn những loại MBA được
chế tạo bởi tôn cán nóng.lại định hướng ban đầu. Các lá thép kỹ thuật
điện sau đó được sơn phủ cách điện mặt ngoài trước khi ghép chúng 2
Tra bảng 44-4 (tài liệu 1) chọn tôn cán lạnh mã hiệu 3406 dày 0,35mm
chọn B
T
= 1,65. Chọn sơ bộ số bậc của trụ là 8 bậc theo bảng 10 -2 TL1
tiết diện gông có 3 cấp với Kg = 1,03
B⇒
g
=

03,1
65,1
=1,6T
Hệ số chèn kín K
p
= 0,936 hệ số điện dày 0,91 hệ số lợi dụng lõi thép
K
cd
= 0,93. 0,91 = ≈ 0,85.
Suất tổn hao trụ và gông.Tra bảng 44- 4 TL1Có:
P
t
= 1,261 W/Kg q
t
= 2 Var/Kg
P
g
= 1,145 W/Kg q
g
= 1,64 Var/Kg
Tra theo mục 4.2. TL1 suất từ hoá khe hở không khí
+ Nối ghép nghiêng q
ss
= 6225.cost2 = 16947 Var/m2
+ Nối ghép thẳng q
ss
= 7050.cost2 = 19194 Var/m2
Khoảng cách cách điện chính
Dựa vào bảng 14 -1, 14 -2 TL1
Có e = 21 mm

Δ = 18mm
d = 45 mm
c = 22 mm
δ
12
= 4mm
Tấm chắn giữa các pha δ22 = 3mm
Chọn δ = 1,4; b = 0,35; K
f
= 0,91 theo 20 - 41 c, d,e TL1)
Chọn K
R
= 0,95
Chọn hệ số hình dáng: ở mục 20 -1 tài liệu 1 đã đưa tính toán MBA theo
hệ số hình dáng β = π.Ds/lv: đường kính trung bình của cuộn dây, lv
chiều cao của dây quấn.
- Trị số β thường biến thiên rất rộng từ 1,2 ÷ 3,6 nó ảnh hưởng rõ rệt
tới các đặc tính kỹ thụât và kinh tế của MBA.
* Về mặt kinh tế
- Nếu các MBA có cùng công suất điện áp và các thông số kỹ thuật
ban đầu thì nếu β nhỏ MBA sẽ “gầy”, “cao”… nếu β lớn thì MBA sẽ “béo”
và “thấp” với trị số β khác nhau thì tỉ lệ trọng lượng sắt và đồng trong
MBA cũng khác nhau. β nhỏ thì lượng sắt ít lượng đồng nhiều, β lớn thì
lượng sắt lớn lượng đồng ít. Như vậy chọn β thích hợp không chỉ ảnh
hưởng đến kích thước của máy mà còn ảnh hưởng tới vật liệu cấu thành
lên máy biến áp đến giá thành của MBA.
* Về mặt lỹ thuật
- Nếu β lớn thì đường kính d lớn và trọng lượng sắt tăng. Do vậy mà
tổn hao sắt tăng vì vậy mà dòng điện không tải tăng lên.Muốn giữ tổn
haokhông đổi khi β tăng thì trọng lượng đồng giảm xuống , nhưng lúc đó

sẽ làm cho mật độ dòng điện và lực điệntừ tác dụng lân dq lại tăng lên.
- Vậy chọn lựa β hợp lý có ảnh hưởng tới cả vấn đề về kinh tế và kỹ
thuật của MBA do vậy các công thức 20 – 41 TL1. Cho phép tính toán để
tìm được β hợp lí.
A=16
4
22
edtKfUxB
SbcKr
=16
4
22
85.0.65,1.95,5.50
95,0.31,6.33,833
=27,35
A
1
= 5,66. 10-2.δ.A
2
.Kp = 5,66.10-2.14.32
2
.0,93=2415 (Kg)
B
1
= 2,4.10
2
−
.KG.Kp .A
2
(δ + b + 0,375)

B
1
= 2,4 .10
2
−
.1,03.0,93.32
2
(1,4 + 0,4 + 0,375) = 1638,5
A
2
= 3,6. 10
2
−
.d.A
2
.Kp = 3,6.10
2
−
.4,5.32
2
.0,93 = 154 (Kg)
B
2
= 2,4 .10
2
−
.KG.kp.A
2
(Δ + c)
= 2,4.10

2
−
.1,03.0,93.32
2
(1,8 + 2,2) = 94 (Kg)
C
1
= K
dq
.10
2
.
222
2
tUApKfK
S
β
δ
=1,27.10
2
222
2
35,27.8,0.165.93,0.92,0
4,1.2500
= 480(Kg)
Các số liệu tính toán sơ bộ được thống kê ở bảng dưới đây
chọn
Chọn β = 2
* Đường kính trụ sắt là:

D = A.
4
β
= 32. 4 2 = 38,05 (cm)
Chọn D = 380 (mm)
* Đường kính trung bình dãnh dầu sơ bộ theo 20 – 41 d TL1
D
S
= δ.D = 1,4 .380 = 532 (cm)
* Chiều cao dq sơ bộ
L
v
=
β
π
s
D
=
2
532.14,3
=835,2(mm)
Chọn 84 cm
* Tiết diện hữu hiệu trụ lõi thép
S
t
=K
ld
.
2
2

β
π
s
D
=0,85.
2
2
2
38.14,3
=963,5(cm
2
)
CHƯƠNG III: TÍNH TOÁN DÂY QUẤN MÁY BIẾN ÁP
I. CÁC YÊU CẦU CHUNG
1. yêu cầu vận hành
a. Yêu cầu về điện
Khi vận hành thường dây quấn MBA có điện áp làm việc bình
thường và quá điện áp do đóng ngắt mạch trong lưới điện hay sét
đánh gây nên. ảnh hưởng của quá điện áp do đóng ngắt mạch với
điện áp làm việc bình thường,thường chủ yếu là đối với cách điện
chính của MBA, tức là cách điện giữa các dây quấn với nhau và giữa
dây quấn với vỏ máy, con quá điện áp do sét đánh lên đường dây
thường ảnh hưởng đến cách điện dọc của MBA, tức là giữa các vòng
dây, lớp dây hay giữa các bánh dây của trong dây quấn.
b. Yêu cầu về cơ học.
Dây quấn không bị biến dạng hoặc hư hỏng dưới tác dụng của
lực cơ học do dòng điện ngắn mạch gây nên.
c. yêu cầu về nhiệt
Khi vận hành bình thường cũng như trong trường hợp ngắn
mạch, trong thời gian nhất định dây quấn không được có nhiệt độ

quá cao vì lúc đó chất cách điện sẽ bị nóng mất tính đàn hồi, hoá
giòn và mất tính chất cách điện. Vì vậy khi thiết kế phải đảm bảo sao
cho tuổi thọ của chất cách điện là 15 đến 20 năm.
2. Yêu cầu về chế tạo.
Làm sao cho kết cấu đơn giản tốn ít nguyên vật liệu và nhân công,
thời gian chế tạo ngắn, giá thành hạ và phải đảm bảo về mặt vận hành.
Như vậy yêu cầu đối với thiết kế là.
+ Phải có quan điểm toàn diện : kết hợp một cách hợp lý giữa hai
yêu cầu về chế tạo và vận hành để snả phẩm có chất lượng tốt mà
giá thành chấp nhận được.
+ Phải chú ý đến kết cấu chế tạo dây quấn sao cho thích hợp với
trình độ kỹ thuật của xưởng sản xuất.
+ Phải nắm vững những lý luận có liên quan đến dây quấn CA, vật
liệu cách điện.
Quá trình thiết kế của dây quấn có thể tiến hành theo 3 bước.
+ Chọn kiểu và kết cấu dây quấn.
+ Tính toán sắp xếp và bố trí dây quấn
+ Tính toán tính năng của MBA.
II. TÍNH TOÁN DÂY QUẤN HẠ ÁP
1. Có B
t
= 1,65(T) ; St 963,51 (cm2)
Từ thông trong trụ:
φ = B
t
.S
t
= 1,65.963,5.10
4
−

= 0,1589 (Wb)
2. Điện áp 1 vòng dây:
U
v
= 4,44.φ.f = 4,44.0,1589.50 = 35,29 lấy 35V
3. Điện áp 1 vòng dây
U
v
= 35 (V)
4. Điện áp pha
U
2f
= U = 400 (V)
Số vòng dây 1 pha của dq hạ áp
W
2
=
s
f
U
U
2
=
35
400
=11,5(vòng)
Dây quấn thứ cấp bố trí 3 lớp theo kiểu hình trụ, mỗi lớp có 60 vòng,
nối Δ
5. Chọn mật độ dòng điện δ
2

= 1,855A/mm
2
6. Tiết diện dây quấn thứ cấp
S
2
=
2
2
δ
f
I
=
833,1
44,3608
=1968,6(mm
2
)
7. Dựa vào bảng 44 -10 TL1
- Chọn 6 dây
961,4
915,3
x
x
- Cách điện 4P, ghép 6 sợi song song có hoán vị.
8. Kích thước dây quấn
- Chiều cap dây quấn hạ áp : l
v
= (60 + 1) 2 x 9,6 = 1170 (mm)
ép : i = 0,13 x 61 x 2 x 0,6 = 10 (mm)
Chiều cao thực của dây quấn hạ áp : 1160 (mm)

- Chiều rộng dây quấn hạ áp a = 3 x 4,1 + 0,2 = 12,5 mm
Bố trí lớp 1 và 3 dây quấn phải,lớp hai quấn trái, giữa các lớp có
kênh làm mát 9mm giữa dây quấn hạ áp và trụ có cách điện 5mm.
- Khoảng cách giữa dây quấn hạ áp và trụ là 20,5 (mm). Chiều rộng
kênh Vn – nn là Δ = 25 (mm).
9. Đường kính trong dây quấn hạ áp
D’ = 380 + 2.21 = 422 (mm)= 437 (mm)
10. Đường kính ngoài dây quấn hạ áp
D’’= 422 + 2. 12,5= 437 (mm)
11. Khối lượng nhôm dây quấn hạ áp
G
m2
= 25,4 x 476,5 x 181,8 x 180.10-6 = 396 (kg)
III. TÍNH TOÁN DÂY QUẤN CAO ÁP
Phía sơ cấp cần điều chỉnh điện áp ± 2 x 5% = 10% dây quấn sẽ
gồm dây quấn cơ sở, dây quấn điều chỉnh thô và dây quấn điều chỉnh
tinh. Điện áp đem đặt lên dây quấn cơ sở và dây quấn điều chỉnh thô.
Dây quấn cơ sở khi nối tiếp với dây quấn điều chỉnh tinh cho điện áp thấp
hơn điện áp định mức một nấc điều chỉnh. Điện áp trên dây điều chỉnh
thô lớn hơn ở dây quấn điều chỉnh tinh một nấc điều chỉnh.
1. Điện áp dây của dây quấn điều chỉnh tinh
U
d
=
100
1
U
10=
100
20210

10=2021(V)
2. Số vòng dây quấn điều chỉnh tinh
W
d
=
v
d
U
U
3
=
35.3
2021
=34(vong)
3. Dây quấn điều chỉnh êm (tinh) chia làm 2 phần, có 2 nấc 5% U
2
mỗi
nấc có số vòng dây
W=
2
d
W
=
2
34
=17(vong)
4. Cấu tạo 2 cấp 17 vòng
W
ê
= 2 x 17 = 34 vòng

5. Điện áp dây của dây quấn điều chỉnh thô lớn hơn Uê một cấp điều chỉnh
W
th
= W
e
+ 17 = 34 + 17 = 51 vòng
U
th
=
3
.W
th
.U
v
=
3
.51 x 35 = 3091 (V)
6. Điện áp trên dây quấn cơ sở cộng với điện áp điều chỉnh thô bằng U1,
do vậy ta có điện áp dây quấn cơ sở
U
cs
= U
1
– U
th
= 20210 – 3946 = 17119 (V)
7. Số vòng dây quấn cơ sở:
W
cs
=

v
cs
U
U
3
=
35.3
17119
=282,4(vòng) chọn 282( vòng)
8. Số vòng dây quấn sơ cấp là
W
1
= W
th
+ W
cs
= 51 + 282 = 343 (vòng)
9. Dòng điện sơ cấp định mức
f1
Ι
=41,24(A)
A. TIẾT DIỆN DÂY
Dây quấn cơ sở
1. Chọn mật độ dòng điện δ
1
= 1,6A /mm
2
ta có
1
δ

=
1
1
δ
f
Ι
=
6,1
24,41
=25,8(mm
2
)
2. Mật độ dòng điện thực tế
1
δ
=1,6A/mm
2
B. BỐ TRÍ DÂY QUẤN
I. Dây quấn cơ sở
- Dây quấn sơ cấp có 298 vòng, chia làm 4 lớp, mỗi lớp 74,5 vòng.
Dây cơ sở quấn liên tục, lớp 1 và lớp 3 là quấn phải còn lớp 2 và lớp 4
quấn trái, lớp đầu quấn trên căn dọc đặt trên ống cách điện lớp
2,3,4 đặt trên căn dọc. Các căn dọc đặt ngay trên các lớp đã quấn
trước . Để giảm tổn hao phụ, mỗi lớp khi quấn đến giữa phải hoán vị.
Như vậy chiều cao dây quấn sẽ tăng thêm một vòng giữa các lớp có
kênh làm mát rộng 9mm.
Để dây quấn làm việc đối xứng ở mọi đầu điều chỉnh, ta chia dây
quấn thành 2 phần nối song song với nhau. Mỗi phần quấn kiểu lò xo.
Bắt đầu từ giữa lớp đặt trực tiếp lên
Lớp dây bọc của dây quấn điều chỉnh thô.

1. Chiều cao của dây quấn điều chỉnh tinh
0,5 l
v
= 2(34 + 1). 4,9 = 343 mm
ép dây quấn : i = 0,13 x 2 x 59 x 0,9 = 14 m ống tạo khoảng cách ; 60
mm Vậy chiều cao dây quấn điều chính tinh: 626mm
2. Chiều rộng dây quấn: a = 7,9 + 0,1 = 8 mm
KL: ta nhận thấy chiều cao của dây quấn hạ áp chỉ là 1160 mm trong
khi đó chiều cao dây quấn cao áp là 1200 mm. Vậy để đảm bảo hai
dây quấn có chiều cao bằng nhau thì ở cuộn hạ áp phải lót 40mm
C. KHỐI LƯỢNG DÂY QUẤN CAO ÁP
Có khối lượng dây quấn : G = 25,4 .ds.S.ω.10
6
−
(Kg)
1. Dây quấn cơ sở:
G
cs
= 25,4 x 643 x 103,2 x 298.10
6
−
= 502 (Kg)
Với d
s
= 582 + 0,5 (704 – 582) = 643 (mm)