Thiết kế MBA điện lực

3
LỜI NĨI ĐẦU
MBA điện lực (viết tắt là MBA) là một bộ phận rất quan trọng trong hệ
thống điện, nó góp phần truyền tải và phân phối cơng suất từ nhà máy điện đến hộ
tiêu thụ một cách hợp lý nhằm để hạn chế bớt tổn hao. MBA gồm hai loại: MBA
giảm áp và MBA tăng áp. MBA dùng trong hệ thống điện gọi là MBA điện lực.
MBA thường được sử dụng trong nhiều lĩnh vực, nhưng chủ yếu là truyền
tải. Trong q trình truyền tải trong lưới điện, tăng áp, rồi giảm áp đến hộ tiêu
thụ...làm cho cơng suất của hệ thống MBA lớn và tổn hao cũng tăng lên. Hơn
nữa, điều kiện khí hậu, địa hình mỗi nơi đều khác nhau, nhu cầu và sự phát triển
kinh tế ở mỗi vùng khác nhau dẫn đến u cầu về thiết kế và thơng số kỹ thuật
của MBA cũng khác nhau. Do đó, việc tính tốn thiết kế MBA phù hợp với u
cầu đặt ra là rất cần thiết.
Ngày nay, cơng nghệ chế tạo MBA ngày càng phát triển và đòi hỏi phải
hồn thiện hơn, vật liệu được chế tạo ngày càng tốt. Vì vậy, việc tính tốn và
thiết kế phải đảm bảo nhu cầu phát triển kinh tế và đạt chất lượng cao, phải lấy
chỉ tiêu kinh tế làm hàng đầu, giá thành vật liệu thấp nhất. Bên cạnh chỉ tiêu
kinh tế đòi hỏi tính năng kỹ thuật như: i
0
%, P
0
, U
n
%, P
n
... nằm trong điều kiện
cho phép ứng với mỗi loại cơng suất.
Trong giới hạn của đề tài, tơi xin trình bày các phần sau của thiết kế MBA
điện lực, gồm 5 phần:

- Phần I : Chọn phương án và tính sơ bộ kích thước cơ bản.
- Phần II : Tính dây quấn hạ áp - cao áp.
- Phần III : Tính tổn hao và tham số ngắn mạch.
- Phần IV : Tính chính xác mạch từ và tham số khơng tải.
- Phần V : Tính nhiệt và chọn kết cấu vỏ.
Trong q trình tính tốn, do kiến thức còn hữu hạn và chưa có kinh
nghiệm thực tế, nên chắc chắn khơng khỏi thiếu sót. Rất mong sự đóng góp ý
kiến của q thầy cơ cùng các bạn đồng nghiệp.
THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN


4
Nhim v thit k tt nghip c hon thnh nh s hng dn tn tỡnh ca
thy Nguyn Trung C, thy cụ giỏo trong khoa in v B mụn Thit b in -
in t ó to iu kin cho em hon thnh tt nhim v thit k tt nghip ny.
Em xin chõn thnh cỏm n!













THệ VIEN ẹIEN Tệ TRệẽC TUYEN

5
PHN M U
1.1. I CNG.
Nh ó bit, cựng mt cụng sut truyn ti trờn ng dõy, nu in ỏp c
tng cao thỡ dũng in chy trờn ng dõy s gim xung, nh vy cú th lm tit
din dõy nh i, do ú trng lng v chi phớ dõy dn s gim xung, ng thi tn
hao nng lng trờn ng dõy cng gim xung. Vỡ th mun truyn ti cụng sut
ln i xa, ớt tn hao v tit kim kim loi mu, trờn ng dõy ngi ta phi dựng
in ỏp cao, thng l 35,10,220 v 500kV. Trờn thc t cỏc mỏy phỏt in khụng
cú kh nng phỏt ra nhng in ỏp cao nh vy, thng ch t 3 n 21kV l cựng,
do ú phi cú thit b tng in ỏp u ng dõy lờn. Mt khỏc cỏc h tiờu
th thng yờu cu in ỏp thp t 0,4 n 6kV, do ú ti õy phi cú thit b gim
in ỏp xung. Nhng thit b dựng tng in ỏp u ra ca mỏy phỏt in, tc
l u ng dõy dn in v gim in ỏp khi ti cỏc h tiờu th, tc l cui
ng dõy dn in gi l cỏc MBA (vit tt l MBA).
Thc ra trong h thng in lc, mun truyn ti v phõn phi cụng sut tự
nh mỏy in n tn cỏc h tiờu th mt cỏch hp lý, thng phi qua 3, 4 ln
tng v gim in ỏp nh vy. Do ú, tng cụng sut ca cỏc MBA trong h
thng in lc thng gp 3, 4 ln cụng sut ca trm phỏt in. Nhng MBA
dựng trong h thng in lc gi l MBA in lc hay MBA cụng sut.
Ngoi MBA in lc ra cũn cú nhiu loi MBA dựng trong cỏc ngnh
chuyờn mụn nh: MBA chuyờn dựng cho cỏc lũ luyn kim, MBA hn in,
MBA dựng cho cỏc thit b chnh lu, MBA dựng cho o lng, thớ nghim...
Khuynh hng phỏt trin ca MBA in lc hin nay l thit k ch to
nhng MBA cú dung lng tht ln, in ỏp tht cao, dựng nguyờn liu mi
gim trng lng v kớch thc mỏy. V vt liu hin nay ó dựng loi thộp cỏn
lnh khụng nhng cú t tớnh tt m tn hao st li ớt, do ú nõng cao c hiu
sut ca MBA. Khuynh hng dựng dõy nhụm thay dõy ng va gim c

trng lng mỏy cng ang phỏt trin.
nc ta ngnh ch to ó ra i ngay t ngy ho bỡnh lp li. n nay
chỳng ta ó sn xut c mt khi lng MBA khỏ ln vi nhiu chng loi
THệ VIEN ẹIEN Tệ TRệẽC TUYEN


6
khác nhau phục vụ cho nhiều ngành sản xuất ở trong nước và xuất khẩu. Hiện
nay ta đã sản xuất được những MBA dung lượng 25000kVA với điện áp 110kV.
1.2. CÁC LOẠI MBA CHÍNH.
Theo cơng dụng, MBA có thể gồm những loại chính sau đây:
1. MBA điện lực dùng để truyền tải và phân phối cơng suất trong hệ
thống điện lực.
2. MBA chun dùng cho các lò luyện kim, cho các thiết bị chỉnh lưu,
MBA hàn điện;...
3. MBA tự ngẫu biến đổi điện áp trong một phạm vi khơng lớn lắm dùng
để mở máy các động cơ điện xoay chiều.
4. MBA đo lường dùng để giảm các điện áp và dòng điện lớn để đưa vào
các đồng hồ đo.
5. MBA thí nghiệm dùng để thí nghiệm các điện áp cao.
MBA có rất nhiều, song thực chất các hiện tượng xảy ra trong chúng đều
giống nhau.
1.3. CẤU TẠO MBA.
MBA có các bộ phận chính sau đây: Lõi thép, dây quấn và vỏ máy.
1.3.1. LÕI THÉP (MẠCH TỪ)
Mạch từ MBA có hai nhiệm vụ chính: dẫn từ và đồng thời là các khung để
làm chỗ tựa cho các cuộn dây. Mạch từ cũng do đó mà có các u cầu kỹ thuật
tương ứng: Phải dẫn từ tốt, có tổn hao do dòng điện xốy nhỏ nhất, có kết cấu
chắc chắn đảm bảo khi nâng hạ, vận chuyển khơng làm xê dịch vị trí của các
cuộn dây.

MBA trong hệ thống truyền tải điện thường được thiết kế với cơng suất
trên một máy rất lớn, có thể hàng trăm ngàn kVA. Khích thước của MBA cũng
như máy điện nói chung tăng chậm hơn so với cơng suất. Vì vậy đối với máy
lớn càng phải có hiệu suất cao.
Lõi sắt gồm các lá thép silic ghép lại được ép bằng xà ép và các bulơng tạo
thành bộ khung MBA. Trên đó còn bắt các giá đỡ đầu dây dẫn ra nối với các sứ
xun hoặc các ty đỡ nắp máy... ở các MBA dầu, tồn bộ lõi sắt có quấn dây và
THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN


7
cỏc dõy dn ra... c ngõm trong thựng ng du MBA, gi l rut mỏy. Cỏc
MBA nh, rut mỏy gn vi np mỏy cú th nhc ra khi thựng du khi lp rỏp,
sa cha. Cỏc MBA cụng sut t 1000kVA tr lờn, vỡ rut mỏy rt nng nờn
c bt c nh vi ỏy thựng v lỳc thỏo lp sa cha phi nõng v mỏy lờn
khi ỏy v rut mỏy.
Lừi st gm 2 phn: Tr T v gụng G. Tr l phn lừi cú lng dõy qun,
gụng l phn lừi khụng cú dõy qun dựng khộp mch t gia cỏc tr.
Cú nhiu cỏch phõn loi lừi st:
a. Theo s sp xp tng i gia tr, gụng v dõy qun, lừi st c
chia lm hai loi kiu tr v kiu bc.
1. Lừi st kiu tr:
Dõy qun ụm ly tr st, gụng t ch giỏp phớa trờn v phớa di dõy qun
m khụng bao ly mt ngoi ca dõy qun, tr st thng ng. Tit din tr
thng l hỡnh trũn (i vi MBA cụng sut nh cú th lm hỡnh ch nht) v
dõy qun cng cú dỏng hỡnh tr trũn. Kt cu ny n gin, lm vic m bo,
dựng ớt vt liu, vỡ vy hu ht cỏc MBA in lc hin nay u dựng kiu ny.
2. Lừi st kiu bc.
Kiu ny gụng t khụng nhng bao ly phn trờn v di dõy qun m cũn
bao c mt bờn ca dõy qun. Lừi st nh ''bc'' ly dõy qun nờn cú tờn gi

ú.Tr thng nm ngang, tit din tr thng cú hỡnh ch nht. MBA kiu
ny cú u im l thng khụng cao nờn vn chuyn d dng, gim c chiu
di ca dõy dn t dõy qun n s ra; chng sột tt vỡ hay dựng dõy qun xen
k nờn in dung dõy qun C
dq
ln, in dung i vi t C

nh nờn s phõn b
in ỏp sột trờn dõy qun u hn. Nhng khuyt im ca kiu ny l ch to
phc tp c lừi st v dõy qun; cỏc lỏ tụn silic nhiu loi kớch thc khỏc nhau
khi dõy qun qun thnh ng tit din trũn; trong trng hp dõy qun qun
thnh ng hỡnh ch nht thỡ bn v c kộm vỡ cỏc lc cú tỏc dng lờn dõy
qun khụng u, tn nguyờn vt liu. Lừi st kiu ny thng thy mt s
nc Tõy u ch to cho cỏc bin ỏp lũ.
THệ VIEN ẹIEN Tệ TRệẽC TUYEN


8
b. Ngoi ra cũn cú th cú loi trung gian gia kiu tr v kiu bc gi l
kiu tr - bc. Loi ny hay dựng trong cỏc MBA mt pha hay ba pha vi
cụng sut ln (hn 100 ngn kVA mt pha) v gim bt chiu cao phi
''san'' gụng sang hai bờn.
Theo s sp xp khụng gian gia tr v gụng cú th phõn bit lừi thộp cú
mch t i xng v khụng i xng. Vớ d MBA ba pha ba tr l loi mch t
khụng i xng, vỡ mch t ca pha gia ngn hn mch t hai pha bờn cnh.
Cũn t bin ỏp ba pha - tc gm MBA mt pha l loi mch t i xng.
Theo phng phỏp ghộp tr v gụng cú th chia loi st thnh hai kiu: lừi
ghộp ni v lừi ghộp xen k.
Ghộp ni l gụng v tr ghộp riờng sau ú c em ni vi nhau nh
nhng x v bulụng ộp. Ghộp kiu ny n gin, nhng khe h khụng khớ gia

tr v gụng ln, do khụng m bo tip xỳc tng ng tng lỏ thộp tr v gụng
vi nhau nờn tn hao v dũng in khụng ti ln, vỡ vy ớt dựng.
Ghộp xen k l tng lp l thộp ca tr v gụng ln lt t xen k sau ú
dựng x ộp v bulụng vớt cht li. Mun lng dõy qun vo thỡ d ht gụng trờn
ra, cho dõy qun vo tr sau ú xp lỏ thộp vo gụng nh c v ộp gụng li.
i vi thộp cỏn lnh, gim bt tn hao do tớnh dn t khụng ỳng
hng thng ghộp xen k nhng i vi mi ni nghiờng gia tr v gụng 4
gúc hay mi ni nghiờng c tr gia m khụng dựng mi ni thng nh i vi
thộp cỏn núng. Phng phỏp ghộp xen k n gin, kt cu vng chc nờn c
dựng rt ph bin trong cỏc ngnh ch to bin ỏp hin nay.
1.3.2. DY QUN.
Dõy qun MBA l b phn dựng thu nhn nng lng vo v truyn ti
nng lng i. Trong MBA hai dõy qun cú cun h ỏp (vit tt l HA) ni vi
li in ỏp thp v cun cao ỏp (vit tt l CA) ni vi li cú in ỏp cao hn.
Theo phng phỏp b trớ dõy qun trờn lừi thộp cú th chia dõy qun bin
ỏp thnh hai kiu chớnh: ng tõm v xen k.
1.3.2.1. Dõy qun ng tõm.
THệ VIEN ẹIEN Tệ TRệẽC TUYEN


9
Cun HA v CA (nu cú ba dõy qun thỡ cũn cú cun in ỏp trung bỡnh ký
hiu l TA) l nhng hỡnh ng ng tõm i vi nhau. Chiu cao ( theo trc) ca
chỳng nờn thit k bng nhau vỡ nu khụng s sinh ra lc chiu trc ln (nht l
lỳc ngn mch) cú tỏc dng ộp hoc y gụng t hai cun dõy khụng li v mt
kt cu. khi b trớ cun dõy, cun HA t trong cựng, cun CA t ngoi ( nu
bin ỏp ba pha dõy qun, thng cun trung ỏp TA t gia, cng cú th t
trong cựng). Cun cao ỏp t ngoi s n gin vic rỳt u dõy iu chnh in
ỏp cng nh gim c kớch thc rónh cỏch in gia cỏc cun dõy v gia
cun dõy vi tr st. Dõy qun ng tõm c dựng ph bin trong cỏc MBA

in lc vi lừi st kiu tr.
1.3.2.2. Dõy qun xen k.
Cun CA v HA c qun thnh tng bỏnh cú chiu cao thp v qun xen k
do ú gim c lc dc trc khi ngn mch. gim lc c theo hng kớnh cỏc
bỏnh dõy c gng thit k cú ng kớnh gn bng nhau. Dõy qun xen k cú nhiu
rónh du ngang nờn v mt lm lnh tuy cú tt hn nhng v mt c thỡ kộm vng
chc hn so vi dõy qun ng tõm. Mt khỏc dõy qun kiu ny cú nhiu mi hn
gia cỏc bỏnh dõy trong khi ú dõy qun ng tõm cú th t u n cui cun dõy
khụng cú mi hn no. Loi dõy qun ny ch yu c dựng trong cỏc MBA lũ
in hay trong mt s MBA khụ m bo s lm lnh c tt.
Theo hỡnh dỏng tit din cun dõy cú th chia dõy qun thnh hai loi:
Cun dõy trũn v cun dõy hỡnh ch nht. Cun dõy trũn ''cú dng hỡnh tr v
tit din ngang l hỡnh trũn''. Cun dõy ch nht '' cú tit din ngang l hỡnh ch
nht vi cỏc gúc un trũn''. Loi dõy qun sau cú u im l lp y c phn
khụng gian trong cun dõy , nhng cú nhc im l ch gúc un cong cỏch
in d b yu i do b rn nt lỳc un, nht l khi gúc un nh; bn c cng
kộm... Chớnh vỡ th hu ht cỏc MBA in lc hin nay u dựng loi cun dõy
trũn vỡ kt cu n gin hn, b c, in tt hn. Loi dõy qun kiu cun
ch nht ch c dựng trong mt s MBA c bit thng vi lừi thộp kiu bc
v dựng trong cỏc MBA cụng sut nh v rt nh.
1.3.3. H THNG LM LNH V V MY.
THệ VIEN ẹIEN Tệ TRệẽC TUYEN


10
Khi MBA lm vic, lừi st v dõy qun u cú tn hao nng lng lm cho
MBA núng lờn. Mun MBA lm vic c lõu di phi tỡm bin phỏp gim
nhit ca MBA xung. Cú th lm ngui bng khụng khớ t nhiờn hoc bng
du MBA. MBA dựng khụng khớ lm ngui gi l MBA khụ, MBA lm
ngui bng du gi l MBA du. Hu ht cỏc MBA in lc hin nay u lm

ngui bng du.
Khi MBA lm vic, du bao quanh lừi thộp v dõy qun s núng lờn v
chuyn nng lng ra ngoi vỏch thựng nh hin tng i lu. Nhit lng li
t vỏch thựng truyn ra khụng khớ xung quanh bng quỏ trỡnh i lu v bc x.
Nh vy m hiu ng lm lnh c tng lờn cho phộp tng ti in t i vi
lừi thộp v dõy qun, tng c cụng sut mỏy, gim c kớch thc v trng
lng mỏy. i vi MBA nh dung lng di 25 ữ 40kVA, vỏch thựng du cú
th lm phng hay gn súng; i vi cỏc MBA ln hn, tng b mt tn nhit
vỏch thựng thng gn thờm nhng dóy cỏnh tn nhit hay nhng dóy ng hoc
hn na cú th lm nhng h thng dn ng, gi l b tn nhit hay b lm lnh
v c lm ngui nh khụng khớ t nhiờn. nhng MBA cụng sut t 10 n
16 ngn kVA tr lờn thng phi tng cng lm ngui bng i lu cng bc
khụng khớ nh h thng qut giú hay cú th i lu cng bc du trong thựng
nh mt h thng bm riờng hoc phi hp c hai.
m bo du trong MBA luụn luụn y trong quỏ trỡnh vn hnh, trờn
np MBA cú mt bỡnh du ph hỡnh tr, thng t nm ngang ni vi thựng
du chớnh bng ng dn du. Tu theo nhit ca MBA m du gión n t do
trong bỡnh du ph khụng nh hng ti mc du trong MBA. Vỡ vy, bỡnh
du ph cũn c gi l bỡnh gión du.
Trờn np thựng cũn cú cỏc s bt cỏc dõy dn ra ni cỏc dõy qun trong
MBA vi li in; thit b i ni iu chnh in ỏp; thit b o nhit
bin ỏp; mc treo...
Du MBA ngoi tỏc dng lm lnh cũn l mt cht cỏch in tt, nhng cú
nhc im l du MBA ng thi cng l mt vt liu d chỏy nờn d sinh ra
THệ VIEN ẹIEN Tệ TRệẽC TUYEN


11
hoả hoạn, vì vậy trong nhiều trường hợp phải có thiết bị và biện pháp chống
cháy thích hợp.

ở các MBA khô vỏ máy chỉ để bảo vệ. Vì không khí có khả năng làm nguội
và cách điện kém hơn dầu MBA nên trong các MBA khô, các khe rãnh cách
điện cần làm lớn hơn, còn tải điện từ thì lại phải nhỏ hơn so với MBA dầu. Cũng
vì những lý do đó mà kích thước, trọng lượng và giá thành của MBA khô sẽ
tăng lên. Điều này thấy rõ khi công suất và điện áp của máy càng cao. Do vậy
MBA khô thường chỉ chế tạo với công suất tới 1600 ÷ 2500kVA, điện áp không
quá 15kV và cũng chỉ dùng trong điều kiện khô ráo.
THÖ VIEÄN ÑIEÄN TÖÛ TRÖÏC TUYEÁN


12
PHẦN I
CHỌN PHƯƠNG ÁN VÀ TÍNH SƠ BỘ KÍCH THƯỚC CƠ BẢN
I. CÁC ĐẠI LƯỢNG ĐIỆN CƠ BẢN
1. CÔNG SUẤT MỘT PHA CỦA MBA.
S
f
=
m
S
(kVA)
=
3
1000

= 333,33 (kVA)
Trong đó:
S - Công suất định mức của MBA, S = 1000kVA
m - Số pha của MBA, m = 3
2. CÔNG SUẤT MỖI TRỤ.

S' =
t
S
(kVA)
=
3
1000

= 333,33 (kVA)
Trong đó:
S - Công suất định mức của MBA, S = 1000kVA
t - Số trụ tác dụng. Đối với MBA 3 pha , t = 3
3. DÒNG ĐIỆN DÂY ĐỊNH MỨC.
I =
U3
10S
3
⋅
⋅
(A)
 Dòng điện bên phía HA:
I
1
=
2
U3
S
⋅

=

4003
101000
3
⋅
⋅

= 1443,37 (A).
 Dòng điện bên phía CA:
THÖ VIEÄN ÑIEÄN TÖÛ TRÖÏC TUYEÁN


13
I
2
=
1
3
U3
10S
⋅
⋅

=
350003
101000
3
⋅
⋅

= 16,49 (A)

Trong đó:
S - Công suất định mức của MBA, S = 1000kVA
U
1
- Điện áp dây định mức bên phía CA, U
1
= 35kV.
U
2
- Điện áp dây định mức bên phía HA, U
2
= 0,4kV.
4. DÒNG ĐIỆN PHA ĐỊNH MỨC.
Vì tổ đấu dây Y-Y
O
- 12 nên dòng điện pha tính như sau:
I
f
= I (A)
 Dòng điện pha bên phía HA:
I
f1
= I
1
= 1443,37 (A)

 Dòng điện pha bên phía CA:
I
f2
= I

2
= 16,49 (A).
Trong đó:
I
1
- Dòng điện bên phía HA, I
1
= 1443,37 A
I
2
- Dòng điện bên phía CA, I
2
= 16,49 A
5. ĐIỆN ÁP PHA ĐỊNH MỨC.
♦
Khi dây quấn nối sao hay Ziczắc ta có:
U
f
=
3
U
(V)
 Điện áp pha bên phía HA:
U
f1
=
3
U
2

=
3
104,0
3
⋅

= 231 (V)
THÖ VIEÄN ÑIEÄN TÖÛ TRÖÏC TUYEÁN


14
 Điện áp pha bên phía CA:
U
f2
=
3
U
1

=
3
1035
3
⋅

= 20207 (V)
Trong đó:
U
1
- Điện áp dây bên phía CA, U

1
= 35kV.
U
2
- Điện áp dây bên phía HA, U
2
= 0,4kV.
6. CÁC THÀNH PHẦN ĐIỆN ÁP NGẮN MẠCH.
 Thành phần tác dụng của điện áp ngắn mạch:
U
r
=
S10
P
n
⋅

=
10010
000.13
⋅

= 1,3%
Trong đó:
P
n
- Tổn hao ngắn mạch, P
n
= 13000 W.
S - Công suất định mức, S = 1000kVA.

 Thành phần phản kháng của điện áp ngắn mạch.
U
x
% =
2
r
2
n
UU −
, %
=
22
3,16 −

= 5,857 (%)
Trong đó:
U
n
- Điện áp ngắn mạch, U
n
= 6%
U
r
- Thành phần tác dụng của điện áp ngắn mạch, U
r
= 1,3%
7. ĐIỆN ÁP THỬ U
th

Để xác định khoảng cách cách điện giữa các dây quấn, các phần dẫn điện

khác và bộ phận nối đất của MBA cần phải biết các trị số điện áp thử của chúng.
THÖ VIEÄN ÑIEÄN TÖÛ TRÖÏC TUYEÁN


15
Da vo bng 2 TLTK MBA, in ỏp th vi tn s cụng nghip (50Hz)
cho cỏc MBA in lc ngõm du, ta cú:
in ỏp th nghim bờn phớa HA:
U
th1
= 5 kV
in ỏp th nghim bờn phớa CA:
U
th2
= 85 kV
II. TNH TON KCH THC CH YU CA MBA.
1. CHIU RNG QUI I CA RNH T TN GIA DY QUN
CA V HA.
a
r
= a
12
+
3
aa
21
+

Trong ú:
a

1
, a
2
- Ln lt l chiu dy ca dõy qun CA v HA.
a
12
- Khong cỏch ti thiu gia cun CA v HA.
Vi U
th
= 85kV tra bng 19 tỏc gi Phan T Th, ta chn a
12
= 27 mm

2
4
2
4
'
21
1033,3335,010Sk
3
aa

=
+
= 0,0213m
Trong ú:
a
1
- Chiu dy dõy qun HA

a
2
- Chiu dy dõy qun CA
S' - Dung lng trờn mt tr, S' = 333,333kVA.
k - Tra bng 12 trang 185 TLTK MBA, cú k = 0,5.
Vy khong cỏch qui i a
r
:
a
r
= 0,027 + 0,0213
= 0,0483 m
2. H S QUI I T TRNG TN:
k
r
= 0,95
Theo kinh nghim ta cú k
r
nh trờn
3. CHN LếI THẫP V CC H S TNH TON:
Vt liu dn t, ta chn tụn cỏn lnh, mó hiu 3405 cú chiu dy 0,30 mm.
THệ VIEN ẹIEN Tệ TRệẽC TUYEN


16
Theo bng 11 trang 185 TLTK MBA, ta chn mt t cm trong tr
B
t
= 1,60 T.
Da vo bng 6 trang 182 TLTK MBA, tra c h s tng cng

gụng:
k
g
= 1,015
Theo bng 4 trang 181 TLTK MBA ta chn s bc thang trong tr l 7 bc; s
bc thang ca gụng ly nh hn tr 1 bc, tc gụng cú 6 bc; h s chim kớn
k
c
= 0,9
Theo bng 10 trang 184 TLTK MBA tra h s in y vi loi tụn cỏn
lnh, mó hiu 3405, b dy 0,30 mm,
k

= 0,96.
Kt cu mch t, chn loi kt cu mi ghộp xen k, mi ni nghiờng
4 gúc v mi ni thng gia.
Cỏch ộp tr bng bng vi thu tinh; ộp gụng bng x ộp vi bu lụng
xit ra phớa ngoi gụng, cú tm st ộp gi l h s li dng K
ld
ca lừi
st.
k
ld
= k
c


k

= 0,9

0,96
= 0,864
* Mt t cm trong gụng l:
B
g
=
g
t
k
B
=
015,1
60,1
= 1,576 T.
Trong ú:
B
t
: Mt t cm trong tr, B
t
= 1,6 T
k
g
: H s tng cng gụng, k
g
= 1,015.
* Mt t cm khe h khụng khớ mi ni thng:
B'
K
= B

t
= 1,6 T.
* Mt t cm khe h khụng khs mi ni nghiờng:
B'
K
=
2
B
t
=
2
6,1
= 1,131 T.
THệ VIEN ẹIEN Tệ TRệẽC TUYEN


17
Trong ú:
B'
t
: Mt t cm trong tr, B'
t
= 1,60 T.
- Sut tn hao tr v gụng, da vo bng 45 trang 211 TLTK MBA tra, ta
c:
B
t
= 1,60 T tra bng 45 c P
t
= 1,15 W/Kg.

B
g
= 1,576 T khụng cú giỏ tr trong bng, tin hnh ni suy:
B
g
= 1,56 T; tra bng 45 c P
g
= 1,074 W/Kg.
B
g
= 1,58 T; tra bng 45 c P
g
= 1,112 W/Kg.
Do ú, giỏ tr P
g
ng vi B
g
= 1,576 T l:
P
g
= 1,074 +
)56,158,1(
)56,1576,1()074,1112,1(


= 1,104 (W/Kg)
- Sut t hoỏ gia tr v gụng, da vo bng 50 trang 215 TLTK MBA, ta
tr c:
B
t

= 1,60 T tra bng 50 c q
t
= 1,526 (VA/kg)
B
g
= 1,576 T khụng cú giỏ tr trong bng, tin hnh ni suy:
B
g
= 1,56 T tra bng 50 c q
g
= 1,383 VA/Kg.
B
g
= 1,58 T tra bng 50 c P
g
= 1,445 VA/Kg.
Do ú, sut t hoỏ ca gụng giỏ tr B
g
= 1,576 T l:
q
g
= 1,383 +
)56,158,1(
)56,1576,1()383,1449,1(


= 1,435 (VA/Kg)
- Sut t hoỏ khe h khụng khớ:
+ Ni thng: ng vi B''
K

= 1,69 T
Tra bng 50, ta c q''
K
= 19200 VA/m
2
.
+ Ni xiờn: ng vi B'
K
= 1,131T
Khụng cú trong bng, ta tin hnh ni suy:
B'
k
= 1,0 T tra bng 50 ta c q'
k
= 900 VA/m
2
B'
k
= 1,20 T tra bng 50 ta c q'
k
= 3700 VA/m
2
.
Do ú, sut t hoỏ khe h khụng khớ ( vi ni xiờn) ng vi
B'
k
= 1,131T l:
THệ VIEN ẹIEN Tệ TRệẽC TUYEN

18
q'
k
= 900 +
)0,120,1(
)0,1131,1()9003700(


= 2734 (VA/m
2
)
4. CC H S GN NG:
- Da vo bng 13 trang 186 TLTK MBA tra c a = 1,4
- Da vo bng 13 trang 186 TLTK MBA tra c b = 0,3
5. H S k
f
:
- Da vo bng 15 trang 186 TLTK MBA tra c k
f
= 0,91
k
f
l h s tớnh n tn hao ph trong dõy qun, trong dõy dn ra,
trong vỏch thựng v cỏc chi tit kim loi khỏc do dũng in xoỏy.

6. BIU THC TNH NG KNH TR.
d = Ax
Trong ú A l mt hng s c xỏc nh:
A = 0,507

4
2
ld
2
tx
rr
kBUf
ka'S



= 0,507


4
22
864,06,1857,550
95,00483,033,333



= 0,2
x =
4


Trong ú

l h s hỡnh dỏng.

7. CC KHONG CCH CCH IN CHNH.
Chn theo U
th
= 85kV ca cun CA v da vo bng 18, 19 trang 188
TLTK MBA ta cú cỏc khong cỏch nh sau:
Khong cỏch gia tr v dõy qun HA.
a
01
= 15mm
Khong cỏch gia dõy qun HA v CA:
a
12
= 27mm
Khong cỏch gia dõy qun CA v CA:
a
22
= 30mm
THệ VIEN ẹIEN Tệ TRệẽC TUYEN


19
 Khoảng cách ống cách điện giữa dây quấn HA và CA:
δ
12
= 5mm.
 Khoảng cách tấm chắn cách điện giữa các pha:
δ
22
= 3mm.
 Khoảng cách giữa dây quấn CA đến gông :

l
0
= 50mm
 Khoảng cách phần đầu thừa ống cách điện:
l
đ2
= 50mm.
8. TÍNH TRỌNG LƯỢNG VẬT LIỆU TÁC DỤNG:
a. Trọng lượng trụ thép:
G
t
=
x
A
1
+ A
2

⋅
x
2

Trong đó A
1
, A
2
được tính như sau:
A
1
= 5,663

⋅
10
4

⋅
a
⋅
A
3

⋅
k
ld
, (Kg)
= 5,663
⋅
10
4

⋅
1,4
⋅
0,2
3

⋅
0,864
= 547,997 (Kg).
A
2

= 3,605
⋅
10
4

⋅
A
2

⋅
k
ld

⋅

0
, (Kg)
= 3,605
⋅
10
4

⋅
0,2
2

⋅
0,864
⋅
0,0,75

= 93,441 (Kg).
Trong biểu thức A
1
, A
2
có các giá trị tính ở các mục sau:
A: Là hằng số, A = 0,2
k
ld
: Hệ số lợi dụng lõi sắt, k
ld
= 0,864

0
: Khoảng cách giữa dây quấn CA đến gông 
0
= 0,075 m
a: Hệ số gần đúng, tra bảng 15, a = 1,4.
Vậy trọng lượng của trụ:
G
t
=
x
997,547
+ 93,441 x
2


b. Trọng lượng của gông:
G

g
= B
1

⋅
x
3
+ B
2

⋅
x
2

THÖ VIEÄN ÑIEÄN TÖÛ TRÖÏC TUYEÁN


20
Trong đó B
1
, B
2
được tính như sau:
B
1
= 2,40
⋅
10
4

⋅
k
g

⋅
k
ld

⋅
A
3

⋅
(a + b + e)
= 2,40
⋅
10
4

⋅
1,015
⋅
0,864
⋅
0,2
2

⋅
(1,4 + 0,3 + 0,75 d)
= 286,239 + 25,256 x.

B
2
= 2,40
⋅
10
4

⋅
k
g

⋅
k
ld

⋅
A
2

⋅
(a
12
+ a
22
)
= 2,40
⋅
10
4

⋅
1,015
⋅
0,864
⋅
0,2
2

⋅
(0,027 + 0,03)
= 47,987 (kg).
Trong biểu thức B
1
, B
2
có các biến được tính ở các mục sau:
- k
g
: Hệ số tăng cường gông,
k
g
= 1,015
- a
12
: Khoảng cách giữa dây quấn HA và CA
a
12
= 0,027 m
- a
22

: Khoảng cách giữa dây quấn HA và CA
a
22
= 0,3 m
A: Là hằng số, A = 0,2
Vậy trọng lượng của gông:
G
g
= (286,239 + 25,256 x)x
3
+ 47,987x
2
(kg)
c. Trọng lượng sắt:
G
Fe
= G
t
+ G
g

=
x
997,547
+ 93,441x
2
+ (286,239 + 25,256 x)x
3
+ 47,987
⋅

x
2

=
x
997,547
x428,141x x) 25,256 (286,239
23
+++

d. Trọng lượng dây quấn:
G
dq
=
2
1
x
C

Trong đó:
C
1
= k
dq

⋅

2
r
2

T
2
ldf
2
A%UBkk
aS
⋅⋅⋅⋅
⋅

THÖ VIEÄN ÑIEÄN TÖÛ TRÖÏC TUYEÁN


21
= 2,46 ⋅ 10
-2
⋅
222
2
2,03,16,1864,091,0
4,11000
⋅⋅⋅⋅
⋅

= 533,186 (kg)
Trong đó:
k
dq
= 2,46
⋅
10

-2
đối với dây đồng.
U
r
% = 1,3 thành phần tác dụng của điện áp ngắn mạch
k
g
= 0,91 hệ số phụ
Vậy trọng lượng dây quấn:
G
dq
=
2
x
186,533

Trọng lượng dây quấn kể cả cách điện:
G
dd
= 1,03
⋅
1,03
⋅
G
dq


≈
1,06 G
dq

.
e. Trọng lượng một góc mạch từ:
Với công suất 1000 kVA trở lên, ta có:
G
0
= 0,492
⋅
10
4

⋅
k
g

⋅
k
ld

⋅
A
3

⋅
x
3
= 0,492
⋅
10
4

⋅
1,015
⋅
0,864
⋅
0,2
3

⋅
x
3

= 34,517x
3
(kg)
Trong đó:
k
g
: Hệ số tăng cường gông, k
g
= 1,015
k
dd
: Hệ số lợi dụng lõi sắt, k
dd
= 0,864
A : Hệ số, A = 0,2
9. GIÁ THÀNH VẬT LIỆU.
C'
td

= G
Fe
+ k
dqFe

⋅
G
dd

= G
Fe
+ 2,36
⋅
G
dd

Trong đó:
k
dqFe
= 2,36 tra bảng 16 trang 187 TLTK MBA.
III. TÍNH SƠ BỘ CÁC TỔN HAO
1. TỔN HAO KHÔNG TẢI
P
0
= k'
f

⋅
(P
t

⋅
G
t
+ P
g

⋅
G
g
)
THÖ VIEÄN ÑIEÄN TÖÛ TRÖÏC TUYEÁN


22
= 1,2
⋅
(1,15
⋅
G
t
+ 1,104 G
g
)
Trong đó:
k'
f
là hệ số phụ. Đối với tơn cán lạnh do từ tính khơng
phục hồi đầy đủ sau khi ủ, hoặc do có thể có mối ghép
vng góc, hoặc do sự nắn uốn là tơn lúc lắp ghép...

làm cho tổn hao tăng lên, lấy k'
f
= 1,2
P
t
, P
g
: Suất tổn hao sắt ở trụ vng, tính ở mục 3 được:
P
t
= 1,15W/kg, P
g
= 1,104W/kg.
Thành phần phản kháng của dòng điện khơng tải có thể tính theo cơng suất
từ hố Q (VA):
i
0x
% =
S10
Q
0
%.
Trong đó:
Q
0
: Cơng suất từ hố VA
S: Cơng suất định mức của mba kVA.
2. CƠNG SUẤT TỪ HỐ.
Q = k''
f

(Q
c
+ Q
f
+ Q
δ
), VA
Trong đó:
k''
f
: Hệ số kể đến sự phục hồi từ tính khơng hồn tồn khi ủ lại
lá tơn cũng như uốn nắn và ép lõi sắt, chọn k''
f
= 1,25.
Q
c
: Cơng suất tổn hao chung của trụ và gơng:
Q
c
= q
t

⋅
G
t
+ q
g

⋅
G

g
, VA.
q
t
, q
g
: Là suất từ hố ở trụ và gơng (VA/kg). tra bảng 50
trang 215, ta được
q
t
= 1,526 VA/kg
q
g
= 1,435
Suy ra:
Q
c
= 1,526
⋅
G
t
+ 1,435
⋅
G
g
.
Q
f
: Cơng suất từ hố phụ đối với ''góc'' có mối nối thẳng,
có thể xác định:

THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN


23
Q
f
= 40

q
t


G
0
, (VA)
= 40

1,526

G
0

= 61,04

G
0
.
Q

: Cụng sut t hoỏ nhng khe h khụng khớ ni gia

cỏc lỏ thộp: Theo (2 - 67) trang 49 TLTK MBA cú:
Q

= 3,2

q



T
t
,(VA)
= 3,2

19200

T
t

= 61440 T
t
.
q

: Sut t hoỏ khe h i vi B
t
= 1,6T. tra bng 50 trang
215 TLTK MBA
q

= 19200VA/m
2
.
3. TIT DIN TC DNG CA TR.
T
t
= 0,785

k
ld


A
2


x
2
(m
2
).
= 0,785

0,864

0,2
2


x

2

= 0,027

x
2
(m
2
).
Trong ú:
k
ld
: H s li dng lừi st, k
ld
= 0,864.
A: H s, A = 0,2.
4. NG KNH TRUNG BèNH RNH DU GIA HAI DY
QUN:
d
12
= a

d
= 1,4

d.
5. CHIU CAO DY QUN:
=

12
d

Trong ú:
d
12
: ng kớnh trung bỡnh rónh du gia hai dõy qun.

: H s hỡnh dỏng.
6. TNH DềNG KHễNG TI:
THệ VIEN ẹIEN Tệ TRệẽC TUYEN


24
* i
0x
=
S10
Q

=
100010
)T61440G04,61G435,1G526,1(25,1
t0gt
⋅
⋅+⋅+⋅+⋅⋅

* i
0r
=

S10
P
0
⋅

=
100010
)G104,1G15,1(2,1
gt
⋅
⋅+⋅⋅

* i
0
=
2
r0
2
x0
ii +

7. MẬT ĐỘ DÒNG ĐIỆN TRONG DÂY QUẤN.
∆
=
dq
nf
GK
Pk
⋅
⋅

=
2
x
186,533
4,2
1300091,0
⋅
⋅

Trong đó:
k
f
: Hệ số tính đến tổn hao phụ
k
f
= 0,91.
P
n
: Tổn hao ngắn mạch
P
n
= 13.000 W
K: Hệ số phụ thuộc vào điện trở suất của dây đồng
K = 2,4
G
dq
: Trọng lượng dây quấn.
G
dq

=
2
x
186,533
.
8. LẬP BẢNG XÁC ĐỊNH TRỊ SỐ
β
TỐI ƯU:
Với x =
4
β
để C
td
Thoả mãn yêu cầu trên, người ta thường dùng hệ số
β

để biểu thị mối quan hệ đó:
THÖ VIEÄN ÑIEÄN TÖÛ TRÖÏC TUYEÁN


25
β
=
l
12
d
⋅π
là kích thước cơ bản về quan hệ chiều cao và chiều
rộng của MBA.
- Để tìm được phương án tối ưu, ở đây ta dùng bảng cho B thay đổi với

MBA. Công suất với S = 1000 kVA.
β
trong khoảng 1,2
÷
3,6. Giá trị
β
tìm được phải thoả mãn các tiêu chuẩn
kỹ thuật và kinh tế, tức tìm ra giá trị giá thành vật liệu là min.
C
td
= B
1

⋅
x
2
+ (B
2
+ A
2
)
⋅
x
2
+
2
1
dqFe
1
x

C
Kk
x
A
⋅⋅+
.
Và đồng thời phải thoả mãn các điều kiện như sau:
i
0

≤
1,4 %
P
0

≤
1650 W.
1.2
≤

β

≤
3,6
β
ββ
β

1,8 2,0 2,2 2,4 2,6
x =

4
β

1,158 1,189 1,217 1,244 1,270
x =
4
2
β

1,341 1,414 1,483 1,547 1,613
x =
4
3
β

1,554 1,681 1,806 1,925 2,048
x
997,547
x
A
1
=

473,227 460,889 450,285 440,512 431,493
A
2
x
2
= 93,441 x
2

125,304 132,125 138,573 144,553 150,72
B
1
x
3
= (286,239 +
25,256x)
⋅
x
3

490,264 531,647 572,457 611,49 651,9
B
2
x
2
= 47,987 x
2
64,350 67,853 71,164 74,235 77,403
G
t
= A
1
/ x + A
2
x
2
554,614 593,014 588,858 585,065 582,213
G
g

= B
1
x
3
+ B
2
x
2
553,935 599,5 643,621 685,725 729,303
G
Fe
= G
t
+ G
g
1152,373 1192,514 1232,479 1270,79 1311,516
G
dq
=
22
1
X
186,533
x
C
=

392,9 337,076 359,532 344,658 330,555
THÖ VIEÄN ÑIEÄN TÖÛ TRÖÏC TUYEÁN

26
G
dd
= 1,06 G
dq
421,774 339,7 381,104 365,337 350,388
C'
td
= G
Fe
+ 2,36 G
dd
2147,760 2135,806 2131,884 2132,985 2138,431
P
0
= 1,2(1,15 G
t
+ 1,104 G
g
)
1559,697 1612,576 1665,293 1715,833 1769,634
Q
c
= 1,526 G
t
+ 1,435 G
g
1708,113 1765,221 1600,782 1876,824 1935,00
G

0
= 34,517 X
3
53,570 58,023 62,337 66,445 70,69
Q
f
= 61,04 G
0
3269,912 3541,223 3085,05 4055,803 4314,917
T
t
= 0,027 X
2
0,361 0,038 0,04 0,041 0,043
Q

= 61440 T
2
2217,984 2334,72 2457,6 2519,04 2641,92
Q
0
= 1,25 (Q
c
+ Q
g
+
Q
f
)
8995,011 9552,08 9829,29

10564,58
3
1114,796
i
0
=
S10
Q
0

0,9 0,955 0,983 1,05 1,1
IV. TNH TON LI KCH THC CH YU V CC TN HAO.
x =
4

=
4
12,2
= 1,203
ng kớnh tr st:
d = Ax = 0,21,203 = 0,24 m
Ta ly chun ng kớnh d
m
= 0,24 m, vi ng kớnh ny ta tớnh li giỏ tr B
m
.

m
=
44

dm
2,0
24,0
A
d






=






= 2,07
Vi

= 2,07, ta cú:
x =
4

= 1,199
x
2
=
4

2

= 1,438.
x
3
=
4
3

= 1,725.
1. TRNG LNG CA TR.
G
T
=
2
x441,93
x
997,547
+

THệ VIEN ẹIEN Tệ TRệẽC TUYEN


27
=
438,1441,93
199,1
997,547
⋅+

= 591,413 (kg)
2. TRỌNG LƯỢNG CỦA GÔNG.
G
g
= (286,239 + 25,256
⋅
x) x
3
+ 47,987
⋅
x
2

= (286,239 + 25,256
⋅
1,199) 1,725 + 47,987
⋅
1,438
3. TRỌNG LƯỢNG SẮT.
G
Fe
= G
t
+ G
g

= 591,413 + 615
= 1206,413 (kg)
4. TRỌNG LƯỢNG DÂY QUẤN.
G

dq
=
2
x
186,533

=
438,1
186,533

= 370,783 (kg)
* Kiểm tra mật độ dòng:
∆
=
dq
nf
GK
Pk
⋅
⋅

=
6
10
783,3074,2
1300091,0
−
⋅
⋅
⋅

= 3,6410
-6
A/m
2
< 4,510
-6
A/m
2
.
Người ta qui định đối với MBA dầu
∆
Cu

≤
4,510
-6
A/m
2
. Vậy thoả mãn
điều kiện cho phép.
Trong đó:
P
n
: Tổn hao ngắn mạch, P
n
= 13.000W.
K: Hệ số phụ thuộc vào điện trở suất của dây đồng,K = 2,4
5. TRỌNG LƯỢNG DÂY DẪN.
G

dd
= 1,031,03 G
dq


≈
1,06 G
dq

THÖ VIEÄN ÑIEÄN TÖÛ TRÖÏC TUYEÁN