tài liệu lớp 14ddc02

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1.56 MB, 45 trang )

(1)<div class='page_container' data-page=1>

BÀI 2: MÁY BIẾN ÁP

1. ĐỊNH NGHĨA

Máy biến áp là thiết bị điện từ đứng yên, làm việc dựa vào nguyên lý cảm ứng
điện từ, biến đổi dòng điện xoay chiều ở điện áp này sang dòng điện xoay chiều
ở điện áp khác với tần số không đổi

Thứ cấp
Sơ cấp

U1, I1, f U2, I2, f

Hình 2.1 Sơ đồ nguyên lý và hình dạng máy biến áp

U2 > U1 : máy biến áp tăng áp

U2 < U1 : máy biến áp hạ áp

</div>
(2)<div class='page_container' data-page=2>

2. PHÂN LOẠI

- Máy biến áp điện lực: truyền tải và phân phối điện

- Máy biến áp chuyên dùng: luyện kim, hàn, chỉnh lưu,…
- Máy biến áp tự ngẫu: mở máy các động cơ điện

- Máy biến áp đo lường: giảm áp và dòng đưa vào các đồng hồ đo
- Máy biến áp thí nghiệm: dùng cho các phòng thí nghiệm điện điện tư

3. CƠNG DỤNG

MBA tăng áp MBA hạ áp

MPĐ

Tải tiêu thụ

13,2KV 220KV 220KV 15KV

Đường dây truyền tải

</div>
(3)<div class='page_container' data-page=3>

2. CÁC ĐẠI LƯỢNG ĐỊNH MỨC

Hình 2.3 Các bộ phận bên ngoài máy biến áp

Bảng thông số kỹ thuật máy biến áp

+ công suất định mức: Sđm (VA, kVA, MVA)

+ điện áp sơ cấp định mức: U1đm (V, kV)

+ điện áp thứ cấp định mức: U2đm (V, kV)

+ dòng điện định mức: (A)

Máy biến áp 1 pha:

Máy biến áp 3 pha:

Ngoài ra còn có các thông số khác như:
+ Tần số định mức: fđm

+ Số pha m

+ Sơ đồ và tổ nối dây quấn

+ Điện áp ngắn mạch phần trăm un %

+ Chế độ làm việc

+ Phương pháp làm mát

 ñm

1ñm

S
I

U 2ñm U2ñmñm

S
I 
,

 ñm

1ñm

1ñm
S
I

3U 2ñm

ñm
2ñm

U
3

</div>
(4)<div class='page_container' data-page=4>

3. CẤU TẠO MÁY BIẾN ÁP

Gồm có: lõi thép, dây quấn, và vỏ máy

a) Lõi thép: dùng để dẫn từ thông chính, làm bằng thép kỹ thuật điện, gồm có trụ và
gông

Trụ là nơi để đặt dây quấn.

Gông là phần khép kín mạch từ giữa các trụ.
Trụ và gông tạo thành mạch từ khép kín.

b) Dây quấn: thường làm bằng đồng hoặc nhôm có
tiết diện hình tròn hoặc chữ nhật bên ngoài có bọc
cách điện.

Dây quấn gồm nhiều vòng dây lồng vào trụ lõi thép. Giữa các vòng dây cách điện
với nhau và cách điện với lõi thép. MBA có hai hoặc nhiều cuộn dây.

c) Vỏ máy: gồm có thùng và nắp thùng

Thùng: làm bằng thép, hình bầu dục, bên ngoài có cánh tản nhiệt. Trong thùng chứa
dầu máy biến áp để làm mát và tăng cường cách điện cho lõi thép và dây quấn.

</div>
(5)<div class='page_container' data-page=5>

Nắp thùng: dùng để đậy thùng, trên đó có đặt các thiết bị khác như.
+ các sứ ra của dây quấn cao áp và hạ áp.

+ bình giản dầu.
+ ống bảo hiểm.

+ ngoài ra còn có bộ điều áp dưới tải, rơle hơi, thiết bị chống ẩm.

</div>
(6)<div class='page_container' data-page=6>

3. NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA MÁY BIẾN ÁP

Hình 2.6 Nguyên lý làm việc của máy biến áp

Khi dây quấn sơ cấp W1 nối với nguồn điện xoay chiều u1, sẽ có dòng điện i1 chạy

trong nó. Dòng điện i1 sinh ra từ thông biến thiên chạy trong lõi thép, từ thông này

xuyên qua cả cuộn dây sớ cấp và thứ cấp gọi là từ thông chính.
Nếu u1 có dạng hình sin thì từ thông cũng biến thiên hình sin.

Các cuộn dây sơ cấp và thứ cấp cảm ứng các sức điện động.
Cuộn dây

sơ cấp có
W1 vòng

Cuộn dây thứ
cấp có W2

vòng

)
2
sin(

2
cos

)
sin
(

1
1























 W t E t

dt
t
d

W
dt

d
W

e m m

sin

m



t

</div>
(7)<div class='page_container' data-page=7>

: Giá trị hiệu dụng sđđ sơ cấp

: Giá trị hiệu dụng sđđ thứ cấp

Lập tỉ số E1 và E2 ta được: : tỉ số biến áp

: tỉ số điện áp tỉ lệ
với số vòng dây
Nếu W2 > W1  U2 > U1 : máy biến áp tăng áp

Nếu W2 < W1  U2 < U1 : máy biến áp giảm áp

Bỏ qua tổn hao trong máy biến áp thì công suất truyền qua MBA coi như không
đổi

U2I2  U1I1

Gần đúng U1  E1 và U2 E2 thì

↔
Ví dụ: (SGK)

m

m fW fW

W

E1  1  1 4,44 1
2
2
2


m
m

m fW fW

W

E2  2  2 4,44 2

2
2
2


2
1
2
1

W

E

k



k
W
W
E
E
U
U



2
1
2
1
2
1
k
I
I
U
U



1
2
2
1
)
2
sin(
2
cos
)
sin
(
2
2
2
2
2

















 W t E t

dt
t
d
W
dt
d
W

</div>
(8)<div class='page_container' data-page=8>

4. MÔ HÌNH TOÁN CỦA MÁY BIẾN ÁP

Hình 2.7 Từ thông trong máy biến áp

- Điện cảm tản dây quấn sơ cấp và thứ cấp:
- Phương trình điện áp sơ cấp:

Viết dưới dạng số phức:

a) Phương trình cân bằng sức điện động:

(4.2)
(4.1)

1 Z



-u1

-u2
i1

i2

2

1
1

1
,

L

i







2
2

i

L







1
1

e

dt

di

L

i

R

u







1
1

1 R I j L I E (R jX )I E

</div>
(9)<div class='page_container' data-page=9>

- Phương trình điện áp thứ cấp:
Viết dưới dạng số phức:

hay

trong đó Là tổng trở dây quấn thứ cấp
- Điện áp trên tải là:

b) Phương trình cân bằng sức từ động:

- Vì từ thông chính không đổi nên stđ lúc không tải bằng stđ lúc có tải

i0W1 = i1W1 – i2W2

Chia hai vế cho W1 được

(4.5)

(4.6)

(4.7)
(4.4)
hay

trong đó Là tổng trở dây quấn sơ cấp

(4.3)

dt

di

L

i

R

e

u

2
2
2
2
2





2
2
2
2
2
2
2
2

2 E R I j L I E (R j L )I

U             

2
2
2

2 E Z I

U    
2

R

jX

Z





2
2 Z I

U  t 

2
1
2
1
2
1
2
1
1
2
2
1

0 i ik i i

W
W
i
i
W
W
i
i

i         

1 Z I E

U    

1
1

1 R jX

</div>
(10)<div class='page_container' data-page=10>

là dòng thứ cấp qui đổi về bên sơ cấp

(4.8) viết dưới dạng số phức: (4.9)

Hệ phương trình (4.3), (4.5), và (4.9) là mô hình toán học của máy biến áp.
hay

trong đó : tỉ số biến áp

(4.8)

k

i





2
0

1 I I

I   

2
0

i







2
1

W
W

</div>
(11)<div class='page_container' data-page=11>

5. SƠ ĐỒ THAY THẾ MÁY BIẾN ÁP

Ta có mô hình toán học:

a) Qui đổi các đại lượng thứ cấp về sơ cấp

Nhân (5.2) với k ta được:

(5.1)

(5.2)
(5.3)

(5.4)

hay (5.5)

trong đó Là điện áp thứ cấp qui đổi về bên sơ cấp

Là sức điện động thứ cấp qui đổi về bên sơ cấp
Là tổng trở thứ cấp qui đổi về bên sơ cấp

Là dòng điện thứ cấp qui đổi về bên sơ cấp
1

1
1

1 Z I E

U    

2
2
2

2 E Z I

U    
2

1 I I

I   

k
I
Z
k
E
k
I
kZ
E
k
U
k 2
2
2
2
2
2
2
2




    

'
2
2
1
'

E

Z

I

U















2
'

2 kU

U  

1
2

2 kE E

E     

2
2
2 k Z

Z 

k
I

I ' 2

</div>
(12)<div class='page_container' data-page=12>

Nhân (4.6) với k ta được: (5.6)
trong đó Là tổng trở tải qui đổi về bên sơ cấp

Là điện trở tải qui đổi về bên sơ cấp
Là điện kháng tải qui đổi về bên sơ cấp

b) Sơ đồ thay thế máy biến áp

Vì từ thông chính do dòng điện không tải sinh ra, ta có:

trong đó Là tổng trở từ hóa đặt trưng cho mạch từ

Là điện trở từ hóa đặt trưng cho tổn hao mạch từ
Là điện kháng từ hóa đặt trưng cho từ thông chính
Thay –E1 vào phương trình (5.1), (5.5) ta được:

(5.7)
(5.8)
(5.9)
(5.10)
'
2
2

2
2
2
'

2 Z I

k
I
Z
k
I
kZ
U
k

U    t   t   t
t

t k Z

Z 2




t

t k R

R 2




t
t k X

X 2




0
1 Z I

E  m 


m
m

m R jX

Z  

2
0
I
P

R m
m


m
X
0
1
1

1 Z I Z I

U    m 

'
2
2
0

2 Z I Z I

U  m   

'
2
0
1 I I

</div>
(13)<div class='page_container' data-page=13>

- Từ mô hình toán học, ta vẽ được sơ đồ thay thế mạch điện sau

R1 R’

2 X’2

Rm
Xm

Z’
t

I1 I2
I0

U1
+

-U’
2

-Rn X

Z’
t

I1= I’
2

U1
+

-U’
2

-Hình 2.8 Sơ đồ thay thế máy biến áp

Bỏ qua nhánh từ hóa

trong đó: Là điện trở ngắn mạch
Là điện kháng ngắn mạch
2

R

n







2
1 X

X

</div>
(14)<div class='page_container' data-page=14>

6. CHẾ ĐỘ KHÔNG TẢI CỦA MÁY BIẾN ÁP

- Là chế độ mà phía thứ cấp hở mạch, có điện áp đặt vào bên sơ cấp

a) Phương trình và sơ đồ thay thế

Khi không tải I2 =0, (5.10)  I1 = I0 , (5.8) (6.1)

với là tổng trở máy biến áp khi không tải

R1 X

Rm

Xm
I0

U1

-R0 X0

I0
U1

-Hình 2.9 Sơ đồ thay thế máy biến áp khi không tải

Đặc điểm:

- Dòng điện không tải

Vì Z0 rất lớn nên dòng điện không tải

0
0
1

1 I (Z Z ) I Z

U   m 

m

Z

0



1



2
1

0
1
0

)
(

)

(R Rm X Xm

U
Z

U
I









dm

</div>
(15)<div class='page_container' data-page=15>

- Công suất không tải

P1,0/50(W/kg)

trong đó: Là suất tổn hao trong các lá thép ứng với tần số 50Hz và 1T
B(T) là từ cảm trong lõi thép.

G(kg) là khối lượng thép.
- Hệ số công suất không tải

Khi vận hành không nên để máy biến áp làm việc không tải hoặc non tải

b) Thí nghiệm khơng tải

Vnguồn

V1

W I0

V20




Cuộn áp
Cuộn dòng

Thứ cấp
hở mạch

Hình 2.10 Thí nghiệm khơng tải

G

f

B

P

R m m 2 1,3

50
/
0
,
1

)

50 (















3
,
0
1
,
0

2
0
2

0
0
2

0
2

0
0

0  




Q
P

P
X

</div>
(16)<div class='page_container' data-page=16>

- Đưa điện áp định mức vào bên sơ cấp, hở mạch thứ cấp, dựa vào các đồng hồ đo
lường: P0, U1, U20, I0. Từ đó ta xác định được:

- Hệ số biến áp:

- Dòng điện không tải phần trăm:

- Điện trở không tải:

vì
- Tổng trở không tải:

- Điện kháng không tải:

- Hệ số công suất không tải:

20
1
2
1
2
1
U
U
E
E
W
W

k   

%
10
3
%
100
%

1
0

0   

ñm
I
I
I
2
0
0
0 R .I

P  I R Rm Rm

P

R  2  1  

0
0

0 Rm R1

m
ñm Z
I

U

Z  

0
1
0
m
X
R
Z

X0  02  02 

</div>
(17)<div class='page_container' data-page=17>

7. CHẾ ĐỘ NGẮN MẠCH CỦA MÁY BIẾN ÁP

- Là chế độ mà phía thứ cấp bị nối tắt lại, vẫn có điện áp đặt vào bên sơ cấp. Có
nhiều nguyên nhân làm cho thứ cấp bị ngắn mạch như thứ cấp chạm vào nhau,
chạm đất,…

a) Phương trình và sơ đồ thay thế

R1 R’

2 X’2

X1 I

U1

-Z1 Z’

- Vì Zm rất lớn so với nên có thể bỏ qua nhánh từ hóa → sơ đồ thay thế

Hình 2.11 Sơ đồ thay thế MBA khi ngắn mạch thứ cấp

Rn X

In

U1
+

-Zn

- Ta có:

- Là tổng trở ngắn mạch máy biến áp
- Là điện trở ngắn mạch máy biến áp
- Là điện kháng ngắn mạch máy biến áp

với

Z



n
n

n Z Z I Z

I

U  (  ) 
2

1
1

n
n

n R jX

Z  

1 R

R

Rn   

2
1 X

X

</div>
(18)<div class='page_container' data-page=18>

- Dòng điện ngắn mạch sự cố là dòng điện ngắn mạch khi điện áp đặt vào sơ cấp
bằng định mức

- Vì Zn rất nhỏ nên nguy hiểm cho máy biến áp

b) Thí nghiệm ngắn mạch

- Mục đích xác định các thông số các cuộn dây và tổn hao trên các điện trở dây quấn

In =
I1đm

Vnguồn

V1



Cuộn áp
Cuộn dòng

Thứ cấp
ngắn
mạch

Hình 2.12 Sơ đờ thí nghiệm ngắn mạch

- Dây quấn thứ cấp nối ngắn mạch, điều chỉnh điện áp vào bên sơ cấp sao cho dòng
điện trong các c̣n dây bằng định mức.

n
đm

n Z

U

I  1

ñm

n I

</div>
(19)<div class='page_container' data-page=19>

- Điện áp ngắn mạch phần trăm:
- Tổng trở ngắn mạch:

- Điện trở ngắn mạch:
- Điện kháng ngắn mạch:

thường thì

- Các thông số thứ cấp chưa qui đổi là:
- Điện áp ngắn mạch gồm hai thành phần:

UnR = I1nRn
+ thành phần tác dụng:

+ thành phần phản kháng: UnX = I1nXn

%
10
3
%
100
%





ñm
n

n U

U
U

ñm
n
n I

U
Z


2
1

. ñm

n

n R I

P  2

1ñm
n
n I

P

R 

2
2

n
n

n Z R

X  

1 2,

Z Z 1 2 ,

n
R
R R 

1 n

X

X   

2
2 R2 ,

R

k



 2 k22

X

</div>
(20)<div class='page_container' data-page=20>

- Đồ thị vectơ khi In = I1đm là:

I1ñm.R’
2

jI1ñm.X1

jI1ñm.X’
2

I1ñm.R1
I1ñm.Z1

I1ñm.Zn
I1ñm.Z’

A
B

O I1ñm

UnR =I1ñm.Rn A
B

O I1ñm

UnX =jI1ñm.Xn
Un =I1đm.Zn

n

Hình 2.13 giản đờ véctơ ngắn mạch

- Gọi OAB là tam giác điện áp ngắn mạch: OA = UnR = Un.Cosn

AB = UnX = Un.Sinn

- Điện áp ngắn mạch dạng %:

2
nX

n U U

OB   

1 1

% nđm n100 100,

n

đm đm

U I Z

U

U U

  1

1 1

% nRđm n100 100,

nR

đm đm

U I R

U

U U

  1

1 1

% nXđm n100 100

nX

đm đm

U I X

U

U U

</div>
(21)<div class='page_container' data-page=21>

7. CHẾ ĐỘ CÓ TẢI CỦA MÁY BIẾN ÁP

- Là chế độ mà phía sơ cấp nối với điện áp bằng định mức, thứ cấp nối với tải. Định
nghĩa hệ số tải:

 = 1 mba mang tải định mức
 < 1 mba non tải

 > 1 mba quá tải

a) Giản đồ năng lượng của máy biến áp

: Là công suất tác dụng đầu vào máy biến áp
: Là tổn hao trên điện trở dây quấn sơ cấp

: Là tổn hao trên lõi thép

Công suất điện từ truyền sang thứ cấp máy biến áp

1 Z



-u1

-u2

i1 i

2

ñm
2

I





1
1

1 U I cos

P  

2
1
1
1

r

I

P



2
0
m

Fe r I

P 

2
2

2
Fe

1
Cu
1

</div>
(22)<div class='page_container' data-page=22>

Một phần tổn hao trên dây quấn thứ cấp máy biến áp
công suất đưa ra máy biến áp

còn lại

: Là công suất phản kháng đầu vào máy biến áp
: Là tổn hao trên điện kháng tản dây quấn sơ cấp
: Là tổn hao trên lõi thép

Công suất điện từ truyền qua máy biến áp

Tổn hao do từ trường tản trên dây quấn thứ cấp:
Công suất đầu ra máy biến áp

2
2
2
2

Cu r I
P 

2
2

Cu
ñt

2 P P U I cos

P    

1
1

1 U I sin

Q  

2
1
1

x

I

q



2
0
m

x

I

q



2
2

2
m

1
1

ñt

Q

q

E

I

sin

Q











2
2
2

x

I

q



2
2

ñt

Q

q

U

I

sin

</div>
(23)<div class='page_container' data-page=23>

P1  jQ1 Pñt jQñt P2  jQ2

Pcu1 jq1

Pcu2 jq2

PFe jqm

Hình 2.14 Quá trình truyền năng lượng qua máy biến áp

Khi 2 > 0  Q2 > 0  Q1 > 0 : Công suất phản kháng truyền từ sơ cấp sang thứ cấp

Khi 2 < 0  Q2 < 0  Q1 < 0 : Công suất phản kháng truyền từ thứ cấp sang sơ cấp
b) Độ thay đổi điện áp thứ cấp máy biến áp

U2 = U2đm – U2

Dạng phần trăm:

Hiệu sớ giữa trị sớ điệp áp thứ cấp khi không tải và khi có tải khi điện áp sơ cấp
bằng định mức không đởi gọi là đợ thay đởi điện áp thứ cấp

%
100
%

2
2

đm
đm

U

U
U

U  

</div>
(24)<div class='page_container' data-page=24>

Nhân tư và mẫu cho tỉ số k ta được

U’
2
I1 = I’

I1.Rn

C
B

jI1.Xn
I1.Zn

U1

2 n

Đồ thị véctơ tương ứng với sơ đồ thay thế gần đúng

Hình 2.15 Giản đồ véctơ khi có tải

Để tính chiếu U1 lên phương U’

2 ta được

2 2 1 2

2 1

% đm 100% đm 100%

đm đm

kU kU U U

U
kU U
 
  

OC

OB

U

1ñm





</div>
(25)<div class='page_container' data-page=25>

trong đó là góc tổng trở ngắn mạch

là góc lệch pha giữa áp và dòng tải

vậy

trong đó

phụ thuộc vào hệ số tải và tính chất của tải.

∆U2% Cthức này quan trọng

n



%
100
sin
sin
cos
cos
%
1
2

1
2
1
2
ñm
n
n
n
n
U
Z
I
Z
I

U      


%
100
)
sin
sin
cos
cos
(
1
2
1
2

1
ñm
n
n
ñm
n
n
ñm
U
Z
I
Z

I     



)
sin
%
cos
%

( 2  2



 UnR UnX

ñm

I
I
1
1


n
n
ñm
n
n
ñm

nR I UZ U

U %  cos 100%  %cos

1
1
n
n
ñm
n
n
ñm

nX I UZ U

U %  sin 100%  %sin

</div>
(26)<div class='page_container' data-page=26>

Quan hệ khi tính chất của tải không đổi và
khi công suất tải không đổi như hình vẽ


R
L

C
U2%

2 > 0

2 < 0

U2%

2 > 0
2 < 0

1 0.5

0.5

0 0

Hình 2.16 Độ thay đổi điện áp khi có tải

Với R: Tải tăng thì sụt áp tăng và điện áp thứ cấp giảm.

Với L: Tải tăng thì sụt áp tăng nhanh hơn và điện áp thứ cấp giảm nhiều hơn.
Với C: Tải tăng thì sụt áp giảm và điện áp thứ cấp tăng lên.

)
(

2  

U f

cos



2



const

)
(cos 2

2  

</div>
(27)<div class='page_container' data-page=27>

c) Hiệu suất của máy biến áp

Hiệu suất của máy biến áp là tỉ số của công suất đầu ra P2 và công suất đầu vào P1

trong đó

Pcu là tổn hao đồng trong dây quấn sơ và thứ cấp, xác định như sau:

PFe là tổn hao sắt từ trong lõi thép do dòng điện xoáy và từ trễ. Nó không phụ thuộc
vào từ thông chính và bằng tổn hao không tải

PFe =

Vậy hiệu suất của máy biến áp là

%
100
).
1
(
%
100
)
1
(
%
100
%
2
1
1
2
Fe
Cu
Fe
Cu
P
P
P
P
P
P

P
P
P










2
2
2
2
2
2
2
2
2

2  cos  cos  ñm cos

ñm
ñm

ñmI II S

U
I
U
P
n
n
ñm
ñm
n

Cu I R P

I
I
R
I
r
r
I
r
I
r
I
r
I
r
I

P 2 12 2

1
2
1
2
1
2
1
2
1
2
2
2
1
2
1
2
2
2
1
2

1       (  )   



G

B

P

)

.

50

1 (

.

2 1,3

</div>
(28)<div class='page_container' data-page=28>

hay

Ở một tải nhất định, hiệu suất của máy biến áp đạt cực đại khi tổn hao thép bằng tổn 
hao đồng.

Hiệu suất của máy biến áp đạt cực đại khi

c) Máy biến áp làm việc song song

Máy biến áp làm việc song song thì điện áp
thứ cấp của chúng phải bằng nhau về biên
độ và góc pha, công suất tải phân bố tỉ lệ
theo công suất máy. Muốn vậy máy biến áp
phải thỏa các điều kiện sau đây;

+ cùng tổ nối dây
+ cùng tỉ số biến áp k

+ cùng điện áp ngắn mạch phần trăm Un

Hình 2.17 Hai MBA song song

0 





d

n

P
P0



</div>
(29)<div class='page_container' data-page=29>

+ Điều kiện cùng tổ nối dây

A X a x

+

-U1

+

-U2
IcbI

IcbII

IcbI
IcbII

E2I E

2II
E

E

30o



Hình 2.18 điều kiện cùng tổ nối dây

+ Máy I:
+ Máy II:

thì điện áp thứ cấp lệch 300

Trong mạch nối dây quấn thứ cấp có một sức điện động

Khi không tải, trong cuộn dây thứ cấp có dòng điện:
giả sư

gấp hơn 5 lần định mức hỏng máy

11 



/

Y

12 

Y

/

Y

0 0,518

15
sin

2E E

E  



nII
nI

cb

Z

E

Z

I







05 ,

0 

nII

nI

Z

5,18

05
,
0
05
,
0

518
,
0






</div>
(30)<div class='page_container' data-page=30>

+ Điều kiện tỉ số biến áp k bằng nhau

giả sư thì và khi không tải

và chậm sau ∆E góc 90o vì điện áp rơi trên dây

quấn sẽ bù trừ U2 bằng nhau.

IcbI
IcbII

E2II
E2I

U2

ZnII.IcbII
ZnI.IcbI

Khi không tải

IcbI
IcbII
U2

I’
2I

ItI =ItII

Khi có tải
I’

2II

Hình 2.19 Điều kiện tỉ sớ biến áp bằng nhau

Dòng điện Icb 
cộng vào dòng
điện It làm cho
hệ số tải khác
nhau.

II

I K

K  EI EII E E2I  E2II

nII
nI

cb Z EZ
I






x



r

II
I, E

</div>
(31)<div class='page_container' data-page=31>

+ Điều kiện điện áp ngắn mạch bằng nhau

giả sư có 3 máy biến áp làm việc song song có ta có:

U1 U2

Zn1

Zn2
Zn3

I1 I’

2
I’
2I
I’
2II
I’
2III

hệ số tải tỉ lệ nghịch với điện áp ngắn mạch

Nếu Un bằng nhau hệ số tải bằng nhau, tải sẽ phân phối theo tỉ lệ công suất máy.
Nếu Un khác nhau thì máy có Un nhỏ thì hệ số tải lớn (quá tải).

thì máy có Un lớn thì hệ số tải nhỏ (non tải).

Khi máy có Un nhỏ làm việc định mức thì máy có Un lớn làm việc non tải.

Hình 2.20 Điều kiện điện áp ngắn 
mạch bằng nhau

%,

nI

U

nII

%,

U

nIII

%,

%
%
.
I
I
đmi
đmI
nI
ni
S S
S
S u
u
  



%.
%

II
II
đmi
đmII
nII
ni
S S
S
S u
u
  



%
%
.
III
III
đmi
đmIII
nIII
ni
S S
S
S u
u
  



nIII
nII
nI

III
II

I

:



:





u

1 :

u

1 :

u

1

</div>
(32)<div class='page_container' data-page=32>

8. MÁY BIẾN ÁP 3 PHA VÀ TỔ NỐI DÂY 
a) Máy biến áp ba pha

+ Tổ máy biến áp ba pha:

X x Y y Z

A a B b C c

Được ghép từ ba máy biến áp một pha với hệ thống
mạch từ riêng.

Hình 2.21 Máy biến áp ba pha loại mono

Sơ cấp Thứ cấp

Trung tính

Dây quấn sơ cấp: chữ in hoa
Dây quấn thứ cấp: chữ thường

</div>
(33)<div class='page_container' data-page=33>

A B C

x y z

X Y Z

a b c

Cao áp

Hạ áp

MBA 3 pha
3 trụ

Hình 2.22 Máy biến áp ba pha ba tru
b) Tổ nối dây của máy biến áp

+ Kí hiệu đầu dây:

Các đầu dây quấn Dây quấn cao áp Dây quấn hạ áp Sơ đồ kí hiệu dây quấn

Đầu đầu
Đầu cuối

Đầu trung tính

A, B, C
X, Y, Z
O hay N

a, b, c

x, y, z
o hay n

B C

Y Z O

b c

y z o

</div>
(34)<div class='page_container' data-page=34>

+ Các kiểu đấu dây q́n:

B C

Y Z

B
C

Nối sao

B C

Y A

C
Z

Nối tam giác

+ Tổ nối dây máy biến áp: hình thành do kiểu đấu dây quấn sơ cấp và thứ cấp,
nó biểu thị góc lệch pha giữa các sức điện động dây quấn sơ cấp và thứ cấp.

Góc lệch này phụ thuộc các yếu tố:
+ Chiều dây quấn.

+ Kí hiệu đầu dây.

+ Kiểu đấu dây quấn sơ cấp và thứ cấp.

</div>
(35)<div class='page_container' data-page=35>

A
X

a
x

A
X

a
x

A
X

x
a
A

X
a

x
3600

X
a

x 1800

X
a

x 1800

Cùng chiều quấn dây Ngược chiều quấn dây Kí hiệu đầu dây
Hình 2.23 Chiều sức điện đợng của máy biến áp mợt pha

- Với máy biến áp ba pha, tùy thuộc vào cách đấu hình sao hay tam giác mà góc
lệch sức điện động có thể là 30o ,60o , 90o ,…, 360o dùng phương pháp kim

đồng hồ.

1
2

3
4
5
6

7
8
9
10

11 12
E1
E2

</div>
(36)<div class='page_container' data-page=36>

B C

Y Z

b c

y z

C
B

EAB

X
Y Z

c
b

Eab

x
y z

EAB

X
Eab

x
3600

Y/Y-12 hay Y/Y-0

Ví dụ:

+ đổi chiều dây quấn hay kí hiệu đầu dây quấn thứ cấp
+ hoán vị thứ tự các pha thứ cấp → 2, 4, 6, 8, 10

</div>
(37)<div class='page_container' data-page=37>

B C

Y Z

C
B

EAB

X
Y Z

EAB

X
Eab

x
3300
Y/-11
a

b c

z
b

y a
x
Eab

+ đổi chiều dây quấn hay kí hiệu đầu dây quấn thứ cấp
+ hoán vị thứ tự các pha thứ cấp → 1, 3, 5, 7, 9

</div>
(38)<div class='page_container' data-page=38>

9. MÁY BIẾN ÁP ĐẶC BIỆT 
a) Máy biến áp ba cuộn dây

W2

W3
W1

-U1

U2
+

-U3

-U1

U2

U3

-U1 +

-U2

-U3
Z’

Z’
2

Z1

I’
3

I’
2

I1

Hình 2.25 Máy biến áp ba cuộn dây

+ tỉ số biến áp

+ các tổ nối dây tiêu chuẩn

+ qui định công suất ba cuộn dây theo tỉ lệ: 100%-100%-100%, 100%-100%-67%,
100%-67%-100%, 100%-67%-67%,

+ công suất của máy biến áp ba cuộn dây lấy theo công suất của cuộn dây sơ
cấp có công suất lớn nhất.

1 1

2 2

W U

k

W U

 

3
1
3

13 WW UU

k  

/

12 11,

</div>
(39)<div class='page_container' data-page=39>

b) Máy biến áp tự ngẫu

W1

W2

Taûi



-U1 +

-U2
i1

i2

Hình 2.26 Máy biến áp tự ngẫu

MBA tự ngẫu có cuộn dây sơ cấp W1 mắc song song với lưới điện, cuộn thứ cấp
W2 là một phần của cuộn sơ cấp, ngoài liên hệ về điện còn có liên hệ về từ.

+ tỉ số biến đổi điện áp

Thay đổi W2 → U2 thay đổi liên tục.

+ ưu điểm: Lõi thép nhỏ hơn MBA thường, chỉ có một cuộn dây nên tiết kiệm dây
dẫn và giảm tổn hao.

2
1
2

W
W
U

U


2
1
1

2 U WW

</div>
(40)<div class='page_container' data-page=40>

+ khuyết điểm: Độ an toàn không cao, dòng ngắn mạch lớn.

+ ứng dụng: Dùng ở PTN, mở máy động cơ, truyền tải điện năng,…

c) Máy biến điện áp (VT)

-U1 U2

-V I W Var I

Hình 2.27 Nguyên lý đấu nối máy biến điện áp

- Sai số của VT là:

0,2%; 0,5%; 1%;
3%,

- Các cấp chính xác: 0,2; 0,5; 1, 3 tương ứng với sai số

- U1 = điện áp định mức lưới
- U2 = 100

1 1 1 2 2 1

1 1

( / )

% U U W W U U .100%

U

U U

 

</div>
(41)<div class='page_container' data-page=41>

+ Cấp chính xác 0.2: dùng để đo lường ở phòng thí nghiệm.
+ Cấp chính xác 0.5: dùng để đo điện năng.

Ví dụ: VT trung thế do ABB chế tạo có các thơng sớ sau

Kiểu Mã UđmBU(KV) U1BU(KV) U2BU(KV) UCN(KV) S2đmBU(VA) TL(Kg)

Hình trụ TDC 7 36 36/1.73 100/ 1.73 70 250 72

</div>
(42)<div class='page_container' data-page=42>

Ví dụ: VT cao thế 110kV do ABB chế tạo có các thơng sớ sau

Kiểu CPA - 123

Cấp chính xác 0,5

Cơng suất định mức VA 200

Điện áp danh định cuộn sơ KV 123/
Điện áp định mức hệthống KV 110/

Điện áp danh định cuộn thứ cấp V 110/ ;100/
Điện áp chịu đựng xung KV 550/

Điện áp chịu đựng tần số công ngiệp KV 230/
Tổ nối dây Y0-Y0-∆ hở

Tần số định mức Hz 50

Khối lượng kg 350

3
3

3 3

</div>
(43)<div class='page_container' data-page=43>

d) Máy biến dòng điện (CT)

- Cuộn sơ cấp nối tiếp với lưới điện
- I2 = 1A, 5A

Taûi
I1

A W Var

I2
+

-U

* * * *

lớn

Hình 2.28 Nguyên lý đấu nối biến dòng

- Tỉ số biến dòng

W 1 là số vòng cuộn sơ cấp (ít vòng)

W 2 là số vòng cuộn thứ cấp (nhiều vòng)
- Sai số biến dòng

0,2%; 0,5%; 1%; 3%;
10%,

- Các cấp chính xác: 0,2; 0,5; 1, 3,10 tương ứng với sai số

1
2
2

W
W
I

I

KI  

%
100
)

/
(

1
2

1
2
1

1
'

I

I
I

W
W

I
I
I

I    

</div>
(44)<div class='page_container' data-page=44>

Ví dụ: CT trung thế do ABB chế tạo có các thông số sau

CT: 10,5kV-3200A CT: 15kV-3200A CT: 24kV-3200A CT: 36kV-2500A
Ví dụ: CT cao thế 110kV do ABB chế tạo có các thông số sau

Kiểu IMB-123 IMB-72

Cấp chính xác 0,5 0,5

Công suất danh định VA 30 30

Điện áp danh định KV 123 38,5

Dòng sơ cấp danh định A 800 300

Dịng thứ cấp danh định A 1 1

Độ ổn định nhiệt KA/s 40/1 31,5/3
Độ ồn định lực điện động KA 100 80

Tần số định mức Hz 50 50

Điện áp chịu đựng tần số công

nghiệp trong 1 phút KV 230 85

</div>
(45)<div class='page_container' data-page=45>

e) Máy biến áp hàn

Hình 2.28 Nguyên lý làm việc biến áp hàn

Cuộn sơ cấp nối với nguồn điện, cuộn thứ cấp nối với cuộn kháng và que hàn, đầu
kia nối với kim loại hàn.

Thêm cuộn kháng để dòng điện hàn 2-3Iđm → đặc tuyến U2 =f(I2) rất dốc để hạn chế
dòng ngắn mạch và hồ quang được ổn định.

</div>

tài liệu lớp 14ddc02

<b>BÀI 2: MÁY BIẾN ÁP</b>

sin



<i>t</i>

<i>W</i>

<i>W</i>

<i>E</i>

<i>E</i>

<i>k</i>





<i>i</i>

<i>L</i>





<i>e</i>

<i>dt</i>

<i>di</i>

<i>L</i>

<i>i</i>

<i>R</i>

<i>u</i>







<i>dt</i>

<i>di</i>

<i>L</i>

<i>i</i>

<i>R</i>

<i>e</i>

<i>u</i>









<i>R</i>

<i>jX</i>

<i>Z</i>





<i>k</i>

<i>i</i>

<i>i</i>





<i>i</i>

<i>i</i>

<i>i</i>







<i>E</i>

<i>Z</i>

<i>I</i>

<i>U</i>



<sub></sub>

<sub></sub>



<sub></sub>

<sub></sub>



<i>R</i>

<i>R</i>

<i>R</i>







<i>Z</i>

<i>Z</i>

<i>Z</i>





<i>G</i>

<i>f</i>

<i>B</i>

<i>P</i>

<i>P</i>