Tài liệu Đồ án môn học: thiết kế máy biến áp pdf

Đồ án môn học: thiết kế máy biến áp


1

LỜI NÓI ĐẦU
Đối với chuyên ngành Thiết bị điện - điện tử , Máy biến áp là một lĩnh vực
rất quan trọng. Chính vì vậy, thiết kế môn học Máy biến áp có mục đích giúp cho
sinh viên nắm được những bước cơ bản nhất trong việc tính toán kết cấu của một
Máy biến áp.
Dưới sự hướng dẫn của thầy Bùi Đức Hùng - giảng viên Bộ môn Thiết bị
điện - đ
iện tử, em đã hoàn thành đồ án môn học của mình với đề tài Thiết kế Máy
biến áp điện lực ngâm dầu. Trong quá trình làm chắc chắn sẽ không tránh khỏi thiếu
sót, qua đó em mong thầy giáo và các bạn góp ý để đồ án được tốt hơn.
. S
P
= 250 kVA
. U
đm
= 6,3/0,4 kV
. I
0
% = 2%
. P
0
= 610 W
. U
K
% = 4
. P

k
= 4100 W
. Tổ nối dây Dy11
.Điều chỉnh 2x2,5%









Đồ án môn học: thiết kế máy biến áp


2


ĐỒ ÁN THIẾT KẾ MÁY BIẾN ÁP



A . Xác định các kích thước chủ yếu:

I. Xác định các đại lượng điện cơ bản:

1. Dung lượng một pha:

=

3
250
=S
f
83,33 kVA
Dung lượng trên mỗi trụ:

=
3
250
=S
t
83,33 kVA
2. Dòng điện dây định mức:
- Phía cao áp:

=
10.3,6.3
10.250
=
U.3
S
=I
3
3
1
p
f1
22,9 A
- Phía hạ áp:

=
400.3
10.250
=
U.3
S
=I
3
2
p
f2
360,8 A
3. Điện áp pha định mức:
- Phía cao áp:
U
d1
= U
f1
= 6,3 kV
- Phía hạ áp:

3
400
=
3
U
=U
2
2f

= 231 V
4. Điện áp thử nghiệm của dây quấn:
- Dây quấn cao áp với U
1
= 6,3 kV → U
th
= 20 k V
-
Dây quấn hạ áp với U
2
= 0,4 kV → U
th
= 5 kV


II. Chọn các số liệu xuất phát và tính các kích thước chủ yếu:
1. Chiều rộng quy đổi của rãnh từ tản giữa dây quấn cao áp và hạ áp: với U
th1
= 20
kV, ta có a
12
= 1,2 cm; δ
12
= 4 mm. Trong rãnh a
12
ta dặt ống cách điện dày δ
12
= 4 mm.
Theo công thức:
Đồ án môn học: thiết kế máy biến áp

3

4
'
P
21
S.k=
3
a+a

k là hệ số phụ thuộc dung lượng máy biến áp, tra bảng 13.1 ta được k = 0,45
thay vào ta được

4
4
'
P
21
33,83.45,0=S.k=
3
a+a
=1,51 cm
a
R
khoảng cách phụ thuộc kích thước hình học của dây quấn hạ áp và cao áp,
vậy:

71,2=51,1+2,1=
3
a+a
+a=a
21
12R
cm

2. Hệ số quy đổi từ trường: k
R
=0.95
3. Các thành phần điện áp ngắn mạch:
- Điện áp ngắn mạch tác dụng:

250.10
4100
=
S.10
P
=U
P
n
nr
=1,64%
- Điện áp ngắn mạch phản kháng:

64,1_4=U_U=U
222
nr

2
nnx
=3,65%
4. Ta chọn tôn cán lạnh mã hiệu 3405 có chiều dày 0,35mm. Lấy mật độ từ
thông trong trụ B
T
= 1,6T, hệ số k
G
= 1,02. ép trụ bằng nêm với ống Bakêlít, ép
gông bằng thép U không dùng bulông xuyên qua trụ và gông. Sử dụng lõi thép có
mối ghép nghiêng ở 4 góc và ba mối ép thẳng giữa trụ và gông. Theo bảng 13.2
với S
P
= 250 kVA ta chọn trụ có 6 bậc, số bậc thang của gông lấy nhỏ hơn trụ 1
bậc tức là ggông có 5 bậc, hệ số điền đầy k
d
=0,928; hệ số chêm kín k
c
= 0.93, nên
hệ số lợi dụng lõi sắt k
l
= k
d
.k
c
= 0,928.0,93=0,86.
Từ cảm trong gông B
G
= 1,6/1,02=1,57 T. Twf camr khe hở không khí ở mối
nối thẳng B”

r
= B
T
= 1,6 T, từ cảm ở mối nối xiên B’
K
= B
T
/
2
=1,6/
2
=1,13 T.
Tra bảng, ứng với từng giá trị mật độ từ cảm ta sẽ có suất tổn hao trong thép và
tổn hao từ hoá trong trụ:
. Suất tổn hao trong thép:
-Trong trụ
p
FeT
= 1,230 W/kg
-Trong gông
p
FeG
= 1,17 Ư/kg
. Tổn hao từ hoá
-Trong trụ
q
FeT
= 1,602 VA/kg
Đồ án môn học: thiết kế máy biến áp

4
-Trong gông
q
FeG
= 1,486 VA/kg
-Trong khe hở không khí
+Nối thẳng q
K
”= 1,92 VA/cm
2

+Nối nghiêng q
K
’= 0,272 VA/cm
2

5. Các khoảng cách cách điện chính
. Giữa trụ và dây quấn hạ áp a
o1
= 5mm
. Giữa dây quấn hạ áp và dây quấn cao áp, a
12
= 1,2 cm
. ống cách điện giữa dây quấn cao áp và hạ áp, δ
12
= 0,4 cm
. Giữa các dây quấn hạ áp, a
22
= 2,2 cm

. Tấm chắn các pha δ
22
= 0,2 cm
. Giữa dây quấn cao áp đến gông, l
o
= 4 cm
. Phần đầu thừa của ống cách điện, l
d2
=3 cm
5. Các hằng số tính toán , với dây dẫn bằng đồng và điện áp dây quấn cao áp là
6,3 kV (bảng 13.5 và 13.6)
. a = d
12
/d = 1,36
. b = 2a
2
/d = 0,4
6. Hệ số tổn hao phụ, với công suất 250 kVA ta chọn k
f
= 0,94 (bảng 13.7)
7. Chọn β với dải biến thiên từ 1,2 đến 3,6, để xác định giá trị tối ưu của ta
phải tính các số liệu và các đặc tính cơ bản của m.b.a:

+
4
2
l
2
Tnx
RR

'
P
k.B.U.f
k.a.S
=A


04,14=
88,0.6,1.65,3.50
95,0.71,2.33,83
16=
4
22

+A
1
= 5,66.10
-2
.a.A
3
.k
l
= 5,66.10
-2
.1,36.14,04
3
.0,88 = 187 kg
+A
2
= 3,6.10

-2
.A
2
.k
l
.l
0
= 3,6.10
-2
.14,04
2
.0,88.4 = 25,1 kg
+B
1
= 2,4.10
-2
.k
l
.k
G
.A
3
.(a+b+e)
= 2,4.10
-2
.0,88.1,02.14,04
3
(1,36+0,4+0,411) = 129,43 kg
e = 0,411 đối với thang nhiều bậc
+ B

2
= 2,4.10
-2
.k
l
k
G
.A
2
.(a
12
+a
22
)
= 2,4.10
-2
.0,88.1,02.14,04
2
.(1,2+2,2) = 14,44 kg
+ C
1
=
2
nr
2
T
2
lf
2
P

dq
A.u.B.k.k
a.S
.K

=
82,188=
04,14.64,1.6,1.88,0.94,0
36,1.250
10.46,2
222
2
2
kg
Đồ án môn học: thiết kế máy biến áp


5
+ M =
A.a
P
.k.k.k.10.2453,0
n
Rf
2
n
4-

trong đó:
k

n
=
)e+1.(
u
100
.41,1
nx
u
nr
u.-
n
π

=
)e+1.(
4
100
.41,1
65,3
64,1.-π
= 43,84

M =
04,14.36,1
4100
.95,0.94,0.84,43.10.2543,0
24-
= 9,04 MPa
+ Trọng lượng tôn silic ở các góc của gông:

G
g
= 0,486.10
-2
.k
l
.k
G
.A
3
.x
3

= 0,486.10
-2
.0,88.1,02.14,04
3
.x
3
= 12,07x
3
kg
+ Tiết diện trụ lõi sắt:
S
T
= 0,785.k
l
.k
G
.A2.x

2

= 0,785.0,88.1,02.14,04
2
.x
2
= 139x
2

+ Tiết diện khe hở vuông góc:
S”
K
= S
T
= 139x
2

+ Tiết diện khe hở chéo
S’
K
= S
T
/
2
=98,29x
2

+ Tổn hao không tải, theo công thức 13-24:
P
0

= k’
f
.( p
T
.G
T
+ p
G
.G
G
) = 1,25.( 1,23.G
T
+ 1,17.G
G
)
= 1,538.G
T
+ 1,463.G
G

k’
f
hệ số tổn hao phụ trong sắt, tôn cán nguội lấy k’
f
= 1,25

+ Công suất từ hoá, theo công thức 13-26:
Q
0
= k”

f
.(Q
c
+ Q
f
+ Q
K
)
Trong đó:
. k”
f
hệ số xét đến sự phục hồi từ tính không hoàn toàn khi ủ lại lá tôn,
chọn k”
f
= 1,25
. Qc công suất từ hoá chung của trụ và gông
Q
c
= q
T
.G
T
+ q
G
.G
G

= 1,602.G
T
+ 1,486.G

G

. Q
f
Công suất từ hoá đối với góc có mối nối vuông góc
Q
f
= 40.q
T
.G
G
= 40.1,602.G
G
= 64,08.G
G

. Q
K
công suất từ hoá ở khe hở không khí nối giữa các lá thép
Q
K
= 3,2.q
K
.S
K
= 3,2.0,272.139x
2
= 120,9x
2

Vậy công suất từ hoá tổng là:
Q
0
= k”
f
.(Q
c
+ Q
f
+ Q
K
)
Đồ án môn học: thiết kế máy biến áp


6
= 1,25.( 1,602.G
T
+ 1,486.G
G
+ 64,08.G
g
+ 120,9x
2
)
= 2.G
T
+ 2,972.G
G
+ 80,1.G

g
+ 151x
2

Lập bảng tính giá trị các tham số cơ bản ứng với từng giá trị của β biến thiên từ
1,2 đến 3,6;từ đó xác định được gía trị β tối ưu :

β
1,2 1,8 2,4 3,0 3,6
x=
4
β

1,047 1,16 1,25 1,32 1,38
x
2
=
2
4
β
1,095 1,34 1,55 1,73 1,90
x
3
=
3
4
β

1,15 1,55 1,93 2,28 2,62
A

1
/x = 187/x 178,67 161,44 150,24 142,09 135,76
A
2
.x
2
= 25,1.x
2
27,39 33,54 38,73 43,3 47,43
G
T
= A
1
/x +A
2
/x
2
206,05 194,99 188,97 185,39 183,19
B
1
.x
3
= 129,43x
3
148,41 201,15 249,59 295,06 338,29
B
2
.x
2
= 14,44x

2
15,82 19,37 22,37 25,01 27,40
G
G
= B
1
.x
3
+ B
2
.x
2
164,23 220,53 271,96 320,07 365,69
G
Fe
= G
T
+ G
G
370,28 415,51 460,93 505,46 548,89
G
g
= 12.07x
3
13,84 18,76 23,27 27,51 31,55
P
0
= 1,538.G
T
+

1,463.G
G
557,17 662,52 688,52 753,39 816,75
Q
0
= 2.G
T
+ 2,972.G
G
+
80,1.G
g
+ 151x
2

2174,100 2750,43 3284,48 3787,81 4266,50
i
ox
= Q
0
/(10.S
P
) 0,87 1,10 1,31 1,52 1,71
G
dq
= C
1
/x
2
= 188,82/x

2
172,37 140,74 121,88 109,01 9,52
G
Cu
= 1,66.G
dq
286,14 233,63 202,33 180,97 165,20
K
CuFe
.G
Cu
= 2,21.G
Cu
632,35 516,31 447,14 399,93 365,09
C’
td
= G
Fe
+ k
CuFe
.G
Cu
1002,6 931,82 908,07 905,39 931,97
J=
dq
G.4,2
4100.94,0

3,05 3,38 3,63 3,84 4,02
σ

cp
= M.x
3
= 9,04.x
3

10,36 14,05 17,43 20,61 23,63
d = A.x
3
= 14,04.x

14,69 16,26 17,48 18,48 19,34
d
12
= a.d = 1,36.d 20,00 22,12 23,77 25,13 26,3
l =
π
.d
12
/
β

52,29 38,58 31,10 26,30 22,94
2a
2
= b.d = 0,4.d 5,88 6,50 6,99 7,39 7,74
C= d
12
+ a
12

+ 2a
2
+ a
22
29,26 32,02 34,16 35,92 37,44


Đồ án môn học: thiết kế máy biến áp


7
Ta sẽ thấy giá thành thấp nhất sẽ ứng với 3,6
≥

β

≥
3,0; nhưng với giới hạn P
0

= 610 W, ta sẽ lấy giá trị 2,4
≥

β

≥
1,2, tuơng ứng đường kính lõi sắt 16,26
≥

d

≥
14,69. Trong khoảng này tất cả các tham số đều đạt tiêu chuẩn.
Căn cứ vào đường kính lõi sắt tiêu chuẩn ta chọn giá trị d = 16 cm, lúc đó
β
=
1,69; x =
4
β
=
4
69,1
= 1,14
Tiết diện lõi sắt sơ bộ:
S
T
= 129.x
2
= 139.1,14
2
= 181 cm
2

Đường kính trung bình của rãnh dầu sơ bộ
d
12
= a.d = 1,36.16 = 21,76 cm
Chiều cao dây quấn sơ bộ
l =
69,1
76,21.

=
.d
12
π
β
π
=39,33 cm
Chiều cao trụ lõi sắt sơ bộ
l
T
= l + 2.l
0
= 39,33 + 2.4 = 47,33 cm
Khoảng cách giữa các trụ lõi sắt sơ bộ
C = d
12
+ a
12
+ 2a
2
+ a
22

= 21,76 + 1,2 + 0,4.16 + 2,2 = 31,56 cm
Điện áp của một vòng dây
u
v
= 4,44.f.B
T
.S

T
.10
-4
= 4,44.50.1,6.181.10
-4

= 6,43 V
Trọng lượng sắt sơ bộ :
G
Fe
= 407,18 kg
Trọng lượng đồng sơ bộ:
G
dq
= 145,29 kg
Mật độ dòng điện sơ bộ:
J = 3,32 A/mm
2

ỉng suất trong dây quấn:

σ
cp
= 13,39 Mpa
Tổn hao không tải
P
0
= 610,41 W
Dòng không tải %
I

0
% = 0,97

B. Tính toán dây quấn:

I. Dây quấn hạ áp:

1. Sức điện động của một vòng dây:
u
v
= 4,44.f.B
T
.S
T
.10
-4
= 4,44.50.1,6.181.10
-4

= 6,43 V
Đồ án môn học: thiết kế máy biến áp


8
2. Số vòng dây trong một pha của dây quấn hạ áp:
w
1
=
43,6
231

=
u
U
v
1f
= 35,93
≈
36 vòng
Như vậy điện áp một vòng dây
u
v
=
36
231
=
w
U
1
1f
= 6,42 V
3. Mật độ dòng điện trung bình:
Theo công thức 13-18
J
cp
=
76,21.250
42,6.4100
.94,0.746,0=
d.S
u.P

.k.746,0
12p
vn
n

= 3,39 A/mm
2

4. Tiết diện vòng dây sơ bộ:
s
1
’ =
39,3
84,360
=
J
I
cp
1f
= 106,44 mm
2
Với điều kiện
S
P
= 250 kVA,

I
f1
= 360,84 A
U

đm
= 400 V
S
1
’ = 106,44 mm
2


Tra bảng XV, ta chọn kiểu dây quấn là kiểu quấn kép dây dẫn chữ nhật, do
công nghệ chế tạo đơn giản, rẻ, làm nguội tốt thích hợp với máy công suất nhỏ,
nhưng nó cũng có nhược điểm là độ bền cơ nhỏ, ta sẽ khắc phục nhược điểm này
trong quá trình chọn dây và thông số dây.
5. Số vòng dây của một lớp :
w
11
=
2
36
=
n
w
1
=18 vòng
n: Số lớp, vì quấn kép nên n = 2.
6. Chiều cao hướng trục của mỗi vòng dây:
h
v1
=
1+18
33,39

=
1+w
l
11
1
= 2,07 cm = 20,7 mm
7. Căn cứ vào h
v1
= 20,7 mm; tiết diện s
1
’ = 106,44 mm
2
, theo bảng VI.2, ta
chọn tiết diện mỗi vòng dây bao gồm 2 sợi chập song song, chia thành 2 lớp dây
(quấn ống kép ).

Kích thước dây hạ áp như sau:
PB – 2x
52,79x
5,20x6,4
02x1,4

8. Tiết diện thực của mỗi vòng dây

Đồ án môn học: thiết kế máy biến áp


9
s
1

= 2x79,52= 159,04 mm
2

9. Mật độ dòng điện thực trong dây quấn
J
1
=
04,159
84,360
= 2,27 A/mm
2
10. Chiều cao tính toán của dây quấn hạ áp
l
1
= hv
1
.(w
11
+ 1) + 1 = 2,05.(18+1) = 39,95 cm



a
01
a

a
1

b’ b


a
11



11. Bề dày của dây quấn hạ áp
a
1
= 2.a’+a
11

a’: bề dày của 1 sợi dây, a’=4,6mm
a
11
: khoảng cách giữa hai lớp của dây quấn ống kép, chọn a
11
=5mm
a
1
= 2.4,6 +5 = 14,2 mm = 1,42 cm
12. Đường kính trong dây quấn hạ áp:
D
1
’ = d+2a
01

a
01
: 5mm = 0,5 cm; d= 16cm
D
1
’ = 16 +2.0,5 = 17 cm
13. Đường kính ngoài của dây quấn hạ áp:
D
1
” = D
1
’ + 2.a
1

a
1
= 1,42 cm, D
1
’ = 17 cm
D
1
” = 17+ 2.1,42 = 19,84 cm
14. Bề mặt làm lạnh của dây quấn hạ áp:
M
1
= t.k
K
.
π
.(D

1
’+D
1
’’
).l
1
.10
-4

t: số trụ tác dụng, t = 3
k
K
hệ số xét đến sự che khuất bề mặt của dây quấn, k
K
= 0,75
thay vào:
M
1
= 3.0,75.
π
.(17+19,84).39,95.10
-4
= 1,04 m
2

Đồ án môn học: thiết kế máy biến áp


10
15. Trọng lượng đồng dây quấn hạ áp , theo công thức 13-76a

G
Cu1
=
5-
11
"
1
'
1
10.s.w.
2
D+D
.t.28

=
04,159.36.
2
84,19+17
.3.28
.10
-5
= 88,6 kg
II. Dây quấn cao áp
1. Chọn sơ đồ điều chỉnh điện áp, căn cứ vào công suất của máy biến áp là
250 kVA ta bố trí đoạn dây điều chỉnh nằm ở lớp ngoài cùng, mỗi lớp điều chỉnh
được bố trí thành hai nhóm trên dưới dây quấn nối tiếp với nhau và phân bố đều
trên toàn bộ chiều cao dây quấn nên không xuất hiện lực chiều trục.
Các đầu phân áp được cực của bộ
đổi nối ba pha. Dòng làm viêc định mức
qua các tiếp điểm chính là dòng định mức của dây quấn cao áp bằng 22,9 A.

Điện áp lớn nhất đặt lên hai đầu tiếp điểm của bộ đổi nối là:
-

Điện áp làm việc U
lv
= 10%.U
f2
= 10%.6,3.10
3
= 630 V
-

Điện áp thử U
th
= 2.U
lv

Sơ đồ điều chỉnh điện áp


A x
5
x
4
x
3
x
2
x
1

12 12


12

54 12

12

12

12 12



11 lớp bình 2 lớp điều
thường chỉnh



Đồ án môn học: thiết kế máy biến áp


11
2.

Số vòng dây cuộn cao áp ứng với U

đm

w
2
=
231
10.3,6
.36=
U
U
.w
3
1f
2f
1

= 982 vòng
3. Điện áp ở một cấp điều chỉnh

Δ
u = 2,5%.U
2
= 2,5%.6,3.10
3
= 157,5 V
4. Số vòng dây cao áp ở một cấp điều chỉnh:
w
đc
=
42,6

5,157
u
v
U
=
Δ

≈
24 vòng
5. Số vòng dây tương ứng trên các đầu phân áp

Điện áp Đầu dây Mức điều chỉnh Số vòng dây cao áp
6615,0 V X
1
+ 5% 982+2.24 = 1030 vòng
6457,5V X
2
+2,5% 982+1.24 = 1006 vòng
6300,0V X
3
0% 982 vòng
6142,5V X
4
-2,5% 982 – 1.24 = 958 vòng
5985,0V X
5
-5% 982-2.24=934 vòng

6. Mật độ dòng điện trong cuộn cao áp:
J

2
’

= 2J
cp
– J
1
= 2.3,39 – 2,27 = 4,51 A/mm
2

7. Tiết diện dây cao áp sơ bộ:
s
2
’ =
51,4
9,22
J
I
'
2
2f
=
= 5,08 mm
2

8. Căn cứ vào công suất máy biến áp 250 kVA, dòng I
f2
= 22,9 A, U
2
=6,3 kV,

s
2
’=5,08 mm
2
tra bảng XV ta chọn kết cấu dây quấn là kiểu hình ống nhiều lớp
tiết diện tròn, ưu diểm của phương pháp này là công nghệ chế tạo đơn giản,
nhưng nhược điểm là độ tản nhiệt kém và độ bền cơ thấp, nhưng với công suất
của máy nhỏ thì ta có thể khắc phục được những nhược điểm này trong khi chọn
lựa thông số dây quấn và ki
ểu cách tản nhiệt.

Theo bảng VI.1 họn dây dẫn tròn mã hiệu PTEV có quy cách như sau:

PTEV-2x
36,4;
46,2
36,2

9. Tiết diện thực của mỗi vòng dây,
s
2
= 2.4,36 = 8,72 mm
2


10.Mật độ dòng điện thực trong mỗi vòng dây
Đồ án môn học: thiết kế máy biến áp


12

J
2
=
72,8
9,22
s
I
2
2f
=
= 2,62 A/mm
2

11. Số vòng dây trong một lớp:
w
12
=
1-
46.2.2
5,399
1-
d.n
l
'
22v
2
=
= 81vòng
Trong đó:
l

2
= l
1
= 39,95 cm = 399,5 mm
n
v2
là số sợi chập trong một vòng dây, n
v2
= 2
12. Số lớp của dây quấn:
n
12
=
81
1030
w
w
12
max2
=
= 13 vòng
13. Điện áp làm việc giữa hai lớp kề nhau
u
12
= 2.w
12
.u
v
= 2.81.6,42 = 1040,04 V
14. Căn cứ vào u

12
= 1040 V, ta chọn cách điện giữa các lớp của dây quấn
hình ống nhiều lớp, chiều dày cách điện là
δ
12
=0,12 mm, số lớp giấy cách điện là
2 lớp.
15. Như trên đã đề cập nhược điểm chính của kiểu dây quấn này là toả nhiệt
kém, để đảm bảo điều kiện toả nhiệt tốt ta quấn nên que nêm.
Bố trí dây quấn như sau:
Lớp thứ nhất đến lớp thứ 11: 80.11 = 891 vòng
Lớp thứ 12: 54 + 2.12 =78 vòng
Lớp thứ 13: 6.12 = 72 vòng
---------------------------------------------------------------------------
Tổng cộng 1030 vòng
16. Chiều dày dây quấn cao áp
Theo công thức 13-54a
a
2
= d’.n
12
+ 2.
δ
12
(n
12
-1)
=2,46.13 + 2.0,12.(13-2) + 5= 34,8 mm=3,48 cm
17. Đường kính trong của dây quấn cao áp
D

2
’ = D
1
” + 2.a
12

= 19,84 + 2.1,2 = 22,24 cm
18. Đường kính ngoài của dây quấn cao áp
D
2
” = D
2
’ + 2.a
2

= 22,24 + 2.3,48 = 29,2cm
19. Khoảng cách giữa hai trụ cạnh nhau
C = D
2
” + a
22

= 30,16 + 2,2 = 32,36 cm
20. Diện tích bề mặt làm lạnh của dây quấn
Dây quấn cao áp quấn trên nêm, nên theo công thức 13-59ab
Đồ án môn học: thiết kế máy biến áp


13
M

2
= 1,5.t. k.
π
.(D
2
’+D
2
”).l
2

Trong đó: t số trụ tác dụng, t=3.
k là hệ số kể đến sự che khuất, ở đây ta lấy k = 0,88
M
2
= 1,5.3.0,88.
π
.( 22,24+ 30,21).39,95.10
-4

= 2,61 m
2

21. Trọng lượng dây quấn cao áp
G
Cu2
= 28.t.
5-
max22
"
2

'
2
10.w.s.
2
D+D

=
5-
10.72,8.1030.
2
2,29+24,22
.3.28
= 194kg


160 5 14,2 12 34,8 22

φ161 40
φ164
φ165 20

3
φ179,2
φ183,2
φ186,2
φ191,2
φ226

Sơ đồ bố trí quận dây và kích thước chính
của dây quấn hạ áp và cao áp

III. Tính toán các tham số ngắn mạch
A. Tổn hao
1. Tổn hao chính

Đồ án môn học: thiết kế máy biến áp


14
- Tổn hao đồng trong dây quấn hạ áp
Theo công thức 13-75
P
Cu1
= 2,4.J
2
.G
Cu1

= 2,4.2,27
2
.88,6 = 1096 W

- Tổn hao đồng trong dây quấn cao áp
P
Cu2
= 2,4.J
2
.G
Cu2

G
Cu2
= 28.t.
5-
m®22
"
2
'
2
10.w.s.
2
D+D

=
5-
10.72,8.982.
2
2,29+24,22
.3.28
= 185 kg

P

Cu2
= 2,4.2,62
2
.185 = 3048 W

2. Tổn hao phụ trong dây quấn

Tổn hao phụ thường được ghép nối vào tổn hao chính thông qua hệ số tổn hao k
f

, do đó việc xác định tổn hao phụ chính là xác định hệ số k
f

- Với dây quấn hạ áp tiết diện dây chữ nhật, theo công thức 13-78b
k
f
= 1+0,095
β
2
.a
4
.n
2
+
β
=
R
1
k.
l

m.b

. b chiều cao một vòng dây, b=20,5 mm
. m là số thanh dẫn của dây quấn song song với từ thông tản, m = 18
. l chiều cao toàn bộ dây quấn, l = 39,95 cm
. k
R
hệ số Ragovski, lấy k
R
= 0,95

→

β
=
95,0.
95,39
18.05,2
= 0,88
→β
2
= 0,77
+ a kích thước dây dẫn thẳng góc với từ thông tản, a = 4,1 mm
+ n số thanh dẫn của thanh dẫn song song với từ thông tản, n=4.
Vậy: k
f1
= 1+0,095
β
2
.a

4
.n
2
= 1+0,095.0,77.(0,41)
4
. 4
2
= 1,033
-Với dây dẫn cao áp tiết diện tròn, theo công thức 13-78c
k
f
= 1+0,044
β
2
.d
4
.n
2
+
β
=
R
2
k.
l
m.d

. d đường kính trần của dây quấn cao áp, d=2,36 cm
. m số thanh dẫn của dây quấn song song với từ trường tản, m=81
. l

2
= 39,95 cm