Tài liệu Tính toán dây cuốn cho may biến biến áp cách ly 1 pha pdf

Tính toán dây cuốn cho may biến biến áp cách ly 1 pha
Bước 1: xác định các thông số của may biến áp như :
U:điện áp ;I :dòng điện ; tần số (f) suy ra công suất biểu kiến phí thứ
cấp
S
2
= U
21
.I
21
+ U
22
.I
22
+ U
23
.I
23
áp
BƯỚC 2: Nếu áp dụng các công thức ước lượng thông thường, từ giá trị S
2

ta định ra tiết diện cần dùng cho lõi thép biến áp A
t


Trong đó, đơn vị của các đại lượng là:
[A
t
] = [cm
2

];[S
2
] = [VA]; [B] = [T].
Với K
hd
là hệ số hình dạng của lõi thép. nếu lõi thép dạng E,I thì K
hd

= 1+1,2; với lõi thép dạng U.I thì K
kd
= 0.75+0.85
A
t
=1,423K
hd
.
2
s
B
At
at
a
b
At
at
a
b
Sau khi xác định được giá trị A
t
ta có thể chọn a và b nhỏ để xác định kích

thước lõi thép; thông thường b được xác định bằng cách đếm số lá thép và
dựa vào bề dày của mỗi lá (0.5mm hay 0.35mm) để suy ra bề dày b . A
t
=
a . b
BƯỚC 3: Xác định số vòng dây quấn phía sơ và thư cấp.
*Trong thực hành để dễ tính toán,ta xác định đại lượng trung gian n
v
:số
vòng tạo ra 1 volt sức điên động cảm ứng.ta có:
E = 4,44 f B . A
t
. N
Khi E = 1 volt N = n
v ;
ta có được quan hệ sau: n
v
=
1
4.44 . .
t
f B A
Trong (10.6) đơn vị của các đại lượng là :
[ f ] = [ H
z
]; f tần số nguồn điện xoay chiều
[ B ] = [ T ] ; [ A
t
] = [ m
2

]
[ n
v
] = [ vòng /volt]
*Khi xác định được n
v
,số vòng dây bộ sơ cấp được xác định như sau: N
1
=
U
1
. n
v
[ f ] = [ H
z
]; f tần số nguồn điện xoay chiều
[ B ] = [ T ] ; [ A
t
] = [ m
2
]
[ n
v
] = [ vòng /volt]
*Khi xác định được n
v
,số vòng dây bộ sơ cấp được xác định như sau: N
1
=
U

1
. n
v
Trong đó ;
N
1
: tổng số vòng cuộn dây sơ cấp
U
1
: điện áp định mức cuộn dây sơ cấp
*Đối với biến áp hai dây quấn, khi tính toán số vòng thứ cấp ta căn cứ vào
giá trị điện áp thứ cấp không tải U
20
. Theo định nghĩa trong lý thuyết máy
điện , gọi rU% là phần trăm sụt áp tại thứ cấp lúc mang tải so với lúc
không tải , vậy:
rU% =
20 2
2
.100
U U
U
−
Trong đó:
U
20
: điện áp không tải thứ cấp
U
2
: điện áp định mức thứ cấp

Theo Beyaert, khi tính toán ta có thể ước lượng rU% theo cấp công suất
của biến áp, ta có thể định nghĩa đại lượng C
h
sau đây để dễ tính toán :
20
2
%
1
100
U
U
U
∆
= −

20
2
2
%
1
100
h
U
U U
C
U
∆
= + =
vậy
20

U
= C
h.
U
2
Trong trường hợp, tính toán chính xác , ta dựa theo S
2
để ước lượng C
h
(tra
bảng 10.1), trong trường hợp ước lượng nhanh, ta có thể chọn C
h
= 1,05 (giá
trị C
h
nhỏ ứng với S
2
lớn, và C
h
lớn khi S
2
bé)
BƯỚC 4 Căn cứ theo giá trị dòng điện định mức tại các cuộn dây thứ cấp,
ta định được công suất thứ cấp biến áp S
2
, và có thể ước lượng gần đúng
hiệu suất
ba
η
biến áp rồi suy ra dòng điện phía sơ cấp.

* Trong trường hợp tổng quát, khi phía thứ cấp có nhiều ngõ ra (giả sử trong
hình 10.1, ta có 3 ngõ ra); và ngõ vào có 2 mức nhập U
11
và U
12

Tổng công suất phía thứ cấp là
S
2
=
3
2 2
1
.
i i
i
U I
=
∑

*Dòng điện phía thứ cấp được tính như sau:
Tại ngõ vào U
11
:
I
11
=
2
11
.

ba
S
U
η
Bảng 10.1: Quan hệ giữa hệ số rU% theo công suất biểu kiến S
2
(Theo
Beyaert)
S
2
(VA) 5 10 25 50 75 100 150 200 300
rU% 20 17 15 12 10 9 8 7.5 7
(Theo Tranformatoren Fabrik Magnus ta có rU% theo S
2
khi phụ tải thuần
trở Cos=1)
S
2
(VA) 25 50 75 100 200 150
rU% 8 6.6 6.4 6 5.2 5.9
S
2
(VA) 250 400 500 600 1000 750
rU% 5 4.3 4 3.9 3.75 3.8
(B ảng rU% tại phụ tải thuần trở theo Schindler)
S
2
(VA) 100 200 300 500 700 1000 1200 1500
rU% 4.5 4 3.9 3 2.5 2.5 2.5 2.5
Quan hệ C

h
theo S
2
S
2
(VA) Ch% S
2
(VA) Ch% S
2
(VA) Ch% S
2
(VA) Ch%
5 1.35 50 1.12 180 1.06 700 1.032
7.5 1.28 60 1.11 200 1.058 800 1.03
10 1.25 70 1.1 250 1.052 900 1.028
15 1.22 80 1.09 300 1.048 1000 1.025
20 1.18 90 1.085 350 10.45 1500 1.02
25 1.18 100 1.08 400 1.042 2000 1.016
30 1.14 120 1.075 500 1.038 3000 1.009
40 1.13 150 1.065 600 1.035
BƯỚC 5: Chọn mật độ dòng điện J; căn cứ vào giá trị dòng điện (tính được
ở mỗi bộ dây) để suy ra đường kính dây quấn cho mỗi bộ dây
d = 1,128
I
J
Trong đó:
[ d ] = [mm]; [I] =[A]; [J] =[A/mm
2
]
S

2
(VA)
0 50 50 100 200 200 500
j 4 3.5 3 2.5 2
Bước 6 : Kiểm tra hệ thống lấp đầy k
ld
diện tich cửa sổ lõi thép.
Khi dung lõi thép E,I có kích thước đúng tiêu chuẩn,kích thước sổ mạch từ
có các kích thước là :
. bề rộng cửa sổ
2
a
c
=
. bề cao cửa sổ h=
3
2
a
h
=
Gọi A
cs :
là diện tích mạch từ
2
3
. .
4
cs
A c h a
= =

Sau đó ,căn cứ theo số liệu dây quấn ( số vòng và đường kính dây ) ta xác
định tổng tiết diện choán chỗ dây quấn trong cửa sổ cà suy ra hệ số lấp đầy cửa sổ .
K
ld
= (10 . 19)

Nếu k
ld
= 0,36 đến 0,46 là phù hợp .
Gọi p
thép
là khối lượng riêng của thép kỹ thuật điện, p
thép
=7,8kg / dm
3
.
Khối lượng lõi thép = Thể tích lõi thép x khối lượng riêng.
Với lõi thép tiêu chuẩn ta có thể tích lõi thép được xác định như sau.
Thể tích lõi thép =[( . 3a ) - 2 ( c . h )] . b = ( – ) . b = 6a
2
b
Vậy khối lượng lõi thép ( W
th
) là :
W
th
= 6a
2
b . 7,8 = 46,8a
2

b.
Tóm lại:
W
th
= 46,8a
2
b.
Trong đó: [ W
th
] = [ Kg ] ; [ a ] = [ b ] = [ dm ] .
BƯỚC 7:Chọn bề dày cách điện làm khuôn quấn dây ( e
kh
) và kích thước lõi
gỗ ( hay lõi nhôm ) làm lõi quấn dây.
* Thông thường bề dày cách điện làm khuôn quấn dây được chọn để đảm
bảo độ bền cơ là chính,như vậy có thể chon e
kh
theo cấp công suất của biến áp
( xem bảng 10.4 )
Bảng 10.4 .
Chọn bề dầy khuôn e
kh
theo cấp công suất biến áp S
2
.
S
2
( VA )
1 10 10 200 200 500 500 1000
e

kh
( mm ) 0,5 1 2 3 4
Trong bước tính trên khi tính được A
t
, chọn a và b , ta căn cứ theo giá trị b tìm
được , suy ra số lá thép cho lõi thép theo bề dầy mỗi lá thép ; tuy nhiên khi thi công
thực sự , lúc ghép tất cả các lá thép lại với nhau , bề dầy lõi thép sẽ lớn hơn b tính
toán ( Như vậy , bề dầy thực sư dùng làm lõi và khuôn quấn biến áp có bề dầy lớn
hơn b , ta gọi bề dầy này là b
’
, với b’ = = ( 10.22)