Bài giảng Kỹ thuật điện - Chương 6: Máy biến áp
* MBA ba pha
- Cấu tạo mạch từ: MBA ba pha ba trụ, ba pha năm trụ, tổ hợp ba MBA một pha.
- Tổ đấu dây: đấu sao hay tam giác
* MBA đặc biệt
- MBA tự ngẫu: tăng áp, giảm áp
- MBA đo lường: TI. TU
- MBA hàn điện
48 trang |
Chia sẻ: Tiểu Khải Minh | Ngày: 19/02/2024 | Lượt xem: 102 | Lượt tải: 0
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Bài giảng Kỹ thuật điện - Chương 6: Máy biến áp, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
Chương 6
MÁY BIẾN ÁP
Kỹ thuật điện 1
6.1 Khái niệm chung
6.2 Cấu tạo MBA
6.3 Nguyên lý làm việc
6.4 Các phương trình MBA
6.5 Mạch tương đương MBA
6.6 Chế độ không tải của MBA
Chương 6
Kỹ thuật điện 2
6.7 Chế độ ngắn mạch của MBA
6.8 Chế độ có tải
6.9 MBA 3 pha
6.10 MBA đặc biệt
6.1. Khái niệm chung
Kỹ thuật điện 3
Định nghĩa
Hình ảnh minh họa
Các đại lượng định mức
Công dụng
Định nghĩa
Kỹ thuật điện 4
Máy biến áp là thiết bị điện tĩnh biến đổi điện năng sang điện
năng dựa vào định luật cảm ứng điện từ.
Phân biệt phía sơ cấp và phía thứ cấp
Hình ảnh minh họa
Kỹ thuật điện 5
Hình ảnh minh họa
Các đại lượng định mức
Kỹ thuật điện 6
Điện áp định mức Uđm:
Dòng điện định mức Iđm:
Công suất định mức Sđm:
Công dụng của MBA
Kỹ thuật điện 7
Dùng để tăng điện áp từ máy phát điện lên đường dây tải
điện đi xa và giảm điện áp ở cuối đường dây để cung cấp cho tải.
Dùng trong các lò nung, hàn điện, đo lường hoặc làm nguồn
điện cho các thiết bị điện, điện tử
6.2. Cấu tạo của MBA
Kỹ thuật điện 8
Lõi thép
Dây đồng
Lõi thép
Kỹ thuật điện 9
Lõi thép dùng để dẫn từ thông đi. Bao gồm phần trụ và phần
gông.
Lõi thép
Kỹ thuật điện 10
Dựa vào kiểu mạch từ hay lõi thép mà ta có 2 loại sau:
Loại trụ: ít dùng vì sinh ra từ tản nhiều dẫn đến sụt áp
cao.
Loại bọc: thông dụng, các dây quấn được quấn đồng
tâm.
Dây đồng
Kỹ thuật điện 11
Dây quấn MBA được làm bằng đồng hoặc nhôm. Có tiết diện
tròn hoặc hình vuông hoặc hình chữ nhật, bên ngoài có bọc cách
điện.
Tiết diện dây hình vuông hoặc hình chữ nhật dùng cho MBA
nhỏ. Vì sợ khi NM loại này dễ bị biến dạng. Trong khi tiết diện
tròn ít hơn.
Làm mát MBA: không khí, dầu, cần thiết sẽ làm mát cưỡng
bức thêm
6.3. Nguyên lý làm việc cua MBA
Kỹ thuật điện 12
sin( ) 2 sin( )m t t
0
1 1 1
0
1
sin( 90 )
2 sin( 90 )
m
d
e N N t
dt
E t
0
2 2 2
0
2
sin( 90 )
2 sin( 90 )
m
d
e N N t
dt
E t
6.3. Nguyên lý làm việc cua MBA
Kỹ thuật điện 13
1
1 1 12 4.44
2
m
m m
N
E fN fN
2
2 2 22 4.44
2
m
m m
N
E fN fN
Trị hiệu dụng của sức điện động
Tỷ số MBA:
1 1 1 2
2 2 2 1
E U N I
K
E U N I
6.4. Các phương trình MBA
Kỹ thuật điện 14
Sụt áp trong MBA do điện trở, từ thông tản từ
Điện cảm tản sơ cấp và thứ cấp
1 1
1
1
2 2
2
2
t
t
N
L
i
N
L
i
Từ thông tản từ φt1 chỉ móc vòng cuộn dây sơ cấp W1
và do dòng điện i1 sinh ra
Từ thông tản từ φt2 chỉ móc vòng cuộn dây sơ cấp W2
và do dòng điện i2 sinh ra
6.4. Các phương trình MBA
Kỹ thuật điện 15
Phương trình điện áp sơ cấp
Phương trình điện áp thứ cấp
Phương trình dòng điện
Phương trình điện áp sơ cấp
Kỹ thuật điện 16
1
1 1 1 1
di
u e Ri L
dt
1 1 1 1 11 1U E R I jX E Z I
Dạng cực
Phương trình điện áp thứ cấp
Kỹ thuật điện 17
2
2 2 2 2
di
u e Ri L
dt
2 2 2 2 22 2U E R I jX E Z I
Dạng cực
22 TU Z I
Phương trình dòng điện
Kỹ thuật điện 18
Định luật Ohm từ
1 1 2 2N i N i
1 21 2N I N I
Hay:
Thực tế thì 1E U
Nên: 1
14.44
m
U
fN
Phương trình dòng điện
Kỹ thuật điện 19
Dòng thứ cấp qui về sơ cấp
2
2'
I
I
K
Quan hệ dòng điện
1 0 2'I I I
Phương trình dòng điện
Kỹ thuật điện 20
Mô hình toán MBA
2 2 22U E Z I
1 1 11U E Z I
22 TU Z I
1 0 2'I I I
6.5. Mạch tương đương MBA
Kỹ thuật điện 21
Mạch tương đương chính xác
Mạch tương đương chính xác qui về phí sơ cấp
Mạch tương đương gần đúng qui về phí sơ cấp
Mạch tương đương chính xác MBA
Kỹ thuật điện 22
1
1C C
C
E
I G E
R
1
1m m
m
E
I jB E
jX
0 C mI I I
Mạch tương đương chính xác MBA
Kỹ thuật điện 23
11 1RU R I
Mạch tương đương phía sơ cấp
11 1XU jX I
11 1U Z I
1 1 11U E Z I
Mạch tương đương chính xác MBA
Kỹ thuật điện 24
22 2RU R I
Mạch tương đương phía thứ cấp
22 2XU jX I
22 2U Z I
2 2 22U E Z I
22 TU Z I
Mạch tương đương chính xác MBA
Kỹ thuật điện 25
Mạch tương đương lõi thép
0mI I
Mạch tương đương chính xác MBA qui về sơ cấp
Kỹ thuật điện 26
2 2
2 2
2
2 2
2
'
'
'
T T
U KU
I KI
Z K Z
Z K Z
1 0 2'I I I
1 2 22' ' 'U E Z I
1 1 11U E Z I
2 2' ' 'TU Z I
Mạch tương đương gần đúng MBA qui về sơ cấp
Kỹ thuật điện 27
1 2
1 2
'
'
n
n
n n n
R R R
X X X
Z R jX
1
2'
'n T
U
I
Z Z
Sụt áp qua Z1 nhỏ
nên:
11U E
Ưu điểm của mạch này là chỉ dùng áp 1U
1 0 2'I I I
Mạch tương đương gần đúng MBA qui về sơ cấp
Kỹ thuật điện 28
Bỏ qua ảnh hưởng
mạch từ:
Dùng để tính toán sụt áp
Mạch tương đương gần đúng MBA qui về sơ cấp
Kỹ thuật điện 29
Bỏ qua ảnh hưởng
điện trở:
Dùng để tính toán cho MBA công suất lớn > 100 kVA
6.6. Chế độ không tải của MBA
Kỹ thuật điện 30
Các phương trình không tải
Các đặc điểm của chế độ không tải
Thí nghiệm không tải MBA
Các phương trình MBA không tải
Kỹ thuật điện 31
1
0 0 1
1 1( ) ( / / )C m
U
I Y U
R jX R jX
0 1( )C m C mI I I G jB U
0TP P
Các đặc điểm của chế độ không tải
Kỹ thuật điện 32
Dòng không tải rất nhỏ so với : 0I
1,dmI
0
0
1,
% 100%
dm
I
I
I
Tổn hao không tải gồm tổn hao thép và tổn hao đồng phía sơ cấp:
2 2
2 2 2 1 1
0 1 0 0 1 0C
C C
E U
P R I R I R I
R R
Hệ số công suất không tải:
0
0
0 1
cos
P
I U
Thí nghiệm không tải MBA
Kỹ thuật điện 33
Thí nghiệm không tải dùng để xác định:
Tỷ số biến áp
Dòng không tải
Tổn hao lõi thép
Hệ số công suất không tải
Điện trở lõi thép
Điện kháng từ hóa lõi thép
0
0
0 1
cos
P
I U
1
20
U
K
U
0
0
1,
% 100%
dm
I
I
I
2
0 1 0 0TP P R I P
2
01
2
0 1
C C
PU
R G
P U
2 2 2 20 1
0 0
1 0
1
( ) ( )C m m C m
m
I U
Y G B B Y G X
U B I
6.7. Chế độ ngắn mạch MBA
Kỹ thuật điện 34
Các phương trình ngắn mạch
Các đặc điểm của chế độ ngắn mạch
Thí nghiệm ngắn mạch MBA
Các phương trình ngắn mạch
Kỹ thuật điện 35
1 ( )n n nn nU I R jX I Z
Các đặc điểm của chế độ ngắn mạch
Kỹ thuật điện 36
Dòng ngắn mạch :
1
n
n
U
I
Z
Tổn hao ngắn mạch là tổn hao đồng của 2 cuộn dây:
2 2 2
1 1 2 2n n n n nP R I R I R I
Hệ số công suất không tải:
0
1
cos n
n
P
I U
Thí nghiệm ngắn mạch MBA
Kỹ thuật điện 37
Thí nghiệm ngắn mạch dùng để xác định:
Điện áp NM %
Tổn hao đồng định mức
Hệ số công suất không tải
Tổng trở, điện trở, điện kháng NM:
1
cos nn
n
P
I U
1,
% 100%nn
dm
U
U
U
Cu nP P
2 2
2
1, 1,
; ;n nn n n n n
dm dm
U P
Z R X Z R
I I
Thí nghiệm ngắn mạch MBA
38
Thí nghiệm ngắn mạch dùng để xác định:
Điện trở và điện kháng tản của từng phía sơ cấp và thứ cấp:
Điện trở và điện kháng thứ cấp:
Điện áp NM tác dụng và điện áp phản kháng tính bằng phần trăm:
1 2'
2
nRR R 1 2'
2
nXX X
2
2 2
'R
R
K
22 2
'X
X
K
1,
1,
% 100% %cosn dmr n n n
dm
R I
U U
U
1,
1,
% 100% %sinn dmx n n n
dm
X I
U U
U
6.8. Chế độ có tải của MBA
Kỹ thuật điện 39
Tải được cho bằng hai dạng:
1.Tổng trở:
2.Công suất:
2t tZ Z
2;cost tP P
Khi ta biết được 02 2 0U U
Ta tính được dòng tải:
Hoặc
0
2 2
2 2 2
2
0
tt
UU
I I
ZZ
2
2 2 2 2
2 2cos
P
I I
U
6.8. Chế độ có tải của MBA
Kỹ thuật điện 40
Hệ số mang tải của MBA
2 1 2 2
2, 1, 2, 2,
t
dm dm dm dm
I I P S
K
I I P S
6.8. Chế độ có tải của MBA
Kỹ thuật điện 41
Độ biến thiên điện áp thứ cấp theo tải
Đặc tuyến ngoài của MBA
2U
2I
Tải dung
Tải trở
Tải cảm
2,dmU
2,dmI
6.8. Chế độ có tải của MBA
Kỹ thuật điện 42
Tổn hao trong MBA
Hiệu suất MBA
Tổn hao trong MBA
Kỹ thuật điện 43
Tổn hao sắt và tổn hao đồng
2
0 t NP P K P
Hiệu suất MBA
Kỹ thuật điện 44
22 2
2
1 2 2 0
cos
cos
t dm
t dm t N
K SP P
P P P K S P K P
Khi hệ số công suất là cố định ta có hiệu suất max phụ
thuộc vào hệ số mang tải
max
0
t
N
P
K
P
6.9. MBA ba pha
Kỹ thuật điện 45
Cấu tạo mạch từ: MBA ba pha ba trụ, ba pha năm
trụ, tổ hợp ba MBA một pha.
Tổ đấu dây: đấu sao hay tam giác
6.10. MBA đặc biệt
Kỹ thuật điện 46
MBA tự ngẫu: tăng áp, giảm áp
MBA đo lường: TI. TU
MBA hàn điện
Kỹ thuật điện 47
Kỹ thuật điện 48
Các file đính kèm theo tài liệu này:
- bai_giang_ky_thuat_dien_chuong_6_may_bien_ap.pdf