Giáo trình Lắp đặt và bảo dưỡng máy biến áp (Trình độ: Cao đẳng)

hơn 0,5mm chúng ta có thể sử dụng bàn quấn có tỷ số truyền động 1/10 hoặc 1/5. Tỷ số truyền động 1/10 tương ứng với 1 vòng quay tay bằng 10 vòng quay của trục quấn. Tỷ số biến tốc của trục quay tay so với trục quấn chênh lệch càng xa thì lực căng dây càng tăng, dây quấn càng sát, tuy nhiên với đường kính dây quá nhỏ lại tăng khả năng làm đứt dây ở thời điểm bắt đầu quay hay tại thời điểm dừng quay đột ngột. Với các máy biến áp có đường kính dây lớn hơn 0,5mm chúng ta nên dùng bàn quấn dây có tỷ lệ 1/1. Tốc độ quay càng thấp càng dễ dàng điều chỉnh định hướng trong quá trình xếp dây. 33 2.2.Giữ các đầu dây trước khi bắt đầu quấn dây. Thông thường để thuận lợi cho việc xếp dây quấn, chúng ta thường chọn bộ dây có đường kính nhỏ bố trí bên trong, bộ dây có đường kính lớn hơn được bố trí bên ngoài. Thực hiện theo phương pháp này chúng ta tránh gặp hiện tượng làm căng mặt ngoài lớp men cách điện khi dây quấn đi qua các giao tuyến của các mặt phẳng xếp dây, tránh được sự cố làm bong vỡ lớp men cách điện tại các vị trí chuyển hướng trong quá trình chuyển mặt xếp dây quấn. Hai đầu ra của cùng một bộ dây quấn nên bố trí ra một mặt và cùng phía. Chúng ta cần quan tâm đến giá trị chẵn lẻ của số lớp dây quấn. Nếu số lớp dây có giá trị lẻ, hai đầu dây ra thường có khuynh hướng nằm ở hai phía đối nhau. 34 2.3.Phương pháp lót giấy cách điện giữa các lớp dây quấn. Công dụng của lớp lót là tạo lớp đế phẳng để quấn lớp dây kế tiếp, tránh hiện tượng đè dây của lớp sau lên lớp trước. Với phương pháp gấp mí biên, vòng dây của lớp sau được định vị cố định và chống lại hiện tượng đè dây quấn. Tuy nhiên, nhược điểm của phương pháp này là lãm tăng độ dày cuộn dây ở hai phía mép bìa. Muốn khắc phục thì phải: chọn dùng giấy cách điện giữa các lớp có độ dày vừa đủ, độ dày gấp mí biên không quá dư, trong qua trình thi công thì dùng búa đánh sát các vòng dây phía lớp gấp mí biên. PHƯƠNG PHÁP LÓT CÁCH ĐIỆN 35 2.4. Phương pháp gút giữ đầu dây ra khi hoàn tất cuôn dây quấn Khi thực hiện quấn còn khoảng 10 vòng dây thì đúng giá trị yêu cầu, chúng ta dừng lại và bố trí băng vải(hay băng giấy cách điện) để giữ đầu ra dây. Vị trí bố trí băng vải có thể thực hiện ở hai mặt: một ở phía mặt ra dây và một ở mặt phản diện của mặt ra dây. Sau đó chúng ta tiếp tục quấn số vòng còn lại, các vòng dây quấn cuối được đè lên băng vải giữ đầu dây. Khi đến vòng dây cuối cùng, chúng ta ướm đủ độ dài dây ra, dùng kìm cắt đứt dây quấn ra khỏi lô dây. Luồn đầu dây ra qua băng vải giữ đầu dây ra để giữ sát và chặt đầu dây ra. PHƯƠNG PHÁP DÙNG BĂNG VẢI RÚT GIỮ ĐẦU DÂY RA 2.5. Hoàn chỉnh các đầu dây trước khi ghép lõi thép. + Cạo sạch lớp men bọc tại vị trí các đầu dây ra. + Phủ thiếc các đầu dây ra. + Xoắn dây mềm theo hình xoắn ốc quanh thân chỗ vị trí cần hàn. + Đánh dấu cực tính các đầu dây, điện áp định mức... + Sắp xếp song song các đầu dây, dùng băng keo dán chặt, giữ các đầu dây cố định. + Xỏ ống ghen bọc quanh mối hàn, đoạn ghen phải phủ che dư hai đầu mối hàn và che kín mối hàn. + Dùng giấy cách điện bọc quanh phía ngoài cuộn dây quấn. 36 GHEN CÁCH ĐIỆN CHE PHỦ MỐI HÀN SẮP XẾP ĐẦU DÂY RA VÀ BỌC CÁCH ĐIỆN 37 2.6.Ghép mạch từ vào cuộn dây máy biến áp + Ghép toàn bộ thép chữ E vào cuộn dây, sau đó mới ghép chũ I. + Mỗi lần ghép chỉ nên ghép từng lá théo một. + Sau khi ghép xong chữ E ta ghép lá thép chữ I, số lượng lá thép chữ I bằng số lượng ls thép chữ E đã ghép trước đó. + Sau khi ghép xong ta dùng búa đóng sát lá thép chữ E va chữ I vào gần nhau, làm giảm thấp khe hở không khí. + Khi ghép hoàn chỉnh lá thép, dùng đồng hồ Ôm kế kiểm tra cách điện, giữa các bộ dây, giữa bộ dây và lõi thép, kiểm tra tính liên lạc giữa các vòng dây trong từng bộ dây quấn. + Cấp điện vào cuộn sơ cấp, đo dòng điện không tải, kiểm tra điện áp ra trên thứ cấp, kiểm tra tỷ số máy biến áp. PHƯƠNG PHÁP GHÉP LÁ THÉP VÀO CUỘN DÂY 38 3. Cấp nguồn, kiểm tra thông số. Tất cả các máy biến áp phải được kiểm tra trước khi đóng điện nghiệm thu theo tiêu chuẩn IEC 76 hoặc theo quy trình thử nghiệm của Điện Lực Việt Nam. Kết quả kiểm tra đo phải phù hợp với kết quả trong phiếu xuất xưởng. - Cặp chì máy biến áp có còn nguyên không. - Điều chỉnh điện áp đã đặt đúng nấc chưa. - Kiểm tra máy không bị tổn thương bên ngoài ( rò rỉ dầu, móp méo vỏ thùng ) - Kiểm tra sứ cách điện cao, hạ thế không bị bể, nứt. Vệ sinh sứ bằng ancolhol ( nếu là sứ nhựa thì dung giẻ khô lau sạch ). - Kiểm tra mức dầu : nếu thấy màu trắng là đầy dầu, nếu màu đỏ là thiếu dầu và phải lien hệ để bổ sung dầu. Không được tự ý bổ sung dầu mà chưa có sự cho phép nơi cung cấp máy. - Kiểm tra hệ thống tiếp đất. - Đo điện trở một chiều và điện trở cách điện của cuôn dây. - Kiểm tra bộ điều chỉnh và bộ đổi cấp ( nếu có ). Bảo dưỡng Việc bảo dưỡng định kỳ được thực hiện 3 tháng 1 lần, sau khi kiểm tra phải ghi vào sổ kết quả kiểm tra vận hành. Nội dung bảo dưỡng : - Xem sứ cách điện có rạn nứt không. Rồi làm sạch sứ cách điện và các đầu cốt. - Kiểm tra mức dầu. Nếu mức dầu quá thấp, kiểm tra xem có hiện tượng rò rỉ dầu hay không. Đảm bảo các thiết bị bảo vệ gắn trên máy làm việc tốt ( chỉ thị mức dầu, rơle hơi ). - Kiểm tra lớp sơn vỏ máy. CÂU HỎI ÔN TẬP 1. Trình bày phương pháp gút giữ đầu dây trước khi quấn? 2. Nêu phương pháp ghép lá thép vào cuộn dây? 39 BÀI 5 : THÁO LẮP MÁY BIẾN ÁP TỰ NGẪU Mã bài: MĐ 20-05 Mục tiêu của bài: - Trình bày được cấu tạo, nguyên lý làm việc, ưu nhược điểm và phạm vi ứng dụng máy biến áp tự ngẫu một pha công suất nhỏ (S < 5kVA); - Nhận biết, phân biệt được các bộ phận trong máy biến áp tự ngẫu; - Có đầy đủ năng lực, tinh thần trách nhiệm và tác phong công nghiệp. 1. Khái niệm, công dụng. Máy biến áp là thiết bị điện từ tĩnh, nguyên lý làm việc dựa trên nguyên lý cảm ứng điện từ, dùng để biến đổi một hệ thống dòng điện xoay chiều từ điện áp này thành hệ thống dòng điện xoay chiều điện áp khác nhưng có tần số không đổi. + Hệ thống đầu vào của MBA (trước lúc biến đổi): U1; I1; f + Hệ thống đầu ra của MBA (trước lúc biến đổi): U2; I2; f + Đầu vào của MBA nối với nguồn điện được gọi là cuộn sơ cấp (các đại lượng, thông số sơ cấp trong kí hiệu có ghi chỉ số 1: W1,U1,I1,..) + Đầu ra nối với tải gọi là cuộn thứ cấp (các đại lượng và thông số thứ cấp trong ký hiệu ghi số 2: W2, U2, I2,...) Để dẫn điện từ Trạm phát điện đến hộ tiêu thụ cần có đường dây truyền tải. - Để truyền tải điện năng đi xa phải dùng các đường dây tải điện có điện áp cao để giảm tổn thất điện năng trên đường dây. (Điện áp mà các máy phát phát ra bị hạn chế bởi điều kiện cách điện của máy và thường là 1-21kV). Để tăng điện áp lên cao ta phải dùng máy biến áp. - Tại hộ tiêu thụ điện do không thể trực tiếp sử dụng điện áp cao, vì lý do an toàn phải hạ thấp điện áp xuống 6kv cho các động cơ công nghiệp hoặc 0,4kV, 220V cho các thiết bị điện dân dụng. - Để làm được hai điều trên cần phải dùng máy biến áp. Máy biến áp được sử dụng rộng rải trong kỹ thuật, máy biến áp làm nhiệm vụ truyền tải và phân phối năng lượng. 2. Cấu tạo 2.1 Lõi thép Lõi thép dùng làm mạch dẫn từ, đồng thời làm khung để quấn dây quấn. Theo hình dáng lõi thép người ta chia ra 40 - Máy biến áp kiểu lõi hay kiểu trụ: Dây quấn bao quanh trụ thép. Loại này hiện nay rất thông dụng cho các máy biến áp một pha và ba pha có dung lượng nhỏ và trung bình. Lõi thép dùng làm mạch dẫn từ, đồng thời làm khung để quấn dây quấn. Theo hình dáng lõi thép người ta chia ra - Máy biến áp kiểu lõi hay kiểu trụ: Dây quấn bao quanh trụ thép. Loại này hiện nay rất thông dụng cho các máy biến áp một pha và ba pha có dung lượng nhỏ và trung bình. Lõi thép máy biến áp gồm hai phần: phần trụ và phần gông. Trụ là phần lõi thép có dây quấn, gông là phần lõi thép nối các trụ lại với nhau thành mạch từ kín và không có dây quấn ( đối với máy biến áp kiểu bọc và máy biến áp kiểu trụ – bọc thì hai trụ phía ngoài cũng đều thuộc về gông ). Để giảm tổn hao do dòng điện xoáy gây nên, lõi thép được ghép từ những lá thép kỹ thuật điện có bề dày (0,27-0,35 mm) có phủ sơn cách điện trên bề mặt. Trụ và gông có thể ghép với nhau bằng phương pháp ghép nối hoặc ghép xen kẽ. Ghép nối thì trụ và gông ghép riêng, sau đó dùng xà ép và bu lông vít chặt lại. Ghép xen kẽ thì toàn bộ lõi thép phải ghép đồng thời và các lá thép được xếp xen kẽ với nhau lần lượt theo trìnhSau khi ghép, lõi thép cũng được vít chặt bằng xà ép và bu lông . Phương pháp này tuy phức tạp song giảm được tổn hao do dòng điện xoáy gây nên và rất bền về phương diện cơ học, vì thế hầu hết các máy biến áp hiện nay đều dùng kiểu ghép này. Do dây quấn thành hình tròn, nên tiết diện ngang của trụ thép thường làm thành hình bậc thang gần tròn. Gông từ vì không có dây quấn, do đó, để thuận tiện cho việc chế tạo tiết diện ngang của gông có thể làm đơn giản: hình chữ nhật , hình chữ thập hoặc hình chữ T. Để đảm bảo an toàn: toàn bộ lõi thép được nối đất với võ máy và võ máy phải được nối đất. 41 2.2. Dây quấn Dây quấn là bộ phận dẫn điện của máy biến áp, làm nhiệm vụ thu năng lượng vào và truyền năng lượng ra. Kim loại làm dây quấn thường bằng đồng, cũng có thể dùng dây quấn bằng nhôm nhưng không phổ biến. Theo cách sắp xếp dây quấn cao áp và hạ áp, người ta chia ra hai loại dây quấn chính: dây quấn đồng tâm và dây quấn xen kẽ.Điện áp đặt vào dây quấn sơ cấp sẽ sinh ra dòng điện không tải io chạy trong nó, dòng điện không tải io sinh ra từ thông φ chạy trong lõi thép máy biến áp. Giả sử điện áp đặt vào hai đầu cuôn dây sơ cấp có dạng u=Umsinω t và bỏ qua điện áp rơi trên điện trở dây quấn, thì u=-e =w dtdφ nghĩa là từ thông sinh ra cũng biến thiên hình sin theo thời gian. 2sin(πωφφ − = t m . Nếu không kể đến tổn hoa trong lõi thép thì dòng điện không tải io chỉ thuần túy là thành phần dòng điện phản kháng dùng để từ hóa lõi thép io=iox. Do đó những quan hệ ) ( o i f = φ cũng chính là quan hệ từ hóa B=f(H).Theo lý thuyết cơ sở kỹ thuật điện thì do hiện tượng bão hòa mạch từ, nếu φ là hình sin, i0 sẽ không sin mà có dạng nhọn đầu và trùng pha với φ , nghĩa là dòng điện io ngoài thành phần sóng cơ bản io1 còn có các thành phần sóng điều hòa bậc cao: bậc 3, 5, 7 ,... , trong đó thành phần sóng bậc 3 io3 lớn nhất và đáng kể hơn cả, còn các thành phần khác không đáng kể có thể bỏ qua. Nếu mạch từ càng bảo hòa thì io càng nhọn đầu do đó thành phần sóng bậc cao càng lớn đặc biệt là thành phần sóng bậc ba. 42 3. Nguyên lý làm việc Khi có dòng điện vào hai đầu cuộn dây, cuộn dây sẽ xuất hiện một sức điện động, từ thông lúc này sẽ chạy như hình vẽ: nguyên tắc hoạt động: khi có dòng điện vào hai đầu cuộn dây, cuộn dây sẽ xuất hiện một sức điện động, từ thông lúc này sẽ chạy như hình vẽ: lõi sắt của variac là lõi sắt hình trụ. khi có dòng điện chạy vào cuộn dây, cuộn dây sẽ sinh ra một từ thông a * b ? ? .với b là từ cảm của lõi thép.a là tiết diện của hình trụ lõi thép.a h . r ? ,với r là bán kính của lõi thép.mà r 22 1 d d ? như vậy, diện tích lõi thép như sau: tùy theo yêu cầu của biến áp tự ngẫu có công suất bao nhiêu mà ta có thể tính được công suất biểu kiến: p = u.i.sau khi tính được công suất biểu kiến, ta tiến hành tính số vòng cho biến áp tự ngẫu.thực tế hiện nay, sau khi khảo sát thị trường, loại variac có tiết diện nhỏ nhất đáp ứng cho việc lắp ráp vừa với bộ nguồn cũ là loại có công suất nhỏ nhất 0,5 kva. variac này có diện tích gần bằng tiết diện của bộ nguồn p46 ở phòng đo lường. do đó, không thể thiết kế khác được. việc quấn lại variac từ bộ nguồn cũ không thể thực hiện được do không có thiết bị và dụng cụ. 4. Ưu nhược điểm của máy biến áp Ưu điểm: +Do MBA tự ngẫu có hệ số có lợi anpha, nên khi thiết kế và chế tạo MBA tự ngẫu kích thước sẽ nhỏ hơn và rẻ hơn các MBA thường cùng công suất. Thuận lợi trong vận chuyển. 43 + Do MBA tự ngẫu có liên hệ về điện và từ do đó tổn thất không tải hoặc tổn thất công suất có tải của MBA tự ngẫu đều nhỏ hơn so với MBA thường có cùng công suất. + Thuận lợi trong việc điều chỉnh điện áp do điện kháng giữa các phía nhỏ hơn MBA thường. Nhược điểm: +Do trong cuộn cao và trung có liên hệ cả về điện và từ do đó sóng quá điện áp có thể truyền qua lại 2 phía cao trung do vậy phải đặt chống sét van ở cả hai phía cao trung. +MBA tự ngẫu chỉ dùng được trong mạng mà hai phía cao trung phải là mạng trung tính trực tiếp nối đất + Điện kháng phía cao trung nhỏ hơn so với MBA thường nên dòng ngắn mạch khi ngắn mạch sẽ lớn hơn. 5. Tháo lắp máy biến áp tự một pha công suất nhỏ Đối với dây quấn cao áp dây dẫn tròn, nên dây quấn được quấn trên ống nhựa kelit chiều dày ống bakelit là 3 mm chiều cao là 454 mm để tăng cường làm mát giữa dây quấn cao áp ta làm rãnh dầu dọc trục để tạo rãnh dầu ta bố trí 12 căn dọc bằng gỗ để định dạng dây quấn kích thước căn dọc như sau 6x20x454 mm. Sau khi thiết kế xong dây quấn ta phải tính toán kiểm tra xem dây quấn thiết kế có đảm bảo yêu cầu kỹ thuật đặt ra như tổn hao ngắn mạch, điện áp ngắn mạch. Dây quấn có chịu được lực cơ học khi ngắn mạch 44 Khi vận hành dây quấn máy biến áp có điện áp, do đó cách điện của máy biến áp phải tốt, nghĩa là phải chịu được điện áp làm việc bình thường và quá điện áp do đóng cắt mạch trong lưới điện hay do quá điện áp thiên nhiên gây nên. Quá điện áp do đóng cắt với điện áp làm việc bình thường, thường chủ yếu là đối với cách điện chính của máy biến áp, tức là cách điện giữa các dây quấn với nhau và giữa dây quấn với vỏ máy. Còn quá điện áp do sét đánh lên đường dây thường ảnh hưởng cách điện dọc của máy biến áp. Tức là giữa các vòng dây, lớp dây hay giữa các bánh dây của từng dây quấn. CÂU HỎI ÔN TẬP 1. Trình bày cấu tạo, nguyên lý làm việc của máy biến áp tự ngẫu? 2. Nêu ưu nhược điểm của máy biến áp? 45 BÀI 6 : SỬA CHỮA MÁY BIẾN ÁP HÀN Mã bài: MĐ 20-06 Mục tiêu của bài: - Trình bày được đặc điểm của máy biến áp hàn; - Phân loại được các loại máy biến áp hàn; - Trình bày được cấu tạo của các loại máy biến áp hàn; - Quấn được máy biến áp hàn công suất trung bình ( S = 10 kVA); - Có đầy đủ năng lực, tinh thần trách nhiệm và tác phong công nghiệp. 1. Đặc điểm và phân loại máy biến áp hàn - Là loại máy biến áp đặc biệt dùng để hàn bằng phương pháp hồ quang điện. - Máy được chế tạo có điện kháng tản lớn và cuộn dây thứ cấp nối với điện khángngoài K để hạn chế dòng điện hàn. Vì thế đường đặc tính hàn rất dốc, phù hợp vớiyêu cầu hàn điện. - Cuộn dây sơ cấp nối với nguồn điện, cuộn dây thứ cấp một đầu nối với cuộnđiện kháng K rồi nối tới que hàn, còn đầu kia nối với tấm kim loại cần hàn. - Máy biến áp làm việc ởchế độ ngắn mạch ngắn hạndây quấn thứ cấp. Điện áp thứ cấp định mức của máy biến áp hàn thường là 60 ÷ 70V. Khi dí que hàn vào tấm kim loại, sẽ có dòng điện lớn chạy qua làm nóng chỗ tiếp xúc. Khi nhấc que hàn cách tấm kim lọai một khoảng nhỏ, vì cường độ điện trường lớn làm ion hóa chất khí, sinh hồ quang và tỏa nhiệt lượng lớn làm nóng chảy chỗ hàn. Máy biến áp hàn 46 - Để điều chỉnh dòng điện hàn, có thể thay đổi số vòng dây của dây quấn thứ cấpmáy biến áp hàn hoặc thay đổi điện kháng ngoài bằng cách thay đổi khe hở khôngkhí của lõi thép K. 2. Cấu tạo, nguyên lý hoạt động của các loại máy biến áp hàn 2.2.1. Máy hàn điện có bộ tự cảm riêng - Đây là loại máy hàn xoay chiều có từ thông tản lớn. - Nguyên lý hoạt động của máy hàn: - - Chế độ không tải: khi mạch ngoài hở: - Dòng điện không tải: Ih = Ikt = 0 và Điện áp không tải: U2 = Ukt = U20. - Khi MBA hàn làm việc : Uh = U20 - Utc. - Với: Utc = Ih.(Rtc +Xtc) hay Ih = Utc/(Rtc +Xtc) - Xtc = 2π.f.L - trong đó f - tần số dòng điện - L - Hệ số tự cảm của bộ tự cảm riêng. - Rtc - Điện trở thuần của bộ tự cảm. - Xtc - Trở kháng của bộ tự cảm. - Ih: dòng điện hàn. - Khi dòng điện tăng, từ thông qua bộ tự cảm tăng (phụ thuộc vào khe hở của mạch tự bộ tự cảm) lúc đó hiệu điện thế hàn sẽ giảm và ngược lại. 47 2.2.2. Máy hàn có lõi từ di động. - - - Để điều chỉnh cường độ dòng điện hàn người ta thây đổi vị trí của lõi từ di động. Khi lõi từ đi vào gông từ, từ thông tản tăng lên và làm giảm dòng điện hàn; ngược lại khi lõi từ đi ra khỏi gông từ thì từ thông tản giảm, dòng điện hàn sẽ tăng. - Đặc điểm chung của Máy hàn điện - Máy hàn điện là máy biến áp hạ áp. Có điện áp thứ cấp thấp (Ukt < 100V) để đảm bảo an toàn cho người sử dụng. - Dòng thứ cấp lớn để đủ cung cấp nguồn nhiệt cho quá trình nung chảy kim loại khi hàn . - Máy biến áp hàn có số vòng dây cuộn thứ cấp ít hơn cuộn sơ cấp và tiết diện dây quấn cuộn thứ cấp lớn hơn tiết diện dây quấn cuộn sơ cấp. Số vòng dây ở cuộn thứ cấp phải thay đổi được để điều chỉnh cường độ dòng điện hàn. - Phải hạn chế dòng ngắn mạch để tránh cho máy khỏi bị hư hỏng. - Máy biến áp hàn hồ quang tay có đường đặc tính ngoài cong dốc. Để tạo ra loại đường đặc tính này người ta sử dụng máy hàn có bộ tự cảm riêng hoặc chế tạo mạch từ có từ thông tản lớn như máy hàn có lõi từ di động,...Ngoài ra còn có các loại MBA hàn 3 pha, MBA hàn 1 chiều ... 48 3. Các hư hỏng thường gặp và biện pháp khắc phục Các máy biến áp lực là một mắt xích quan trọng trong các thành phần cấu thành của một hệ thống điện , các hư hỏng ở MBA làm ảnh hưởng đến việc cung cấp điện năng đến các hộ tiêu thụ . Trên thế giới , các MBA được biết làm việc rất tin cậy tuy nhiên ở nhiều nơi vẫn có tốc độ hư hỏng khá cao.Việc phân tích các hư hỏng cho thấy một phần lớn các nguyên nhân chính thuộc về hư hỏng của các MBA lực. Các nguyên nhân này bao gồm các thao tác bị lạm dụng : việc bảo dưỡng không thích hợp trong vận hành, áp dụng thiếu tiêu chuẩn kỹ thuật trong khi chế tạo, thử nghiệm và nghiệm thu, các vật tư đầu vào không đạt tiêu chuẩn, môi trường làm việc không phù hợp,các điều kiện vận hành không bình thường,các quá điện áp ,ngắn mạch trong hệ thống v.v Nguyên nhân chính gây nên hư hỏng ở các máy biến áp trên lưới điện được thống kê chung như sau : Các nguyên nhân hư hỏng -Khiếm khuyết ở khâu thiết kế -Các vấn đề liên quan đến việc chế tạo -Các khuyết tật về vật liệu -Các vấn đề về vận chuyển và bảo quản -Bảo dưỡng không đúng -Quá tải bất thường -Quá tải mạch từ -Sét -Ngắn mạch bên ngoài -Làm mát kém -Không biết Tuy nhiên , các hư hỏng ở các MBA được phân loại như sau : Điểm yếu về tính năng kỹ thuật, thiết kế / chế tạo kém hiệu quả Lắp đặt / Vận hành / Bảo dưỡng kém hiệu quả Các điều kiện vận hành bất lợi Do quá trình lão hoá a. Mặt yếu về đặc tính kỹ thuật Nhiều khi , một đặc tính kỹ thuật của khách hàng không nói đến trong một loạt các vấn đề về điều kiện của trạm như biểu đồ phụ tải , tình trạng quá từ thông , quá điện áp , các tham số khác nhau của hệ thống , các điều kiện về môi trường . 49 Có một vài khía cạnh trong đó cần phải cẩn thận vào thời điểm phác thảo các đặc tính kỹ thuật của thiết bị . b. Hư hỏng về khiếm khuyết trong thiết kế Có vài hư hỏng do khiếm khuyết trong thiết kế được nêu ra dưới đây : Nguyên nhân Hậu quả Biện pháp khắc phục Hư hỏng ở phần cách điện của bu lông ép gông từ Gây nên ngắn mạch cục bộ ở lá thép làm tăng dòng điện xoáy (fucô) cục bộ Băng lại để đảm bảo cách điện gông từ hoặc sử dụng cách điện của bulông gông từ tối thiểu thuộc lớp “B” trở lên Mật độ từ thông trong lõi thép cao Gây ra tổng lực tác động lớn khi thao tác đóng cắt và đóng lặp lại dẫn đến gây hỏng cách điện cuộn dây Mật độ từ thông không được vượt quá 1,9 Tesla tại giá trị điện áp vận hành lớn nhất Rãnh dầu trong cuộn dây hẹp Làm cho sự làm mát không phù hợp và làm hỏng cách điện Rãnh dầu phải thích hợp tính từ điểm làm mát hiệu quả Sự hoán vị không phù hợp Làm tăng thêm tổn hao và phát nóng thêm Điều chỉnh việc hoán vị sao cho toàn bộ các thanh dẫn phải có trở kháng bằng nhau Khoảng cách giữa cách pha không đủ Có thể gây ra ngắn mạch Tạo ra khoảng cách vừa đủ tuỳ theo cấp điện áp Vòng kẹp được thiết kế không phù hợp Có thể hỏng trong tình trạng ngắn mạch Độ dày của vòng kẹp phải được thiết kế sao cho chịu được các lực điện động khi ngắn mạch Việc buộc các dây dẫn không đảm bảo Có thể hỏng trong tình trạng ngắn mạch Cần phải có kết cấu vững chắc để buộc các dây dẫn Thiết kế các cánh tản nhiệt không phù hợp Làm cho việc làm mát không tốt dẫn đến nhiệt độ dầu/cuộn dây tăng cao hơn Cần thiết phải tính toán các cánh tản nhiệt phù hợp 50 c. Các hư hỏng do việc chế tạo kém hiệu quả Việc chế tạo máy biến áp là công việc khéo léo hơn là việc chế tạo máy móc . Sự tin cậy của MBA phụ thuộc vào chất lượng của các vật liệu thô và tay nghề . Có một vài bước nào đó cần được thực hiện tại công đoạn chế tạo sao cho hiển nhiên không có các sai lầm ở giai đoạn này nếu không sẽ xảy ra các khuyết tật lớn về sau trong vận hành . Một vài các hu hỏng do các khiếm khuyết trong chế tạo được cho ở bảng dưới đây Nguyên nhân Hậu quả Biện pháp khắc phục Cuộn dây bị lỏng và định cỡ không đúng Gây ra ngắn mạch giữa các vòng dây hoặc giữa các bối dây với nhau Định cỡ dây thích hợp nhằm giữ cho cuộn dây nằm dưới tình trạng kẹp chắc chắn Các lá thép mạch từ có ba via Gây ra tình trạng ngắn mạch cục bộ và gây phát nóng Phải đảm bảo không để xảy ra tình trạng ba via nhờ dùng các thiết bị gia công tốt Có các gờ sắc cạnh trên các vòng đệm và các bối dây Làm hư hỏng cách điện thanh dẫn Phải đảm bảo không để xảy ra tình trạng có gờ sắc cạnh nhờ vào các thiết bị gia công tốt Các điểm nối bằng đồng thau kém Làm hỏng cách điện dây dẫn và làm cho cuộn dây hỏng Chọn các qui trình hàn đồng tốt Có cặn bã trên các phần kim loại trong khi chế tạo Có thể gây ra phóng điện cục bộ Giữ cho tốt không để xảy ra tình trạng này Nhiễm bẩn bề mặt cách điện Làm cho cách điện bị hỏng Phải đảm bảo sự sạch sẽ Toàn bộ các bộ phận bằng kim loại không được nối đất Có thể hình thành phóng điện cục bộ và chất lượng dầu có thể bị ảnh hưởng Tất cả các bộ phận kim loại phải được nối đất phù hợp và điều này phải được ghi vào phiếu kiểm tra Các mối hàn ở vỏ máy xấu và xốp Làm cho rỉ dầu Phải đảm bảo bề mặt sạch sẽ và chọn qui trình hàn đúng 51 Tiến trình sấy không đúng Cuộn dây và cách điện không được ổn định hoàn toàn do hơi ẩm dẫn đến làm hỏng Tăng cường nghiêm ngặt quá trình sấy và nạp dầu tuỳ theo cấp điện áp d. Các hư hỏng do khiếm khuyết về mặt vật tư Chất lượng của vật tư được dùng cũng ảnh hưởng lên tuổi thọ của MBA . Một sự kiểm soát nghiêm ngặt về chất lượng ở toàn bộ các giai đoạn kế tiếp nhau trong dây chuyền sản xuất từ vật tư thô đến sản phẩm hoàn chỉnh sẽ tránh gây ra hư hỏng cho MBA . Có vài hư hỏng gây ra do vật tư khiếm khuyết được nêu ra trong bảng dưới đây : Nguyên nhân Hậu quả Biện pháp khắc phục Các gờ sắc cạnh trong các thanh dẫn bằng đồng Tạo nên phóng điện cục bộ và làm hỏng cách điện thanh dẫn Bề mặt phải đựoc làm cho phẳng bóng Cách điện của thanh dẫn không phù hợp Sẽ bị huỷ hoại do ảnh hưởng của các ứng suất cao áp và làm hỏng cách điện Kiểm tra cách điện của thanh dẫn đầu vào và cũng như là số lớp vỏ bao của thanh dẫn Dầu kém chất lượng Hư hỏng cách điện Đảm bảo điện áp phóng điện và hàm lượng ẩm theo các khuyến cáo của nhà chế tạo Các tạp chất trong dầu hoá vẩn đục Gây ra phóng điện chọc thủng tạm thời Đảm bảo độ sạch của dầu Dùng dây đồng trần cho các mối nối Hình thành sự ôxy hoá và cặn bã Dùng lớp vỏ bằng emay hoặc giấy để bọc lên dây đồng trần Khuyết tật ở các phụ kiện Bộ ĐADT Các sứ đầu vào Rơ le ga Thiết bị bảo vệ Làm cho MBA hư hỏng Các phụ kiện này được mua từ các nhà cung cấp tốt đứng về quan điểm độ tin cậy trong vận hành cao . e. Các tình trạng vận hành bất lợi Tuổi thọ của một MBA thông thường phụ thuộc vào tuổi thọ của cách điện . Trong quá trình vận hành bình thường của MBA, quá trình lão hoá cũng nằm ở mức độ thông thường .Tốc độ lão hoá có quan hệ với nhiệt độ , hàm lượng ẩm 52 và khoảng thời gian của tình trạng mang tải . Ở nhiệt độ lớn hơn 1400C , các bọt khí được hình thành do sự phân huỷ của cách điện . Các bọt khí này là mối nguy hiểm tiềm tàng trong khu vực lân cận vùng có ứng suất điện áp cao . Điều này có thể khởi đầu hư hỏng về điện đưa đến việc phóng điện chọc thủng . Tuổi thọ mong đợi của MBA sẽ giảm bớt qua việc bảo vệ không đủ trong khi vận hành ở các điều kiện bất thường như là : -Các tình trạng quá tải chịu được -Các quá áp thao tác -Các quá áp do sét -Các quá áp lan truyền f. Các thói quen bảo dưỡng không đúng Việc bảo dưỡng kém/không đủ trên các khu vực rỉ dầu , chất lượng dầu , các phụ kiện tới hạn như là các bộ chuyển nấc, các sứ đầu vào, các thiết bị bảo vệ v.v sẽ gây ra bất ổn ở MBA . Ngoài những vấn đề trên , có một loạt các vấn đề khắc phục đã gặp phải ở hiện trường , như là ẩm , sự ôxy hoá , nhiễm bẩn chất rắn , các bọt khí , quá dòng ,quá áp (quá trình quá độ hoặc quá trình động ), quá nhiệt, ngắn mạch ( lực cơ học ) v.v với chúng , ta phải quan tâm đến để bảo vệ MBA . Bảo dưỡng ngăn ngừa được cho là biện pháp tốt nhất để cải thiện độ tin cậy của MBA Ngoài ra còn có một số hư hỏng ở các MBA qua báo cáo cho thấy được quy cho là do một trong số các nguyên nhân sau đây : Hư hỏng cách điện cuộn dây do các ứng suất ngắn mạch Hư hỏng cách điện cuộn dây do quá điện áp và các xung quá độ Hư hỏng do mạch từ Hư hỏng của bộ điều áp dưới tải Hư hỏng của các sứ đầu vào và các phụ kiện khác Hư hỏng do cách điện kém và cách bố trí làm mát kém 4.Quấn dây máy biến áp hàn X¸c ®Þnh c¸c sè liÖu yªu cÇu: - §iÖn ¸p ®Þnh møc phÝa s¬ cÊp U1 [ V ]. - §iÖn ¸p ®Þnh møc phÝa thø cÊp U2 [ V ]. - Dßng ®iÖn ®Þnh møc phÝa thø cÊp I2 [ A ]. 53 Tr-êng hîp nÕu kh«ng biÕt râ gi¸ trÞ I2, ta cÇn x¸c ®Þnh ®-îc c«ng suÊt biÓu kiÕn phÝa thø cÊp S2 : S2 = U2 . I2 [ VA ] - TÇn sè f nguån ®iÖn. - ChÕ ®é lµm viÖc ng¾n h¹n hay dµi h¹n. X¸c ®Þnh tiÕt diÖn tÝnh to¸n cÇndïng cho lâi s¾t (At ): Trong ®ã: At: lµ tiÕt diÖn tÝnh to¸n cña lâi thÐp [cm 2] S2: lµ c«ng suÊt biÓu kiÕn cung cÊp t¹i phÝa thø cÊp biÕn ¸p [ VA ] K: lµ hÖ sè h×nh d¸ng lâi thÐp. Khi l¸ thÐp d¹ng EI ta cã K = 1  1,2 Khi l¸ thÐp d¹ng UI ta cã K = 0.75  0,85 Bm: lµ mËt ®é tõ th«ng sö dông trong lâi thÐp. Tïy theo hµm l-îng silic nhiÒu hay Ýt mµ chän Bm cao hay thÊp. Còng tïy theo lo¹i l¸ thÐp ®-îc chÕ t¹o theo d¹ng dÉn tõ cã ®Þnh h-íng hoÆc kh«ng ®Þnh h-íng mµ chän Bm cao hay thÊp. §èi víi l¸ thÐp dÉn tõ kh«ng ®Þnh h-íng: Bm = (0,8  1,2)T §èi víi lµ thÐp cã dÉn tõ ®Þnh h-íng: Bm = (1,2  1,6)T. CÂU HỎI ÔN TẬP 1. Trình bày cấu tạo, nguyên lý làm việc của máy biến áphàn? 2. Nêu những sai hỏng thường gặp và biện pháp khắc phục? m t B S KA 2..423,1 54 BÀI 7 : TẨM SẤY MÁY BIẾN ÁP Mã bài: MĐ 20-07 Mục tiêu của bài: - Trình bày được mục đích của việc tẩm sấy máy biến áp; - Tẩm sấy được máy biến áp công suất nhỏ (S<5 kVA); - Có đầy đủ năng lực, tinh thần trách nhiệm và tác phong công nghiệp. 1. Mục đích của việc tẩm sấy Mục đích chủ yếu của việc sấy khô máy biến áp điện lực tại hiện trường là giảm hàm lượng ẩm trong xenlulô. Hơi ẩm tạo ra trong quá trình xenlulô bị lão hoá (sản phẩm phụ của quá trình này) hoặc xâm nhập từ bên ngoài máy biến áp (qua gioăng, ống thở, rò rỉ, v.v.). Hơi ẩm làm giảm các đặc tính điện và cơ của máy biến áp và có thể hạn chế khả năng chịu quá tải cho phép do nguy cơ hình thành bọt nước. 2. Các phương pháp và qui trình tẩm sấy. 2.1. Các phương pháp sấy - Sấy đối lưu: dùng nhiệt để đốt nóng và làm bốc hơi hạt, đồng thời thổi hơi ấm ra khỏi máy sấy, nhiệt có thể làm bằng năng lượng mặt trời. - Sấy tia bức xạ (năng lượng mặt trời): năng lượng tia bức xạ hồng ngoại phát ra có thể truyền cho vật liệu một lượng nhiệt lớn và đạt được tốc độ bay hơi ẩm cao hơn so với sấy đối lưu và tiếp xúc. Sấy bằng tia bức xạ thường dùng để sấy bề mặt sơn trong công nghiệp chế tạo máy, sấy hàng dệt, sấy chất dẻo, các sản phẩm gỗ và sấy thực phẩm... - Sấy dùng lò cao tần: dùng nguồn điện tạo ra nhiệt để sấy, phương pháp này ít dùng trong nông nghiệp. - Sấy dùng phương pháp sấy lạnh: nhiệt độ sấy nhỏ hơn nhiệt độ môi trường: có độ ẩm dịch chuyển từ hạt ra môi trường. - Sấy chân không: sấy được vật liệu không chịu được nhiệt độ cao hay dễ bị oxy hóa, vật liệu dễ bị bụi hay vật liệu thoát ra dung môi quý cần thu hồi và vật liệu dễ nổ. 55 - Sấy thăng hoa: Người ta sấy vật liệu ở trạng thái đóng rắn trong độ chân không cao 0,1 đến 1 mmHg. Mục đích là để tạo ra sự chênh lệch nhiệt độ giữa vật liệu sấy và nguồn nhiệt bên ngoài. Người ta dùng bơm chân không để hút hơi ẩm và tạo chân không. Ưu điểm của loại máy sấy này là sản phẩm thu được có chất lượng cao. Vật liệu sấy không bị biến chất. - Ngoài ra còn các phương pháp khác, như: sấy bằng hồng ngoại, sấy bằng dao động từ, sấy bằng lò vi sóng. 2.2. Vật liệu tẩm sấy động cơ * Công dụng của vẹc ni : Là một loại sơn cách điện đặc biệt khi bị khô đi thì độ cách điện được tăng lên đáng kể, làm cho quá trình phá hủy của điện áp diễn ra chậm hơn, mặt khác độ bề cách điện được nâng lên nhờ sơ cách điện, ngăn chặn được các tác nhân làm hỏng cách điện như hóa chất và độ ẩm. Tẩm sấy vẹc ni cho bộ dây quấn động cơ giúp cho các vòng dây tạo thành một khối vững chắc khi mở máy hoặc mang tải, dây quấn không bị sê dịch khi bị tác động của lực điện động. * Một số yêu cầu khi tẩm sấy rôto động cơ điện vạn năng. Việc tẩm sấy động cơ nói chung và việc tẩm sấy rôto động cơ điện vạn năng nói riêng - Tránh bộ dây quấn bị ẩm - Nâng cao độ chịu nhiệt - Tăng độ bền cách điện - Tăng cường độ bền về cơ học - Chống được việc xâm thực của hóa chất 3.Qui trình tẩm sấy Công việc tẩm sấy máy điện gồm 3 giai đoạn + Sấy khô trước khi tẩm + Tẩm vecni cách điện lên bộ dây + Sấy khô chất cách điện Sau khi đã chạy thử an toàn rồi mới tiến hành thao động cơ ra để tẩm sấy dây quấn. Bước 1: Sấy khô lần đầu Mục đích sấy khô cuộn dây để tránh hơi nước ẩm bám trong cuộn dây. Đối với cuộn dây cũ sau khi vệ sinh rửa sạch bằng xăng hay dầu đặc biệt dành cho rửa cuộn dây cũng phải sấy khô trước khi tẩm sấy mới .Nhiệt độ sấy từ 7090oC. 56 Thời gian sấy phụ thuộc kích thước li sắt, cuộn dây, lượng nước trong cuộn dây. Sau một thời gian ngắn ban đầu nhiệt độ li sắt cuộn dây tăng tới giới hạn chịu nhiệt của cấp cách điện thì chỉ duy trì thấp hơn ở nhiệt độ này một ít cho đến khi cuộn dây khô hoàn toàn. Phương pháp tẩm sấy bằng tia hồng ngoại. Cách sấy này khác với cách sấy nhiệt bằng điện trở.chủ yếu nhờ vào khả năng hấp thụ năng lượng bức xạ do tia hồng ngoại để biến thành nhiệt năng và bề mặt của vật được sấy.Như thế chất cách điên được làm khô dần từ lớp bên trong ra phía ngoài. Tia hồng ngoại được sản xuất bởi bóng đèn có tim.khi được cho thắp sáng đỏ.Vì vậy nguồn điện cung cấp cho đèn sấy nên giảm thấp 20-30% điện áp định mức của đèn. Để tăng cường sự phản xạ nhiệt và phân phối đều nhiệt lượng nên lót kim loại sáng bóng bên trong tủ sấy, thông thường cần từ một mét khối cần từ 2-3kw Bước 2: Tẩm sơn cách điện * Quét tẩm: Đặt biến áp theo chiều thẳng đứng quét tẩm từ từ ở trên để sơn tẩm chạy xuyên qua các khe rỗng trong cuộn dây thấm dần xuống dưới. - Ngâm: cuộn dây sau khi sấy khô duy trì 60 – 80oC sau đó đem ngâm vào thùng sơn tẩm cho đến khi cuộn dây ngừng sủi bọt (5 đến 10 phút) nhưng không quá 40 phút, số lần ngâm tẩm tùytheo yêu cầu chất lượng cần đạt được sau khi ngâm tẩm sấy. Dung dịch ngâm những lần đầu loãng hơn những lần sau cùng để chất sơn tẩm thấm sâu vào khe rãnh bối dây. Lớp sơn tẩm sau cùng là sơn phủ tăng cường liên kết và chống ẩm. Chất liệu sơn tẩm phải pha chế đúng dung dịch quy định dùng đồng nhất một loại vật liệu tránh tình trạng vật liệu ngâm sau phá hư lớp cách điện trước. - Ngâm áp lực: dùng thùng ngâm riêng duy trì áp lực (5  7) at khoảng 5 phut rồi sau đó giảm áp lực 5 phút rồi lại tăng áp lực làm liên tiếp chu kỳ trong khoảng 2 đến 3 giờ để sơn thấm sâu vào kẽ các vòng dây . - Ngâm áp lực và chân không: kết hợp sấy khô bằng chân không và ngâm áp lực như trên. Bước 3: Sấy lần 2 - Để sơn tự chảy hết sau khi vớt ra khỏi thùng ngâm. - Sấy ở nhiệt độ thấp (60  80)oC tùy theo điểm sôi của chất hòa tan mà quyết định. Mục đích để chất hòa tan bốc hơi chậm tránh tạo lớp màng cản trở phần dung dịch không thóat ra được dễ sinh những lỗ khí trong lớp cách điện tránh rỗ bề mặt. - Sấy ở nhiệt độ cao : làm cho khô cứng toàn bộ lớp sơn tẩm, nhiệt độ sấy bằng (110  140)oC thời gian từ 4 đến 16 giờ, tùy theo chất liệu sơn tẩm và kích 57 thước lõi sắt cuộn dây. Chú ý nhiệt độ sấy phải thấp hơn nhiệt độ cho phép của chất cách điện Tẩm sấy các lần sau có thể bắt đầu lặp lại từ sau bước sấy ở nhiệt độ thấp hay 1/3 thời gian sấy ở nhiệt độ cao. Chú ý: - Lần đầu sấy 60 80 0C còn tùy thuộc vào cách điện. - Nhiệt độ của verni là 900C để hơi ẩm thóat ra ngòai. - Sau đó đổ, rưới verni hay nhúng cả Rôtor của động cơ vào verni. - Tẩm vecni để tăng cường cách điện và độ bền chắc về cơ khí. - Verni tẩm lần đầu và lần sau phải cùng một loại, nếu không sẽ làm hư lớp ban đầu. - Verni lỏng tẩm vài lần trước sau đó mới đến verni đặc, do nếu tẩm verni dày sẽ tạo những bọt khí, dễ gây hư dây quấn động cơ Bước 4: Kiểm tra cách điện sau khi tẩm sấy - Tuổi thọ của máy phụ thuộc rất nhiều vào cách điện. Đa số hư hỏng đều do cách điện dây quấn bị hỏng. - Các bước kiểm tra cực tính, cực từ, kiểm tra ngắn mạch giữa các vòng dây phải thực hiện trước khi kiểm tra cách điện. CÂU HỎI ÔN TẬP 1. Trình bày các bước sấy cuộn dây? 2. Nêu các phương pháp sấy? 58 BÀI 8 : ĐẤU NỐI, VẬN HÀNH MÁY BIẾN ÁP BA PHA Mã bài: MĐ 20-08 Mục tiêu của bài: - Trình bày được công dụng, cấu tạo, nguyên lý làm việc, các đại lượng định mức của máy biến áp ba pha; - Đấu được máy biến áp ba pha theo các tổ đấu dây thông dụng Y/Y-12; Y/-11; - Đọc được các ký hiệu trên nhãn máy; - Có đầy đủ năng lực, tinh thần trách nhiệm và tác phong công nghiệp 1. Công dụng và phân loại Máy biến áp hay máy biến thế, gọi gọn là biến áp, là thiết bị điện thực hiện truyền đưa năng lượng hoặc tín hiệu điện xoay chiều giữa các mạch điện thông qua cảm ứng điện từ. Máy biến áp (MBA) có thể phân làm nhiều loại khác nhau dựa vào: - Cấu tạo: MBA một pha và MBA ba pha - Chức năng: MBA hạ thế và MBA tăng thế - Cách thức cách điện: MBA lõi dầu, lõi không khí... - Nhiệm vụ: MBA Điện lực, MBA dân dụng, MBA hàn, MBA xung... - Công suất hay hiệu điện thế 2. Cấu tạo, nguyên lý làm việc - Máy biến áp gồm có hai cuộn dây , cuộn sơ cấp và cuộn thứ cấp : cuộn sơ cấp thì có N1 vòng còn cuộn thứ cấp có số vòng khác so với cuộn thứ cấp gọi là N2 vòng. Bên trong lõi gồm nhiều lá sắt mỏng được ghép chặt với nhau để tránh hiện tượng FUCO (hao phi điện năng) và tăng từ thông qua mạch. Nếu muốn tăng điện áp đầu ra thì số vòng cuộn thứ cấp , còn nếu muốn giảm điện áp đầu ra thì tăng số vòng của cuộn thứ cấp , tùy vào mục đích sử dụng máy biến áp để có thể tăng hoặc giảm N1,2 59 - Cuộn sơ cấp trong máy biến áp nối với mạch điện xoay chiều còn cuộn thứ cấp nối với tải tiêu thụ điện. Người ta có thể chia máy biến áp theo hai loại , một pha và ba pha Máy biến áp ba pha hai cuộn dây Máy biến áp hai cuôn dây gồm có cuộn dây sơ cấp và cuộn dây thứ cấp . Máy biến áp có hai cuộn dây thì đồng nghĩa là có hai đầu vào biến áp . Tương tự như hai cuộn dây máy biến áp ba cuộn dây thì ba đầu vào điện áp . Tùy theo dải lưới điện của từng nơi và nhu cầu của người sử dụng để chọn một biến áp phù hợp nhất, có thể dùng Máy biến áp ba cuộn dây để thay thế cho hai cuộn dây nếu ở nơi đấy có dải điện phù hợp 3. Các đại lượng định mức của máy biến áp - Dung lượng (công suất định mức) Sđm (VA hay kVA) là công suất toàn phần hay biểu kiến đưa ra ở dây quấn thứ cấp của máy biến áp. - Điện áp sơ cấp định mức U1đm (V hay kV) là điện áp của dây quấn sơ cấp. - Điện áp sơ cấp định mức U2đm (V hay kV) là điện áp của dây quấn thứ cấp khi máy biến áp không tải và điện áp đặt vào sơ cấp là điện áp định mức. - Dòng điện sơ cấp định mức Iđm (A hay kA) và dòng điện thứ cấp định mức I2đm. Những dòng điện của dây quấn sơ cấp và thứ cấp ứng với công suất và điện áp định mức. - Đối với máy biến áp ba pha điện áp và dòng điện ghi trên nhãn máy là điện áp và dòng điện dây. 4. Đấu nối máy biến áp làm việc độc lập. 4.1 Khái niệm về máy biến áp ba pha MBA 3 pha dùng biến đổi nguồn điện AC 3 pha từ cấp điện áp này sang cấp điện áp khác và giữ nguyên tần số. Cơ bản về mặt cấu tạo MBA 3 pha cũng bao gồm các cuộn dây sơ cấp, thứ cấp quấn trên lõi thép. Tùy vào kết cấu của lõi thép mà người ta chia ra các loại MBA 3 pha như sau: MBA 3 pha tổ hợp: Còn gọi là MBA 3 pha có mạch từ riêng, bao gồm 3 lõi thép giống nhau, trên đó có quấn các cuộn sơ cấp, thứ cấp. Thông số của các cuộn dây cũng giống nhau hoàn toàn. Nói cách khác: đây chính là sự tổ hợp 3 MBA 1 pha giồng nhau hoàn toàn. Hình 8.1. Sơ đồ MBA ba pha MBA 3 pha 1 vỏ: Loại này chỉ dùng 1 mạch từ. Mạch từ thường có 3 trụ, mỗi trụ được bố trí dây quấn của 1 pha. Các thông số của bộ dây cũng được thiết kế giống nhau hoàn toàn. Sơ đồ cấu tạo và sơ đồ nguyên lý như hình vẽ 2.17. A B C a b c b. Sơ đồ nguyên lý A B C a b c 4.2 Tổ nối dây của máy biến áp a. Khái niệm về cực tính của MBA 3 pha Các cuộn dây trong MBA đều được qui ước cực tính; một đầu gọi là đầuđầu, thì đầu kia là đầu cuối. Nếu chỉ có 1 cuộn dây thì việc xác định cực tính là không cần thiết. Nhưng nếu có từ 2 cuộn dây trở lên cùng làm việc thì phải xác định chính xác cực tính của chúng. Cực tính cuộn dây sẽ quyết định chiều dòng điện chạy trong cuộn dây đó. Sau khi đã qui ước cực tính cho 1 cuộn dây nào đó, thì các cuộn dây còn lại xác định theo qui ước đó. Trên sơ đồ, đầu đầu của cuộn dây được đánh dấu (*), còn đầu cuối thì bỏ trống. b. Tổ đấu dây Các cuộn dây của MBA 3 pha có thể đấu Y hoặc đấu  tùy vào điện áp định mức của các cuộn dây và điện áp cần cấp cho tải. Tổ đấu dây được hình thành do sự phối hợp cách đấu dây ở sơ cấp và thứ cấp. Tổ đấu dây cho biết góc lệch pha giữa điện áp sơ cấp và điện áp thứ cấp, đồng thời cũng xác định được điện áp định mức của các cuộn dây cũng như điện áp định mức của MBA. Tổ đấu dây Y/Y – 12: Sơ đồ được biểu diễn như hình vẽ, có các đặc điểm: Hình 8.3. Sơ đồ tổ đấu dây MBA ba pha Số 12: Cho biết điện áp thứ cấp trùng pha với điện áp sơ cấp. Tổ đấu dây này thường sử dụng cho các MBA phân phối ở mạng hạ thế. Tổ đấu dây Y/ – 11: Sơ đồ được biểu diễn như hình trên, có các đặc điểm: Sơ cấp: Đấu Y, Thứ cấp: Đấu . Hình 8.2. Nguyên lý MBA 3 pha 1 vỏ a. Sơ đồ cấu tạo 62 Số 11: Cho biết điện áp thứ cấp chậm pha 300 so với điện áp sơ cấp. Qui ước xác định góc lệch pha: Dùng mặt số đồng hồ, với qui ước: Kim dài: Biểu thị góc pha của điện áp sơ cấp đặt cố định ở số 12. Kim ngắn: Là góc lệch pha của điện áp thứ cấp (so với sơ cấp) di chuyển ở các con số còn lại, mỗi con số cách nhau là 300. Hình vẽ a biểu thị góc lệch pha của tổ đấu dây Y/Y – 12, còn hình b biểu thị góc lệch pha của tổ đấu dây Y/ – 11 Hình 2.19. Góc lệch pha của tổ đấu dây MBA 3 pha Tỉ số biến áp Trong MBA 3 pha các đại lượng định mức đều được tính bằng đại lượng dây, do vậy tỉ số MBA được định nghĩa. KBA3P = d d U U 2 1 (2.35)  Khi MBA sử dụng tổ đấu dây Y/  – 11: KBA3P = d d U U 2 1 = P P U U 2 1.3 = 3 . 2 1 N N (2.36)  Khi MBA sử dụng tổ đấu dây Y/ Y – 12: KBA3P = d d U U 2 1 = P P U U 2 1 .3 .3 = 2 1 N N (2.37) Kết luận:Tỉ số biến áp ở máy biến áp 3 pha không chỉ phụ thuộc số vòng quấn mà còn phụ thuộc tổ đấu dây. - Nếu các đại lượng pha của máy là xác định, khi thay đổi tổ đấu dây thì phải thay đổi nguồn điện đặt vào MBA và điện áp ra của máy cũng sẽ thay đổi. - Ngược lại, khi nguồn điện và điện áp cần cấp cho tải đã xác định, thì phải tiến hành chọn tổ đấu dây phù hợp với yêu cầu. 5.Đấu nối máy biến áp làm việc độc song song. 5.1. Khái niệm về chế độ làm việc của máy biến áp đấu song song Trong hệ thống điện thường sử dụng hệ thống các MBA dấu song song, bởi các lý do: - Khi nối song song sẽ làm tăng dung lượng của hệ thống các MBA nên công suất truyền tải sẽ được nâng cao. 12 6 3 9 U1 U2 a. Góc lệch pha tổ đấu dây Y/Y – 12 12 6 3 9 U1 U2 b Góc lệch pha tổ đấu dây Y/ – 11 63 - Thuận lợi cho việc bảo trì, bảo dường sửa chữa hư hỏng (có thể sửa chữa trên một máy nào đó, các máy còn lại vẫn vận hành bình thường). - Có ý nhĩa trong việc vận hành kinh tế các MBA (khi tải giảm thì cắt dần các MBA ra khỏi mạng). 5.2. Điều kiện đấu song song máy biến áp Các MBA khi thực hiện nối song song phải thỏa mãn đồng thời các điều kiện sau đây: - Cùng cấp điện áp: Các MBA thực hiện đấu song song phải có cùng cấp điện áp ở sơ cấp và thứ cấp. - Cùng tổ đấu dây: Các MBA thành phần phải cùng tổ đấu dây để đẩm bảo điện áp thứ cấp của các MBA là cùng pha nhau. - Cùng giá trị Un%: Điều kiện này phải đảm bảo để phụ tải phân bố trên các máy tỉ lệ với dung lượng của chúng. 5.3 Sơ đồ đấu song song máy biến áp Theo hình vẽ, có 2 MBA nối song song; giả sữ: Un%I< Un%II (*) Dòng điện qua MBAI là IđmI còn dòng điện qua MBA II là III. - Sụt áp trên MBA I: UI = IđmI. ZnI. (2.41) - Sụt áp trên MBA II: UII = III. ZnII. (2.42) - Thay vào (*), ta được: IđmI. ZnI< IđmII. ZnII . Kết hợp với (**) ta được III< IđmII BT I BT II IđmI III Hình 8.4. Nối song song các MBA 64 Kết luận: Nếu các MBA đấu song song có Un% khác nhau thì trong quá trình làm việc, máy nào có Un% nhỏ hơn sẽ phải mang tải nhiều hơn. Hệ quả: - Nếu các MBA thành phần có cùng dung lượng và đã thỏa 2 điều kiện đầu tiên thì không cần phải xét đến điều kiện Un%. - Đối với MBA 1 pha chỉ cần thỏa 2 điều kiện là: cùng cấp điện áp và cùng dung lượng là đủ. CÂU HỎI ÔN TẬP 3. Trình bày cấu tạo, nguyên lý làm việc của máy biến áp ba pha? 4. Nêu các điều kiện để máy biến áp làm việc song song? 65 BÀI 9 : BẢO DƯỠNG SỬA CHỮA BỘ NẠP ẮC QUI Mã bài: MĐ 20-09 Mục tiêu của bài: - Trình bày được công dụng, cấu tạo, nguyên lý làm việc của máy biến áp nạp ắc qui; - Sửa chữa, lắp ráp được máy biến áp nạp ắc qui 220/12V – 5A; - Có đầy đủ năng lực, tinh thần trách nhiệm và tác phong công nghiệp. 1. Sửa chữa máy biến áp 1.1. Các hư hỏng thường gặp a. Hở mạch. - Hiện tượng: Cấp nguồn, MBA không hoạt động. - Kiểm tra: Dùng Ohm kế, đèn thử, Volt kế kiểm tra tiếp xúc điện hoặc đo điện áp ra của máy. Những điểm nhiều khả năng gây hở mach là: tại các ngỏ vào ra; bộ phận chuyển mạch, đổi nối, bộ phận cấp nguồn ... - Sửa chữa: hàn nối, cách điện tốt sau khi sửa chữa. b. Ngắn mạch. - Hiện tượng: Cấp nguồn các thiết bị đóng cắt, bảo vệ tác động ngay, có hiện tượng nổ cầu chì hoặc cháy dây nguồn. - Nguyên nhân: Do chạm chập tại các đầu nối, đầu ra dây hoặc ráp sai mạch... - Kiểm tra: Dùng Ohm kế kiểm tra, quan sát bằng mắt. Sửa chữa cách ly các đầu dây, xử lý cách điện. c. Chập vòng. - Hiện tượng: Điện áp tăng cao, máy nóng nhiều, rung có tiếng kêu lạ... - Nguyên nhân: Do chạm chập tại các đầu nối, đầu ra dây hoặc ráp sai mạch, hư hỏng ở gallett... 66 - Kiểm tra: Đo điện áp vào/ ra, đối chiếu với tính toán; Sửa chữa cách ly các đầu dây, xử lý cách điện. d. Chạm vỏ. - Hiện tượng: chạm võ máy bị điện giật. - Nguyên nhân: Lõi thép chạm cuộn dây và chạm ra võ; Do các đầu nối chạm võ hoặc gallett bị chạm... - Kiểm tra: Kiểm tra cách điện bằng mêga Ohm kế hoặc Volt kế (không dùng bút thử điện do dòng điện cảm ứng) sau đó xử lý cách điện. 1.2. Một số hư hỏng cụ thể đối với MBA TT HIỆN TƯỢNG NGUYÊN NHÂN CÁCH KHẮC PHỤC 1 Máy biến áp không hoạt động khi có điện vào. - Hở đường dây cấp nguồn. - Không tiếp xúc ở cọc nối dây hoặc galleet không tiếp xúc. - Đứt mạch cuộn dây.  Kiểm tra đường dây cấp nguồn.  Làm vệ sinh cọc nối hoặc galleet.  Đo, kiểm bằng VOM. 2 Máy biến áp nóng và có tiếng kêu lớn. - Lõi thép không được ép chặt. - Cuộn dây quấn không chặt. - Quá áp do quấn thiếu số vòng hoặc chọn B quá cao hoặc dây quấn bị chạm chập.  Dùng xà ép gông hoặc gỗ, giấy nêm chổ hở.  Gia cố bằng cách tẩm véc ni.  Kiểm tra số liệu tính toán, kiểm tra bộ dây và quấn lại. 3 Chạm vào vỏ máy bị điện giật. - Các đầu dây chạm vỏ. - Lõi thép chạm cuộn dây và chạm ra vỏ.  Xử lý cách điện.  Tháo lõi thép, xử lý chổ chạm sau đó ráp lại. 4 Cấp nguồn cho MBA cầu chì nổ ngay. - Ngắn mạch tại công tắc, galleet hoặc các đầu dây ra. - Đặt sai vị trí của galleet G1 hoặc G2.  Kiểm tra, xử lý chổ ngắn mạch.  Kiểm tra chỉnh lại vị trí của các galleet cho phù hợp. 5 Điện áp ra không ổn định lúc có, lúc không. - Đường dây nguồn tiếp xúc chập chờn. - Galleet hoặc cọc nối tiếp xúc không tốt.  Làm vệ sinh, tăng cường tiếp xúc đường dây.  Làm vệ sinh, tăng cường tiếp xúc ở galleet, cọc nối. 67 6 Điện áp tăng quá định mức chuông không báo. - Chỉnh sai chuông báo. - Đứt mạch chuông hoặc starter không làm việc.  Dời đường dây chuông đến vị trí phù hợp.  Kiểm tra bằng VOM, xử lý chổ đứt hoặc thay mới starter. 7 Điện áp bình thường nhưng đồng hồ báo sai. - Chỉnh sai đồng hồ. - Đồng hồ giảm độ chính xác do quá tuổi thọ.  Chỉnh lại cho đúng.  Thay đồng hồ mới. 8 Đèn báo không sáng. - Hở mạch đèn báo. - Đứt hoặc hở mạch ở cuộn cảm ứng.  Kiểm tra bằng VOM, nối lại mạch.  Kiểm tra bằng VOM, nối lại chổ đứt hoặc quấn lại cuộn cảm ứng. 2. Công tắc điều chỉnh Sau một thời gian sử dụng, hầu hết các công tắc lắp trên tường thường bị hư hỏng do các mối nối dây bên trong lỏng sút dần ra. Công tắc cũng có thể bị hư do một vài bộ phận bên trong bị ăn mòn. Nếu công tắc đã hư, bạn nên thay công tắc mới. Trước khi tiến hành sửa chữa và thay mới công tắc, bạn cần có một số dụng cụ cần thiết như: tua vít, đèn nêon thử mạch điện, giấy nhám... Công việc được thực hiện theo các bước sau: - Tắt nguồn điện đi đến công tắc tại bảng cầu dao chính (tháo cầu chì hay gạt cầu dao xuống), rồi tháo nắp che công tắc ra. - Tháo các vít giữ công tắc, nắm giữ cẩn thận và kéo công tắc từ từ ra khỏi hộp công tắc. Tuyệt đối cẩn thận không chạm tay vào bất kỳ các đầu dây trần hay các cọc bắt dây nào cho đến khi công tắc được kiểm tra điện. - Kiểm tra có điện hay không bằng cách chạm một đầu dò của đèn nêon thử mạch vào hộp công tắc bằng kim loại đã nối mát hay đến một đầu dây đồng trần nối mát, và chạm đầu dò kia vào mỗi cọc bắt dây. Đèn nêon sẽ không sáng. Nếu sáng, tức là vẫn còn điện đi vào hộp công tắc. Quay trở lại bảng cầu dao và ngắt đúng mạch điện đến ổ cắm của bạn. - Tháo các đầu dây điện và tháo rời công tắc ra. Kiểm tra sự thông mạch điện của công tắc. Bạn có thể dùng một cục pin nối với một bóng đèn nhỏ hay dụng cụ thử sự thông mạch. Phải thay mới nếu công tắc hư. Nếu các đầu dây điện quá ngắn, bạn có thể dùng một đoạn dây điện cùng loại để nối dài ra - Nếu các đầu dây bị gãy hay bị cắt khía, cắt bỏ đoạn bị hỏng bằng dụng cụ cắt dây điện. Tuốt dây để lộ đầu dây trần một đoạn khoảng 2 cm. 68 - Làm sạch các đầu dây trần bằng giấy nhám nếu dây dơ hay sẫm mầu. Nếu các dây làm bằng đồng, bôi lên đầu dây chất chống oxy hóa trước khi bắt dây điện vào công tắc. - Nối các đầu dây vào các cọc bắt vít trên công tắc. Siết các vít giữ lại, nhưng không quá chặt, bởi siết quá chặt có thể làm tuôn ren các vít bắt dây. - Lắp công tắc trở lại vào vị trí, cẩn thận gấp lại đoạn dây thừa phía sau công tắc và bỏ vào trong hộp. Lắp nắp đậy công tắc trở lại và mở cầu dao điện nối đến công tắc tại bảng cầu dao chính. 3.Đồng hồ đo 3.1. Cơ cấu đo từ điện - Phần tĩnh: là một nam châm vĩnh cửu có khung dẫn từ gồm 2 lá thép non làm cực từ N-S ôm lấy lõi sắt non hình trụ, tạo thành một khe hở đủ nhỏ để tạo ra từ trường quay. - Phần động: gồm có khung dây, trục quay gắn với khung dây và kim chỉ thị, có lò xo phản kháng và đối trọng. 3.2. Cơ cấu đo điện từ Hình 9.1. Cơ cấu đo từ điện 69 - Phần tĩnh: cuộn dây tĩnh (1), thang chia độ (8) - Phần động: lõi thép động (2), lò xo (3), bộ phận cản dịu (4), trục quay (5), kim chỉ thị (6), đối trọng (7). 4.Mạch chỉnh lưu 4.1. Mạch chỉnh lưu một pha nửa chu kỳ Mạch chỉnh lưu một pha là mạch biến đổ dòng điện xoay chiều một pha thành dòng một chiều 4.2. Mạch chỉnh lưu một pha cả chu kỳ U2 R D U1 Ud E F A  Ud Id t t 0 2 D 2 R D 1 L N U 1 U 21 U 22 A M B i 1 i 2  ud i d t t 0 2 uD 222 U 70 CÂU HỎI ÔN TẬP 1. Trình bày những hư hỏng thường gặp của bộ nạp ắc quy? 2. Nêu các hư hỏng thông thường của mạch chỉnh lưu? TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Giáo trình Máy điện 1 – Trần văn Chính, Nguyễn Hồng Anh, Bùi Tất Lợi, Võ Quang Sơn. 2. Thiết kế trạm biến áp – Nguyễn Hoàng Thanh – Đại học SPKT TP Hồ Chí Minh – năm 2001. 3. Máy biến áp: lý thuyết – Vận hành – Bảo dưỡng – Thử nghiệm – Phậm Văn Bình, Lê Văn Doanh, Tôn Long Ngà – NXB Khoa học và Kỹ thuật – năm 2011. 4. Bài giảng Máy điện – Trần Công Binh – Đại học Thành Đô – năm 2012. 5. Thiết kế máy biến áp 3 pha – Lã Văn Hòa - Đại học Thành Đô – năm 2013.