Mục tiêu của mô đun: Học xong Mô đun này, học viên có năng lực: - Trình bày được cấu tạo, nguyên lý làm việc, công dụng và các thông số của máy biến áp độc lập (cảm ứng) một pha, ba pha và các máy biến áp đặc biệt:máy biến áp tự ngẫu, máy biến dòng, máy biến áp hàn; - Tính toán được các thông số kỹ thuật cần thiết để quấn hoàn chỉnh một máy biến áp một pha (S < 5 kVA); - Phân tích được các hiện tượng, nguyên nhân hư hỏng của máy biến áp một pha công suất nhỏ (S < 5kVA ); - Sửa chữa, bảo dưỡng máy biến áp một pha công suất nhỏ ( S<5 kVA); lắp ráp, sửa chữa được bộ nạp ắc qui, máy điều chỉnh điện áp bằng tay đạt yêu cầu kỹ thuật; - Tuân thủ các quy tắc an toàn khi lắp đặt, bảo trì máy biến áp; - Có tính tỷ mỉ, cẩn thận, chính xác và an toàn vệ sinh công nghiệp
70 trang |
Chia sẻ: Tiểu Khải Minh | Ngày: 19/02/2024 | Lượt xem: 176 | Lượt tải: 1
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Giáo trình Lắp đặt và bảo dưỡng máy biến áp (Trình độ: Cao đẳng), để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
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 7090oC.
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.
Các file đính kèm theo tài liệu này:
- giao_trinh_lap_dat_va_bao_duong_may_bien_ap.pdf