Máy biến áp

Ch ng 6ươ Máy Bi n Ápế § 6-1. Khái ni m chungệ § 6-2. C u t o máy bi n ápấ ạ ế § 6-3. Nguyên lý làm vi c c a máy bi n ápệ ủ ế § 6-4. ph ng trình cân b ng đi n và t c a máy ươ ằ ệ ừ ủ bi n ápế § 6-5. S đ thay th máy bi n ápơ ồ ế ế § 6-6. các ch đ làm vi c c a máy bi n ápế ộ ệ ủ ế Ch ng 6ươ Máy Bi n Ápế § 6-7. Máy bi n áp ba phaế § 6-8. S làm vi c song song c a các máy bi n ự ệ ủ ế áp Ch ng 6ươ Máy Bi n Ápế § 6-1. Khái ni m chungệ § 6-2. C u t o máy bi n ápấ ạ ế § 6-3. Nguyên lý làm vi c c a máy bi n ápệ ủ ế § 6-4. ph ng trình cân b ng đi n và t c a máy ươ ằ ệ ừ ủ bi n ápế § 6-5. S đ thay th máy bi n ápơ ồ ế ế § 6-6. các ch đ làm vi c c a máy bi n ápế ộ ệ ủ ế Ch ng 6ươ Máy Bi n Ápế § 6-7. Máy bi n áp ba phaế § 6-8. S làm vi c song song c a các máy bi n ự ệ ủ ế áp Ch ng 6ươ Máy Bi n Ápế § 6-1. Khái ni m chungệ 1. Đ nh nghĩaị 2. Các đ i l ng đ nh m cạ ượ ị ứ 3. Công d ng c a máy bi n ápụ ủ ế Đ u ch ngầ ươ Ch ng 6ươ Máy Bi n Ápế § 6-1. Khái ni m chungệ 1. Đ nh nghĩaị 2. Các đ i l ng đ nh m cạ ượ ị ứ 3. Công d ng c a máy bi n ápụ ủ ế Đ u ch ngầ ươ 1. Đ nh nghĩaị Ch ng 6 Máy Bi n Ápươ ế Máy bi n áp (MBA) là thi t b đi n t tĩnh, làm vi c theo nguyên lí ế ế ị ệ ừ ệ c m ng đi n t , dùng đ bi n đ i đi n áp c a ngu n đi n xoay chi u ả ứ ệ ừ ể ế ổ ệ ủ ồ ệ ề nh ng v n gi nguyên t n s , dùng đ truy n t i và phân ph i đi n ư ẫ ữ ầ ố ể ề ả ố ệ năng.S đ cung c p đi n, máy bi n áp đ c ký hi u nh hình 6-1:ơ ồ ấ ệ ế ượ ệ ư MBA S c pơ ấ Th c pứ ấ U1, I1, f U2, I2, f Hình 6.1 + Đ u vào MBA n i v i ngu n đi n, g i là s c p, các đ i l ng các thông ầ ố ớ ồ ệ ọ ơ ấ ạ ượ s phía s c p có ch s 1: Uố ơ ấ ỉ ố 1, I1, ... Đ u ch ngầ ươ Ch ng 6 Máy Bi n Ápươ ế + N u đi n áp th c p cao h n so v i đi n áp s c p g i là MBA tăng áp.ế ệ ứ ấ ơ ớ ệ ơ ấ ọ + N u đi n áp th c p th p h n so v i đi n áp s c p g i là MBA h áp.ế ệ ứ ấ ấ ơ ớ ệ ơ ấ ọ ạ + Đ u ra n i v i t i, g i là th c p, các đ i l ng các thông s phía ầ ố ớ ả ọ ứ ấ ạ ượ ố th c p có ch s 2: Uứ ấ ỉ ố 2, I2, ... Đ u ch ngầ ươ Ch ng 6 Máy Bi n Ápươ ế 2. Các đ i l ng đ nh m cạ ượ ị ứ a, Đi n áp đ nh m cệ ị ứ + Đi n áp đ nh m c s c p Uệ ị ứ ơ ấ 1đm: là đi n áp quy đ nh cho dây qu n s ệ ị ấ ơ c p (do nhà ch t o quy đ nh).ấ ế ạ ị + Đi n áp th c p đ nh m c Uệ ứ ấ ị ứ 2đm: là đi n áp gi a các c c c a dây ệ ữ ự ủ qu n th c p, khi dây qu n th c p h m ch và đi n áp đ t vào dây ấ ứ ấ ấ ứ ấ ở ạ ệ ặ qu n s c p là đ nh m c, đ n v là KV.ấ ơ ấ ị ứ ơ ị b, Dòng đi n đ nh m cệ ị ứ Dòng đi n đ nh m c là dòng đi n quy đ nh cho m i dây qu n c a ệ ị ứ ệ ị ỗ ấ ủ MBA, ng v i công su t đ nh m c và đi n áp đ nh m c. Đ n v là ứ ớ ấ ị ứ ệ ị ứ ơ ị A. Đ u ch ngầ ươ Ch ng 6 Máy Bi n Ápươ ế - V i MBA m t pha dòng đi n đ nh m c là dòng đi n pha, đi n áp ớ ộ ệ ị ứ ệ ệ đ nh m c là đi n áp phaị ứ ệ - V i MBA ba pha dòng đi n đ nh m c là dòng đi n dây, đi n áp đ nh m c là ớ ệ ị ứ ệ ệ ị ứ đi n áp dây.ệ c, Công su t đ nh m cấ ị ứ Công su t đ nh m c c a MBA là công su t bi u ki n th c p ch ấ ị ứ ủ ấ ể ế ứ ấ ở ế đ làm vi c đ nh m c, ký hi u Sộ ệ ị ứ ệ đm - KVA - MBA 1 pha: Sđm = U2đm-.I2đm = U1đm-.I1đm - MBA 3 pha: Sđm = U2đm-.I2đm = U1đm-.I1đm 3 3 Ngoài ra trên máy có ghi: t n s , s pha, s đ n i dây, đi n áp ng n ầ ố ố ơ ồ ố ệ ắ m ch, ch đ làm vi c ...ạ ế ộ ệ Đ u ch ngầ ươ Ch ng 6 Máy Bi n Ápươ ế 3. Công d ng c a máy bi n ápụ ủ ế - Dùng trong truy n t i và phân ph i đi n năng, s đ kh i nh hình 6-ề ả ố ệ ơ ồ ố ư 2 Ngu nồ T iả MBA tăng áp Đ ng dâyườ Hình 6.2 MBA h ápạ - Dùng trong các thi t b lò nung, hàn đi n, đo l ng, làm b ngu n ế ị ệ ườ ộ ồ trong các thi t b đi n t ...ế ị ệ ử Đ u ch ngầ ươ Ch ng 6 Máy Bi n Ápươ ế § 6-2. C u t o máy bi n ápấ ạ ế 1. Lõi thép máy bi n ápế 2. Dây qu n MBAấ 3. Các ph n ph khácầ ụ Máy bi n áp có 2 b ph n chính: lõi thép và dây qu nế ộ ậ ấ . Đ u ch ngầ ươ Ch ng 6 Máy Bi n Ápươ ế § 6-2. C u t o máy bi n ápấ ạ ế 1. Lõi thép máy bi n ápế 2. Dây qu n MBAấ 3. Các ph n ph khácầ ụ Máy bi n áp có 2 b ph n chính: lõi thép và dây qu nế ộ ậ ấ . Đ u ch ngầ ươ 1. Lõi thép máy bi n ápế Ch ng 6 Máy Bi n Ápươ ế Lõi thép MBA dùng đ d n t thông chính c a máy, đ c ch t o t các v t ể ẫ ừ ủ ượ ế ạ ừ ậ li u d n t t t th ng là thép kĩ thu t đi n có b dày t 0,35ệ ẫ ừ ố ườ ậ ệ ề ừ ÷ 0,5mm. Lõi thép g m 2 b ph n: tr và gông.ồ ộ ậ ụ + Tr : là n i đ đ t dây qu n.Tr có ti t di n ụ ơ ể ặ ấ ụ ế ệ vuông (dùng cho các MBA có công su t nh ) ấ ỏ ho c ch nh t (dùng cho các MBA có công su t ặ ữ ậ ấ trung bình và l n).ớ + Gông: là ph n khép kín m ch t gi a các ầ ạ ừ ữ tr .ụ w1 w2 Hình 6-3 Tr và gông t o thành m t m ch t khép kín g i là lõi thép máy bi n áp ụ ạ ộ ạ ừ ọ ế nh hình 6-3. Đ gi m t n hao do dòng xoáy ng i ta pha thêm 2ư ể ả ổ ườ % Silic vào các lá thép k thu t đi n. ỹ ậ ệ Đ u ch ngầ ươ Ch ng 6 Máy Bi n Ápươ ế 2. Dây qu n MBAấ Dây qu n MBA th ng đ c ch t o b ng đ ng (ho c b ng nhôm) có ấ ườ ượ ế ạ ằ ồ ặ ằ ti t di n tròn ho c ch nh t, bên ngoài có b c l p cách đi n. Dây qu n ế ệ ặ ữ ậ ọ ớ ệ ấ g m nhi u vòng dây và đ c l ng vào tr lõi thép. Gi a các vòng dây, gi a ồ ề ượ ồ ụ ữ ữ các dây qu n đ c cách đi n v i nhau và dây qu n đ c cách đi n v i lõi ấ ượ ệ ớ ấ ượ ệ ớ thép. Máy bi n áp th ng có 2 ho c nhi u dây ế ườ ặ ề qu n. Khi các dây qu n đ t trên cùng 1 tr ấ ấ ặ ụ thì dây qu n đi n áp th p đ c đ t sát vào ấ ệ ấ ựơ ặ tr thép, dây qu n đi n áp cao đ c đ t ụ ấ ệ ựơ ặ l ng ra ngoài đ gi m b t v t li u cách ồ ể ả ớ ậ ệ đi n, nh hình 6 -4.ệ ư Dây qu n đi n ấ ệ áp cao Dây qu n đi n áp ấ ệ th pấ Trụ Gông T thông ừ chính φ Hình 6-4 Đ u ch ngầ ươ Ch ng 6 Máy Bi n Ápươ ế 3. Các ph n ph khácầ ụ Đ làm mát và tăng c ng cách đi n cho ể ườ ệ MBA, ng i ta th ng đ t lõi thép và dây ườ ườ ặ qu n trong 1 thùng ch a d u MBA có tác ấ ứ ầ d ng cách đi n và làm mát. V i các MBA có ụ ệ ớ công su t l n v thùng d u th ng có g n các ấ ớ ỏ ầ ườ ắ cánh t n nhi t. Ngoài ra còn có các s xuyên ả ệ ứ đ n i dây qu n ra ngoài, b ph n chuy n ể ố ấ ộ ậ ể m ch đ đi u ch nh đi n áp, r le h i đ b o ạ ể ề ỉ ệ ơ ơ ể ả v máy, bình d n d u, thi t b ch ng m, b ệ ẫ ầ ế ị ố ẩ ề ngoài MBA nh hình 6.5ư Hình 6.5 Đ u ch ngầ ươ Ch ng 6 Máy Bi n Ápươ ế § 6-3. Nguyên lý làm vi c c a máy bi n ápệ ủ ế Xét s đ nguyên lí làm vi c c a máy bi n áp m t pha có 2 dây qu n wơ ồ ệ ủ ế ộ ấ 1 và w2 nh hình 6-6:ư T thông này móc vòng (xuyên qua) đ ng th i v i c 2 dây qu n s c p wừ ồ ờ ớ ả ấ ơ ấ 1 và th c p wứ ấ 2 g i là t thông chính.ọ ừ Hình 6-6 w2w1 Khi n i dây qu n có s vòng wố ấ ố 1 vào ngu n đi n xoay chi u có đi n áp uồ ệ ề ệ 1 s có ẽ dòng đi n iệ 1 ch y qua. ạ u1 i1 φ Dòng đi n iệ 1 sinh ra t thông ừ φ bi n thiên ế ch y trong lõi thép (xác đ nh chi u theo quy ạ ị ề t c v n nút chai).ắ ặ Đ u ch ngầ ươ Ch ng 6 Máy Bi n Ápươ ế Theo đ nh lu t c m ng đi n t , s bi n thiên c a t thông ị ậ ả ứ ệ ừ ự ế ủ ừ φ s c m ng ẽ ả ứ vào 2 dây qu n s c p wấ ơ ấ 1 và th c p wứ ấ 2 các s c đi n đ ng t ng ng là eứ ệ ộ ươ ứ 1 và e2: u2u1 Hình 6-6 w2w1 i1 φ e1 e2 Dây qu n s c p: eấ ơ ấ 1 = -w1 (6.1)dt dφ Dây qu n s c p: eấ ơ ấ 2 = -w2 (6.2)dt dφ i2 Khi máy bi n áp không t i, dây qu n th c p h m ch nên dòng th c p ế ả ấ ứ ấ ở ạ ứ ấ i2=0, t thông chính trong m ch ch do dòng s c p iừ ạ ỉ ơ ấ 1 sinh ra và đ c g i là ượ ọ dòng đi n không t i (kí hi u iệ ả ệ 0) gây ra. Khi máy bi n áp có t i, dây qu n th c p n i v i t i, d i tác đ ng c a s c ế ả ấ ứ ấ ố ớ ả ướ ộ ủ ứ đi n đ ng eệ ộ 2 có dòng th c p iứ ấ 2 cung c p đi n cho t i. Khi đó t thông chính ấ ệ ả ừ do c 2 dòng s c p iả ơ ấ 1 và th c p iứ ấ 2 sinh ra.Đ u ch ngầ ươ Ch ng 6 Máy Bi n Ápươ ế Do đi n áp uệ 1 có d ng sin nên t thông bi n thiên cũng có d ng sin:ạ ừ ế ạ φ = Φmaxsinωt (6.3) Ta có: e1 = - w1 = - w1 = - w1ωΦmax.cosωt = 2pif w1Φmaxsin(ωt - ) = 4,44 f w1Φmaxsin(ωt - ) = E1. sin(ωt - ) (6.4) dt dφ dt )tsin(d max ωΦ 2 pi 2 2 pi 2 2 pi e2 = - w2 = - w2 = - w2ωΦmax.cosωt = 2pif w2Φmaxsin(ωt - ) = 4,44 f w2Φmaxsin(ωt - ) = E2. sin(ωt - ) (6.5) dt dφ dt )tsin(d max ωΦ 2 pi 2 2 pi 2 2 pi T ng t :ươ ự Trong đó: E1 = 4,44 f w1Φmax là tr hi u d ng c a s c đi n đ ng s c p.ị ệ ụ ủ ứ ệ ộ ơ ấ E2 = 4,44 f w2Φmax là tr hi u d ng c a s c đi n đ ng th c p.ị ệ ụ ủ ứ ệ ộ ứ ấ Đ u ch ngầ ươ Ch ng 6 Máy Bi n Ápươ ế T (6.4) và (6.5) ta th y 2 s c đi n đ ng s c p và th c p có cùng t n s f ừ ấ ứ ệ ộ ơ ấ ứ ấ ầ ố nh ng có tr hi u d ng khác nhau. Chia Eư ị ệ ụ 1 cho E2, ta có: k = = trong đó: k đ c g i là h s máy bi n ápượ ọ ệ ố ế 2 1 E E 2 1 w w N u b qua t n th t đi n áp trên dây qu n s c p và th c p thì: Uế ỏ ổ ấ ệ ấ ơ ấ ứ ấ 1 ≈ E1 và U2 ≈ E2 . Ta có: k = = ≈ Nghĩa là: t s đi n áp s c p và th c p b ng t s vòng dây t ng ngỉ ố ệ ơ ấ ứ ấ ằ ỉ ố ươ ứ + Khi k > 1 thì U1 > U2: ta có máy bi n áp h ápế ạ + Khi k < 1 thì U1 < U2: ta có máy bi n áp tăng ápế 2 1 w w 2 1 E E 2 1 U U Nh v y dây qu n s c p và th c p không tr c ti p liên h v i nhau v ư ậ ấ ơ ấ ứ ấ ự ế ệ ớ ề đi n nh ng nh có t thông chính mà năng l ng đã chuy n t dây qu n ệ ư ờ ừ ượ ể ừ ấ s c p sang th c p. M t cách g n đúng, có th b qua t n th t trong ơ ấ ứ ấ ộ ầ ể ỏ ổ ấ MBA thì: U1. I1 ≈ U2. I2 hay k ≈ ≈ 2 1 U U 1 2 I I Đ u ch ngầ ươ Ch ng 6 Máy Bi n Ápươ ế § 6-4. ph ng trình cân b ng đi n và t c a máy bi n ươ ằ ệ ừ ủ ế áp 1. Quá trình đi n t trong máy bi n ápệ ừ ế 2. Ph ng trình đi n áp s c pươ ệ ơ ấ 3. Ph ng trình đi n áp th ươ ệ ứ c pấ 4. Ph ng trình cân b ng s c t đ ngươ ằ ứ ừ ộ Đ u ch ngầ ươ Ch ng 6 Máy Bi n Ápươ ế § 6-4. ph ng trình cân b ng đi n và t c a máy bi n ươ ằ ệ ừ ủ ế áp 1. Quá trình đi n t trong máy bi n ápệ ừ ế 2. Ph ng trình đi n áp s c pươ ệ ơ ấ 3. Ph ng trình đi n áp th ươ ệ ứ c pấ 4. Ph ng trình cân b ng tươ ằ ừ Đ u ch ngầ ươ Ch ng 6 Máy Bi n Ápươ ế 1. Quá trình đi n t trong máy bi n ápệ ừ ế Ta xét s đ nguyên lý MBA 1 pha 2 dây qu n nh hình 6-ơ ồ ấ ư 7: u2u1 Hình 6-7 w2w1 i1 φ e1 e2 φt1 φt2 i2 Trên hình v t thông chính ẽ ừ φ phù h p v i chi u iợ ớ ề 1 theo quy t c v n nút chai và eắ ặ 1, e2 cũng phù h p v i chi u ợ ớ ề φ. Do đó e1, i1 cùng chi u còn iề 2 ng c chi u v i eượ ề ớ 2 suy ra i2 không phù h p v i quy t c trên, chính vì th khi t thông do iợ ớ ắ ế ừ 2 sinh ra có xu h ng ướ làm gi m t thông chính (ng c v i t thông chính do iả ừ ượ ớ ừ 1 sinh ra). Đ u ch ngầ ươ Nh đã nói trên ngoài t thông chính ư ở ừ φ ch y trong lõi thép, trong máy ạ bi n áp còn có t thông t n ế ừ ả φt. T thông t n không ch y trong lõi thép mà ừ ả ạ ch y t n trong không khí, các v t li u cách đi n... T thông t n khép m ch ạ ả ậ ệ ệ ừ ả ạ qua các v t li u không s t t , có đ d n t kém, do đó t thông t n r t nh ậ ệ ắ ừ ộ ẫ ừ ừ ả ấ ỏ so v i t thông chính. Trên hình v ta có ớ ừ ẽ φt1 do i1 sinh ra và φt2 do i2 sinh ra đ c g i là t thông t n m c vòng qua m i cu n dây, t thông t n ượ ọ ừ ả ắ ỗ ộ ừ ả φt1 và φt2 là các t thông m c vòng riêng qua m i dây qu n s c p và th c p c a ừ ắ ỗ ấ ơ ấ ứ ấ ủ máy bi n áp và đ c đ c tr ng b i đi n c m t n có giá tr :ế ượ ặ ư ở ệ ả ả ị - Trên cu n s c p: ộ ơ ấ (6.7) - Trên cu n th c p: ộ ứ ấ (6.8) 1 t 1 1 t 1 i w i L 11 φ = Ψ = 2 t 1 2 t 2 i w i L 22 φ = Ψ = Ch ng 6 Máy Bi n Ápươ ế Đ u ch ngầ ươ 2. Ph ng trình đi n áp s c pươ ệ ơ ấ Ch ng 6 Máy Bi n Ápươ ế Chúng ta xét m ch đi n s c p, g m ngu n đi n áp uạ ệ ơ ấ ồ ồ ệ 1, s c đi n đ ng eứ ệ ộ 1, đi n tr dây qu n s c p Rệ ở ấ ơ ấ 1, đi n c m t n s c p Lệ ả ả ơ ấ 1. áp d ng đ nh lu t ụ ị ậ Ki chôp 2 ta có ph ng trình cân b ng đi n s c p vi t d i d ng tr s t c ế ươ ằ ệ ơ ấ ế ướ ạ ị ố ứ th i là:ờ R1.i1 + L1. = u1 + e1 (6.9) “Dây qu n s c p đ c tr ng b i đi n tr Rấ ơ ấ ặ ư ở ệ ở 1 và đi n c m t n Lệ ả ả 1” dt di1 Ta đ a ph ng trình (6-9) v d ng ph c:ư ươ ề ạ ứ (6.10) V i:ớ g i là t ng tr ph c cu n dây s c p.ọ ổ ở ứ ộ ơ ấ Trong đó: X1= ωL là đi n kháng t n dây qu n s c p.ệ ả ấ ơ ấ 111111111111 EILjIRUEUILjIR  −ω+=→+=ω+ 1111 EIZU  −=⇒ 11111 jXRLjRZ +=ω+= Đ u ch ngầ ươ 3. Ph ng trình đi n áp th c pươ ệ ứ ấ Ch ng 6 Máy Bi n Ápươ ế M ch đi n th c p, g m ngu n đi n áp uạ ệ ứ ấ ồ ồ ệ 2, s c đi n đ ng eứ ệ ộ 2, đi n tr dây ệ ở qu n s c p Rấ ơ ấ 2, đi n c m t n s c p Lệ ả ả ơ ấ 2, áp d ng đ nh lu t Kirhof 2 ta có ụ ị ậ ph ng trình cân b ng đi n th c p vi t d i d ng tr s t c th i là :ươ ằ ệ ứ ấ ế ướ ạ ị ố ứ ờ R2.i2 + L2. = - u2 - e2 (6.11) “Dây qu n th c p đ c tr ng b i đi n tr Rấ ứ ấ ặ ư ở ệ ở 2 và đi n c m t n Lệ ả ả 2” dt di2 Ta đ a ph ng trình (6.11) v d ng ph c:ư ươ ề ạ ứ (6.12) V i:ớ g i là t ng tr ph c cu n dây th c p.ọ ổ ở ứ ộ ứ ấ Và ta có: (6.13) là đi n áp th c p cũng chính là đi n áp đ t lên ệ ứ ấ ệ ặ t i.ả 222222222222 EILjIRUEUILjIR  −ω−−=→−−=ω+ 2222 EIZU  −−=⇒ 22222 jXRLjRZ +=ω+= 2t2 IZU  = Đ u ch ngầ ươ 4. Ph ng trình cân b ng tươ ằ ừ Ch ng 6 Máy Bi n Ápươ ế ch đ không t i t thông chính ch do s c t đ ng cu n dây s c p Ở ế ộ ả ừ ỉ ứ ừ ộ ộ ơ ấ i0.w1 sinh ra, khi có t i dòng đi n iả ệ 2 ≠ 0, vì v y t thông chính do c hai s c ậ ừ ả ứ t đ ng s c p và th c p (iừ ộ ơ ấ ứ ấ 1.w1 - i2w2) sinh ra (vì t thông do iừ 2 sinh ra ng c ượ chi u v i t thông chính ề ớ ừ φ hình 6-7 ).ở M t khác ặ φmax = const, do v y s c t đ ng lúc có t i và không t i là b ng ậ ứ ừ ộ ả ả ằ nhau suy ra i0w1 = i1w1 - i2w2 (6.14) Chia c hai v bi u th c (6.13) cho wả ế ể ứ 1 ta đ c:ượ i0 = i1 - i2. = i1 - i2' suy ra i1 = i0 + i2' (6.15) V i iớ 2' = - g i là dòng th c p đã quy đ i v phía s c p.ọ ứ ấ ổ ề ơ ấ 1 2 w w k i2 Mô t d i d ng ph c:ả ướ ạ ứ (6.16)'201 III  += Đ u ch ngầ ươ § 6-5. S đ thay th máy bi n ápơ ồ ế ế Ch ng 6 Máy Bi n Ápươ ế T mô hình toán :ừ (6.10) (6.12) (6.16) 1111 EIZU  −= 2222 EIZU  −−= ' 201 III  += Ta tìm cách xây d ng mô hình m ch, đó là s đ đi n, g i là s đ thay ự ạ ơ ồ ệ ọ ơ ồ th , ph n ánh đ y đ quá trình năng l ng trong MBA, thu n l i cho vi c ế ả ầ ủ ượ ậ ợ ệ phân tích, nghiên c u c a MBA.ứ ủ Nhân ph ng trình (6.12 ), (6.13) v i k, ta đ c:ươ ớ ượ và Đ t ặ - s c đi n đ ng th c p quy đ i v s c p ứ ệ ộ ứ ấ ổ ề ơ ấ (6.17) k I ZkEkEkIkZUk 22 2 22222   −−=−−= k I ZkIkZUk 2t 2 2t2   == 122 EEkE  ==′ Đ u ch ngầ ươ Ch ng 6 Máy Bi n Ápươ ế - đi n áp th c p quy đ i v s c pệ ứ ấ ổ ề ơ ấ (6.18) ; ; - t ng tr , đi n tr , đi n kháng dây ổ ở ệ ở ệ qu n th c p quy đ i v s c pấ ứ ấ ổ ề ơ ấ (6.19) ; ; - t ng tr , đi n tr , đi n kháng t i quy đ i ổ ở ệ ở ệ ả ổ v s c pề ơ ấ (6.20) Ph ng trình (6.12) tr thành:ươ ở 22 UkU  =′ 2 2 2 ZkZ =′ 2 2 2 RkR =′ 2 2 2 XkX =′ t 2 t ZkZ =′ t 2 t RkR =′ t 2 t XkX =′ (6.21) (6.21) là ph ng trình cân b ng đi n th c p đã quy đ i v s c p.ươ ằ ệ ứ ấ ổ ề ơ ấ 2212 I.ZEU  ′′−−=′ Ta bi t r ng, đi u ki n quy đ i là b o toàn năng l ng. Đi u ki n đó ế ằ ề ệ ổ ả ượ ề ệ đã đ c đ m b o trong quá trình bi n đ i trên. Th c v y, công su t trên ượ ả ả ế ổ ự ậ ấ các ph n t tr c và sau khi quy đ i b ng nhau. Ví d : ầ ử ướ ổ ằ ụ 222222 IEk I EkIE    ==′′ Đ u ch ngầ ươ ( ) là đi n áp r i trên t ng tr t hoá Zth đ c tr ng cho t thông ệ ơ ổ ở ừ ặ ư ừ chính φ, và t n hao s t t . Vì t thông chính do dòng đi n không t i sinh ổ ắ ừ ừ ệ ả ra nên ta có th vi t: ể ế (6.22) Trong đó: Zth = Rth + jxth - t ng tr t hoá. ổ ở ừ Rth - đi n tr t hoá đ c tr ng cho t n hao s t t : ệ ở ừ ặ ư ổ ắ ừ xth - đi n kháng t hoá đ c tr ng cho t thông chính. ệ ừ ặ ư ừ 1E− 0I 0th0thth1 IZI)jR()E( x  =+=− 2 0IRP thst =∆ 1E−Thay giá tr ( ) vào h ph ng trình mô hình toán ta đ c:ị ệ ươ ượ (6.23) (6.24) (6.25) 0111 IZIZU th += 0th222 IZIZU  +′′−=′ ' 201 III  += Ch ng 6 Máy Bi n Ápươ ế Đ u ch ngầ ươ Ch ng 6 Máy Bi n Ápươ ế T h 3 ph ng trình (6.23), (6.24), (6.25)ừ ệ ươ ta có th bi u di n b ng m t ể ể ễ ằ ộ s đ m ch đi n g i là s đ thay th máy bi n áp “s đ đ y đ hình 6-ơ ồ ạ ệ ọ ơ ồ ế ế ơ ồ ầ ủ 8” Do t ng trổ ở t hoá r t l n, dòng đi n nh do đó có th b qua nhánh t ừ ấ ớ ệ ỏ ể ỏ ừ hoá, ta có s đ thay th g n đúng hình 6-9. S đ này đ c s d ng nhi u ơ ồ ế ầ ơ ồ ượ ử ụ ề trong tính toán g n đúng các đ c tính c a MBA.ầ ặ ủ 0I R1x1 R’2 Rth xth x’2 Z’t ' 2I1I 0I 1U '2U Hình 6-8 R1 x1 R’2 x’2 Z’t ' 2I1I 1U '2U Hình 6-9 ≈ Đ u ch ngầ ươ § 6-6. các ch đ làm vi c c a máy bi n ápế ộ ệ ủ ế Ch ng 6 Máy Bi n Ápươ ế A- Ch đ không t i c a máy bi n ápế ộ ả ủ ế B- Ch đ ng n m ch c a máy bi n ápế ộ ắ ạ ủ ế C- Ch đ có t i c a máy bi n ápế ộ ả ủ ế Đ u ch ngầ ươ Ch ng 6 Máy Bi n Ápươ ế A- Ch đ không t i c a máy bi n ế ộ ả ủ ế áp + Công su t không t iấ ả + H s công su t cosệ ố ấ ϕ 1. Đ nh nghĩaị 2. Ph ng trình và s đ thay th c a máy bi n ápươ ơ ồ ế ủ ế 3. Các đ c đi m ch đ không t iặ ể ở ế ộ ả 4. Thí nghi m không t i máy bi n áp ệ ả ế + Dòng đi n không t iệ ả Đ u ch ngầ ươ 2. Ph ng trình và s đ thay th c a máy bi n ápươ ơ ồ ế ủ ế 3. Các đ c đi m ch đ không t iặ ể ở ế ộ ả 4. Thí nghi m không t i máy bi n áp ệ ả ế Ch ng 6 Máy Bi n Ápươ ế A- Ch đ không t i c a máy bi n ế ộ ả ủ ế áp + Công su t không t iấ ả + H s công su t cosệ ố ấ ϕ 1. Đ nh nghĩaị + Dòng đi n không t iệ ả Đ u ch ngầ ươ Ch ng 6 Máy Bi n Ápươ ế 1. Đ nh nghĩaị Ch đ không t i c a máy bi n áp là ch đ phía th c p ế ộ ả ủ ế ế ộ ứ ấ h m ch và phía s c p đ t vào đi n áp uở ạ ơ ấ ặ ệ 1. Đ u ch ngầ ươ Ch ng 6 Máy Bi n Ápươ ế 2. Ph ng trình và s đ thay th c a máy bi n ươ ơ ồ ế ủ ế áp Khi không t i Iả 2 = 0 do đó ch có m ph ng trình: ỉ ộ ươ )jXR(I)jXR(IU thth01101 +++=  )]XX(j)RR[(I th1th10 +++=  00000 ZI)XjR(I  =+= (6.26) - là t ng tr không t i c a MBA.ổ ở ả ủ Z0 = (R1 +Rth) + j (X1 + Xth) = R0 + jX0 Ta có s đ thay th nh hình 6-10ơ ồ ế ư 0I X1 R1 Rth Xth Hình 6-10 1U Đ u ch ngầ ươ Ch ng 6 Máy Bi n Ápươ ế 3. Các đ c đi m ch đ không t iặ ể ở ế ộ ả + Dòng đi n không t iệ ả T s đ thay th ta có:ừ ơ ồ ế 2 1 2 1 1 0 1 0 )xx()RR( U z UI thth +++ == = 3 ÷ 10% Iđm (6.27) + Công su t không t iấ ả T n hao s t t ổ ắ ừ ∆Pst trong lõi thép và t n hao trên đi n tr dây qu n s ổ ệ ở ấ ơ c p ấ ∆Pđ1 và nh v y t n hao không t i ký hi u Pư ậ ổ ả ệ 0 = ∆Pst+ ∆Pđ1. Tuy nhiên do dòng đi n Iệ 0 nh d n t i t n hao ỏ ẫ ớ ổ ∆Pđ1 <<∆Pst suy ra P0 ≈ ∆Pst (6.28)+ H s công su t cosệ ố ấ ϕ cosϕ0 = = 0,1 ÷ 0,3 (6.29) 2 0 2 0 0 QP P + Đ u ch ngầ ươ Ch ng 6 Máy Bi n Ápươ ế 4. Thí nghi m không t i máy bi n ápệ ả ế Đ xác đ nh h s bi n áp k, t n hao s t t và các thông s c a máy ể ị ệ ố ế ổ ắ ừ ố ủ ở ch đ không t i ta ti n hành thí nghi m không t i. ế ộ ả ế ệ ả S đ m ch thí nghi m nh hình 6-11ơ ồ ạ ệ ư V1 W V2 * * Hình 6-11 MBA U1 A Ti n hành thí nghi m nh sau:ế ệ ư Đ t đi n áp đ nh m c Uặ ệ ị ứ 1 vào dây qu n s ấ ơ c p, các d ng c đo cho ta các s li u sau:ấ ụ ụ ố ệ - Vônmét V1, V2 đo giá tr đi n áp Uị ệ 1 , U20 . - Ampemét A đo giá tr dòng đi n không t i Iị ệ ả 0. - Oátmét W đo công su t không t i Pấ ả 0. T các thông s đo đ c ta tính:ừ ố ượ Đ u ch ngầ ươ Ch ng 6 Máy Bi n Ápươ ế 4. Thí nghi m không t i máy bi n ápệ ả ế + H s bi n áp K=ệ ố ế 20 1 U U + Dòng đi n không t i ph n trăm:ệ ả ầ )%103(%100. I I%I dm1 0 0 ÷== + Đi n tr không t i: Rệ ở ả 0 = ≈ Rth (vì Rth >> R1) 2 0 0 I P + Đi n kháng không t i: Xệ ả 0 = ≈ Xth (vì Xth >> X1) 2020 Rz − + H s công su t không t i:ệ ố ấ ả 3,01,0 z R z R I.U PCos th th 0 0 0dm1 0 0 ÷=≈==ϕ + T ng tr không t i: zổ ở ả 0 = ≈ zth 0 1 I U Đ u ch ngầ ươ Ch ng 6 Máy Bi n Ápươ ế B- Ch đ ng n m ch c a máy bi n ế ộ ắ ạ ủ ế áp + Ph t iụ ả + Dòng đi n ng n m chệ ắ ạ 1. Đ nh nghĩaị 2. Nguyên nhân 3. Ph ng trình và s đ thay th ươ ơ ồ ế 5. Thí nghi m ng n m ch máy bi n áp ệ ắ ạ ế 4. Các đ c đi m ch đ ng n m ch ặ ể ở ế ộ ắ ạ Đ u ch ngầ ươ 2. Nguyên nhân 3. Ph ng trình và s đ thay th ươ ơ ồ ế 5. Thí nghi m ng n m ch máy bi n áp ệ ắ ạ ế 4. Các đ c đi m ch đ ng n m ch ặ ể ở ế ộ ắ ạ Ch ng 6 Máy Bi n Ápươ ế B- Ch đ ng n m ch c a máy bi n ế ộ ắ ạ ủ ế áp + Ph t iụ ả + Dòng đi n ng n m chệ ắ ạ 1. Đ nh nghĩaị Đ u ch ngầ ươ Ch ng 6 Máy Bi n Ápươ ế 1. Đ nh nghĩaị Ch đ ng n m ch máy bi n áp là ch đ mà phía th c p b n i t t, ế ộ ắ ạ ế ế ộ ứ ấ ị ố ắ s c p v n đ t vào đi n áp đ nh m c. Đây là tr ng h p ng n m ch ơ ấ ẫ ặ ệ ị ứ ườ ợ ắ ạ s c ự ố Đ u ch ngầ ươ Ch ng 6 Máy Bi n Ápươ ế 2. Nguyên nhân - Do dây pha d n đi n phía th c p b ng n m ch nh dây ch p vào ẫ ệ ứ ấ ị ắ ạ ư ậ nhau, r i xu ng đ t ho c n i v i nhau b ng m t dây d n t ng tr r t ơ ố ấ ặ ố ớ ằ ộ ẫ ổ ở ấ nh .ỏ - Do các loài bò sát, chu t làm ng n m ch các đ u th c p MBA ộ ắ ạ ầ ứ ấ Đ u ch ngầ ươ Ch ng 6 Máy Bi n Ápươ ế 3. Ph ng trình và s đ thay ươ ơ ồ th ếVì t ng tr Z’ổ ở 2 r t nh so v i Zấ ỏ ớ th nên coi g n đúng có th b nhánh ầ ể ỏ t hoá. Dòng đi n s c p là dòng đi n ng n m ch Zừ ệ ơ ấ ệ ắ ạ ng . Ph ng trình cân b ng đi n làươ ằ ệ (6.37) ngng1211 IZI)ZZ(U  =′+= trong đó: t ng tr ph c ng n m ch MBAổ ở ứ ắ ạ ngng212121ng jxR)xx(j)RR(ZZZ +=′++′+=′+= S đ thay th c a máy bi n áp ng n ơ ồ ế ủ ế ắ m ch v trên hình 6- 12.ạ ẽ Rng Xng U1 Ing Hình 6-12 Đ u ch ngầ ươ Ch ng 6 Máy Bi n Ápươ ế 4. Các đ c đi m ch đ ng n m chặ ể ở ế ộ ắ ạ + Dòng đi n ng n m chệ ắ ạ T s đ thay th ta có dòng đi n ng n m ch đ c xác đ nh:ừ ơ ồ ế ệ ắ ạ ượ ị Dòng đi n ng n m ch có giá tr l n nh v y, doệ ắ ạ ị ớ ư ậ zng nh . Do v y ỏ ậ gây nguy hi m đ i v i MBA và nh h ng đ n các t i dùng đi n.ể ố ớ ả ưở ế ả ệ + Ph t iụ ả Lúc ng n m ch đi n áp th c p Uắ ạ ệ ứ ấ 2 = 0, do đó đi n áp ng n m ch Ung là ệ ắ ạ đi n áp r i trên t ng tr dây qu n, còn các ph t i n i v i dây qu n th ệ ơ ổ ở ấ ụ ả ố ớ ấ ứ c p không nh n đ c đi n năng đ a t i n a.ấ ậ ượ ệ ư ớ ữ dm ng dm ng Iz UI )2510(1 ÷== (6-38) Đ u ch ngầ ươ Ch ng 6 Máy Bi n Ápươ ế 5. Thí nghi m ng n m ch máy bi n áp ệ ắ ạ ế Đ xác đ nh t n hao trên đi n tr dây qu n và xác đ nh các thông s ể ị ổ ệ ở ấ ị ố s đ s c p và th c p, ta ti n hành thí nghi m ng n m ch.ơ ồ ơ ấ ứ ấ ế ệ ắ ạ S đ thí nghi m v trên hình 6-13ơ ồ ệ ẽ V1 W A1 u1 * * Hình 6-13 A2 Đi u ề ch nh ỉ đi n ápệ MBA Trình t thí nghi m: ự ệ Dây qu n th c p n i ng n m ch. Dây qu n s c p n i v i ngu n ấ ứ ấ ố ắ ạ ấ ơ ấ ố ớ ồ qua b đi u ch nh đi n áp, đi u ch nh đi n áp đ t vào dây qu n s ộ ề ỉ ệ ề ỉ ệ ặ ấ ơ c p b ng Ung sao cho dòng đi n trong các dây qu n b ng dòng đi n ấ ằ ệ ấ ằ ệ đ nh m c. Các d ng c đo cho ta các s li u sau:ị ứ ụ ụ ố ệ Đ u ch ngầ ươ Ch ng 6 Máy Bi n Ápươ ế Ung - là đi n áp ng n m ch, th ng đ c tính theo ph n trăm c a ệ ắ ạ ườ ượ ầ ủ đi n áp s c p đ nh m c: ệ ơ ấ ị ứ (6-39) )%103(%100. U U %U dm1 ng ng ÷== + T ng tr ng n m ch: Zổ ở ắ ạ ng = (6-40) dm1 ng I U - Vônmét V1 đo giá tr đi n áp Ungị ệ - Ampemét A1, A2 đo giá tr dòng đi n Iị ệ 1đm, I2đm - Oátmét W đo công su t ng n m ch Png.ấ ắ ạ Qua thí nghi m ta tính đ cệ ượ : + Đi n tr ng n m ch: Rệ ở ắ ạ ng = (6-41)2 dm1 ng I P + Đi n kháng ng n m ch: Xệ ắ ạ ng = (6-42) 2 ng 2 ng Rz − Đ u ch ngầ ươ Ch ng 6 Máy Bi n Ápươ ế Đ tính các thông s dây qu n c a MBA ta th ng dùng các công ể ố ấ ủ ườ th c g n đúng sau: ứ ầ 2 R RR ng21 ≈′≈ 2 x xx ng21 ≈′≈ (6-43) (6-44) Suy ra: (6-45) và (6-46) 2 2 2 k R R ′ = 2 2 2 k x x ′ = + Đi n áp ng n m ch tác d ng ph n trăm:ệ ắ ạ ụ ầ ngng dm1 dm1ng ngR Cos%.U%100.U I.R %U ϕ== (6-47) + Đi n áp ng n m ch ph n kháng ph n trăm:ệ ắ ạ ả ầ ngng dm1 dm1ng ngX Sin%.U%100.U I.X %U ϕ== (6-48) Đ u ch ngầ ươ 2. Đ bi n thiên đi n áp th c p và đ c tính ngoàiộ ế ệ ứ ấ ặ 3. T n hao và hi u su t máy bi n ápổ ệ ấ ế Ch ng 6 Máy Bi n Ápươ ế C- Ch đ có t i c a máy bi n ápế ộ ả ủ ế 1. Đ nh nghĩaị Đ u ch ngầ ươ 2. Đ bi n thiên đi n áp th c p và đ c tính ngoàiộ ế ệ ứ ấ ặ 3. T n hao và hi u su t máy bi n ápổ ệ ấ ế Ch ng 6 Máy Bi n Ápươ ế C- Ch đ có t i c a máy bi n ápế ộ ả ủ ế 1. Đ nh nghĩaị Đ u ch ngầ ươ Ch ng 6 Máy Bi n Ápươ ế 1. Đ nh nghĩaị Ch đ có t i là ch đ trong đó dây qu n s c p n i vào ngu n ế ộ ả ế ộ ấ ơ ấ ố ồ đi n áp đ nh m c, dây qu n th c p n i v i t i. ệ ị ứ ấ ứ ấ ố ớ ả Đ đánh giá m c đ t i, ng i ta đ a ra h s t i kt: ể ứ ộ ả ườ ư ệ ố ả (6-49) Kt = 1 t i đ nh m cả ị ứ Kt < 1 non t iả Kt > 1 quá t iả m2 2 dm1 1 t I I I IK  == Đ u ch ngầ ươ Ch ng 6 Máy Bi n Ápươ ế 2. Đ bi n thiên đi n áp th c p ộ ế ệ ứ ấ và đ c tính ngoàiặ a, Đ bi n thiên đi n áp th c pộ ế ệ ứ ấ - G i đ bi n thiên đi n áp th c p: ọ ộ ế ệ ứ ấ ∆U2 = U2đm - U2 - Đ bi n thiên đi n áp th c p ph n trăm: ộ ế ệ ứ ấ ầ ∆U2% = (6-50) Ho c đ c xác đ nh:ặ ượ ị %100. U U- U 2dm 22dm %100. U UU%U dm1 ' 2dm1 2 − =∆ - T s đ thay th g đúng ta v đ th véc t c a MBA:ừ ơ ồ ế ầ ẽ ồ ị ơ ủ R1x1 R’2x’2 Z’t Hình 6-9 I1Rng 0 A B C I1Xng I1zng ϕngϕt Hình 6-16 1U 2U′ 1U 2U′ Đ u ch ngầ ươ I1 I1 Đ tính ể ∆U2 ta chi u lên . Theo đ th th y r ng, góc l ch pha gi a và ế ồ ị ấ ằ ệ ữ không l n, có th coi g n đúng:ớ ể ầ U1đm = OB ≈ OC U1đm - U ’2 ≈ AC = AB.cos (ϕng - ϕt) = AB cos ϕng .cos ϕt + AB sin ϕng .sin ϕt = I1 zng cos ϕng .cos ϕt + I1 zng sin ϕng .sin ϕt I1Rng 0 A B C I1Xng I1zng ϕngϕt Hình 6-16 1U 2U′ Ch ng 6 Máy Bi n Ápươ ế ϕt - góc l ch pha gi a đi n áp th c p và dòng đi n th c p ệ ữ ệ ứ ấ ệ ứ ấ MBA: t t t R x arctg=ϕ Đ u ch ngầ ươ Ch ng 6 Máy Bi n Ápươ ế V y: ậ )cos%.Ucos%.U(K %100. U sin.sin.zIcos.cos.zI K %100. U sin.sin.z.Icos.cos.zI %U tngXtngRt dm1 tngngdm1tngngdm1 t dm1 tngng1tngng1 2 ϕ+ϕ=     ϕϕ+ϕϕ = ϕϕ+ϕϕ =∆ Trên hình 6-17 v ẽ ∆U2% ng v i các lo i t i khi cos ứ ớ ạ ả ϕng = const Kt ∆U2% 0 L R C Hình 6-17 Đ u ch ngầ ươ Ch ng 6 Máy Bi n Ápươ ế 3. T n hao và hi u su t máy bi n ápổ ệ ấ ế - T n hao trên đi n tr dây qu n s c p, th c p g i là t n hao đ ng ổ ệ ở ấ ơ ấ ứ ấ ọ ổ ồ ∆Pđ. T n hao đ ng ph thu c vào dòng đi n t i:ổ ồ ụ ộ ệ ả ∆Pđ = (6.55)ng 2 dm1 2 tng 2 1 ' 21 2 12 2 21 2 1 RIkRI)RR(IRIRI ==+=+ Ho c:ặ ∆Pđ = ng 2 t Pk - T n hao s t t b ng công su t đo đ c khi thí nghi m không t i.ổ ắ ừ ằ ấ ượ ệ ả ∆Pst = I02.Rth ≈ P0 *. Ta có 2 lo i t n hao:ạ ổ *. Hi u su t máy bi n áp:ệ ấ ế ng 2 t0tdmt tdmt dst2 22 PkPcosSk cosSk PPP P 1P P ++ϕ ϕ = ∆+∆+ ==η (6.56) Đ u ch ngầ ươ Trong đó: P2 là công su t tác d ng đ u ra (t i tiêu ấ ụ ở ầ ả th )ụ P2 = S2cosϕt = ktSđm cosϕt = I22.Rt Ch ng 6 Máy Bi n Ápươ ế N u cosế ϕt không đ i, hi u su t c c đ i khi: suy ra Kổ ệ ấ ự ạ t = (6-57) 0 k t =∂ η∂ n 0 P P Đ i v i máy bi n áp công su t trung bình và l n, hi u su t c c đ i khi h ố ớ ế ấ ớ ệ ấ ự ạ ệ s t i kt = 0,5 ố ả ÷ 0,7 Đ ng đ c tính hi u su t v trên hình 6-ườ ặ ệ ấ ẽ 19: η Kt 0 Hình 6-19 ηmax 1 n 0 P P Đ u ch ngầ ươ § 6-7. Máy bi n áp ba phaế Ch ng 6 Máy Bi n Ápươ ế Đ bi n đ i đi n áp c a h th ng dòng đi n ba pha, ta có th dùng 3 ể ế ổ ệ ủ ệ ố ệ ể máy bi n áp m t pha, ho c dùng máy bi n áp ba pha. V c u t o, lõi thép ế ộ ặ ế ề ấ ạ c a máy bi n áp ba pha g m 3 tr nh hình 6-20a. Dây qu n s c p ký ủ ế ồ ụ ư ấ ơ ấ hi u b ng các ch cái in hoa: Pha A ký hi u là AX, pha B là BY, pha C là ệ ằ ữ ệ CZ. Dây qu n th c p ký hi u b ng các ch cái th ng: pha a ký hi u là ấ ứ ấ ệ ằ ữ ườ ệ ax, pha b là by, pha c là cz nh hình 6-20b. Dây qu n s c p và th c p có ư ấ ơ ấ ứ ấ th n i hình sao ho c tam giác. N u s c p n i hình tam giác, th c p n i ể ố ặ ế ơ ấ ố ứ ấ ố hình sao ta ký hi u là ệ ∆ /Y. N u s c p n i hình sao, th c p n i hình sao ế ơ ấ ố ứ ấ ố có dây trung tính ta ký hi u là Y/Yệ 0. Đ u ch ngầ ươ § 6-7. Máy bi n áp ba phaế Ch ng 6 Máy Bi n Ápươ ế G i s vòng dây m t pha s c p là Wọ ố ộ ơ ấ 1, s vòng dây m t pha th c p là ố ộ ứ ấ W2, t s đi n áp pha gi a s c p và th c p s là:ỷ ố ệ ữ ơ ấ ứ ấ ẽ (6.58)2 1 p p W W U U 1 1 = Hình 6-20a Hình 6-20b Đ u ch ngầ ươ § 6-7. Máy bi n áp ba phaế Ch ng 6 Máy Bi n Ápươ ế T s đi n áp dây không nh ng ch ph thu c vào t s vòng dây mà còn ỷ ố ệ ữ ỉ ụ ộ ỷ ố ph thu c vào cách n i sao hay tam giác. ụ ộ ố + Khi n i ố ∆ /Y (hình 6-21a), ta có t s đi n áp dây là:ỷ ố ệ 2 1 p p d d W.3 W U.3 U U U 2 2 2 1 == (6.59) A B C X Y Z a b c zyxHình 6-21a Đ u ch ngầ ươ § 6-7. Máy bi n áp ba phaế Ch ng 6 Máy Bi n Ápươ ế + Khi n i ố ∆ /∆ (hình 6-21b), ta có t s đi n áp dây là:ỷ ố ệ 2 1 p p d d W W U U U U 2 2 2 1 == (6.60) + Khi n i Y/Y (hình 6-21c), ta có t s đi n áp dây là:ố ỷ ố ệ 2 1 p p d d W W U.3 U.3 U U 2 2 2 1 == (6.61) Hình 6-21b A B C X Y Z a b c zyx Đ u ch ngầ ươ § 6-7. Máy bi n áp ba phaế Ch ng 6 Máy Bi n Ápươ ế + trên ta m i chú ý t i t s đi n áp dây, trong th c t khi có nhi u Ở ớ ớ ỷ ố ệ ự ế ề máy bi n áp làm vi c song song v i nhau, ta ph i chú ý đ n góc l ch pha ế ệ ớ ả ế ệ gi a đi n áp dây s c p và đi n áp dây th c p. Vì th khi ký hi u t đ u ữ ệ ơ ấ ệ ứ ấ ế ệ ổ ấ dây c a máy bi n áp ta ghi ủ ế ∆ /Y - 12; (hình 6-21c) góc l ch pha gi a đi n ệ ữ ệ áp dây s c p và th c p là 12 x 30ơ ấ ứ ấ 0 = 3300. Hình 6-21c A B C X Y Z a b c zyx Đ u ch ngầ ươ § 6-7. Máy bi n áp ba phaế Ch ng 6 Máy Bi n Ápươ ế + Khi v đ th véc t đ xác đ nh góc l ch pha, c n chú ý pha c a đi n ẽ ồ ị ơ ể ị ệ ầ ủ ệ áp pha các dây qu n trên cùng m t tr . Ph thu c vào chi u qu n dây, và ấ ộ ụ ụ ộ ề ấ ký hi u đ u dây, chúng có th trùng pha nhau (hình 6-22a) ho c ng c pha ệ ầ ể ặ ượ nhau (hình 6-22b). A X x a a x A X A X â x x a A X Hình 6-22a Hình 6-22b Đ u ch ngầ ươ § 6-7. Máy bi n áp ba phaế Ch ng 6 Máy Bi n Ápươ ế + Đ i v i máy bi n áp ba pha đ i x ng khi nghiên c u ch c n vi t ố ớ ế ố ứ ứ ỉ ầ ế ph ng trình, s đ thay th , đ th vect cho m t pha nh đã xét đ i v i ươ ơ ồ ế ồ ị ơ ộ ư ố ớ máy bi n áp m t pha trên. Vì th khi tính các thông s trong s đ thay ế ộ ở ế ố ơ ồ th , c n tính thông s pha (dòng đi n pha, đi n áp pha, t ng tr pha, công ế ầ ố ệ ệ ổ ở su t m t pha vv...)ấ ộ Ví d :ụ Rng = R1 + R2’ = v iớ I1f = I1đm (n u n i hình Y)ế ố Ho cặ ( n u n i tam giác) ế ố 3 P P ngngf = 3 I I dm1f1 = 2 f1 ngf I P Đ u ch ngầ ươ § 6-8. S làm vi c song song c a các máy bi n ự ệ ủ ế áp Ch ng 6 Máy Bi n Ápươ ế *. Trong h th ng đi n, trong các l i đi n, các máy bi n áp th ng làm ệ ố ệ ướ ệ ế ườ vi c song song v i nhau. Nh làm vi c song song, công su t c a l i đi n ệ ớ ờ ệ ấ ủ ướ ệ l n r t nhi u so v i công su t m i máy, đ m b o kinh t , cung c p đi n ớ ấ ề ớ ấ ỗ ả ả ế ấ ệ liên t c, cũng nh s đ nh kỳ b o d ng, s a ch a các máy bi n áp. ụ ư ự ị ả ưỡ ử ữ ế *. Đi u ki n đ cho các máy làm vi c song song là:ề ệ ể ệ 1. Đi n áp đ nh m c s c p và th c p c a các máy ph i b ng ệ ị ứ ơ ấ ứ ấ ủ ả ằ nhau t ng ngươ ứ 2. Các máy ph i có cùng t đ u dâyả ổ ấ 3. Đi n áp ng n m ch c a các máy ph i b ng nhauệ ắ ạ ủ ả ằ Đ u ch ngầ ươ § 6-8. S làm vi c song song c a các máy bi n ự ệ ủ ế áp Ch ng 6 Máy Bi n Ápươ ế *. Trong h th ng đi n, trong các l i đi n, các máy bi n áp th ng làm ệ ố ệ ướ ệ ế ườ vi c song song v i nhau. Nh làm vi c song song, công su t c a l i đi n ệ ớ ờ ệ ấ ủ ướ ệ l n r t nhi u so v i công su t m i máy, đ m b o kinh t , cung c p đi n ớ ấ ề ớ ấ ỗ ả ả ế ấ ệ liên t c, cũng nh s đ nh kỳ b o d ng, s a ch a các máy bi n áp. ụ ư ự ị ả ưỡ ử ữ ế *. Đi u ki n đ cho các máy làm vi c song song là:ề ệ ể ệ 1. Đi n áp đ nh m c s c p và th c p c a các máy ph i b ng ệ ị ứ ơ ấ ứ ấ ủ ả ằ nhau t ng ngươ ứ 2. Các máy ph i có cùng t đ u dâyả ổ ấ 3. Đi n áp ng n m ch c a các máy ph i b ng nhauệ ắ ạ ủ ả ằ Đ u ch ngầ ươ Ch ng 6 Máy Bi n Ápươ ế U1đmI = U1đmII = . . . = U1đmN U2đmI = U2đmII = . . . = U2đmN Nghĩa là kI = kII = . . . = kN Trong đókI , kII , ... kN - là h s máy bi n áp I, II,..., N ệ ố ế Trong th c t , cho phép h s bi n áp k c a các máy khác nhau ự ế ệ ố ế ủ không quá 0,5%. 1. Đi n áp đ nh m c s c p và th c p ệ ị ứ ơ ấ ứ ấ c a các máy ph i b ng nhau t ng ủ ả ằ ươ ngứ Đ u ch ngầ ươ Ch ng 6 Máy Bi n Ápươ ế Ví d không cho phép hai máy có t n i dây Y/ụ ổ ố ∆ -11 và Y/Y - 12 làm vi c song song v i nhau vì đi n áp th c p c a 2 máy này không trùng ệ ớ ệ ứ ấ ủ pha nhau. Đi u ki n 1 và 2 đ m b o cho không có dòng đi n cân b ng l n ch y ề ệ ả ả ệ ằ ớ ạ qu n trong các máy do s chênh l ch đi n áp th c p c a chúng.ẩ ự ệ ệ ứ ấ ủ 2. Các máy ph i có cùng t đ u dâyả ổ ấ Đ u ch ngầ ươ Ch ng 6 Máy Bi n Ápươ ế UngI% = UngII% = ...= UngN% Trong đó UngI% , UngII% , ... UngN% - đi n áp ng n m ch ph n trăm ệ ắ ạ ầ c a máy I, II..., Nủ C n đ m b o đi u ki n này, đ t i phân b trên các máy t l v i ầ ả ả ề ệ ể ả ố ỷ ệ ớ công su t đ nh m c c a chúng.ấ ị ứ ủ 3. Đi n áp ng n m ch c a các máy ph i ệ ắ ạ ủ ả b ng nhauằ Đ u ch ngầ ươ Ch ng 6 Máy Bi n Ápươ ế Hình v MBA 3 pha làm vi c song song:ẽ ệ 3. Đi n áp ng n m ch c a các máy ph i ệ ắ ạ ủ ả b ng nhauằ H×nh 6-24 M¸y I A B C M¸y II M¸y ph¸t ®iÖn xoay chiÒu Đ u ch ngầ ươ § 6-9. Các máy bi n áp đ c bi tế ặ ệ Ch ng 6 Máy Bi n Ápươ ế 1. Máy t bi n áp (máy bi n áp t ng u)ự ế ế ự ẫ 2. Máy bi n áp đo l ngế ườ 3. Máy bi n áp hàn đi nế ệ a, Máy bi n đi n ápế ệ b, Máy bi n dòng đi nế ệ Đ u ch ngầ ươ § 6-9. Các máy bi n áp đ c bi tế ặ ệ Ch ng 6 Máy Bi n Ápươ ế 1. Máy t bi n áp (máy bi n áp t ng u)ự ế ế ự ẫ 2. Máy bi n áp đo l ngế ườ 3. Máy bi n áp hàn đi nế ệ a, Máy bi n đi n ápế ệ b, Máy bi n dòng đi nế ệ Đ u ch ngầ ươ Ch ng 6 Máy Bi n Ápươ ế - C u t o: Máy t bi n áp m t pha g m m t dây qu n qu n xung ấ ạ ự ế ộ ồ ộ ấ ấ quanh lõi thép (th ng có d ng hình xuy n) dùng làm dây qu n đi n áp ườ ạ ế ấ ệ cao, v i s vòng dây Wớ ố AX và m t ph n c a nó v i s vòng dây Wộ ầ ủ ớ ố ax dùng làm dây qu n đi n áp th p (hình 6-25). ấ ệ ấ Dây qu n đi n áp cao có th làm dây qu n s c p ho c th c p.ấ ệ ể ấ ơ ấ ặ ứ ấ 1. Máy t bi n ápự ế - Nguyên lý làm vi c:ệ a Hình 6-25 A X x w2 w1 Đ u ch ngầ ươ Ch ng 6 Máy Bi n Ápươ ế Nguyên lý làm vi c c a máy bi n áp ệ ủ ế t ng u gi ng nh MBA thông th ng. ự ẫ ố ư ườ V i máy bi n áp gi m áp nh hình 6-ớ ế ả ư 25: 1. Máy t bi n ápự ế a Hình 6-25 A X x w2 w1 Ta có: ⇒= 2 1 2 1 W W U U 1 2 12 W W UU = Thay đ i v trí ti p đi m tr t a, ta s thay đ i đ c s vòng dây wổ ị ế ể ượ ẽ ổ ượ ố 2 do đó thay đ i đ c đi n áp Uổ ượ ệ 2 m t cách liên t c.ộ ụ Đ u ch ngầ ươ Ch ng 6 Máy Bi n Ápươ ế - Nh n xét: ậ 1. Máy t bi n ápự ế + S truy n t i năng l ng t s c p qua th c p trong máy t bi n ự ề ả ượ ừ ơ ấ ứ ấ ự ế áp b ng hai đ ng: đi n và đi n t . Vì th cùng công su t máy t bi n ằ ườ ệ ệ ừ ế ấ ự ế áp có ti t di n lõi thép bé h n MBA thông th ng nên gi m đ c t n ế ệ ơ ườ ả ượ ổ hao. Đi n áp th c p l i đi u ch nh m t cách lên t c..ệ ứ ấ ạ ề ỉ ộ ụ + Tuy nhiên an toàn th pấ - Công d ng: ụ Máy có công su t nh , đ c dùng trong các phòng thí nghi m và thi t ấ ỏ ượ ệ ế b ngu n đ đi u ch nh đi n áp đ u ra. Máy t bi n áp ba pha th ng ị ồ ể ề ỉ ệ ầ ự ế ườ dùng đ m máy các đ ng c xoay chi u ba pha công su t l nể ở ộ ơ ề ấ ớ . Đ u ch ngầ ươ Ch ng 6 Máy Bi n Ápươ ế 2. Máy bi n áp đo l ngế ườ Là các máy bi n áp dùng đ m r ng thang đo cho các d ng c đo.ế ể ở ộ ụ ụ a, Máy bi n đi n áp ế ệ Chuyên dùng đ bi n đ i đi n áp cao xu ng đi n áp th p đ đo ể ế ổ ệ ố ệ ấ ể l ng b ng các d ng c đo thông th ng. Nh th s vòng dây th ườ ằ ụ ụ ườ ư ế ố ứ c p Wấ 2 ph i nh h n s vòng dây s c p Wả ỏ ơ ố ơ ấ 1 (hình 6-26). A X U1 a V U2 x H×nh 6-26 Đ u ch ngầ ươ Ch ng 6 Máy Bi n Ápươ ế 2. Máy bi n áp đo l ngế ườ a, Máy bi n đi n áp ế ệ - Cách m c máy bi n áp đo l ngắ ế ườ + Cu n dây s c p m c song song v i đi n áp l n c n đo.ộ ơ ấ ắ ớ ệ ớ ầ + Cu n th c p n i v i vôn mét, các m ch đi n áp c a các d ng c khác ộ ứ ấ ố ớ ạ ệ ủ ụ ụ nh cu n dây đi n áp c a oát mét . . .Nh v y có th coi máy bi n đi n ư ộ ệ ủ ư ậ ể ế ệ áp luôn luôn làm vi c ch đ không t i. Do đó:ệ ở ế ộ ả U1 = U2.k ⇒= 2 1 2 1 W W U U Đ u ch ngầ ươ Ch ng 6 Máy Bi n Ápươ ế 2. Máy bi n áp đo l ngế ườ a, Máy bi n đi n áp ế ệ - Chú ý: Trong khi làm vi c không đ c n i m ch th c p ệ ượ ố ạ ứ ấ máy bi n đi n áp v i các ampe mét ho c các m ch dòng đi n ế ệ ớ ặ ạ ệ c a các d ng c khác, n u không máy s b ng n m ch làm ủ ụ ụ ế ẽ ị ắ ạ cháy máy và các d ng c khác.ụ ụ Đ u ch ngầ ươ Ch ng 6 Máy Bi n Ápươ ế 2. Máy bi n áp đo l ngế ườ a, Máy bi n dòng đi n ế ệ Dùng đ bi n đ i dòng đi n l n xu ng dòng đi n nh đ đo l ng ể ế ổ ệ ớ ố ệ ỏ ể ườ và m t s m c đích khác. Vì dòng đi n th c p nh h n dòng đi n s ộ ố ụ ệ ứ ấ ỏ ơ ệ ơ c p, nên s vòng dây th c p Wấ ố ứ ấ 2 nhi u h n s vòng dây s c p Wề ơ ố ơ ấ 1 , s ơ đ nguyên lý (hình 6-27a), s đ cung c p đi n nh hình 6-27b.ồ ơ ồ ấ ệ ư A w1 w2 I1 I2 W H×nh 6-27a A H×nh 6-27b I1 I2 ∼ Đ u ch ngầ ươ Ch ng 6 Máy Bi n Ápươ ế 2. Máy bi n áp đo l ngế ườ b, Máy bi n dòng đi n ế ệ Nh v y khi máy bi n dòng làm vi c th c p coi nh b ng n m ch, ư ậ ế ệ ứ ấ ư ị ắ ạ ta có: ⇒= 2 1 1 2 W W I I k I I 21 = * Chú ý: Khi làm vi c không đ c đ máy bi n dòng h m ch th ệ ượ ể ế ở ạ ứ c p.ấ Vì dòng s c p là không đ i và b ng Iơ ấ ổ ằ 1, n u h m ch Iế ở ạ 2 = 0 thì t thông ừ trong máy s l n vì không có tác d ng kh t c a dòng Iẽ ớ ụ ử ừ ủ 2, máy phát nóng quá quy đ nh và phía th c p xu t hi n đi n áp l n nguy hi m ị ứ ấ ấ ệ ệ ớ ể cho dây qu n và cho ng i v n hành.ấ ườ ậ Đ u ch ngầ ươ Ch ng 6 Máy Bi n Ápươ ế 3. Máy bi n áp hàn đi nế ệ Là lo i máy bi n áp đ c bi t chuyên dùng đ hàn b ng ph ng pháp ạ ế ặ ệ ể ằ ươ h quang đi n. Ng i ta ch t o máy bi n áp hàn có đi n kháng t n ồ ệ ườ ế ạ ế ệ ả l n, và thêm cu n đi n kháng ngoài. Vì th đ ng đ c tính ngoài c a ớ ộ ệ ế ườ ặ ủ máy r t d c, phù h p v i yêu c u hàn đi n. S đ nguyên lý c a máy ấ ố ợ ớ ầ ệ ơ ồ ủ bi n áp hàn đi n v trên hình 6-28.ế ệ ẽ Hình 6-28 Đ u ch ngầ ươ Ch ng 6 Máy Bi n Ápươ ế 3. Máy bi n áp hàn đi nế ệ Cu n dây s c p n i v i ngu n đi n, còn cu n th c p m t đ u n i ộ ơ ấ ố ớ ồ ệ ộ ứ ấ ộ ầ ố v i cu n đi n kháng và kim lo i c n hàn, còn đ u kia n i v i que hàn.ớ ộ ệ ạ ầ ầ ố ớ Khi dí que hàn vào t m kim lo i, s có dòng đi n l n ch y qua, làm ấ ạ ẽ ệ ớ ạ nóng ch ti p xúc. Khi nh c que hàn cách t m kim lo i m t kho ng ỗ ế ấ ấ ạ ộ ả nh , vì c ng đ đi n tr ng l n làm iôn hoá ch t khí, sinh h quang ỏ ườ ộ ệ ườ ớ ấ ồ và to ra nhi t l ng l n làm nóng ch y ch hàn ả ệ ượ ớ ả ỗ Mu n đi u ch nh dòng đi n hàn, có th thay đ i s vòng dây qu n ố ề ỉ ệ ể ổ ố ấ th c p c a máy bi n áp ho c thay đ i đi n kháng cu n K, b ng cách ứ ấ ủ ế ặ ổ ệ ộ ằ thay đ i khe h không khí c a lõi thép. Ch đ làm vi c c a máy bi n ổ ở ủ ế ộ ệ ủ ế áp hàn là ng n m ch th c p. Đi n áp đ nh m c máy bi n áp hàn ắ ạ ứ ấ ệ ị ứ ế th ng 60 ườ ÷ 70V. Đ u ch ngầ ươ