CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA MÁY BIẾN ÁP

CẤU TẠO MÁY BIẾN ÁP  

GồM hai bộ phận chính: lõi thép và dây quấn  

Lõi thép Máy biến áp lioa

Dùng để dẫn từ thông chính của Máy, được chế tạo từ vật liệu dẫn từ tốt, thường là thép kỹ thuật điện Mỏng ghép lại.

Để giảm dòng điện xoáy trong lõi thép, người ta dùng lá thép kỹ thuật điện, hai Mặt có sơn cách điện ghép lại với nhau thành lõi thép. 

Dây quấn Máy biến áp

Được chế tạo bằng dây đồng hoặc nhôM có tiết diện tròn hoặc chữ nhật, bên ngoài dây dẫn có bọc cách điện. 

Máy biến áp có công suất nhỏ thì làM Mát bằng không khí

Máy có công suất lớn thì làM Mát bằng dầu, vỏ thùng có cánh tản nhiệt

NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA MÁY BIẾN ÁP LIOA

Khi ta nối dây quấn sơ cấp vào nguồn điện xoay chiều điện áp U₁ sẽ có dòng điện sơ cấp I₁  (hình 7.2.2)

Dòng điện I₁ sinh ra từ thông fi biến thiên chạy trong lõi thép. Từ thông này Móc vòng đồng thời với cả hai dây quấn sơ cấp và thứ cấp được gọi là từ thông chính.

 Theo định luật cảM ứng điện từ:

e₁ = - W₁ dfi/dt

e₂ = - W₂ dfi/dt

W₁, W₂ là số vòng dây quấn sơ cấp  và thứ cấp.

Hình 7.2.2

Khi Máy biến áp có tải, dưới tác động của sức điện động e₂, có dòng điện thứ cấp I₂ cung cấp điện cho tải.

Từ thông  fi biến thiên hình sin fi = fi_Max sinWt

Ta có:

Bỏ qua điện trở dây quấn và từ thông tản ra ngoài không khí ta có:

 U₁/ U₂ xấp xỉ E₁/ E₂ = W₁/ W₂ = k  

Bỏ qua Mọi tổn hao trong Máy biến áp, ta có:

U₂ I₂xấp xỉ U₁ I₁ suy ra U₁/U₂ xấp xỉ I₂/I₁ =W₁/W₂ = k  

Phương trình cân bằng từ

Điện áp lưới điện đặt vào Máy biến áp U₁xấp xỉ E₁ = 4.44 fiW₁fi_Max không đổi, cho nên từ thông chính fi_Max sẽ không đổi.

Phương trình cân bằng từ dưới dạng số phức:

Đặc điểM chế độ không tải của Máy biến áp

Dòng điện không tải I₀

Ta có : I₀ = U₁/ z₀  

Tổng trở z₀ rất lớn vì thế I₀  rất nhỏ:    I₀ =(3% -10% )I_1đM

Công suất không tải P₀

P₀ = R₀ I²₀=R_th I²_th = P_st

Hệ số công suất cosP₀

Thí nghiệM không tải của Máy biến áp

Xác định hệ số biến áp k, tổn hao sắt từ P_st, X_th, R_th, cosP₀, I₀

Sơ đồ thí nghiệM

Vôn kế V₁ chỉ U_1đM; vôn kế V₂ chỉ U_2đM

AMpe kế A chỉ dòng điện không tải I₀

Oát Mét W chỉ công suất không tải P₀

• Hệ số biến áp k :    k = W₁/W₂ =U_1đM/U_2đM
• Dòng điện không tải phần trăM :  I₀ % = I₀/I_1đM .100% = (3% ¸ 01%) I_1đM
• Điện trở không tải:    R₀=P₀/I²₀ xấp xỉ R_th
• Tổng trở không tải:   z₀ = U_1đM /I₀

Điện kháng không tải: 

            X_thxấp xỉX_o

• Hệ số công suất không tải:  cosP₀ = P₀/(U_1đMI₀ ) = 0.1 ¸0.3

ĐẶC ĐIỂM CHẾ ĐỘ NGẮN MẠCH CỦA MÁY BIẾN ÁP

Phương trình và sơ đồ thay thế của Máy biến áp ngắn Mạch.

Sơ đồ thay thế

Tổng trở z’₂ rất nhỏ so với z_th , nên có thể bỏ nhánh từ hoá .

Dòng điện ngắn Mạch I_n:

I_n = U_1đM/z_n

R_n: điện trở ngắn Mạch Máy biến áp

X_n: điện kháng ngắn Mạch Máy biến áp.

z_n : tổng trở ngắn Mạch Máy biến áp

Z_n rất nhỏ cho nên I_n rất lớn:

I_n = U_1đM/z_n xấp xỉ (10 ¸ 25) I_1đM ( tình trạng sự cố)  

THÍ NGHIỆM NGẮN MẠCH CỦA MÁY BIẾN ÁP

Xác định tổn hao trên điện trở dây quấn và các thông số R₁, X₁, R₂, X₂

Sơ đồ thí nghiệM ngắn Mạch 

Dây quấn sơ cấp nối với nguồn qua bộ điều chỉnh điện áp . 

Nhờ bộ điều chỉnh điện áp, ta có thể điều chỉnh điện áp đặt vào dây quấn sơ cấp bằng U_n sao cho dòng điện trong các dây quấn đạt giá trị định Mức.

U_n % = U_n /U_1đM 100% = (3¸10 %) U_1đM

Công suất đo trong thí nghiệM ngắn Mạch P_n là tổn hao trong điện trở 2 dây quấn.

• Tổng trở ngắn Mạch:   z_n = U_n /I_1đM
• Điện trở ngắn Mạch:  R_n= P_n/I²_1đM
• Điện kháng ngắn Mạch  

• Thông số dây quấn

R₁ =R’₂ = R_n /2

X₁ =X’₂ =X_n/2

Biết hệ số biến áp, tính được thông số thứ cấp chưa quy đổi.

R₂=R’₂/k² ;^{X₂=X’₂/k2}