Bài giảng Máy điện (Bản đẹp)

TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG NGHỆ VÀ KINH TẾ BẢO LỘCMÁY ĐIỆNBẬC TRUNG HỌC CHUYÊN NGHIỆPMÔN HỌCGiới thiệu môn họcChương 1: Mở đầuChương 2: Máy biến ápChương 3: Máy điện không đồng bộ Chương 4: Máy điện đồng bộChương 5: Máy điện một chiều1.1.1. Định nghĩa Máy biến áp là thiết bị điện từ tĩnh, làm việc theo nguyên lý cảm ứng điện từ, dùng để biến đổi một hệ thống dòng điện xoay chiều ở điện áp này thành một hệ thống dòng điện xoay chiều ở điện áp khác, với tần số không thay đổi.Chương 1: MÁY BIẾN ÁP1.1. KHÁI NIỆM CHUNG VỀ MÁY BIẾN ÁP 1.1.2. Các đại lượng định mứcChương 1: MÁY BIẾN ÁP1.1. KHÁI NIỆM CHUNG VỀ MÁY BIẾN ÁP 1. Dung lượng (công suất định mức) Sđm (VA hay kVA) 2. Điện áp dây sơ cấp định mức U1đm (V, kV) 3. Điện áp dây thứ cấp định mức U2đm (V hay kV) 4. Dòng điện dây sơ cấp định mức I1đm (A hay kA) và thứ cấp định mức I2đm Đối với MBA một pha: Đối với MBA ba pha: 5. Tần số định mức fđm(Hz)1.1.3. Công dụng của máy biến ápThiết bị để tăng điện áp đầu đường dây và giảm điện áp ở cuối đường dây gọi là máy biến ápChương 1: MÁY BIẾN ÁP1.1. KHÁI NIỆM CHUNG VỀ MÁY BIẾN ÁP BÀI GiẢNG LÝ THUYẾTMÔN HỌC: MÁY ĐIỆNCHƯƠNG 1: MÁY BIẾN ÁP  Chương I: MÁY BIẾN ÁP1.1 Khái niệm chung1.2 Cấu tạo máy biến áp1.3 Nguyên lý làm việc của máy biến áp1.4 Các phương trình cân bằng điện1.5 Sơ đồ thay thế máy biến áp1.6 Chế độ không tải máy biến áp1.7 Chế độ ngắn mạch máy biến áp1.8 Chế độ có tải máy biến áp1.9 Máy biến áp ba pha1.10 Các loại máy biến áp đặc biệt1.2 CẤU TẠO CỦA MÁY BIẾN ÁPMáy biến áp có các bộ phận chính sau: vỏ máy, lõi thép(mạch từ), dây quấn.1.2.1 Lõi thépLõi thép dùng làm mạch dẫn từ đồng thời làm khung để quấn dây quấn. Được chế tạo bằng các vật liệu dẫn từ tốt, thường là thép kỹ thuật điện có bề dày từ 0.35 đến 1 mm, mặt ngoài các lá thép sơn cách điện rồi ghép lại với nhau thành lõi thép.1.2 CẤU TẠO CỦA MÁY BIẾN ÁP1.2.1 Lõi thép Lõi thép gồm 2 phần: Trụ và gông - Trụ (T): phần trên đó có quấn dây, - Gông (G): nối các trụ lại với nhau thành mạch từ kín, trên đó không có dây quấn. Lõi thép được ghép bằng những lá thép KTĐ dày 0,35 mm có phủ sơn cách điện ở bề mặt để giảm tổn hao do dòng điện xoáy. Trụ và gông có thể ghép riêng (ghép rời) sau đó dùng xà ép và bulông vít chặt lại1.2 CẤU TẠO CỦA MÁY BIẾN ÁP1.2.1 Lõi thép Trụ và gông cũng có thể ghép xen kẽ: các lá thép làm trụ và làm gôngđược ghép đồng thời, xen kẽ nhau lần lượt theo trình tự Tiết diện ngang của trụ thép thường làm thành hình bậc thang gần tròn Tiết diện ngang của gông làm đơn giản hơn: hình vuông, hình chữ thập hoặc hình chữ T Hình 1.1 aHình 1.1b1.2 CẤU TẠO CỦA MÁY BIẾN ÁP1.2.1 Lõi thépTheo hình dáng lõi thép người ta chia ra: - Máy biến áp kiểu lõi hay kiểu trụ (hình 1.3) Hình 1.2 G12Ta)GTG12b)1.2 CẤU TẠO CỦA MÁY BIẾN ÁP1.2.1 Lõi thépMáy biến áp kiểu bọc Hình 1.31.2 CẤU TẠO CỦA MÁY BIẾN ÁP1.2.1 Lõi thépMáy biến áp kiểu trụ bọcHình 1.4 Máy biến áp kiểu trụ bọc: a) một pha và b) ba pha1.2 CẤU TẠO CỦA MÁY BIẾN ÁP1.2.2 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 - Dây quấn thường được làm bằng đồng hoặc nhôm, tiết điện tròn hay chữ nhật, bên ngoài dây dẫn có bọc cách điện - Theo cách sắp xếp dây quấn cao áp và hạ áp, người ta chia làm hai loại dây quấn chính: Dây quấn đồng tâm và dây quấn xen kẽ.1.2 CẤU TẠO CỦA MÁY BIẾN ÁP1.2.2 Dây quấn- Dây quấn đồng tâm: Ở dây quấn đồng tâm tiết diện ngang là những vòng tròn đồng tâm.- Những kiểu dây quấn đồng tâm chính gồm: dây quấn hình trụ (hình 1.6a,b), Dây quấn hình xoắn (hình 1.6c); Dây quấn hình xoắn ốc liên tục (hình 1.6d.a) b)c) d) Hình 1.5. a) Dây tròn nhiều lớp; b) Dây bẹt hai lớp; c) Dây quấn hình xoắn; d) Dây quấn xoáy ốc liên tục1.2 CẤU TẠO CỦA MÁY BIẾN ÁP1.2.2 Dây quấn Dây quấn xen kẽ: các bánh dây cao áp và hạ áp lần lượt đặt xen kẽ nhau dọc theo trụ thép CAHAHình 1.6. Dây quấn xen kẽ1.2 CẤU TẠO CỦA MÁY BIẾN ÁP1.2.3 Vỏ máyGồm hai bộ phận: thùng và nắp thùng a) Thùng máy biến áp: được làm bằng thép thường là hình bầu dục. - Để đảm bảo cho máy biến áp vận hành với tải liên tục trong thời gian quy định và không bị sự cố, phải tăng cường làm lạnh bằng cách ngâm máy biến áp trong dầu. - Ngoài ra máy biến áp dầu còn làm nhiệm vụ tăng cường cách điện. - Tùy theo dung lượng máy biến áp mà hình dáng và kết cấu thùng dầu có khác nhau: + Thùng dầu phẳng + Thùng dầu có ống + Thùng dầu có bộ tản nhiệt1.2 CẤU TẠO CỦA MÁY BIẾN ÁP1.2.3 Vỏ máy b) Nắp thùng máy biến áp: dùng để đậy thùng và trên đó đặt các chi tiết quan trọng như:- Các sứ ra của dây quấn cao áp và hạ áp- Bình giãn dầu- Ống bảo hiểm- Ngoài ra trên nắp còn đặt bộ chuyển mạch đổi nối các đầu dây của dây quấn cao áp, hoặc các rơ le hơi.Hình 1.8Hình 1.9Hình 1.10Hình 9-15. Bình giãn dầu (1) và ống phòng nổ (2)1.2 CẤU TẠO CỦA MÁY BIẾN ÁP1.2.3 Vỏ máy Một số hình ảnh về cấu tạo m.b.a1.3 NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA MÁY BIẾN ÁPChương 1: MÁY BIẾN ÁP Xét máy biến áp lý tưởng có các tính chất như sau: 1. Cuộn dây không có điện trở. 2. Từ thông chạy trong lõi thép móc vòng với hai dây quấn, không có từ thông tản và không có tổn hao trong lõi thép. 3. Độ từ thẩm của thép rất lớn ( = ∞), như vậy dòng từ hoá cần phải có để sinh ra từ thông trong lõi thép là rất nhỏ không đáng kể, do vậy stđ cần để sinh ra từ thông trong lõi thép cho bằng không. 1.3 NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA MÁY BIẾN ÁPChương 1: MÁY BIẾN ÁPGiả thiếtTheo định luật cảm ứng điện từ: E1, E2 là trị số hiệu dụng của sđđ sơ cấp và thứ cấp1.3 NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA MÁY BIẾN ÁPChương 1: MÁY BIẾN ÁP Tỉ số biến áp k của MBA: Giả thiết là máy biến áp lý tưởng Nếu bỏ qua tổn hao trong MBA thì: U1I1 = U2I2 Như vậy, ta có: 1.3 NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA MÁY BIẾN ÁPChương 1: MÁY BIẾN ÁPNếu k > 1: N1 > N2 thì U1 > U2 và I1 I2 : MBA tăng áp;Nếu k  1: Máy biến p tự ngẫu1.4 CÁC PHƯƠNG TRÌNH CÂN BẰNG ĐIỆN – TỪ TRONG MÁY BIẾN ÁPChương 1: MÁY BIẾN ÁP1.4.1 Phương trình cân bằng điệnTừ thông chính Φ gây nên trong các dây quấn sơ cấp và thứ cấp những suất điện động e1 và e2 như sau:Ψ1 = N1Φ và Ψ2 = N2Φ là từ thông móc vòng với dây quấn sơ cấp và dây quấn thứ cấp ứng với từ thông chính1.4 CÁC PHƯƠNG TRÌNH CÂN BẰNG ĐIỆN – TỪ TRONG MÁY BIẾN ÁPChương 1: MÁY BIẾN ÁP1.4.1 Phương trình cân bằng điện Ngoài từ thông chính Φ, máy biến áp còn gây nên từ thông tản Φt1 và Φt2 Lần lượt là từ thông tản móc vòng với dây quấn sơ cấp và sơ cấp1.4 CÁC PHƯƠNG TRÌNH CÂN BẰNG ĐIỆN – TỪ TRONG MÁY BIẾN ÁPChương 1: MÁY BIẾN ÁP1.4.1 Phương trình cân bằng điện do từ thông tản móc vòng với không gian không phải vật liệu sắt từ cho nên tỉ lệ với dòng điện sinh ra nó Lt1 và Lt2 Là điện cảm tản của dây quấn sơ cấp và thứ cấpThế (3.3) vào (3.2a,b), ta có1.4 CÁC PHƯƠNG TRÌNH CÂN BẰNG ĐIỆN – TỪ TRONG MÁY BIẾN ÁPChương 1: MÁY BIẾN ÁP1.4.1 Phương trình cân bằng điện Lt1 và Lt2 Là điện cảm tản của dây quấn sơ cấp và thứ cấpThế (3.3) vào (3.2a,b), ta cóBiểu diễn 3.4a,b dưới dạng số phức1.4 CÁC PHƯƠNG TRÌNH CÂN BẰNG ĐIỆN – TỪ TRONG MÁY BIẾN ÁPChương 1: MÁY BIẾN ÁP1.4.1 Phương trình cân bằng điệna) Phương trình cân bằng điện áp sơ cấpXét mạch điện sơ cấp, áp dụng ĐL K2 ta có phương trình u1 = -e1 – et1 + r1i1 (3.6a)Biểu diễn dưới dạng số phứcThay 3.5a vào 3.6b, ta có Z1 = r1 + jx1 là tổng trở phức của dây quấn sơ cấp Z1I1 Là điện áp rơi trên dây quấn1.4 CÁC PHƯƠNG TRÌNH CÂN BẰNG ĐIỆN – TỪ TRONG MÁY BIẾN ÁPChương 1: MÁY BIẾN ÁP1.4.1 Phương trình cân bằng điệnb) Phương trình cân bằng điện áp thứ cấpXét mạch điện thứ cấp, áp dụng ĐL K2 ta có phương trình u1 = e1 + et1 - r1i1 (3.8a)Biểu diễn dưới dạng số phứcThay 3.5a vào 3.8b, ta có Z2 = r2 + jx2 là tổng trở phức của dây quấn thứ cấp Z2I2 Là điện áp rơi trên dây quấn1.4 CÁC PHƯƠNG TRÌNH CÂN BẰNG ĐIỆN – TỪ TRONG MÁY BIẾN ÁPChương 1: MÁY BIẾN ÁP 1.4.2 Phương trình cân bằng từÁp dụng định luật ôm vào mạch từTrong biểu thức (3.7)Vậy từ (2.6) công thức từ thông cực đạiTrong chế độ không tải i2 = 0 và i1 = i0N1i1 - N2i2 = Rμ Φ (3.12)1.4 CÁC PHƯƠNG TRÌNH CÂN BẰNG ĐIỆN – TỪ TRONG MÁY BIẾN ÁPChương 1: MÁY BIẾN ÁP 1.4.2 Phương trình cân bằng từChia 2 vế (3.15) cho NLà dòng điện thứ cấp quy đổi về sơ cấpHệ số quy đổi1.4 CÁC PHƯƠNG TRÌNH CÂN BẰNG ĐIỆN – TỪ TRONG MÁY BIẾN ÁPChương 1: MÁY BIẾN ÁP 1.4.2 Phương trình cân bằng từMô hình toán học của máy biến ápChương 1: MÁY BIẾN ÁP1.5 Sơ đồ thay thế máy biến ápMáy biến áp không tản và tổn hao dây quấnChương 1: MÁY BIẾN ÁP1.5 Sơ đồ thay thế máy biến áp1.5.1. Qui đổi các đại lượng sơ cấp về thứ cấp1.4 CÁC PHƯƠNG TRÌNH CÂN BẰNG ĐIỆN – TỪ TRONG MÁY BIẾN ÁPChương 1: MÁY BIẾN ÁP1.5 Sơ đồ thay thế máy biến áp1.5.1. Qui đổi các đại lượng sơ cấp về thứ cấpMạch điện (3.17b) viết lại thànhTương ứng là suất điện động, điện áp, dòng điện, tổng trở dây quấn và tổng trở tải thứ cấp quy đổi về sơ cấp1.4 CÁC PHƯƠNG TRÌNH CÂN BẰNG ĐIỆN – TỪ TRONG MÁY BIẾN ÁPChương 1: MÁY BIẾN ÁP1.5 Sơ đồ thay thế máy biến áp1.5.1. Qui đổi các đại lượng sơ cấp về thứ cấpTóm lại mô hình toán học sau khi quy đổi là:Chương 1: MÁY BIẾN ÁP1.5 Sơ đồ thay thế máy biến áp1.5.2. Mạch điện thay thế chính xác của MBATừ thông chính do dòng điện không tải sinh ra:Trong đó : Zm = rm + jxm là tổng trở từ hóa đặc trưng cho mạch từVới: - rm là điện trở từ hóa đặc trưng cho tổn hao sắt từ -xm là điện kháng từ hóa đặc trưng cho từ thông chínhChương 1: MÁY BIẾN ÁP1.5 Sơ đồ thay thế máy biến áp1.5.2. Mạch điện thay thế chính xác của MBA ( 1 pha hai dây quấn)1.4 CÁC PHƯƠNG TRÌNH CÂN BẰNG ĐIỆN – TỪ TRONG MÁY BIẾN ÁPChương 1: MÁY BIẾN ÁP1.5 Sơ đồ thay thế máy biến áp1.5.2. Mạch điện thay thế gần đúngcủa MBA Khi bỏ qua tổng trở nhánh từ hóa Zn = Z1 + Z’2 = rn + jxn (3.28) Zn = rn + jxn Tổng trở ngắn mạch của máy biến áp rn = r1 + r’2 Điện trở ngắn mạch của máy biến ápxn = x1 + x’2 Điện kháng ngắn mạch của máy biến ápChương 1: MÁY BIẾN ÁP1.5 Chế độ không tải của máy biến ápĐN: chế độ không tải là chế độ cuộn thứ cấp hở mạch còn cuộn sơ cấp được cung cấp bởi một điện áp U.Khi không tải (hinh 1.11) dòng điện thứ cấp I2 = 0, ta có ptHoặc Trong đó: Z0 = Z1 + Zm = ro + jxo là tổng trở không của tải mba; ro = r1 + rm là điện trở không của tải mba; xo = x1 + xm là điện kháng không của tải mba; Chương 1: MÁY BIẾN ÁP1.5 Chế độ không tải của máy biến ápHình 1.11: Sơ đồ thay thế mba khi không tải Hình 1.12: Sơ đồ thí nghiệm không tải1.7. Chế độ ngắn mạch của máy biến áp ĐN: Chế độ ngắn mạch máy biến áp là chế độ mà phía thứ cấp bị nối tắt, sơ cấp đặt vào một điện áp U1.Hình 1.13: Mạch diện thay thế Hình 1.14: Sơ đồ th nghiệm ngắn mạch MBA khi ngắn mạch Chương 1: MÁY BIẾN ÁP1.7. Chế độ ngắn mạch của máy biến áp Phương trình điện áp của mba ngắn mạch: Từ phương trình (3.41), ta có dòng điện ngắn mạch khi U1 = Uđm: Chương 1: MÁY BIẾN ÁPThí nghiệm ngắn mạch của máy biến áp Un là điện áp ngắn mạch; oát kế chỉ Pn là tổn hao ngắn mạch; Ampe kế chỉ I1đm và I2đm là dòng điện sơ cấp và thứ cấp định mức.a) Tổn hao ngắn mạch Lúc thí nghiệm ngắn mạch, điện áp ngắn mạch Un nhỏ (un = 4-15%Uđm) nên từ thông nhỏ, có thể bỏ qua tổn hao sắt từ. Công suất đo được trong thí nghiệm ngắn mạch Pn là : Pn = rnIn2 = r1I21đm + r2I22đm (3.44) Như vậy tổn hao ngắn mạch chính là tổn hao đồng trên hai dây quấn sơ cấp và dây quấn thứ cấp khi tải định mức. Chương 1: MÁY BIẾN ÁPThí nghiệm ngắn mạch của máy biến ápb) Tổng trở, điện trở và điện kháng ngắn mạch. + Tổng trở ngắn mạch:+ Điện trở ngắn mạch: + Điện kháng ngắn mạch: Chương 1: MÁY BIẾN ÁP Thí nghiệm ngắn mạch của máy biến áp Trong m.b.a thường r1 = r’2 và x1 = x’2. Vậy điện trở và điện kháng tản của dây quấn sơ cấp: Điện trở và điện kháng tản của dây quấn thứ cấp: Chương 1: MÁY BIẾN ÁP Thí nghiệm ngắn mạch của máy biến áp c) Hệ số công suất ngắn mạch d) Điện áp ngắn mạch Điện áp ngắn mạch phần trăm: Điện áp ngắn mạch Un gồm hai thành phần: Thành phần trên điện trở rn, gọi là điện áp ngắn mạch tác dụng Unr, Thành phần trên điện kháng xn, gọi là điện áp ngắn mạch phản kháng Unx.Chương 1: MÁY BIẾN ÁPĐiện áp ngắn mạch Un gồm hai thành phần: Thành phần trên điện trở rn, gọi là điện áp ngắn mạch tác dụng Unr, Thành phần trên điện kháng xn, gọi là điện áp ngắn mạch phản kháng Unx.+ Điện áp ngắn mạch tác dụng phần trăm: + Điện áp ngắn mạch phản kháng phần trăm: + Điện áp ngắn mạch tác dụng cũng có thể tính: Chương 1: MÁY BIẾN ÁP1.8. Chế độ có tải của máy biến áp Chế độ có tải MBA là chế độ mà dây quấn sơ nối với nguồn điện áp định mức, dây quấn thứ cấp nối với tải. Để đánh giá mức độ tải của máy, ta so sánh nó với tải định mức và định nghĩa hệ số tải kt: Khi kt = 1: máy có tải định mức; kt 1: máy quá tải. Chương 1: MÁY BIẾN ÁPa) Độ biến thiên điện áp thứ cấp Khi máy biến áp mang tải, sự thay tải dẫn đến điện áp thứ cấp U2 thay đổi. Độ biến thiên điện áp thứ cấp MBA U2 là hiệu số số học giữa trị số điện áp thứ cấp lúc không tải U20=U2đm (điều kiện U1 = U1đm) và lúc có tải U2 , đó là: U2 = U2đm – U2 Độ biến điện áp thứ cấp phần trăm tính như sau: Chương 1: MÁY BIẾN ÁPb) Đặc tính ngoài của MBA Đường đặc tính ngoài của máy biến áp biểu diễn quan hệ U2 = f(I2), khi U1 = U1đm và cos ϕt = const (hình 1.17). Hình 1.16: Quan hệ U2 = f(kt); cosϕt =const Hình 1.17: Đặc tính ngoài U2 = f(I2)Chương 1: MÁY BIẾN ÁPĐiện áp thứ cấp U2 là: 3. Tổn hao và hiệu suất của máy biến áp Hnh 1.18: Giản đồ năng lượng trong MBA a/ Tổn hao :Trong quá trình truyền tải năng lượng qua MBA, một phần công suất tác dụng và phản kháng bị tiêu hao trong máy. Chương 1: MÁY BIẾN ÁP- Công suất đưa vào một pha P1= m1U1I1cosϕ1 - Công suất tiêu hao trên điện trở của dây quấn: Pcu1= R1I21- Công suất tiêu hao trên lỏi thép: PFe= rmI20 - Phần còn lại là công suất điệntừ Pđt = P1 - (pcu1 + pFe ) = E’2I’22 cos Ψ2 Ψ2 Góc lệch pha giữa E’2và I’2- Công suất đầu ra P2; P2= Pđt - Pcu2 = U2I2 cos Ψ2 - Tổn hao dồng trên dây quấn thứ cấp: Pcu2= r2I22Chương 1: MÁY BIẾN ÁPSự cân bằng công suất tác dụng được biểu thịHình 1.18: Giản đồ năng lượng trong MBAChương 1: MÁY BIẾN ÁPb/ Hiệu suất MBA Hiệu suất của mba là tỉ số giữa công suất đầu ra P2 và công suất đầu vào P1: Ta thấy  = f(,cost), cho cost = const, ta tìm hiệu suất cực đại imax : P0: Công suất không tải, Pn :công suất ngắn mạch Hiệu suất m.b.a đạt giá trị cực đại khi tổn hao không đổi bằng tổn hao biến đổi hay tổn hao sắt bằng tổn hao đồng. Chương 1: MÁY BIẾN ÁPĐn: Để biến đổi điện áp của hệ thống dòng điện ba pha ta dùng máy biến áp ba pha.Có hai loại máy biến áp ba pha: + Tổ máy biến áp ba pha + Máy biến áp ba pha ba trụChương 1: MÁY BIẾN ÁPDây quấn sơ cấp của máy biến áp ba pha được kí hiệu bằng chữ in hoa: pha A: AX, pha B: BY, Pha C: CZ Dây quấn thứ cấp được kí hiệu bằng chữ thường: pha a: ax, pha b: by, pha c: cz a/ Tổ máy biến áp ba pha b/ MBA ba pha ba trụ Hình 1.21Chương 1: MÁY BIẾN ÁP 1.9.2. Tổ nối dây máy biến áp ba phaCó 4 cách đấu cơ bản: Y/Y, Y/Δ, Δ/Δ, Δ/Y, nếu đấu hình sao có dây trung tính ta kí hiệu Y0 Chương 1: MÁY BIẾN ÁPKí hiệu tổ đấu dây máy biến áp: ngoài kí hiệu cách đấu còn kí hiệu thêm chỉ số góc lệch pha giữa điện áp dây sơ cấp và thứ cấpCách ghi kí hiệu chỉ số góc lệch pha giữa điện áp dây sơ cấp và thứ cấp bằng phương pháp kim đồng hồ: vd: máy biến áp có tổ đấu dây Y/Y-12 Hình 1.22: Biểu thị góc lệch pha Chương 1: MÁY BIẾN ÁP1.9.3. Hệ số máy biến áp ba pha Gọi N1 và N2 lần lượt là số vòng dây một pha của cuôn sơ cấp và cuộn thứ cấp- Tỉ số máy biến áp ba pha giữa dây sơ cấp và dây thứ cấp: - Tỉ số biến áp dây của máy biến áp ba pha:- Tỉ số biến áp dây không chỉ phụ thuộc vào tỉ số vòng dây của hai cuộn mà còn phụ thuộc vào cách đấu dây+ Khi MBA nối Y/Y+ Khi MBA nối Δ/ Δ+ Khi MBA nối Δ/ Y Chương 1: MÁY BIẾN ÁP Những máy biến áp làm việc song song trong điều kiện có lợi nhất nếu thỏa mãn các điều kiện sau:1) Cùng tổ nối dây2) Điện áp sơ cấp định mức sơ cấp và thứ cấp bằng nhau :U1I = U1II ;U2I = U2II hoặc tỉ số máy biến áp bằng nhau: aI = aII 3) Điện áp ngắn mạch bằng nhauChương 1: MÁY BIẾN ÁP1.9.4. Điều kiện để các máy biến áp ba pha làm việc song song với nhauĐiều kiện cùng tổ nối dây: Nếu hai máy biến áp I có tổ nối dây Y/Δ-11 thì máy biến áp II cũng có tổ nối dây Y/Δ-11, điều kiện này đảm bảo cho điện áp dây thứ cấp của hai máy biến áp trùng pha nhau . Máy biến áp làm việc song songChương 1: MÁY BIẾN ÁP1.10. Các máy biến áp đặc biệt 1.10.1. Máy tự biến áp - Máy tự biến áp hay còn được gọi là MBA tự ngẫu. Máy tự biến áp là MBA có dây quấn điện áp thấp là một bộ phận của dây quấn điện áp cao. - Máy tự biến áp một pha công suất nhỏ được dùng trong các phòng thí nghiệm và trong các thiết bị điện có yêu cầu điều chỉnh điện áp ra liên tục. - Máy tự biến áp ba pha thường dùng để điều chỉnh điện áp khi mở máy các động cơ điện không đồng bộ ba pha công suất lớn để giảm dòng điện mở máy và dùng để liên lạc trong hệ thống điện có các cấp điện áp gần nhau. Chương 1: MÁY BIẾN ÁP Về cấu tạo và nguyên lý làm việc máy tự biến áp tương tự MBA thông thường, chỉ khác cách đấu dây giữa hai cuộn dây sơ cấp và thứ cấp. Trong máy tự biến áp giảm áp (hình 1.24a) dây quấn thứ cấp là một phần của dây quấn sơ cấp. Trong máy tăng áp (hình 1.24b) dây quấn dây quấn sơ cấp là một phần của dây quấn thứ cấp.Hình 1.24:Chương 1: MÁY BIẾN ÁPMáy biến áp đo lường Khi cần do điện áp hoặc dòng điện lớn, người ta dùng các máy biến điện có tỉ số chính xác kết hợp với các dụng cụ đo tiêu chuẩn. Có hai loại máy biến áp đo lường: máy biến dòng điện và máy biến điện áp.Chương 1: MÁY BIẾN ÁP1. Máy biến điện áp Máy biến điện áp dùng để biến điện áp cao thành điện áp thấp để đo lường bằng các dụng cụ đo tiêu chuẩn. Các loại dụng cụ này có tổng trở rất lớn nên xem như làm việc ở chế độ không tải.Chú ý: Khi sử dụng máy biến điện áp không được nối tắt mạch thứ cấp vì nối tắt mạch thứ cấp tương đương nối tắt sơ cấp nghĩa là gây sự có ngắn mạch ở lưới điện. Hnh 1.25:Chương 1: MÁY BIẾN ÁP2. Máy biến dòng điện Máy biến dòng điện dùng để biến dòng điện lớn xuống dòng điện nhỏ để đo lường bằng các dụng cụ đo tiêu chuẩn và các mục đích khác. Chú ý: Khi sử dụng máy biến dòng điện không được để dây quấn thứ cấp hở mạch vì như vậy dòng từ hóa I0 = I1 rất lớn và lõi thép bão hòa nghiêm trọng sẽ nóng lên làm cháy dây quấn, hơn nữa từ thông bằng đầu sẽ sinh ra sđđ nhọn đầu ở dây quấn thứ cấp có thể xuất hiện điện áp cao hàng nghìn vôn làm cho dây quấn thứ và người sử dụng không an toàn. Hnh 1.26:Chương 1: MÁY BIẾN ÁP 1.10.3. Máy biến áp hàn hồ quang 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 kháng ngoài K để hạn chế dòng điện hàn (hình 1.27). Vì thế đường đặc tính hàn rất dốc, phù hợp với yêu cầu hàn điện. Hình 1.27:Chương 1: MÁY BIẾN ÁP - Cuộn dây sơ cấp nối với nguồn điện, cuộn dây thứ cấp một đầu nối với cuộn điện kháng K rồi nối tới que hàn, còn đầu kia nối với tấm kim loại cần hàn. - Máy biến áp làm việc ở chế độ ngắn mạch ngắn hạn dây quấn thứ cấp. - Để điều chỉnh dòng điện hàn, có thể thay đổi số vòng dây của dây quấn thứ cấp máy biến áp hàn hoặc thay đổi điện kháng ngoài bằng cách thay đổi khe hở không khí của lõi thép K. Chương 1: MÁY BIẾN ÁP1.10.3. Máy biến áp hàn hồ quang1.10.4. Máy biến áp ba dây quấn Máy biến áp ba dây quấn là máy biến áp có một dây quấn sơ cấp và hai dây quấn thứ cấpƯu điểm của mba ba dây quấn so với mba hai dây quấn: 1. Giá thành sản xuất rẻ hơn mba hai dây quấn. 2. Mặt bằng chiếm chỗ bé hơn. 3. Liên tục truyền tải năng lượng từ dây quấn sơ sang hai dây quấn thứ hoặc truyền từ dây quấn thứ nầy sang dây quấn thứ khác. 4. Tổn thất năng lượng bé hơn mba 2 dây quấn khoảng chừng hai lần.  Chương 1: MÁY BIẾN ÁP Máy biến áp ba dây quấn Khuyết điểm của mba ba dây quấn so với mba hai dây quấn : 1. Độ tin cậy của mba 3 dây quấn bé hơn mba 2 dây quấn vì ... 2. Việc bố trí đầu ra của mba 3 dây quấn phức tạp hơn mba 2 dây quấn. Chương 1: MÁY BIẾN ÁPMáy biến dòng điện-chuẩn các thiết bị đo lường là 5A nên các máy biến dòng có dòng điện ra ở cuộn thừ cấp là 5A.-Khi sử dụng máy biến dòng cung cấp cho nhiều thiết bị thì ta mắc các thiết bị nối tiếp với nhau.Cấu tạo:Như một máy biến áp cách ly:-cuộn sơ cấp có rất ít vòng thường là một vòng,tiết diện dây lớn,công suất càng lớn thì tiết diện dây càng lớn.-cuộn thứ cấp có tiết diện dây nhỏ và quấn rất nhiều vòng-Khi sử dụng máy không được để ở chế độ không tải vì điện áp phía sơ cấp của máy biến dòng rất lớn gây phá hủy cách điện phá hủy máy.Chương 1: MÁY BIẾN ÁPChương 1: MÁY BIẾN ÁPThí nghiệm ngắn mạchA.Các kí hiệu đầu dây:-đối với máy biến áp một pha thì có thể tùy ý chọn đầu đầu-đầu cuối-đối với máy biến áp 3 pha đầu đầu và đầu cuối phải chọn một cách thống nhất.Chương 1: MÁY BIẾN ÁPB.Các kiểu đấu-đấu sao: Nếu sử dụng tải hỗn hợp người ta đấu sao không sử dụng điện áp chạy động cơ và sử dụng điện áp để thắp sángĐấu tam giác được dùng nhiều khi không cần điện áp phaChương 1: MÁY BIẾN ÁPChương 1: MÁY BIẾN ÁPChương 1: MÁY BIẾN ÁPChương 1: MÁY BIẾN ÁPChương 1: MÁY BIẾN ÁPC. cách điều chỉnh điện ápĐiều chỉnh điện áp là thay đổi hệ số MBA kk= W1/W2W1: số vòng dây cuộn sơ cấpW2: số vòng dây cuộn thứ cấpChương 1: MÁY BIẾN ÁPD. hiệu suất MBA : là tỉ số giữa công suất đầu ra P2 và công suất đầu vào P1Chương 1: MÁY BIẾN ÁP1.9.4. Điều kiện để các máy biến áp ba pha làm việc song song với nhau - Ở một trạm biến áp tăng hoặc giảm áp thường đăt 2, 3 hay nhiều máy biến áp làm việc song song phụ thuộc vào công suất của trạm nhằm đảm bảo: - Dự trù về cung cấp năng lượng cho nơi tiêu thụ trong trường hợp sự cố và cần thiết sữa chữa máy biến áp. - Giảm tổn thất năng lượng trong thời kì tải nhỏ của trạm bằng cách cắt một số máy biến áp làm việc song song điChương 1: MÁY BIẾN ÁP