Đồ án Thiết kế máy biến áp điện lực ba pha ngâm dầu

1=Kdq. (2.56 TL1) C1=2,46.102.=249,5(KG) Trong ®ã : Kdq=2,46.10-2 Kl=0,902 Kf=0,95 BT=1,6 Unr=1,43 A=0,16 a=1,36 22.TÝnh s¬ bé c¸c ®¹i l­îng cã liªn quan. -Träng l­îng 1 gãc cña lâi. G’= 0,468.104.KG.Kl.A3.x3 theo 2-66 TL1 G’ = 0,468.104.1.015.0,902.0,163.x3 = 17,6x3 -TiÕt diÖn trô tÝnh s¬ bé. Tt=0,785.kl®.A2.x2.=0,785.0,902.0,162.x2=0,018x2 * C¸c gi¸ trÞ trong b¶ng ®­îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc sau : - Träng l­îng s¾t : G fe = GT +G G = + ( A2 + B 2 ). x2 +B1 .x3 Trong ®ã : GT = + A2 .x2 : lµ träng l­îng trô GG = B1 . x3 + B2 .x2 : lµ träng l­îng g«ng -Tæn hao kh«ng t¶i cña MBA. P0=PT+PG=k’f.Pt.GT+kf’.Pg.GG kf’ : lµ hÖ sè phô thuéc chñ yÕu ®Õn c¸c ®Æc ®iÓm cña vËt liÖu lµm lâi s¾t ®èi víi t«n c¸n l¹nh do tõ tÝnh kh«ng phôc håi ®Çy ®ñ sau khi ñ , hoÆc do cã thÓ cã mèi ghÐp vu«ng gãc , hoÆc do cã sù uèn n¾n l¸ t«n lóc n¾p ghÐp lµm cho suÊt tæn hao t¨ng lªn , ta cã thÓ lÊy kf’ = 1,25 Trong ®ã : . Pt.GT = P T : Tæn hao trong trô. .Pg.GG = PG :Tæn hao trong g«ng. . K’f: HÖ sè phô :(§èi víi t«n c¸n l¹nh cã thÓ lÊy K’f=1,25) . PT=1,15(W/Kg) ;PG=1,112(W/Kg): Lµ suÊt tæn hao trong trô vµ g«ng -C«ng suÊt tõ hãa lâi thÐp MBA. Q0=K(QC+Qf+Qd) (VA) Trong ®ã : QC=qt.GT+qg.GG=1,602.GT+1,526.GG : c«ng suÊt tõ ho¸ chung cña trô vµ g«ng . qT,qG : SuÊt tõ hãa trong trô vµ g«ng Qf=40.qf.G’ : SuÊt tõ hãa phô ®èi víi gãc cã mèi nèi nghiªng Qd=3,2.qd.TT : C«ng suÊt tõ ho¸ khe hë kh«ng khÝ chç nçi gi÷a c¸c l¸ t«n . qd: SuÊt tõ hãa khe hë kh«ng khÝ øng víi BT - Träng l­îng t¸c dông cña lâi s¾t biÕn ¸p. GFe=GT+GG (KG) -Träng l­îng d©y quÊn ®ång Gdq= (KG) -Träng l­îng d©y dÉn. G® = Kc® .Gdq (KG) Kc® : HÖ sè kÓ ®Õn c¸ch ®iÖn cña d©y quÊn. Chän Kc®=1,06 => Ctd = CFe + Cdq Trong ®ã: . CFe= cfe ( GT + GG) Gi¸ thµnh cña phÇn lâi s¾t.CFe=GFe Cfe : lµ gi¸ trÞ cña 1 kg s¾t . Cdq:= .k.Gdq : Gi¸ thµnh cña d©y dÉn. Cdq : : lµ gi¸ trÞ t­¬ng øng 1kg ®ång Cdq = kdqfe . k . Gdq = kdqfe . Gdd Víi kdqfe = 1.84 lµ hÖ sè phô thuéc vµo vËt liÖu lµm lâi s¾t vµ lµm kim lo¹i d©y quÊn . tra b¶ng 16 vãi c¸ch lµm m¸t b»ng dÇu , ®iÒu chØnh d­íi t¶i ®iÖn ¸p 22kv c«ng suÊt 400kva , kim lo¹i lµm d©y quÊn b»ng ®ång , thÐp l¸ m· hiÖu 3405 -Thµnh phÇn ph¶n kh¸ng cña dßng ®iÖn kh«ng t¶i. i0x=(%) -MËt ®é dßng ®iÖn trong d©y quÊn. D= A/mm2 Trong ®ã: . Pn: C«ng suÊt tæn hao ng¾n m¹ch(Pn=5750 W) . K: HÖ sè phô thuéc vµo ®iÖn trë suÊt cña d©y quÊn. Chän K=2,4 D== A/mm2 Ta tÝnh to¸n ®­îc c¸c sè liÖu ghi trong b¶ng d­íi ®©y víi 5 trÞ sè b trong ph¹m vi tõ 1,2 ®Õn 3,6. Trong ®ã x=; x2=; x3= C¸c gi¸ trÞ x ®­îc giíi h¹n bëi. x => x=1,49 B¶ng tÝnh to¸n MBA S=400KVA(22/0,4KV) b 1,2 1,5 1,6 2,4 3,6 X= 1.046 1.107 1.24 1.245 1.3774 X2= 1.095 1.225 1.264 1.55 1.8973 X3= 1.146 1.355 1.422 1,93 2.6135 A1/x=284,55/x 272,1 257,1 253,16 228,554 206,196 A2.x2=41,62.x2 45,58 50,985 52,61 64,51 79,08 GT=A1/x+A2.x2 317,67 308,1 305,77 293,07 285,27 B1.x3=194,4.x3 222,78 263,412 276,44 375,192 509,328 B2.x2=16,3.x2 17,85 19,97 20,61 25,265 30,97 GG= B1.x3+ B2.x2 240,63 283,38 297,1 400,457 540,298 GFe= GT+ GG 558,299 591,48 602,87 693,527 825,568 PT=1,15.GT 365,321 354,315 351,636 337,031 328,061 PG=1,11.GG 267,581 315,119 330,375 445,308 600,811 Qc=1,602GT+1,52GG 874,7 924,32 941,44 1078,19 1278,26 Qf =40.1,602G’ 1292,468 1528,179 1603,743 2176,66 2954,457 Qd=3,2.19200TT 1210,982 1528,179 1397,883 1714,17 2101,248 Q0=1,25(Qc+Qf+Qd) 4222,686 4759,064 4928,883 6211,29 7917,456 I0x=Q0/10.S 1,056 1,189 1,232 1,553 1,979 TT=0,018x2 0,0197 0.0221 0.0228 0.0279 0.0342 Gdq=C1/x2=264,3/x2 227,854 203,673 197,389 160,968 131,316 Gdd=1,06Gdq 241,525 215,894 209,232 170,626 139,195 D= 3,161 3,343 3,395 3,76 4,16 CFe=GFe 588,299 591,48 602,87 693,527 825,568 Cdq=1,84 Gdd 444,406 397,245 384,986 313,925 256,119 Ctd=CFe+Cdq 1032,71 988,73 987,856 1007,479 1081,69 P0= 1,25(PT+PG ) 791,128 836,793 851,514 977,924 1161,1 Víi c¸c sè liÖu mµ ta ®· tÝnh to¸n ®­îc trong b¶ng tõ ®ã ta vÏ ®å thÞ quan hÖ gi÷a c¸c ®¹i l­îng: tæn hao kh«ng t¶i P0(W) dßng kh«ng t¶i i0 ; träng l­îng s¾t ;GFe; träng l­îng d©y quÊn Gdq; mËt ®é dßng ®iÖn ; gi¸ thµnh vËt liÖu t¸c dông Ctd(%) víi b. Tõ ®ã ta x¸c ®Þnh ®­îc Ctdmin øng víi gi¸ trÞ b nµo ®ã a. Quan hÖ tæn hao kh«ng t¶i P0 vµ dßng kh«ng t¶i i0 theo b. b. Quan hÖ träng l­îng lâi s¾t GFe,träng l­îng d©y quÊn Gdqvíi b. c. Quan hÖ gi¸ thµnh vËt liÖu t¸c dông theo b. * XÐt trùc quan trªn ®å thÞ ta thÊy t¹i gi¸ trÞ β =1,5 th× gi¸ thµnh t¸c dông lµ nhá nhÊt Ctdmin = 836,793 ( ®¬n vÞ quy ­íc ) 23 §­êng kÝnh trô s¾t.tÝnh theo 2-37; 2-39 TL1 d=A.=0,16.1,107 =0,177(m) Chän ®­êng kÝnh tiªu chuÈn gÇn nhÊt lµ: ddm = 0,18 m * Ta tÝnh l¹i hÖ sè βdm øng víi ddm βdm = ( )4 = ( )4 = 1,6 * Víi gi¸ trÞ β = 1,6 th× x= =1,124 * MËt ®é dßng ®Ön khi ®ã lµ : D= = = 3,39 A/ mm2 +Träng l­îng d©y quÊn ®ång: Gdq= = =197,5 ( kg) + Träng l­îng s¾t : G fe = G T + GG G fe = + A2 .x2 + B1 . x3 + B2 .x2 Gfe = + 41,62.( 1,1242)+194,4.(1,1243) +16,3.1,1242 Gfe = 602,87(kg) -Dßng ®iÖn kh«ng t¶i : i0 = Trong ®ã : Q0 = 1,25 . ( QC + QF + Qδ) QC = qt . QT + qg . QG QC = 1,602.( 253,16 + 52,61 ) + 1,52 . ( 276,44 + 20,61) = 941,44 ( VA) QF = 40.qt . G = 40. 1,602 . 17,6. 1,1243 = 1603,75 ( VA) Qδ = 3,2.qδ .TT = 3,2.19200.0,018 . 1,1242 = 1397,88 ( VA) => Q0 = 1,25. ( 941,44 + 1603, 75 + 1397, 88) = 4928,84 ( VA) => i0 = = 1,23 ( %) * Gi¸ thµnh vËt liÖu t¸c dông : C td = C fe + C dq = 602,87 + 384,986 = 987,856 ( dvqu) Trong ®ã : C fe = Gfe = 602,87 ( dvqu) C dq = 1,84.Gdq = 384,986 ( dvqu) 24§­êng kÝnh trung b×nh cña r·nh dÇu s¬ bé gi÷a hai d©y quÊn lµ. d12 = d + 2.a 01 + 2.a1 +a12 (m) theo 2-77TL1 = 0,18 +2.20.10-3 +2.0.0187 +0.0090 = 0, 267 ( m) Trong ®ã : d = 0,18 m a01 = 20 mm a12 = 9 mm a1 = k1 . k . = 1,1 . 5,0 . . 10 -2 = 0,0187 ( m Lµ bÒ dÇy cuén d©y h¹ ¸p cã thÓ tÝnh theo ( 2-78 TL1) ®èi víi m¸y c«ng suÊt 400 KVA lÊy k1 = 1,1 . 25. ChiÒu cao d©y quÊn s¬ bé lµ. l=== 0,524 m Lµm trßn lÊy l = 0,53 m 26.TiÕt diÖn h÷u hiÖu cña lâi s¾t Tf= k®.Tb = k® . kc .л = 0,902.3,14. = 0,0229 m2 theo 2-80 TL1 27 . ®iÖn ¸p mét vßng d©y : UV = 4,44. f . BT . TT . (V) theo 2-81 TL1 = 4,44.50.1,6.0,0229 = 8,13 (V) 28TÝnh l¹i c­êng ®é tù c¶m trong trô s¾t : BT = = = 1,599 ( T ) Lµm trßn lÊy BT = 1,6 ( T) Ch­¬ng III TÝnh to¸n d©y quÊn m¸y biÕn ¸p 29.Yªu cÇu vËn hµnh a.Yªu cÇu vÒ ®iÖn. Khi vËn hµnh th­êng d©y quÊn MBA cã ®iÖn ¸p lµm viÖc b×nh th­êng vµ qu¸ ®iÖn ¸p do ®ãng ng¾t m¹ch trong l­íi ®iÖn hay sÐt ®¸nh g©y nªn. ¶nh h­ëng cña qu¸ ®iÖn ¸p do ®ãng ng¾t m¹ch víi ®iÖn ¸p lµm viÖc b×nh th­êng, th­êng chñ yÕu lµ ®èi víi c¸ch ®iÖn chÝnh cña MBA, tøc lµ c¸ch ®iÖn gi÷a c¸c d©y quÊn víi nhau vµ gi÷a d©y quÊn víi vá m¸y, cßn qu¸ ®iÖn ¸p do sÐt ®¸nh lªn ®­êng d©y th­êng ¶nh h­ëng ®Õn c¸ch ®iÖn däc cña MBA, tøc lµ gi÷a c¸c vßng d©y, líp d©y hay gi÷a c¸c b¸nh d©y cña tæng d©y quÊn. b.Yªu cÇu vÒ c¬ häc. D©y quÊn kh«ng bÞ biÕn d¹ng hoÆc h­ háng d­íi t¸c dông cña kùc c¬ häc do dßng ®iÖn ng¾n m¹ch g©y nªn. c.Yªu cÇu vÒ nhiÖt. Khi vËn hµnh b×nh th­êng còng nh­ trong tr­êng hîp ng¾n m¹ch, trong thêi gian nhÊt ®Þnh d©y quÊn kh«ng ®­îc cã nhiÖt ®é qu¸ cao v× lóc ®ã chÊt c¸ch ®iÖn sÏ bÞ nãng mÊt tÝnh ®µn håi, hãa gißn vµ mÊt tÝnh chÊt c¸ch ®iÖn. V× vËy khi thiÕt kÕ ph¶i b¶o ®¶m sao cho tuæi thä cña chÊt c¸ch ®iÖn lµ 15 ®Õn 20 n¨m. 30. Yªu cÇu vÒ chÕ t¹o. Lµm sao cho kÕt cÊu ®¬n gi¶n tèn Ýt nguyªn vËt liÖu vµ nh©n c«ng, thêi gian chÕ t¹o ng¾n, gi¸ thµnh h¹ vµ ph¶i ®¶m b¶o vÒ mÆt vËn hµnh. Nh­ vËy yªu cÇu ®èi víi thiÕt kÕ lµ. +Ph¶i cã quan ®iÓm toµn diÖn: KÕt hîp mét c¸ch hîp lÝ gi÷a hai yªu cÇu vÒ chÕ t¹o vµ vËn hµnh ®Ó s¶n phÈm cã chÊt l­îng tèt mµ gi¸ thµnh chÊp nhËn ®­îc. + Ph¶i chó ý ®Õn kÕt cÊu chÕ t¹o d©y quÊn sao cho thÝch hîp víi tr×nh ®é kÜ thuËt cña x­ëng s¶n xuÊt. + Ph¶i n¾m v÷ng nh÷ng lÝ luËn cã liªn quan ®Õn d©y quÊn CA, vËt liÖu c¸ch ®iÖn. Qu¸ tr×nh thiÕt kÕ cña d©y quÊn cã thÓ tiÕn hµnh theo 3 b­íc. + Chon kiÓu vµ kÕt cÊu d©y quÊn. + TÝnh to¸n s¾p xÕp vµ bè trÝ d©y quÊn. + TÝnh to¸n tÝnh n¨ng cña MBA. I. TÝnh to¸n d©y quÊn H¹ ¸p. Trong tr­êng hîp MBA nµy lµ lo¹i 2 d©y quÊn, cuén HA quÊn trong, cuén CA quÊn ngoµi, nh­ vËy ta sÏ tÝnh to¸n cuén d©y HA tr­íc, sau ®ã tÝnh ®Õn cuén d©y CA. 31.Sè vßng d©y mét pha cña d©y quÊn HA. W1= (3.1 TL1) Trong ®ã : Uf1= 231 (V) : §iÖn ¸p ®Þnh møc phÝa HA. => W1 = = 28,4 (vßng) Lµm trßn sè W1 = 29 (vßng) 32.MËt ®é dßng ®iÖn trung b×nh. Dtb = 0,746. kf. (3.2 TL1) = 0,746. 0,95. = 3,1 ( MA/m2 ) TrÞ sè Dtb lµ tÞ sè gÇn ®óng cho c¸c d©y quÊn CA vµ HA trÞ sè Dtb thùc tÕ trong c¸c d©y quÊn ph¶i lµm sao cho gÇn s¸t víi trÞ sè nµy 33.TiÕt diÖn mçi vßng d©y s¬ bé. THA = mm2 Trong ®ã : If1 : lµ dßng ®iÖn ®Þnh møc phÝa HA. If1 = 577,35 (A); Dtb= 3,1 .106 A/ mm2 THA = = 186,24 (mm2) 34.Chän kÕt cÊu d©y quÊn HA. Theo b¶ng 38, víi S=400K VA I1= 5,77,35 (A) ; U1 = 231(V) ; T1’ = 186,24 (mm2) Ta chän d©y quÊn h×nh èng hai líp d©y dÉn ch÷ nhËt . vËt liÖu d©y quÊn lµ ®ång vµ sè sîi chËp song song lµ 4 sîi . Sö dông lo¹i d©y quÊn nµy cã kÕt cÊu ®¬n gi¶n , dÔ chÕ t¹o , kh¶ n¨ng lµm m¸t tèt , ®é bÒn c¬ cao , gi¸ thµnh rÎ ... 35.Sè vßng d©y trong 1 líp Wl1= = =14,5(vßng) 36.ChiÒu cao h­íng trôc cña mçi vßng d©y kÓ c¶ c¸ch ®iÖn . hv1= = = 0,034 ( m) Trong ®ã : l = 0,53 m chiÒu cao d©y quÊn s¬ bé h¹ ¸p w1 : lµ sè vßng d©y trong mét líp h¹ ¸p 37.TiÕt diÖn s¬ bé mçi vßng d©y cña mçi sîi chËp Td1 = = = 46,56 ( mm2 ) Theo b¶ng 21: ta chän d©y quÊn h¹ ¸p cã kÝch th­íc tiªu chuÈn , víi quy c¸ch nh­ sau : M· hiÖu d©y quÊn – nv1 . ; Td1 Hay : лв .4 . ;46,7 Trong ®ã : лв : lµ m· hiÖu d©y dÉn ®ång tiÕt diÖn ch÷ nhËt tiªu chuÈn nv1 = 4 : lµ sè sîi chËp Td1 = 46,7 : lµ tiÕt diÖn tiªu chuÈn cña mçi sîi chËp a: chiÒu dÇy d©y dÉn tiªu chuÈn b: chiÒu réng d©y dÉn a’ = a + 2.δ = 5,6 + 0,5 = 6,1 mm b’ = b + 2δ = 8,5 + 0,5 = 9,0 mm 2.δ = 0,5 mm :lµ chiÒu dÇy c¸ch ®iÖn hai phÝa , theo tiªu chuÈn 38.Tõ ®ã ta cã tiÕt diÖn mçi vßng d©y THA = 4. Td1 = 4.46,7 =186,8 mm2 39.ChiÒu cao thùc cña mçi vßng d©y hv1 = 4. b’ = 4. 9,0 = 36 mm 40.MËt ®é dßng diÖn thùc cña d©y quÊn h¹ ¸p = = = 3,1(A/mm2) 41.ChiÒu cao d©y quÊn h¹ ¸p l1= hv1(Wl1+1) + 5 = 36. ( 14,5 +1) +5 = 563 mm = 0,563 m Lµm trßn : l1 = 0,5 63 m ; theo 3-13TL1 Trong ®ã trÞ sã 5 mm kÓ ®Õn viÖc quÊn d©y kh«ng chÆt. 42.ChiÒu dµy d©y quÊn HA a1=2.a’+a11=2.5,25+5=15,5mm (3.14b TL1) a11 = 5 mm :lµ kho¶ng c¸ch gi÷a hai líp cña d©y quÊn 43.§­êng kÝnh trong cña d©y quÊn HA D1’ = d + 2.a01= 0,18 + 2.20.10-3 D1’ = 0,22 ( m) (3.15 TL1) Lµm trßn: D1’ =22(cm) 44.§­êng kÝnh ngßai cña d©y quÊn HA D1’’= D1’+2a1= 0,22 +2.15,5 .10-3 D1’’= 0,251 (m ) (3.16TL1) 45.Träng l­îng ®ång cña d©y quÊn HA GCu1=28. t . (4-4b TL1) Víi : D=22; t=3: Sè trô cña MBA W1=29 T1= 0,186 m2 GCu1=28.3.=106,85 (KG) 46.Theo b¶ng 24 , Ta cÇn ph¶i t¨ng träng l­îng d©y do c¸ch ®iÖn lªn 2% Nªn lóc nµy ta cã träng l­îng d©y dÉn lµ : Gdd1= 1,02.106.85 =108.98 (KG) 47BÒ mÆt lµm l¹nh cña d©y quÊn HA. M1=(n+1).t.k..(D+D).l1.10-4 m 2 (3.25c TL1) Trong ®ã : n=1: Lµ sè r·nh dÇu däc trôc d©y quÊn HA. t=3: Sè trôc cña MBA. D=22 cm D= 25,1cm K=0,75 l1=5 63 cm HÖ sè k: HÖ sè kÓ ®Õn sù che khuÊt bÒ mÆt d©y quÊn do que nªm vµ c¸c chi tiÕt c¸ch ®iÖn kh¸c. M1=(1+1).3.0,75.3,14.( 22+25,1) 5 63. 10-4= 3,75(m2) ii. TÝnh to¸n d©y quÊn Cao ¸p. 48. Chän s¬ ®å ®iÒu chØnh ®iÖn ¸p . Ta chän s¬ ®å ®iÒu chØnh ®iÖn ¸p 4 cÊp cuén CA nh­ h×nh vÏ . ®Ó tr¸nh lùc c¬ häc t¸c dông lªn c¸c vßng d©y khi ng¾n m¹ch ta bè trÝ c¸c ®o¹n d©y ®iÒu chØnh n»m ë líp ngoµi cïng , mçi nÊc ®iÒu chØnh ®­îc bè trÝ thµnh 2 nhãm trªn d­íi d©y quÊn nèi tiÕp víi nhau vµ ph©n bè ®Òu trªn toµn chiÒu cao d©y quÊn , nªn kh«ng xuÊt hiÖn lùc chiÒu trôc . hai nöa ph©n ®o¹n d©y quÊn ®iÒu chØnh ph¶i ®­îc quÊn cïng chiÒu . * ¦ng víi mçi ®Çu ph©n ¸p lµ mét cÊp ®iÒu chØnh ®iÖn ¸p : . §Çu ph©n ¸p X1 øng víi cÊp ®iÒu chØnh ®iÖn ¸p t¨ng :5% . nt X2 nt : 2,5 % . nt X 3 nt b»ng ®iÖn ¸p ®Þnh møc . nt X4 nt : gi¶m -2,5% . nt X5 nt : gi¶m -5% C¸c ®Çu ph©n ¸p trªn ®­îc nèi v¸o c¸c cùc cña bé ®æi nèi : * Dßng ®iÖn lµm viÖc qua c¸c cùc cña bé ®æi nèi khi ®ã chÝnh b»ng dßng ®iÖn cao ¸p ®Þnh møc : I2 =I CA = 10,479 ( A) * §Ó cã ®­îc nh÷ng ®iÖn ¸p kh¸cnhau theo 4 cÊp ®iÒu chØnh phÝa cac ¸p ta cÇn ph¶i nèi : . CÊp ®iÒu chØnh +5% : 23750V t­¬ng øng X1Y1Z1 . CÊp ®iÒu chØnh +2,5% : 22875V t­¬ng øng X2 Y2 Z2 . CÊp ®iÒu chØnh ®Þnh møc : 22000V t­¬ng øng X3Y3Z3 . CÊp ®iÒu chØnh -2,5%: 21125V t­ong øng X4Y4Z4 . CÊp ®iÒu chØnh -5% : 20250V t­ong øng X5Y5Z5 49.Sè vßng d©y cu«n CA øng víi ®iÖn ¸p ®Þnh møc. W2®m= (3.28TL1) W2®m= .29 = 1594,6 (vßng) Lµm trßn : W2®m=1595 (vßng) 50.Sè vßng d©y CA ë mét líp ®iÒu chØnh. Do cã 4 cÊp ®iÒu chØnh nªn. W®c=0,025.W2®m W®c=0,025.1594,6=39,9 (vßng) 51. Sè vßng d©y t­¬ng øng trªn c¸c ®Çu ph©n nh¸nh. Ta cã 4 cÊp ®iÒu chØnh ±5 % vµ ±2,5 % W1 *1=W2®m+2.W®c= 1594,6 +2.39,9 = 1674,33 (vßng) W1*2=W2®m+W®c= 1594,6+ 39,9 = 1634,43 (vßng) W1*3= W2®m= 1594,6 (vßng) W1*4=W2®m-W®c=1594,6 - 39,9 = 1554,7 (vßng) W1*5=W2®m-2.W®c= 1594,6 - 2.39,9 = 1514,8(vßng) 52. MËt ®é dßng ®iÖn phÝa CA. D=2.D- D A/mm2 (3-30 TL1) Trong ®ã : D=3,1 (A/mm2) D=3,1 (A/mm2) =>D=2.3,1 - 3,1 = 3,1 (A/mm2) 53.S¬ bé tÝnh tiÕt diÖn vßng d©y CA. T= Trong ®ã: I=I2=10,479 (A) D=3,1 (A/mm2) => T==3,38 (mm2) 54.Chän kÕt cÊu d©y quÊn CA. Dùa vµo c¸c th«ng sè S=400 (KVA) T=3,38(mm2) U®m=22 (KV) Theo b¶ng 38 trang 207 [TL1] ta chän kÕt cÊu d©y ®ång h×nh èng nhiÒu líp d©y dÉn trßn.cã ­u ®iÓm cña kiÓu d©y nµy lµ cã thÓ quÊn ®­îc nhiÒu líp , chÕ t¹o ®¬n gi¶n , tuy nhiªn kh«ng tr¸nh khái nh­îc ®iÓm lµ khi c«ng suÊt t¨ng th× ®é bÒn c¬ gi¶m C¨n cø vµo tiÕt diÖn d©y dÉn theo b¶ng 20 tacã kÝch th­íc d©y dÉn trßn , víi quy c¸ch nh­ sau : m· hiÖu d©y dÉn – nv2 . ; Td2 лв-1. ; 3,94 Trong ®ã : Лв : m· hiÖu d©y dÉn chän d2 = 2,24 mm: §­êng kÝnh d©y dÉn tiªu chuÈn d = 2,64 mm: §­êng kÝnh d©y cã c¸ch ®iÖn. 2.δ = 0,4 (mm): ChiÒu dµy c¸ch ®iÖn T2=3,94 (mm) :TiÕt diÖn d©y tiªu chuÈn 55.TiÕt diÖn toµn phÇn cña mçi vßng d©y : TCA = nV2 .Td2 = 1.3,94 =3,94 mm2 56.MËt ®é dßng ®iÖn thùc cña d©y quÊn CA. D2=== 2,67 (A/mm2) 57.Sè vßng d©y mét líp. ë ®©y ta coi l1=l2=5 63 (cm). Tøc lµ coi chiÒu cao d©y quÊn CA b»ng chiÒu cao d©y quÊn HA. Wl2=-1 = - 1= 213 (vßng) theo ( 3.34TL1) 58.Sè líp trong cuén CA. nl2= = = 7,89(líp) (3-35TL1) Lµm trßn: nl2 = 8 (líp) 59.§iÖn ¸p gi÷a 2 líp kÒ nhau. Ul2=2.Wl2.Uv=2. 213. 8.13 = 3463,88 (V) (3-36 TL1) Trong ®ã : Uv= 8,13 (V) : §iÖn ¸p trªn 1 vßng d©y. Dùa vµo Ul2 chon chiÒu dµy c¸ch ®iÖn gi÷a c¸c líp (Theo b¶ng 26 trang 200 [1]) ta chän c¸ch ®iÖn ë mçi líp lµ b×a c¸ch ®iÖn, 5 líp b×a c¸ch ®iÖn*chiÒu dµy cña mét líp (mm) lµ 0,12(mm) ®Çu thõa c¸ch ®iÖn ë mét ®Çu d©y quÊn lµ l®2=1,6 (mm) 60.Ph©n phèi l¹i c¸c líp d©y quÊn. Do sè líp cña d©y quÊn ®­îc lÊy trßn thµnh sè nguyªn nªn sè vßng d©y trong mçi líp kh«ng ®óng b»ng 213 vßng ®· x¸c ®Þnh ë trªn , do ®ã cÇn ph¶i ph©n phèi l¹i sao cho sè vßng d©y gi÷a c¸c líp gÇn xÊp xØ víi sè ®ã . ta cã thÓ ph©n phèi nh­ sau 5 líp . 213 vßng = 1065 vßng 2 líp . 180 vßng = 360 vßng 1 líp . 249,33 vßng = 249,33vßng Tæng : 8líp = 1674,33 vßng * §Ó t¨ng ®iÒu kiÖn lµm m¸t d©y quÊn CA ta ph©n thµnh 2 tæ líp . tæ líp trong lµm nguéi khã kh¨n h¬n nªn bè trÝ 3 líp cã sè vßng d©y trong 1 líp Ýt h¬n 2 líp . 180 vßng = 360 vßng 1 líp . 249,33 vßng = 249,33vßng Tæ líp ngoµi bå trÝ 5 líp . 213 vßng =1065 vßng Gi÷a hai líp ta cÇn ®Æt mét r·nh dÇu däc trôc réng a’22 61. ChiÒu dµy d©y quÊn CA. a=d(n+m)+d[(n-1)+(m-1)]+ a (3.37a TL1) Trong ®ã : m,n: Lµ sè líp cña mçi tæ líp. m=5: Sè líp cña tæ líp trong d©y quÊn CA. n=3 Sè líp cña tæ líp ngoµi d©y quÊn CA. a=0,7 (cm) d= 0,5 (cm) : ChiÒu dµy líp c¸ch ®iÖn gi÷a CA vµ HA d’2 =2,64 mm => a=2,64. 8+5[(3-1)+(5-1)]+7= 58,12 mm 62.§­êng kÝnh trong cña d©y quÊn CA. D=D+2.a12 (3.56 TL1) Trong ®ã: D= 0,251 ( m) : Lµ ®­êng kÝnh ngoµi cña d©y quÊn HA D= 0,251 + 2.0.009 = 0,269 ( m) 63.§­êng kÝnh ngoµi cña d©y quÊn CA. D’= D+2.a2 (3.57 TL1) D’= 0,269 + 2.58,12.103 = 0,386 ( m) 64.Kho¶ng c¸ch gi÷a 2 trôc c¹nh nhau. C= D+a22 (3.58) C = 0,386+ 20.10-3 = 0,406 ( m ) 65.BÒ mÆt lµm l¹nh cña d©y quÊn CA. V× d©y quÊn CA cã 2 tæ líp, gi÷a chóng cã r·nh dÇu lµm l¹nh vµ tæ líp d©y quÊn lªn h×nh trô, cã que nªm th× cã 4 mÆt lµm l¹nh. Ta cã bÒ mÆt lµm l¹nh d©y quÊn CA lµ. M2= n.t.k..(D+D).l1.10-4 (m2) (3.59b TL1) Trong ®ã : k=0,8 lµ hÖ sè kÓ ®Õn sù che khuÊt bÒ mÆt d©y quÊn do que nªm vµ c¸c chi tiÕt c¸ch ®iÖn kh¸c n=2 : Sè tæ líp. t=3: Sè trô cña MBA. l1=l2= 5 63(cm) D=0,269( m) D= 0,386( m) => M2=2.3.0,8.3,14.( 0,269 + 0,386). 0,5 63= 5,56 (m2) 66.Träng l­îng d©y quÊn CA. GCu2=28.t..W2®m.T2.10-5 ( kg) (4-5) Trong ®ã : W2®m= 1594,6 (vßng) T2= 3,94 (mm2): TiÕt diÖn d©y quÊn CA => GCu2=28.3.. 1594,6 .3,94 .10-3 = 172,84(KG) Theo b¶ng 23 ta cÇn ph¶i t¨ng träng l­îng do c¸ch ®iÖn cña d©y ®ång lªn 10% ®èi víi d©y dÉn ®ång trßn , m· hiÖu лв. Khi ®ã träng l­îng d©y quÊn ®ång CA kÓ c¶ c¸ch ®iÖn : Nªn lóc nµy ta cã Gdd2= 1,01 .172,84 = 174,57(KG). 67.Toµn bé träng l­îng d©y quÊn b»ng ®ång cña cuén CA& HA. GCu= GCu1+ GCu2= 106,85 + 172,84 = 279,69 (Kg) 68.Toµn bé träng l­îng d©y quÊn kÓ c¶ c¸ch ®iÖn. Gd d = Gdd1+ Gdd2= 108,98 + 174,57 =283,55(KG) ch­¬ng IV tÝnh to¸n tham sè kh«ng t¶i ng¾n m¹ch TÝnh to¸n ng¾n m¹ch liªn quan ®Õn viÖc tÝnh to¸n tæn hao ng¾n m¹chPn, ®iÖn ¸p ng¾n m¹ch, dßng ®iÖn cùc ®¹i khi ng¾n m¹ch In, lùc c¬ giíi trong d©y quÊn vµ sù ph¸t nãng cña d©y quÊn khi ng¾n m¹ch. I .X¸c ®Þnh tæn hao ng¾n m¹ch. Tæn hao ng¾n m¹ch cña MBA hai d©y quÊn lµ tæn hao tæng MBA khi ng¾n m¹ch mét d©y quÊn cßn d©y quÊn kia ®Æt vµo ®iÖn ¸p Un ®Ó cho dßng ®iÖn trong hai d©y quÊn ®Òu b»ng ®Þnh møc. Tæn hao ng¾n m¹ch gåm c¸c thµnh phÇn sau: Tæn hao chÝnh: Lµ tæn hao ®ång trong d©y quÊn HA & CA do dßng ®iÖn g©y ra PCu2,PCu1. Tæn hao phô trong hai d©y quÊn: Do tõ th«ng t¶n xuyªn qua d©y quÊn lµm cho dßng ®iÖn ph©n bè kh«ng ®Òu trong tiÕt diÖn d©y g©y ra Pr1,Pr2. Tæn hao phô trong d©y dÉn ra: Prf1,Prf2: Th­êng tæn hao nµy rÊt nhá cã thÓ bá qua. Tæn hao chÝnh trong d©y dÉn ra pr1 , p r2 : Tæn hao trong v¸ch thïng dÇu vµ kÕt cÊu kim lo¹i kh¸c Pt: do tõ th«ng t¶n g©y nªn, th­êng th× tæn hao phô ®­îc tÝnh gép vµo trong tæn hao chÝnh b»ng c¸ch thªm vµo hÖ sè tæn hao phô Kf VËy tæn hao ng¾n m¹ch lµ: Pn=kf(KCu2+PCu1)+Pr1+Pr2+Pt (W) II.Tæn hao chÝnh 69.Tæn hao ®ång trong d©y quÊn HA *Nh­ ta ®· biÕt PCU tØ lÖ b×nh ph­¬ng cña mËt ®é dßng ®iÖn v× vËy khi b¶o ®¶m cho PCU b»ng h»ng sè, nÕu DT¨ng th× GCU ph¶i gi¶m. Nh­ng ta sÏ kh«ng ®Æt vÊn ®Ò t¨ng nhiÒu D ®Ó gi¶m träng l­îng ®ång GCU . V× vËy träng l­îng ®ång khång gi¶m ®­îc bao nhiªu mµ tæn hao ®ång sÏ t¨ng lªn nhiÒu ( Cã thÓ qu¸ møc qui ®Þnh ). §ång thêi d©y quÊn sÏ ph¸t nãng nhiÒu vµ ta ph¶i dïng nhiÒu dÇu vµ ph¶i tÝnh to¸n thªm cho phÇn t¶n nhiÖt. PCU1 = 2,4. D12.GCU1 =2,4 .( 3,1)2 .106,85 = 2464,4 (W) ( 4.3TL1 ) Víi : = 3,1 A/ mm2 : mËt ®é dßng ®iÖn thùc cña d©y quÊn HA GCU1 = 106,85 kg : träng l­îng d©y quÊn HA 70.Tæn hao ®ång trong d©y quÊn CA PCU2= 2,4.D22.GCU2 = 2,4.( 2,67)2.172,84 = 2957,195 (W) (4.57 TL1) Víi : D 2 = 2,67 A/mm2 : mËt ®é dßng ®iÖn thùc trong d©y quÊn CA GCU2 = 172,87 kg : träng l­îng d©y quÊn CA III.Tæn hao phô Tæn hao phô trong hai d©y quÊn: Do tõ th«ng t¶n xuyªn qua d©y quÊn lµm cho dßng ®iÖn ph©n bè kh«ng ®Òu trong tiÕt diÖn d©y g©y ra :pf Tæn hao phô ®­îc ghÐp vµo tæn hao chÝnh b»ng c¸ch thªm vµo mét hÖ sè kf vµo tæn hao chÝnh : Pf + p cu = pcu . kf theo 4-9 TL1 Do ®ã viÖc x¸c ®Þnh tæn hao phô lµ x¸c ®Þnh trÞ sè kf . trÞ sè nµy ®èi víi mçi lo¹i d©y quÊn th× kh¸c nhau . nã phô thuéc vµo kÝch th­íc h×nh häc cña d©y quÊn , vµo sù x¾p xÕp cña d©y dÉn trong tõ tr­êng t¶n 71.x¸c ®Þnh hÖ sè k f 1 trong d©y quÊn HA. §èi víi d©y quÊn ®ång tiÕt diÖn ch÷ nhËt , vµ n= 2 lµ sè thanh dÉn cña d©y quÊn th¼ng gãc víi tõ th«ng t¶n , ta cã c«ng thøc 4-10b TL1 KF1= 1+ 0,095b2.a4. n2 Trong ®ã: a= 0,56 cm : lµ kÝch th­íc cña d©y dÉn theo h­íng th¼ng gãc víi tõ th«ng t¶n b = (.KR)2 theo 4-11b TL1 Víi : b = 8,5 mm : lµ kÝch th­íc d©y dÉn theo h­íng song song víi tõ th«ng t¶n m = wlHA = 14,5 lµ sè thanh dÉn cña d©y quÊn song song víi tõ th«ng t¶n KR =0,95 : HÖ sè qui ®æi tõ tr­êng t¶n l= l1 = 56,3 (cm) => b2 =(.0,95)2 = 0,043 => Kf1= 1+0,095.0,0432.(0,56)4.(2)2= 1,0002 72.X¸c ®Þnh hÖ sè kf2 trong d©y quÊn CA. §èi víi d©y ®ång tiÕt diÖn trßn vµ n=8 > 2 lµ sè thanh dÉn th¼ng gãc víi tõ th«ng t¶n . ¸p dông 4-10c ta cã : kf2 = 1+ 0,044 . β2 . d42 .n2 Trong ®ã : d2 =2,24 mm= 0,224 cm : lµ ®­êng kÝnh cña d©y dÉn trßn d©y quÊn CA b’= Víi : Wl 2 = 213 : lµ sè thanh dÉn cña d©y quÊn CA song song víi tõ th«ng t¶n l=l1=56,3 (cm) : chiÒu cao d©y quÊn CA kr =0,95. HÖ sè qui ®æi tõ tr­êng t¶n => β’ =( .0,95)2 = 0,65 => Kf2= 1+0,044 . 0,65 2 . .0,2244 . 82 = 1,003 73.Tæn hao chÝnh trong d©y dÉn ra.pr1 pr2n §Ó x¸c ®Þnh ®­îc tæn hao trong d©y dÉn ra ta lÇn l­ît ®i x¸c ®Þnh träng l­îng ®ång vµ chiÒu dµi d©y dÉn ra trong d©y quÊn CA vµ HA : 74.Tæn hao chÝnh trong d©y dÉn ra d©y quÊn HA. lr1=7,5.l1=7,5. 56,3 = 422,25 (cm) : ChiÒu dµi d©y dÉn ra ®èi víi d©y quÊn nèi Y . theo 4-18 TL1 Tr1= T HA =186,4 mm2 : TiÕt diÖn d©y dÉn ra cña cuén HA δ =8900 kg/ m3 : ®iÖn trë suÊt cña ®ång + Träng l­îng d©y dÉn ra. Gr1= lr1.Tr1g.10-8 (4.60 TL1) Gr1= 422,5 . 186,4 .8900.10-8 = 7,01 (kg) + Tæn hao ®ång trong d©y dÉn ra. Pr1= 2,4. D12.Gr1 =2,4.(3,1)2. 7,01 = 161,679 (W) theo 4-18 TL1 75.Tæn hao chÝnh trong d©y dÉn ra d©y quÊn CA. Pr2=2,4.D22.Gr2 Víi : Gr2=lr2.Tr2.g.10-8 Trong ®ã : ChiÒu dµi d©y dÉn ra: lr2 =7,5.l2=7,5.56,3=422,25 (cm) theo 4-14 TL1 ®èi víi d©y quÊn nèi Y Tr2=T CA = 3,94 mm2 : TiÕt diÖn d©y dÉn ra quÊn CA δ = 8900 kg / m3 : ®iÖn trë suÊt cña ®ång => Gr2=422,25. 3,94 .8900.10-8= 0,15 kg + Tæn hao ®ång trong d©y dÉn ra cuén CA. Pr2=2,4.D22.Gr2 =2,4. 2,672 . 0,15 = 2,57 (W) (4.63 TL1) 76.tæn hao trong v¸ch thïng vµ c¸c chi tiÕt kim lo¹i kh¸c pt Ta ®· biÕt , mét phÇn tõ th«ng t¶n cña m¸y biÕn ¸p khÐp qua v¸ch thïng dÇu , c¸c xµ Ðp g«ng , c¸c bu l«ng vµ c¸c chi tiÕt b»ng s¾t kh¸c . tæn hao ph¸t sinh trong c¸c bé phËn nµy chñ yÕu lµ trong v¸ch thïng dÇu vµ cã liªn quan ®Õn tæn hao ng¾n m¹ch . ta cã thÓ x¸c ®Þnh p t theo c«ng thøc kinh nghiÖm pt = 10 . k .s ( W) theo 4-21 TL1 Trong ®ã : k= 0.015 : tra b¶ng 40a TL1 => pt = 10.400.0015 = 60 ( W) 77.Tæng tæn hao ng¾n m¹ch. Pn =PCu1.Kf1+PCu2.Kf2+Pr1+Pr2 + pt (4.64 TL1) Pn = 2464.1,0002 + 2957,19 .1,003 + 161,679 + 2,57 +60 ( W) Pn = 5654,4 ( W) VËy tæn hao tÝnh to¸n v­ît qu¸ tæn hao bµi cho lµ: = - 1,66 N»m trong ph¹m vi cho phÐp + - 5% IV.X¸c ®Þnh ®iÖn ¸p ng¾n m¹ch.(Un) ®iÖn ¸p ng¾n m¹ch cña m.b.a hai d©y quÊn un % lµ ®iÖn ¸p ®Æt vµo mét d©y quÊn víi tÇn sè ®Þnh møc , cßn d©y quÊn kia nèi ng¾n m¹ch sao cho dßng ®iÖn hai phÝa ®Òu b»ng c¸c dßng ®iÖn ®Þnh møc t­¬ng øng . Un % lµ mét tham sè rÊt quan träng ¶nh h­ëng tíi nh÷ng dÆc tÝnh vËn hµnh còng nh­ kÕt cÊu cña m¸y.ThËt vËy : Khi Un% bÐ th× dßng ®iÖn ng¾n m¹ch In lín g©y nªn lùc c¬ häc trong MBA lín. Khi Un% lín th× ®iÖn ¸p gi¸ng DU ë trong MBA t¨ng lªn ¶nh h­ëng ®Õn c¸c hé dïng ®iÖn.( ®Ìn tèi , më m¸y ®éng c¬ kh«ng ®ång bé khã kh¨n ...) Sù ph©n phèi t¶i gi÷a c¸c MBA lµm viÖc song song víi Un kh¸c nhau sÏ kh«ng hîp lÝ. Kh«ng tØ lÖ víi dung l­îng cña m¸y mµ tØ lÖ nghÞch víi ®iÖn ¸p ng¾n m¹ch Un%. Ta ®· biÕt ®iÖn ¸p ng¾n m¹ch toµn phÇn : Un= ( %) Trong ®ã : Unr : lµ thµnh phÇn t¸c dông cña un U nx : lµ thµnh phÇn ph¶n kh¸ng cña un 78. Thµnh phÇn ®iÖn ¸p ng¾n m¹ch t¸c dông. Unr===1,414 % theo 4-22 TL1 Trong ®ã : pn = 5654,4 ( w) tæn hao ng¾n m¹ch m.b.a S = 400 KVA dung l­îng ®Þnh møc m.b.a 79.Thµnh phÇn ®iÖn ¸p ng¾n m¹ch ph¶n kh¸ng unx ë ®©y ta thiÕt kÕ m.b.a dïng d©y quÊn ®ång t©m vµ hai d©y quÊn cã chiÒu cao b»ng nhau :. Unx= ( %) theo 4-23 TL1 Trong ®ã: b=== 1,49 S’= 133,3 KVA : c«ng suÊt trªn mçi trô aR= a12 + = 0,031( m) Uv=8,13 (V) Kr = 0,95 : hÖ sè Unx=. 0,95 . 10-1 = 3,5% 80 §iÖn ¸p ng¾n m¹ch to¸n phÇn lµ. Un=== 3,775 % Nh­ vËy ®iÖn ¸p ng¾n m¹ch nhá h¬n tiªu chuÈn lµ . 100 = - 5,63 % Tho¶ m·n ®iÒu kiÖn sai lÖch +, - 5% cho phÐp V.TÝnh to¸n lùc c¬ häc cña d©y quÊn m.b.akhi ng¾n m¹ch Khi m.b.a bÞ sù cè ng¾n m¹ch th× dßng ®iÖn ng¾n m¹ch rÊt lín sÏ g©y lªn lùc c¬ häc rÊt nguy hiÓm ®èi víi d©y quÊn m.b.a . Bëi vËy ®Ó ®¶m b¶o cho m.b.a lµm viÖc an toµn , khi thiÕt kÕ m¸y ta ph¶i x