Giáo trình Máy biến áp - Chương 2: Các đặc tính làm việc ở tải đối xứng của máy biến áp

Giản đồ nàng lượng của máy biến áp Độ thay đổi điện áp Các phương pháp điều chỉnh điện áp của máy biến áp Hiệu suất của máy biến áp Giản đồ năng lượng của máy biến áp Gọi P1 là còng suất tác dụng đứa vào dây quấn sơ cap mba: Pj= mLU1I1cosọL (4.1) Một phẩn công suất này bù vào : Tổn hao đồng trên điện trỏ của dây quan sơ: pcul= m1rLI21 Tổn hao sắt trong lôi thép tnba : pFe = niirluIo2 Cóng suất còn lại gọi là công suất điện từ chuyển sang dây quấn thứ cap: Pdt = P1 - (Pcui + PFe) = m2E2l2CosY2 (4.2) Công suất ỏ đẩu ra P2 cuả mba sè nhỏ hơn công suất điện từ một lượng chính bằng tổn hao đồng trên điện trỏ của dây quan thu : pcir= m2r2I22 =in1r2lC: Trong đó q2= m2x2P2 để tạo ra tủ trường tản ả dây quấn thu. Tải có tính chất điện cam ( 0) thì Q2 > 0. lúc đố Q > 0 và còng suất phản kháng truyền tủ dây quấn sơ cấp sang dây quail thu cap. Tải có tính chat điện dung ( 0, toàn bộ cóng suất phan kháng từ phía thu cap và sơ cap đều dùng để từ hoá MBA. Sự càn bằng cóng suất tấc dụng và phản kháng trinh bày trên hình 4.2 Xác định AU báng phương pháp giải tích. liệ so tải cua mba. Độ thay đổi điện áp và cách điều chỉnh Độ thay đòi điện áp thứ cấp mba AU là hiệu số số học giũa trị số điện áp thu cấp lúc không tải U2Ũ (điều kiện Ui = Ulđm) vả Lúc có tải U2 . Ta có: BC = AịÌ- = Iđm T1 t' Hình 4-3 Xác định AU của mba _ 1n12điìi J2 _rtt - Tr 1 u Iđm Uđm cos<p3: hệ số công suất của mba. AB = X1A = = pum. Idni 1dm ^2dm Từ A hạ đũòng thẳng góc AP xuống oưụ và gọi xAP = n và CP = 111, ta có: u'2i = 71-n2 - 111 n u?i - 1 - —— 111 2 2 AU. = 1-uL =m + U (4.7) 2 2 Tính 111 vả 11, ta đúộc : in = CK-KB = P(Um*cos(p2+Uns*sin(p2) 11 = AH-HP = P(UIDt«cosọ2-Unr*siii(p2) V ậV AU, = p (U^* c o s<p2+Unx± s in(p2) + p2 (ưnx* co S(p3-Uo. s in(p2 )2/2 só hạng sau rắt nhẻ có thể bỏ qua nên: AU*= PiUn^coscpH + U^sincpj) (4.8) Tính AU* theo %, ta viểt lại biểu thức trên: AU*% = p(unr%coso2 + 1111X%SÌ11O2) (4.9) hoặc AU*% = pun%(cos(pn.cos(p2 - sin<pn.sin(p2) (4.10) (b) Hình 4-4 Quan hê AU-f(p) I (2050)2 = const Quan hệ All= f(cos(pj I p =const Hình 4.4 cho biết các quan hệ AU = f(p) khi cos(p2 = cie vả AU = f(cos(p2) khi p = Cffi Các phương pháp điều chỉnh điện áp của MBA 4.3.1. Thay đồi sô vòng dây khi máy ngùng làm vỉệc: Dùng cho các máy biến áp hạ áp khi điện áp thu cap thay đổi hoặc khi điểu chỉnh điện áp theo đồ thị phụ tải hàng năm. Đôi vói mba cỏn2 suẩt nhỏ : một pha có 3 đàn phân nhánh : ± 5%Uđm. Đổi vói mb a công su ắt lớn : một pha có 5 đầu phàn nhánh: ±2x 2.5%uđm Việc thực hiện đổi nổi khi máy ngìtng Làm việc, nên thiết bị đổi nối đơn giản, rể tiền, đặt trong thùng dầu và tay quay đặt trên nắp thùng. Các đầu phàn áp đúa ra cuối cuộn dày thì việc cách điện chúng dề dàng hơn (hình 4.5a). Các đầu phân áp đũa ra giữa cuộn dây thì Lục điện từ đổi xung và tử trũờng tản phản bổ sê đều (hình 4.5b). (a) (b) Hình 4-5 Các kiểu diều chỉnh diện áp của mbũ 4.4,1.Thay dổi sô vàng dây khi máy dang làm vỉệc (điêu áp dưói tài) Trong hệ thống điện lire cỏng suất lổnf nhiều khi cần phải điều chỉnh điện áp khi máy biến áp đang làm việc để phản phổi Lại còng suất tác dụng vả phản kháng giũa các phản đoạn cua hệ thòng. Các MBA này có tên gọi là MBA điêu chỉnh di rỏi tải, Điện ảp thường được điều chỉnh tửng 1% trong phạm vi z 10%Uđm. (c) Hỉnh 4-ố Thiết bi đổi néỉ và quá trình điều chỉnh điện áp củd mba điểu chỉnh dưới tdi Việc đoi nổi các đầu phân áp trong MBA điều chỉnh dưới tải phức tạp hơn và phải có cuộn kháng K (hình 4.6) để hạn chế dòng điện ngắn mạch của bộ phận dây quấn bị nối ngắn mạch khi thao tác đổi nối. Hình 4.6 Cling trinh bày quá trình thao tác đổi nổi tử đầu nhánh Xị sang đầu nhánh X2? trong đó Tp Tn là các tiếp xúc tnĩỢc; c? C2 lả công-tẳc-tơ. Ớ vị trí (a và c) dỏng qua cuộn kháng K theo hai chiểu ngược nhau, nên tử thông trong lòi thép gần bang không, điện kháng X của cuộn kháng rất bé. Trong vị tri trung gian (b) dòng ngắn mạch chạy qua K cùng chiều nên có từ thông ộ và X lớn. Lảm giảm dòng ngan mạch In. Công-tắc-tơ C1? C2 dặt riêng trong thùng dầu phụ gắn vảo vách thung dầm vì quá trình đóng cắt công-tác-tớ làm bẩn đẩu. Trên lù 1111 4.7 trình bảy sơ đồ nguyên Lý ctỉa bộ điểu áp dưới tải dùng điện trỏ R. Điậỉi trổ R làm chức năng hạn chế dòng điện ngắn mạch. Còn hi nil 4.8 cho ta thay việc bổ trí bộ diều ầp dưới tải trong thùng mba. Hình 4-7 Nguyên lý diều áp duớĩ tài dùng diện trà R 2.4. Hiệu suất của máy biến áp Hiệu suất cua mba là tỉ sổ giừa cóng suầt đẩu ra P2 vả công suất đầu vào Pj: q% = ^100 (4.11) P1 Hiệu suẩt mba nhổ hơn 1 vì quá trình truyền tải cỏng suất qua mba có tổn hao đồng và ton hao sắt. Ngoài ra còn kể đến ton hao do dóng điện xoáy trên vách thùng dầu và bu lỏng lắp ghép. Như vậy biểu thúc (4.11), có thể viết lại : n% = (l- )100 (4.12) p2 +Sp vói Zp = Pcui + P™2 + PFe Ta đà có phần trước: Pre = PG Pcul — Pcu2 — ưh — kdĩ = 1'nlf = rD 12dm ■' ” = PnP Helm T, TTT TT T H nn P2 = U2In cos(p2 = U2đlliI2đ;il--^cosq)2 = psđmcos(p2 2dm Thế vào (4.12), ra có : 1J 4- R2P T1% = (1-— 0 p n — )100 (4.13) pS^coso.+I’o+p2!’, Hình 4-9 Quan hệ ĩ|=f{p) I cosq2=consi Thiiòng thì các tổn hao rất nhổ so với còng suất truyền tai nên hiệu suất ĩ] mba rát cao. Đoi vói mba dung Lượng lóiụ hiệu suất đạt tới trên 99%. Ta thấy q = f(p,cosọ:), cho cosípỊ = const, ta tìm hiệu suất cục đại : Hiệu suất 111.b.a đạt giá trị cực đại khi tốn hao không đổi bàng tổn hao biển đổi hay tổn hao sát bằng tổn hao đong. h- = 0,2->0.25 p„ =>pmax =0.45->0.5 Trên lilnh 4.9 trình bảy quan hệ hiệu suât q = f(P) khi costpn = const.