PHẦN MỞ ĐẦU 1.1: Giới thiệu chung về máy biến áp điện lực 1.1: Định nghĩa Máy biến áp dầu là một dạng của máy biến áp hay máy biến thế là thiết bị điện từ tĩnh, làm việc dựa trên nguyên lý cảm ứng điện từ, dùng để biến đổi hệ thống điện áp, với tần số không đổi. Ở máy biến áp, việc biến đổi điện áp chỉ thực hiện được khi dòng điện là xoay chiều hoặc dòng điện biến đổi xung. Máy biến áp được dùng trong hệ thống truyền tải và phân phối điện năng, ngoài ra máy biến áp cũng được dùng cho một số yêu cầu khác như nối mạch chỉnh lưu, làm nguồn cấp điện cho lò điện, máy hàn, máy thử nghiệm… 1.2: Cấu tạo máy biến áp ngâm dầu 3 pha Một MBA thông thường được cấu tạo từ 3 phần chính là vỏ máy,lõi thép và phần dây quấn,với máy biến áp ngâm dầu 3 pha thì số lượng lõi thép và dây quấn là 3 tương ứng với 3 pha của dòng điện.1: Cấu tạo một máy biến áp 2 1.1: Phần vỏ máy Tùy theo từng loại máy biến áp mà vỏ máy biến áp được làm bằng các chất liệu khác nhau. Chúng thường được làm từ nhựa, gỗ, thép, gang hoặc tôn mỏng, có công dụng để bảo vệ các phần tử của máy biến áp ở bên trong nó, bao gồm: nắp thùng và thùng.
Nắp thùng dùng để đậy trên thùng và trên đó có các bộ phận quan trọng như: - Sứ cách điện của dây quấn cao áp và dây quấn hạ áp. - Bình dãn dầu (bình dầu phụ) có ống thủy tinh để xem mức dầu - Ống bảo hiểm: làm bằng thép, hình trụ nghiêng, một đầu nối với thùng, một đầu bịt bằng một đĩa thuỷ tinh. Nếu áp suất trong thùng tăng lên đột ngột, đĩa thuỷ tinh sẽ vỡ, dầu theo đó thoát ra ngoài để máy biến áp không bị hỏng. - Lỗ nhỏ đặt nhiệt kế.
- Rơle hơi dùng để bảo vệ máy biến áp. Phần thùng cần được chế tạo bằng các vật liệu có độ bền và chống ăn mòn cao,thiết kế có các rãnh khí để dễ dàng trong việc tản nhiệt và cần xử lí chống thấm và chống dò rỉ phần dầu cách điện 1.2: Phần lõi thép Lõi thép dùng để dẫn từ thông, được chế tạo từ các vật liệu dẫn từ tốt. Được ghép từ các lá thép kỹ thuật điện thành mạch vòng khép kín,các lá thép mỏng mặt ngoài có sơn cách điện với bề dày từ 0,3 - 0,5mm. Lõi có thể có các hình dạng khác nhau như hình chữ nhật,hình xuyến,hình trụ… Lõi thép gồm 2 phần gồm Trụ và Gông.
Trụ là phần để đặt dây quấn còn Gông là phần nối liền giữa các trụ để tạo thành mạch từ kín.2: Lõi thép của máy biến áp 1.3: Phần dây quấn Dây quấn thường làm bằng dây đồng hoặc nhôm, tiết diện tròn hay chữ nhật, bên ngoài có bọc cách điện. Dây quấn gồm nhiều vòng dây và lồng vào trụ thép, giữa các vòng dây, giữa các dây quấn và giữa dây quấn với lõi ép đều có cách điện. Máy biến áp thường có hai hoặc nhiều dây quấn. và số vòng dây của các cuộn là khác nhau, tùy thuộc vào nhiệm vụ của máy biến áp.3: Dây quấn máy biến áp Có 2 loại dây quấn: dây quấn sơ cấp và dây quấn thứ cấp - Dây quấn nhận năng lượng từ lưới gọi là dây quấn sơ cấp - Dây quấn cung cấp năng lượng cho phụ tải gọi là dây quấn thứ cấp Số vòng dây của cuộn sơ cấp và thứ cấp là khác nhau.
Số vòng dây cuộn sơ cấp lớn hơn số vòng dây cuộn thứ cấp thì là máy biến áp hạ áp (máy biến áp 4 hạ thế), ngược lại số vòng dây cuộn sơ cấp nhỏ hơn số vòng dây cuộn thứ cấp thì là máy biến áp tăng áp (máy biến áp tăng thế).3: Nguyên lý hoạt động Hình 1.4: Sơ đồ nguyên lý máy biến áp Nguyên lý hoạt động của máy biến áp 3 pha là hoạt động dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ. Dòng điện được tạo ra bên trong cuộn dây nối với một hiệu điện thế sơ cấp và một dải từ trường biến thiên nằm trong lõi sắt của cuộn dây dẫn. Dải từ trường biến thiên này có tác dụng tạo ra một hiệu điện thế thứ cấp.4: Ưu điểm và nhược điểm của MBA ngầm dầu Ưu Điểm: - Máy biến áp dầu có công suất khá lớn, nên giúp tiết kiệm nguồn điện năng và giảm chi phí cho người sử dụng. - Máy biến áp sử dụng dầu có tác dụng làm mát hệ thống, đường dây điện có khả năng chịu tải cao hơn và có khả năng kéo dài tuổi thọ cho các thiết bị điện khác.
Nhược Điểm: 5 - Tuy có lợi thế về hiệu suất tản nhiệt nhưng dầu làm mát dễ gây cháy nổ. Nếu xảy ra sự cố quá áp, dầu máy tràn ra tạo nguy cơ ô nhiễm môi trường - Khi xây dựng trạm biến áp sử dụng máy dầu đòi hỏi: + kết cấu không gian đặt MBA dầu có những đòi hỏi khắt khe + công trình phải có các biện pháp ngăn chặn cháy lan + chi phí xây dựng trạm biến áp sử dụng dầu thường cao hơn chi phí sử dụng máy khô 1.5: Phạm vi ứng dụng Phạm vi ứng dụng của MBA không chỉ giới hạn trong mỗi công nghiệp hay trong dân dụng mà nó còn có phạm vi ở các nhà máy điện. Bởi máy biến áp có tác dụng thay đổi hiệu điện thế xoay chiều, tăng áp, giảm áp và đóng vai trò vô cùng quan trọng trong việc truyền tải điện năng.2: Giới thiệu chung về thiết kế máy biến áp điện lực 1.1: Vài nét về tình hình chế tạo máy biến áp hiện nay và quá trình phát triển của nó Máy biến áp điện lực1 là một bộ phận rất quan trọng trong hệ thống điện. Việc tải điện năng đi xa từ nhà máy điện đến hộ tiêu thụ trong các hệ thống điện hiện nay cần phải có tối thiểu 4 đến 5 lần tàng giảm điện áp.
Do đó tổng công suất đạt (hay dung lượng) của các mba gấp mấy lần công suất của máy phát điện. Gần đây người ta tính ra rằng nó còn có thể gấp 6 đến 8 lần hoặc hơn nữa. Hiệu suất của mba thường rất lớn (98 - 99%), nhưng do số lượng mùa nhiều nên tổng tổn hao trong hệ thống rất đáng kể vì thế cần phải chú ý đến việc giảm các tổn hao, nhất là tổn hao không tải trong mba. Để giải quyết vấn đề này hiện nay trong ngành chế tạo MBA người ta dùng chủ yếu là thép cán lạnh - có suất tổn hao và công suất từ hóa thấp hay đặc biệt thấp, mặt khác còn 1 Máy biến áp điện lực: MBA 6 thay đổi các kết cấu mạch từ một cách thích hợp như ghép mối nghiêng các là tôn trong lõi thép, thay các kết cấu bulông ép trụ và gông xuyên lõi thép hàng các vòng đai ép hay dùng những qui trình công nghệ mới về cắt dập lá thép tự động, về ủ lá thép, về láp ráp v.
Nhờ vậy mà công suất và điện áp của các MBA đã được nâng lên rõ rệt. Hiện nay người ta đã chế tạo được những MBA dung lượng trên 1000 MVA và điện áp đến 1150 kV. Ở nước ta sau ngày giải phóng miền Bắc mới có một vài cơ sở thiết kế và chế tạo máy biến áp và đặc biệt là sau khi thống nhất đất nước (1975) nhiều nhà máy chế tạo MBA mới đã được xây dựng. Tuy vậy chúng ta cũng đã tiến hành sửa chữa, thiết kế chế tạo được một khối lượng khá lớn máy biến áp, phục vụ cho nhiều cơ sở sản xuất trong nước, và máy biến áp của ta cũng đã được xuất khẩu sang một số nước.
Nhà máy Chế tạo Biến thế Hà Nội nay liên doanh với hãng thiết bị điện ABB đã chế tạo được nhiều loại MBA phân phối, điện áp tới 35 kV. Nhà máy Thiết bị Điện Đông Anh đã thiết kế chế tạo mba truyền tải có công suất tới 63 MVA, điện áp 110 và 220 kV. Đó là những cố gáng và tiến bộ của ngành chế tạo máy biến áp ở nước ta.2: Tiêu chuẩn hóa trong việc chế tạo máy biến áp Một trong các nhiệm vụ của ngành chế tạo MBA là xác định được những yêu cầu riêng cho các MBA, vừa phải phản ảnh được những yêu cầu về vận hành và điều kiện làm việc của nó, vừa phải xác định được điều kiện và khả năng hiện tại của ngành chế tạo MBA. Các tiêu chuẩn để chế tạo các ma điện lực được xây dựng trên cơ sở đảm bảo sự phát nóng cho phép, năng lực quá tải, sơ đồ tổ nối dây, dung lượng, điện áp định mức, điều chỉnh điện áp, các đặc tính về không tải, ngắn mạch.
Do yêu cầu và mở rộng thang công suất, điện áp và để nâng cao chất lượng cũng như tính năng mba, nhiều tiêu chuẩn trước đây dần dần đã được thay bằng một loạt những tiêu chuẩn mới khác. Trước đây các MBA được chia làm 4 thang công suất (4 cỡ) như sau: 7 - Cỡ I từ 5 đến 100 kVA điện áp đến 35 kV. - Cỡ II từ 135 đến 560 kVA điện áp đến 35 kV - Cỡ III từ 750 đến 5600 kVA điện áp đến 35kV - Cỡ IV từ 7500 đến 60000 kVA, điện áp từ 35 kV trở lên Những tiêu chuẩn mới về đặc tính của MBA hiện nay cò những yêu cầu cao hơn như tổn hao giảm đi đáng kể, hiệu suất tăng lên, giảm mức tăng nhiệt độ cho phép của dây dẫn và dầu, kí hiệu sơ đồ nối dây mới, mở rộng phạm vị sử dụng điều chỉnh điện áp dưới tải, tăng cường những yêu cầu và trang bị của MBA bằng các thiết bị kiểm tra chất lượng và bảo quản dầu 1.3: Sử dụng vật liệu mới trong việc chế tạo Việc tìm kiếm một loại vật liệu mới là nhằm mục đích cải thiện các đặc tính của mba như giảm tổn hao năng lượng kích thước, trọng lượng và tăng độ tin cậy của nó. Khuynh hướng chung thường là thay những vật liệu quí, hiếm bằng những vật liệu rẻ và dễ kiếm hơn, như dùng dây nhôm thay dây đồng trong các mba công suất nhỏ và trung bình là một ví dụ.
Vật liệu dùng trong mùa thường có ba loại: - Vật liệu tác dụng dùng để dẫn diện như dây quấn, dẫn từ như lõi thép. - Vật liệu cách diện để cách điện các cuộn dây hay các bộ phận khác như cáctông cách điện, sứ, dầu máy biến áp. - Vật liệu kết cấu dùng để giữ, bảo vệ biến áp như xã ép, bulông, vỏ máy.