Máy biến áp là gì? Máy biến áp 1 pha, máy biến áp 3 pha, (nguyên lý, cấu tạo, phân loại, vai trò, công dụng, các công thức liên quan…) máy biến áp!

Máy biến áp là gì?

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.

Phân loại máy biến áp

• Máy biến áp điện lực để truyền tải và phân phối công suất trong hệ thống điện lực.
• Máy biến áp hàn chuyên dùng sử dụng ở lò luyện kim, các thiết bị chỉnh lưu, MBA hàn …
• Máy biến áp tự ngẫu dùng để liên lạc trong hệ thống điện, mở máy động cơ không đồng bộ công suất lớn.
• Máy biến áp đo lường dùng để giảm các điện áp và dòng điện lớn đưa vào các dụng cụ đo tiêu chuẩn.
• Máy biến áp thí nghiệm dùng để thí nghiệm điện áp cao.

Máy biến áp có rất nhiều loại song thực chất hiện tượng xảy ra trong chúng đều giống nhau. Để thuận tiện cho việc nghiên cứu, sau đây ta xét MBA điện lực một pha hai dây quấn.

Nguyên lý làm việc của máy biến áp là gì?

Máy biến áp lý tưởng có các tính chất như sau :

• Cuộn dây không có điện trở.
• 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.
• Độ từ thẩm của thép rất lớn (μ = ∞), 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.

Máy biến áp hoạt động theo nguyên lý cảm ứng điện từ.

Dây quấn 1 có N1 vòng dây được nối với nguồn điện áp xoay chiều có điện áp U1, gọi là dây quấn sơ cấp. Dây quấn 2 có N2 vòng dây cung cấp điện cho phụ tải Zt điện áp là U2 gọi là dây quấn thứ cấp.

Nếu giả thiết MBA đã cho là MBA lý tưởng, nghĩa là bỏ qua sụt áp gây ra do điện trở và từ thông tản của dây quấn thì E1 = U1 và E2 = U2:

U1 / U2 = E1 / E2 = N1 / N2 = k

Nếu bỏ qua tổn hao trong MBA thì: U1 x I1 = U2 x I2

Như vậy, ta có:

U1 / U2 = I2 / I1 = k

• Nếu N2 > N1 thì U2 > U1 và I2 < I1 : MBA tăng áp.
• Nếu N2 < N1 thì U2 < U1 và I2 > I1 : MBA giảm áp.

Các đại lượng định mức của máy biến áp là gì?

Vai trò và công dụng của máy biến áp là gì?

Để dẫn điện từ nhà máy phát điện đến hộ tiêu thụ cần phải có đường dây tải điện. Nếu khoảng cách từ nơi sản xuất điện đến hộ tiêu thụ lớn, một vấn đề đặt ra là việc truyền tải điện năng đi xa làm sao cho kinh tế nhất.

Ta có, dòng điện truyền tải trên đường dây:

I = P / (Ucos∆φ)

Và tổn hao công suất trên đường dây:

ΔP = R d  (I xI) = R d  (PxP) / (U x U x cosφ x cosφ )

Trong đó:

• P là công suất truyền tải trên đường dây;
• U là điện áp truyền tải của lưới điện;
• R_d là điện trở đường dây tải điện;
• Cos φ là hệ số công suất của lưới điện,
• φ là góc lệch pha giữa dòng điện I và điện áp U.

Từ các công thức trên cho ta thấy, cùng một công suất truyền tải trên đường dây, nếu điện áp truyền tải càng cao thì dòng điện chạy trên đường dây sẽ càng bé, do đó trọng lượng và chi phí dây dẫn sẽ giảm xuống, tiết kiệm được kim loại màu, đồng thời tổn hao năng lượng trên đường dây sẽ giảm xuống. Vì thế muốn truyền tải công suất lớn đi xa ít tổn hao và tiết kiệm kim loại màu người ta phải dùng điện áp cao, thường là 35, 110, 220, 500kV.

Trên thực tế các máy phát điện chỉ phát ra điện áp từ 3 ÷ 21kV, do đó phải có thiết bị tăng điện áp ở đầu đường dây. Mặt khác các hộ tiêu thụ thường yêu cầu điện áp thấp, từ 0.4 ÷ 6kV, vì vậy cuối đường dây phải có thiết bị giảm điện áp xuống. Thiết bị dùng để tăng điện áp ở đầu đường dây và giảm điện áp cuối đường dây gọi là máy biến áp (MBA).

Cấu tạo máy biến áp

 

Máy biến áp có các bộ phận chính sau dây: lõi thép, dây quấn và vỏ máy.

Lõi thép máy biến áp

Lõi thép máy biến áp dùng để dẫn từ thông, được chế tạo bằng các vật liệu dẫn từ tốt, thường là thép kỹ thuật điện có bề dày từ 0,35 ÷ 1 mm, mặt ngoài các lá thép có sơn cách điện rồi ghép lại với nhau thành lõi thép.

Lõi thép gồm hai phần: Trụ và Gông. Trụ T la phần để đặt dây quấn còn gông G là phần nối liền giữa các trụ để tạo thành mạch từ kín.

Dây quấn máy biến áp là gì?

Nhiệm vụ của dây quấn MBA là nhận năng lượng vào và truyền năng lượng ra. Dây quấn MBA thường làm bằng dây dẫn đồng hoặc nhôm, tiết diện tròn hay chữ nhật, bên ngoài dây dẫn 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 và lõi thép đều có cách điện. Máy biến áp thường có hai hoặc nhiều dây quấn. Khi các dây quấn đặt trên cùng một trụ thì dây quấn điện áp thấp đặt sát trụ thép còn dây quấn điện áp cao đặt bên ngoài. Làm như vậy sẽ giảm được vật liệu cách điện.

Dây quấn MBA có hai loại chính như :

• 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 dùng cho cả dây quấn hạ áp và cao áp; Dây quấn hình xoắn dùng cho dây quấn hạ áp có nhiều sợi chập; dây quấn hình xoáy ốc liên tục dùng cho dây quấn cao áp, tiết diện dây dẫn chữ nhật .
• Dây quấn xem kẽ : Các bánh dây cao áp và hạ áp lần lượt xen kẽ nhau dọc theo trụ thép.

Vỏ máy biến áp là gì?

MBA dầu có vỏ máy làm bằng thép gồm hai bộ phận : thùng và nắp thùng.

• Thùng máy biến áp: Trong thùng MBA đặt lõi thép, dây quấn và dầu biến áp. Dầu biến áp làm nhiệm vụ tăng cường cách điện và tản nhiệt. Lúc MBA làm việc, một phần năng lượng tiêu hao thoát ra dưới dạng nhiệt làm dây quấn, lõi thép và các bộ phận khác nóng lên. Nhờ sự đối lưu trong dầu và truyền nhiệt từ các bộ phận bên trong MBA sang dầu và từ dầu qua vách thùng ra môi trường xung quanh.
• Nắp thùng máy biến áp : Dùng để đậy trên thùng và trên đó có các bộ phận quan trọng như:

Sứ ra của dây quấn cao áp và dây quấn hạ áp làm nhiệm vụ cách điện.

Bình dãn dầu (bình dầu phụ) có ống thủy tinh để xem mức dầu.

Ống bảo hiểm: làm bằng thép, thường làm thành hình trụ nghiêng, một đầu nối với thùng, một đầu bịt bằng một đĩa thuỷ tinh. Nếu vì lý do nào đó, áp suất trong thùng tăng lên đột ngột, đĩa thuỷ tinh sẽ vỡ, dầu theo đó thoát ra ngoài để MBA không bị hỏng. Lỗ nhỏ đặt nhiệt kế.

Rơle hơi dùng để bảo vệ MBA.

Bộ truyền động cầu dao đổi nối các đầu điều chỉnh điện áp của dây quấn cao áp.

Bài viết tham khảo: Dòng máy biến áp Geafol Siemens!

Nếu các bạn có bất cứ thắc mắc hay cần tư vấn về thiết bị dịch vụ vui lòng comment phía dưới hoặc Liên hệ chúng tôi!

Chúng tôi luôn sẵn sàng đem lại những giá trị tốt đẹp cho cộng đồng!

Youtobe Facebook Twitter