›
›

Bài giảng Biến đổi năng lượng điện cơ - Chương 2: Máy biến áp

ppt 38 trang hapham 2700
Download
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Bài giảng Biến đổi năng lượng điện cơ - Chương 2: Máy biến áp", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

  • pptbai_giang_bien_doi_nang_luong_dien_co_chuong_2_may_bien_ap.ppt

Nội dung text: Bài giảng Biến đổi năng lượng điện cơ - Chương 2: Máy biến áp

  1. Chương: 2 MÁY BIẾN ÁP Presenter: Trịnh Hồng Hơn Industrial and Civil Automation Lab Tel: 0903767041 trinhhoanghon09@gmail.com 23/05/2021 9:59 CH
  2. Nội dung * Giới thiệu về máy biến áp * Điều kiện khơng tải * Ảnh hưởng của dịng sơ cấp: MBA lý tưởng * Kháng trở và sơ đồ mạch tương đương * Các yếu tố kỹ thuật trong phân tích MBA * MBA từ ngẫu: Máy biến áp nhiều cuộn dây * Máy biến áp ba pha * Máy biến điện áp và máy biến dịng Trịnh Hồng Hơn 23/05/2021 9:59 CH 2 ICA Lab
  3. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động • Lõi thép • Cuộn sơ cấp • Cuộn thứ cấp • Dầu máy biến áp • Vỏ máy ✓ Võ máy ✓ Cánh tản nhiệt ✓ Bình giản dầu ✓ Trịnh Hồng Hơn 23/05/2021 9:59 CH 3 ICA Lab
  4. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động ĐỊNH LUẬT CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ ĐL OHM ĐL OHM ĐL AMPERE CÔNG THỨC FARADAY MẠCH ĐIỆN MẠCH TỪ DÒNG TỪ SỨC ĐIỆN CUNG ĐIỆN HÌNH THÔNG ĐỘNG CẢM CẤP KHÔNG THÀNHSỨC TỪ HÓA ỨNG HÌNH ĐIỆNÁP TẢI QUA TỪ ĐỘNG KHÉP THÀNH VÀO DÂY DÂY F10 TRONG KÍN TRONG DÂY QUẤN SƠ QUẤN SƠ MẠCH TỪ TRONG QUẤN SƠ VÀ CẤP CẤP MẠCH TỪ THỨ CẤP 1 2 I1 o I2 + + Điện – Từ - Điện V1âđm N1 N2 V2 - - Trịnh Hồng Hơn 23/05/2021 9:59 CH 4 ICA Lab
  5. Các Pt cơ bản – mơ hình tốn học    (2.1) * Điện U1 = E1 + I1(R1 + jX1 ) (2.2) E1 = 4.44 fN1m Từ (2.3) * F = N1I1 − N2I2 =  E2 = 4.44 fN2m (2.4)    (2.5) * Điện E2 =U2 + I2 (R2 + jX2 ) Trịnh Hồng Hơn 23/05/2021 9:59 CH 5 ICA Lab
  6. Sơ đồ tương đương - Mơ hình vật lý Eq. 2.3 Eq. 2.1 I’2 Eq. 2.5 Eq. 2.2 – 2.4 Trịnh Hồng Hơn 23/05/2021 9:59 CH 6 ICA Lab
  7. Thứ cấp quy về sơ cấp * Tương đương mạch điện ➢ Thỏa mãn Pt tốn học ➢ Bảo tồn cơng suất    E2 = U 2 + I2 (R2 + jX2 ) I kE = kU + 2 (k 2 R + jk2 X ) 2 2 k 2 2    E'2 = U'2 +I'2 (R'2 + jX'2 ) (2.6) Trịnh Hồng Hơn 23/05/2021 9:59 CH 7 ICA Lab
  8. Thứ cấp quy về sơ cấp I’2 I’2 R’2 X’2 E’2=E1 Trịnh Hồng Hơn 23/05/2021 9:59 CH 8 ICA Lab
  9. Mạch tương đương chính xác quy về sơ cấp Trịnh Hồng Hơn 23/05/2021 9:59 CH 9 ICA Lab
  10. Mạch tương đương gần đúng quy về sơ cấp Trịnh Hồng Hơn 23/05/2021 9:59 CH 10 ICA Lab
  11. Thí nghiệm khơng tải * Chú ý : •Cơng suất tiêu thụ biến áp lúc khơng tải. ➢Dịng khơng tải I . 10 ➢HSCS khơng tải ➢Tởn hao khơng tải Po cos o Trịnh Hồng Hơn 23/05/2021 9:59 CH 11 ICA Lab
  12. Thí nghiệm khơng tải I I%=• 10 100 * Dịng khơng tải I10: 10 I1dm I%%%I10=(35) 1dm 22 P R .I2 Po=+ R1 .I 10 R C .I C o( C C ) R1 << RC • R1 j.Xt1 I1O • • • • + • Ic Im + Ic Im • I1O • V R j.X V1dm R 1dm c m c j.Xm - - Trịnh Hồng Hơn 23/05/2021 9:59 CH 12 ICA Lab
  13. Giản đồ vector phase – TN khơng tải • IP I1O Co cos o = = • • I10 V 1dm .I 10 + Ic Im • 2 V1dm R j.X V c m R = 1dm C P - o V I = 1dm • • C R o IC V1dm C V X = 1dm • • 22 m Im I I 10 IIImC=−10 m Trịnh Hồng Hơn 23/05/2021 9:59 CH 13 ICA Lab
  14. Trình tự thí nghiệm khơng tải * Trình tự: ➢Hở mạch thứ cấp. ➢Lắp các thiết bị đo như hình vẽ. ➢Cấp áp: U1=U1đm. I10 + A + W + + V V VV= V1 = V1đm 20 2dm Tải - - Sơ cấp Thứ cấp Trịnh Hồng Hơn 23/05/2021 9:59 CH 14 ICA Lab
  15. Trình tự thí nghiệm khơng tải * Tại sao phải thí nghiệm khơng tải ➢Tỉ số biến áp. ➢I10, I10%; ➢Tởn hao thép ➢Hệ số cơng suất khơng tải. ➢Các thơng số mạch tương đương : RC và Xm * Đo R1 bằng các phương pháp: ➢Ohm kế, ➢Cầu đo Wheatsone Trịnh Hồng Hơn 23/05/2021 9:59 CH 15 ICA Lab
  16. Thí nghiệm ngắn mạch * Xác định các thơng số: ➢Tỉ số biến áp (dựa vào tỉ số dịng điện) ➢Tởn hao đồng định mức (sơ và thứ cấp) ➢Hệ số cơng suất ngắn mạch. ➢Thơng số: II= + II= 11n dm + 22n dm • Rn và Xn A W A + V VV= 0 VV11= n 2 - Sơ cấp Thứ cấp Trịnh Hồng Hơn 23/05/2021 9:59 CH 16 ICA Lab
  17. Thí nghiệm ngắn mạch R j.X R' j.X ' 1 t1 a 2 t2 + • • I10 • I1dm I' • 2dm V1n R Z' = 0 C j.Xm t V%%V11n=(5 15 ) dm - b I10  0 III== R j.X R' j.X ' R j.X 1 1n 1 dm 1 t1 2 t2 n n + + •• •• II11n= dm II11n= dm • • III2== 2n 2 dm V1n V1n - - Trịnh Hồng Hơn 23/05/2021 9:59 CH 17 ICA Lab
  18. Thí nghiệm ngắn mạch RRR'=+ XXX'=+ n 12 n t12 t Zn =+ Rnn j.X P R = n n 2 I1n VV11nn Zn == II11n dm 22 XZRn=− n n Trịnh Hồng Hơn 23/05/2021 9:59 CH 18 ICA Lab
  19. Thí nghiệm ngắn mạch * Cho MBA 1 pha 50 KVA: 2400V/600V; 50 Hz: ➢TN Khơng tải (thứ cấp): • V2dm = 600 V ; I20 = 3,34 A ; Po = 484 W. ➢TN Ngắn mạch (sơ cấp) • V1n = 76,4 V ; I1n = 20,8 A ; Pn = 754 W. * Xác định các thơng số của mạch tương đương dạng gần đúng qui thứ về sơ cấp. Trịnh Hồng Hơn 23/05/2021 9:59 CH 19 ICA Lab
  20. Đáp số Trịnh Hồng Hơn 23/05/2021 9:59 CH 20 ICA Lab
  21. Năng lượng và hiệu suất Trịnh Hồng Hơn 23/05/2021 9:59 CH 21 ICA Lab
  22. Năng lượng và hiệu suất Trịnh Hồng Hơn 23/05/2021 9:59 CH 22 ICA Lab
  23. Năng lượng và hiệu suất Trịnh Hồng Hơn 23/05/2021 9:59 CH 23 ICA Lab
  24. Năng lượng và hiệu suất * Hiệu suất: S cos  = 2 2 S2 cos 2 + (Pj1 + Pj2 )+ P0 Kt S2đm cos 2  = 2 Kt S2đm cos 2 + Kt Pn + P0 S2đm cos 2 P0  = max Kt = P0 Pn S2đm cos 2 + Kt Pn + Kt Trịnh Hồng Hơn 23/05/2021 9:59 CH 24 ICA Lab
  25. Dạng của =fK( t ) Trịnh Hồng Hơn 23/05/2021 9:59 CH 25 ICA Lab
  26. Độ sụt áp VVV = − U1 22dm A VV22dm − =V% .100 ' V U2 ' 2 o ' jX I Rn I 2 n 2 ' I2 ' U2 cos ' Tải cảm U2 sin (dịng trễ pha) B ' ' 2 ' ' 2 U1 = (U 2 cos + Rn I2 ) + (U 2 sin + X n I2 ) Trịnh Hồng Hơn 23/05/2021 9:59 CH 26 ICA Lab
  27. Độ sụt áp Tải dung B (dịng sớm pha) ' U2 sin U ' cos 2 A ' I U1 ' 2 jXn I2 U ' 2 R I ' o n 2 ' ' 2 ' ' 2 U1 = (U 2 cos + Rn I2 ) + (U 2 sin (− )+ X n I2 ) Trịnh Hồng Hơn 23/05/2021 9:59 CH 27 ICA Lab
  28. * BÀI TẬP 4.1 * Cho máy biến áp : 5KVA, 500V / 100V được thử và cho kết quả sau: * Hiệu suất cực đại khi máy phát 3KVA. * Khi đưa điện áp 100V vào phía hạ áp và hở mạch phía cao áp thì máy tiêu thụ 100W và lấy dịng điện 3A. * Tính hiệu suất khi máy mang tải định mức với hệ số cơng suất 0,8 trễ. Trịnh Hồng Hơn 23/05/2021 9:59 CH 28 ICA Lab
  29. * BÀI TẬP 4.2 * Cho máy biến áp phân phối : 500 KVA. 2300V / 230V được thử và cho các kết quả như sau: * Thử khơng tải (đưa điện vào phía hạ áp): ➢V2 = 230V ; I2 = 94 A ; P2 = 2250W * Thử ngắn mạch ( đưa điện vào phía cao áp): ➢V1 = 100V ; I1 = 230A ; P1 = 9200W. * Tính các thơng số của mạch tương đương quy về sơ cấp . Trịnh Hồng Hơn 23/05/2021 9:59 CH 29 ICA Lab
  30. Bài tập 4.3 * Tính lại bài 4.2 nếu các kết quả thử nghiệm ghi nhận như sau : * Thử khơng tải (đưa điện vào phía hạ áp): ➢V2 = 208V ; I2 = 85 A ; P2 = 1800W * Thử ngắn mạch ( đưa điện vào phía cao áp): ➢V1 = 95V ; I1 = 218A ; P1 = 8200W. Trịnh Hồng Hơn 23/05/2021 9:59 CH 30 ICA Lab
  31. Bài tập 4.4 * Khi máy biến áp cho trong bài 4.3 phát tải định mức với hệ số cơng suất tải là cos = 1. Tính hiệu suất của máy biến áp theo các phương pháp sau: ➢Dùng mạch tương đương chính xác. ➢Dùng mạch tương đương gần đúng. Trịnh Hồng Hơn 23/05/2021 9:59 CH 31 ICA Lab
  32. * BÀI TẬP 4.5 * Một máy biến áp 120V – 50Hz tiêu thụ 75W và 1,5 A lúc khơng tải. Cho điện trở dây quấn sơ cấp là 0,4 . Xác định: * Tởn hao lỏi thép. * Hệ số cơng suất lúc khơng tải. Trịnh Hồng Hơn 23/05/2021 9:59 CH 32 ICA Lab
  33. * BÀI TẬP 4.6 * Cho thơng số của mạch tương đương chính xác của máy biến áp 150 KVA, 2400 V / 240 V là : R1= 0,2 ; R’2 = 0,2 ; Xt1 = 0,45 ; X’t2 = 0,45; RC = 10K; Xm = 1,55K . Máy phát cơng suất định mức cho tải có hệ số cơng suất cos = 1. Xác định: * Phần trăm sụt áp. * Hiệu suất của máy biến áp. Trịnh Hồng Hơn 23/05/2021 9:59 CH 33 ICA Lab
  34. * BÀI TẬP 4.7 * * Tính lại bài 4.6 khi dùng mạch tương đương gần đúng cho máy biến áp. * So sánh kết quả nhận được với các kết quả đã tính tốn trong bài 4.6. Trịnh Hồng Hơn 23/05/2021 9:59 CH 34 ICA Lab
  35. * BÀI TẬP 4.8 * Cho máy biến áp: 100 KVA; 2200 V / 220 V – 50Hz được thiết kế để làm việc với từ cảm cực đại là B = 1,2 T . Biết sức điện động cảm ứng 15 V / 1 vịng dây . Hãy xác định: * Số vịng dây quấn sơ cấp; thứ cấp. * Tiết diện lỏi thép (mạch từ) của máy biến áp. Trịnh Hồng Hơn 23/05/2021 9:59 CH 35 ICA Lab
  36. * BÀI TẬP 4. 9 Cho biến áp: 10KVA; 220 V /110 V – 50Hz được thử với các dụng cụ đo lắp ở phía cao áp: * Thử khơng tải : 500 W; 220V ; 3,16A. * Thử ngắn mạch: 400W ; 65V ; 10A. * Vẽ mạch tương đương gần đúng quy về sơ cấp. * Suy ra mạch tương đương gần đúng quy về thứ cấp. Trịnh Hồng Hơn 23/05/2021 9:59 CH 36 ICA Lab
  37. * BÀI TẬP 4.10 * Số vịng dây quấn sơ cấp và thứ cấp của một máy biến áp lần lượt là 100 vịng và 80 vịng . Tiết diện lỏi thép là 32 cm2 . * Lỏi thép bị bão hịa nếu trị số hiệu dụng của từ cảm sin vượt quá 1,4 T . * Với nguồn áp sin có tần số 50Hz có điện áp tối đa bao nhiêu để biến áp khơng bão hịa, xác định áp thứ cấp lúc đó. Trịnh Hồng Hơn 23/05/2021 9:59 CH 37 ICA Lab
  38. P =U I cos P1 =U1I1 cos( 1 ) 2 2 2 ( 2 ) P = P 2 2 C 0 Pj2 = R2I2 2 2 Pj1 = R1I1 Pj = R1I1 + R2I2 Trịnh Hồng Hơn 23/05/2021 9:59 CH 38 ICA Lab