Máy biến áp là gì ?

Máy biến áp là phần tử quan trọng nhất trong hệ thống truyền tải và phân phối điện. Điện năng từ máy phát tới nơi tiêu thụ thường phải biến đổi về điện áp thành nhiều cấp. Không những vậy nó còn sử dụng rất nhiều trong công nghiệp và dân dụng. Để tìm hiểu kỹ về thiết bị bài viết này chia sẻ kiến thức về máy biến áp, hiểu được những thông số của máy cũng như lựa chọn công suất khi sử dụng.

1.Máy biến áp là gì ?

Máy biến áp là thiết bị hoạt động dựa theo nguyên lý cảm ứng điện từ, nó biến đổi điện áp xoay chiều từ điện áp này sang điện áp khác ( Tăng hoặc giảm tùy theo mục đích sử dụng) với tần số không đổi . 

Phân loại 

1. MBA điện lực để truyền tải và phân phối công suất trong hệ thống điện lực. 

2. MBA chuyên dùng sử dụng ở lò luyện kim, các thiết bị chỉnh lưu, MBA hàn … 

3. MBA tự ngẫu dùng để liên lạc trong hệ thống điện, mở máy động cơ không đồng bộ công suất lớn. 

4. MBA đo lường dùng để giảm các điện áp và dòng điện lớn đưa vào các dụng cụ đo tiêu chuẩn. 

5. MBA thí nghiệm dùng để thí nghiệm điện áp cao. 

2.Ứng dụng 

Máy biến áp được dùng ở mọi nơi, từ máy 1 pha dùng trong quạt điện thiết bị dân dụng đến máy 3 pha dùng để ổn áp, trong thiết bị công nghiệp hoặc dùng trong các main board điện tử.v.v…  Một trong những ứng dụng phổ biến là dùng trong điện lực: Trạm biến áp điện lực tăng hạ áp trong truyền tải điện năng.

   Từ các loại máy biến áp nhỏ (máy biến áp khô tản nhiệt bằng gió, hiện tại đã chế tạo được công suất trên 2000 KVA), đến các máy biến áp lớn hơn có cuộn dây đặt ngập trong dầu (Máy biến áp dầu , dầu để cách điện và tản nhiệt ra lá thép xung quanh máy).

Máy biến áp có cấp điện áp sơ/thứ cấp: 35/0.4KV, 22/0.4 KV, 35 (22)/0.4KV, 10&6.3/0.4 KV, 35 (10)/0.4KV, 6 hoặc 10/0.4KV,…

3.Cấu tạo máy biến áp 

Phần này chúng tôi có bài viết tìm hiểu sâu về cấu tạo và nguyên lý hoạt động, các bạn có thể tìm hiểu tại đây. Về cơ bản nó được cấu tạo từ 2 cuộn dây đồng hoặc nhôm quấn vào lõi thép kỹ thuật điện silic chia làm 2 bên là sơ cấp và thứ cấp. Tỷ lệ biến đổi điện áp đầu ra tùy thuộc vào tỷ số vòng dây sơ cấp và thứ cấp. Trong những hệ thống máy biến áp công suất lớn trong truyền tải điện năng gồm nhiều bộ phận phức tạp: bộ phận làm mát, bộ phận điều khiển đóng cắt, bộ phận chống cháy nổ.v.v…

4.Thông số kỹ thuật

Điều đầu tiên khi nói đến thông số công suất của máy thường người ta nhắc đến là KW ( 1 KW = 1000 W), với máy biến thế thì công suất được ký hiệu là KVA. tại sao lại vậy ? chắc hẳn sẽ nhiều người thắc mắc về điều này. 

Với 1 máy biến áp làm việc được phải đảm bảo 2 yếu tố:

  • Tổn thất điện năng phải nằm trong giới hạn cho phép
  • Mức nhiệt khi làm việc phải nằm trong giới hạn cách điện của cuộn dây và lõi thép

Khi đảm bảo 2 yếu tố trên thì máy biến thế hoạt động truyền tải điện năng sẽ tạo ra 2 thành phần công suất là: công suất phản kháng KVAr và công suất tác dụng KW. Tổng hợp 2 công suất này tạo thành công suất biểu kiến KVA. Để quan sát mức độ phát nhiệt, mức độ giải nhiệt của nó và để so sánh với công suất sử dụng được của máy, người ta dùng công suất biểu kiến KVA.(KiloVolt-Ampere, còn được viết tắt là KVA, là đơn vị đo công suất dòng điện. Nó được tính bằng cách nhân hiệu điện thế tính theo Volt với cường độ dòng điện tính theo Ampere. Đơn vị này thường được sử dụng cho công suất biểu kiến của mạch điện xoay chiều)

Công suất S(KVA) = Q(KVAr) + P(KW)

Trong chế tạo máy biến áp chiều dày của lá thép kỹ thuật điện được căn cứ vào tần số hoạt động của máy.

  • Với f  < 150 HZ chiều dày lá thép kỹ thuật điện = 0.35mm
  • Vói f > 150 HZ chiều dày < 0.35mm
  • f rất cao thì phải dùng ferrit chính là bột sắt từ ép do hiệu ứng mặt ngoài 

Điều này lý giải như sau khi máy biến áp hoạt động ở tần số thấp 50 HZ < 150 HZ thì có dòng xoáy lớn nên phải chế tạo lá thép mỏng để chống lại dòng xoáy này. Khi tần số tăng lên, tổn hao từ trễ tăng lên nên lá thép càng phải chế tạo mỏng, khi tần số cao hơn nữa xuất hiện hiệu ứng mặt ngoài phải dùng Ferrit.

Tổ nối dây 

Khi máy biến thế làm việc thì các dây quấn sơ cấp và thứ cấp thường được nối theo quy luật nhất định ( sao hoặc tam giác) từ đó hình thành nên các tổ nối dây khác nhau. Tổ nối dây thực chất là 1 tổ hợp các ký hiệu gồm cách nối dây sơ cấp và thứ cấp, con số chỉ góc lệch pha số thứ tự dây sơ cấp và thứ cấp. Ví dụ: sao/tam giác-11, sao/sao-12,… Máy biến áp công suất lớn dùng trong mạng phân phối trung thế, hạ thế thường được đấu sao/tam giác. Đấu sao để sử dụng được dây trung tính và nối đất trực tiếp, tổ nối tam giác có khả năng khử được từ thông thứ tự không và từ thông bậc 3 do phi tuyến và mạch tải. Nêu không khử được từ thông bậc 3, 0  sẽ móc vòng qua các cấu kiện bên ngoài như vỏ máy khung máy gây nóng, rung. 

  • Người ta thường đấu sao/tam giác-11h. -1h với máy biến áp cao áp và trung áp
  • Đấu nối tam giác/sao -1h,11h với máy trung thế-hạ thế
  • Khi cần đấu sao/sao ta vẫn cần thêm cuộn tam giác vào trong không mang tải nhưng bắt buộc phải có.

5.Các chế độ làm việc của máy biến áp

Máy biến thế có thể truyền tải điện năng theo cả 2 chiều, trong thực tế nhiều máy chỉ được dùng để truyền tải theo 1 chiều: máy biến áp tăng áp, máy giảm áp  

Cảm ơn độc giả đã đọc bài viết, tài liệu sẽ được chia sẻ miễn phí. Bạn hãy share bài viết và để lại Email để chúng tôi gửi tài liệu chuyên sâu nhé!

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *

error: Content is protected !!