Bài tập lớn Thiết kế máy biến áp điện lực

Bµi tËp lín ThiÕt kÕ m¸y biÕn ¸p ®iÖn lùc Cao ViÖt Hµ- ThiÕt BÞ §iÖn- §iÖn Tö 2, K42 Tr•êng ®¹i häc B¸ch Khoa Hµ Néi 1 Lêi nãi ®Çu Trong nh÷ng n¨m gÇn ®©y, c¸c m¸y biÕn ¸p ®iÖn lùc cã vai trß ngµy cµng quan träng trong qu¸ tr×nh ph©n phèi vµ truyÒn t¶i n¨ng l•îng ®iÖn, v× trªn thùc tÕ c¸c nhµ m¸y s¶n xuÊt ®iÖn th•êng ë nh÷ng n¬i thuËn lîi cho viÖc x©y dùng nhµ m¸y s¶n xuÊt ®iÖn nh• S«ng §µ (Hoµ B×nh), Th¸c Ya- li, S¬n La…,hoÆc cã thÓ xuÊt khÈu ®iÖn n¨ng sang c¸c n•íc l©n cËn, chø kh«ng thuËn tiÖn cho viÖc tiªu thô ®iÖn n¨ng mµ nh÷ng n¬i tiªu thô ®iÖn n¨ng nh• hé tiªu dïng ®iÖn, c¸c nhµ m¸y s¶n xuÊt, c¸c khu c«ng nghiÖp l¹i th•êng ë rÊt xa. §Ó sö dông tèi ®a n¨ng l•îng ®iÖn ®· s¶n xuÊt ra ng•êi ta ph¶i ®Ò ra gi¶i ph¸p truyÒn t¶i ®iÖn n¨ng ®i xa, ®ång thêi còng tr¸nh sù mÊt m¸t n¨ng l•îng ®iÖn trong qu¸ tr×nh truyÒn t¶i th× biÖn ph¸p n©ng cao ®iÖn ¸p ë ®Çu ®•êng truyÒn t¶i lµ cã hiÖu qu¶ vµ cã tÝnh kh¶ thi nhÊt. Vµ ®Õn n¬i tiªu thô l¹i ph¶i cã biÖn ph¸p h¹ thÊp ®iÖn ¸p phï hîp víi yªu cÇu sö dông. V× vËy, nhiÖm vô thiÕt kÕ c¸c lo¹i m¸y biÕn ¸p ®iÖn lùc lµ hÕt søc cÇn thiÕt. Ngµy nay, c¸c m¸y biÕn ¸p ®iÖn lùc cña n•íc ta còng nh• cña nhiÒu n•íc trªn thÕ giíi ®· ®•îc chÕ t¹o theo nh÷ng tiªu chuÈn thÝch hîp h¬n, cã nh÷ng th«ng sè kü thËt cao h¬n tr•íc ®©y rÊt nhiÒu. Cho nªn nh÷ng tÝnh to¸n thiÕt kÕ d•íi ®©y chØ mang tÝnh “ThiÕt kÕ m«n häc” víi tr×nh tù tÝnh to¸n thÕt kÕ mét m¸y biÕn ¸p ®¬n chiÕc víi th«ng sè m¸y biÕn ¸p do gi¸o viªn h•íng dÉn m«n häc ®Ò ra. §Ò 45A: TÝnh to¸n kÝch th•íc chñ yÕu cña m¸y biÕn ¸p cã th«ng sè: S =1250 KVA UCA/UHA = 35/6,3 KV Po =2000 W Pn =14000 W io% =1,5% un% =6 Tæ nèi d©y Y/Y. Sinh viªn thùc hiÖn Cao ViÖt Hµ N¨ng l•îng ®iÖn tËp trung Tiªu thô n¨ng l•îng ®iÖn MBA Bµi tËp lín ThiÕt kÕ m¸y biÕn ¸p ®iÖn lùc Cao ViÖt Hµ- ThiÕt BÞ §iÖn- §iÖn Tö 2, K42 Tr•êng ®¹i häc B¸ch Khoa Hµ Néi 2 ThiÕt kÕ m¸y biÕn ¸p ®iÖn lùc A. NhiÖm vô thiÕt kÕ.  TÝnh to¸n kÝch th•íc chñ yÕu cña m¸y biÕn ¸p cã th«ng sè: S =1250 KVA UCA/UHA = 35/6,3 KV Po =2000 W Pn =14000 W io% =1,5 un% =6 Tæ nèi d©y Y/Y.  Yªu cÇu kinh tÕ, kü thuËt: - tæn hao kh«ng t¶i: P0 (W) - dßng ®iÖn kh«ng t¶i: i0% - ®iÖn ¸p ng¾n m¹ch: 00 0 0 0 0 0 0 n 5 || %u  ttu tcuttu n nn - m¸y biÕn ¸p kinh tÕ tèt ph¶i tho¶ m·n c¸c tham sè yªu cÇu: + cã kÝch th•íc hîp lý + ®¶m b¶o c¸c yªu cÇu vÒ ®é bÒn c¬, bÒn nhiÖt + ®¹t hiÖu qu¶ kinh tÕ khi vËn hµnh + vËn hµnh ®¬n gi¶n, dÔ söa ch÷a, dÔ b¶o d•ìng vµ thay thÕ B. TÝnh to¸n kÝch th•íc chñ yÕu cña m¸y biÕn ¸p. Ta thiÕt kÕ m¸y biÕn ¸p kiÓu ph¼ng, 3 pha, 3 trô, c¸ch ®iÖn vµ lÇm m¸t b»ng dÇu m¸y biÕn ¸p, d©y quÊn b»ng ®ång. I C¸c ®¹i l•îng c¬ b¶n cña m¸y biÕn ¸p: - Dung l•îng cña m¸y biÕn ¸p (3 pha): S=1250 (KVA) - Dung l•îng 1 pha cña m¸y biÕn ¸p: 416,67 3 1250 3  SS f KVA - Dung l•îng 1 trô: 67,416 3 1250 3 '  fSS KVA - Dßng ®iÖn ®Þnh møc: Id©y ®m CA (A)20,62 35.3 1250 .3  CAU S Id©y ®m HA = )(55,114 3,6.3 1250 .3 A U S HA  - Dßng ®iÖn pha ®Þnh møc: Víi tæ nèi d©y Y/Y ta cã: Ipha ®m CA = Id©y ®m CA =20,62 (A) Ipha ®m HA = Id©y ®m HA =114,55 (A) Bµi tËp lín ThiÕt kÕ m¸y biÕn ¸p ®iÖn lùc Cao ViÖt Hµ- ThiÕt BÞ §iÖn- §iÖn Tö 2, K42 Tr•êng ®¹i häc B¸ch Khoa Hµ Néi 3 II KÝch th•íc chñ yÕu cñ m¸y biÕm ¸p:  Ta xÐt s¬ ®å m¹ch tõ vµ d©y quÊn cña m¸y biÕn ¸p ph¼ng 3 pha, 3 trô Trong ®ã: d: ®•êng kÝnh ®•êng trßn ngo¹i tiÕp trô d12: ®•êng kÝnh trung b×nh cña cuén cao ¸p (CA), h¹ ¸p (HA) l: chiÒu cao trung b×nh cña d©y quÊn CA vµ HA a01: kho¶ng c¸ch c¸ch ®iÖn gi÷a cuén HA vµ trô a12: kho¶ng c¸ch c¸ch ®iÖn gi÷a cuén HA vµ CA l0: kho¶ng c¸ch c¸ch ®iÖn gi÷a c¸c cuén d©y víi g«ng c: kho¶ng c¸ch gi÷a 2 trô liªn tiÕp a1: bÒ dÇy cuén HA a2: bÒ dÇy cuén CA KÝch th•íc chñ yÕu chñ m¸y biÕm ¸p lµ nh÷ng kÝch th•íc cã ¶nh h•ëng ®Õn c¸c kÝch th•íc kh¸c cña m¸y biÕn ¸p. §ã lµ: d, l, d12. 1. Chän ®¹i l•îng xuÊt ph¸t:  Chän vËt liÖu lµm m¹ch tõ vµ mËt ®é tù c¶m: - Chän vËt liÖu lµm m¹ch tõ lµ t«n c¸n l¹nh, cã suÊt tæn hao ®Æc biÖt thÊp cã m· hiÖu lµ  330A. - Chän mËt ®é tù c¶m cña trô lµ: BT =1.591 (T), cã: PT=1,27 w/kg; qT = 2,6 Var/kg BG = 55,102,1 591,1  G T K B (T) cã Pg =1,18 w/kg; qg =2,4 Var/kg l d a01 a2 a12 a1 a22 d12 c Bµi tËp lín ThiÕt kÕ m¸y biÕn ¸p ®iÖn lùc Cao ViÖt Hµ- ThiÕt BÞ §iÖn- §iÖn Tö 2, K42 Tr•êng ®¹i häc B¸ch Khoa Hµ Néi 4  Trô vµ g«ng ®•îc ghÐp bëi nh÷ng l¸ t«n dÇy 0,35 mm, ®•îc phñ 2 líp s¬n, hÖ sè lÊp ®Çy ®•îc tra trong b¶ng 9 (trang 186 gi¸o tr×nh ThiÕt kÕ M¸y BiÕn ¸p ®iÖn lùc): K® =0.92 Ph•¬ng ph¸p ghÐp trô vµ g«ng b»ng ®ai Ðp - HÖ sè t¨ng c•êng g«ng: KG =1.02 (b¶ng 10 trang gi¸o tr×nh ThiÕt kÕ m¸y biÕn ¸p ®iÖn lùc) - Mèi ghÐp ë 4 gãc vµ ë gi÷a lµ mèi ghÐp xiªn. - Sè bËc thang cña trô lµ 8 bËc - HÖ sè Ðp chÆt lµ: KC =0.925 ®•îc tra ë b¶ng 4 (trang 182 gi¸o tr×nh ThiÕt kÕ M¸y BiÕn ¸p ®iÖn lùc) - C¸c kÝch th•íc c¸ch ®iÖn: ®•îc x¸c ®Þnh dùa vµo ®iÖn ¸p thö nghiÖm UTN cho trong b¶ng 18, b¶ng 19 trang 193195 gi¸o tr×nh ThiÕt kÕ m¸y biÕn ¸p ®iÖn lùc c¸c kÝch th•íc c¸ch ®iÖn tèi thiÓu cña d©y quÊn cao ¸p (CA) UTN1 =85 KV CA víi g«ng (G): l02 =7,5 cm CA – HA: a12 =2,7 cm 12 =0,4 cm CA – CA: a22 =3,0 cm 22 =0,2 cm c¸c kÝch th•íc c¸ch ®iÖn tèi thiÓu cña d©y quÊn h¹ ¸p (HA) UTN2 =25 KV HA – G: l01 =l02 =7,5 cm HA – trô (T): a01 =1 cm 01 =0,4 cm - TÝnh c¸c thµnh phÇn ®iÖn ¸p ng¾n m¹ch: Ta cã: 2 % 2 %% nxnrn uuu  ; dm n ndmndmn dm ndm nr I P rIrIP U rI u 3 ...3 100. . 2 %    %89,512,16 %12,1100. 10.1250 14000 100.100. ..3 222 % 2 %% 3%   nrnrnx dm n phadmdm n nr uuu S P UI P u 2. TÝnh to¸n tæng hîp (s¬ bé):  Trong tÝnh to¸n thiÕt kÕ M¸y biÕn ¸p, trÞ sè l d12.  d12: ®•êng kÝnh trung b×nh 2 d©y quÊn CA vµ HA  .d12 =ltb l: chiÒu cao d©y quÊn Bµi tËp lín ThiÕt kÕ m¸y biÕn ¸p ®iÖn lùc Cao ViÖt Hµ- ThiÕt BÞ §iÖn- §iÖn Tö 2, K42 Tr•êng ®¹i häc B¸ch Khoa Hµ Néi 5 ltb: lµ chiÒu dµi trung n×nh cña mét vßng d©y Cã ¶nh h•ëng rÊt lín ®Õn ®Æc tÝnh kü thuËt vµ kinh tÕ cña m¸y biÕn ¸p. ViÖc x¸c ®Þnh c¸c kÝch th•íc chñ yÕu cña m¸y biÕn ¸p ph¶i ®•îc dùa vµo . Tøc lµ ph¶i x¸c ®Þnh  nh• thÕ nµo ®ã ®Ó m¸y biÕn ¸p ®¹t ®•îc nh÷ng yªu cÇu vÒ kinh tÕ vµ ®¶m b¶o c¸c chØ tiªu kü thuËt, an toµn trong vËn hµnh  TÝnh ®•êng kÝnh cña trô theo . - Trô cña m¸y biÕn ¸p ®•îc ghÐp b»ng c¸c tËp thÐp, thiÕt diÖn cña trô cã h×nh bËc thang víi sè bËc thang lµ 8. §•êng kÝnh d cña trô lµ ®•êng kÝnh cña ®•êng trßn ngo¹i tiÕp thiÕt diÖn cña trô. d ®•îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc: xA KBuf kaS d lTnx RR . ... ..'. .16 4 22 %   trong ®ã: 4 x ®•îc coi lµ biÕn cÇn t×m 4 22 % ... .'. .16 lTnx RR KBuf kaS A  lµ h»ng sè (rÊt Ýt phô thuéc vµo ) - x¸c ®Þnh A tõ c«ng thøc: 4 22 % ... .'. .16 lTnx RR KBuf kaS A  trong ®ã: S’=416.67 KVA: lµ c«ng suÊt trªn mét trô cña m¸y biÕn ¸p aR: chiÒu réng quy ®æi theo tõ tr•êng t¶n gi÷a d©y quÊn CA vµ HA 3 a 2112R aa a  ; a12 =2,7 cm lµ kho¶ng c¸ch ®iÖn gi÷a cuén CA – HA cm aa aa cmSK aa R 733,4033,17,23 033,167,416.45,0'. 3 21 12 4421   K=0,45 lµ hÖ sè tra b¶ng KR =0,95 hÖ sè R«goski, lµ hÖ sè quy ®æi tõ tr•êng t¶n lý t•ëng sang tõ tr•êng t¶n thùc, xem nh• KR Ýt thay ®æi theo c«ng suÊt f =50 Hz tÇn sè ®iÖn ¸p lµm viÖc unx% =5,89 thµnh phÇn ®iÖn ¸p ng¾n m¹ch ph¶n kh¸ng BT 1,591 T Kl=Kc+K® hÖ sè lîi dông (sö dông) lâi thÐp Kc=0,925 (b¶ng 5) K®=0,92 (b¶ng 9)  Kl=0,925.0,92=0,851 Thay sè vµo ta cã: 692,21 8625,0.591,1.89,5.50 95,0.7333,4.67,416 .16 ... .'. .16 4 22 4 22 %  lTnx RR KBuf kaS A d Bµi tËp lín ThiÕt kÕ m¸y biÕn ¸p ®iÖn lùc Cao ViÖt Hµ- ThiÕt BÞ §iÖn- §iÖn Tö 2, K42 Tr•êng ®¹i häc B¸ch Khoa Hµ Néi 6 Ta ph¶i t×m gi¸ trÞ  tèi •u nhÊt, nghÜa lµ m¸y biÕn ¸p thiÕt kÕ ph¶i cã ®•îc c¸c th«ng sè, ®Æc tÝnh kü thuËt phï hîp víi yªu cÇu vµ cã gi¸ thµnh thÊp nhÊt. §Ó ®¹t ®•îc yªu cÇu nµy ta ph¶i x¸c ®Þnh: - Träng l•îng t¸c dông cña lâi thÐp. - Träng l•îng kim lo¹i d©y quÊn. - Tiªu chuÈn kü thuËt: P0, i0%, , r, un%… 2.1 ChØ tiªu kinh tÕ:  Yªu cÇu kinh tÕ cña kinh tÕ cña m¸y biÕn ¸p lµ, cã gi¸ thµnh nhá nhÊt, tøc lµ chi phÝ cho m¸y biÕn ¸p lµ nhá  Chi phÝ cho m¸y biÕn ¸p chñ yÕu lµ chi phÝ cho vËt liÖu lâi s¾t, chi phÝ vËt liÖu d©y quÊn. a) Träng l•îng t¸c dông cña lâi s¾t. Lâi thÐp gåm trô vµ g«ng: Gl = GT + Gg. - Träng l•îng s¾t cña trô ®•îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc: 221 xAx A GT  Trong ®ã A1 vµ A2 lµ c¸c h¾ng sè, cßn lµ Èn 4 x + x¸c ®Þnh c¸c h»ng sè A1: lKAaA ...10.66,5 32 1  trong ®ã: d d a 12 hÇu nh• kh«ng thay ®æi, ®•îc x¸c ®Þnh theo b¶ng 12 (trang gi¸o tr×nh thiÕt kÕ m¸y biÕn ¸p ®iÖn lùc), a=1,4 A= 21,692 Kl =0,8625 lµ hÖ sè lîi dông lâi s¾t, ®•îc tÝnh ë trªn 697,5898625,0.692,21.4,1.10.66,5...10.66,5 32321   lKAaA (kg) + x¸c ®Þnh c¸c h»ng sè A2: 02 22 2 ...10.60,3 lKAA l  l02 = 7,5 cm lµ kho¶ng c¸ch ®iÖn gi÷a cao ¸p vµ g«ng 109.5775,7.8625,0.692,21.10.60,3 222  A (kg) - Träng l•îng s¾t cña g«ng ®•îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc: Gg=B1x 3+B2x 2 B1, B2 lµ c¸c h»ng sè Víi m¸y biÕn ¸p 3 pha, 3 trô B1, B2 ®•îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc + x¸c ®Þnh B1: ).(...10.40,2 32 1 ebaAKKB lG   trong ®ã: KG =1,02 lµ hÖ sè t¨ng c•êng g«ng Kl =0,8625 lµ hÖ sè lîi dông lâi s¾t A=21,692 4,112  d d a tra b¶ng 12 29,0 2 2  d a b tra b¶ng 13 Bµi tËp lín ThiÕt kÕ m¸y biÕn ¸p ®iÖn lùc Cao ViÖt Hµ- ThiÕt BÞ §iÖn- §iÖn Tö 2, K42 Tr•êng ®¹i häc B¸ch Khoa Hµ Néi 7 e=0,375 lµ hÖ sè tÝnh ®Õn dung sai gi÷a trô vµ ®•êng trßn ngo¹i tiÕp (®•êng trßn bao)   445.027375,029,04,1.692.21.8625,0.02,1.10.40,2).(...10.40,2 32321   ebaAKKB lG + x¸c ®Þnh B2:     56.62937,2692,21.8625,0.02,1.10.40,2....10.40,2 222212221   aaAKKB lG víi a12 =2,7 lµ kho¶ng c¸ch ®iÖn gi÷a CA – HA a22 =3,0 lµ kho¶ng c¸ch ®iÖn gi÷a CA – CA. - Träng l•îng s¾t t¸c dông lµ: 2 2 3 1 2 2 1 .xBxBxA x A GGG gTl  trong ®ã c¸c hÖ sè A1, A2, B1, B2 ®•îc x¸c ®Þnh ë trªn: A1 = 697.589 (kg) A2 = 109.577 (kg) B1 = 445.027 (kg) B2 = 56.629 (kg) b) Träng l•îng phÇn kim lo¹i (®ång) d©y quÊn trÇn: Träng l•îng kim lo¹i d©y quÊn ®•îc c¸c ®Þnh theo c«ng thøc: 2 1 x C Gdq  trong ®ã C1 lµ h»ng sè ®•îc x¸c ®Þnh nh• sau: 2 % 222 2 ' 1 ..... . . AufBKK aS KC nrllf dqCu víi c¸ch chän d©y quÊn ®ång (Cu) ta cã: K’dq Cu =61,6.10 4 S =1250 KVA c«ng suÊt m¸y biÕn ¸p A =1,4 x¸c ®Þnh nh• trªn Kf =0,90 lµ hÖ sè tÝnh ®Õn tæn hao phô, ®•îc x¸c ®Þnh trong b¶ng 14 trang gi¸o tr×nh thiÕt kÕ m¸y biÕn ¸p ®iÖn lùc Kl =0,8625 ®· tÝnh ë trªn BT =1,591 T ®· chän ban ®Çu f =50 Hz tÇn sè ®iÖn ¸p lµm viÖc unr% =1,12 % A ==21,692 675.912 692,21.12,1.50.591,1.8625,0.9,0 4,1.1250 .10.6,61 ..... . . 2222 2 4 2 % 222 2 ' 1  AufBKK aS KC nrllf dqCu Khi tÝnh ®Õn l•îng d©y quÊn t¨ng thªm ë cuén cao ¸p ®Ó ®iÒu chØnh th× 2 1' . x C KG dqdq  Kc®: lµ hÖ sè tÝnh ®Õn líp c¸ch ®iÖn, víi d©y quÊn lµ ®ång th× Kc®=1,06 Bµi tËp lín ThiÕt kÕ m¸y biÕn ¸p ®iÖn lùc Cao ViÖt Hµ- ThiÕt BÞ §iÖn- §iÖn Tö 2, K42 Tr•êng ®¹i häc B¸ch Khoa Hµ Néi 8 C1: lµ hÖ sè tÝnh ë trªn c) TÝnh gi¸ thµnh vËt liÖu t¸c dông: Gi¸ thµnh vËt liÖu t¸c dông tÝnh theo vËt liÖu s¾t. C’td =GT +Gg +KdqFe.K.Gdq Trong ®ã: Fe dq dqFe Z Z K  lµ tØ gi¸ cña d©y quÊn (Cu) víi s¾t Víi thÐp cuén 330A th× KdqFe=2,09 ®•îc x¸c ®Þnh theo b¶ng 15 trang 191 gi¸o tr×nh thiÕt kÕ m¸y biÕn ¸p ®iÖn lùc. Nh• vËy ta cã c¸c quan hÖ cña GT, Gg, Gl, Gdq, C’td theo x 2 2 1 xA x A GT  Gg=B1x 3+B2x 2 2 2 3 1 2 2 1 .xBxBxA x A GGG gTl  2 1.' x C KG dq  C’td =GT +Gg +KdqFe.K.Gdq =Gl + KdqFe.G’dq 2 12 2 3 1 2 2 1' .06,1.09,2. x C xBxBxA x A Ctd  Tõ ®ã ta sÏ dïng c¸c hµm cña Excel thµnh lËp b¶ng tÝnh to¸n theo 4 x B¶ng 1 Qua b¶ng sè liÖu ta thÊy r»ng C’td min = 2628.924 khi = 1.99  cm1.18899,144  x th× chi phÝ ®Ó chÕ t¹o m¸y biÕn ¸p lµ nhá nhÊt. Tuy nhiÖn viÖc chän x ( 4 x ) cßn ph¶i c¨n cø vµo yªu cÇu kü thuËt nh• Tiªu chuÈn kü thuËt: P0, i0%, , r, un%… 2.2 ChØ tiªu kü thuËt: §Ó ®¶m b¶o m¸y biÕn ¸p lµm viÖc b×nh th•êng vµ an toµn khi vËn hµnh th× m¸y biÕn ¸p thiÕt ph¶i c¸c b•íc kiÓm nghiÖm vÒ P0, i0%, , r, un%… P0 ≤ 1,1.P0T io% ≤ 1,1.io%T  ≤ cp r ≤ r cp un% kh«ng ®•îc sai lÖch  5% so víi un%T a) Giíi h¹n bëi c«ng suÊt kh«ng t¶i: P0 Tæn hao kh«ng t¶i cña m¸y biÕn ¸p ®•îc tÝnh theo c«ng thøc P0 =Kf’.(pT.GT + pg.Gg) Trong ®ã: Kf’=1,15 lµ hÖ sè tæn hao phô chñ yÕu xÐt ®Õn c¸c yÕu tè nh• BT, BG ph©n bè kh«ng ®Òu hoÆc do c«ng nghÖ chÕ t¹o l¸ thÐp bÞ Bavia, hay xÕp A1 = 697,589 (kg) A2 = 109,577 (kg) B1 = 445,027 (kg) B2 = 56,629 (kg) C1 = 675,912 (kg) Víi Bµi tËp lín ThiÕt kÕ m¸y biÕn ¸p ®iÖn lùc Cao ViÖt Hµ- ThiÕt BÞ §iÖn- §iÖn Tö 2, K42 Tr•êng ®¹i häc B¸ch Khoa Hµ Néi 9 kh«ng cïng chiÒu…, lµm cho P0 t¨ng lªn. X¸c ®Þnh trong b¶ng 40 trang 217 gi¸o tr×nh thiÕt kÕ m¸y biÕn ¸p ®iÖn lùc PT: lµ suÊt tæn hao trong trô, ®•îc x¸c ®Þnh trong b¶ng 42 trang 219 gi¸o tr×nh thiÕt kÕ m¸y biÕn ¸p ®iÖn lùc, víi BT =1,591 (T) ta tra ®•îc pT=1,27 w/kg Pg: suÊt tæn hao trong g«ng, tra b¶ng 42 víi  TK B B G T g 559,102,1 591,1  Ta tra ®•îc pg =1,18 w/kg 2 2 1 xA x A GT  Gg=B1x 3+B2x 2  P0 =Kf’.(pT.GT + pg.Gg)=            2231221 .18,1.27,115,1 xBxBxAx A Tõ ®ã ta còng dïng c¸c hµm Excel thµnh lËp b¶ng tÝnh to¸n theo 4 x B¶ng 1 b) Giíi h¹n bëi dßng ®iÖn kh«ng t¶i: Dßng ®iÖn kh«ng t¶i cña m¸y biÕn ¸p gåm hai thµnh phÇn: ior vµ iox. Víi m¸y biÕn ¸p c«ng suÊt trung b×nh vµ lín th× ior » iox nªn trong tÝnh to¸n s¬ bé cã thÓ coi ior ≈ iox, iox ®•îc tÝnh theo c«ng thøc: 100.% S Q inx  Trong ®ã: S =1250.103 VA lµ c«ng suÊt m¸y biÕn ¸p cÇn thiÕt kÕ Q (Var): lµ c«ng suÊt tõ ho¸ cña lâi, ®•îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc: Q =Kf”.(Qc +Qf +Q) Kf”: lµ hÖ sè tÝnh ®Õn sù phôc håi tõ tÝnh kh«ng hoµn toµn khi ñ l¹i l¸ t«n còng nh• khi uèn n¾n hay Ðp lâi s¾t, cã thÓ lÊy Kf”=1,25  QFe: c«ng suÊt tæn hao chung cña trô vµ g«ng: QFe =qT.GT + qG.GG qT: suÊt tõ ho¸ ë trong trô qG: suÊt tõ ho¸ ë trong g«ng Chóng ®•îc tra trong b¶ng 48 trang gi¸o tr×nh thiÕt kÕ m¸y biÕn ¸p ®iÖn lùc. GT: träng l•îng phÇn trô GG: träng l•îng phÇn g«ng QFe =2,6.      221 xAx A +2,4.(B1x 3+B2x 2) BT =1,591 TqT =2,6 Var/kg 4,2559,1  G G T G qTK B B Var/kg A1 = 697,589 (kg) A2 = 109,577 (kg) B1 = 445,027 (kg) B2 = 56,629 (kg) C1 = 675,912 (kg) Víi A1 = 697,589 (kg) A2 = 109,577 (kg) B1 = 445,027 (kg) B2 = 56,629 (kg) C1 = 675,912 (kg) Víi Bµi tËp lín ThiÕt kÕ m¸y biÕn ¸p ®iÖn lùc Cao ViÖt Hµ- ThiÕt BÞ §iÖn- §iÖn Tö 2, K42 Tr•êng ®¹i häc B¸ch Khoa Hµ Néi 10  Qf: c«ng suÊt tõ ho¸ phô Qf =40.qT.G’ qT =2,6 tra b¶ng 48 G’: lµ träng l•îng 1 gãc, G’=0,45.10-2.KG.Kl.A 3.x3 KG =1,02 lµ hÖ sè t¨ng c•êng g«ng Kl =0,8625 lµ hÖ sè lîi dông lâi A=21,692 G’=0,45.10-2.1,02.0,8625.21,6923.x3 =40.408.x3  Qf =40.2,6.40,408x3 =4202,432x3  Q: c«ng suÊt tõ ho¸ ë nh÷ng khe hë kh«ng khÝ, phÇn chç nèi gi÷a c¸c l¸ thÐp, ®•îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc Q =3,2.q.TT q: suÊt tõ ho¸ khe hë, ®•îc x¸c ®Þnh trong b¶ng 48 trang gi¸o tr×nh thiÕt kÕ m¸y biÕn ¸p ®iÖn lùc  q =3,91 TT: tiÕt diÖn t¸c dông cña trô, d•îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc TT =0,785.Kl.A 2.x2 =0,785.0,8625.21,6922.x2= 318,587.x2 Q =3,2.3,91.318,587.x2 = 3986.16.x2 Do ®ã: Q =Kf”.(QFe + Qf +Q)=1,15   32 232 2 3 1 2 2 1 76975,56483295,4526 16425,2267 16,3986432,42024,2..6,2.25,1 xx x xxxBxBxA x A Q                   100.% S Q inx  c) Giíi h¹n bëi mËt ®é dßng ®iÖn trong d©y quÊn MËt ®é dßng ®iÖn trong d©y quÊn ®•îc tÝnh theo c«ng thøc: dq nf GK PK . . Kf: hÖ sè tÝnh ®Õn tæn hao phô trong d©y quÊn, ®•îc tra trong b¶ng 14 trang 190 gi¸o tr×nh thiÕt kÕ m¸y biÕn ¸p ®iÖn lùc, Kf =0,9 Pn =14000 W tæn hao ng¾n m¹ch K: lµ h»ng sè phô thuéc vµo ®iÖn trë suÊt cña d©y quÊn, víi d©y quÊn ®ång th× K=2,4 Gdq: träng l•îng d©y quÊn, ®•îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc: 22 1 x 675.912 x C Gdq  2221 46672,716 x 675.912 .06,1.' xx C KGKG dqdq  víi C1= 675.912 ®•îc x¸c ®Þnh ë trªn Bµi tËp lín ThiÕt kÕ m¸y biÕn ¸p ®iÖn lùc Cao ViÖt Hµ- ThiÕt BÞ §iÖn- §iÖn Tö 2, K42 Tr•êng ®¹i häc B¸ch Khoa Hµ Néi 11  x x GK PK dq nf .65,2 558,747 .4,2 14000.9,0 '. . 2   d) Giíi h¹n vÒ lùc c¬ häc: Ngoµi nh÷ng yªu cÇu vÒ ®iÖn, d©y quÊn còng ph¶i chÞu ®•îc nh÷ng lùc c¬ häc do c¸c lùc ®iÖn ®éng g©y ra, nhÊt lµ khi ng¾n m¹ch. ®Ó ®¶m b¶o yªu cÇu trªn th× ta ®i kiÓm nghiÖm tiªu chuÈn r ≤cp r: lµ øng suÊt kÐo t¸c dông lªn sîi d©y theo h•íng h•íng kÝnh, ®•îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc:r =M.x3 víi d©y quÊn ®ång: Aa P KKKM nRfn . ....10.2453,0 4 trong ®ã: 4576,241. 6 100 .41,11. 100 .41,1 89,5 6 % % %                    ee u K nx n u u n n Kf =0,9 KR =0,95 HÖ sè R«goski Pn =14000 W a =1,4 tra trong b¶ng 12 trang 189 A=21,692  0,236471 692,21.4,1 14000 .95,0.9,0.4576,24.10.2453,0 4  M  r =M.x3 =0,236471.x3 e) Giíi h¹n bëi ®iÖn ¸p ng¾n m¹ch: §iÖn ¸p ng¾n m¹ch cña m¸y biÕn ¸p gåm 2 thµnh phÇn ®ã lµ unr vµ unx. 2 % 2 %% nxnrn uuu  ; dm n ndmndmn dm ndm nr I P rIrIP U rI u 3 ...3 100. . 2 %    100.100. ..3% dm n phadmdm n nr S P UI P u  §èi víi m¸y biÕn ¸p c«ng suÊt trung b×nh vµ lín th× cã thÓ coi unx >> unr  3%% 10...'...9,7  V RR nxn U KaSf uu  KR =0,95 lµ hÖi sè R«goski aR =4.733 lµ hÖ sèquy ®æi kÝch th•íc vÒ tõ tr•êng t¶n UV : lµ ®iÖn ¸p trªn mét vßng d©y, UV =4,44.f.BT.TT.10 -4 TT: tiÕt diÖn t¸c dông cña trô, d•îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc TT =0,785.Kl.A 2.x2 =0,785.0,8625.21,6922.x2= 318,587.x2 UV =4,44.50.1,591.318,587.x 2.10-4 =11,2526.x2 Bµi tËp lín ThiÕt kÕ m¸y biÕn ¸p ®iÖn lùc Cao ViÖt Hµ- ThiÕt BÞ §iÖn- §iÖn Tö 2, K42 Tr•êng ®¹i häc B¸ch Khoa Hµ Néi 12    %845,510..2526,11 95,0.733,4..67,416.50.9,7 10. ..'...9,7 3 22 4 3 2%   x x U KaSf u V RR n  2.3 Chän gi¸ trÞ  tèi •u: Dùa vµo c¸c c«ng thøc trªn 2 2 1 xA x A GT  Gg=B1x 3+B2x 2 2 2 3 1 2 2 1 .xBxBxA x A GGG gTl  2 ' 46672,716 x Gdq  2 12 2 3 1 2 2 1' .06,1.09,2. x C xBxBxA x A Ctd  P0 =Kf’.(pT.GT + pg.Gg)=            2231221 .18,1.27,115,1 xBxBxAx A QFe =2,6.      221 xAx A +2,4.(B1x 3+B2x 2) Qf =40.2,6.40,408x 3 =4202,432x3 Q =3,2.3,91.318,587.x2 = 3986.16.x2   32 232 2 3 1 2 2 1 76975,56483295,4526 16425,2267 16,3986432,42024,2..6,2.25,1 xx x xxxBxBxA x A Q                  100.% S Q inx  2 ' 46672,716 x Gdq  x.65,2 0,236471 692,21.4,1 14000 .95,0.9,0.4576,24.10.2453,0 4  M r =M.x3 =0,236471.x3 UV =11,2526.x 2 A1 = 697,589 (kg) A2 = 109,577 (kg) B1 = 445,027 (kg) B2 = 56,629 (kg) C1 = 675,912 (kg) Víi Bµi tËp lín ThiÕt kÕ m¸y biÕn ¸p ®iÖn lùc Cao ViÖt Hµ- ThiÕt BÞ §iÖn- §iÖn Tö 2, K42 Tr•êng ®¹i häc B¸ch Khoa Hµ Néi 13 Ta cã b¶ng tæng kÕt c¸c sè liÖu sau: thµnh lËp dùa trªn c¸c hµm chuÈn cña Excel B¶ng 1 1  1,500 1,700 1,900 1,990 2,400 2,700 3,000 2 x 1,107 1,142 1.174 1,188 1,245 1,282 1,316 3 x2 1,225 1,304 1,378 1,411 1,549 1,643 1,732 4 x3 1,355 1,489 1,618 1,675 1,928 2,106 2,280 5 A1/x 630,343 610,924 594,170 587,335 560,463 544,200 530,053 6 A2x 2 134,204 142,871 151,042 154,578 169,756 180,054 189,793 7 B1x 3 603,191 662,557 720,198 745,635 858,114 937,366 1014,442 8 B2x 2 69,357 73,836 78058 79,886 87,730 93,052 98,085 9 GT 764,547 753,795 745,212 741,913 730,219 724,254 719,846 10 GG 672,548 736,393 798,256 825,521 945,844 1030,418 1112,528 11 GL 1437,094 1490,188 1543,468 1567,434 1676,063 1754,672 1832,374 12 Gdq 584,993 549,505 519,780 507,890 462,478 436,028 413,652 13 C'td 2659,730 2638,654 2629,808