Tổ Đấu Dây
Kết nối Delta-Sao là một phương pháp phổ biến trong các hệ thống máy biến áp ba pha. Trong sơ đồ kết nối này, cuộn dây phía sơ cấp (điện áp cao) được kết nối theo hình tam giác (Delta), và cuộn dây phía thứ cấp (điện áp thấp) được kết nối theo hình sao (Sao).
Trong kết nối Delta-Sao, các điện áp pha của hệ thống thứ cấp trễ hơn các điện áp pha của hệ thống sơ cấp 30 độ. Điều này có nghĩa là nếu đo điện áp pha của cả hai hệ thống, bạn sẽ thấy một sự khác biệt pha là 30 độ.
Kết nối này rất phổ biến trong các máy biến áp phân phối, nơi điện áp được giảm xuống 400 V với hệ thống ba pha, bốn dây. Điều này cho phép cung cấp điện cho cả thiết bị ba pha (như động cơ) và thiết bị một pha (như đèn chiếu sáng).
Ưu điểm của kết nối Delta-Sao
Ở phía điện áp cao của máy biến áp, cách điện chỉ phải chịu điện áp đến mức 57,7% của điện áp đường dây (Vp = 12.7 kV). Điều này làm giảm rủi ro hư hỏng cách điện và kéo dài tuổi thọ của máy biến áp. Hơn nữa, sự giảm áp này không chỉ tăng cường độ bền của máy biến áp mà còn giảm chi phí bảo trì và sửa chữa liên quan đến cách điện.
Một ưu điểm quan trọng khác của kết nối Delta-Sao là khả năng hạn chế méo sóng hài. Vì phía sơ cấp được kết nối theo kiểu tam giác, nó cho phép một đường dẫn cho các dòng điện sóng hài bậc ba. Điều này giúp giảm méo sóng hài, đảm bảo hiệu suất hoạt động tốt hơn cho máy biến áp và giảm thiểu các tác động tiêu cực đến các thiết bị điện khác trong hệ thống. Điều này đặc biệt quan trọng trong các ứng dụng yêu cầu độ chính xác cao và ổn định về điện áp.
Nhược điểm của kết nối Delta-Sao
Tuy nhiên, kết nối Delta-Sao cũng có nhược điểm cần lưu ý, đặc biệt là dịch pha. Điện áp đường dây thứ cấp có một pha dịch chuyển ± 30 độ so với điện áp đường dây sơ cấp. Điều này cần được lưu ý khi kết nối các thiết bị để đảm bảo chúng hoạt động đúng với điện áp và pha yêu cầu. Việc dịch pha này có thể gây ra các vấn đề về đồng bộ hóa và hiệu suất nếu không được điều chỉnh đúng cách, đặc biệt trong các hệ thống điện phức tạp hoặc khi tích hợp với các hệ thống khác.
Nhìn chung, kết nối Delta-Sao mang lại nhiều lợi ích đáng kể về mặt kỹ thuật và kinh tế, nhưng cũng đòi hỏi sự hiểu biết và quản lý cẩn thận để tránh những nhược điểm tiềm ẩn.
Tỷ Số Vòng Dây
Tỷ số vòng dây trên các mức đầu nối thông thường bằng với tỷ số điện áp khi máy biến áp không tải tại mức đầu nối trung tính. Khi máy biến áp có tải, tỷ số điện áp không còn bằng với tỷ số vòng dây do sự sụt giảm điện áp gây ra bởi trở kháng của máy biến áp.
Tỷ số vòng dây (turns ratio) của máy biến áp là một yếu tố quan trọng quyết định khả năng chuyển đổi điện áp từ phía sơ cấp sang phía thứ cấp. Tỷ số này được xác định bởi số vòng dây của cuộn dây sơ cấp so với số vòng dây của cuộn dây thứ cấp. Khi máy biến áp ở trạng thái không tải và được đấu nối tại mức đầu nối trung tính, tỷ số vòng dây sẽ bằng tỷ số điện áp đầu vào và đầu ra. Ví dụ, nếu một máy biến áp có 1000 vòng dây ở cuộn sơ cấp và 100 vòng dây ở cuộn thứ cấp, tỷ số vòng dây sẽ là 10:1, và tỷ số điện áp sẽ là 10:1 trong điều kiện không tải.
Khi máy biến áp hoạt động dưới tải, tức là khi nó cung cấp điện cho tải, tỷ số điện áp không còn đúng hoàn toàn với tỷ số vòng dây do ảnh hưởng của trở kháng nội tại của máy biến áp. Trở kháng này bao gồm cả trở kháng cuộn dây và từ trở của lõi sắt. Sự sụt giảm điện áp qua trở kháng này làm cho điện áp đầu ra giảm so với điện áp
Sự khác biệt giữa tỷ số điện áp và tỷ số vòng dây khi có tải ảnh hưởng đến hiệu suất và độ chính xác của máy biến áp trong hệ thống điện. Hiểu rõ về sự sụt giảm điện áp này giúp các kỹ sư có thể thiết kế và vận hành máy biến áp hiệu quả hơn. Đặc biệt trong các hệ thống điện lớn, việc tính toán chính xác tỷ số vòng dây và ảnh hưởng của trở kháng là điều cần thiết để đảm bảo điện áp cung cấp cho các tải tiêu thụ luôn nằm trong giới hạn cho phép.
Tăng nhiệt trong máy biến áp
Giới hạn nhiệt độ tăng được xác định theo nhiệt độ môi trường xung quanh máy biến áp, được xem như là nhiệt độ môi trường và các chu kỳ tải khác nhau của máy biến áp.
Khi máy biến áp được lắp đặt trong một vỏ bọc, các mức tăng nhiệt độ này sẽ phản ánh thiết kế của vỏ bọc. Vỏ bọc này chủ yếu được xác định bởi một lớp tăng nhiệt độ và một mức độ bảo vệ, cả hai đều phù hợp với điều kiện qui định địa phương (Xem IEC 62271-202). Đối với lắp đặt ngoài trời, để tránh bất kỳ ảnh hưởng nào của bức xạ mặt trời, có thể đề xuất lắp đặt một mái che trên máy biến áp và trên một lớp kim loại không cách nhiệt, giữ nguyên đối lưu tự nhiên.
Máy biến áp dầu có mức tăng nhiệt độ tiêu chuẩn là 55 và 65 độ C. Máy biến áp khô có mức tăng nhiệt độ thông thường lên đến 220 độ C.
Các con số này được xác định với nhiệt độ môi trường tối đa là 40 độ C. Một máy biến áp khô có mức tăng nhiệt độ 80 độ C có thể đạt nhiệt độ cuộn dây trung bình là 120 độ C khi đầy tải trong môi trường có nhiệt độ 40 độ C. Mức tăng thêm 5 độ C được bao gồm trên mức tăng nhiệt độ danh nghĩa, được gọi là dung sai điểm nóng.
Nhiệt độ tăng tối đa cho phép được xác định bởi nhiệt độ môi trường trung bình là 30 độ C trong một khoảng thời gian 24 giờ và nhiệt độ môi trường là 40 độ C vào bất kỳ thời điểm nào.
Đánh dấu các pha
Khi quan sát bên điện áp thấp của máy biến áp, các kết nối được ghi nhận theo thứ tự từ trái sang phải là X1, X3 đến X2 X4 đối với các máy biến áp 1 pha. Việc sắp xếp này giúp các kỹ sư và nhân viên bảo trì có thể dễ dàng nhận biết và thực hiện các kết nối một cách chính xác. Ngược lại, phía điện áp cao được sắp xếp theo chiều từ trái sang phải ký hiệu A B C cho 3 sứ cao còn đối với phía hạ áp là 4 sứ có thêm một sứ cho dây trung tính đối với máy biến áp 3 pha. Sự sắp xếp này không chỉ đảm bảo sự nhất quán trong việc phân bố và phối hợp các pha giữa hai mặt của máy biến áp, mà còn giúp phòng ngừa nguy cơ các sự cố về điện do sai lệch pha.
Bình dầu phụ
Chức năng chính của bồn bảo quản dầu là cung cấp không gian cho sự giãn nở của dầu máy biến áp, điều này xảy ra khi máy biến áp hoạt động hoặc khi nhiệt độ môi trường tăng lên. Bằng cách chứa đựng lượng dầu tăng lên, bồn bảo quản đóng vai trò quan trọng trong việc duy trì sự toàn vẹn hoạt động của máy biến áp.
Bồn bảo quản dầu hoạt động linh hoạt cùng với hoạt động của máy biến áp. Khi lượng dầu trong máy biến áp tăng lên với tải và nhiệt độ, dầu đẩy không khí trong bồn bảo quản ra ngoài, được thoát qua thoát khí. Ngược lại, khi tải máy biến áp giảm hoặc cắt điện máy biến áp, và nhiệt độ môi trường giảm, lượng dầu co lại cho phép không khí bên ngoài vào bồn bảo quản qua ống silicagel, đảm bảo cân bằng áp suất và kiểm soát độ ẩm.