Máy biến áp là thiết bị gì? Cấu tạo, thông số kỹ thuật và nguyên lý hoạt động - c3kienthuyhp.edu.vn - The first knowledge sharing application in Vietnam

Các thành phần của một máy biến áp là gì?

Máy biến áp là thiết bị quan trọng trong hệ thống điện. Với công nghệ ngày càng tiên tiến, chúng tôi đã chế tạo ra nhiều loại máy biến áp công suất cực lớn. Hãy cùng tìm hiểu chi tiết về cấu tạo, nguyên lý hoạt động và các thông số kỹ thuật của máy biến áp trong bài viết dưới đây.

Mục lục bài viết

Máy biến áp là gì?

Máy biến áp (hay còn gọi là máy biến thế) là một thiết bị điện từ tĩnh, hoạt động dựa trên nguyên lý cảm ứng điện từ. Máy biến áp sẽ thay đổi điện áp mà không làm thay đổi tần số.

Sự biến đổi điện áp trong máy biến áp chỉ thực hiện được khi đó là dòng điện xoay chiều hoặc xung.

Máy biến áp là gì?

Máy biến áp được sử dụng rộng rãi trong hệ thống truyền tải và phân phối điện áp, đặc biệt là trong các trạm biến áp. Ngoài ra nó còn được dùng để đáp ứng một số yêu cầu khác như đấu nối mạch chỉnh lưu, máy hàn, nguồn cấp cho lò điện v.v.

Một máy biến áp sẽ có hai hoặc nhiều cuộn dây được đặt trên một mạch từ. Các cuộn dây có thể hoặc không thể được kết nối điện với nhau. Khi chúng được kết nối với nhau, một biến áp tự ngẫu được tạo ra.

Các thành phần của một máy biến áp là gì?

Một máy biến áp được cấu tạo bởi ba bộ phận chính: lõi thép, các cuộn dây và thân máy.

Lõi thép

Lõi thép là một trong những thành phần quan trọng trong máy biến áp

Lõi thép có tác dụng dẫn từ thông. Chúng được làm từ vật liệu có tính dẫn điện tốt, thường là thép kỹ thuật điện. Các tấm thép sẽ được ghép thành một mạch vòng khép kín. Các lá thép mỏng bên ngoài được sơn cách nhiệt với độ dày từ 0,3 – 0,5mm.

Lõi thép bao gồm đăng và cùm. Cực để quấn dây và dây quấn sẽ nối các cực để tạo thành mạch từ kín.

Dây quấn trong máy biến áp

Cuộn dây có chức năng nhận và truyền năng lượng. Vật liệu phổ biến để làm dây quấn là đồng và nhôm có tiết diện hình tròn hoặc hình chữ nhật, bên ngoài cách điện.

Dây được quấn nhiều vòng quanh trụ thép. Giữa các cuộn dây, giữa các vòng dây, giữa dây và lõi thép đều được cách điện.

Dây quấn trong máy biến áp

Máy biến áp thường có từ hai cuộn dây trở lên, số vòng dây của mỗi cuộn dây tùy thuộc vào máy biến áp.

Có hai cuộn dây, sơ cấp và thứ cấp:

Cuộn sơ cấp nhận năng lượng từ lưới điện
Cuộn thứ cấp có nhiệm vụ cung cấp điện cho tải

Số vòng dây của cuộn sơ cấp và thứ cấp không bằng nhau. Điều này sẽ quyết định chức năng của máy là hạ áp hay tăng áp.

Nếu số vòng dây của cuộn sơ cấp lớn hơn cuộn thứ cấp thì đó là máy biến áp giảm thế.
Nếu số vòng dây của cuộn sơ cấp ít hơn cuộn thứ cấp thì đó là máy tăng áp.

Đọc thêm: IC 4558 là gì? Thông số kỹ thuật, sơ đồ chân và ứng dụng

Về cuộn dây sẽ được chia thành loại đồng tâm và xoay chiều:

Dây quấn đồng tâm: Trên mặt cắt ngang là các vòng tròn đồng tâm với dây quấn hình trụ (hình a) hoặc dây quấn xoắn ốc dùng cho hạ áp có nhiều dây dẫn ngắn (hình b), dây quấn xoắn ốc liên tục dùng cho cao áp hạ áp. diện tích hình chữ nhật (hình c)
Dây quấn xoay chiều: Các bánh răng điện áp thấp và cao áp lần lượt chạy dọc theo lõi thép (hình d).

Các loại máy biến áp cuộn dây

vỏ máy biến áp

Chất liệu vỏ máy biến áp sẽ tùy thuộc vào từng loại máy, phổ biến là gỗ, nhựa, thép, gang hoặc tôn mỏng. Vỏ được dùng để bảo vệ các linh kiện trong máy bao gồm 2 phần vỏ hộp và nắp máy.

Trên nắp thùng có các bộ phận quan trọng như:

Bình giãn nở dầu có ống thủy tinh để theo dõi mức dầu
Đầu ra của cuộn dây điện áp cao và thấp
Ống bảo hiểm làm bằng thép có hình trụ nghiêng. Một đầu sẽ nối với thùng và đầu còn lại sẽ được bịt kín bằng đĩa thủy tinh. Khi áp suất trong bình tăng đột ngột, đĩa thủy tinh sẽ bị vỡ, dầu thoát ra ngoài và làm hỏng máy biến áp.
Lỗ nhỏ để đặt nhiệt kế
Rơle hơi bảo vệ máy biến áp
Bộ truyền động cầu dao kết nối các cực điện áp của cuộn dây cao áp.

Thông số kỹ thuật máy biến áp

Một số thông số kỹ thuật của máy biến áp mà bạn cần chú ý như:

Thông số kỹ thuật máy biến áp

Điện áp định mức

Bao gồm điện áp định mức sơ cấp và thứ cấp có ký hiệu lần lượt là U1dm và U2dm. Giá trị này là giá trị điện áp đường dây và thường bằng giá trị điện áp danh định do Nhà nước quy định.

công suất định mức

Là công suất tổng kVA, ký hiệu Sđm. Một số máy biến áp công suất thông dụng là 50, 75, 100, 160, 180, 250, 560, 630, 750, 800kVA (loại nhỏ); 1000, 1250, 2500, 6300kVA (loại vừa); 16, 25, 63,125, 150, 250, 450 MVA (loại lớn).

Tỷ lệ máy biến áp

Là tỷ số giữa điện áp sơ cấp và điện áp thứ cấp. Tỷ số máy biến áp được định nghĩa là tỷ số giữa số vòng dây sơ cấp và số vòng dây thứ cấp.

Phạm vi điều chỉnh điện áp

Phạm vi điện áp của máy biến áp. Điện áp đầu ra U2 = k*U1. Để điều chỉnh điện áp ra ở mức mong muốn, người ta sẽ bố trí các cầu phân áp. Khi điện áp sơ cấp thay đổi, điện áp tụ sẽ được điều chỉnh sao cho điện áp ra U2 luôn ổn định. Mỗi bước thường là khoảng 2,5%U1dm. Mỗi máy thường có 5 nấc điều chỉnh.

Đọc thêm: Tìm hiểu IRF740 là gì? Sơ đồ chân, thông số kỹ thuật và ứng dụng

Đối với máy biến áp có công suất từ 110kV trở lên, việc điều chỉnh nấc điều chỉnh sẽ được thực hiện tự động. Số bước rất lớn với mỗi bước khoảng 1,78U1dm.

Tắt nguồn

Trong quá trình vận hành sẽ có tổn thất điện năng trong lõi do dòng điện xoáy và trong cuộn dây do điện trở. Tổn thất này sẽ chuyển thành nhiệt làm giảm hiệu suất của máy biến áp. Khi sản xuất máy biến áp, ngành điện sẽ quy định chặt chẽ thông số này.

Nguyên lý làm việc của máy biến áp

Máy biến áp hoạt động theo hai hiện tượng vật lý là hiện tượng cảm ứng điện từ và dòng điện chạy qua vật dẫn tạo ra từ trường.

Các cuộn dây N1 và N2 được quấn trên lõi thép kín. Khi đặt điện áp U1 vào cuộn dây N1 thì trong dây dẫn xuất hiện dòng điện I1. Đồng thời từ thông vòng cũng có ở cả hai cuộn dây N1 và N2.

Khi N2 được nối với tải, dòng điện I2 và điện áp U2. Như vậy, năng lượng của dòng điện xoay chiều được chuyển từ N1 sang N2. Đó là nguyên lý làm việc của máy biến áp.

Công dụng của máy biến áp

Máy biến áp được sử dụng để thay đổi điện áp đầu ra từ điện áp đầu vào. Chủ yếu được sử dụng để tăng điện áp từ máy phát điện để truyền tải điện trên một khoảng cách dài. Đồng thời dùng để giảm điện áp cuối đường dây để cấp điện cho phụ tải.

Ngoài ra, máy biến áp còn có nhiều ứng dụng khác như hàn, lò nung hay dùng làm nguồn điện cho các thiết bị điện, điện tử.

phân loại máy biến áp

Có nhiều cách phân loại máy biến áp, một số cách phân loại như sau:

Phân loại theo cấu tạo của máy: Máy biến áp 1 pha và 3 pha.
Phân loại theo chức năng: Bộ giảm áp và bộ tăng áp
Phân loại theo phương pháp cách điện: Máy biến áp dầu và khô
Phân loại theo công dụng: Biến áp đo lường, autopilot, thí nghiệm,…
Sắp xếp theo thông số kỹ thuật

Trên đây là thông tin về cấu tạo, thông số, nguyên lý và phân loại máy biến áp. Đây là thiết bị quan trọng trong hệ thống điện và trong nhiều ứng dụng khác. Hy vọng bài viết này đã mang đến cho bạn nhiều kiến thức bổ ích.

Bạn thấy bài viết Máy biến áp là thiết bị gì? Cấu tạo, thông số kỹ thuật và nguyên lý hoạt động có khắc phục đươc vấn đề bạn tìm hiểu ko?, nếu ko hãy comment góp ý thêm về Máy biến áp là thiết bị gì? Cấu tạo, thông số kỹ thuật và nguyên lý hoạt động bên dưới để TRƯỜNG THPT KIẾN THỤYcó thể thay đổi & cải thiện nội dung tốt hơn cho các bạn nhé! Cám ơn bạn đã ghé thăm Website: c3kienthuyhp.edu.vn của TRƯỜNG THPT KIẾN THỤY

Nhớ để nguồn bài viết này: Máy biến áp là thiết bị gì? Cấu tạo, thông số kỹ thuật và nguyên lý hoạt động của website c3kienthuyhp.edu.vn

Chuyên mục: Giáo dục