Đồ án môn học
máy điện
anh em nao muon lam do an may dien thi vao day nhe. do an may bien ap cong suat 320kva
ĐỒ ÁN MÔN HỌC MÁY ĐIỆN
ĐỒ ÁN MÔN HỌC MÁY ĐIỆN
NHIỆM VỤ THIẾT KẾ:
THIẾT KẾ MÁY BIẾN ÁP DẦU 3 PHA,CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC LIÊN TỤC ,ĐẶT TRONG NHÀ HOẶC
NGOÀI TRỜI,CÓ CÁC SỐ LIỆU BAN ĐẦU NHƯ SAU:
Tổng dung lượng máy biến áp S= 320 kVA;
Số pha m = 3; Tần số f = 50 Hz;
Điện áp hạ áp: U2= 0,4 kV; Điện áp cao áp: U1 = 15 kV;
So đồ nối dây Y/Y0¬-12.
Máy biến áp chế tạo theo tiêu chuẩn gam mới, có các đặc tính: điện áp ngắn mạch un = 4,4%;
tổn hao ngắn mạch pn¬ = 5200 W; Tổn hao không tải p0 = 1200 W; dòng điện không tải i0 =
2,5. Làm lạnh bằng dầu biến áp. Thiết bih đặt ngaòi trời. thiết kế dây dẫn bằng đồng, loại máy
biến áp ba pha ba trụ cấu trúc phẳng.
Chương II
TÍNH TOÁN CÁC KÍCH THƯỚC CHỦ YẾU
I. XÁC ĐỊNH CÁC ĐẠI LƯỢNG ĐIỆN CƠ BẢN
1. Dung lượng một pha
Sf = = = 106,67 (kVA).
Dung lượng trên mỗi trụ: S’ = = = 106,67 (kVA) .
2. Dòng điện dây định mức:
- Phía cao áp: I1 = = = 12,32 (A) .
- Phía hạ áp: I¬2 = = = 461,88 (A)
3. Dòng điện pha định mức:
Vì dây quấn nối Y/Y0 nên:
If1= I1= 12,32 (A) ;
If2 =I¬2 = 461,88 .
4. Điện áp pha định mức:
- Phía cao áp: Uf1 = = = 8660 (V)

Từ cảm trong gông Bg = = =1,58 (T). Từ cảm ở khe hở không khí mối nối thẳng B’’k = Bt =
1,62 (T), từ cảm ở khe hở không khí ở mối nối xiên B’k = = = 1,146(T). Suất tổn hao sắt ở trụ
và gông, theo bảng 45 và 50 TLHD với tôn chọn có mã hiệu là 3404 ta tra được các số liệu sau:
Với Bt = 1,62 T tra được pt = 1,353 (W/kg),qt = 1,958(VA/kg).
Với Bg = 1,58T tra được pg= 1,251 (VA/kg), qg = 1,675(W/kg).
Suất từ hoá ở khe không khí:
Với B’’k = 1,62 (T) tra được q’’k = 25100 VA/m2
Với B’k = 1,146 (T) tra dược q’k = 22100 VA/m2
4. Các khoảng cách cách điện chính:
Chọn theo Uth1 = 45 kV của cuộn sơ cấp ( cao áp ) và Uth2 = 5 kV của cuộn thứ cấp (hạ áp).
Tra bảng 18 và 19 TLHD ta có các số liệu sau:
- Trụ và dây quấn hạ áp a01 = 15 mm.
- Dây quấn hạ áp và cao áp a12 = 20 mm.
- Ống chách điện giữa cao áp và hạ áp = 4 mm.
- Dây quấn cao áp và cao áp a22 = 18 mm.
- Tấm chắn giữa các pha = 2 mm
- Khoảng cách giữa dây quấn cao áp và gông l0 = l01 = l02 = 50 mm
- Phần đầu thừa của ống cách điện lđ = 20 mm.
5. Các hằng số a, b tính toán có thể lấy gần đúng và được tr trong bảng13, 14 TLHD:
a = 1,36; b = =0,40
6. Tra trong bảng 15 TLHD ta được hệ số tính toán tổn hao phụ trong dây quấn, ở trong dây dẫn
ra vách thùng và ở vài chi tiết kim loại khác do dòng điện xoáy gây nên, k¬f = 0,95.
7. Quan hệ giữa đường kính trung bình d12 và chiều cao l của trụ sắt.
Trong thiết kế người ta dùng hệ số để chỉ quan hệ giữa chiều rộng và chiều cao của máy.
= ; thay đổi từ 1,2 đến 3,6
Sự lựa chọn hệ số không những ảnh hưởng đến mối tương quan khối lượng vật liệu thép, dây
đồng mà còn ảnh hưởng đến các thông số kỹ thuật như: tổn hao không tải, tổn hao ngắn
mạch…
Về mặt kinh tế: Nếu máy biến áp có cùng công suất, điện áp, các số liệu xuất phát, và các tham
số kỹ thuật thì khi nhỏ, máy biến áp “gầy” và cao, nếu lớn thì máy biến áp “ béo” và thấp. với

Với a = 1,36; kg = 1,025
Trị số hướng dẫn b = tra bảng 14 TLHD ta có b = 0,4, e = 0,41 với gông nhiều bậc.
B1 = 2,4. 104.kg.k1d.A3.(a+b+e) = 2,4.104.1,02.0,9.0,15453.(1,36 + 0,40 + 0,41)
= 176,3 (kg)
B2 = 2,4.104.kg.k1dA¬¬2.(a12 + a22)
Với a12 = 0,02 m
a22 = 0,018 m
B2 = 2,4.104.1,02.0,89.0,15452.(0,02 + 0,018) = 19,76 (kg)
Vậy Gg =176,3 .x3 + 19,76 .x2
Như vậy trọng lượng của lỏi thép :G¬fe = Gt + Gg
Gfe = + (A2 +B2).x2 + B1.x3
10. Trọng lượng kim loại làm dây quấn
Gdq = theo CT (2-55) TLHD
Với C1 = Kdq. , Kdqcu = 2,46.10-2
kf là hệ số tính tổn hao phụ trong dây quấn, ở trong đầu ra và các chi tiết kim loại khác do dòng
điện xoáy gây nên. Theo bảng 15 TLHD tra dược kf = 0,95
C1 = 2,46.10-2 = 190,075 (kg)
Gdq =
11. Xác định các hằng số trong biểu thức giá thành cực tiểu của vật liệu tác dụng:
B = . = . = 0,22
C = = = 0,48
D = kdqfe.k = .1,84.1,06 = 1,4
Với kdqfe =1,84, tra bảng 16 TLHD
k là hệ số hiệu chỉnh trọng lượng của dây quấn ( vì dây quấn có thêm sơn cách điện và các phần
điều chỉnh điện áp ỏ cuộn cao áp) k=1,03.1,03 = 1,06
Ta có phương trình : x5 + Bx4 - Cx - D = 0
x5 + 0,22x4 - 0,48x – 1,4 = 0
Dùng phương phần mềm MATLAB để giải phương trình trên ta được x = 1,1. Từ đó ta có
Chọn = 1,464 thì giá thành của máy biến áp thiết kế là nhỏ nhát, nghĩa là phương án tối ưu về
măt kinh tế. Nhưng ta còn phải chọn một phương án không những tối ưu về mặt kinh tế mà còn

k’po = 1,32
k’’po = 1,96
kpo = 4.1,32+1,96 = 7,24
pt = 1,353 (VA/kg) , pg = 1,251(W/kg),G0 = 24,86 (kg) đã tính ở trên.
Vậy P0= 1,22.1,353.(Gt +Go. ) + 1,22.1,251.[Gg - (4 + 2)Go + .Go ] =
= 1,651Gt + 1,526Gg +2,344G¬0 = 1,651.276,11+ 1,526.254,93 +2,344.21,92 = 901,593 (W)
15. Công suất từ hoá của may biến áp.
Theo công thức (5-31) TLHD ta có
Q0 = ki’f .ki’f’.qt(Gt + Go) + ki’f .ki’f’.qg (Gg + Go-(N+2)G0) + ki’f’. qk.nk.Tk
Trong đó ki’f = kib.kic ;
kib là hệ số kể đến ảnh hưởng của việc cắt gọt bavia ; chọn kib = 1
kic là hệ số kể đến ảnh hưởng đến việc cắt dập lá thép; chọn kic = 1,18
ki’f = kib.kic= 1.1,18 = 1,18
ki’f’ = kig.kie.kit = 1,07
qt = 1,958(VA/kg), qg= 1,675 (VA/kg) là suất từ hoá của trụ và gông.
qkt = 25100 VA/m2, qkg = 22100 VA/m2 là những suất từ hoá ở những khe hở không khí( bảng
50 TLHD)
kig là hệ số làm tăng công suất từ hóa ở gông: kig =1,00
kir kể đến ảnh hưởng do chiều rộng lá tôn ở các góc mạch từ , tra bảng 52b ta được kir =1,35
nk là số khe hở không khí trong lõi thép.
Tk = Tt/ là diện tích bề mặt khe hở không khí
kio là hệ số gia tăng dòng điện không tải do công suất từ hoá tăng lên, kio¬ = 42,45
Q0 =1,18.1,07.1,958.(Gt + Go) + 1,18.1,07 . 1,675 [ Gg + .Go-(4+ 2).Go ] + 1,07 . 25100 .
4.Tt / + 1,07 . 22100 . 2 .Tt =
= 2,473Gt +2,115Gg + 41G0 +123257,06.Tt = 2,473Gt +2,115Gg + 41G0
+123257,06.0,0167.x2 =
= 2,473.276,11+2,115.254,93 +41.21,92 +2058,39.1,12 = 4905,026 (VAr)
16. Thành phần phản kháng của dòng điện không tải.
Theo công thức (2-62) TLHD
I0 = = = 1,533 (%)

0,02085m2 theo bảng 42 TLHD ứng với d = 0,17 m
- Khoảng cách giữa hai trụ: C = d12 +a12 +2a2 +a22 = 0,2312 + 0,02+0,07 + 0,018 = 0,34
(m).
- Mật độ dòng điện: = .106= .106 = 3,69.106(A/m2);
- Giá thành : C’td = Gfe + kd.fe.Gdd = 842,88
- Sức điện động của một vòng dây: Uv = 4,44.f,Bt.Tt = 4,44.50.1,62.0,02022= 7,27(V)
CHƯƠNG III.
TÍNH TOÁN KẾT CẤU DÂY QUẤN CỦA MÁY BIẾN ÁP
I. Tính toán dây quấn thứ cấp (hạ áp).
1. Sức điện động của một vòng dây:
Uv = 4,44.f,Bt.Tt = 4,44.50.1,62.0,02022 = 7,27 (V)
2. Số vòng dây một pha của dây quấn hạ áp:
W2 = = = 31,77= 32 (vòng)
Ut2 là điện áp trên một trụ của dây quấn thứ cấp , Ut2 = 231 V trên cả ba trụ.
Điện áp thực của mỗi vòng dây Uv = = 7,22 (V)
3. Mật độ dòng điện trung bình:
tb = 0,746. kf. .104= 0,746.0,93. .104= 3,52 (MA/m2)
4. Tiết diện vòng dây sơ bộ:
T’2 = = = 131,22.10-6 (m2) =131,22 (mm2)
Theo bảng 38 TLHD , với S = 320kV, I2 = 461,88 A, U2 = 231 V , T’2 =131,22mm2 , ta chọn dây
quấn hạ áp kiểu hình xoắn mạch đơn dây dẫn chữ nhật.
5. Chiều cao sơ bộ mỗi vòng dây.
hv2 = - hr2
Trong đó hr2 là kích thước hướng trục của rãnh dẫn dầu giữa các bánh dây. Theo bảng 54a
TLHD ta chọn hr2 = 5 mm.
hv2 = - 0,005 = 0,00722 (m) = 7,22 mm.
6. Chọn dây dẫn:
Với hv2 = 7,22 mm và T’2 = 131,22 mm2
Tra bảng 22 TLHD ta chọn dây đồng tiết diện chữ nhật mã hiệu Cд có:Я
a = 4 mm

II. Tính toán dây quấn sơ cấp (cao áp):
1. Chọn sơ đồ điều chỉnh điện áp:
Máy biến áp sau khi thiết kế có thể lắp đặt ở nơi gần nguồn hoặc xa nguồn vì thế điện áp đưa
vào cuộn sơ cấp (cao áp) thay đổi một lượng U nào đó. Vì vậy để duy trì điện áp đầu ra ổn định
trong một phạm vi nào đó ta phải chọn đầu phân áp cho phù hợp trước khi lắp đặt.
Dòng điện làm việc qua các tiếp điểm:
I1 = 12,32 A.
Điện áp lớn nhất giữa các tiếp điểm của hai pha của bộ đổi nối:
Ulv = 10%. = 10%. = 866 V
Điện áp thử: Uth = 20%. = 1732 (V)
Để có được những điện áp khác nhau bên cao áp cần phải nối như sau:
2. Số vòng dây của dây quấn sơ cấp (cao áp) ứng với điện áp định mức:
W1 = W2¬ . = 32. = 1200 (vòng)
3. Số vòng dây của một cấp điều chỉnh điện áp
Wđc = 0,025 W1 = 0,025.1200 = 30 (vòng)
4. Số vòng dây tương ứng ở các đầu phân nhánh:
Ta chọn loại có 4 cấp điều chỉnh điện áp, ứng với mỗi cấp điều chỉnh là 2,5% điện áp định mức :
- Cấp 15750 V – (X1Y1Z1) ứng với W =1200 + 2.30 = 1260(vòng)
- Cấp 15375V – (X2Y2Z2) ứng với W =1200 + 30 = 1230 (vòng)
- Cấp 15000V – (X3Y3Z3) ứng với W = 1200 (vòng)
- Cấp 14625V – (X4Y4Z4) ứng với W = 1200 – 30 = 1170 (vòng)
- Cấp 14250V – (X5Y5Z5) ứng với W = 1200 – 2.30 = 1140(vòng)
5. Mật độ dòng điện sơ bộ:
= 2. – = 2.3,52 – 3,71 = 3,33(MA/m2)
6. Sơ bộ tính tiết diện vòng dây:
T’1 = = = 3,710-6(m2) = 3,7mm2
Với S = 320 kVA; I = 12,32 A; U = 15 kV; T’1 = 3,7 mm2. Ta chọn kết cẩu dây quấn kiểu hình
ống nhiều lớp dây tròn (theo bảng 38 TLHD). Theo bảng 20 TLHD ta chon dây dẫn tiết diện tròn
mã hiệu Б có kích thước như sau :
Б - 1x ; 3,53 mm2