A máy biến áp tăng áp tăng điện áp xoay chiều từ phía sơ cấp lên phía thứ cấp. Với cùng công suất biểu kiến, phía có điện áp cao hơn sẽ mang dòng điện thấp hơn. Các thiết bị tăng áp kết nối máy phát điện và nhà máy năng lượng tái tạo với lưới điện, thích ứng với thiết bị công nghiệp và giảm tổn thất truyền tải. Hướng dẫn này bao gồm mối quan hệ điện áp/dòng điện, kích thước cho hệ thống một pha và ba pha, các ứng dụng từ 208 đến 480 V, việc sử dụng ngược và các giới hạn đối với dòng điện một chiều (DC).
Máy biến áp tăng áp hoạt động như thế nào
Dòng điện xoay chiều tạo ra từ thông biến thiên trong lõi. Điện áp thứ cấp tuân theo tỉ số vòng dây:
V₂/V₁ = N₂/N₁
Nếu cuộn thứ cấp có nhiều vòng dây hơn, điện áp của nó sẽ cao hơn. Tỷ số dòng điện thì ngược lại:
I₂/I₁ ≈ N₁/N₂
Công suất đầu ra thực tế thấp hơn đầu vào vì tổn thất cuộn dây và lõi sinh ra nhiệt.
Tăng áp so với Hạ áp
“Step-up” (tăng áp) và “step-down” (hạ áp) mô tả chiều hướng sử dụng. Máy biến áp 480/208 V được sử dụng từ 480 đến 208 V là hạ áp. Một số thiết bị có thể hoạt động ngược lại từ 208 đến 480 V, nhưng chỉ khi nhà sản xuất xác nhận điện áp, các đầu phân áp, dòng khởi động, khả năng nối đất và cách điện là phù hợp.
Bảng so sánh và lựa chọn nhanh
Sử dụng bảng này như một phần tóm tắt nhanh về các quyết định kỹ thuật và mua sắm chính được giải thích trong bài viết.
| Khu vực quyết định | Ý nghĩa thực tiễn | Cần xác minh những gì |
|---|---|---|
| Máy biến áp tăng áp hoạt động như thế nào | Dòng điện xoay chiều tạo ra từ thông biến thiên trong lõi. | Điện áp thứ cấp tuân theo tỉ số vòng dây: V₂/V₁ = N₂/N₁ Nếu cuộn thứ cấp có nhiều vòng dây hơn, điện áp của nó sẽ cao hơn. |
| Tăng áp so với Hạ áp | “Step-up” và “step-down” mô tả hướng sử dụng. | Máy biến áp 480/208 V được sử dụng từ 480 đến 208 V là máy hạ áp. |
| Tính toán công suất một pha | Đối với một pha: kVA = vôn × ampe ÷ 1.000 Biến áp 20 kVA hạ áp hoặc tăng áp từ 120 V lên 240 V mang tải khoảng 166,7 A ở 120 V và 83,3 A ở 240 V khi đầy tải. | Việc bảo vệ và lựa chọn kích thước dây dẫn phải tuân theo quy chuẩn hiện hành và các yêu cầu về dòng khởi động. |
| Máy biến áp tăng áp ba pha | Đối với hệ thống ba pha cân bằng: kVA = √3 × điện áp dây × dòng điện dây ÷ 1.000 Máy biến áp 150 kVA ở điện áp 208 V mang tải khoảng 416 A ở phía hạ áp và khoảng 180 A ở điện áp 480 V. | Kiểu nối và nhóm vectơ quyết định điểm trung tính và độ lệch pha. |
| Ứng dụng từ 208 đến 480 V | Một máy biến áp tăng áp từ 208 lên 480 V có thể cung cấp điện cho các máy móc được thiết kế cho điện áp 480 V từ một cơ sở hạ tầng 208 V. | Xác định công suất kVA, chế độ làm việc, hệ số công suất, khởi động động cơ, số pha, tần số, đấu nối sơ cấp/thứ cấp và nối đất. |
Tính toán công suất một pha
Đối với một pha:
kVA = vôn × ampe ÷ 1.000
Một máy biến áp 20 kVA hạ áp từ 120 V xuống 240 V mang tải khoảng 166,7 A ở 120 V và 83,3 A ở 240 V khi đầy tải. Việc lựa chọn thiết bị bảo vệ và kích thước dây dẫn phải tuân theo quy chuẩn hiện hành và các yêu cầu về dòng điện khởi động.
Máy biến áp tăng áp ba pha
Đối với hệ ba pha đối xứng:
kVA = √3 × điện áp dây × dòng điện dây ÷ 1.000
Một máy biến áp 150 kVA ở điện áp 208 V mang tải khoảng 416 A ở phía hạ áp và khoảng 180 A ở điện áp 480 V. Kiểu đấu nối và nhóm véc-tơ quyết định trung tính và độ lệch pha.
Ứng dụng từ 208 đến 480 V
Máy biến áp tăng áp từ 208 đến 480 V có thể cấp nguồn cho máy móc được thiết kế cho điện áp 480 V từ nguồn điện cơ sở 208 V. Cần chỉ định công suất tải kVA, chế độ làm việc, hệ số công suất, dòng khởi động động cơ, số pha, tần số, cách đấu nối sơ cấp/thứ cấp và phương pháp nối đất. Ngõ ra đấu tam giác (delta) hoặc không nối đất có thể không đáp ứng được thiết bị cần trung tính nối đất.
Ứng dụng tăng áp 120/240 V
Một máy biến áp nhỏ có thể tăng điện áp từ 120 V lên 240 V, nhưng mạch nguồn phải chịu dòng điện đầu ra gấp khoảng hai lần đối với cùng mức kVA. Hãy xác nhận xem tải có cần đầu ra 240 V hai dây, pha chia (split-phase) 120/240 V có trung tính hay cách ly hay không. Một bố trí máy biến áp tự ngẫu tăng-giảm đơn giản có thể điều chỉnh điện áp nhưng không cung cấp khả năng cách ly điện.
Máy biến áp tăng áp phát điện
Các nhà máy điện và hệ thống năng lượng tái tạo phát điện ở điện áp thấp hơn và tăng áp để thu gom/truyền tải. Các thiết bị tăng áp phát điện lớn được thiết kế để chịu tải liên tục cao, lực sự cố, sóng hài, các nhiễu loạn lưới điện và các giao diện đầu cuối. Hệ thống bảo vệ bao gồm bảo vệ so lệch, chạm đất hạn chế, quá kích thích, nhiệt độ và các thiết bị cơ khí.
Của LBAJI Máy biến áp ngâm dầu 35 kV có thể đảm nhận các nhiệm vụ nâng cao khi được cấu hình cho dự án. Trạm biến áp hợp bộ năng lượng mới 35 kV tích hợp quá trình chuyển đổi và đóng cắt để thu gom năng lượng mặt trời hoặc năng lượng gió.
Máy biến áp giảm áp có thể dùng ngược lại được không?
Thỉnh thoảng, nhưng không phải lúc nào cũng vậy. Đầu vào cuộn dây điện áp thấp định mức có thể tạo ra đầu ra phía cao thấp hơn dự kiến vì quy định ban đầu được thiết kế theo hướng ngược lại. Các đầu phân áp có thể không phù hợp, dòng điện khởi động có thể khác, trung tính/nối đất có thể thay đổi và chứng nhận có thể không bao gồm việc sử dụng ngược. Hãy xin sự chấp thuận của nhà sản xuất.
Bộ tăng áp DC không phải là một máy biến áp thông thường
Dòng điện một chiều (DC) ổn định không tạo ra từ thông lõi biến thiên liên tục. Việc cấp trực tiếp dòng DC vào một máy biến áp thông thường có thể làm quá nhiệt và hỏng cuộn dây. Bộ chuyển đổi tăng áp DC-DC chuyển mạch dòng điện bằng điện tử, lưu trữ/truyền năng lượng qua các cuộn cảm hoặc máy biến áp tần số cao, sau đó chỉnh lưu/điều khiển đầu ra.
Bảo vệ và Dòng điện khởi động
Bảo vệ chính phải mang được dòng điện định nghĩa và chịu được dòng điện khởi động từ hóa trong khi vẫn phải cắt được các sự cố. Bảo vệ thứ phụ bảo vệ các dây dẫn đi ra và các tải. Các đặc tính của máy cắt/cầu chì phải phối hợp với đặc tính phá hủy của máy biến áp và các thiết bị phía nguồn và phía tải. Dòng điện sự cố khả dụng phụ thuộc vào nguồn và tổng trở của máy biến áp.
Danh sách kiểm tra lựa chọn
- Điện áp, pha và tần số đầu vào/đầu ra.
- Công suất định mức đa dạng (kVA) và hệ số công suất.
- Khởi động động cơ hoặc làm việc theo chu kỳ.
- Kiểu đấu dây, dây trung tính và nhóm véc-tơ.
- Trở kháng, các đầu phân áp và điều áp.
- Kết cấu khô/dầu, vỏ bao che và môi trường.
- Bảo vệ chính/dự phòng và mức dòng sự cố.
- Hiệu suất, âm thanh, nhiệt độ và các bài kiểm tra.
Các ứng dụng phổ biến của máy biến áp tăng áp
Các máy biến áp tăng áp kết nối các máy phát điện và nhà máy năng lượng tái tạo với các lưới điện có điện áp cao hơn, cấp điện cho thiết bị 480 V từ nguồn 208/240 V, và giảm dòng điện để truyền tải điện năng. Máy biến áp phải phù hợp về tần số, pha, nối đất và loại tải; bộ chuyển đổi tăng áp DC điện tử là một thiết bị khác.
Bảng kiểm đặc tả bước nâng tùy chỉnh
Cung cấp điện áp vào/ra, kVA, số pha, tần số, đấu nối vector, dây trung tính, đầu phân áp, tổng trở, chu kỳ làm việc, bảo vệ chống dòng khởi động, vỏ máy, nhiệt độ và bố trí đầu cực. Nếu thiết bị được cấp điện ngược (back-fed), hãy xác thực sự phê duyệt của nhà sản xuất và các yêu cầu bảo vệ vì các đầu phân áp có sẵn và ứng xử dòng khởi động có thể khác so với chiều ban đầu.
Tài liệu kỹ thuật và đọc thêm
Các nguồn độc lập sau đây hỗ trợ các tiêu chuẩn, thuật ngữ, phép tính và bối cảnh an toàn được thảo luận trong hướng dẫn này:
- Tiêu chuẩn máy biến áp lực IEC 60076-1 — Phạm vi, thuật ngữ, định mức, ký hiệu kết nối, thử nghiệm, an toàn và các yêu cầu chung đối với máy biến áp lực.
- Bộ Năng lượng Hoa Kỳ: Máy biến áp phân phối — Các định nghĩa chính thức, yêu cầu hiệu suất, quy trình thử nghiệm và tài liệu quy định đối với máy biến áp phân phối.
- các yêu cầu về truyền tải và phân phối điện năng của OSHA — Các yêu cầu về an toàn liên quan đến xây dựng và công việc xung quanh thiết bị truyền tải và phân phối điện năng.
