An máy biến áp truyền năng lượng dòng điện xoay chiều giữa các mạch thông qua cảm ứng điện từ. Nó có thể tăng hoặc giảm điện áp, cung cấp khả năng cách ly, tạo ra một điểm trung tính và ghép nối thiết bị với hệ thống điện. Hướng dẫn này giải thích hoạt động của máy biến áp và so sánh các thiết kế điện lực, phân phối, một pha, ba pha, ngâm dầu, khô, cách ly, tự ngẫu tăng áp/giảm áp, treo trên cột và đặt trên bệ.
Cách hoạt động của máy biến áp điện
Dòng điện xoay chiều trong cuộn sơ cấp tạo ra từ thông biến thiên trong lõi thép. Từ thông đó cảm ứng ra điện áp trong cuộn thứ cấp. Tỷ số điện áp xấp xỉ bằng tỷ số vòng dây:
V₂/V₁ = N₂/N₁
Đối với công suất biểu kiến gần như không đổi, dòng điện thay đổi nghịch biến với điện áp. Máy biến áp tăng áp làm tăng điện áp và giảm dòng điện; máy biến áp giảm áp làm giảm điện áp và tăng dòng điện, không tính tổn thất.
Máy biến áp lực và Máy biến áp phân phối
Máy biến áp lực truyền tải năng lượng lớn tại các trạm biến áp và được tối ưu hóa dựa trên tải của hệ thống, tổn thất, quy định và độ tin cậy. Máy biến áp phân phối cung cấp điện cho các lưới điện cuối cùng và dành thời gian dài được cấp điện, làm cho tổn thất không tải trở nên quan trọng. Sự phân biệt mang tính chức năng hơn là một giới hạn kVA phổ quát duy nhất.
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 |
|---|---|---|
| Cách hoạt động của máy biến áp điện | Dòng điện xoay chiều trong cuộn sơ cấp tạo ra từ thông biến thiên trong lõi. | Từ thông đó cảm ứng điện áp trong cuộn dây thứ cấp. |
| Máy biến áp lực và Máy biến áp phân phối | Máy biến áp lực truyền tải năng lượng lớn tại các trạm biến áp và được tối ưu hóa dựa trên tải trọng của hệ thống, tổn thất, quy định và độ tin cậy. | Máy biến áp phân phối cung cấp điện cho các lưới điện hạ thế và hoạt động liên tục trong thời gian dài dưới điện áp, điều này làm cho tổn hao không tải trở nên quan trọng. |
| Một pha so với Ba pha | Máy biến áp một pha phục vụ các phụ tải khu dân cư, điều khiển và thương mại nhỏ hơn. | Máy biến áp ba pha phục vụ các hệ thống công nghiệp và điện lực, có thể sử dụng một lõi ba trụ hoặc một bộ ba thiết bị một pha. |
| Máy biến áp ngâm dầu | Chất lỏng cách điện cung cấp độ bền điện môi và truyền nhiệt đến bình dầu và các bộ tản nhiệt. | Dầu khoáng rất phổ biến; các lựa chọn thay thế có điểm chớp cháy cao hơn có thể được chọn cho các rủi ro cụ thể. |
| Máy biến áp khô | Các thiết bị khô sử dụng không khí và cách điện rắn, bao gồm các cấu trúc bọc nhựa đúc hoặc thông gió. | Chúng tránh được thể tích lớn chất lỏng dễ cháy và phù hợp với nhiều vị trí trong nhà. |
Một pha so với Ba pha
Máy biến áp một pha phục vụ các phụ tải dân dụng, điều khiển và thương mại nhỏ. Máy biến áp ba pha phục vụ hệ thống công nghiệp và điện lực, có thể sử dụng một lõi ba trụ hoặc một tổ hợp gồm ba thiết bị một pha. Kiểu đấu nối và nhóm véc-tơ ba pha ảnh hưởng đến dây trung tính, việc nối đất và độ lệch pha.
Máy biến áp ngâm dầu
Chất lỏng cách điện cung cấp độ bền điện môi và truyền nhiệt đến thùng máy và các bộ tản nhiệt. Dầu khoáng là phổ biến; các lựa chọn thay thế có điểm chớp cháy cao hơn có thể được chọn cho các rủi ro cụ thể. Hệ thống bình giãn nở hoặc bình kín quản lý sự giãn nở. Việc kiểm tra dầu theo dõi độ ẩm, độ chua, độ bền điện môi và các khí hòa tan.
Máy biến áp khô
Các thiết bị khô sử dụng không khí và vật liệu cách điện rắn, bao gồm kết cấu đúc nhựa hoặc thông gió. Chúng tránh được lượng lớn chất lỏng dễ cháy và phù hợp với nhiều vị trí trong nhà. Các yêu cầu về thông gió phòng, bụi, độ ẩm, âm thanh và phòng cháy chữa cháy vẫn cần được chú ý trong thiết kế.
Máy biến áp cách ly
Máy biến áp cách ly thường có các cuộn sơ cấp và thứ cấp riêng biệt và có thể có tỉ số 1:1. Nó cung cấp sự cách ly điện và có thể tạo ra một hệ thống nối đất được tách biệt độc lập. Nó không loại bỏ các mối nguy hiểm về điện; việc nối đất thứ cấp và các biện pháp bảo vệ vẫn là cần thiết.
Máy biến áp tăng giảm áp
Biến áp tăng-giảm điện áp thực hiện việc điều chỉnh điện áp một cách khiêm tốn, chẳng hạn như khắc phục điện áp từ 208 V lên 240 V, thường bằng cách sử dụng kết nối máy biến áp tự ngẫu. Do các cuộn dây được kết nối điện với nhau trong việc sử dụng máy biến áp tự ngẫu, nên nó không cung cấp khả năng cách ly. Công suất tải (kVA), điện áp đầu vào, đầu ra mong muốn, pha và sơ đồ đi dây quyết định kích thước.
Máy biến áp gắn trên cột điện
Trạm biến áp cột điện cung cấp cho các lưới điện phân phối trên không và thường phục vụ các phụ tải dân dụng hoặc thương mại nhỏ. Các công ty điện lực định nghĩa bộ chống sét, cầu chì, hệ thống nối đất, lắp đặt và khoảng cách an toàn của dây dẫn. Chỉ có nhân viên đủ tiêu chuẩn của ngành điện mới được làm việc gần các thiết bị này.
Máy biến áp đặt trên bệ đỡ
Máy biến áp đặt trên bệ kết nối với các cáp phân phối ngầm trong một vỏ bọc chống xâm nhập. Các giao diện mặt chết hoặc mặt sống, nguồn cấp vòng/hình tia, cầu chì, nối đất và không gian làm việc phải phù hợp với hệ thống điện lực.
Dầu và vật liệu cách điện máy biến áp
Dầu cách điện phải luôn khô ráo và sạch sẽ. Giấy cellulose cung cấp lớp cách điện cuộn dây rắn nhưng bị lão hóa theo nhiệt độ, độ ẩm và oxy. Gioăng làm kín, ống thở, hệ thống bình giãn nở và xử lý dầu giúp kiểm soát ô nhiễm. Không bao giờ trộn lẫn các chất lỏng mà chưa đánh giá tính tương thích.
Bảo vệ so lệch máy biến áp
Rơ le so lệch so sánh dòng điện đi vào và đi ra của máy biến áp sau khi bù tỷ số và nhóm véc-tơ. Chúng hoạt động khi có sự cố bên trong trong khi vẫn duy trì sự ổn định đối với sự cố bên ngoài và dòng điện xung kích từ hóa. Các thiết bị bảo vệ chạm đất hạn chế, quá dòng, nhiệt độ, áp suất và khí cung cấp thêm các chức năng bảo vệ bổ sung.
Cách chọn máy biến áp điện
- Tính toán kVA đa dạng hóa và biểu đồ phụ tải.
- Định nghĩa điện áp sơ cấp/thứ cấp, pha và tần số.
- Chọn kiểu nối, nhóm đấu dây và phương pháp nối đất.
- Xác định tổng trở, các đầu phân áp và điều áp.
- Chọn kết cấu ướt hoặc khô và làm mát.
- Áp dụng các yêu cầu về môi trường xung quanh, độ cao, sóng hài và cháy nổ.
- Kiểm tra tổn thất, âm thanh, độ bền sự cố và bảo vệ.
- Định nghĩa vỏ bọc, đầu cực, phụ kiện và các phép thử.
Giải pháp máy biến áp LBAJI
Đối với các dự án điện áp cao hơn, hãy xem lại của LBAJI Máy biến áp ngâm dầu 35 kV. Phân phối tích hợp có thể sử dụng Trạm biến áp lắp ghép sẵn YBM-12 hoặc Trạm biến áp hợp bộ năng lượng mới 35 kV.
Máy biến áp lý tưởng và máy biến áp thực tế
Một máy biến áp lý tưởng không có điện trở cuộn dây, từ thông rò, tổn thất lõi hoặc dòng điện từ hóa. Các thiết bị thực tế có tổn thất đồng, tổn thất lõi, điện kháng rò và dòng điện kích thích hữu hạn, tạo ra sự sụt áp và nhiệt lượng. Dữ liệu hiệu suất và tổng trở định lượng các hiệu ứng thực tế này.
Bạc lót, các bộ phận làm mát và phụ trợ
Sứ cách ly đưa các dây dẫn đang mang điện đi qua vỏ được nối đất. Hệ thống làm mát có thể là không khí hoặc dầu đối lưu tự nhiên hoặc cưỡng bức tùy thuộc vào định mức. Bộ điều chỉnh đầu phân áp, các thiết bị đo nhiệt độ, bảo vệ áp suất và chỉ báo mức dầu hỗ trợ việc điều khiển điện áp và vận hành an toàn. Các yêu cầu về phụ kiện nên tuân theo chế độ làm việc và mức độ quan trọng, chứ không phải theo một danh mục chung chung.
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.
