Giáo trình Máy điện - Chương 2: Khái niệm chung về máy biến áp

Chương 2: KHÁI NIỆM CHUNG VỀ MÁY BIẾN ÁP
1. Đại cương:
	Trong việc sử dụng điện năng, một vấn đề lớn cần được giải quyết là xây dựng các đường dây tải điện từ các nhà máy đến nơi tiêu thụ. Theo kết quả phân tích kỹ thuật, kinh tế cho thấy: Cùng một công suất trên đường dây truyền tải, nếu điện áp càng tăng cao thì dòng điện truyền tải trên đường dây sẽ càng nhỏ, do đó tiết diện dây dẫn chọn sẽ nhỏ đi nên trọng lượng và chi phí cho đường dây sẽ giảm xuống đáng kể, vốn đầu tư xây dựng đường dây sẽ giảm.
	Nước ta hiện nay có các đường dây truyền tải như: 35KV, 110KV, 220 KV, 500KV nhưng thực tế do điều kiện chế tạo và vận hành nên máy phát điện chỉ phát ra cấp điện áp thường từ: 3 22KV, vậy khi điện áp phát ra thì ta cần phải có một thiết bị tăng điện áp lên để truyền tải đi. Mặt khác, cấp điện áp của các hộ tiêu thụ gia đình chỉ 220V, hay điện áp làm việc của các động cơ thường là 380V, hoặc 0,4 KV nên ta cần phải có một thiết bị để giảm điện áp trên đường dây truyền tải xuống.
Hộ tiêu thụ
	Các thiết bị dùng để tăng hay giảm điện áp ta gọi đó là máy biến áp.
2. Nguyên lý làm việc của máy biến áp:
	Ta xét 1 máy biến áp đơn giản:
Máy biến áp có 2 dây quấn. Dây quấn thứ nhất có W1 vòng, dây quấn thứ 2 có W2 vòng.
Nếu ta nối dây quấn thứ nhất với điện áp xoay chiều U1 thì sẽ có dòng điện I1 chạy trong dây quấn W1, dòng điện này tạo ra từ thông chạy trong lõi thép và móc vòng qua cả 2 dây quấn. Từ thông biến thiên sẽ sinh ra sức điện động cảm ứng e1, e2 trong cả 2 dây quấn. Hai sức điện động này chậm pha hơn từ thông sinh ra nó một góc 
Chứng minh:
	Giả sử:	
	Theo định luật cảm ứng điện từ:
e1 
	Đặt E1M = = 
	Trị hiệu dụng của sức điện động:
	E1 = = 4,44
	Tương tự ta có:
e2 
	E2 = = 4,44
Nếu ta đặt tải vào 2 đầu cuộn dây w2 thì sẽ có dòng điện I2 chạy qua tải. Lúc này năng lượng điện từ cuộn w1 đã truyền sang cuộn dây w2 với tần số không thay đổi.
3. Định nghĩa:
	Máy biến áp là một thiết bị điện từ tĩnh, làm việc dựa trên nguyên lý cảm ứng điện từ, dùng để biến đổi hệ thống dòng điện xoay chiều ở cấp điện áp này sang hệ thống dòng điện xoay chiều ở cấp điện khác với tần số không thay đổi.
4. Các đại lượng định mức:
Các đại lượng này do nhà chế tạo quy định và thường được ghi trên vỏ máy. Đây là các đại lượng quy định điều kiện kỹ thuật của máy.
ô Dung lượng hay công suất định mức của máy:	Sđm
	Là công suất toàn phần (hay biểu kiến) đưa ra ở dây quấn thứ cấp của máy, đơn vị tính là VA, hay KVA.
ô Điện áp dây định mức:	
- Điện áp sơ cấp định mức:	U1đm 
 Là điện áp đặt vào 2 đầu dây quấn sơ cấp của máy biến áp, đơn vị tính là V hay KV.
	- Điện áp thứ cấp định mức:	U2đm
 Là điện áp đặt vào 2 đầu dây quấn thứ cấp khi máy biến áp không tải và điện áp đặt vào dây quấn sơ cấp là định mức, đơn vị tính là V hay KV.
ó Dòng điện dây định mức:	I1đm ; I2đm
 Là dòng điện dây của cuộn sơ cấp và thứ cấp ứng với công suất, điện áp định mức. Đơn vị tính là A hay KA.
	- Đối với MBA 1 pha:
	- Đối với MBA 3 pha
ô Các đại lượng khác:
	Ngoài các đại lượng nêu trên, trên vỏ máy của MBA còn có các thông số khác như: tần số (f); số pha (m); sơ đồ và tổ đấu dây .....
5. Các loại máy biến áp chính:
ô MBA điện lực: dùng để truyền tải và phân phối công suất trong hệ thống điện lực.
ô MBA tự ngẫu: biến đổi điện áp trong một phạm vi không lớn lắm dùng để mở máy các động cơ điện xoay chiều.
ô MBA chuyên dùng: thường dùng ở các lò luyện kim, các máy hàn
ô MBA đo lường: dùng để giảm điện áp và dòng điện lớn rồi đưa vào các đồng hồ đo.