Chọn máy biến áp hiệu quả nhất

Máy biến áp (hay máy biến thế) được sử dụng rất phổ biến trong công nghiệp và dân dụng. Nhiệm vụ chính của máy biến áp là biến đổi điện áp xoay chiều có thể tăng hoặc giảm điện áp. Tùy theo từng mục đích cụ thể mà máy biến áp được chia thành nhiều loại khác nhau. Để lựa chọn được thiết bị phù hợp nhất cho nhu cầu của bạn thì bài viết này sẽ giúp bạn ít nhiều bạn đọc tham khảo nhé.

Máy biến áp (MBA) có thể chuyển đổi điện áp theo nhiều cấp khác nhau tùy vào công suất sử dụng và điện áp cũng như đặc tính riêng cho từng nhu cầu: sinh hoạt, sản xuất kinh doanh.

Máy biến áp hiện nay được chia thành nhiều loại như:

  • Máy biến áp 1 pha , 3 pha
  • Máy biến áp 2 cuộn dây, 3 cuộn dây
  • Máy biến áp có cuộn dây phân chia
  • MBA tự ngẫu 1 pha, 3 pha
  • MBA tăng áp, hạ áp
  • MBA có hoặc không  có điều chỉnh dưới tải
  • Máy biến áp do nhiều nước chế tạo theo tiêu chuẩn khác nhau, điều kiện làm việc cũng khác nhau khi thiết kế cung cấp điện cần lưu ý đến khía cạnh này

Lưu ý khi chọn vị trí đặt trạm biến áp

Vị trí đặt trạm biến áp phụ thuộc vào

  • Tâm phụ tải điện: Nếu trạm biến áp đặt ở tâm phụ tải điện sẽ đảm bảo được tổn thất công suất, điện năng và tổn thất điện áp nhỏ nhất.
  • Vị trí đặt trạm cần thuận tiện cho đường dây ra vào.
  • Vị trí đặt trạm cần tạo điều kiện cho việc lắp đặt, thi công, thao tác, vận hành sửa chữa và quản lý dễ dàng.
  • Vị trí đặt trạm đảm bảo phòng cháy nổ, chống ẩm ướt, bụi bặm và khí ăn mòn.
  • Đảm bảo an toàn cho người và thiết bị

1 / Chọn số lượng Máy biến áp

Lựa chọn máy biến áp bao gồm lựa chọn số lượng, công suất, chủng loại, kiểu cách và các tính năng khác của máy biến áp. Số lượng và chủng loại máy thường được chọn theo quy tắc sau:
Số lượng máy biến áp đặt trong một trạm phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: yêu cầu về kinh tế vận hành trạm biến áp, độ tin cậy cung cấp điện cho phụ tải của trạm đó…
Phụ tải loại một : là phụ tải quan trọng, không được phép mất điện thì phải đặt hai máy biến áp.
Phụ tải loại hai : như xí nghiệp sản xuất, siêu thị,..vv thường dùng 1 máy biến áp và một máy phát dự phòng.
Phụ tải loại ba : phụ tải ánh sáng sinh hoạt, khu chung cư, trường học, thôn xóm thường đặt một máy biến áp.

Thông số kỹ thuật để lắp đặt máy

Chủng loại máy biến áp trong trạm nên chọn đồng nhất hoặc ít chủng loại để giảm số lượng máy biến áp dự phòng, và đơn giản trong lắp đặt, vận hành.

 Đối với phụ tải loại 2 thì số lượng máy biến áp phụ thuộc vào hiệu quả kinh tế kỹ thuật. Tuy nhiên để đơn giản trong vận hành số lượng máy biến áp trong trạm không nên vượt quá 3 máy biến áp và các máy này nên cùng công suất.

2 /  Chọn dung lượng MBA

Công suất định mức máy biến áp Sđm

Là công suất liên tục truyền qua máy biến áp trong thời hạn hoạt động (tuổi thọ) ứng với các điều kiện tiêu chuẩn do nhà chế tạo quy định theo điện áp định mức, tần số định mức làm việc đặc biệt là nhiệt đọ môi trường làm mát.

2.1/ Với phụ tải có Stt:

Chọn công suất

Trong đó:
–  SđmB : công suất định mức của máy biến áp, do nhà chế tạo cung cấp.
–  Stt : công suất tính toán, là công suất yêu cầu lớn nhất của phụ tải.
–  1,4 : hệ số quá tải.
♦ Hệ số hiệu chỉnh nhiệt độ:
   Các công thức trên chỉ đúng với các máy sản xuất nội địa hoặc nhiệt đới hóa. Nếu dung máy ngoại nhập phải đưa vào công thức hệ số hiệu chỉnh nhiệt độ kể đến sự chênh lệch nhiệt độ giữa môi trường chế tạo và môi trường sử dụng máy:

hệ số Khc

Trong đó:
–    t0 : nhiệt độ môi trường chế tạo 0C
–    t1 : nhiệt độ môi trường sử dụng  0C

2.2/ Khả năng quá tải của máy biến áp:

Thực tế trong vận hành môi trường và phụ tải qua máy biến áp luôn thay đổi , phần lớn thời gian thấp hơn định mức do đó tuổi thọ máy biến áp có thể được kéo dài. Tuy nhiên việc chú ý vào kéo dài tuổi thọ máy không phải lúc nào cũng tốt như vậy sẽ không kịp thời thay thế các máy biến áp mới. Yếu tố này cũng phải tính đến khi cần chọn máy biến áp hiệu quả.

Với sự tiến bộ về công nghệ chế tạo hiện nay, máy biến áp cũng như thiết bị khác luôn được cải tiến về kích thước , trọng lượng, tổn hao trong máy biến áp. Để tận dụng khả năng quá tải của máy biến áp có khoảng thời gian cho phép vận hành lớn hơn công suất định mức, ta có :

Kqt: hệ số quá tải = Svanhanh/Sdinhmuc

Quá tải sự cố máy biến áp

Khi 2 máy biến áp vận hành song song mà một trong hai bị sự cố phải nghỉ, máy biến áp còn lại có thể vận hành lớn hơn định mức không phụ thuộc vào môi trường xung quanh trong thời gian 5 ngày đêm nếu thỏa mãn điều kiện: Theo đồ thị phụ tải đẳng trị về 2 bậc trong đó: K1 < 0,93; K1 < 1,4 đói với máy biến áp đặt ngoài trời, K2 < 1,3 đối với máy biến áp đặt trong nhà. T2 < 6 giờ, chú ý theo dõi nhiệt độ cuộn dây không vượt quá 140 độ C và tốt nhất tăng cường tối đa biện pháp làm mát máy biến áp.

Phương pháp công suất đẳng trị

Hệ số quá tải thường xuyên có thể được xác định từ đồ thị khả năng quá tải của MBA. Đó là quan hệ giữa hệ số quá tải cho phép K2cp, hệ số phụ tải bậc một K1 và thời gian quá tải t2. Để sử dụng phương pháp này cần phải biến đổi đồ thị phụ tải nhiều bậc của fMBA thành đồ thị phụ tải hai bậc đẳng trị
Công suất đẳng trị của MBA trong khoảng thời gian xem xét được xác định theo biểu thức :

Công thức đẳng trị

Trong đó: Si là phụ tải của MBA ở thời khoảng ti.
 Khi biến đổi đồ thị phụ tải nhiều bậc thành đồ thị phụ tải hai bậc đẳng trị có thể có các trường hợp sau:
–   Đồ thị phụ tải nhiều bậc của MBA có một cực đại vào buổi chiều: Theo biểu thức (5.5) tính S’đt2 với thời gian lúc quá tải là t2 và tính S’đt1 với thời gian trước lúc quá tải 10h (Hình 5.3).
–   Đồ thị phụ tải nhiều bậc của MBA có một cực đại vào buổi sáng: Theo biểu thức (5.4) tính S’đt2 với thời gian lúc quá tải là t2 và tính S’đt1 với thời gian ngay sau kết thúc quá tải 10h (Hình 5.4)..
–   Nếu đồ thị phụ tải của MBA có 2 cực đại trong một ngày (Hình 5.5) thì phụ tải đẳng trị bậc hai được tính đối với cực đại nào có tổng  đạt trị số lớn nhất. Khi đó chọn được S’đt2 , còn S’đt1 sẽ tính như một trong hai trường hợp trên.
Nếu S’đt2 < 0,9.Smax thì chọn S’đt2 = 0,9.Smax. Thời gian cấp thứ hai được tính như sau:
t’2 = (S’đt2)2.t2/(0,9.Smax)2                                              (5.5)

Đồ thị phụ tải

   Nếu MBA làm việc ở những nơi có nhiệt độ trung bình hằng năm  lớn hơn nhiệt độ trung bình hằng năm định mức  thì côn suất đẳng trị phải điều chỉnh theo biểu thức sau:

   Sau khi đã biến đổi đồ thị phụ tải nhiều bậc của MBA về đồ thị phụ tải hai bậc thì trình tự xác định quá tải cho phép của MBA theo đường cong khả năng tải được tiến hành như sau:
Tính K1 = Sđt1/Sđm, K2 = Sđt2/Sđm.
   Từ K1 và t2, tra các đường cong quá tải cho phép của MBA để tìm K2cp và so sánh với K2 ở trên. Nếu K2  K2cp thì MBA đã chọn là chấp nhận được, ngược lại cần thay đổi công suất máy.

Đường cong quá tải

♦ Qui tắc quá tải 3%:
   Với phương pháp công suất đẳng trị ở trên nếu không có đường cong quá tải cho phép của MBA, có thể xác định hệ số quá tải bình thường theo qui tắc 3%:

Hệ số K

   Khi trạm có 2 máy, cần lưu ý tới khả năng quá tải sự cố của máy. Khả năng quá tải này được xác định theo hang chế tạo. Nếu không có thong tin cụ thể có thể chấp nhận 140% cho các máy Liên Xô với điều kiện hệ số tải trước đó không vượt quá 0,93 và 130% cho các máy của các hang khác theo IEC 354. Khi đó, dung lượng MBA có thể chọn theo biểu thức sau:
Sđm = Smax/(n – 1).Kqtsc                                                         (5.9)
Trong đó:
Smax là phụ tải cực đại.
Kqtsc là hệ số quá tải sự cố cho phép của MBA.
n là số lượng MBA trong trạm.

Quá tải ngắn hạn máy biến áp:

Trong trường hợp đặc biệt, để hạn chế cắt phụ tải có thể vận hành khả năng quá tải ngắn hạn của máy biến áp không cần tính K1; K2; T2 như trên mà sử dung bảng dưới đây:

Khả năng quá tải 1.30 1.45 1.6 1.75 2 3
Thời gian quá tải (phút) 120 80 45 20 10 1.5

Khi sử dụng khả năng này sự hao mòn về chất cách điện có thể bằng sự hao mòn khi vận hành với Sđm trong 10 giờ với nhiệt độ môi trường xung quanh bằng nhiệt độ định mức 20 độ C. Quy tắc này chỉ dành cho nhân viên vận hành không xét khi tính toán thiết kế chọn máy biến áp.

Quá tải 1 cách hệ thống hay quá tải thường xuyên

Quy tắc này áp dụng khi chế đọ hằng ngày, có những lúc máy vận hành non tải ( K1 <1) và có những lúc vận hành quá tải (K2 > 1)

Trình tự tính toán như sau:

  • Cắn cứ vào đồ thị phụ tải qua máy biến áp chọn máy biến áp có công suất bé hơn Smax, lớn hơn Smin: Smin < Sb < Smax.
  • Đẳng trị đồ thị phụ tải qua máy biến áp thành đồ thị phụ tải có 2 bậc K1 và K2 với thời gian quá tải T2.
  • Từ đường cong khả năng tải của máy biến áp công suất và nhiệt độ đẳng trị của môi trường xung quanh xác đinh được khả năng quá tải cho phép k2cp tương ứng với K1, K2 và T2.

Nếu k2cp > K2 nghĩa là máy biến áp đã lựa chọn có khả năng vận hành với đồ thị phụ tải đã cho mà không lúc nào nhiệt độ cuộn dây Ø < 140 độ C mà tuổi thọ máy biến áp vẫn đảm bảo.

Nếu k2cp < K2 tức là máy biến áp đã chọn không có khả năng đảm bảo 2 điều kiện trên. Do đó phải chọn máy biến áp có công suất lớn hơn.

Khi đã chọn công suất máy biến áp lớn hơn Smax của đò thị phụ tải thì không phải kiểm tra hàng ngày.

Bố trí lắp đặt trạm

Còn tiếp….

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *

%d bloggers like this: