Tổn that công suất trong máy biến áp

EMCC > Tin tức > Tin chuyên ngành > Công suất máy biến áp là gì?

Cập nhật : 06/05/2021 - Lượt xem : 355

Công suất máy biến áp là gì? Các loại công suất máy biến áp?

1. Công suất máy biến áp là gì?

Định mức máy biến áp là lượng điện mà máy có thể chuyển đổi cho tải phía sau nó. Do máy biến áp chỉ có chức năng truyền tải và phân phối điện năng chứ không phải là thiết bị biến đổi năng lượng như động cơ điện nên công suất định mức của máy biến áp được tính bằng đơn vị kVA chứ không phải kW. Khi truyền tải điện năng, công suất của máy có 2 thành phần là công suất phản kháng kVA và công suất tác dụng kW.

Công suất máy biến áp là chỉ số kỹ thuật dựa trên việc lựa chọn máy phù hợp với yêu cầu phụ tải để tránh lãng phí không cần thiết mà vẫn đảm bảo các chế độ làm việc lâu dài của thiết bị. Bài viết này nói về định mức công suất máy biến áp, hãy cùng chúng tôi tìm hiểu nhé.

2. Công suất định mức của máy biến áp.

Máy biến áp khi được sản xuất ra hoạt động liên tục, lâu dài thường từ 17 đến hơn 20 năm. Các nhà sản xuất tính toán để máy làm việc với chế độ lâu dài mà không gây ra sự cố gọi là chế độ định mức. Khi đó công suất máy ứng với chế độ đó là công suất định mức ứng với công suất đó, các thông số kỹ thuật như điện áp U, dòng điện I, tần số f là định mức.

Công suất định mức là tổng công suất [biểu kiến] do nhà sản xuất quy định trong hồ sơ máy.

Máy biến áp này có thể được tải liên tục [định mức S = S] khi điện áp danh định U, tần số danh định f, và điều kiện làm mát được xếp hạng và khi đó tuổi thọ của máy biến áp sẽ tương đương khoảng 20 năm.

1. Đối với máy biến áp 1 pha và hai pha, công suất định mức là công suất của cuộn dây và tổng công suất trên mỗi cuộn dây.

2.Đối với công suất của máy biến áp 3 pha, nhà sản xuất quy định như sau:

100/100/100 là loại mà công suất của mỗi cuộn dây bằng công suất định mức. 100/100 / 66,7 là loại có công suất hai đầu cuộn dây bằng công suất định mức và công suất hai đầu cuộn dây thứ ba bằng 66,7% công suất định mức.

3 Đối với máy biến áp tự động, công suất định mức là đầu nối sơ cấp hoặc thứ cấp được tự động liên quan, công suất này còn được gọi là thông lượng.

3. Công thức tính toán máy biến áp công suất định mức:

Được biết, công suất của máy đơn là kVA: tổng công suất phản kháng và công suất tác dụng là tổng công suất. Máy biến áp chủ yếu dùng công suất phản kháng để biến đổi điện áp có công thức S = U.I đối với máy 1 pha và S = U.I với máy 3 pha.

Công suất tác dụng được tính theo công thức P = U.I.cosϕ [kW]

Công suất phản kháng, được tính theo công thức Q = U.I.sinϕ [kVA]

Khi đó công suất thực của máy bao gồm công suất đã mất của máy và có công thức:

P = S.cosϕ

Phía trong:

S = U.I

P – đơn vị W hoặc KW

S – đơn vị VA hoặc KVA

U – hiệu điện thế đơn vị V [Volt]

I – đơn vị hiện tại A [ampe]

ϕ là góc lệch pha giữa dòng điện và điện áp trên thiết bị tiêu thụ điện

Cosϕ – gọi là hệ số công suất.

4. Ý nghĩa của hệ số công suất và hiệu suất truyền năng lượng của máy

Khi máy biến áp làm việc sẽ nhận năng lượng [công suất tác dụng] từ lưới P1. Qua quá trình chuyển đổi + tổn thất sắt, đồng … Phần còn lại là công suất P2 cung cấp cho tải.

Hiệu quả Ƞ = P2 / [P2 + tổng tổn thất]

Với P2 = S.cosϕ [S = P – công suất tác dụng + Q – công suất phản kháng]

Công suất phản kháng Q của máy biến áp không tạo ra công hữu ích, nhưng cần thiết cho việc biến đổi năng lượng của máy biến áp có đơn vị là VAR hoặc kVAr. Công suất phản kháng Q [kVAr] có nhiệm vụ từ hóa lõi thép trong máy để truyền công suất từ ​​sơ cấp sang thứ cấp. Công suất phản kháng Q được coi là công suất không công. Vì vậy để tăng tổng công suất của máy biến áp ta phải tăng các hệ số sao cho xấp xỉ = 1. Như vậy sẽ nâng cao được hiệu suất của máy.

Các bài viết liên quan tiếng anh:

//vietnamtransformer.com/our-news/difference-between-power-transformer-and-distribution-transformer

//vietnamtransformer.com/our-news/what-is-a-ring-main-unit-rmu

//vietnamtransformer.com/our-news/difference-between-step-up-and-step-down-transformer

//vietnamtransformer.com/our-news/distribution-transformer-design

//vietnamtransformer.com/our-news/structure-and-operation-principle-of-a-3-phase-transformer

//vietnamtransformer.com/our-news/power-transformer-ratings-mbt-transformer

//vietnamtransformer.com/our-news/losses-in-transformer

//vietnamtransformer.com/our-news/potential-transformer-mbt-transformer

//vietnamtransformer.com/our-news/what-is-a-ring-main-unit-rmu

//vietnamtransformer.com/our-news//vietnamtransformer.com/

5. Các chế độ làm việc của máy biến áp

Khi máy biến áp có tải, sự thay đổi của dòng tải và sự thay đổi của nguồn điện sẽ dẫn đến sự thay đổi của điện áp thứ cấp dẫn đến máy làm việc ở 3 chế độ: quá tải, định mức và dưới tải.

Hai trường hợp máy chạy thiếu tải hoặc quá tải đều ảnh hưởng xấu đến hoạt động của máy biến áp. Ở chế độ dưới tải hoặc không tải, hệ số cosϕ nhỏ nên trong quá trình vận hành, tránh để máy biến áp chạy không tải hoặc thiếu tải vì hệ số cosϕ quá nhỏ sẽ ảnh hưởng xấu đến lưới điện.

Trong trường hợp máy hoạt động quá tải trong thời gian dài sẽ làm nóng máy và ảnh hưởng đến thiết bị và cách điện máy biến áp. Theo quy định, khi điện áp lưới thay đổi 5% điện áp định mức cũng được coi là định mức.

TIN LIÊN QUAN

Tài liệu "Tính tổn thất điện năng trong các máy biến áp" có mã là 158157, file định dạng docx, có 89 trang, dung lượng file 727 kb. Tài liệu thuộc chuyên mục: Luận văn đồ án > Kỹ thuật - Công nghệ > Kỹ thuật điện - điện tử. Tài liệu thuộc loại Bạc

Nội dung Tính tổn thất điện năng trong các máy biến áp

Trước khi tải bạn có thể xem qua phần preview bên dưới. Hệ thống tự động lấy ngẫu nhiên 20% các trang trong tài liệu Tính tổn thất điện năng trong các máy biến áp để tạo dạng ảnh để hiện thị ra. Ảnh hiển thị dưới dạng slide nên bạn thực hiện chuyển slide để xem hết các trang.
Bạn lưu ý là do hiển thị ngẫu nhiên nên có thể thấy ngắt quãng một số trang, nhưng trong nội dung file tải về sẽ đầy đủ 89 trang. Chúng tôi khuyễn khích bạn nên xem kỹ phần preview này để chắc chắn đây là tài liệu bạn cần tải.

Xem preview Tính tổn thất điện năng trong các máy biến áp

Nếu bạn đang xem trên máy tính thì bạn có thể click vào phần ảnh nhỏ phía bên dưới hoặc cũng có thể click vào mũi bên sang trái, sang phải để chuyển nội dung slide.Nếu sử dụng điện thoại thì bạn chỉ việc dùng ngón tay gạt sang trái, sang phải để chuyển nội dung slide.

Mitadoor DN xin giới thiệu Các công thức tính tổn thất điện áp trên đường dây giúp tính được hao phí điện năng khi đi thi công điện, đáp ứng được nhu cầu các thiết bị điện phù hợp. Đầu tiên cùng nhau  giải nghĩa tổn thất điện áp còn gọi là hao phí điện áp là gì?

Dưới đây là công thức tính tổn thất điện áp mới nhất !

a. Định nghĩa công thức tính tổn thất điện áp trên đường dây  :

Là lượng điện áp bị mất đi, hao hụt trên đường dây trong quá trình truyền tải, tổn thất điện áp gây ra sụt điện áp trên đường dây tải điện.

ΔU = U1 – U2

Tổn thất điện áp là một chỉ tiêu quan trọng của hệ thống điện. Nếu tổn thất điện áp lớn sẽ làm cho các thiết bị dùng điện không hoạt động được, giảm năng suất và hiệu suất của thiết bị dùng điện, gây ra tổn thất điện năng trên đường dây tải điện.

b. Tiêu chuẩn các công thức tính tổn thất điện năng :

1. Tổn thất điện áp và tổn thất điện năng sinh ra trong quá trình truyền tải và tiêu thụ điện. Những nguyên nhân gây ra tổn thất điện áp và tổn thất điện năng là: Trên đường dây dẫn điện có điện trở RΩ và điện kháng XΩ.
2. Do các máy biến áp có tổn thất công suất ở trong cuộn dây và tổn thất không tải ở trong lõi thép.
3. Do tiêu thụ nhiều công suất vô công trên lưới điện, chủ yếu do các phụ tải có thành phần điện cảm như cuộn dây máy biến áp, cuộn dây động cơ điện, cuộn cảm có lõi thép… làm giảm cosϕ của lưới điện.
4. Do chế độ vận hành của lưới điện: + Tổn thất càng lớn khi công suất tiêu thụ điện của phụ tải càng lớn. + Tổn thất càng lớn khi thời gian sử dụng công suất cực đại càng kéo dài [thời gian sử dụng công suất cực đại ký hiệu là TMax]. + Do máy biến áp thường xuyên vận hành trong tình trạng non tải hoặc không tải. + Do tình trạng lệch tải các pha, tình trạng này thường xảy ra trong lưới điện phân phối hạ thế.

Vật liệu của đường dây trên không Thiết bị điện trên đường dây trên không Hệ thống tiếp địa của đường dây và trạm biến áp Tạ bù và tạ chống rung của đường dây Các biện pháp giảm tổn thất công suất và điều chỉnh điện áp trong lưới điện

Tổn thất điện áp liên quan trực tiếp đến tổn thất điện năng Các bạn theo dõi công thức tính tổn that điện năng để thấy mối liên quan nhé.

∗ Khi lưới điện không tải chỉ tồn tại điện áp không có dòng điện đi qua thì sẽ không có tổn thất điện áp và tổn thất điện năng: ΔU = 0, ΔA = 0. Khi lưới điện có tải, trong dây dẫn sẽ có dòng điện I chạy qua. Do dây dẫn có điện trở R và điện kháng X nên trên dây dẫn xuất hiện tổn thất điện áp: ΔU ≠ 0.

Trong đó: – Imax là dòng điện cực đại, – R là điện trở của đường dây, – τ là thời gian tổn thất công suất lớn nhất, là thời gian mà mạng điện liên tục chuyên chở công suất lớn nhất Pmax [hay Imax] sẽ gây ra một tổn thất điện năng trong mạng điện đúng bằng tổn thất điện năng thực tế của mạng điện sau 1 năm vận hành. Rõ ràng tổn thất điện năng và tổn thất điện áp có liên quan trực tiếp đến nhau, chúng đều phụ thuộc vào điện trở đường dây [R] và tình trạng mang tải của mạng điện.

Trong lưới điện hạ thế 220/380V nếu vận hành lệch pha thì tổn thất điện áp, tổn thất điện năng tăng lên. Khi vận hành lệch pha trên dây trung tính xuất hiện một dòng điện không cân bằng Io chạy qua và bằng tổng hình học dòng điện trong các pha.

– Dòng điện này gây ra trong dây trung tính một tổn thất điện áp:

Trong đó: ro là điện trở của dây trung tính. Dòng điện đi trong dây pha gây ra tổn thất điện áp trong các dây pha là:

Trong đó: r là điện trở của dây pha. – Tổn thất điện áp toàn phần của 1 pha sẽ bao gồm cả tổn thất điện áp trong dây pha và trong dây trung tính:

Công thức tính tổn thất điện năng trên đường dây

Trong đó:

– P[kW] : Pđm Công suất tác dụng – U[kV] : Uđm Điện áp định mức – U [ kV]: Uđm Điện áp định mức. – γ [m/Ω. mm2] γ là Điện dẫn suất [γ của đồng là 53, γ của nhôm là 48] – Fo, F [ mm2 ] Fo, F là Tiết diện của dây dẫn trung tính và dây pha.

– Nâng cao hệ số công suất cosϕ ở các hộ dùng điện chủ yếu là các xí nghiệp cụ thể là lựa chọn công suất của động cơ hoặc loại động cơ cho phù hợp, nâng cao hệ số phụ tải kB…hạn chế làm việc không tải. cosϕ là hệ số công suất được tính bằng:

– Phân phối công suất tác dụng và công suất phản kháng trong mạng điện theo một phương thức hợp lý nhất.

– Giảm công suất phản kháng chuyên tải trong mạng điện.

– Bù vô công bằng máy bù đồng bộ hoặc bằng tụ điện tĩnh.

– Máy biến áp vận hành theo phương thức tổn thất điện năng ít nhất, vận hành kinh tế trạm biến áp bằng cách hòa đồng bộ máy biến áp.

– Nâng cao mức điện áp vận hành của mạng điện.

– Nâng cao cấp điện áp định mức của mạng điện.

– Lựa chọn sơ đồ nối dây hợp lý nhất cho mạng điện Thí dụ: – Nên dùng mạng điện kín thay cho mạng điện hở. – Bán kính cung cấp điện phù hợp theo tiêu chuẩn cho phép.

– Kiểm tra thường xuyên tình trạng tổn thất điện áp, tổn thất điện năng và thực hiện cân đảo pha thường xuyên trong lưới điện phân phối hạ thế 220/380V, trong lưới điện ≥ 35kV cứ 100km lại có 1 lần hoán vị pha để giảm điện kháng của đường dây.

Như vậy khi vận hành lệch pha tổn thất điện năng trên đường dây sẽ tăng lên vì ngoài tổn thất điện áp trên dây pha còn có thêm tổn thất điện áp trên dây trung tính.

1. Phải làm giảm điện trở R và điện kháng X của đường dây bằng cách: + Có bán kính cung cấp điện hợp lý. + Chọn dây dẫn có điện trở suất nhỏ, có tính dẫn điện tốt. + Tăng cường tiết diện dây dẫn, có hệ số dự phòng cao. + Hạn chế tối đa các mối nối, các mối nối phải có R tiếp xúc nhỏ nhất
2. Phải lựa chọn cấp điện áp lưới điện phù hợp với công suất chuyên tải và bán kính cung cấp điện, điều chỉnh điện áp đầu nguồn luôn đạt điện áp định mức.
3. Đặt thiết bị bù công suất vô công cho thiết bị điện.

Có thể bạn thích: Mô hình trạm biến áp ngầm, trạm biến áp trong nhà, trạm biến áp ngoài trời.

MitaDoor DN đã tổng hợp đến mọi người Các công thức tính tổn thất điện năng trên đường dây cũng như nguyên nhân gây ra hiện tượng này, ảnh hưởng của việc này biện pháp để hạn chế mức tiêu hao điện năng này đến sử dụng điện

1. Trong các cuộn dây dẫn điện có điện trở R[Ω] và điện kháng X[Ω].

2. Do các máy biến áp có tổn thất công suất ở trong cuộn dây và tổn thất không tải ở trong lõi thép

3. Do tiêu thụ nhiều công suất vô công trên lưới điện, chủ yếu do các phụ tải có thành phần điện cảm như cuộn dây máy biến áp, cuộn dây động cơ điện, cuộn cảm có lõi thép… làm giảm cosϕ của lưới điện.

4. Do chế độ vận hành của lưới điện:

– Tổn thất càng lớn khi công suất tiêu thụ điện của phụ tải càng lớn.
– Tổn thất càng lớn khi thời gian sử dụng công suất cực đại càng kéo dài [thời gian sử dụng công suất cực đại ký hiệu là TMax].
– Do máy biến áp thường xuyên vận hành trong tình trạng non tải hoặc không tải.
– Do tình trạng lệch tải các pha, tình trạng này thường xảy ra trong lưới điện phân phối hạ thế.

Có thể bạn thích: Mô hình trạm biến áp ngầm, trạm biến áp trong nhà, trạm biến áp ngoài trời.

Tổn thất điện áp liên quan trực tiếp đến tổn thất điện năng

1. Khi lưới điện không tải chỉ tồn tại điện áp không có dòng điện đi qua thì sẽ không có tổn thất điện áp và tổn thất điện năng:

ΔU=0, ΔA=0.

Khi lưới điện có tải, trong dây dẫn sẽ có dòng điện I chạy qua. Do dây dẫn có điện trở R và điện kháng X nên trên dây dẫn xuất hiện tổn thất điện áp:

ΔU ≠ 0

2. Tổn thất điện áp:

Tổn thất điện năng được tính bằng:

ΔA= ΔP.t

giả thiết nếu phụ tải của mạng điện không thay đổi ta có:

ΔA = 3I2max Rτ

Trong đó:

– Imax là dòng điện cực đại,
– R là điện trở của đường dây,
– τ là thời gian tổn thất công suất lớn nhất, là thời gian mà mạng điện liên tục chuyên chở công suất lớn nhất Pmax [hay Imax] sẽ gây ra một tổn thất điện năng trong mạng điện đúng bằng tổn thất điện năng thực tế của mạng điện sau 1 năm vận hành.

Tổn thất điện năng và tổn thất điện áp có liên quan trực tiếp đến nhau, chúng đều phụ thuộc vào điện trở đường dây [R] và tình trạng mang tải của mạng điện.

Xem thêm:

Máy biến dòng điện
Máy biến điện áp
Nguyên lý và cấu tạo máy biến áp
Các thông số cơ bản và chế độ làm việc của máy biến điện áp

Các phương pháp giảm tổn thất điện áp và tổn thất điện năng trong vận hành máy biến áp

1. Nâng cao hệ số công suất cosϕ ở các hộ dùng điện chủ yếu là các xí nghiệp cụ thể là lựa chọn công suất của động cơ hoặc loại động cơ cho phù hợp, nâng cao hệ số phụ tải kB…hạn chế làm việc không tải.

Cosϕ là hệ số công suất được tính bằng:

2. Phân phối công suất tác dụng và công suất phản kháng trong mạng điện theo một phương thức hợp lý nhất.
3. Giảm công suất phản kháng chuyên tải trong mạng điện.
4. Bù vô công bằng máy bù đồng bộ hoặc bằng tụ điện tĩnh.
5. Máy biến áp vận hành theo phương thức tổn thất điện năng ít nhất, vận hành kinh tế trạm biến áp bằng cách hòa đồng bộ máy biến áp.
6. Nâng cao mức điện áp vận hành của mạng điện.
7. Nâng cao cấp điện áp định mức của mạng điện.
8. Lựa chọn sơ đồ nối dây hợp lý nhất cho mạng điện.

Ví dụ:

– Nên dùng mạng điện kín thay cho mạng điện hở.
– Bán kính cung cấp điện phù hợp theo tiêu chuẩn cho phép.
– Kiểm tra thường xuyên tình trạng tổn thất điện áp, tổn thất điện năng.
– Thực hiện cân đảo pha thường xuyên trong lưới điện phân phối hạ thế 220/380V.
– Trong lưới điện ≥ 110kV cứ 200km lại có 1 lần hoán vị pha để giảm điện kháng của đường dây.

máy biến áptổn thất điện áptổn thất điện năng

Video liên quan