Đồ án Thiết kế máy biến áp lũ hồ quang luyện thép 5 tấn / mẻ

Lời nói đầu Để hòa nhập với nền kinh tế thế giới và để theo kịp các nước phát triển. Nước ta đang đẩy mạnh quá trình công nghiệp hóa hiện đại hóa. Chúng ta đang chú ý phát triển nhiều nghành, trong đó nghành điện là rất quan trọng. Máy biến áp là một bộ bộ phận quan trọng trong hệ thống điện. Máy biến áp có mặt ở hầu hết các nhà máy xí nghiệp, nó cung cấp nguồn điện an toàn phù hợp với các dây truyền sản xuất và với các thiết bị sử dụng điện khác. Máy biến áp khá đa dạng về chủng loại, ngoài các máy biến áp điện lực thông thường dùng trong lĩnh vực truyền tải và phân phối điện năng còn có máy biến áp lò trong công nghiệp luyện kim, máy biến áp hàn, máy biến áp thí nghiệm, máy biến áp tự ngẫu… Đề tài thiết kế tốt nghiệp của em là:’’ Thiết kế mỏy biến ỏp lũ hồ quang luyện thộp 5 tấn / mẻ’’. Công tác nghiên cứu, thiết kế chế tạo đóng vài trò rất quan trọng trong việc cho ra đời một sản phẩm mới đạt các tiêu chuẩn về chất lượng, mẫu mã và giá thành. Góp phần tới sự phát triển ngày càng mạnh mẽ của nghành chế tạo máy điện nói chung và máy biến áp nói riêng. Phần I: Tổng quan về máy biến áp I. những đặc điểm chung về máy biến áp 1. Vai trò của máy biến áp trong truyền tải và phân phối điện năng Máy biến áp (MBA) điện lực là một bộ phận rất quan trọng trong hệ thống năng lượng điện. Như chúng ta đã biết, điện năng thường được sản xuất ở những địa điểm thuận tiện có nguồn nhiên vật liệu. Ví dụ như các nhà máy nhiệt điện thường đặt tại những nơi gần nguồn nguyên liệu than, dầu khí, khí đốt... và các nhà máy thuỷ điện thường được xây dựng trên các con sông lớn. Trong khi đó những nhà máy, xí nghiệp cũng như các khu công nghiệp lại thường tập trung ở các vùng đồng bằng, thành phố lớn, gần bến cảng... Do nhiều nguyên nhân khác nhau mà nhà nước không thể xây dựng các nhà máy xí nghiệp sử dụng trực tiếp hay liên đới tới năng lượng điện ở xung quanh các nhà máy điện, hoặc có thể xuất khẩu điện năng sang các nước trong khu vực. Vì vậy việc truyền tải điện năng từ các nhà máy sản xuất điện đến những nơi tiêu thụ điện là hết sức cần thiết và rất quan trọng đối với nền kinh tế quốc dân và sinh hoạt hàng ngày. Đường dây tải Hình1.1:Sơ đồ mạng truyền tải điện đơn giản Trong hệ thống điện hiện nay cần phải có tối thiểu 45 lần tăng – giảm điện áp, do đó tổng công suất đặt (dung lượng) của MBA thường nhiều lần công suất của máy phát điện, có thể gấp 68 lần hoặc lớn hơn nữa. Để sử dụng tối đa năng lượng điện đã sản xuất ra chúng ta phải có giải pháp truyền tải điện năng đi xa, đồng thời giảm tối thiểu sự mất mát năng lượng điện trong quá trình truyền tải mà biện pháp nâng cao điện áp ở đầu tuyến truyền tải là có hiệu quả và có tính khả thi nhất. Thật vậy: Xuất phát từ công thức P = U.I.cos I = Trong đó: P là công suất yêu cầu của phụ tải. Ta thấy: U tức là khi điện áp lớn thì dòng điện nhỏ và ngược lại điện áp nhỏ thì dòng điện lớn. Vậy, để truyền tải điện năng công suất lớn đi xa người ta có thể tăng điện áp hoặc tăng tiết diện dây. Tuy nhiên việc tăng tiết diện dây thì chi phí xây dựng đường dây sẽ tăng đồng thời tổn hao trên đường dây truyền tải cũng rất đáng kể: P = I2.R, I = J.S, R = . P = J2..S Còn biện pháp tăng điện áp lên cao trước khi truyền tải điện năng đạt hiệu quả kinh tế cao. Khi truyền tải điện năng đi xa với một điện áp cao và rất cao, sẽ khắc phục được những nhược điểm trên và đem lại hiệu quả kinh tế. Hiện nay ở nước ta có các MBA nâng cao điện áp lên tới hàng chục kV, hàng trăm kV: 110kV, 500kV... Sau đó tới các hộ tiêu thụ người ta mới hạ điện áp xuống các mức điện áp sinh hoạt, sản xuất và tiêu thụ hàng ngày. 2 - Nguyên lý làm việc của MBA Nguyên lý làm việc của MBA dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ và sử dụng từ thông biến thiên của lõi thép sinh ra. Các cuộn dấy sơ cấp và thứ cấp trong một MBA không có liên hệ với nhau về điện mà chỉ có liên hệ với nhau về từ. Xét sơ dồ nguyên lý của một MBA1 pha (hình1.11). I1 I2 Zt W1 W2 U1 U2 Hình 1.11 Nguyên lý làm việc của MBA Gỉa thiết điện áp xoay chiều đặt vào là một hàm số hình sin thì từ thông do nó sinh ra cũng là một hàm số hình sin. f= fm. sinwt Do đó theo định luật cảm ứng điện từ, sức điện động cảm ứng trong các dây quấn sơ cấp và thứ cấp là: = = = E1 sin(wt-) e2 = =E2 sin(wt-) Trong đó: E1 = 4,44fW1fm E2 = 4,44fW2 fm Là giá trị hiệu dụng của các sức điện động của cuộn sơ cấp và thứ cấp. Tỉ số biến đổi điện áp của MBA như sau. Khi không tải U1E1, U20E2 do đó có thể coi tỉ số biến đổi điện áp giữa dây quấn sơ cấp và thứ cấp. = nghĩa là tỷ số điện áp sơ cấp và thứ cấp đúng bằng tỷ số vòng dây. Đối với Máy tăng áp có : Đối với Máy giảm áp có : Như vậy dây quấn sơ cấp và thứ cấp không trực tiếp liên hệ với nhau về điện nhưng nhờ có từ thông chính, năng lượng đã được truyền từ dây quấn sơ cấp sang thứ cấp. Nếu bỏ qua tổn hao trong MBA, có thể coi gần đúng ,quan hệ giữa công suất của cuộn sơ cấp và thứ cấp như sau : Hoặc : 3. các đại lượng định mức Các đại lượng định mức của máy biến áp quy định điều kiện kỹ thuật của máy. Các đại lượng này do nhà chế tạo quy định và thường ghi trên nhãn máy biến áp. Một số đại lượng định mức cơ bản của MBA , tiêu biểu nhất : a . Dung lượng hay công suất định mức Sđm Là công suất toàn phần hay biểu kiến đưa ra ở dây quấn thứ cấp của máy biến áp. Đơn vị KVA hay VA… b. Điện áp sơ cấp định mức U1dm Là điện áp dây quấn sơ cấp tính bằng V hay KV. Nếu dây quấn sơ cấp có các đầu phân nhánh thì người ta ghi cả điện áp định mức của đầu phân nhánh. c. Điện áp dây thứ cấp định mức : U2dm Là điện áp dây của dây quấn thứ cấp máy biến áp không tải và điện áp đặt vào dây quấn sơ cấp là định mức. Đơn vị là: KV, V d. Dòng điện dây định mức sơ cấp I1đm và thứ cấp I2đm Là những dòng điện dây của dây quấn sơ cấp và thứ cấp ứng với công suất và điện áp định mức. Đơn vị: A, KA Có thể tính như sau: Đối với máy biến áp ba pha: e. Tần số định mức: Hz Thường máy biến áp điện lực có tần số công nghiệp f = 50Hz Ngoài ra trên nhãm máy còn ghi những số liệu khác như: số pha, sơ đồ và tổ đấu dây quấn, điện áp ngắn mạch Un% chế độ làm việc ngắn hạn hay dài hạn phương pháp làm lạnh. Sau cùng hiểu rằng khái niệm “định mức” còn bao gồm cả tình trạng làm việc định mức của máy biến áp nữa mà có thể không ghi trên nhãn máy như: h định mức, độ chênh lệch định mức, nhiệt độ định mức của môi trường xung quanh. 4 - Cấu tạo máy biến áp: Máy biến áp có 2 bộ phận chính đó là: Lõi sắt và Dây quấn. Ngoài ra còn có các bộ phận khác như vỏ máy và hệ thống làm mát. 4.1. Lõi sắt máy biến áp. Lõi sắt máy biến áp dùng để dẫn từ thông chính của máy, được chế tạo từ những vật liệu dẫn từ tốt như thép kĩ thuật điện. Máy biến áp hiện nay có hiệu suất cao do sử dụng loại thép cán lạnh trong công nghệ chế tạo lõi sắt, loại này làm giảm tổn hao của từ trường theo chiều cán.Điểm ưu việt của thép cán lạnh là hệ số từ thẩm theo chiều cán lớn cho phép tăng cường độ từ cảm trong lõi sắt lên tới 1,6 đến 1.8 T(Tesla), trong khi đó tôn cán nóng chỉ tăng được từ 1,3 đến 1,45T. Từ đó giảm được tổn hao trong máy, dẫn đến giảm được trọng lượng kích thước máy, đặc biệt là rút bớt đáng kể chiều cao của MBA, rất thuận tiện cho việc chuyên chở. Tuy nhiên tôn cán lạnh giá thành có đắt hơn, nhưng do việc giảm được tổn hao và trọng lượng máy nên người ta tính rằng những MBA được chế tạo bằng loại tôn này trong vận hành vẫn kinh tế hơn MBA được làm bằng tôn cán nóng. Hiện nay ở các nước, gần như tất cả các MBA điện lực đều được thiết kế bởi tôn các lạnh, (như các loại tôn cán lạnh của Nga, Nhật, Mỹ, CHLB Đức) Lõi sắt gồm 2 bộ phận chính đó là trụ (T) và gông (G). Trụ là nơi để đặt dây quấn. Gông là phần khép kín mạch từ giữa các trụ. Trụ và gông tạo thành mạch từ khép kín. Lá thép kĩ thuật điện được sử dụng thường có độ dày từ (0,30 tới 0,5)mm hai mặt được sơn cách điện. Trong MBA dầu thì toàn bộ lõi sắt và dây quấn đều được ngâm trong dầu biến áp. Theo sự phân bố sắp xếp tương đối giữa trụ gông và dây quấn mà ta có các loại lõi sắt như sau: a.Lõi sắt kiểu trụ Dây quấn ôm lấy trụ sắt, gông từ chỉ giáp phía trên và phía dưới dây quấn mà không bao lấy mặt ngoài của dây quấn, trụ sắt thường bố trí đứng, tiết diện trụ có dạng gần hình tròn, kết cấu này đơn giản, làm việc bảo đảm, dùng ít vật liệu, vì vậy hiện nay hầu hết các MBA điện lực đều sử dụng kiểu lõi sắt này(Hình 1.2) Hình 1.2: Kết cấu mạch từ kiểu trụ a. Một pha ; b. Ba pha b.Lõi sắt kiểu bọc Kiểu này gông từ không những bao lấy phần trên và phần dưới dây quấn mà còn bao cả mặt bên của dây quấn. Lõi sắt như bọc lấy dây quấn, trụ thường để nằm ngang, tiết diện trụ có dạng hình chữ nhật. MBA loại này có ưu điểm là không cao nên vận chuyển dễ dàng, giảm được chiều dài của dây dẫn từ dây quấn đến sứ ra, chống sét tốt vì dùng dây quấn xen kẽ nên điện dung dây quấn Cdq lớn, điện dung đối với đất Cđ nhỏ nên sự phân bố điện áp sét trên dây quấn đều hơn. nhưng kiểu lõi sắt này có nhược điểm là chế tạo phức tạp cả lõi sắt và dây quấn, các lá thép kĩ thuật điện nhiều loại kích thước khác nhau khi dây quấn quấn thành ống tiết diện tròn, trong trường hợp dây quấn quấn thành ống chữ nhật thì độ bền về cơ kém vì các lực cơ tác dụng lên dây quấn không đều, tốn nguyên vật liệu. Lõi sắt loại này thường được sử dụng chế tạo cho các MBA lò điện Hình 1.4 Kết cấu mạch từ kiểu bọc. a. Một pha ; b. Ba pha ; c.Lõi sắt kiểu trụ bọc (Hình 1.3): Là kiểu lõi sắt có sự liên hệ giữa kiểu trụ và kiểu bọc. Kiểu này hay dùng trong các MBA một pha hay ba pha với công suất lớn (hơn 100000KVA /1 pha) và để giảm bớt chiều cao của trụ ta có thể san gông sang hai bên. Đối với MBA có lõi sắt kiểu bọc và kiểu trụ - bọc thì hai trụ sắt phía ngoài cũng thuộc về gông. Để giảm tổn hao do dòng điện xoáy gây nên, lõi sắt được ghép từ những lá thép kĩ thuật điện có độ dày 0,3 mm có phủ sơn cách điện trên bề mặt. Các kiểu ghép trụ và gông với nhau: Theo các phương pháp ghép trụ và gông vào nhau ta có thể chia lõi sắt thành 2 kiểu đó là lõi ghép nối và ghép xen kẽ. *Ghép nối: là kiểu ghép mà gông và trụ ghép riêng sau đó được đem nối với nhau nhờ những xà và bulong ép (hình 1.4a). kiểu ghép này ghép đơn giản nhưng khe hở không khí giữa trụ và gông lớn nên tổn hao và dòng điện không tải lớn, vì thế mà kiểu này ít được sử dụng. *Ghép xen kẽ: là từng lớp lá thép của trụ và gông lần lượt đặt xen kẽ ( hình1.4b) sau đó dùng xà ép và bulong ép chặt. Muốn lồng dây vào thì dở hết phần gông trên ra, cho dây quấn đã được quấn trên ống bakelit lồng vào trụ, trụ được nêm chặt với ống bakelit bằng cách nêm cách điện (gỗ,bakelit) sau đó xếp lá thép vào gông như cũ và ép gông lại. Để giảm bớt tổn hao do tính dẫn từ không đẳng hướng khi ghép các lá thép ta có thể thêm những mối nối nghiêng giữa trụ và bốn góc, hay có thể cắt vát góc lá thép kĩ thuật điện như (hình 1.4.c.d.e). Do dây quấn thường quấn thành hình tròn, nên tiết diện ngang của trụ sắt thường làm thành hình bậc thang gần tròn. Gông từ vì không quấn dây do đó để thuận tiện cho việc chế tạo tiết diện ngang của gông có thể làm đơn giản, hình vuông hình chữ nhật hay chữ T. Tuy nhiên hiện nay hầu hết các MBA điện lực người ta hay dùng tiết diện gông hình bậc thang có số bậc gần bằng số bậc của tiết diện trụ. a. b. Lượt 1 Lượt 2 c. Lượt 1 Lượt 2 d. Lượt 2 Lượt 1 e. Lượt 2 Lượt 1 Hình 1.4 Thứ tự ghép lõi sắt ba pha. a. Ghép nối; b. Ghép xen kẽ mối nối thẳng; c. Ghép xen kẽ mối nối nghiêng 4 góc; d. Ghép xen kẽ mối nối nghiêng 6 góc; e. ghép xen kẽ hỗn hợp. 4 .2. Dây quấn máy biến áp. Dây quấn là bộ phận dẫn điện của MBA, làm nhiệm vụ thu năng lượng vào và truyền năng lượng ra. Trong MBA hai cuộn dây quấn có cuộn hạ áp ( HA) nối với lưới điện áp thấp và cuộn cao áp ( CA)nối với lưới có điện áp cao hơn. đôi khi còn có cuộn trung áp (TA). Kim loại làm dây quấn thường bằng đồng, cũng có thể bằng nhôm (ít phổ biến). dây quấn MBA có thể chế tạo tiết diện tròn đến , loại có tiết diện lớn thường chế tạo hình chử nhật có các góc được vê tròn ,bên ngoài có bọc 2 đến 3 lớp sợi vải cách điện Trước đây, cách điện của dây quấn hay làm bằng vải ,sợi tự nhiên.MBA nhỏ dùng dây tráng men rồi bọc sợi .ngày nay ,chủ yếu dùng bằng giấy hoặc giấy và sợi để cách điện dây quấn.Chiều dày của giấy tuỳ theo kích thước dây dẫn và thường từ 0,02 0,1 mm. chiều rộng băng giấy thường từ 10 25 mm .giấy quấn đè lên nhau khoảng nửa bước ,sao cho độ tăng đường kính về 2 phía của dây từ 0,3 0,8mm, thường chọn 0,5 0,6 mm. máy biến điện áp cao phải quan tâm cách điện các vòng dây nhiều hơn. Dây quấn gồm nhiều vòng dây và được lồng vào trụ lõi sắt giữa các vòng dây, dây quấn có cách điện với nhau và các cuộn dây được cách điện với lõi. Dây quấn gồm nhiều vòng dây và được lồng vào trụ lõi sắt giữa các vòng dây, dây quấn có cách điện với nhau và các cuộn dây được cách điện với lõi. Theo cách sắp xếp dây quấn CA và HA , người ta chia ra hai loại dây quấn chính đó là: Dây quấn đồng tâm và dây quấn xen kẽ a. Dây quấn đồng tâm. Cuộn CA và HA là những hình ống đồng tâm, bố trí cuộn HA đặt sát trụ còn cuộn CA đặt ngoài. Bố trí cuộn CA đặt ngoài sẽ đơn giản đuợc việc rút đầu dây điều chỉnh điện áp cũng như giảm được kích thước rãnh cách điện giữa các cuộn dây và giữa cuộn dây với trụ sắt. Ngược lại máy biến áp lò thì đặt cuộn CA bên trong, HA bên ngoài. Hình 1.7. Dây quấn đồng tâm b. Dây quấn xen kẽ Cuộn CA và HA được quấn thành từng bánh có chiều cao thấp và quấn xen kẽ, do đó giảm được lực dọc trục khi ngắn mạch. loại dây quấn này thường bố trí sao cho đầu và cuối là 2 nửa bánh dây Hạ áp. Dây quấn xen kẽ có nhiều rãnh dầu ngang nên tản nhiệt tốt nhưng về mặt cơ thi kém vững chắc so với dây quấn đồng tâm. Dây quấn kiểu này có nhiều mối hàn giữa các bánh dây. Loại dây quấn này chủ yếu dùng trong các MBA khô hay MBA lò điện để đảm bảo sự làm mát được tốt hơn Hình 1.8. Dây quấn xen kẽ Dây quấn CA : có điện áp trung bình thường được chia thành các bánh dây,số bánh dây chọn sao cho điện áp ở bánh dây vào khoảng 1000 V đến 3000V. Vòng dây trong một bánh có thể quấn kế tiếp nhau theo chiều trục từ dưới lên, đến cuối lớp thì quấn ngược lại, từ trên xuống. điện áp giửa 2 lớp tăng từ 0 đến hai lần điện áp một lớp. điện áp lớp của bánh dây cao áp thường từ 100V đến 200V Mỗi bánh dây có thể quấn theo kiểu đơn hoặc kiểu kép. Bánh dây kiểu đơn bao giờ cũng có một đầu dây quấn ở lớp trong cùng,việc lấy đầu ra cần cách điện cẩn thận. Nếu số lớp lẻ, đầu dây ra sẽ ở hai phía của bánh dây, dễ cách điện hơn. bánh dây loại này hay dùng với số lớp lẻ. Bánh dây kiểu kép có đầu dây ra ở phía lớp ngoài cùng ,bánh dây kiểu kép quấn phức tạp hơn, mỗi nủa đều quấn từ giữa của lớp trong cùng, tại đó hai nửa được nối với nhau, nửa này quấn phải, nửa kia quấn trái.khi số lớp lẻ,hai đầu dây ra ở hai bên, khi số lớp chẵn, hai đầu dây ra ở giữa. Khi điện áp cao người ta thường dùng dây quấn xoắn ốc liên tục.đầu tiên quấn hai bánh dây giống nhau sau đó nới lỏng bánh dây thứ hai để có thể sắp xếp các vòng dây theo thứ tự ngược với trước.tiếp tục làm như vậy với từng cặp bánh dây. Dây quấn HA thường dùng loại dây chữ nhật,có thể quấn đứng hoặc quấn nằm, thực hiện thành một hai hay nhiều lớp,giữa các lớp có cách điện với nhau. Dây quấn 1 lớp gọi là dây quấn soắn ốc, dùng cho MBA trung bình và lớn. đối với MBA lò người ta cũng dùng dây quấn xoắn ốc liên tục. Tiết diện với Đồng, với dây Nhôm 4 .3. Vỏ máy biến áp Vỏ MBA là bộ phận bảo vệ lõi MBA tránh tác động của các điều kiện ngoại cảnh như môi trường khí hậu. Vỏ MBA gồm hai bộ phận thùng và nắp thùng. a. Thùng MBA: Thùng máy làm bằng thép, thường là hình bầu dục. Lúc MBA làm việc, một phần năng lượng bị tiêu hao, thoát ra dưới dạng nhiệt đốt nóng lõi thép, dây cuốn và các bộ phận khác làm cho nhiệt độ của MBA tăng lên. Do đó giữa MBA và môi trường xung quanh có một hiệu số nhiệt độ gọi là nhiệt độ chênh. Nếu nhiệt độ chênh vượt quá qui định thì sẽ làm giảm tuổi thọ cách điện và có thể gây sự cố đối với MBA. Trong các MBA để tăng cường làm nguội MBA khi vận hành thì lõi MBA được ngâm trong môi trường dầu. Nhờ sự đối lưu trong dầu, nhiệt truyền từ các bộ phận bên trong MBA sang dầu rồi từ dầu qua vách thùng và truyền ra môi trường xung quanh. Lớp dầu sát vách thùng nguội dần sẽ chuyển dần xuống phía dưới và lại tiếp tục làm nguội một cách tuần hòan các bộ phận bên trong MBA. Mặt khác dầu MBA còn làm nhiệm vụ tăng cường cách điện. Tùy theo dung lượng MBA, mà hình dáng và kết cấu thùng dầu khác nhau. Loại thùng dầu đơn giản nhất là thùng dầu phẳng thường dùng cho các MBA dung lượng từ 30kVA trở xuống. Đối với các MBA cỡ trung bình và lớn, người ta dùng loại thùng dầu có ống hay loại thùng có bộ tản nhiệt. Hình 1.5 Thùng dầu kiểu ống Hình 1.6 Thùng dầu có bộ tản nhiệt ở những MBA có dung lượng đến 10.000kVA. Ta dùng những bộ tản nhiệt có thêm quạt gió để tăng cường làm nguội MBA. ở những MBA dùng trong trạm thủy điện, dầu được bơm qua một hệ thống ống nước để tăng cường làm nguội máy. b. Nắp thùng: Nắp thùng MBA dùng để đậy thùng và trên đó đặt các chi tiết máy quan trọng như: Các sứ ra của đầu dây CA và HA, bình giãn dầu, ống bảo hiểm, hệ thống rơle bảo vệ, bộ phận truyền động của bộ đổi nối các đầu điều chỉnh điện áp của dây quấn CA. + Các sứ ra của dây cuốn CA và HA làm nhiệm vụ cách điện giữa dây dẫn ra với vỏ máy. Điện áp càng cao thì kích thước và trọng lượng sứ ra càng lớn. + Bình giãn dầu: Là một thùng hình trụ bằng thép đặt nằm ngang trên nắp thùng và nối với thùng bằng một ống dẫn dầu. Để bảo đảm dầu trong thùng luôn luôn đầy, phải duy trì dầu ở một mức nhất định. dầu trong thùng MBA thông qua bình giãn dầu giãn nở tự do. ống chỉ mức dầu đặt bên cạnh bình giãn dầu để theo dõi mức đầu bên trong. + ống bảo hiểm: Làm bằng thép thường là trụ nghiêng, một đầu nối với thùng, một đầu bịt bằng một đĩa thủy tinh. Nếu vì lí do nào đó mà áp suất dầu trong thùng cao quá mức cho phép thì đĩa thủy tinh sẽ vỡ để dầu thoát ra lối đó tránh hư hỏng MBA. Chú ý ống bảo hiểm đầu đặt đĩa thủy tinh quay về phía ít người qua lại hay những vị trí ít nguy hiểm nhất. . 5 . Công dụng của MBA MBA đã và đang được sử dụng rộng rãi trong đời sống, phục vụ chúng ta trong việc sử dụng điện năng vào các mục đích khác nhau như : + MBA điện lực: Máy biến áp có vai trò quan trọng trong hệ thống điện,dùng để truyền tải và phân phối điện năng. các nhà máy điện công suất lớn thường ở xa các trung tâm tiêu thụ điện (khu công nghiêp,đô thị..)vì thế cần phải xây dựng các đường dây truyền tải điện năng.để nâng cao khả năng truyền tải và giảm tổn hao công suất trên đường dây,phải giảm dòng điện chạy trên đường dây, bằng cách nâng cao điện áp. vì vậy ở đầu đường dây cần đặt máy biền áp tăng áp, mặt khác điện áp của tải thường thường khoảng 127 V đến 500V; động cơ công suất lớn thường 3 hoặc 6kv, vì vậy ở cuối đường dây cần đặt máy biến áp giảm áp. + Máy Biến áp hàn: Máy biến áp hàn hồ quang : là loại máy biền áp đặc biệt dùng để hàn hồ quang điện. Người ta chế tạo máy biến áp hà có điện kháng tản lớn, muốn vậy dây quấn sơ - thứ cấp có thể đặt trên một trụ hoặc hai trụ nhưng khoảng cách giữa chúng phải lớn và thêm cuộn điện kháng ngoài để cho dòng điện hàn không vượt quá 2 đến 3 lần dòng điện định mức . điện áp thứ cấp định mức máy biến áp hàn thường 25V đến 70V.muốn điều chỉnh dòng hàn , có thể thay đổi số vòng dây quấn thứ cấp của MBA hoặc thay đổi điện kháng cuộn điện kháng ngoài bằng cách thay đổi khe hơ không khí của lõi thép. Chế độ làm việc của máy biến áp hàn là ngắn mạch ngắn hạn thứ cấp. Máy biến áp hàn điện trở : Đây cũng là một loại máy biến áp khá đặc biệt.nó làm việc ở chế độ ngắn mạch với dòng ngắn mạch từ 1 đến 100KA,dây quấn thứ cấp được đúc bằng đồng, bọc hai phía bằng dây quấn sơ cấp. điều chỉnh dòng điện hàn bằng cách điều chỉnh số vòng dây của dây quấn sơ cấp. Với MBA hàn lớn , người ta điều chỉnh dòng điện hàn nhờ MBA tự ngẫu, vì vậy MBA hàn không cần có đầu phân áp. + Máy biến áp đo lường : Để đo dòng điện lớn và đo điện áp lớn người ta sử dụng MBA đo lường để giảm điện áp và dòng điện xuống bằng trị số mà dụng cụ đo thông thường có thể chịu đựng được. + Máy biến áp làm việc ngắn mạch : Để có dòng ngắng mạch lớn, với biên độ lớn ,dùng trong thí nghiệm tiếp điểm chuyển mạch, đóng ngắt điện áp cao,hoặc kiểm tra độ bền dây quấn MBA công suất lớn khi bị ngắn mạch. + Máy biến áp thử nghiệm : + Máy biến áp một pha dùng cho máy chạy điện : Khác với MBA thông thường , MBA đầu máy có một số tính chất riêng như : công suất MBA được xác định từ công suất động cơ một chiều kéo đầu máy, kích thước trọng lượng MBA phụ thuộc vào công suất này. bên cạnh đó, MBA đầu máy cần thiết bị điều chỉnh điện áp trong phạm vi rộng từ 0 đến U,cần tăng cường đảm bảo chông ngắng mạch , độ bền điện và độ bền cơ khí chống chấn động. Vì vậy máy biến áp loại này cần sử dụng vật liệu có chất lượng cao Một phần tử rất quan trọng của MBA đầu máy là bộ phận thay đổi điện áp. nó được tính toán với chế độ làm việc khắc nghiệt , đến 1000 lần thay đổi điện áp đầy tải trong 1 ngày.phần tử này làm việc nặng nề nhất và hay hư hỏng nhất. Có nhiều phương pháp điều chỉnh điện áp MBA: Điều chỉnh điện áp phía cao áp Điều chỉnh điện áp phía hạ áp Điều chỉnh điện áp bằng mạch từ bão hoà + Máy biến áp Lò Điện: Máy biến áp lò được chế tạo một pha hoặc ba pha. điện áp thứ cấp thấp , 22 – 500V, nên dòng điện lớn ,có khi tới 270000 A . dây dẫn thứ cấp có tiết diện lớn , gây tổn hao phụ trong dây quấn và dây dẫn ra. Dây quấn thứ cấp được tạo thành từ một số nhóm ghép song song, đầu và cuối bối dây để kề nhau , dây dẫn ra có dòng điện ngược chiều . người ta điều chỉnh điện áp bằng các phương pháp khác nhau và có thể thực hiện điều chỉnh không điện. MBA lò phải đảm bảo hạn chế dòng ngắn mạch thường xuyên xảy ra, sao cho , muốn vậy MBA lò có thể làm việc cùng với cuôn điện kháng. Công suất MBA phụ thuộc vào dung lượng lò. Bảng 1 : Quan hệ giữa năng suất lò, dung lượng MBA, điện áp làm việc và số cấp điều chỉnh điện áp của điện áp thứ cấp MBA II - tìm hiểu về lò điện Khái niệm Trong công nghiệp nói chung và ngành luyện kim nói riêng,nhiều quá trình công nghệ ,chăng hạn như quá trình nấu chảy , quá trình nung nóng vật liệu,…đòi hỏi phải tiến hành ở nhiệt độ cao hoặc rất cao.để thực hiện các quá trình công nghệ này người ta xây dung các thiết bị nhiệt gọi chung là lò công nghiệp. Lò là thiết bị đảm nhận việc tạo ra nguồn nhiệt có công suất lớn với mức độ tập trung cao,đồng thời là nơi tổ chức quá trình trao đổi nhiệt để cung cấp cho vật liệu gia công. Lò Điện là thiết bị biến đổi Điện năng thành nhiệt năng , dùng trong công nghiệp nấu chảy vật liệu , công nghệ nung nóng và trong công nghệ nhiệt luyện. Trong ngành luyện kim lò điện được dùng để thiêu kết quặng , luyện thép , nấu hoặc luyện gang ... Lò Điện được sử dụng phổ biến trong nhiều ngành công nghiệp,ngành y tế.... 2- đặc điểm của lò điện có khả năng tạo ra nhiệt độ cao do nhiệt năng được tập trung trong một thể tích nhỏ Do nhiệt năng tập trung , nhiệt tập trung nên lò có tốc độ nung nhanh và năng suất cao Đảm bảo nung đều , dễ điều chỉnh , khồng chế nhiệt và chế độ nhiệt Lò đảm bảo được độ kín , có khả năng nung trong chân không hoặc trong môi trường có khí bảo vệ vì vậy độ chảy tiêu hao Kim loai không đáng kể Có khả năng cơ khí hoá và tự động hoá ở mức cao Đảm bảo điều kiện vệ sinh : không có bụi , không có khói. Lò điện thường được chia làm ba loại chủ yếu: lò điện trở , lò điện cảm ứng và lò điện hồ quang .Mỗi loại lò đều có tính năng kỹ thuật và khả năng sử dụng theo mục đích khác nhau. 3. lò điện trở: là thiết bị biến đổi điện năng thành nhiệt năng dựa trên hiện tương toả nhiệt khi cho dòng điện đi qua một điện trở hoặc dây dẫn có điện trở lớn. phương pháp điện trở dựa trên định luật Joule – lence : khi cho dòng điện chạy qua dây dẫn thì trên dây dẫn toả ra một nhiệt lượng, nhiệt lượng này được tính theo biểu thức : trong đó : I – cường độ dòng điện chạy qua dây dẫn , A : R- điện trở dây dẫn , T – thời gian dòng điện chạy qua dây dẫn , s : Từ dây đốt qua bức xạ , đối lưu và truyền dẫn nhiệt, nhiệt năng đựoc truyền tới vật cần gia nhiệt. Ưu điểm của lò điện trở : Làm việc ổn định vì tổng trở R của tải do dây quấn quyết định Nhược điểm : nhiệt độ không nâng được cao Lò điện trở được dùng để nung , nhiệt luyện , nấu chảy kim loại màu và hợp kim... 4- lò điện cảm ứng nguyên lý làm việc của lò dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ, khi đưa một khối kim loại vào trong một từ trường biến thiên , trong khối kim loại xuất hiện dòng xoáy ( foucault) , nhiệt năng của dong điện xoáy đốt nóng khối kim loại . ưu điểm : làm việc ổn định vì nhiệt cung cấp la sóng từ trường biến thiên nhựơc điểm: công suât thâp, nhiêt độ không nâng đươc cao va khó hiệu chỉnh. Lò điện cảm ứng được dùng để : - nung , nấu chảy kim loại . - tôi các bề mặt chi tiêt máy , - hàn đường ống trong công nghệ chế tạo ống nước tráng kẽm - sấy các chất điện môi, các chất bán dẫn. 5. Lò điện hồ quang * Tìm hiểu chung: