Những điều cần biết về máy biến áp

Máy biến áp hay còn gọi là máy biến thế là một thiết bị điện khá thông dụng trong cuộc sống hàng ngày. Chúng ta có thể bắt gặp ở nhiều nơi, trong nhiều thiết bị như: tivi, tủ lạnh, điều hòa…

Trong hệ thống truyền tải điện nó có vai trò vô cùng quan trọng để phân phối và cung cấp điện. Tuy nhiên, không phải ai cũng hiểu rõ về loại máy này. Vậy, máy biếp áp là gì và chúng có công dụng như thế nào? Hãy cùng Biến Áp Đông Anh theo dõi bài viết dưới đây để có câu trả lời nhé!

Máy biến áp là gì?

Máy biến áp là thiết bị điện thực hiện việc truyền năng lượng hoặc các tín hiệu điện xoay chiều giữa các mạch điện thông qua các cảm ứng điện từ. Trên thực tế, máy biến áp là một thiết bị giúp làm biến đổi điện áp của dòng điện xoay chiều từ mức này sang mức khác; có thể tăng thế hoặc hạ thế đầu ra cho một hiệu điện thế tương ứng với nhu cầu sử dụng và không làm thay đổi tần số của nó.
                                                                       Cấu tạo máy biến áp

Cấu tạo của máy biến áp

Máy biến áp gồm có 1, 2 hoặc nhiều các cuộn dây mà đầu vào và đầu ra của chúng có cùng một từ trường. Một máy biến áp cơ bản có cấu tạo gồm 2 hay nhiều cuộn dây cùng quấn vào một lõi sắt từ ferrit và phần vỏ máy cách điện.

  • Dây quấn: Gồm 2 loại dây quấn là dây quấn sơ cấp phía đầu vào máy biến thế và dây quấn thứ cấp đầu ra máy biến thế. Vật liệu làm dây quấn có tính dẫn điện tốt thường là bằng đồng, nhôm.
  • Lõi từ (lõi thép): Được ghép từ lá thép kỹ thuật điện mỏng lại với nhau thành một mạch vòng khép kín, giữa các lá thép được sơn cách điện.
  • Vỏ máy: Có nhiệm vụ bảo vệ lõi thép và dây quấn máy biến thế. Tùy từng loại máy mà vỏ máy được làm bằng nhựa, thép, gang hay tôn mỏng.

Phân loại máy biến áp

Tùy vào cấu tạo, chức năng và cách thức cách điện,… mà người ta chia máy biến áp thành nhiều loại khác nhau.
Phân loại theo cấu tạo: Máy biến áp một pha và máy biến áp 3 pha
Phân theo chức năng: Máy biến áp hạ thế và máy biến áp tăng thế
Phân loại theo cách thức cách điện: Máy biến áp dầu, máy biến áp khô…
Phân loại theo nhiệm vụ: Máy biến áp điện lực, máy biến áp dân dụng, máy biến áp hàn, máy biến áp xung,…

Công dụng của máy biến áp

Máy biến áp có tác dụng biến đổi điện áp xoay chiều, tăng thế, hạ thế và đóng vai trò vô cùng quan trọng trong việc truyền tải và phân phối điện năng. Cụ thể, máy biến áp có thể giúp chúng ta biến đổi hiệu điện thế đúng với giá trị mong muốn.
Ví dụ: Máy giúp chuyển đổi hiệu điện thế từ đường dây trung thế 10kV sang mức hạ thế xuống 0,4kV sử dụng trong các hộ gia đình.

Ở các nhà máy điện, máy biến thế có tác dụng giúp chuyển hiệu điện thế ở mức trung thế (từ máy phát điện) sang mức cao thế (cho đường dây điện cao thế). Điều này có ý nghĩa vô cùng lớn bởi trong truyền tải điện năng với khoảng cách xa, hiệu điện thế càng cao thì hao hụt điện năng càng ít.

Ứng dụng trong điện dân dụng, những máy biến áp có công suất nhỏ hơn có tác dụng dùng để ổn định điện áp trong nhà. Trong công nghiệp máy biến áp làm nguồn cho các máy móc, thiết bị điện, máy hàn điện, thiết bị đi lường…

Tại sao đơn vị công suất máy biến áp là kVA chứ không phải kW

Nhiều bạn thắc mắc hỏi động cơ điện thường có công suất là kW, với máy biến áp thì công suất lại tính bằng P(kVA). Để giải đáp vấn đề này trước tiên chúng ta hãy tìm hiểu về các thành phần công suất của máy biến thế.

Khi máy biến áp truyền tải điện năng luôn có 2 thành phần công suất:

  • Công suất tác dụng kW: Chỉ mức độ phát nhiệt do tổn thất trong dây quấn và lõi thép. Mức độ phát nhiệt này không quá cao so với khả năng cách điện của ruột máy. Tuổi thọ của máy biến thế phụ thuộc rất nhiều vào nhiệt độ của mạch từ và dây quấn. Tổn thất điện năng (Un%) này phải nằm trong giới hạn cho phép.
  • Công suất phản kháng Q(kVAr): là công suất từ hóa lõi thép trong máy biến thế, truyền công suất thực từ sơ cấp sang thứ cấp. Yếu tố công suất này phụ thuộc vào tần số f của hệ thống điện.

Vì vậy công suất máy biến áp hoạt động là tổng năng lượng được truyền từ sơ cấp sang thứ cấp. Đại lượng đo lường là công suất biểu kiến S(kVA)

S(kVA) = P(kW) + Q(kVAr)

Thông số S(kVA) cho chúng ta chúng ta biết Uđm và Iđm là yếu tố để máy biến áp hoạt động. Đó là khả năng chịu dòng, chịu áp và mức phát nhiệt của cuộn dây máy biến thế khi hoạt động.

Lý do phải đóng điện không tải trước khi nối vào phụ tải.

Khi đóng điện máy biến áp có tải sẽ dễ phá sinh dòng điện hồ quang tại vị trí đóng/cắt, điều này dễ gây nguy hiểm cho người vận hành.

Các dòng xung kích của máy biến áp có giá trị lớn gấp 8 lần dòng vận hành của máy. Điều này sẽ ảnh hưởng đến hàng loạt mục tải và các trạm cao áp, hạ áp phía sau đó.

Việc đóng điện không tải  còn có ý nghĩa đảm bảo chế độ vận hành an toàn, tin cậy, thử nghiệm được độ cách điện máy biến áp, mạch lực và hệ thống làm mát trước khi cho máy hoạt động lâu dài.

Vì là máy mới nên khi xuất xưởng họ chỉ đủ một ít dầu vào thôi để tránh bị tràn dầu trong quá trình vận chuyển. Lợi dụng sức ấm của máy khi hoạt động các bọt khí sẽ tan và thoát ra ngoài. Vì vậy với máy biến thế mới khi bắt đầu vận hành người ta phải đóng điện không tải hoặc tải nhỏ tối thiểu 72h.

Tại sao phải nối đất trung tính máy biến thế

Trước đây thì vấn đề này còn gây tranh luận khá nhiều, tuy nhiên bây giờ thì đã có câu trả lời rõ ràng. Thực tế thì ở các lưới điện từ 110kV trở lên, việc nối đất dây trung tính để tạo vật cách điện bên trong theo áp pha nhằm làm giảm chi phí nguyên vật liệu cách điện.

Với lưới điện hạ thế thì việc nối đất dây trung tính an toàn cho con người và thiết bị. Việc nối trung tính sẽ điều chỉnh tổng trở nối đất, tránh dòng ngắn mạch quá lớn phá hỏng thiết bị.

Với lưới điện cao thế và trung thế thì nối đất giúp bảo vệ chạm đất được hiệu quả hơn, giảm vật liệu cách điện các pha với đất và tiết kiệm vật liệu trên đường dây.

Ưu điểm của máy biến thế vận hành song song là gì?

Phụ tải của những công trình lớn khi hoạt động thay đổi theo giờ trong một ngày hoặc theo ngày trong tuần… Thì việc vận hành song song máy biến áp cho trạm biến áp từ 2 máy trở lên có ý nghĩa quan trọng về kinh tế, kỹ thuật. Máy biến thế được vận hành song song có ưu điểm:

Giảm được tổn thất trong mạng điện, dự phòng và thay thế cho nhau đối với những tải đặc biệt quan trọng (không được phép mất điện), sẽ thiệt hại lớn nếu sự cố mất điện. Với những máy biến áp lớn cỡ vài MVA trở lên, việc chạy non tải sẽ gấy tổn thất đáng kể.

Bên cạnh đó việc vận hành máy biến thế song song, phức tạp đòi hỏi người vận hành có chuyên môn kỹ thuật và kinh nghiệm.

Điều kiện để hai máy biến áp vận hành song song?

Việc vận hành song song máy biến thế phụ thuộc vào đặc tính nội tại của nhà máy mà không điều chỉnh được. Về lý thuyết để 2 mba làm việc song song cần các yêu cầu như: cùng điện áp và tỷ số biến đổi, cùng điện áp ngắn mạch Un, cùng tổ nối dây tương đồng (nghĩa là cùng góc lệch pha – để hiểu cần chút chuyên sâu về kỹ thuật điện).

Nên để hai máy vận hành song song là:

  • Khi không tải dây quấn trong máy biến áp chỉ có dòng điện không tải
  • Khi tăng tải, dòng điện từng máy tăng tỷ lệ với công suất định mức của máy đó.
  • Dòng điện máy biến áp phỉa trùng pha nhau. Thỏa mãn điều kiện này, dòng qua tải của trạm bằng tổng số dòng điện của từng máy.

Tóm lại khi vận hành 2 máy biến thế song song cần lưu ý đến tổng trở ngắn mạch của 2 máy phải bằng nhau.

Để vận hành 2 máy biến thế làm việc lâu dài cần thêm điều kiện: mức chịu dòng ngắn mạch phía hạ áp của máy biến thế phaỉ được thiết kế để phù hợp để chịu cùng lúc 2 nguồn ngắn mạch qua mba,

Trên đây là tổng hợp kiến thức về máy biến áp, hy vọng với những thông tin trên, các bạn đọc đã có những cái nhìn tổng quan về sản phẩm máy biến áp đang khá phổ biến trên thị trường này.

Bài viết hay. Chia sẻ ngay!