Máy biến áp là gì? Bộ phận, Hoạt động , Loại, Giới hạn & Ứng dụng của nó
Máy biến áp là gì?
- Như tên cho thấy, Máy biến áp điện truyền năng lượng điện từ mạch điện này sang mạch điện khác . Nó không làm thay đổi giá trị của quyền lực.
- Máy biến áp chỉ tăng hoặc giảm mức điện áp hoặc dòng điện .
- Máy biến áp không thay đổi tần số mạch trong quá trình hoạt động.
- Máy biến áp hoạt động dựa trên nguyên lý cảm ứng điện trường.
- Máy biến áp hoạt động khi cả hai mạch có hiệu lực bằng cảm ứng lẫn nhau.
- Máy biến áp không thể tăng hoặc giảm mức điện áp DC hoặc Dòng điện một chiều.
- Máy biến áp chỉ tăng hoặc giảm mức điện áp xoay chiều hoặc dòng điện xoay chiều.
- Máy biến áp không thay đổi giá trị của từ thông .
- Máy biến áp sẽ không hoạt động trên Điện áp DC .
Nếu không có máy biến áp, năng lượng điện được tạo ra tại các trạm phát điện có thể sẽ không đủ để cung cấp năng lượng cho một thành phố. Chỉ cần tưởng tượng rằng không có máy biến áp. Bạn nghĩ cần phải xây dựng bao nhiêu nhà máy điện để cung cấp điện cho một thành phố.
Nhiều nhà máy điện phải được thiết lập để có đủ năng lượng. Máy biến áp trợ giúp bằng cách khuếch đại đầu ra của Máy biến áp (tăng hoặc giảm mức điện áp hoặc dòng điện).
Khi số vòng dây của cuộn thứ cấp lớn hơn số vòng dây của cuộn sơ cấp thì máy biến áp đó gọi là máy biến áp tăng áp.
Cấu tạo máy biến áp (Các bộ phận của máy biến áp)
| 1 | Oil filter valve | 17 | Oil drain valve |
| 2 | Conservator | 18 | Jacking boss |
| 3 | Buchholz relay | 19 | Stopper |
| 4 | Oil filter valve | 20 | Foundation bolt |
| 5 | Pressure-relief vent | 21 | Grounding terminal |
| 6 | High-voltage bushing | 22 | Skid base |
| 7 | Low-voltage bushing | 23 | Coil |
| 8 | Suspension lug | 24 | Coil pressure plate |
| 9 | B C T Terminal | 25 | Core |
| 10 | Tank | 26 | Terminal box for protective devices |
| 11 | De-energized tap changer | 27 | Rating plate |
| 12 | Tap changer handle | 28 | Dial thermometer |
| 13 | Fastener for core and coil | 29 | Radiator |
| 14 | Lifting hook for core and coil | 30 | Manhole |
| 15 | End frame | 31 | Lifting hook |
| 16 | Coil pressure bolt | 32 | Dial type oil level gauge |
Nguyên lý làm việc của máy biến áp
Máy biến áp là một thiết bị tĩnh (và không chứa các bộ phận quay, do đó không có tổn thất do ma sát), giúp chuyển đổi năng lượng điện từ mạch này sang mạch khác mà không làm thay đổi tần số của nó. nó Tăng (hoặc Giảm) mức Điện áp và Dòng điện xoay chiều.
Máy biến áp hoạt động dựa trên nguyên lý cảm ứng điện từ của hai cuộn dây hoặc Định luật Faraday Cảm ứng điện từ. Khi dòng điện trong cuộn sơ cấp thay đổi thì từ thông liên kết với cuộn thứ cấp cũng thay đổi theo. Do đó, một EMF được tạo ra trong cuộn thứ cấp do định luật Faraday về cảm ứng điện từ.
Máy biến áp hoạt động dựa trên hai nguyên tắc: thứ nhất, dòng điện có thể tạo ra từ trường (điện từ), và thứ hai, từ trường thay đổi trong cuộn dây tạo ra điện áp trên các đầu của cuộn dây (cảm ứng điện từ). Thay đổi dòng điện trong cuộn sơ cấp sẽ thay đổi từ thông được tạo ra. Từ thông thay đổi tạo ra một điện áp trong cuộn thứ cấp.
Một máy biến áp đơn giản có lõi thép mềm hoặc silicon mềm và các cuộn dây được đặt trên đó (lõi sắt). Cả lõi và cuộn dây đều được cách điện với nhau. Cuộn dây nối với nguồn chính được gọi là cuộn sơ cấp và cuộn dây nối với mạch tải gọi là cuộn thứ cấp.
Cuộn dây (cuộn dây) nối với điện áp cao hơn được gọi là cuộn dây điện áp cao trong khi cuộn dây nối với điện áp thấp được gọi là cuộn dây điện áp thấp. Trường hợp máy biến áp tăng áp, cuộn sơ cấp (cuộn dây) là cuộn hạ áp, số vòng dây của cuộn thứ cấp nhiều hơn cuộn sơ cấp. Ngược lại đối với máy biến áp giảm thế.
Điều cần biết:
Máy biến áp Luôn được đánh giá bằng kVA thay vì kW.
Như đã giải thích trước đó, EMF chỉ được tạo ra bởi sự thay đổi độ lớn của từ thông.
Khi cuộn dây sơ cấp được nối với nguồn điện xoay chiều, một dòng điện sẽ chạy qua nó. Vì cuộn dây liên kết với lõi, dòng điện chạy qua cuộn dây sẽ tạo ra từ thông xoay chiều trong lõi. EMF được tạo ra trong cuộn thứ cấp do từ thông xoay chiều liên kết hai cuộn dây. Tần số của EMF cảm ứng giống như tần số của từ thông hoặc điện áp được cung cấp.
Bằng cách đó, năng lượng (biến thiên từ thông) được truyền từ cuộn sơ cấp sang cuộn thứ cấp bằng cảm ứng điện từ mà không làm thay đổi tần số của điện áp cung cấp cho máy biến áp. Trong quá trình này, một EMF tự cảm ứng được tạo ra trong cuộn sơ cấp chống lại điện áp đặt vào. EMF tự gây ra được gọi là EMF trở lại.
Mạch Tương Đương Của Máy Biến Áp
Trong bài viết giải thích của chúng tôi về mạch tương đương của Máy biến áp điện , đây là biểu diễn đồ họa của mạch biến áp trong đó điện trở và điện kháng rò rỉ được cho là nằm bên ngoài cuộn dây. Mạch tương đương chính xác của máy biến áp có thể được gọi là phía sơ cấp hoặc phía thứ cấp.
Phương trình EMF của máy biến áp
Độ lớn của EMF cảm ứng (hoặc Điện áp) trong máy biến áp có thể được tìm thấy bằng phương trình EMF của máy biến áp . Khi một nguồn dòng điện xoay chiều (AC) được đặt vào cuộn sơ cấp của máy biến áp, được gọi là dòng điện từ hóa , nó sẽ tạo ra từ thông xoay chiều trong lõi của máy biến áp.
Tổn thất trong máy biến áp
Không giống như một máy biến áp lý tưởng, một máy biến áp thực và thực tế có một số tổn thất như tổn thất điện trở, tổn thất từ thông, tổn thất đồng và lõi và năng lượng bị tiêu tán trong cuộn dây, lõi và các cấu trúc xung quanh. Máy biến áp lớn hơn thường hiệu quả hơn và máy biến áp phân phối thường hoạt động tốt hơn 98%.
Hiệu suất của máy biến áp
Trên hệ số công suất và tải cụ thể, hiệu suất của máy biến áp và hiệu suất cả ngày có thể được tìm thấy bằng cách chia đầu ra của nó cho Đầu vào (tương tự như các máy điện khác, ví dụ như động cơ , máy phát điện, v.v.). Nhưng các giá trị của cả Đầu vào và Đầu ra phải giống nhau trong các đơn vị (tức là tính bằng Watts, kilowatt, megawatt, v.v.).
Các loại máy biến áp
Có nhiều loại máy biến áp khác nhau dựa trên cách sử dụng, thiết kế, xây dựng của chúng như sau.
Các loại máy biến áp dựa trên các pha của nó
- Máy biến áp một pha
- Máy biến áp ba pha
Các loại Máy biến áp dựa trên Thiết kế cốt lõi của nó
- Máy biến áp loại lõi
- Máy biến áp loại vỏ
- Máy biến áp loại quả mọng
Các loại Transformers dựa trên Lõi của nó
- Máy biến áp lõi không khí
- Máy biến áp sắt từ/lõi sắt
Các loại máy biến áp dựa trên cách sử dụng của nó
- Máy biến áp lớn
- Máy biến áp phân phối
- Máy biến áp điện nhỏ
- Máy biến áp chiếu sáng biển báo
- Máy Biến Áp Điều Khiển & Tín Hiệu
- Máy biến áp đèn phóng điện khí
- Máy biến áp rung chuông
- Dụng cụ biến áp
- Biến dòng điện không đổi
- Dòng máy biến áp chiếu sáng đường phố
Bài viết liên quan: Sự khác nhau giữa Máy biến áp nguồn và Máy biến áp phân phối?
Các loại máy biến áp dựa trên cách nhiệt & làm mát
- Máy biến áp loại tự làm mát bằng không khí hoặc loại khô
- Loại khô làm mát bằng không khí
- Ngâm dầu, tự làm mát (OISC) hoặc ONAN (Dầu tự nhiên, Không khí tự nhiên)
- Ngâm dầu, kết hợp tự làm mát và thổi khí (ONAN)
- Ngâm dầu, làm mát bằng nước (OW)
- Ngâm dầu, làm mát bằng dầu cưỡng bức
- Ngâm dầu, kết hợp tự làm mát và làm mát bằng nước (ONAN+OW)
- Làm mát bằng dầu cưỡng bức, làm mát bằng không khí (OFAC)
- Dầu cưỡng bức, Làm mát bằng nước (FOWC)
- Dầu Cưỡng bức, Tự làm mát (OFAN)
Các loại máy biến áp
- Máy biến dòng
- Máy biến áp tiềm năng
- Biến dòng điện không đổi
- Máy biến áp lõi quay hoặc bộ điều chỉnh cảm ứng
- máy biến áp tự ngẫu
Bài viết liên quan: Sự cố & Bảo vệ máy biến áp
Hạn chế của máy biến áp
Để hiểu những điểm chính, chúng ta phải thảo luận về một số thuật ngữ cơ bản liên quan đến hoạt động của máy biến áp. Vì vậy, hãy quay lại cơ bản trong một thời gian.
Máy biến áp là một máy điện xoay chiều tăng hoặc giảm điện áp hoặc dòng điện xoay chiều. Tuy nhiên, máy biến áp là máy AC không thể tăng hoặc giảm điện áp DC hoặc dòng điện DC. Nghe có vẻ hơi kỳ lạ mặc dù. Bạn có thể đang nghĩ “vậy không có máy biến áp DC sao?”
Để trả lời hai câu hỏi có hay không có máy biến áp DC và biết “tại sao máy biến áp không thể tăng hoặc giảm điện áp DC” chúng ta cần biết dòng điện và từ trường tương tác với nhau như thế nào trong hoạt động của máy biến áp.
Quy tắc bàn tay phải của Fleming
Nó nói rằng “nếu ngón cái, ngón trỏ và ngón giữa được giữ sao cho chúng vuông góc với nhau (tạo thành góc 90 ° ) , thì ngón trỏ chỉ hướng của trường, ngón cái chỉ hướng hướng chuyển động của dây dẫn và ngón tay giữa chỉ hướng của Dòng điện cảm ứng (từ EMF).
Tại sao máy biến áp không thể tăng hoặc giảm điện áp hoặc dòng điện một chiều?
Một máy biến áp không thể tăng hoặc giảm điện áp DC. Không nên kết nối nguồn một chiều với máy biến áp vì nếu điện áp định mức một chiều được đặt vào cuộn dây (sơ cấp) của máy biến áp, thì từ thông sinh ra trong máy biến áp sẽ không thay đổi về độ lớn mà giữ nguyên và như một kết quả là EMF sẽ không được tạo ra trong cuộn thứ cấp ngoại trừ tại thời điểm bật nguồn, Vì vậy, máy biến áp có thể bắt đầu va đập và cháy vì;
Trong trường hợp nguồn DC, Tần số bằng không . Khi đặt điện áp vào đoạn mạch thuần cảm thì theo
Ở đây:
- X L = Cảm kháng
- L = Độ tự cảm
- f = Tần số
Nếu chúng ta đặt tần số = 0, thì X L tổng thể (điện kháng cảm ứng) cũng sẽ bằng không.
Bây giờ đến dòng điện, I = V / R (và trong trường hợp mạch điện cảm, I = V / X L ) …. định luật Ohm cơ bản
Nếu chúng ta đặt điện kháng cảm ứng bằng 0, thì dòng điện sẽ là vô hạn (Đoản mạch)…
Vì vậy, nếu chúng ta đặt điện áp một chiều vào mạch thuần cảm, Mạch có thể bắt đầu bốc khói và cháy.
Do đó, máy biến áp không có khả năng tăng hoặc giảm điện áp DC. Ngoài ra, sẽ không có EMF tự cảm ứng trong những trường hợp như vậy ở cuộn sơ cấp, điều này chỉ có thể xảy ra với một liên kết từ thông thay đổi để chống lại điện áp đặt vào. Điện trở của cuộn sơ cấp thấp và do dòng điện lớn chạy qua nó sẽ dẫn đến cháy cuộn sơ cấp do dòng điện sinh ra quá nhiều nhiệt.