Điện, Điện tử - Máy biến điện áp

Máy biến điện áp 
 * KHOA ĐIỆN_ BỘ MÔN TBĐ-ĐT* 
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP K44-THIẾT KẾ MÁY BIẾN ĐIỆN ÁP 35KV 1
LỜI MỞ ĐẦU 
 Máy biến điện áp (BU) là một bộ phận rất quan trọng trong hệ thống điện 
.Để vận hành hệ thống điện được an toàn ta cần phải đo lường và bảo vệ để 
biết được các thông số của nó rồi từ đó có phương pháp điều chỉnh hợp 
lý,cũng như tránh được thiệt hại khi có sự cố xẩy ra.Việc thực hiện đo điện 
áp xoay chiều với điện áp cao thì dụng cụ thông thường không thể đáp ứng 
được vì điện trở cách điện của thiết bị không cho phép,còn nếu thiết kế chế 
tạo thiết bị đo lường và bảo vệ với điện áp cao thì rất tốn kém và không an 
toàn cho người dùng.Vì vậy để đo lường và bảo vệ ở điện áp cao người ta 
phải dùng một thiết bị trung gian để giảm điện áp xuống thiết bị này được 
gọi là máy biến điện áp . 
 Ngày nay cùng với sự phát triển của khoa học kỹ thuật ,máy biến điện áp 
đã được cải tiến rất nhiều về kiểu loại ,kết cấu ,vật liệu chế tạo cũng như tính 
năng làm việc . 
 Trong đề tài đồ án của em , em sẽ thiết kế máy biến điện áp một pha 
ngâm dầu, tiêu chuẩn IEC- 186 với các số liệu ban đầu : 
điện áp sơ cấp U1đm = 35/ 3 kv 
điện áp thứ cấp U2đm= 100/ 3 kv 
công suất định mức S2đm = 150 VA 
cấp chính xác 1 với điện áp thay đổi ( 0,8 ÷ 1,2)Uđm ,phụ tải ( 0,25 ÷ 
1)Sđm , cosϕ = 0,8 
Toàn bộ đồ án gồm có 4 chương : 
Chương I :phân tích chọn phương án ,tính chọn cách điện . 
Chương II : tính tóan điện từ máy biến điện áp 
Chương III: tính toán sai số máy biến điện áp và hiệu chỉnh sai số 
Chương IV: tính toán và thiết kế kết cấu 
 Do trình độ và thời gian còn hạn chế nên đồ án của em không tránh khỏi 
những thiếu sót .Em rất mong được sự đóng góp ý kiến của thầy ,cô và của 
các bạn để đồ án của em hoàn chỉnh hơn . 
 Qua đây em xin chân thành cảm ơn thầy Bùi Tín Hữu đã tận tình hướng dẫn 
em làm và hoàn thành đồ án ,và các thầy ,cô giáo đã day em trong 5 năm 
qua để em có kiến thức hoàn thành đồ án này . 
 Em xin chân thành cảm ơn ! 
 Sinh viên 
 Vũ Huy Cường 
 * KHOA ĐIỆN_ BỘ MÔN TBĐ-ĐT* 
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP K44-THIẾT KẾ MÁY BIẾN ĐIỆN ÁP 35KV 2
CHƯƠNG I 
PHÂN TÍCH CHỌN PHƯƠNG ÁN ,TÍNH CHỌN CÁCH ĐIỆN 
1.1 KHÁI NIỆM CHUNG VỀ MÁY BIẾN ĐIỆN ÁP 
 Hệ thống điện thường có điện áp cao nên khi đo lường và bảo vệ gặp 
rất nhiều khó khăn .Nếu ta thiết kế ,chế tạo thiết bị đo lường và bảo vệ với 
điện áp cao thi sẽ rất tốn kém và nguy hiểm cho người sử dụng .Vì vậy ta 
cần giảm điện áp xuống để dùng các thiết bị đo lường và bảo vệ thông 
thường ở điện áp thấp ,tiêu chuẩn,an toàn .Thiết bị dùng để giảm điện áp cao 
xuống điện áp thấp ,tiêu chuẩn được gọi là máy biến điện áp 
 Máy biến điện áp là một loại khí cụ điện dùng để hạ điện áp cao xuống 
điện áp thấp tiêu chuẩn ,an toàn dùng cho đo lường và bảo vệ rơle. Trị số 
điện áp thứ cấp lấy theo tiêu chuẩn nhà nước .ở Liên xô Châu âu và là 100V 
hoặc 3/100 V ,ở Anh và các nước ả rập là 100V ,ở mỹ 120 V .Trên hình 
H1.1 trình bày sơ đồ đấu dây của BU một pha .Cuộn dây sơ cấp nối với phía 
điện áp cao qua cầu chì bảo vệ cao áp .Cuộn dây thứ cấp cấp nguồn cho các 
thiết bị đo lường và bảo vệ qua cầu chì bảo vệ hạ áp .Để an toàn một đầu 
cuộn hạ áp và lõi thép của BU được nối đất 
 Hình 1.1 
Đối với BU không yêu cầu độ bền nhiệt và độ bền điện động cao ,vì dòng 
điện thứ cấp rất bé thậm chí khi ngắn mạch ở mạch thứ cấp cũng không sinh 
ra hiệu ứng nhiệt và điện động nào cả ,hơn nữa ở mạch máy biến điện áp 
thường đặt cầu chì bảo vệ . 
 Máy biến điện áp có các cấp chính xác sau :0,2; 0,5; 1; 3; và 6 BU với 
cấp chính xác 0,2 dùng cho mẫu ,cấp 0,5 dùng cho đo đếm điện năng ,cấp 1 
dùng cho đồng hồ bảng ,còn cấp 3 và cấp 6 dùng cho bảo vệ .Cấp chính xác 
của BU không đổi khi điện áp sơ cấp giao động trong khoảng U= (0,8÷
1,2)Uđm,phụ tải bằng St= (0,25 1÷ )Sđm ,với cosϕ = 0,8. 
 Trị số sai số lớn nhất đối với các cấp chính xác khác nhau được ghi trong 
bảng dưới đây : 
 .bảng 1-1 giới thiệu sai số lớn nhất của máy biến áp. 
C 
A 
B 
V 
a x
A X
 * KHOA ĐIỆN_ BỘ MÔN TBĐ-ĐT* 
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP K44-THIẾT KẾ MÁY BIẾN ĐIỆN ÁP 35KV 3
Cấp chính xác Sai số lớn nhất 
điện áp {%} Góc [phút] 
0,2 2,0± 10±
0,5 5,0± 20±
1 1± 40±
3 3± Không qui định 
 Khuynh hướng phát triển máy biến điện áp hiện nay là thiết kế chế tạo 
những máy biến điện áp có dung lượng lớn ,điện áp thật cao ,dùng nguyên 
liệu mới để giảm kích thước và trọng lượng máy .Về vật liệu hiện nay đẫ 
dùng loại thép cán lạnh không những có từ tính tốt mà tổn hao sắt lại tốt do 
đó nâng cao được hiệu suất của máy biến điện áp . 
1.2 NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA MÁY BIẾN ĐIỆN ÁP 
 ta xét sơ đồ nguyên lý của một máy biến điện áp một pha hai dây quấn 
như hình 1.1 
 Hình 1.2 
,cảm ứng ra các suất điện động (s.đ.đ) e1 và e2 .Dây quấn thứ cấp có s,đ.đ sẽ 
sinh ra dòng điện i2 đưa ra tải với điện áp là u2. 
Giả sử điện áp xoay chiều đặt vào là một hàm số sin ,thi từ thông do nó sinh 
ra cũng là một hàm số hình sin: 
 Φ = Φmsinωt 
do đó theo định luật cảm ứng điện từ ,s.đ.đ cảm ứng trong các dây quấn sẽ là 
: 
)
2
sin(2
cos
sin
.
1
1111
Π−=
Φ−=Φ−=Φ−=
tE
tw
dt
tdw
dt
dwe mm
ω
ωωω
)
2
sin(2
cos
sin
.
2
2222
Π−=
Φ−=Φ−=Φ−=
tE
tw
dt
tdw
dt
dwe mm
ω
ωωω
trong đó : 
Φ 
W2 W1
I2 I1
Zt 
U1 U2
 Dây quấn sơ cấp có w1 
vòng dây và dây quấn thứ cấp 
có w2vòng dây đều được quấn 
trên cùng một lõi thép .Khi 
đặt một điện áp xoay chiều 
u1 vào dây quấn sơ cấp trong 
đó sẽ có dòng điện i1 .Trong 
lỗi thép sẽ sinh ra từ thông Φ 
móc vòng với cả hai dây quấn 
 * KHOA ĐIỆN_ BỘ MÔN TBĐ-ĐT* 
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP K44-THIẾT KẾ MÁY BIẾN ĐIỆN ÁP 35KV 4
 mmm fw
fwwE Φ=ΦΠ=Φ= 1111 44,42
2
2
.ω 
 mmm fw
fww
E Φ=ΦΠ=Φ= 2222 44,42
2
2
.ω 
là giá trị hiệu dụng của các s.đ.đ dây quấn thứ cấp và sơ cấp 
các biểu thức trên cho thấy s.đ.đ cảm ứng trong dây quấn chậm pha so với từ 
thông sinh ra nó một góc 
2
Π 
Dựa vào các biểu thức trên người ta định nghĩa tỷ số biến điện áp của BU 
như sau : 
2
1
2
1
w
w
E
Ek == 
nếu không kể đến điện áp rơi trên các dây quấn thì có thể coi 
11 EU ≈ ; 22 EU ≈ 
do đó k được xem như tỷ số điện áp giữa hai dây quấn : 
2
1
2
1
U
U
E
Ek ≈= 
1.3 PHÂN LOẠI VÀ CÁC KIỂU MÁY BIẾN ĐIỆN ÁP 
I.phân loại : 
 máy biến điện áp được phân thành các loại sau : 
1.theo số pha: có hai loại 
-máy biến điện áp một pha 
-máy biến điện áp ba pha 
2.theo số dây quấn : 
- loại 2 dây quấn 
 -loại 3 dây quấn 
3.theo cấp chính xác : 
- theo giá trị sai số cho phép 
4.theo phương thức làm mát : 
-máy biến điện áp dầu 
- máy biến điện áp khô (không khí ). 
5.loai thiết bị có : 
-máy biến điện áp trong nhà 
 -máy biến điện áp ngoài trời 
 -máy biến điện áp cho các thiết bị phân phối hợp bộ . 
 * KHOA ĐIỆN_ BỘ MÔN TBĐ-ĐT* 
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP K44-THIẾT KẾ MÁY BIẾN ĐIỆN ÁP 35KV 5
II.các kiều máy biến điện áp 
Về kiểu máy biến điện áp chia làm 3 nhóm: 
-máy biến điện áp khô 
- máy biến điện áp dầu 
- máy biến điện áp nối tầng 
1.máy biến điện áp khô . 
 Máy biến điện áp khô được chế tạo với điện áp định mức 24 kv.Vật liệu 
cách điện là epoxy. 
 Mạch từ của máy biến điện áp được ghép từ các lá tôn kỹ thuật điện .đối 
với mạch từ kiểu HOC –05 thì dùng các tấm tôn dập hình chữ e ,còn các kiểu 
máy biến điện áp khác thì dùng các tấm tôn hình chữ nhật . Dây quấn được 
quấn nhiều lớp trên những ống khung cách điện và được sơn tẩm bằng sơn 
dùng cho điện áp pha .Các máy biến điện áp được nối với lưới bằng các đầu 
cực phân bố trên các sứ và ba nêm cách điện . 
Các máy biến điện áp HOCK-6-66 chỉ dùng với các thiết bị ,phân phối hợp 
bộ cao áp trong các mở than ,khi lắp đặt nó phải đổ một lớp bitum cách điện 
kín ,bởi vậy nó không có bệ nêm đầu ra ,các dây quấn của máy biến điện áp 
được đưa ra bằng các dây cáp mềm 
Các máy biến điện áp kiểu HOΠ và 3HOΠ Là những khối đúc mà trong đó 
dây quấn và mạch từ được nằm kín trong eboxy . 
HÌNH 1.3 GIỚI THIỆU KẾT CẤU BU KHÔ KIỂU HOC-3 
1- gông từ 
2- cuộn dây cao áp 
3-cuộn dây hạ áp 
4-các đầu vào cao áp 
5-các đầu ra hạ áp 
 Hình 1.3 
Đối với các máy biến điện áp mà dây quấn được quấn trên các mạch từ hình 
xuyến thi dây quấn trong là dây quấn thứ cấp phụ . 
2.máy biến điện áp dầu . 
4 
3 
2 
1 
5
1 
2 
 * KHOA ĐIỆN_ BỘ MÔN TBĐ-ĐT* 
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP K44-THIẾT KẾ MÁY BIẾN ĐIỆN ÁP 35KV 6
 Thường được chế tạo với điện áp 35kv trở lên. 
 Sở dĩ đối với mạng điện có điện áp cao U> 35KV thường sử dụng kiểu 
dầu vì : Dỗu vừa cách điện tốt ,vừa làm mát tốt ,hơn nữa dễ bảo quản khi xẩy 
ra sự cố về chạm chập dây .Tuy nhiên loại máy biến điện áp kiểu dầu có kết 
cấu hơi phức tạp vì chúng thường có bình dãn dầu và trong quá trình làm 
việc cũng dễ gây ra cháy nổ .Nhưng loại này phù hợp với cấp điện áp cao ,vì 
thế cho nên đối với U> 35kv thì để đảm bảo yêu cầu về mặt cách điện cũng 
như trong quá trình làm việc ,người ta thường chế tạo loại máy biến điện áp 
kiểu ngâm dầu . 
 Mạch từ được ghép từ các lá tôn kỹ thuật điện dây quấn nhiều lớp được 
quấn trên một ống cách điện :dây quấn cao áp có màn chắn tĩnh điện ,các dây 
quấn cao áp bao gồm một hoặc hai cuộn si để bảo vệ quá điện áp . 
Thùng máy biến điện áp được hàn bằng tôn như của loại máy 3HOM 15-63 
,thép phi từ tính bởi vì dùng trực tiếp với các thiết bị và được đặt gần các 
thanh cái dẫn điện của các máy phát lớn . 
các đầu ra của dây quấn của phần lớn các máy biến điện áp được nối với đầu 
ra trên sứ đặt trên nắp máy .Đầu vào hạ áp và các đầu nối đất của dây quấn 
cao áp của các máy biến điện áp 3 HOM 15- 63 ,3 HOM 24-69 được đặt 
trên vách thùng .các đầu ra của dây quấn hạ áp các máy biến điện áp 3 HOM 
35-66 được đưa ra một mảng đầu ra trên thành thùng . 
 Máy biến điện áp 3 HOM 35-65 và 3HOM 35-66 có bình dãn dầu đặt ở 
phía đầu cao áp .ở máy biến điện áp này kín hoàn toàn .ở máy biến điện áp 
kiểu khác thì không có bình dãn dầu ,mức dầu trong thùng thường thấp hơn 
nằm từ 20-30 cm. 
3. máy biến điện áp nối tầng 
 Với điện áp lớn hơn 35kv để giảm kích thước cách điện ,người ta dùng 
kiểu biến áp nối tầng ,mỗi tầng chịu một điện áp nhất định .Với điện áp 110 
kv ,thường dùng kiểu hai tầng ,mỗi tầng chịu một nửa điện áp như hình 1.4. 
Mỗi tầng kiểu này có mạch từ riêng (I) và (II) ,có cuộn dây cao áp riêng ,mỗi 
cuộn chịu một nửa điện áp pha ,cuộn dây cao áp (BH) của mạch từ MII có 
đầu vào nối với điện áp pha ,phía cuối nối với mạch từ và cách điện với MI 
.Đầu cao áp của cuộn dây ở mạch từ MI nối với phía cuối của mạch từ MII 
và có điện áp bằng 1/2 điện áp pha .Phía cuối của cuộn dây cao áp BH ở 
mạch từ MI được nối đất cùng với MI .Phía hạ áp HH có hai cuộn dây a-x và 
aγ -xγ ,một cuộn dùng cho đo lường ,một cuộn dùng cho bảo vệ .Hai cuộn bù 
(CB1) và (CB2) dùng để phân bố điện áp đều trên hai cuộn cao áp khi mạch 
thứ cấp có tải . 
 * KHOA ĐIỆN_ BỘ MÔN TBĐ-ĐT* 
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP K44-THIẾT KẾ MÁY BIẾN ĐIỆN ÁP 35KV 7
 Hình 1.4 
 Sơ đồ trên hình 1.5 hiện đại hơn và có nhiều ưu điểm so với sơ đồ ở hình 
1.4 ,loại này có một mạch từ ,cách ly với đất các cuộn dây được cuốn trên 
hai trụ của mạch từ . 
 Hình 1.5 
A 
x 
M 
UΦ 
a 
aγ 
BH
BH
 *
*
*
HH 
ΠΠ
2
φU X 
A
xγ 
UΦ 
x 
M BH 
CB2
II 
M
I 
BH
CB1
a
aγ 
2
φU
* * 
**
*
HH 
X 
 * KHOA ĐIỆN_ BỘ MÔN TBĐ-ĐT* 
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP K44-THIẾT KẾ MÁY BIẾN ĐIỆN ÁP 35KV 8
III.giới thiệu một số loại máy biến điện áp 
 Trong hệ thống điện hiện nay có thể có 3 loại máy biến điện áp : 
Loại cảm ứng điện từ 
Loại tụ điện phân áp 
Các máy biến điện áp kiểu mới 
1.Máy biến điện áp kiểu cảm ứng điện từ 
 Máy biến điện áp có thể được chế tạo 3 pha (thường cho cấp điện áp U< 
35kv) hiệu chỉnh một pha (cho U≥66kv) ,với một hiệu chỉnh hai cuộn dây 
thứ cấp .Tuỳ theo điện áp cần thiết ở phía thứ cấp ta có thẻ sử dụng các loại 
máy biến điện áp khác nhau ,đấu nối theo những sơ đồ khác nhau .Sơ đồ 
hình 1.6 sử dụng 3 máy biến điện áp một pha ,hai cuộn dây 
Các máy biến điện áp một pha hai dây quấn đến 35kv có thể được nối thành 
tổ máy biến điện áp ba pha theo sơ đồ y0-y0 có trung tính của sơ cấp và thứ 
cấp nối đất hình 1.6 . 
Hình 1.6 
 Sơ đồ tam giác hở gồm 2 máy biến điện áp một pha nối với hệ thống ba 
pha như hình h1.7 .Khác với sơ đồ tam giác ,đồ thị vectơ của sơ đồ tam giác 
hở chỉ là 2 cạnh của tam giác đều .Đặc điểm của sơ đồ này là khi tải của ba 
pha đối xứng , công suất của cả hai máy biến điện áp bằng công suất của 
một máy biến điện áp nhân với 3 
Tức là nhỏ hơn 13% so với tổng công suất của chúng 
 Hình1.7 
C 
B 
A 
a b c 
C 
B 
w w 
A 
 * KHOA ĐIỆN_ BỘ MÔN TBĐ-ĐT* 
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP K44-THIẾT KẾ MÁY BIẾN ĐIỆN ÁP 35KV 9
 Quá trình quá độ trong máy biến điện áp kiểu cảm ứng điện từ thông 
không có ảnh hưởng gỉ lớn đến sự làm việc của thiết bị bảo vệ . 
 Thành phần một chiều của điện áp quá độ cũng được phản ánh dẽ dàng 
sang phía thứ cấp ,hài bậc cao cũng vậy .Trong một số trường hợp có thể xẩy 
ra cộng hưởng nếu tần số của hài bậc cao trùng với tần số cộng hưởng của 
máy biến điện áp .Khả năng cộng hưởng sẽ được giảm thấp nếu phụ tải phía 
thứ cấp là điện trở tác dụng ,hiệu chỉnh tổn hao công suất phía thứ cấp khá 
lớn . 
2. Máy biến điện áp kiểu tụ phân áp 
 Đối với hệ thống điện áp cao đến 765kv ,cũng có thể sử dụng máy biến 
điện áp làm việc theo nguyên lý phân áp điện dung . 
 Máy biến điện áp điện dung có thể được nối với các dụng cụ đo lường 
thông thường và rơle bảo vệ . 
 Chúng cũng có thể được phép dùng trong mục đích đo đếm tiền điện . 
Kích thước của máy biến điện áp kiểu điện từ tỷ lệ với điện áp sơ cấp của nó 
.Khi điện áp tăng ,giá thành loại BU kiểu điện từ tăng nhanh vì cách điện cao 
.Máy biến điện áp kiểu tụ phân áp cho điện áp cao có tính kinh tế hơn . 
 Phân áp kiểu tụ cũng giống như 
phân áp kiểu điện từ ,điện áp lấy ra 
ở một vị trí phân áp nào đó phụ thuộc 
vào vị trí phân áp và tổng trở của phụ 
tải hình 1.8 
 Trong bộ phân áp kiểu tụ ,tổng trở 
của nguồn mang tính dung kháng hình 
1.9 đấu nối tiếp vào mạch phân áp 
.Nếu tụ điện và cuộn điện kháng 
không chứathành phần điện trở tác 
dụng thì vềnguyên lý có thể bù hoàn 
toàn tổng trở nguồn và lấy ra công 
suất tùy ý ở phía thứ cấp .
 Trên thực tế các cuộn kháng đều 
chứa thành phần điện trở tác dụng 
nên công suất đầu ra của bộ phân 
ápbị hạn chế .Nếu muốn lấy trực 
tiếpđiện áp thứ cấp bằng điện áp thứ 
cấp danh định của BU ,chẳng hạn 
bằng 100v ,thì để đạt công suất phụ 
tải danh định ,trị số của tụ phân áp 
phải rất lớn ,Để giảm dung lượng của 
tụ phân áp và đảm bảo công suất đầu 
ra của BU ,người ta sử dụng sơ đồ có 
máy biến áp điện từ trung gian . 
a
x 
X 
A 
C1 
C2 Zpt 
Hình 1.8 
a
x 
X 
A 
C1 
C2 Zpt
L 
Hình 1.9 
 * KHOA ĐIỆN_ BỘ MÔN TBĐ-ĐT* 
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP K44-THIẾT KẾ MÁY BIẾN ĐIỆN ÁP 35KV 10
trên hình 1.10 trình bày sơ đồ nguyên lý của một máy biến điện áp kiểu này . 
Bộ phân áp gồm hai tụ C1 và C2 có thiết bị tải ba (TB) kết hợp truyền tin 
trong lưới điện .Để cung cấp đủ cô ... : 
L2 là điện cảm của cuộn dây sơ cấp được tính theo công thức 
H
Daaw
l
L
4
828
2
212
22
10.18,1
10.7,6.14,3).
2
1
3
39,0()102.(
7,14
14,3.4,010'.).
23
(..4,0
−
−−
=
+=Π+Π=
thay số vào ta được 
x2 = 2.3,14.50.1,18.10-4 = 0,037 Ω 
 * KHOA ĐIỆN_ BỘ MÔN TBĐ-ĐT* 
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP K44-THIẾT KẾ MÁY BIẾN ĐIỆN ÁP 35KV 51
c.điện kháng ngắn mạch 
Ω=+=+= 7290037,0.)
102
35702(2757.)( 22
2
2
1
1 xw
wxxn 
rt’ 
xt’ 
2'i
r− 
0i
r1i
r
x’2 
U1 E1=E’2
-U’2 
r1 x1 
ro 
xo 
r’2 
 * KHOA ĐIỆN_ BỘ MÔN TBĐ-ĐT* 
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP K44-THIẾT KẾ MÁY BIẾN ĐIỆN ÁP 35KV 52
 CHƯƠNG III 
 TÍNH TOÁN SAI SỐ MÁY BIẾN ĐIỆN ÁP 
3.1.tính toán sai số 
 Máy biến điện áp được thiết kế ra phải giữ được cấp chính xác 1 trong 
giới hạn U1 = (0,8 ÷1,2)Uđm ,với công suất tải (0,25 ÷1)Stđm ,với cosϕ = 
0,8 . 
I.với điện áp sơ cấp bằng 1,2 Uđm 
 1.Sau khi tính toán điện từ ở chươngII ta có : 
Gt = 6,54 kg 
Gg = 7,74 kg 
St =25,6 mm2 
Sg = 29,4 mm2 
Bt = 1 T 
Bg = 0,87 T 
 Tổng sụt áp trên cuộn sơ cấp và thứ cấp 
%54,1100.3.
35000
10.99,41.10.74100
. 34
1
1 ===
−
U
rIU nnr 
%27,0100.3.
35000
7290.10.74100
. 4
1
1 ===
−
U
rIU xnx 
 2.Sụt áp trên cuộn sơ cấp là: 
Ur1 = %67,0100.3.35000
10.74.10.22,18. 43
1
11 ==
−
U
Ir 
%1,0100.3.
35000
10.74.2757. 4
1
11
1 ===
−
U
IxU x 
3.tổn hao không tải và công suất phản kháng . 
 Do U= 4,44.f.w.Bt .St có W= const và St = const nên khi U= 1,2Udm 
thì cảm ứng từ cũng tăng lên 1,2 lần nghĩa là Bt= 1,2.1=1,2T, Bg 
=1,2.0,87= 1,044T ta tính lại công suất không tải và công suất từ hóa 
 a.tổn hao không tải 
 theo bảng 45 với tôn 3404 dày 0,35mm tra được các suất tổn hao 
tương ứng 
Bt =1,2 T; pt =0,675 W/kg ; pkt =515w/m2 
Bg=1,044T; pg = 0,522w/kg ; pkg = 382,4w/m2 
Trong tính toán sơ bộ có thể dùng công thức sau: 
Po = ⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡ ++−++
2
.
)2(.)
2
.(. opooggpf
po
ottpf
Gk
GNGpk
k
GGpk 
 * KHOA ĐIỆN_ BỘ MÔN TBĐ-ĐT* 
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP K44-THIẾT KẾ MÁY BIẾN ĐIỆN ÁP 35KV 53
Trong đó : 
kpf =1,12 là hệ số xét các ảnh hưởng của các tổn hao phụ ,tra bảng 
48 sách thiết kế máy biến áp điện lực của tác giả Phan Tử Thụ 
kpo =7,84 là hệ số tổn hao ở góc nối đối với số góc nối có mối nối 
thẳng của mạch từ phẳng ghép xen kẽ với mã hiệu tôn 3404,tra 
bảng 47 sách thiết kế máy biến áp điện lực của tác giả Phan Tử 
Thụ 
Gt = 6,54 kg 
Gg = 7,74 kg 
Go =1 kg 
N là số lượng góc nối của mạch từ cần phải tính đến ảnh hưởng 
của tổn hao sắt ,với máy biến điện áp một pha N=2. 
Thay số vào ta được : 
w
p
38,12
]
2
1.84,71)22(74,7.[522,0.12,1).
2
84,7154,6(675,0.12,10
=
++−++= 
b.công suất phản kháng 
 theo bảng 50 ta tìm được các suất từ hóa tương ứng 
với Bt = 1,2T thì qt=0,752 va/kg; qkt =4000 va/m2 
với Bg =1,044T thì qt= 0,596 va/kg; qkg =1660 va/m2 
Trong tính toán sơ bộ có thể dùng công thức sau: 
[
kkkif
oo
irig
ogififo
io
ttififo
Snqk
GNG
kk
GqkkGkGqkkQ
.."
])2(.
2
.
.".'.)
2
.(".'
∑+
+−+++= 
 trong đó : 
k’if =kib.kic =1,2 đối với mạch từ phẳng với tôn cán lạnh có ủ sau khi 
cắt dập 
k”if =kig.kie.kit =1,07.1,04= 1,11 
kio =36 là hệ số gia tăng dòng điện không tải do công suất từ hóa 
tăng lên . 
kig = 1,0 hệ số làm tăng công suất từ hóa ở gông 
kir = 1,3 là hệ số kể đến ảnh hưởng do chiều rộng lá tôn ở các góc 
mạch từ 
Gt = 6,54 kg 
Gg =7,74 kg 
Go =1 kg 
N là số lượng góc nối của mạch từ cần phải tính đến ảnh hưởng của 
tổn hao sắt ,với máy biến điện áp một pha N=2. 
Thay số vào ta được : 
 * KHOA ĐIỆN_ BỘ MÔN TBĐ-ĐT* 
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP K44-THIẾT KẾ MÁY BIẾN ĐIỆN ÁP 35KV 54
[ ] va
Qo
63,611660.10.4,29.24000.10.6,25.211,1
1.41.
2
3,174,7.596,0.11,1.2,1)1.
2
3654,6(752,0.11,1.2,1
44 =++
+⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡ −+++=
−−
4.các thành phần dòng điện không tải 
 0688,0
150.2,1
38,12
.2,1
===
S
Pi oor 
34,0
150.2,1
63,61
.2,1
===
S
Qi oox 
5.sai số điện áp và sai số góc lúc không tải 
a.sai số điện áp 
 ΔUo = -(Ur1.ior + Ux1.iox) 
 = -( 0,67.0,0688 + 0,1.0,34) 
 =-0,08 % 
 trong đó : 
Ur1 = 0,67 % 
Ux1 =0,1% 
Ior=0,0688 
iox = 0,34 
b.sai số góc 
 δo =34,4(Ur1.iox +Ux1.ior) 
 =34,4(0,67.0,34 – 0,1.0,0688) 
 = 7,6 phút 
6. sai số điện áp và sai số góc lúc có tải 
a. sai số điện áp 
 ta có công thức : ΔUH = -(Unr.cosϕ2 + Unx.sinϕ2) 
trong đó : 
Unr = 1,54 % 
Unx = 0,27 % 
 cosϕ2 =0,8 
 sinϕ2 =0,6 
thay số vào ta có : 
 ΔUH = -(1,54.0,8 + 0,27.0,6) = -1,4 % 
b. sai số góc 
 δH = 34,4(Unr.sinϕ2 – Unx.cosϕ2) 
 = 34,4(1,54.0,6 – 0,27.0,8) 
 =24,35 phút 
7.tổng sai số khi không tải và khi có tải định mức 
a. tổng sai số điện áp 
 ΔU= ΔUo + ΔUH 
 =- 0,08 –1,4 = -1,48 % 
 * KHOA ĐIỆN_ BỘ MÔN TBĐ-ĐT* 
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP K44-THIẾT KẾ MÁY BIẾN ĐIỆN ÁP 35KV 55
b.tổng sai số góc 
 δ = δo + δH 
 = 7,6 +24,35 = 31,95 phút 
8. sai số khi tải bằng 1/4 tải định mức 
 sai số tỷ lệ thuận với tải nên sai số ở tải bằng 1/4 tải định mức được 
xác định như sau : 
 a.sai số điện áp 
 ΔU1/4 =ΔUo + 4
1 ΔUH 
 = -0,08 -
4
1 .1,4 =- 0,43 % 
 b.sai số góc 
 δ1/4 = δo + 4
1 .δH 
 = 7,6 + 
4
1 .24,35 =13,7 phút 
II.với điện áp sơ cấp bằng Uđm 
1. theo tính toán ở chương II ta có các số liệu sau : 
 ior = 0,059 
 i0x = 0,2 
 Unr = 1,54 % 
 Unx = 0,27 % 
2.sai số điện áp và sai số góc lúc không tải 
a.sai số điện áp 
 ΔUo = -(Ur1.ior + Ux1.iox) 
 = -( 0,67.0,059 + 0,1.0,2) 
 =- 0,06 % 
 trong đó : 
Ur1 = 0,67 % 
Ux1 =0,1 % 
ior=0,059 
iox = 0,2 
b.sai số góc 
 δo =34,4(Ur1.iox +Ux1.ior) 
 =34,4(0,67.0,2 – 0,1.0,059) 
 = 4,4 phút 
3. sai số điện áp và sai số góc lúc có tải 
c. sai số điện áp 
 ta có công thức : ΔUH = -(Unr.cosϕ2 + Unx.sinϕ2) 
trong đó : 
 * KHOA ĐIỆN_ BỘ MÔN TBĐ-ĐT* 
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP K44-THIẾT KẾ MÁY BIẾN ĐIỆN ÁP 35KV 56
Unr =1,54% 
Unx = 0,27% 
 cosϕ2 =0,8 
 sinϕ2 =0,6 
thay số vào ta có : 
 ΔUH = -(1,54.0,8 + 0,27.0,6) = -1,4 % 
d. sai số góc 
 δH = 34,4(Ur.sinϕ2 – Ux.cosϕ2) 
 = 34,4(1,54.0,6 – 0,27.0,8) 
 =24,35 phút 
4.tổng sai số khi không tải và khi có tải định mức 
b. tổng sai số điện áp 
 ΔU= ΔUo + ΔUH 
 =- 0,06–1,6 = -1,46 % 
b.tổng sai số góc 
 δ = δo + δH 
 = 4,4 +24,35 = 28,85 phút 
5. sai số khi tải bằng 1/4 tải định mức 
 sai số tỷ lệ thuận với tải nên sai số ở tải bằng 1/4 tải định mức được 
xác định như sau : 
 a.sai số điện áp 
 ΔU1/4 =ΔUo + 4
1 ΔUH 
 = -0,06 -
4
1 .1,4 =- 0,41 % 
 b.sai số góc 
 δ1/4 = δo + 4
1 .δH 
 = 4,4 + 
4
1 .24,35 =10,49 phút 
III.với điện áp sơ cấp bằng 0,8 Uđm 
1.tổn hao không tải và công suất phản kháng . 
 Do U= 4,44.f.w.Bt .St có W= const và St = const nên khi U= 0,8Udm 
thì cảm ứng từ cũng tăng lên 1,2 lần nghĩa là Bt= 0,8.1=0,8T, Bg = 
0,8.0,87 = 0,696T ta tính lại công suất không tải và công suất từ hóa 
 a.tổn hao không tải 
 theo bảng 45 với tôn 3404 dày 0,35mm tra được các suất tổn hao 
tương ứng 
Bt =0,8 T; pt =0,32 W/kg ; pkt =215 w/m2 
Bg=1,044T; pg = 0,254 w/kg ; pkg = 168,2 w/m2 
Trong tính toán sơ bộ có thể dùng công thức sau: 
 * KHOA ĐIỆN_ BỘ MÔN TBĐ-ĐT* 
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP K44-THIẾT KẾ MÁY BIẾN ĐIỆN ÁP 35KV 57
Po = ⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡ ++−++
2
.
)2(.)
2
.(. opooggpf
po
ottpf
Gk
GNGpk
k
GGpk 
Trong đó : 
kpf =1,12 là hệ số xét các ảnh hưởng của các tổn hao phụ ,tra bảng 
48 sách thiết kế máy biến áp điện lực của tác giả Phan Tử Thụ 
kpo =7,84 là hệ số tổn hao ở góc nối đối với số góc nối có mối nối 
thẳng của mạch từ phẳng ghép xen kẽ với mã hiệu tôn 3404,tra 
bảng 47 sách thiết kế máy biến áp điện lực của tác giả Phan Tử 
Thụ 
Gt = 6,54 kg 
Gg = 7,74 kg 
Go =1 kg 
N là số lượng góc nối của mạch từ cần phải tính đến ảnh hưởng 
của tổn hao sắt ,với máy biến điện áp một pha N=2. 
Thay số vào ta được : 
w
p
93,5
]
2
1.84,71)22(74,7.[254,0.12,1).
2
84,7154,6(32,0.12,10
=
++−++= 
b.công suất phản kháng 
 theo bảng 50 ta tìm được các suất từ hóa tương ứng 
với Bt = 0,8T thì qt=0,375 va/kg; qkt =280 va/m2 
với Bg =0,696 T thì qg= 0,303 va/kg; qkg =207,2 va/m2 
Trong tính toán sơ bộ có thể dùng công thức sau: 
[
kkkif
oo
irig
ogififo
io
ttififo
Snqk
GNG
kk
GqkkGkGqkkQ
.."
])2(.
2
.
.".'.)
2
.(".'
∑+
+−+++= 
 trong đó : 
k’if =kib.kic =1,2 đối với mạch từ phẳng với tôn cán lạnh có ủ sau khi 
cắt dập 
k”if =kig.kie.kit =1,07.1,04= 1,11 
kio =36 là hệ số gia tăng dòng điện không tải do công suất từ hóa 
tăng lên . 
kig = 1,0 hệ số làm tăng công suất từ hóa ở gông 
kir = 1,3 là hệ số kể đến ảnh hưởng do chiều rộng lá tôn ở các góc 
mạch từ 
Gt = 6,54 kg 
Gg = 7,74 kg 
Go =1 kg 
N là số lượng góc nối của mạch từ cần phải tính đến ảnh hưởng của 
tổn hao sắt ,với máy biến điện áp một pha N=2. 
Thay số vào ta được : 
 * KHOA ĐIỆN_ BỘ MÔN TBĐ-ĐT* 
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP K44-THIẾT KẾ MÁY BIẾN ĐIỆN ÁP 35KV 58
[ ] va
Qo
202,207.10.4,29.2280.10.6,25.211,1
1.41.
2
3,174,7.303,0.11,1.2,1)1.
2
3654,6(375,0.11,1.2,1
44 =++
+⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡ −+++=
−−
2.các thành phần dòng điện không tải 
 049,0
150.8,0
93,5
.8,0
===
S
Pi oor 
167,0
150.8,0
20
.8,0
===
S
Qi oox 
3.sai số điện áp và sai số góc lúc không tải 
a.sai số điện áp 
 ΔUo = -(Ur1.ior + Ux1.iox) 
 = -( 0,67.0,049 + 0,1.0,167) 
 =- 0,05 % 
 trong đó : 
Ur1 = 0,67 % 
Ux1 =0,1 % 
Ior=0,049 
iox = 0,167 
b.sai số góc 
 δo =34,4(Ur1.iox +Ux1.ior) 
 =34,4(0,67.0,167 – 0,1.0,049) 
 = 4 phút 
4. sai số điện áp và sai số góc lúc có tải 
a.sai số điện áp 
 ta có công thức : ΔUH = -(Unr.cosϕ2 + Unx.sinϕ2) 
trong đó : 
Unr =1,54 % 
Unx = 0,27% 
 cosϕ2 =0,8 
 sinϕ2 =0,6 
thay số vào ta có : 
 ΔUH = -(1,54.0,8 + 0,27.0,6) = -1,4 % 
b.sai số góc 
 δH = 34,4(Unr.sinϕ2 – Unx.cosϕ2) 
 = 34,4(1,54.0,6 – 0,27.0,8) 
 =24,35 phút 
5.tổng sai số khi không tải và khi có tải định mức 
c. tổng sai số điện áp 
 ΔU= ΔUo + ΔUH 
 =- 0,05 –1,4 = -1, 45% 
 * KHOA ĐIỆN_ BỘ MÔN TBĐ-ĐT* 
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP K44-THIẾT KẾ MÁY BIẾN ĐIỆN ÁP 35KV 59
b.tổng sai số góc 
 δ = δo + δH 
 = 4 +24,35 = 28,35 phút 
8. sai số khi tải bằng 1/4 tải định mức 
 sai số tỷ lệ thuận với tải nên sai số ở tải bằng 1/4 tải định mức được 
xác định như sau : 
 a.sai số điện áp 
 ΔU1/4 =ΔUo + 4
1 ΔUH 
 = -0,05 -
4
1 .1,4 =- 0,4% 
 b.sai số góc 
 δ1/4 = δo + 4
1 .δH 
 =4 + 
4
1 .24,35 =10,1 phút 
3.2 hiệu chỉnh sai số 
 Từ ết quả tính được thì sai số điện áp ở 0,8 và 1,2 Uđm đều vượt khỏi 
giới hạn cho phép .Vì vậy cần phải hiệu chỉnh số vòng dây sơ cấp . 
 Giá trị hiều chỉnh được lấy bằng trị số trung bình của các trị số biên 
của sai số ,lấy dấu (+): 
 ΔUmax =1,48 % ; ΔUmin = 0,4 % 
 ΔUk = 2
minmax UU Δ+Δ 
thay số và ta được : 
 ΔUk = %94,02
4,048,1 =+ 
khi ấy số vòng dây của cuộn sơ cấp cần phải giảm đi là: 
 Wk = W1. vong
Uk 6,335
100
94,0.35702
100
==Δ 
Vởy số vòng dây cuộn sơ cấp sau khi hiệu chỉnh là : 
 W’1 =W1 - ΔWk =35702 – 335,6 = 35366,4 vòng 
Sai số sau khi đã hiệu chỉnh được tính theo công thưc : 
 ΔU = ΔUk + ΔUo + ΔUH 
Giá trị sai số khi chưa hiệu chỉnh như sau: 
 + với U =1,2 Uđm 
lúc không tải có ΔUo = - 0,008 % 
lúc St = 4
1 Sđm có ΔU1/4 = - 0,43 % 
lúc St =Sđm có ΔU = - 1,48% 
 + với U =Uđm 
lúc không tải có ΔUo = - 0,06 % 
 * KHOA ĐIỆN_ BỘ MÔN TBĐ-ĐT* 
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP K44-THIẾT KẾ MÁY BIẾN ĐIỆN ÁP 35KV 60
lúc St = 4
1 Sđm có ΔU1/4 = - 0,41 % 
lúc St =Sđm có ΔU = - 1,46 % 
 + với U =0,8 Uđm 
lúc không tải có ΔUo = - 0,05 % 
lúc St = 4
1 Sđm có ΔU1/4 = - 0,4 % 
lúc St =Sđm có ΔU = - 1,45% 
Giá trị sai số sau khi hiệu chỉnh như sau: 
 + với U =1,2 Uđm 
lúc không tải có ΔUo = 0,86 % 
lúc St = 4
1 Sđm có ΔU1/4 = 0,51 % 
lúc St =Sđm có ΔU = - 0,54 % 
 + với U =Uđm 
lúc không tải có ΔUo = 0,88 % 
lúc St = 4
1 Sđm có ΔU1/4 = 0,53 % 
lúc St =Sđm có ΔU = - 0,52% 
 + với U =0,8 Uđm 
lúc không tải có ΔUo = 0,89 % 
lúc St = 4
1 Sđm có ΔU1/4 = 0,54 % 
lúc St =Sđm có ΔU = - 0,51 % 
Đồ thị biểu diễn sai số trên hình 3.1 
 Hình 3.1 
Để dễ nhìn trên đồ thị ta chỉ vẽ hai đương ứng với điện áp 0,8 và 1,2 Uđm 
.Hai đương dưới là khi chưa hiệu chỉnh sai số ,hai đường trên là sau khi 
đã hiệu chỉnh sai số . 
ΔU(%)
150
1,2Uđm 
0,8Uđm 
75
1,2Uđ
112,535,5
0,8Uđm 
S(va) 
-2 
-1 
1 
0 150 
 * KHOA ĐIỆN_ BỘ MÔN TBĐ-ĐT* 
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP K44-THIẾT KẾ MÁY BIẾN ĐIỆN ÁP 35KV 61
 CHƯƠNG IV 
 XÂY DỰNG KẾT CẤU MÁY BIẾN ĐIỆN ÁP 
4.1 lõi sắt 
lõi sắt của máy biến điện áp ngoài nhiệm vụ dẫn từ nó còn làm khung 
để lồng ống dây cao áp và hạ áp .Lõi sắt được ghép bằng các lá tôn 
silic và ép chặt bằng xà ép và các bu lông tạo thành bộ khung máy 
biến điện áp .Toàn bộ ruột của máy biến điện áp này được ngâm 
trong dầu, vì máy biến điện áp có công suất nhỏ nên kích thước gọn 
nhẹ nên để tiện cho việc tháo lắp và sửa chữa thì ruột máy được cố 
định với lắp máy bằng các bulông. 
Mạch từ của máy biến điện áp này được ghép từ các lá tôn có kích thước 
trong bảng sau: 
Bảng 5.1 kích thước các tập lá thép mạch từ 
Thứ tự tập Trụ(mm) Gông chữ nhật( hg x bg) 
1 45 x 10 40 x 42 
Bulông bắt vào nắp 
thùng 
Thanh bakelit 
Cuộn dây trên 
Cuộn dây dưới 
 * KHOA ĐIỆN_ BỘ MÔN TBĐ-ĐT* 
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP K44-THIẾT KẾ MÁY BIẾN ĐIỆN ÁP 35KV 62
2 
3 
35 x 7 
25 x 4 
Lõi sắt ghép theo kiểu xen kẽ :từng lớp lá thép của trụ và gông lần lượt 
đặt xen kẽ theo vị trí 1 và 2 như trên hình vẽ ,hình 4.2 
Hình4.2 
 lớp chẵn lớp lẻ 
4.2 dây quấn 
dây quấn là bộ phận để thu nhận năng lượng vào và truyền năng lượng đi 
,vật liệu làm dây quấn là đồng được bọc cách điện . 
trong máy biến điện áp này có 2 dây quấn chính đó là dây quấn cao áp 
và dây quấn hạ áp ,cuộn ĐH dùng để điều hoà điện áp giữa hai trụ ,ở 
máy này ta chọn kiều dây quấn đồng tâm hình ống quấn theo hướng kính 
( hình 4.3).dây quấn được quấn trên ống cách điện .dây quấn hạ áp được 
quấn ở phía trong trên một trụ ,còn dây quấn cao áp được quấn ở phía 
ngoài và quấn trên hai trụ ,giữa hai cuộn dây có một rãnh dầu dọc theo 
hướng trục . 
hình 4.3 
 2 
1 
1 
 2 2 
1 
1 
 2 
HA CA CA 
 * KHOA ĐIỆN_ BỘ MÔN TBĐ-ĐT* 
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP K44-THIẾT KẾ MÁY BIẾN ĐIỆN ÁP 35KV 63
4.3 thùng dầu của máy biến điện áp 
thùng dầuđồng thời là vỏ của máy biến điện áp để đựng dầu do đó khi 
làm việc dầu bao quanh ruột máy . khi máy biến điện áp làm việc dây 
quấn và lõi sắt nóng lên và truyền nhiệt lượng ra ngoài vách thùng nhờ 
hiện tượng đối lưa .nhiệt lượng lại từ vách thùng truyền ra không khí 
xung quanh bằng quá trình đối lưa và bức xạ .Nhờ đó mà hiệu ứng làm 
lạnh được tăng lên cho phép tăng tải điện từ đối với lỗi thép và dây quấn 
làm tăng được công suất máy ,giảm được kích thước và trọng lượng 
máy.thùng của máy biến điện áp có hình chữ nhật làm bằng thép dày 3 
mm .Được uốn thành hình trụ có chiều cao là 470mm ,chiều rộng đáy 
thùng là 350mm ,chiều dài đáy thùng là 370mm , miệng nắp thùng có 
khoan các lỗ để bắt bu lông với đáy .Nắp cũng được khoan lỗ để bắt bu 
lồng sứ đầu vào của cuộn sơ cấp .Trên đỉnh của sứ đầu vào cuộn sơ cấp 
có bình dầu phụ .... 
Theo điện áp phóng điện Upd =75KV tra hình 1-15 sách khí cụ điện cao 
áp có chiều cao sứ là Hs =250mm