Tính toán các kích thước yếu của máy biến áp – Luận văn, đồ án, đề tài tốt nghiệp

Trong đời sống ngày này, điện năng đóng vai trũ rất là quan trọng, cú mặt phần nhiều khắp mọi nơi và trong toàn bộ mọi nghành nghề dịch vụ. Điện hoàn toàn có thể dùng trong công nghiệp, nông nghiệp, y học, giao thông vận tải vận tải đường bộ. Trước tỡnh hỡnh khoa học kỹ thuật, kinh tế tài chính phỏt triển can đảm và mạnh mẽ dẫn tới những yờu cầu về điện năng càng cao, do đó nhà nước ta đó và đang góp vốn đầu tư kiến thiết xây dựng những công trỡnh cung ứng điện như thủy điện, nhiệt điện, điện hạt nhân. để cung ứng được nhu yếu của sự tăng trưởng đó. Trong quỏ trỡnh khai thỏc, sử dụng tài nguyờn thiờn nhiờn Giao hàng cho nền kinh tế tài chính khụng thể khụng núi tới sự biến hóa nguồn năng lượng từ dạng này sang dạng khác. Các máy triển khai sự đổi khác cơ năng thành điện năng hoặc ngược lại được gọi là những máy điện, những máy điện biến cơ năng thành điện năng được gọi là máy phát điện và những máy điện dùng để biến hóa ngược lại gọi là động cơ điện. Máy điện là một hệ điện từ gồm có mạch từ và mạch điện liờn quan với nhau. Mạch từ gồm cỏc bộ phận dẫn từ và khe hở khụng khớ cũn mạch điện gồm hai hoặc nhiều dây quấn hoàn toàn có thể hoạt động tương đối với nhau cùng với những bộ phận mang chúng. Máy điện có nhiều loại, hoàn toàn có thể phân loại như sau : – Máy đứng yên : mỏy biến ỏp. – Máy điện quay : tùy theo lưới điện hoàn toàn có thể chia làm hai loại : máy điện xoay chiều và máy điện một chiều. Trong đó, máy điện xoay chiều hoàn toàn có thể phân thành máy điện đồng điệu, máy điện không đồng nhất và máy điện xoay chiều có vành góp. Mỏy biến ỏp được sử dụng trong nhiều nghành nghề dịch vụ như : – Dùng trong truyền tải và phân phối điện năng. – Dựng trong phũng thớ nghiệm. – Dùng trong những thiết bị điện. – Dựng làm nguồn trong lũ hồ quang. Trong đồ án này sẽ nói tới máy biến áp dùng làm nguồn trong lũ hồ quang, lũ hồ quang tận dụng nhiệt của ngọn lửa hồ quang để nấu chảy sắt kẽm kim loại và nấu thép hợp kim chất lượng cao nhưng ta sẽ đi sâu vào tỡm hiểu mỏy biến ỏp lũ trong lũ hồ quang luyện thộp .

doc69 trang | Chia sẻ : lvbuiluyen

| Lượt xem: 5028

| Lượt tải : 8download

Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Tính toán các kích thước yếu của máy biến áp, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

LỜI NÓI ĐẦU Trong đời sống thời nay, điện năng đóng vai trò rất là quan trọng, xuất hiện phần đông khắp mọi nơi và trong tổng thể mọi nghành nghề dịch vụ. Điện hoàn toàn có thể dùng trong công nghiệp, nông nghiệp, y học, giao thông vận tải vận tải đường bộ …. Trước tình hình khoa học kỹ thuật, kinh tế tài chính tăng trưởng can đảm và mạnh mẽ dẫn tới những nhu yếu về điện năng càng cao, do đó nhà nước ta đã và đang góp vốn đầu tư thiết kế xây dựng những khu công trình cung ứng điện như thủy điện, nhiệt điện, điện hạt nhân …. để cung ứng được nhu yếu của sự tăng trưởng đó. Trong quy trình khai thác, sử dụng tài nguyên vạn vật thiên nhiên Giao hàng cho nền kinh tế tài chính không hề không nói tới sự đổi khác nguồn năng lượng từ dạng này sang dạng khác. Các máy triển khai sự biến hóa cơ năng thành điện năng hoặc ngược lại được gọi là những máy điện, những máy điện biến cơ năng thành điện năng được gọi là máy phát điện và những máy điện dùng để đổi khác ngược lại gọi là động cơ điện. Máy điện là một hệ điện từ gồm có mạch từ và mạch điện tương quan với nhau. Mạch từ gồm những bộ phận dẫn từ và khe hở không khí còn mạch điện gồm hai hoặc nhiều dây quấn hoàn toàn có thể hoạt động tương đối với nhau cùng với những bộ phận mang chúng. Máy điện có nhiều loại, hoàn toàn có thể phân loại như sau : – Máy đứng yên : máy biến áp. – Máy điện quay : tùy theo lưới điện hoàn toàn có thể chia làm hai loại : máy điện xoay chiều và máy điện một chiều. Trong đó, máy điện xoay chiều hoàn toàn có thể phân thành máy điện đồng nhất, máy điện không đồng nhất và máy điện xoay chiều có vành góp. Máy biến áp được sử dụng trong nhiều nghành nghề dịch vụ như : – Dùng trong truyền tải và phân phối điện năng. – Dùng trong phòng thí nghiệm. – Dùng trong những thiết bị điện. – Dùng làm nguồn trong lò hồ quang. Trong đồ án này sẽ nói tới máy biến áp dùng làm nguồn trong lò hồ quang, lò hồ quang tận dụng nhiệt của ngọn lửa hồ quang để nấu chảy sắt kẽm kim loại và nấu thép hợp kim chất lượng cao nhưng ta sẽ đi sâu vào tìm hiểu và khám phá máy biến áp lò trong lò hồ quang luyện thép. NHIỆM VỤ THIẾT KẾ TỐT NGHIỆP 1. Đầu đề thiết kề tốt nghiệp : Thiết kế máy biến áp lò hồ quang luyên thép 5T ấn / mẻ 2. Các số liệu khởi đầu : Dung lượng lò 5T ấn / mẻ. Nguồn ba pha điện áp 22 kV. Các thông số kỹ thuật P0, Pn, i0, un lấy theo TCVN hiện hành. 3. Nội dung những thuyết minh và tính toán : a. Tìm hiểu về máy biến áp lò luyện thép, xác lập Công suất MBA lò, những thông số kỹ thuật P0, Pn, i0, un và kháng điện. b. Tính điện áp thao tác, chọn sơ đồ nối dây và kiểm soát và điều chỉnh điện áp. c. Tính toán thiết kế máy biến áp. d. Tính toán thiết kế điện kháng. e. Tính toán lực điện từ, tính toán nhiệt. f. Chuyên đề : Tìm hiểu về nâng hạ điện cực 4. Các bản vẽ và đồ thị : 3 – 4 bản vẽ khổ A0 MỤC LỤC Trang Lời nói đầu 1 Chương 1. TÌM HIỂU VỀ MÁY BIẾN ÁP LÒ I. Khái niệm chung về máy biến áp 6 II. Giới thiệu về lò hồ quang 10 III. Điện kháng trong máy biến áp 13 Chương 2. TÍNH TOÁN CÁC KÍCH THƯỚC YẾU CỦA MÁY BIẾN ÁP I. Nhiệm vụ thiết kế tốt nghiệp 18 II. Các số liệu khởi đầu 18 III. Tính những đại lượng cơ bản 18 IV. Tính những kích cỡ đa phần của máy biến áp 21 Chương 3. TÍNH TOÁN DÂY QUẤN I. Yêu cầu chung so với dây quấn 24 II. Tính toán dây quấn hạ áp 24 III. Tính toán dây quấn cao áp 28 IV. Sắp xếp và tính toán đường kính dây quấn 30 Chương 4. TÍNH TOÁN CÁC THAM SỐ NGẮN MẠCH I. Tổn hao 33 II. Điện áp ngắn mạch 36 III. Tính lực cơ học khi ngắn mạch 37 Chương 5. TÍNH TOÁN HỆ THỐNG MẠCH TỪ Chương 6. TÍNH TỔN HAO VÀ DÒNG ĐIỆN KHÔNG TẢI Chương 7. TÍNH TOÁN NHIỆT CỦA MÁY BIẾN ÁP I. Đại cương 47 II. Tính nhiệt độ chênh qua từng phần 48 III. Tính toán nhiệt độ và thiết kế thùng dầu 50 IV. Tính toán kiểm tra lại 55 Chương 8. THIẾT KẾ CUỘN KHÁNG I. Tham số cơ bản 57 II. Thiết kế lõi sắt 57 III. Thiết kế dây quấn 58 IV. Tính tổn hao cuộn kháng 61 Chương 9. CHUYÊN ĐỀ : TÌM HIỂU VỀ NÂNG HẠ ĐIỆN CỰC I. Khái quát chung 63 II. Cấu tạo và nguyên tắc thao tác 65 KẾT LUẬN 71 CHƯƠNG 1 : TÌM HIỂU VỀ MÁY BIẾN ÁP LÒ I. Khái niệm chung về máy biến áp : 1. Khái niệm chung : Máy biến áp là một thiết bị điện từ đứng yên, thao tác trên nguyên tắc cảm ứng điện từ, biến hóa một mạng lưới hệ thống dòng điện xoay chiều ở điện áp này thành một mạng lưới hệ thống dòng điện xoay chiều ở điện áp khác, với tần số không biến hóa. 2. Cấu tạo : Máy biến áp có những bộ phận chính sau : lõi thép, dây quấn và vỏ máy. a. Lõi thép : Dùng làm mạch dẫn từ, đồng thời làm khung để quấn dây quấn. Theo hình dáng lõi thép người ta chia máy biến áp thành hai loại : – Máy biến áp kiểu lõi hay kiểu trụ ( hình 1.1 ). Loại này thông dụng cho máy biến áp một pha và ba pha công suất nhỏ và trung bình. – Máy biến áp kiểu bọc ( hình 1.2 ). Loại này mạch từ được phân ra hai bên và ôm lấy một phần dây quấn. Máy biến áp kiểu bọc thường chỉ dùng trong một vài ngành trình độ đặc biệt quan trọng như m. b. a dùng trong lò luyện kim, m. b. a công suất nhỏ dùng trong kĩ thuật vô tuyến điện, âm thanh … Các máy biến áp dung tích lớn và cực lớn ( 80 ÷ 100 MVA / 1 pha ), điện áp thật cao ( ≥ 220 kV ), để giảm độ cao của trụ thép, thuận tiện cho luân chuyển thì mạch từ của m. b. a kiểu trụ được phân nhánh sang hai bên và máy biến áp có tên là máy biến áp kiểu trụ-bọc. G T G 1 2 b F G 1 2 T a ) Hình 1.1 Hình 1.2 Lõi thép gồm 2 phần : Trụ và gông – Trụ ( T ) : phần trên đó có quấn dây, – Gông ( G ) : nối những trụ lại với nhau thành mạch từ kín, trên đó không có dây quấn. Lõi thép được ghép bằng những lá thép kỹ thuật điện thường có chiều dày như 0,35 ; 0,3 ; 0,27 ; 0,2 và 0,18 mm có phủ sơn cách điện ở mặt phẳng để giảm tổn hao do dòng điện xoáy. Trụ và gông hoàn toàn có thể ghép riêng ( ghép rời ) sau đó dùng xà ép và bulông vít chặt lại ( hình 1.3 ). Hình 1.3 Hình 1.4 a b Hình 1.5 Trụ và gông cũng hoàn toàn có thể ghép xen kẽ : những lá thép làm trụ và làm gông được ghép đồng thời, xen kẽ nhau lần lượt theo trình tự a, b như hình 1.4. Trụ là nơi đặt dây quấn nên tiết diện ngang của trụ thép thường làm thành hình bậc thang gần tròn ( hình 1.5 ) Gông là phần khép kín mạch từ, tiết diện ngang của gông làm đơn thuần hơn : hình vuông vắn, hình chữ thập hoặc hình chữ T. b. Dây quấn : Dây quấn là bộ phận dẫn điện của máy biến áp, làm trách nhiệm thu năng lượng vào và truyền nguồn năng lượng ra. Kim loại làm dây quấn : thường bằng đồng, cũng hoàn toàn có thể bằng nhôm. Theo cách sắp xếp dây quấn cao áp và hạ áp, dây quấn máy biến áp được chia thành hai loại chính : dây quấn đồng tâm và dây quấn xen kẽ. _ Dây quấn đồng tâm : Tiết diện ngang là những đường tròn đồng tâm. Dây quấn cao áp thường quấn phía trong gần trụ thép, dây quấn hạ áp quấn phía ngoài bọc lấy dây quấn cao áp. Dây quấn đồng tâm có những kiểu chính sau : + Dây quấn hình tròn trụ : Nếu tiết diện dây nhỏ thì dùng dây tròn quấn thành nhiều lớp ( hình 1.6 a ). Loại này thường dùng làm dây quấn cao áp, điện áp tới 35 kV. Nếu tiết diện dây lớp thì dùng dây bẹt, thường quấn thành hai lớp ( hình 1.6 b ). Loại này đa phần dùng làm dây quấn hạ áp với điện áp ≤ 6 kV. Dây quấn hình tròn trụ thường dùng cho những máy biến áp có S ≤ 560 kVA. a b c d Hình 1.6 a. dây tròn nhiều lớp ; b. dây bẹt hai lớp ; c. dây quấn hình xoắn ; d. dây quấn xoắn ốc liên tục. + Dây quấn hình xoắn : Gồm nhiều dây bẹt chập lại quấn theo hình xoắn ốc, giữa những vòng dây có rãnh hở ( hình 1.6 c ). Kiểu này thường dùng cho dây quấn hạ áp của những máy biến áp có dung tích trung bình và lớn. + Dây quấn xoáy ốc liên tục : Loại này làm bằng dây bẹt, dây quấn được quấn thành những bánh dây phẳng cách nhau bằng những rãnh hở ( hình 1.6 d ). Bằng cách hoán vị đặc biệt quan trọng trong khi quấn mà những bánh dây được tiếp nối đuôi nhau nhau một cách liên tục không cần mối hàn giữa chúng. Dây quấn này thường dùng làm cuộn cao áp có U ≥ 35 kV và dung tích lớn. _ Dây quấn xen kẽ : Các bánh dây cao áp, hạ áp lần lượt xen kẽ nhau dọc theo trụ thép, trong đó những bánh dây đặt sát gông thường là dây quấn hạ áp. Kiểu dây quấn này hay dùng trong những máy biến áp kiểu bọc. Các máy biến áp kiểu trụ phần nhiều không dùng kiểu dây quấn này. c. Vỏ máy : Vỏ máy gồm hai bộ phận : thùng và nắp thùng _ Thùng máy biến áp :. Thùng máy làm bằng thép, hình dáng và cấu trúc của thùng tùy thuộc vào công suất của máy. Khi máy biến áp thao tác, một phần nguồn năng lượng tiêu tốn trong máy và thoát ra dưới dạng nhiệt đốt nóng lõi thép, dây quấn và những bộ phận khác của máy. Để bảo vệ cho máy biến áp quản lý và vận hành với tải liên tục trong thời hạn lao lý ( 15 ÷ 20 năm ), không bị sự cố, cần phải tăng cường làm mát cho máy bằng cách ngâm hàng loạt lõi máy biến áp trong thùng dầu. Nhờ sự đối lưu trong dầu mà nhiệt độ được truyền từ những bộ phận bên trong máy biến áp ra môi trường tự nhiên xung quanh. Ngoài ra dầu máy biến áp còn có trách nhiệm tăng cường cách điện. Tùy theo dung tích của máy biến áp mà hình dáng và cấu trúc của thùng dầu có khác nhau, có loại thùng phẳng, loại có bộ tản nhiệt, loại có quạt làm mát để tăng cường làm mát cho bộ tản nhiệt _Nắp thùng. Nắp thùng dùng để đậy thùng và lắp ráp một số ít chi tiết cụ thể quan trọng như : – Các sứ ra của dây cao áp và hạ áp – Bình dãn dầu, – Ống phòng nổ, – Bộ phận truyền động của bộ điều áp … 3. Phân loại : Có nhiều cách phân loại máy biến áp, nhưng theo hiệu quả, máy biến áp được chia thành những loại chính sau : _ Máy biến áp điện lực ( còn gọi là máy biến áp công suất : dùng để truyền tải và phân phối công suất trong mạng lưới hệ thống điện lực ). _ Máy biến áp chuyên dùng cho những lò luyện kim, cho những thiết bị chỉnh lưu ; máy biến áp hàn điện ; … _ Máy biến áp tự ngẫu đổi khác điện áp trong khoanh vùng phạm vi không lớn lắm dùng để mở máy những động cơ điện xoay chiều. _ Máy biến áp thí nghiệm dùng để thí nghiệm điện áp cao ( thí nghiệm cao áp ). Máy biến áp có rất nhiều loại, tuy nhiên thực ra những hiện tượng kỳ lạ xảy ra trong chúng đều giống nhau. 4. Các đại lượng định mức : Các đại lượng định mức của máy biến áp đặc trưng cho điều kiện kèm theo kỹ thuật của máy, do nhà máy sản xuất sản xuất lao lý và được ghi trên nhãn máy, gồm có : – Dung lượng định mức của m. b. a : Sđm ( tính bằng VA hay kVA ), là công suất biểu kiến đưa ra ở dây quấn thứ cấp máy biến áp. – Điện áp dây sơ cấp định mức U1đm ( tính bằng V hay kV ). Nếu dây quấn sơ cấp có những đầu phân nhánh thì ghi cả điện áp định mức của từng đầu phân nhánh. – Điện áp dây thứ cấp định mức U2đm ( V, kV ) là điện áp dây của dây quấn thứ cấp khi máy không tải và điện áp đặt vào dây quấn sơ cấp là định mức. – Dòng điện dây sơ cấp và thứ cấp định mức I1đm và I2đm là những dòng điện dây của sơ cấp và thứ cấp ứng với công suất và điện áp định mức ( tính bằng A hay kA ). Với máy biến áp 1 pha : Với máy biến áp 3 pha : – Tần số định mức : fđm, tính bằng Hz. Ngoài ra trên nhãn máy còn ghi những số liệu khác như : Số pha m ; tổ nối dây ; điện áp ngắn mạch un %, chính sách thao tác ; chiêu thức làm mát … … … II. Giới thiệu về lò hồ quang : 1. Khái niệm chung về lò hồ quang : a. Đặc điểm : Lò hồ quang là loại lò điện, tận dụng nhiệt của ngọn lửa hồ quang để nấu chảy sắt kẽm kim loại. Vì vậy nó được dùng nhiều trong luyện kim đặc biệt quan trọng là luyện thép. Được dùng rất phổ cập ở nước ta với nhiều ưu điểm như : _ Nấu được nhiều loại nguyên vật liệu ( gang, thép vụn … ). _ Cháy hao sắt kẽm kim loại ít. _ Dễ dàng kiểm soát và điều chỉnh nhiệt độ nước thép. _ Nấu được nhiều loại thép, chất lượng thép tốt. Nhược điểm của lò hồ quang là tiêu thụ điện năng lớn. b. Cấu tạo : Lò hồ quang gồm những bộ phận cơ bản sau : _ Buồng lò _ Thiết bị nghiêng lò _ Thiết bị nâng hạ điện cực c. Phân loại : Dựa vào công suất lò người ta chia ra : _ Lò điện hồ quang công suất nhỏ : £ 400 kVA. _ Lò điện hồ quang công suất thường : 600 – 800 kVA. _ Lò điện hồ quang công suất cao : > 800 kVA. Dựa vào nguồn điện phân ra : _ Lò điện hồ quang xoay chiều : dùng nguồn điện xoay chiều, lò có 3 điện cực. _ Lò điện hồ quang một chiều : dùng nguồn điện một chiều, lò chỉ có 1 điện cực. 2. Các tiến trình luyện thép trong lò hồ quang : a. Chuẩn bị liệu : Sắt thép phế được tập trung chuyên sâu tại bãi chứa liệu. Tại đây liệu được giải quyết và xử lý như Nguyên liệu cho luyện thép lò điện là sắt thép phế, sắt xốp và gần đây ở 1 số ít nước như Trung Quốc, Ấn Độ và cả Nước Ta đã sử dụng một lượng gang lỏng tới 50-60 %. Chúng được phân loại, cắt, băm thành những size theo pháp luật. b. Nạp liệu : Giai đoạn này máy biến áp chưa thao tác. Sắt thép vụn cùng với chất trợ dung như vôi, dolomit được chất vào thùng chứa liệu. Khi nạp liệu, những điện cực được nâng lên cao, nắp lò được xoay sang một bên để vật liệu từ thùng chứa liệu vào lò. Thông thường lần đầu chất 50-60 % liệu cho cả mẻ. Chuẩn bị cho quá trình tiếp theo là nung nóng và nấu chảy sắt kẽm kim loại. Sau khi liệu đầu nóng chảy thì chất phần liệu còn lại vào lò. c. Giai đoạn nung nóng và nấu chảy sắt kẽm kim loại : Sau quy trình tiến độ nạp liệu, nắp lò đóng lại, điện cực từ từ hạ xuống tới khoảng cách 20-30 mm tới liệu thì khởi đầu đánh hồ quang. Giai đoạn này lò cần cung ứng công suất nhiệt lớn nhất, điện năng tiêu thụ chiếm khoảng chừng 60 ÷ 80 % nguồn năng lượng toàn mẻ nấu. Khi cháy điện cực bị ăn mòn dần làm cho khoảng cách giữa điện cực và sắt kẽm kim loại tăng lên do đó để duy trì hồ quang, điện cực được kiểm soát và điều chỉnh vào gần sắt kẽm kim loại. Lúc đó dễ xảy ra hiện tượng kỳ lạ ngắn mạch, đó là đặc thù cần quan tâm khi thiết kế máy biến áp lò. Khi mở màn quy trình nấu chảy cần chú ý quan tâm sử để phòng ngừa sự hủy hoại tường lò và nắp lò do bức xạ nhiệt. Khi hồ quang bị bao che bởi sắt thép phế xung quanh thì hoàn toàn có thể nâng công suất điện cho đến khi nấu chảy trọn vẹn. Ngoài điện, quy trình nấu chảy còn sử dụng nguyên vật liệu là khí thiên nhiên và dầu nhằm mục đích rút ngắn quy trình nấu luyện. Oxi trong luyện thép lò điện hồ quang được sử dụng ngày càng nhiều, hoàn toàn có thể được phun vào thép lỏng bằng những vòi phun đặc biệt quan trọng ở dưới hoặc từ hông lò. Giai đoạn này cũng chính là quy trình tiến độ máy biến áp thao tác ở chính sách nặng nề nhất. d. Giai đoạn hoàn nguyên : Khi thép lỏng đạt nhu yếu thì cần tháo xỉ trước khi rót thép vào sang lò tinh luyện. Lò được nghiêng về phía cửa tháo xỉ để xỉ chảy vào thùng xỉ. Xỉ cần được vớt ra trong quy trình nóng chảy và oxi hóa ở cuối mẻ luyện, trước khi ra thép. Lò nên duy trì nhiệt độ để triển khai những phản ứng, khi đó công suất máy biến áp không thay đổi hơn ta hoàn toàn có thể giảm công suất và không cần cuộn kháng. e. Giai đoạn tháo ra lò : Thép sau khi hoàn nguyên ta tháo ra lò và thực thi những khâu tiếp theo. 3. Đặc điểm của máy biến áp lò hồ quang : Sau khi nghiên cứu và phân tích quy trình luyện thép trong lò hồ quang ta rút ra 1 số ít đặc thù của máy biến áp lò ( nguồn lò hồ quang ) : _ Máy biến áp lò hồ quang phải thao tác trong những điều kiện kèm theo đặc biệt quan trọng nặng nề về điện ( hay xảy ra ngắn mạch … ), môi trường tự nhiên thao tác bụi bẩn và gần lò nóng do đó nhu yếu phải chắc như đinh, độ bền cơ cao và làm mát tốt. _ Máy biến áp lò thường đổi khác điện áp trong từng quy trình tiến độ nấu nên ta cần phải có những cấp kiểm soát và điều chỉnh điện áp khác nhau. Ta sẽ dùng bốn cấp điện áp và phía sơ cấp dùng đổi nối Υ-Δ còn bên thứ cấp nối Δ. _ Máy biến áp lò phải bảo vệ chống dòng ngắn mạch liên tục xảy ra, do đó để hạn chế dòng điện ngắn mạch thao tác của máy biến áp phải nằm trong khoảng chừng ( 2,5 ÷ 4 ) Iđm. _ Máy biến áp lò kiểm soát và điều chỉnh điện áp theo kiểu không điện tức là cắt điện rồi kiểm soát và điều chỉnh điện áp sau đó lại đóng điện trở lại, khi đó vẫ duy trì được nhiệt độ cung ứng cho lò mà sử dụng giải pháp kiểm soát và điều chỉnh dưới tải thì rất tốn kém. _ Phía thứ cấp máy biến áp lò thường được nối tam giác ( Δ ), khi đó ngọn hồ quang sẽ đối xứng hơn ngoài những điện áp U2 nhỏ nên ta chọn cách nối tam giác. _ Máy biến áp có công suất nhỏ thường kiểm soát và điều chỉnh bằng tay không được đúng chuẩn nên thường chọn công suất máy biến áp tăng lên một chút ít. Bảng 1.1 ra mắt quan hệ giữa dung tích lò luyện thép với công suất và điện áp thao tác của máy biến áp lò theo GOST7206-54 và 7207 – 54 : Bảng 1.1. Quan hệ giữa dung tích lò luyện thép, công suất và điện áp thao tác của máy biến áp lò GOST7206-54 và 7207 – 54. Dung tích lò ( tấn ) Công suất máy biến áp ( kVA ) U1 ( kV ) U2 ( V ) Số cấp điện áp 0,5 1,5 3,0 5,0 10,0 20,0 40,0 80,0 400 1000 1800 2800 5000 9000 15000 25000 6-10 6-10 6-10 6-10 6-10 6-10 35 35 110 – 212 116 – 224 121 – 245 116 – 260 116 – 280 116 – 320 127 – 360 133 – 420 4 4 4 6 8 8 ≥ 12 ≥ 12 Qua đó, ta nhận thấy so với máy biến áp lò có công suất 5 tấn / mẻ thì ta có công suất của máy biến áp là S = 2800 ( kVA ), điện áp phía sơ cấp là 22 kV. Theo bảng 1.1 ta làm có 4 cấp kiểm soát và điều chỉnh điện áp từ 116V ÷ 260V. III. Điện kháng trong máy biến áp : Máy biến áp lò phải bảo vệ chống dòng ngắn mạch liên tục xảy ra, do đó để hạn chế dòng điện ngắn mạch thao tác của máy biến áp nhỏ hơn ( 2,5 ÷ 4 ) Iđm. Tức là tổng giá trị Σun = ( 25 ÷ 40 ) %. Khi thiết kế máy biến áp người ta thấy điện áp ngắn mạch của nó nằm trong khoảng chừng 7 ÷ 10 % là thuận tiện cho việc thiết kế nhất. Theo tài liệu 1 ( TL1 ) dưới đây là bảng điện áp ngắn mạch xét dựa theo công suất của máy biến áp : Bảng 1.2 Dung lượng kVA Điện ngắn mạch 400 1000 1800 2800 5000 9000 12000 20000 Un % ( máy biến áp ) Un % ( mạng ) Un % ( cuộn kháng ) 7 ~ 10 5 25 ~ 28 7 ~ 10 7 25 7 ~ 10 10 18 6 ~ 8 12 15 > 8 ~ 10 16 10 8 ~ 10 25 5 8 ~ 10 30 _ 8 ~ 10 32,5 _ Theo bảng 1.2 ta chọn máy biến áp có un % ( máy biến áp ) = 7 % un % ( mạng ) = 12 % un % ( cuộn kháng ) = 15 % Vậy ta tính được : Σun = 7 + 12 + 15 = 34 %. Ta chọn sơ đồ đấu dây của máy biến áp như hình 1.7 : Phía cao áp của máy biến áp có sự đổi nối Ү-Δ, sơ đồ có 4 nấc kiểm soát và điều chỉnh điện áp. Để làm được như vậy, em tính dây quấn như sau : Tính W1 và W2 theo chính sách Δ / Δ – 22 / 0,26 kV sau đó tính được Wđc theo chính sách Δ / Δ – 22 / 0,26 kV theo công thức : = V Khi đổi nối sơ cấp em tính được những vòng dây còn lại. Ta có bảng những nấc kiểm soát và điều chỉnh điện áp 1.3 ở phía dưới và những giá trị W1, Wđc, W2 được tính ở chương sau trong phần tính toán dây quấn. : Bảng 1.3 : Các nấc kiểm soát và điều chỉnh điện áp. Các nấc kiểm soát và điều chỉnh Đấu dây Đầu nối U1 ( V ) U2 ( V ) 1 Υ 4-1 22000 115 2 Υ 4-3 22000 150 3 Δ 2-1 22000 200 4 Δ 2-3 22000 260 SB SA SC Hình 1.7 Sơ đồ kiểm soát và điều chỉnh điện áp 4 3 2 5 6 7 5 5 6 6 7 7 1 1 2 3 4 1 4 3 2 A B C X1 X2 Y1 Y2 Z2 Z1 W1 Wđc Wđc Wđc W1 W1 Để kiểm soát và điều chỉnh điện áp của máy biến áp lò hồ quang ta phải đổi khác điện áp thứ cấp của máy biến áp cho tương thích từng tiến trình nấu. Ở hình 1.7 ta dùng 2 giải pháp để kiểm soát và điều chỉnh điện áp thứ cấp đó là đổi nối Δ-Ү và biến hóa số vòng dây của cuộn sơ cấp. b c a Hình 1.8 Phía hạ áp của máy biến áp ( đấu Δ ) x y z CHƯƠNG 2 : TÍNH TOÁN CÁC KÍCH THƯỚC CHỦ YẾU CỦA MÁY BIẾN ÁP I. Nhiệm vụ thiết kế tốt nghiệp : 1. Đầu đề thiết kề tốt nghiệp : Thiết kế máy biến áp lò hồ quang luyện thép 5 tấn / mẻ. 2. Nội dung những thuyết minh và tính toán : a. Tìm hiểu về máy biến áp lò luyện thép, xác lập Công suất MBA lò, những thông số kỹ thuật P0, Pn, i0, un và kháng điện. b. Tính điện áp thao tác, chọn sơ đồ nối dây và kiểm soát và điều chỉnh điện áp. c. Tính toán thiết kế máy biến áp. d. Tính toán thiết kế điện kháng. e. Tính toán lực điện từ, tính toán nhiệt. f. Chuyên đề : Tìm hiểu về nâng hạ điện cực II. Các số liệu bắt đầu : Dung lượng lò là 5 tấn / mẻ, nguồn ba pha điện áp 22 kV. Thông qua bảng 1.1 ta tìm được công suất của máy biến áp S = 2800 kVA, điện áp phía cao áp U = 22 kV, điện áp phía hạ áp U = 260V, có 4 nấc kiểm soát và điều chỉnh Chọn những số liệu khởi đầu theo TCVN, dựa vào bảng 42-14 trang 567 TL1 ) ta tra được những số liệu sau : Tổn hao không tải P0 = 3700 W Tổn hao có tải Pn = 26000 W Dòng điện không tải i0 = 0,8 % Điện áp ngắn mạch un = 7,0 % III. Tính những đại lượng cơ bản : 1. Dung lượng một pha : Sf = = = 933,3 kVA Dung lượng trên mỗi trụ : S ’ = Sf = 933,3 kVA 2. Dòng điện dây định mức : – Phía cao áp : I1 = = = 127,27 A – Phía hạ áp : I2 = = = 6217,62 A 3. Dòng điện pha định mức : – Phía cao áp : I1f = = = 42,423 A – Phía hạ áp : I2f = = = 3589,74 A 4. Điện áp pha định mức : – Phía cao áp đấu Δ nên : U1f = U1 = 22 kV = 22000 V – Phía hạ áp đấu Δ nên : U2f = U2 = 260V 5. Điện áp thử của những dây quấn : Theo bảng 14-5 trang 105 sách TKMBA ta có : – Phía sơ cấp : U1 = 22 kV suy ra U1t = 50 kV – Phía thứ cấp : U2 = 260 V suy ra U2t = 3 kV 6. Các thành phần điện áp ngắn mạch : unr % = = = 0,928 % unx % =

Các file đính kèm theo tài liệu này :

  • docđồ án.doc
  • dwg1000kvasua1.dwg
  • dwgday quan CA.dwg
  • dwgday quan HA2.dwg
  • dwgLap rap mach tu.dwg
Có thể bạn quan tâm
Alternate Text Gọi ngay