Báo cáo nghiên cứu khoa học: PHƯƠNG PHÁP MỚI GIẢM TỔN THẤT TRONG MÁY BIẾN ÁP VÀ NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG CỦA KHÁNG ĐIỀU KHIỂN

Bài báo phân tích về kiểu sun từ mới nhằm giảm tổn thất từ trường tản trong máy biến áp và nghiên cứu ứng dụng vào cải tiến kháng điện điều khiển kiểu máy biến áp. Giới thiệu loại “sun kháng điều khiển kiểu máy biến áp” đã được nghiên cứu thiết kế, chế tạo thành công và đưa vào vận hành với nhiều ưu điểm nổi bật.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Báo cáo nghiên cứu khoa học: "PHƯƠNG PHÁP MỚI GIẢM TỔN THẤT TRONG MÁY BIẾN ÁP VÀ NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG CỦA KHÁNG ĐIỀU KHIỂN" PHƯƠNG PHÁP MỚI GIẢM TỔN THẤT TRONG MÁY BIẾN ÁP VÀ NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG CỦA KHÁNG ĐIỀU KHIỂN NEW METHOD OF REDUCING THE LOSS IN THE TRANSFORMER AND FOR IMPROVING SHUNT CONTROLLER REACTOR LÊ THÀNH BẮC Trường Đại học Bách khoa, Đại học Đà Nẵng АЛЕКСАНДРОВ Г. Н. Trường Đại học Bách khoa Xanh-Pêtécbua TÓM T ẮT Bài báo phân tích v ề kiểu sun từ mới nhằm giảm tổn thất từ trường tản trong máy biến áp v à nghiên cứu ứng dụng v ào cải tiến kháng điện điều khiển kiểu máy biến áp. Giới thiệu loại “sun kháng điều khiển kiểu máy biến áp” đã được nghiên cứu thiết kế, chế tạo thành công và đưa vào vận hành với nhiều ưu điểm nổi bật. ABSTRACT This paper is about the analysis of new model of magnetic shunt for the reduction of the magnetic field absent-minted loss in the transformer, and adopted for developing controller shunt reactor transformer. The introduced model has been successfully created and exploited with many advantages in real conditions.1. Đặt vấn đề Trong chế độ làm việc định mức của máy biến áp thì trên cuộn dây sơ cấp được đặtvào điện áp định mức, dòng điện xoay chiều định mức chạy trong cuộn dây sơ cấp tạo ra từthông làm việc khép kín trong không gian giữa các cuộn dây. Theo kết quả khảo sát thì trongchế độ định mức song song tồn tại hai phần từ thông: phần thứ nhất gọi là từ thông từ hoákhép kín trong mạch từ, phần từ thông này móc vòng qua tất cả các cuộn dây, phần thứ 2 gọilà từ thông làm việc, tương tự như từ thông trong chế độ ngắn mạch máy biến áp. Phần từthông thứ 2 chỉ móc vòng trong vùng giữa các cuộn dây, nó phụ thuộc từ nguồn điện vào (từđây năng lượng được truyền sang các cuộn dây khác và liên hệ với tải). Các nghiên cứu chothấy hơn 90% năng lượng từ hoá của máy biến áp và tự biến áp tập trung ở vùng giữa haicuộn dây, nơi đây diễn ra quá trình trao đổi năng lượng điện từ trong máy biến áp [1]. Hình 1. Hình ảnh sự phân bố của từ thông làm việc trong máy biến áp hai cuộn dây. a) Khi có bố trí sun từ trên vách thùng; b) Khi có bố trí sun từ dưới gông. Từ thông làm việc đi ra từ không gian giữa các cuộn dây sẽ theo vòng có trở kháng từnhỏ nhất theo tất cả các hướng (hình 1a). Phần từ thông này trực tiếp đi về phía gông, chúngcó thể được đánh giá gần đúng theo quan hệ tiết diện từ thông dưới gông và toàn bộ tiết diệntừ thông đi qua (hình 2). Từ thông này lan ra ngoài mạch từ (xem hình 1a) xuyên vào gông,rầm gông, nắp, đáy thùng, vách thùng và cảm ứng trong các cấu trúc kim loại này của máybiến áp các dòng điện xoáy gây nên các tổn thất phụ công suất của máy. Các dòng điện nàytạo ra từ thông có chiều ngược lại làm cản trở sự xâm nhập của từ thông làm việc tới các phầntử cấu trúc đã định. Kết quả là vùng từ thông khuếch tán lan rộng không chỉ giới hạn ở cácphần tử bên trong thùng của máy biến áp (hình 1a). Ta có: a  a2   2b g  a12  1  2b g 2 g    (1) d12 a1  a 2   d12  a12   2 Trong đó bg- là độ dày của gông. a1 a12 a2 d12 bgCòn lại phần từ thông làm việc là: 2b g  lv   1   (2)  d    12 PS M  (3) B cp Hình 2. Mặt cắt của cuộn dây máy biến áp.Trong đó Bcp- là từ thông cho phép.2. Phương pháp sun từ dưới gông Nhằm để giảm các tổn thất công suất trong vỏ thùng của các máy biến áp công suấtlớn, trước đây một số hãng sản xuất đã áp dụng sun từ gắn trên vỏ thùng của máy biến áp. Cácsun từ này là các khối làm từ thép kỹ thuật điện được bố trí dọc theo chiều cao của cuộn dây,tiết diện của chúng được chọn sao cho cảm ứng trong sun không vượt quá một giá trị địnhtrước. Tổng các diện tích tiết diện của tất cả các sun từ gắn trên vách thùng tính theo côngthức (3). Sự có mặt của loại sun từ này với chiều cao vượt trên chiều cao của các cuộn dâynhưng thực tế lượng từ thông đi vào sun từ vách không đáng kể, bên cạnh đó còn gây nên sựphân bố với mật độ cao của từ thông trên bề mặt các cuộn dây trong khoảng giữa hai cuộn(hình 1a.) làm tăng thêm tổn hao phụ công suất ở mép ngoài các cuộn dây có thể gây nên sựquá nhiệt cục bộ phá hủy cách điện [1]. Giáo sư, Viện sĩ Thông tấn Viện Hàn lâm Khoa học Nga Александров. Г.Н. với phátminh ra sun từ dưới gông [2] đã hoàn toàn khắc phục được các nhược điểm nêu trên. Sun từđược bố trí phía trên cũng như phía dưới các cuộn dây trên phần khe hở giữa chúng. Trongtrường hợp này phần chính của từ thông làm việc đi ra từ vùng phân bố giữa các cuộn dây đivề phía sun từ (hình 1b). Phần lớn từ thông vào sun từ sẽ lọt vào gông và khép kín mạch, từthông sẽ đi đến gông theo 4 hướng khác nhau [1]. Tiết diện của mỗi sun từ được xác địnhtương ứng với 1 phần tư từ thông với cảm ứng từ cho phép: P ...