Giáo trình mô đun Bảo trì và sửa chữa máy điện - Nghề: Công nghệ kỹ thuật điều khiển và tự động hóa
CỤC HÀNG HẢI VIỆT NAM
TRƯỜNG CAO ĐẲNG HÀNG HẢI I
GIÁO TRÌNH
MÔ ĐUN: BẢO TRÌ VÀ SỬA CHỮA
MÁY ĐIỆN
NGHỀ: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN
VÀ TỰ ĐỘNG HÓA
TRÌNH ĐỘ: CAO ĐẲNG
(Ban hành kèm theo Quyết định số.....QĐ/ ngày......tháng........năm....của ...........)
Năm 2019
TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN
Tài liệu này thuộc loại sách giáo trình nên các nguồn thông tin có thể được phép
dùng nguyên bản hoặc trích dùng cho các mục đích về đào tạo và tham khảo.
Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc hoặc sử dụng với mục đích kinh doanh
thiếu lành mạnh sẽ bị nghiêm cấm.
2
LỜI GIỚI THIỆU
Giáo trình Mô đun bảo trì và sửa chữa máy điện là một trong những giáo trình
mô đun đào tạo chuyên ngành Công nghệ kỹ thuật điều khiển và tự động hóa, được
biên soạn theo nội dung chương trình khung của mô đun bảo trì và sửa chữa máy điện
của nghề. Nội dung biên soạn ngắn gọn, dễ hiểu, tích hợp kiến thức và kỹ năng chặt
chẽ, logíc với nhau.
Trong quá trình biên soạn, tác giả đã cố gắng cập nhật những kiến thức mới có
liên quan đến nội dung chương trình đào tạo và phù hợp với mục tiêu đào tạo, nội dung
lý thuyết và thực hành được biên soạn gắn với nhu cầu thực tế trong sản xuất đồng thời
có tính thực tiễn cao.
Giáo trình gồm 5 bài, mỗi bài học tác giả cung cấp cho người học từ sơ đồ cấu
tạo, nguyên lý làm việc để giúp người học nắm được những kiến thức cơ bản, từ đó
giúp người học hoàn thiện kĩ năng bảo dưỡng và sửa chữa được tốt hơn. Ngoài ra tác
giả còn đề ra nội dung thực tập của từng bài để người học cũng cố và áp dụng kiến
thức phù hợp với kỹ năng phù hợp với điều kiện cơ sở vật chất và trang thiết bị của
nhà trường.
Trong quá trình biên soạn tác giả đã nhận được rất nhiều sự giúp đỡ tận tình của
bạn bè, đồng nghiệp và rất mong được sự góp ý của các bạn đọc.
Mọi góp ý xin gửi về Khoa Điên - Điện tử, Trường Cao đẳng Hàng hải I, Số 498
Đà Nẵng, Đông Hải I, Hải An, Hải Phòng.
Hải phòng, ngày … tháng …. năm 201
Tham gia biên soạn
1. Nguyễn Văn Đức
2. Nguyễn Hữu Hưng
3
MỤC LỤC
LỜI GIỚI THIỆU................................................................................................. 3
MỤC LỤC............................................................................................................ 4
BẢNG BIỂU ........................................................................................................ 5
HÌNH VẼ.............................................................................................................. 5
Nội dung mô đun:................................................................................................. 8
TÀI LIỆU THAM KHẢO................................................................................ 114
4
DANH MỤC BẢNG BIỂU, HÌNH VẼ
BẢNG BIỂU
Bảng 1.1. Cho phép ta chọn hệ số K theo B.................................................................. 27
Bảng 1.2. Lựa chọn độ sụt áp ΔU2%............................................................................. 27
Bảng 2.2. Bảng lựa chọn B, H....................................................................................... 65
HÌNH VẼ
Hình 1.1. Hình dꢀng chung của máy biến áp................................................................ 13
Hình 1.2. Lõi thꢁp kiꢂu trụ: 1 pha và 3 pha.................................................................. 13
Hình 1.3. Lõi thꢁp kiꢂu bọc, 1 pha, 3 pha..................................................................... 13
Hình 1.4. a, Ghꢁp rời lõi thꢁp b, Ghꢁp xen kẽ lõi thꢁp ................................................. 14
Hình 1.5. Hình dꢀng cắt bổ thùng máy biến áp ............................................................ 15
Hình 1.6. Sơ đồ nguyên lý máy biến áp 1 pha............................................................... 16
Hình 1.8. Tổ nối dây của máy biến áp 3 pha ................................................................ 18
Hình 1.9. Tổ nối dây của máy biến áp 1 pha ................................................................ 19
Hình 1.12. Khuôn bìa không vách chặn........................................................................ 25
Hình 1.13. Khuôn bìa có vách chặn.............................................................................. 25
Hình 1.14. Khuôn gỗ ..................................................................................................... 26
Hình 1.15. Hình dꢀng các loꢀi tiết diện lõi thép........................................................... 26
Hình 1.16. Kiꢂm tra các kích thước cuộn dây............................................................... 28
Hình 1.17. Kích thước lõi thꢁp và sơ đồ nguyên lý máy 1 pha ..................................... 29
Hình 2.1. Cấu tꢀo chung động cơ không đồng bộ ........................................................ 33
Hình 2.2. Cấu tꢀo phần tĩnh động cơ không đồng bộ................................................... 34
Hình 2.3. Lõi thꢁp stato động cơ không đồng bộ.......................................................... 34
Hình 2.4. Sơ đồ trải dây quấn động cơ ba pha............................................................. 35
Hình 2.5. Roto động lồng sóc động cơ không đồng bộ................................................. 35
Hình 2.6. Rô to dây quấn động cơ không đồng bộ........................................................ 36
Hình 2.7. Sơ đồ nguyên lý tꢃ quay động cơ không đồng bộ ......................................... 37
Hình 2.8. Sơ đồ nguyên lý cuộn dây đấu hình sao........................................................ 38
Hình 2.9. Đấu hình sao ................................................................................................. 38
5
Hình 2.10. Hình dꢀng động cơ đấu hình sao ................................................................ 38
Hình 2.13. Sơ đồ nguyên lý cuộn dây đấu hình tam giác ............................................. 40
Hình 2.14. Đấu hình tam giác....................................................................................... 40
Hình 2.15. Hình dꢀng động cơ đấu hình tam giác........................................................ 41
Hình 2.17. Đo thông mꢀch cuộn dây Stato động cơ ..................................................... 42
Hình 2.19. Đo điện trở cách điện cuộn dây Stato với vỏ.............................................. 43
Hình 2.20. Đo điện trở cách điện cuộn dây Stato với nhau.......................................... 43
Hình 2.21. Động cơ KĐB lồng sóc................................................................................ 45
Hình 2.22. Động cơ KĐB ro to dây quấn...................................................................... 45
Hình 2.25. Bố trí các đầu dây trên bảng đấu dây......................................................... 50
Hình 2.28. Bố trí các đầu dây trên bảng đấu dây......................................................... 51
Hình 2.36. Cấu tꢀo rô nha............................................................................................. 60
Hình 2.38. Đồ thị biꢂu thị điện trở cách điện với thời gian.......................................... 63
Hình 2.39. Sấy gián tiếp bꢄng bóng đèn....................................................................... 63
Hình 2.40. Sấy cảm ứng khi máy đã tháo ..................................................................... 64
Hình 2.41. Sấy cảm ứng khi máy không tháo................................................................ 64
Hình 2.42. Sấy trực tiếp động cơ điện........................................................................... 66
Hình 2.43. Kích thước phễu đꢂ đo độ nhớt ................................................................... 67
6
Hình 3.5. Cấu tꢀomáy phát điện Đồng bộ ba pha. ....................................................... 74
Hình 3.6. Loꢀi cuộn kích tꢃ đặt ở rôto.......................................................................... 75
Hình 3.7. Loꢀi cuộn kích tꢃ đặt ở stato......................................................................... 76
Hình 3.8. Rôto cực lồi ................................................................................................... 76
Hình 3.9. Rôto cực ẩn.................................................................................................... 76
Hình 3.10. Mô hình nguyên lý của máy phát điện đồng bộ .......................................... 78
Hình 3.11. Cách đo điện trở cách điện ......................................................................... 80
Hình 3.12. Đo thông mꢀch cuộn dây Stato động cơ ..................................................... 82
Hình 3.13. Đo thông mꢀch cuộn dây Rô to máy phát ................................................... 83
Hình 3.14. Vam 3 chấu.................................................................................................. 85
Hình 3.15. Vam thủy lực 3 chấu.................................................................................... 86
Hình 3.16. Cách đặt Vam 3 chấu vào vòng bi .............................................................. 87
Hình 3.17. Trình tự tháo vòng bi................................................................................... 88
Hình 3.18. Trình tự lắp vòng bi..................................................................................... 89
Hình 3.19. Chổi than cacbon ........................................................................................ 91
Hình 3.20. Hình vẽ kiꢂm tra chổi than.......................................................................... 92
Hình 3.21. Hệ thống kích tꢃ một chiều ......................................................................... 95
Hình 3.22. Hệ thống kích tꢃ xoay chiều........................................................................ 96
Hình 3.23. Hệ thống kích tꢃ tĩnh................................................................................... 97
công suất tꢃ 10kva - 30kva............................................................................................ 98
than công suất tꢃ 25kva - 40kva.................................................................................. 100
chổi than) có công suất tꢃ 10kva đến 1000kva........................................................... 100
than ) có công suất tꢃ 10kva đến 500kva.................................................................... 101
Hình 4.1. Các loꢀi máy điện một chiều....................................................................... 106
Hình 4.2. Cấu tꢀo chung máy điện một chiều............................................................. 106
Hình 4.3. Cấu tꢀo Stato và roto máy điện một chiều.................................................. 107
Hình 4.4. Cấu tꢀo dây quấn rô to................................................................................ 107
Hình 4.5. Cấu tꢀo cổ góp, chổi than máy điện một chiều........................................... 108
Hình 4.6. Sơ đồ nguyên lý động cơ điện một chiều..................................................... 108
Hình 4.7. Guốc gỗ đánh bóng cổ góp ......................................................................... 111
Hình 4.8. Dao cắt rãnh cổ góp.................................................................................... 111
7
GIÁO TRÌNH MÔ ĐUN
Tên mô đun: Bảo trì và sửa chữa máy điện
Mã mô đun: MĐ.6510305.21
Vị trí, tính chất, ý nghĩa và vai trò của mô đun:
- Vị trí: Mô đun được bố trí sau khi học xong mô đun lắp ráp mạch điện tử. Bảo
trì và sửa chữa máy điện là mô đun đóng vai trò quan trọng trong các mô đun đào tạo
ngành Công nghệ kỹ thuật điều khiển và tự động hóa. Mô đun này đòi hỏi người học
phải có khả năng tư duy, kiên trì nắm vững được kiến thức đã được học trong các môn
học cơ sơ để ứng dụng.
- Tính chất: Mô đun hình thành kỹ năng bảo trì và sữa chữa máy điện. Học
xong mô đun này người học có thể ứng dụng trong công việc bảo trì và sửa chữa máy
điện trong điện công nghiệp, tự động, dân dụng…
- Ý nghĩa và vai trò của mô đun: Việc bảo trì và sửa chữa máy điện trong điện tự
động là công việc tương đối quan trọng đối với thợ lành nghề. Mô đun này có ý nghĩa
quyết định để hình thành kỹ năng cho người học làm tiền đề để học tiếp các kỹ năng
cao hơn .
Mục tiêu của mô đun:
- Về kiến thức:
+ Trình bày được cấu tạo, nguyên lý hoạt động và ứng dụng của máy điện
+ Trình bày được qui trình về bảo trì, bảo dưỡng máy điện
- Về kỹ năng:
+ Bảo trì và sửa chữa được các loại máy điện một chính xác, đúng yêu cầu kỹ
thuật và thời gian.
- Về năng lực tự chủ và trách nhiệm:
+ Đảm bảo tốt về an toàn lao động và vệ sinh công nghiệp
+ Tiết kiệm vật tư và bố trí nơi làm việc hợp lý
Nội dung mô đun:
8
BÀI MỞ ĐẦU: KHÁI QUÁT VỀ BẢO TRÌ VÀ SỮA CHỮA MÁY ĐIỆN
1.1. Mục đích và nội dung của công tác sửa chữa máy điện
1.1.1. Mục đích, chất lượng
a. Mục đích
Mục đích của công tác sửa chữa máy điện nói chung là phục hồi khả năng làm
việc của nó với đầy đủ các tính năng mong muốn và đảm bảo thời gian phục vụ gần
như hoặc như sản phẩm mới được chế tạo.
b. Chất lượng của sản phẩm sau khi sửa chữa.
Nếu đạt được mục đích trên, có nghĩa là sản phẩm sau khi sửa chữa cần có tính
năng, chất lượng cũng như hình thức hoàn toàn giống như một sản phẩm mới chế tạo.
Các tính năng ở đây được biểu hiện là bao gồm, các thông số kỹ thuật đã được ghi
trong lý lịch hoặc trên nhãn máy. Ví dụ một động cơ điện sau khi sửa chữa phải đảm
bảo không làm thay đổi hiệu suất, cosφ, độ tăng nhiệt, bội số mô men khởi động, mô
men cực đại, hệ số trượt định mức, cấp cách điện ..vv. Cuối cùng là không được thiếu
một chi tiết nào, dù là nhỏ. Nếu trước khi sửa chữa đã bị thiếu một số chi tiết, thì cần
được bổ sung cho đầy đủ.
Tất cả các chi tiết tuy không hỏng nhưng cũng phải được kiểm tra và hiệu chỉnh.
Các chi tiết đã gần đến lúc cần được thay thế như ổ bi, phải cần được thay thế luôn khi
sửa chữa để đảo bảo tính đồng bộ trong hoạt động.
Sau khi sửa chữa xong thiết bị phải được sơn lại, thiết bị sau khi sửa chữa cần
được bổ sung hoặc làm lại lý lịch để tiện cho việc vận hành và sửa chữa lần sau.
1.1.2. Nội dung của công tác sửa chữa máy điện
a. Nguyên nhân hư hỏng của máy điện
Trong quá trình vận hành, chất lượng thiết bị giảm dần do hai nguyên nhân
chính sau đây.
- Sự hao mòn tự nhiên các thiết bị, như mài mòn các bộ phận chuyển động, sự
tác động ăn mòn của môi trường, cách điện bị già cỗi ...vv.
- Sự cố trong vận hành như ngắn mạch, cháy, đổ vỡ, điện áp cao, do thao tác,
nước dội vào ..vv làm cho thiết bị bị giảm chất lượng, hoặc hư hỏng nghiêm trọng
không tiếp tục làm việc được.
b. Nội dung của công tác sửa chữa máy điện
Do hai nguyên nhân trên dẫn đến việc sửa chữa máy điện, được chia thành hai
loại sửa chữa chính.
- Sửa chữa định kỳ: Nhằm phục hồi lại hao mòn tự nhiên trong vận hành, nâng
cao chất lượng và tính năng của thiết bị, kéo dài tuổi thọ, sửa chữa các hư hỏng tích
luỹ lâu ngày, do đó phục hồi được đặc tính kỹ thuật ban đầu của thiết bị. Sửa chữa
định kỳ được tiến hành theo lịch sửa chữa hàng năm.
9
- Sửa chữa đột xuất: Nhằm phục hồi các hư hỏng đột xuất do sự cố trong vận
hành, làm cho thiết bị phải ngừng hoạt động.
Để hạn chế sửa chữa đột xuất, phải tổ chức tốt công tác vận hành và sửa chữa
định kỳ thiết bị. Khi thiết bị đã đến kỳ sửa chữa mà còn kéo dài thời gian vận hành,
hoặc sửa chữa không đảm bảo chất lượng, đều dẫn đến tăng khối lượng sửa chữa đột
xuất.
1.2. Phương pháp phát hiện sự cố trong máy điện
Tất cả các thiết bị điện khi bị sự cố đều có biểu hiện không bình thường. Thông
qua những biểu hiện đó ta có thể phân tích, phán đoán được tính chất mức độ và vị trí
sự cố. Việc xác định chính xác sự cố rất quan trọng, nó giúp ta quyết định đúng đắn
giải pháp sửa chữa một cách nhanh nhất. Nguyên tắc xác định sự cố là dựa vào kết quả
quan sát, nghe, kể, về sự cố. Sau đây là một số phương pháp:
1.2.1. Phương pháp nghe
Nghe để phán đoán sự cố. Nghe người vận hành kể về hiện tượng xảy ra sự cố,
chẳng hạn về tiếng nổ, khói bốc ra ở thiết bị, máy chạy bị nóng ...vv. Nghe tiếng máy
lúc vận hành chạy thử chẳng hạn, tiếng máy rú, tiếng rít do cơ khí ...vv. Trên cơ sở
thông tin đó ta có thể phán đoán được các hư hỏng của thiết bị điện.
1.2.2. Phương pháp quan sát
Quan sát bề ngoài hoặc một phần thiết bị, cũng có thể phán đoán được hư hỏng
của thiết bị. Ví dụ: Quan sát sự đánh tia lửa điện ở chổi than máy điện. Quan sát dây
quấn máy điện bị đen sẫm cục bộ hoặc một bối dây nào đó, chứng tỏ dây quấn bị ngắn
mạch vòng dây, giữa các pha bối dây, giữa các pha do hỏng cách điện.
1.2.3. Phương pháp mùi
Thông qua mùi, do dây quấn máy điện hoặc dây dẫn điện khi bị quá nhiệt đều
bốc mùi. Mùi sơn cách điện, nhựa hoặc cao su khi cháy thường là khét nhờ đó ta xác
định được hư hỏng.
1.2.4. Phương pháp đo các thông số
Dùng các dụng cụ đo đạc để xác định, dùng đồng hồ đo các thông số của thiết bị
để xác định hư hỏng.
1.2.5. Phương pháp dùng các dụng cụ chuyên dùng
Các dụng cụ chuyên dùng như rô nha để kiểm tra vòng dây bị chập vòng của
stato động cơ không đồng bộ ba pha ...vv.
10
BÀI 1: BẢO TRÌ VÀ SỬA CHỮA MÁY BIẾN ÁP
MĐ. 6510305.21.01
Giới thiệu:
Bảo trì, sửa chữa máy biến áp cách ly một pha là phần quan trọng nhất của máy
biến áp giúp cho máy biến áp hoạt động một cách hiệu quả theo yêu cầu của người sử
dụng.
Mục tiêu:
- Mô tả được cấu tạo, nguyên lý hoạt động và quy trình bảo trì và sửa chữa máy
biến áp;
- Bảo trì và sửa chữa được mạch từ, dây quấn và hư hỏng thông thường máy
biến áp;
- Thực hiện đúng các quy định về an toàn lao động và vệ sinh công nghiệp.
Nội dung chính:
1. Khái niệm chung về máy biến áp:
1.1. Định nghĩa
Máy biến áp là một thiết bị điện từ tĩnh, làm việc trên nguyên lý cảm ứng điện
từ, biến đổi một hệ thống dòng điện xoay chiều ở điện áp này thành một hệ thống dòng
điện xoay chiều ở điện áp khác, với tần số không đổi.
Máy biến áp có hai dây quấn gọi là máy biến áp có hai dây quấn. Dây quấn nối
với nguồn điện để thu năng lượng gọi là dây quấn sơ cấp. Dây quấn nối với tải để đưa
năng lượng gọi là dây quấn thứ cấp.
Các thông số của dây quấn sơ cấp được ký hiệu bằng chữ in hoa và có thêm chỉ
số 1, tương tự dây quấn thứ cấp ký hiệu và có thêm chỉ số 2 ( ví dụ dòng điện sơ cấp I1,
điện áp thứ cấp U2).
1.2. Các thông số kỹ thuật của máy biến áp
Các đai lượng định mức do nhà chế tạo quy định và thường ghi trên máy.
- Dung lượng hay công suất định mức Sđm là công suất toàn phần (hay công suất
biểu kiến) đưa ra ở dây quấn thứ cấp của máy biến áp [KVA], [VA].
- Điện áp dây sơ cấp định mức U1đm là điện áp của dây quấn sơ cấp tính bằng
[KV] hay [V].
- Dòng điện dây định mức sơ cấp I1đm ứng với công suất định mức [A, KA].
- Số vòng dây sơ cấp định mức W1.
- Điện áp dây thứ cấp định mức U2đm là điện áp dây của dây quấn thứ cấp khi
máy biến áp không tải và điện áp đặt vào dây quấn sơ cấp là định mức, đơn vị là KV
hoặc V.
- Dòng điện dây định mức thứ cấp I2đm ứng với công suất định mức, đơn vị là A,
KA.
11
- Đối với máy biến áp 1 pha:
Sđm
Sđm
I1đm =
, I2đm =
,
U1đm
U2đm
- Đối với máy biến áp 3 pha:
Sđm
Sđm
I1đm =
, I2đm =
3U1đm
3U2đm
- Tần số định mức fđm tính bằng Hz (f = 50 Hz).
- Ngoài ra trên nhãn máy của máy biến áp còn ghi các số liệu như: số pha m, sơ
đồ và tổ nối dây quấn, điện áp ngắn mạch Un%, chế độ làm việc và phương pháp làm
lạnh.
1.3. Phân loại và công dụng:
Theo công dụng Máy biến áp gồm những loại chính sau đây:
- Máy biến áp điện lực dùng để truyền tải và phân phối công suất trong hệ thống
điện lực.
- Máy biến áp chuyên dùng cho các lò luyện kim, cho các thiết bị cỉnh lưu máy
biến áp hàn điện.
- Máy biến áp tự ngẫu biến đổi điện áp trong phạm vi không lớn lắmdùng để mở
máy các động cơ điện xoay chiểu.
- Máy biến áp đo lường dùng để giảm các điện áp và dòng điện lớn để đưa vào
các đồng hồ đo.
- Máy biến áp thí nghiệm dùng để thí nghiệm các điện áp cao.
2. Cấu tạo và nguyên lý làm việc của máy biến áp
2.1. Cấu tạo:
2.1.1. Lõi thép:
Lõi thép dùng để làm mạch từ, đồng thời làm khung để quấn dây quấn.
- Máy biến áp kiểu lõi hay kiểu trụ: dây quấn bao quanh trụ thép, loại này rất
thông dụng cho các máy biến áp 1 pha và 3 pha, dung lượng nhỏ và trung bình.
12
Bình giãn dầu
Sứ hạ áp
Sứ cao
Nắp
ꢀng an
Cánh tản
Thùng
Đế
- Máy biến áp kiểu bọc: mạch từ được phân nhánh ra 2 bên và bọc lấy một phần
dây quấn, loại này dùng cho máy biến áp có công suất nhỏ. Các máy biến áp hiện đại
dung lượng lớn và cực lớn (từ 80 đến 100 MVA cho 1 pha) để giảm chiều cao của trụ
thép, dễ dàng cho việc vận chuyển, mạch từ được phân nhánh sang 2 bên, nên vừa có
kiểu bọc, vừa có kiểu trụ.
G
G
Ф
Ф
G
Hình 1.2. Lõi thꢁp kiꢂu trụ: 1 pha và 3 pha
G
G
T
T
T
T
T
Ф
G
Hình 1.3. Lõi thꢁp kiꢂu bọc, 1 pha, 3 pha
13
- Máy biến áp có lõi hình xuyến: sử dụng trong máy biến áp đo lường, máy
biến áp điêu chỉnh vô cấp.
- Lõi thép máy biến áp gồm 2 phần: phần trụ ký hiệu chữ T và phần gông ký
hiệu chữ G. Trụ là phần lõi thép có quấn dây quấn, gông là phần lõi thép nối các trụ
với nhau thành mạch kín và không có dây quấn.
Lõi thép được ghép bới các lá thép kỹ thuật điện dày từ 0,35 – 0,5mm, có phủ
sơn cách điện trên bề mặt (giảm dòng điện xoáy). Trụ và gông có thể ghép nối hoặc
ghép xen kẽ, ghép nối thì trụ và gông ghép riêng, sau đó dùng sà ép và bu lông vít siết
chặt lại. Ghép xen kẽ thì toàn bộ lõi thép phải ghép đồng thời và các lá thép được ghép
xen kẽ với nhau. Phương pháp này tuy phức tạp nhưng giản được dòng điện xoáy và
bền về phương diện cơ học, do vậy hầu hết các máy biến hiện nay đều dùng kiểu ghép
này.
Hình 1.4. a, Ghꢁp rời lõi thꢁp b, Ghꢁp xen kẽ lõi thꢁp
2.1.2. Dây quấn
Dây quấn là bộ phận dẫn điện của máy biến áp làm nhiệm vụ thu năng lượng và
truyền năng lượng ra. Kim loại làm dây quấn thường là đồng, cũng có thể bằng nhôm
nhưng không phổ biến.
Dây quấn hạ áp thường quấn phía trong gần trụ thép, còn dây quấn cao áp quấn
phía ngoài bọc lấy dây quấn hạ áp.
Với cách quấn dây này có thể giảm bớt được điều kiện cách điện dây quấn cáo áp
(kích thước rãnh dầu cách điện, vật liệu cách điện dây quấn cao áp) bởi vì dây quấn
cao áp và trụ đã có cách điện của dây quấn hạ áp.
Đôi khi người ta thực hiện quấn xen kẽ giữa dây quấn hạ áp và cao áp.
2.1.3. Vỏ máy
Vỏ máy gồm 2 phần: Thùng và nắp thùng.
a. Thùng máy biến áp:
Thùng làm bằng thép, thường là hình bầu dục, lúc máy biến áp làm việc một
phần năng lượng bị tiêu hao, thoát ra dưới dạng nhiệt đốt nóng lõi thép, dây quấn và
14
các bộ phận khác làm cho nhiệt độ tăng lên. Do đó, giữa máy biến áp và môi trường
xung quanh có một hiệu số nhiệt độ gọi là độ chênh nhiệt. Nếu độ chênh nhiệt đó vượt
quá mức quy định sẽ làm giảm tuổi thọ cách điện và có thể gây sự cố đối với máy biến
áp , để đảm bảo vận hành với tải liên tục trong thời gian quy định (từ 15 – 20 năm) và
không bị sự cố tăng cường làm lạnh bằng cách ngâm máy biến áp trong thùng dầu.
Hình 1.5. Hình dꢀng cắt bổ thùng máy biến áp
b. Nắp thùng:
Dùng để đậy thùng và trên đó đặt các chi tiết quan trọng của máy như sứ cao áp
và hạ áp: Làm nhiệm vụ cách điện giữa dây dẫn ra với vỏ máy.
- Bình giãn dầu: Là một thùng hình trụ bằng thép đặt trên nắp và nối với thùng
bằng một ống dẫn dầu.
- ꢀng bảo hiểm: Làm bằng thép, thường là hình trụ nghiêng, một đầu nối với
thùng, một đầu bịt bằng một đĩa thuỷ tinh.
2.2. Nguyên lý hoạt động của máy biến áp
Khảo sát nguyên lý hoạt động của máy biến áp 1 pha có 2 dây quấn W1 , W2 .
Khi nối dây quấn W1 vào nguồn điện xoay chiều có điện áp U1 sẽ có dòng điện sơ cấp
i1 chạy trong dây quấn sơ cấp W1. Dòng điện i1 sinh ra từ thông phi biến thiên chạy
trong lõi thép, từ thông này móc vòng (xuyên qua), đồng thời với cả 2 dây quấn W1 và
thứ cấp W2, được gọi là từ thông chính.
15
Hình 1.6. Sơ đồ nguyên lý máy biến áp 1 pha
Theo định luật cảm ứng điện từ, sự biến thiên của từ thông làm cảm ứng vào dây
quấn sơ cấp một suất điện động:
d
dt
d
dt
e1 = -W1
(1), và dây quấn thứ cấp e2 = -W2
(2)
Trong đó W1 và W2 là số vòng dây quấn sơ cấp và thứ cấp. Khi máy biến áp không tải,
dây quấn thứ cấp hở mạch (i2 = 0) từ thông chính trong lõi thép chỉ do dòng điện sơ
cấp i0 tạo ra (i0 gọi là dòng điện không tải.
Khi máy biến áp có tải, dây quấn thứ cấp nối với tải có tổng trở Zt dưới tác dụng
của dòng e2, có dòng điện thứ cấp i2 cung cấp điện cho tải. Khi ấy từ thông chính do
đồng thời cả 2 dòng điện sơ cấp i1 và thứ cấp i2 sinh ra.
.sint
=
Vì điện áp U hình sin nên từ thông cũng biến thiên hình sin
1
max
d(max.sint)
2
4,44. f . 2. .W .sin(t )(v)
Ta có: e1 = -W1
(3)
max
1
dt
2
2.sin(t )(v)
= E1.
d(max.sint)
2
4,44. f . 2.max.W2.sin(t )(v)
e2 =W2.
dt
2
2.sin(t )(v)
= E2.
Trong đó: E1=4,44.f.Φmax.W1
E2=4,44.f.Φmax.W2
E1, E2: Trị số hiệu dụng sức điện động sơ cấp, thứ cấp. Sức điện động sơ cấp và
thứ cấp cùng tầng số nhưng trị hiệu dụng khác nhau.
Nếu chia E1 cho E2:
E1
W
1
K=
K: gọi là hệ số biến áp
E2 W2
Nếu bỏ qua điện trở dây quấn và từ thông tản ra ngoài không khí, có thể coi gần
đúng U1 E1, U2 E2, ta có:
16
U1 E1
W
1
K
U2 E2 W2
- Đối với máy tăng áp có: U2 > U1, W2 > W1
- Đối với máy giảm áp có: U2 < U1, W2 < W1
Như vậy dây quấn sơ cấp và thứ cấp không trực tiếp liên hệ với nhau về điện
nhưng nhờ có từ thông chính, năng lượng đã được truyền từ dây quấn sơ cấp sang thứ
cấp.
Nếu bỏ qua tổn hao trong máy, có thể coi gần đúng quan hệ giữa các đại lượng
sơ cấp và thứ cấp như sau:
U1 I2
U1.I1 U2.I2
K
U2 I1
2.3. Máy biến áp ba pha
2.3.1. Khái quát
Để biến đổi điện áp của hệ thống dòng điện xoay chiều 3 pha ta dùng máy biến
áp 3 pha, ta cũng có thể dùng 3 máy biến áp một pha ghép lại.
Về cấu tạo lõi thép gồm 3 trụ, dây quấn sơ cấp ký hiệu bằng chữ in hoa: pha A ký
hiệu là AX, pha B ký hiệu là BY, pha C ký hiệu là CZ. Dây quấn thứ cấp ký hiệu bằng
chữ in thường: pha a ký hiệu bằng ax, pha b ký hiệu bằng by, pha c ký hiệu bằng cz.
A
a
b
B
c
B
b
C
c
A
a
C
z
Y
Z
z
y
X
y
a,
Z
X
x
Y
x
b,
Hình 1.7. a, Máy biến áp 3 pha mꢀch tꢃ riêng (ghꢁp bꢄng 3 máy 1 pha);
b, Máy biến áp 3 pha mꢀch tꢃ chung
Dây quấn sơ cấp và thứ cấp có thể đấu (Y) hoặc ( ), ngoài 2 kiểu đấu dây trên
dây quấn máy biến áp có thể đấu theo kiểu zic – zắc ký hiệu là Z (hình 1.10d).
Nếu sơ cấp đấu hình tam giác, thứ cấp đấu hình sao ta ký hiệu là ∆/Y. Nếu sơ cấp
nối hình sao, thứ cấp đấu sao có dây trung tính ta ký hiệu là Y/Y0.
17
Gọi số vòng dây một pha sơ cấp là w1, số vòng dây một pha thứ cấp là w2, tỷ số
Up1
w1
w2
điện áp pha giữa sơ cấp và thứ cấp là:
Up2
Tỷ số điện áp dây không những chỉ phụ thuộc vào tỷ số vòng dây mà còn phụ
thuộc vào cách đấu sao hay tam giác.
3
Khi nối ∆/Y (hình 1.10c), ta có Ud1=Up1, còn thứ cấp nối sao Ud2= Up2. Vậy tỷ
số điện áp dây là:
Up1
Ud1
Ud 2
w1
3 Up2
3 w2
Khi nối ∆/∆ (hình 1.10b), sơ cấp Ud1=Up1và thứ cấp Ud2=Up2cho nên:
Up1
Ud1
w1
Ud 2 Up2 w2
3 U p1
3 U p2
Ud1
Ud 2
w1
w2
Khi nối Y/Y (hình 1.10a):
3
Khi nối Y/∆ thì sơ cấp Ud1= Up1 và thứ cấp Ud2=Up2 cho nên:
3 Up1
Ud1
Ud 2
w1
w2
3
Up2
A
A
A
B
C
B
C
A
B
C
C
B
Y
A
B
X Y
a b c
Z
X Y Z
a b c
X Y
a b c
Z
A
X
C
y
y
y
x
z
x
z
x
z
Hình d
Hình c
Hình b
Hình 1.8. Tổ nối dây của máy biến áp 3 pha
3.2.3. Tổ nối dây của máy biến áp
Hình a
Tổ nối dây của máy biến áp được hình thành do sự phối hợp kiểu đấu dây sơ cấp
so với kiểu đấu dây thứ cấp. Nó biểu thị góc lệch pha giữa các suất điện động dây sơ
cấp và dây thứ cấp của máy biến áp . Góc lệch pha này phụ thuộc vào các yếu tố sau:
- Chiều quấn dây
18
- Cách ký hiệu các đầu dây
- Kiểu đấu dây quấn ở sơ cấp và thứ cấp
A
A
A
A
A
A
a
X
x
X
x
1800
X
a
X
a
X
x
x X
3600
x
x
a
a
a
hình a hình b
hình c
hình d
hình e hình g
Hình 1.9. Tổ nối dây của máy biến áp 1 pha
Xét máy biến áp 1 pha có 2 dây quấn sơ cấp AX và thứ cấp ax. Nếu có 2 day
quấn được quấn cùng chiều trên trụ thép thì suất điện động cảm ứng trong chúng khi
có từ thông biến thiên đi qua sẽ hoàn toàn trùng pha nhau. Khi đổi chiều quấn dây của
một trong 2 dây quấn hoặc đổi ký hiệu đầu dây (vd: dây quấn thứ cấp ax) thì suất điện
động trong chúng sẽ hoàn toàn ngược pha nhau.
Trường hợp thứ nhất góc lệh pha giữa các suất điện động kể từ vectơ suất điện
động sơ cấp đến vectơ suất điện động thứ cấp theo chiều kim đồng hồ là 3600 hai
trường hợp sau là 1800 ở máy biến áp còn lại do cách đấu dây quấn Y hay
với
những thứ tự khác nhau mà góc lệch pha giữa các suất điện động dây sơ cấp và thứ cấp
có thể là 300, 600 … 3600.
Trên thực tế người ta không dùng độ mà dùng phương pháp kim đồng hồ để
biểu thị và gọi tên tổ nối dây của máy biến áp .
Cách biểu thị như sau:
- Kim dài chỉ suất điện động dây sơ cấp đặt cố đinh ở con số 12.
- Kim ngắn chỉ suất điện động dây thứ cấp đặt tương ứng ở các số 1, 2, … 12.
Tuỳ theo góc lệch pha giữachúng là 300, 600, … 3600.
12
100
2
3
4
8
5
7
Hình 1.10. Xác định tổ nối dây bꢄng phương pháp Kim đồng hồ
A
B C
B
A B C
B
X Y
Z
C
c
X Y
Z
C
X Y Z
a b c
y
x
z
A
b
a b c
bz
xc
X Y
Z
3600
3300
x y z
y
ay
x
z
a
Hình 1.11. a, Tổ nối dây Y/Y-12
b, Tổ nối dây Y/∆-11
3. Tháo, lắp máy biến áp:
3.1. Chuẩn bị dụng cụ:
- Bộ tuốc nơ vít các loại
- Bộ kìm điện các loại
- Bộ dụng cụ cơ khí
- Mỏ hàn điện + Thiếc hàn
- Dầu rửa, sơn cách điện, rẻ lau.
3.2. Trình tự tháo, lắp
- Với mỗi loại máy biến áp có các chi tiết khác nhau trình tự tháo, lắp cũng sẽ
khác nhau, dưới đây ta đưa ra trình tự chung nhất để tháo lắp máy biến áp. Máy biến
áp sau khi tháo tách vận chuyển về xưởng sửa chữa trình tự tháo như sau:
Bước 1: Tháo dầu, tháo tách vỏ máy biến áp (nếu là máy biến áp ngâm).
Bước 2: Vẽ lại sơ đồ, đánh dấu các đầu dây để sau này đấu lại cho chính xác;
Bước 3: Dùng bộ dụng cụ cơ khí hoặc mỏ hàn nhả các mối hàn các đầu dây nối
tới các cuộn dây;
Bước 4: Kiểm tra, nghiên cứu thứ tự cách sắp xếp các lá thép mạch từ và vẽ lại;
Bước 5: Tháo các bu lông ở các gông từ trên, lấy dầm gông ra,;
Bước 6: Dùng băng vải mềm bọc cạnh lõi thép, tháo cuộn dây ra khỏi trụ;
Bước 7: Tháo từng phần hoặc toàn bộ lõi thép theo yêu cầu sửa chữa.
- Trình tự lắp máy biến áp ngược lại trình tự tháo.
4. Bảo trì máy biến áp
4.1. Những hư hỏng thường gặp
a. Máy biến áp có cuộn dây bị chạm vỏ
20
Tải về để xem bản đầy đủ
114 trang
26/03/2022
10041
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Giáo trình mô đun Bảo trì và sửa chữa máy điện - Nghề: Công nghệ kỹ thuật điều khiển và tự động hóa", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên
File đính kèm:
- giao_trinh_mo_dun_bao_tri_va_sua_chua_may_dien_nghe_cong_ngh.pdf
