Máy biến áp là gì? Phân loại và cấu tạo máy biến áp:
Máy biến áp là thiết bị quan trọng được sử dụng là thiết bị điện được sử dụng phổ biến trong các công trình như nhà xưởng sản xuất, nhà máy, khu công nghiệp…
1. Khái niệm máy biến áp là gì?
Máy biến áp là một thiết bị điện từ tĩnh, hoạt động dựa theo nguyên lý cảm ứng điện từ. Nó 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 thay đổi.
Máy biến áp là thiết bị có chức năng là biến đổi điện áp xoay chiều. Nó có khả năng tăng hoặc giảm mức điện áp ban đầu tùy thuộc vào cấu tạo của máy.
Vì vậy máy không làm biến đổi năng lượng điện mà chỉ làm nhiệm vụ truyền tải hoặc phân phối năng lượng.
2. Cấu tạo của máy biến áp:
Một máy biến áp bao gồm 3 phần: Lõi thép, dây quấn và vỏ máy.
Cấu tạo của máy biến áp
2.1. Phần lõi thép máy biến áp
Lõi thép gồm có Trụ và Gông. Trụ là phần để đặt dây quấn. Gông là phần nối liền giữa các trụ để tạo thành một mạch từ kín. Lõi thép của máy được chế tạo từ nhiều lá thép kỹ thuật điện (tole silic) mỏng ghép cách điện với nhau. Chúng thường được chế tạo bằng các vật liệu dẫn từ tốt.
2.2. Phần dây quấn
Phần dây quấn này thường được làm bằng chất liệu đồng hoặc nhôm bên ngoài bọc cách điện. Nó có nhiệm vụ nhận năng lượng vào và truyền năng lượng ra.
Cuộn sơ cấp (N1) là phần có nhiệm vụ nhận năng lượng vào (nối với mạch điện xoay chiều). Còn cuộn thứ cấp (N2) thì có nhiệm vụ truyền năng lượng ra (nối với tải tiêu thụ).
Số vòng dây ở hai cuộn phải khác nhau, tuỳ thuộc nhiệm vụ của máy mà có thể N1 > N2 hoặc ngược lại.
2.3. Phần vỏ máy
Phần vỏ máy tùy theo từng loại máy mà thường được làm từ nhựa, gỗ, thép, gang hoặc tôn. Có công dụng để bảo vệ các bộ phân bên trong của máy.
3. Nguyên lý hoạt động của máy biến áp
Nguyên lý làm việc của máy dựa vào hiện tượng cảm ứng điện từ. Tức là hiện tượng hình thành một suất điện động (điện áp) trên một vật dẫn khi vật dẫn đó được đặt trong một từ trường biến thiên.
Mô phỏng nguyên lý của máy biến áp
Từ trường có thể sinh ra dòng điện, khi cho từ thông gửi qua một mạch kín thay đổi thì trong mạch xuất hiện một dòng điện.
Khi đặt điện áp xoay chiều ở 2 đầu cuộn dây sơ cấp, sẽ gây ra sự biến thiên của từ thông ở bên trong 2 cuộn dây. Từ thông là thông lượng đường sức từ đi qua một diện tích; từ thông được tạo ra từ phép tích phân của phép nhân vô hướng giữa mật độ từ thông với véctơ thành phần diện tích, trên toàn bộ diện tích này sẽ đi qua cuộn sơ cấp và thứ cấp. Sau đó trong cuộn thứ cấp sẽ xuất hiện suất điện động cảm ứng và làm biến đổi điện áp ban đầu.
4. Công dụng của Máy biến áp:
Máy biến áp có thể được dùng để tăng điện áp từ máy phát điện lên đường dây tải điện để đi xa, và giảm điện áp ở cuối đường dây để cung cấp nguồn điện áp phù hợp cho tải.
Ngoài ra, chúng còn được dùng trong các lò nung, hàn điện, đo lường hoặc làm nguồn điện cho các thiết bị điện, điện tử.
Công dụng của máy biến áp trong hệ thống điện lưới
5. Phân loại máy biến áp:
- Phân loại theo cấu tạo: máy biến áp 1 pha và máy biến áp 3 pha
- Phân loại theo chức năng: máy biến áp tăng áp và máy biến áp giảm áp
- Phân loại theo công dụng: máy biến áp thí nghiệm, máy biến áp đo lường, máy biến áp tự ngẫu,…
- Phân loại theo thông số kỹ thuật
- Phân loại theo cách thức cách điện: máy biến áp khô và máy biến áp dầu
Máy biến áp thủy điện
6. Tiêu chuẩn chất lượng máy biến áp
Có nhiều tiêu chuẩn chất lượng khác nhau dưới đây là một số tiêu chuẩn phổ biến được áp dụng trên hệ thống lưới điện quốc gia
- Tiêu chuẩn máy biến áp 1011
- Tiêu chuẩn IEC 60076
- TCVN 6306-1:2006
- Tiêu chuẩn máy biến áp 8525
- Tiêu chuẩn máy biến áp 2608
- Tiêu chuẩn máy biến áp 62/QĐ EVN
7. Thí nghiệm máy biến áp
Thí nghiệm máy biến áp trong quy trình sản xuất là một trong những bước bắt buộc phải có và được tuân thủ theo các yêu cầu nghiêm ngặt trong quy định về thí nghiệm của Điện lực hiện nay, cũng là quy trình đạt chuẩn mà nhà sản xuất phải thực hiện đối với tất cả các sản phẩm trước khi xuất xưởng tới khách hàng.
Máy biến áp được coi là trái tim trong hệ thống truyền tải và phân phối điện. Chính vì vậy, máy biến áp cần phải được kiểm tra thí nghiệm đầy đủ, chặt chẽ trước khi đưa vào vận hành. Đây là bước quan trọng không thể bỏ qua, bởi nếu máy bị sự cố hoặc hư hỏng thì toàn bộ hệ thống điện sẽ bị ảnh hưởng nghiêm trọng.
Hình ảnh Thí nghiệm máy biến áp 3 pha
8. Bảo quản và vận chuyển Máy biến áp
8.1. Bảo quản máy biến áp:
Khi máy chưa đưa vào sử dụng phải để nơi khô ráo. Bảo vệ các cụm sứ, tránh va chạm làm nứt, vỡ, mẻ sứ. Tốt nhất nên để trong kho có mái che. Các máy biến áp không được đặt quá gần nhau để tránh làm hư hỏng các bộ phận tản nhiệt, các thiết bị kèm theo khác.
8.2. Vận chuyển máy biến áp:
Cần để máy biến áp thẳng đưng tuyệt đối không được để nghiêng máy. Cần buộc chắc chắn để máy không bị dịch chuyển trong quá trình vận chuyển, không buộc vào chụm cánh tản nhiệt gáp sóng, sứ cách điện.
Khi vận chuyển bằng phương tiện ô tô bên vận chuyển của Vintec luôn chạy với tốc độ không quá 30km/h.
Hình ảnh vận chuyển máy biến áp
9. Một số câu hỏi thường gặp về máy biến áp:
Cấu tạo gồm những bộ phận nào?
Một máy biến áp bao gồm 3 phần: Lõi thép, dây quấn và vỏ máy.
Nguyên lý hoạt động ra sao?
Nguyên lý làm việc của máy dựa vào hiện tượng cảm ứng điện từ. Tức là hiện tượng hình thành một suất điện động (điện áp) trên một vật dẫn khi vật dẫn đó được đặt trong một từ trường biến thiên.
Tại sao phải dùng máy biến áp?
Máy biến áp có thể được dùng để tăng điện áp từ máy phát điện lên đường dây tải điện để đi xa, và giảm điện áp ở cuối đường dây để cung cấp nguồn điện áp phù hợp cho tải.
Link một số kiểu máy biến áp nổi bật:
Máy biến áp Amorphous
