1500 Câu hỏi Nghành Điện | 4 – 1 Nguyên lý chung của máy biến áp

4 – 1 – 1

Hỏi: Tại sao trên mác máy biến áp không ghi hệ số công suất? Có thể lợi dụng số liệu trên mác biến áp để tìm ra hệ số công suất?

Đáp: Không thể được. Bản thân máy biến áp nguồn không có hệ số công suất cố định. Hệ số công suất của nó hoàn toàn do tính chất và độ lớn của phụ tải quyết định.

4 – 1 – 2

Hỏi: Trên mác máy biến áp có dấu hiệu D/Y – 11 có ý nghĩa gì?

Đáp: Căn cớ vào hình thức đấu khác nhau của cuộn dây sơ cấp và cuộn dây thứ cấp biến áp, pha của điện áp dây bên sơ cáp và thứ cấp máy biến áp cũng khác nhau. Máy biến áp thường dùng là D/Y – 11. Lệch pha của hai điện áp dây máy biến thế này là 330o, tập quán biểu thị bằng phương pháp đồng hồ giờ, tức 11 giờ. Xem hình 4 – 1 – 2.

4 – 1 – 3

Hỏi: Tại sao máy biến áp động lực khi đủ tải thì sụt áp chỉ khoảng 5%, còn biến thế hàn điện thì khi đủ tải sụt áp rất lớn điện áp đủ tải thứ cấp chỉ bằng khoảng 20% của điện áp không tải?

Đáp: Biến áp động lực khi đầy tải thì sụt áp không thể quá lớn, nếu không, sẽ làm xấu tính năng của động cơ, ánh sáng đèn không đủ, thiết bị dùng điện khác cũng có thể vận hành bình thường.

Bên thứ cấp của biến áp hàn điện, khi không tải đòi hỏi điện áp tương đối cao để đốt hồ quang. Sau khi đốt hồ quang, khi hàn yêu cầu dòng điện tương đối lớn, vì sụt áp hồ quang rất nhỏ, cho nên điện áp cần thiết rất thấp. Vì thế điện áp thứ cấp đủ tải của biến thế hàn điện chỉ bằng khoảng 20% khi không tải.

4 – 1 – 4

Hỏi: Tại sao điện ápngắn mạch của máy biến áp điện đều qui định ở 4.5 ~ 6%?

Đáp:Điện ápngắn mạch của máy biến áp quan hệ đến cường độ dòng điệnngắn mạch máy biến áp. Nếu điện ápngắn mạch thấp thì dòng điện ngàn mạch lớn; ngược lại, dòng điệnngắn mạch nhỏ. Dòng điệnngắn mạch quá lớn đều không có lợi đối với hệ thống điện và bản thân máy biến áp. Cho nên, điện ápngắn mạch không nên quá nhỏ, nhưng điện ápngắn mạch quá lớn thì môtơ do biến thế cấp điện khi khởi động sẽ sụt áp quá lớn, sẽ ảnh hưởng đến bước khởi động của môtơ và sự hoạt động bình thường của các thiết bị điện khác. Điện áp trở kháng của biến áp nói chung qui định là 4.5 – 6%, chính là tính đến hai nhân tố trên để quyết định.

4 – 1 – 5

Hỏi: Dùng phương pháp đơn giản gì để xác định được số vòng của máy biến áp?

Đáp: Chỉ cần dùng dây đồng cách điện quấn một số vòng nhất định lên bên ngoài cuộn dây cần đo của máy biến áp, dùng vôn kế đo điện áp cảm ứng của nó. Lấy điện áp cảm ứng chia cho số vòng đã quấn, được số vòng mỗi vôn… lại lấy số vòng mỗi vôn nhân với trị số điện áp các cấp sẽ được số vòng của cuộn dây các cấp. Phương pháp này cũng có thể dùng để đo số vòng các cuộn dây điện tử.

4 – 1 – 6

Hỏi: Làm sao phân biệt bên cao áp và bên thấp áp của biến áp hai cuộn dây bằng đồng hồ vạn năng? Bên cao áp và bên thấp áp của biến áp nhiều cuộn dây liệu có thể phân biệt được bằng phương pháp này?

Đáp: Dùng đồng hồ vạn năng đo điện trở của hai cuộn dây. Bên điện trở lớn là bên cao áp, bên điện trở nhỏ là bên thấp áp. Bởi vì dung lượng của hai cuộn dây bằng nhau, điện áp cao, số vòng sẽ nhiều, tiết diện dây dẫn sẽ nhỏ, cho nên điện trở lớn. Biến thế nhiều cuộn dây, do dung lượng của mỗi cuộn dây chưa chắc bằng nhau, cho nên cuộn dây điện áp cao tuy số vòng nhiều nhưng tiết diện của dây dẫn có thể vượt qua cuộn dây thấp áp dung lượng nhỏ hơn nó. Điện trở do độ dài và tiết diện của dây dẫn quyết định. Cho nên, biến áp nhiều cuộn dây không thể ứng dụng phương pháp này để suy đoán.

4 – 1 – 7

Hỏi: Sơ cấp và thứ cấp của biến áp nguồn điện thường thường có hai hoặc trên hai cuộn dây. Nếu mất ký hiệu đầu cùng cực tính của cuộn dây thì có thể dùng phương pháp gì để phân biệt?

Đáp: Đầu cùng cực tính của các cuộn dây biến áp, nguồn thông thường định dẫn bằng ký hiệu “*”. Nếu mất ký hiệu thì có thể dùng phương pháp thử nghiệm để phân biệt. Trước tiên nối một đầu bất kỳ của cuộn dây thấp áp với một đâu bất kỳ của cuộn dây thấp áp khác, sau đó đấu cuộn dây cao áp bất kỳ vào nguồn điện; dùng vôn kế đo điện áp hai đầu còn lại của hai cuộn dây thấp áp. Nếu điện áp đo được là tổng điện áp của hai cuộn dây thấp áp thì chứng tỏ hai đầu nối nhau đó không cùng cực tính. Nếu điện áp đo được bằng hiệu của hai đầu chứng tỏ hai đầu nối nhau đó là cùng cực tính. Phương pháp đánh giá cực tính của cuộn dây cao áp có thể dựa vào đây mà suy ra.

4 – 1 – 8

Hỏi: Kết cấu của biến áp tự ngẫu đơn giản, tiết kiệm vật liệu, tiết kiệm tiền. Nhưng tại sao trong hệ thống cung cấp điện cao áp hầu như không dùng nó?

Đáp: Cuộn dây sơ cấp, thứ cấp của biến áp tự ngẫu nối với nhau. Vì thế, kết cấu của nó đơn giản, mỗi pha chỉ có một cuộn dây, tổn hao về đồng, tổn hao về sắt cũng tương đối nhỏ, được sử dụng rộng rãi trong biến thế thấp áp cỡ nhỏ. Nhưng trong hệ thống cung cấp điện cao áp, do mỗi pha của biến áp tự ngẫu chỉ có một cuộn dây, không thể ngăn cách cao áp, thấp áp, quá áp từ mạng cao áp đưa vào truyền đến mạng thấp áp, mà khả năng bảo vệ của mạng thấp áp đối với quá áp thấp hơn nhiều so với mạng cao áp. Như vậy, khi xảy ra quá áp, thiết bị trong mạng thấp áp sẽ bị hỏng. Ngoài ra, do quan hệ điện từ đơn giản, trở kháng bản thân của biến áp tự ngẫu tương đối nhỏ, vì thế rất bất lợi đối với việc hạn chế dòng điệnngắn mạch, cho nên trong hệ thống cung cấp điện cao áp hầu như không dùng biến áp tự ngẫu.

4 – 1 – 9

Hỏi: Có hai bộ biến áp, vật liệu giống nhau, hình dáng kết cấu tương tự, trong đó độ cao của biến áp A gấp hai lần biến áp B. Dung lượng của biến áp A gấp mấy lần biến áp B?

Đáp: Hình dáng kết cấu của hai bộ biến áp tương tự, tức chiều dài, rộng, cao của biến thế A đều gấp 2 lần biến thế B. Tiết diện lõi sắt của A gấp 4 lần của B. Do vật liệu giống nhau, mật độ từ thông của hai biến áp chênh lệch nhau không đáng kể, thì từ thông của A gấp bốn lần của B. Số vòng của biến áp bằng nhau, do từ thông của A gấp 4 lần, điện áp cũng cao gấp 4 lần so với B. Đồng thời: diện tích khung cửa lõi sắt của A gấp bốn lần của B, biến áp A có thể quấn dây đồng tương đối lớn, tức diện tích tiết diện của dây đồng biến áp A gấp 4 lần B, như vậy cho phép dòng điện chạy qua cũng lớn gấp 4 lần (khi mật độ dòng điện không thay đổi). Dung lượng của biến áp là tích của điện áp với dòng điện, cho nên dung lượng của A lớn gấp 16 lần của B. Do điều kiện vận hành, làm mát khác nhau, trên thực tế sẽ có sai lệch so với trị số đó.

4 – 1 – 10

Hỏi: Chế tạo một bộ biến áp 230/115V, liệu có thể, cuộn dây bên sơ cấp chỉ dùng 2 vòng, cuộn dây bên thứ cấp chỉ dùng 1 vòng không? Tại sao?

Đáp: Số vòng của bên sơ cấp, thứ cấp của biến áp không thể chỉ xét tỉ lệ số vòng. Bởi vì điện năng bên sơ cấp thông qua từ trường truyền qua bên thứ cấp mà từ dẫn suất của lõi sắt biến áp không thể rất lớn. Nếu cuộn dây bên sơ cấp, thứ cấp là 2 vòng và 1 vòng thì tỉ lệ của biến áp tuy là 2:l, nhưng trị số điện cảm lại rất nhỏ. Lúc này, nếu đấu thông nguồn điện, do trở kháng rất nhỏ, dòng điện rất lớn, cuộn dây biến áp sẽ nhanh chóng bị cháy. Thực tế thiết kế biến áp, căn cứ vào kích thước của lõi sắt độ lớn từ dẫn suất của vật liệu để quyết định số vòng cần thiết để cảm ứng ra một thế điện động rồi mới chọn số vòng của mỗi cuộn dây.

4 – 1 – 11

Hỏi: Tại sao nhiệt độ của biến áp khi có tải nhẹ hoặc không tải sẽ rất cao?

Đáp: Nhiệt độ của biến áp tăng là do năng lượng tiêu hao khi biến áp vận hành gây nên. Biến áp khi có tải nhẹ hoặc không tải, dòng điện tương đối nhỏ, tổn hao trên chất liệu đồng có thể bỏ qua, chủ yếu là tổn hao trên chất liệu sắt. Vì tổn hao trên sắt gần như tỉ lệ thuận với bình phương của mật độ từ thông trong lõi sắt. Khi số vòng của cuộn dây sơ cấp biến áp cố định thì tổn thất trên sắt tỉ lệ thuận với bình phương điện áp sơ cấp, nên lúc này tổn thất sắt tương đối nhỏ. Khi tình hình khác thường (như sự cố điện bên trong biến áp, hệ thống làm mát mất tác dụng v.v…), nếu nhiệt độ rất cao thì có khả năng là do điện áp sơ cấp quá cao gây nên. Lúc này cần điều chỉnh công tắc phân nhánh của biến áp để tăng số vòng của cuộn dây sơ cấp. Do mật độ từ thông trong lõi sắt tỉ lệ nghịch với số vòng, cho nên tăng số vòng có thể giảm mật độ từ thông, từ đó giảm tiêu hao trên lõi sắt, giảm tăng nhiệt độ của biến áp.

4 – 1 – 12

Hỏi: Có hai biến áp, kết cấu của chúng giống nhau, nhưng lõi sắt của một biến áp có khe hở không khí đấu chúng vào cùng một nguồn điện, thì từ thông trong lõi sắt liệu có giống nhau?

Đáp: Khi đấu chúng vào cùng một nguồn điện thì từ trở cái có khe hở không khí sẽ lớn, từ trở không có khe hở sẽ nhỏ. Nhưng để sinh ra điện áp giống nhau nhằm cân bằng điện áp ngoài thì từ thế cần thiết của biến áp có từ trở lớn sẽ lớn, cho nên dòng điện kích từ cũng lớn. Ngược lại, dòng điện kích từ nhỏ. Cho nên, từ thông hầu như giống nhau. Chỗ khác nhau là dòng điện kích từ khác nhau. Do nguyên nhân này, yêu cầu đối với lõi sắt biến áp là từ trở càng nhỏ càng tốt (chủ yếu là khe hở giữa mối nối phiến thép silic càng nhỏ càng tốt). Như vậy có thể giảm nhỏ dòng điện kích từ.

4 – 1 – 13

Hỏi: Khi biến áp vận hành không tải, nếu cho thêm điện áp định mức xoay chiều vào bên sơ cấp, dòng điện không tải rất nhỏ, nếu cho điện áp một chiều cùng trị số thì cuộn dây sẽ bị cháy hỏng do dòng điện chạy qua cực lớn. Tại sao?

Đáp: Khi biến áp vận hành không tải, cho thêm điện áp định mức xoay chiều vào bên sơ cấp, từ thông do dòng điện chạy qua cuộn dây sinh ra là giao biến, sẽ sinh ra điện thế tự cảm trong cuộn dây, nó cân bằng với điện áp ngoài, cho nên dòng điện không tải rất nhỏ. Nếu cho thêm điện áp một chiều có cùng trị số thì do từ thông mà dòng điện của cuộn dây sinh ra là cố định, không thể sinh ra điện thế cảm ứng. Điện áp một chiều lớn như vậy trực tiếp đưa đến cuộn dây vốn có điện trở rất nhỏ, tất sẽ dẫn đến dòng điện chạy qua cuộn dây rất lớn, gây cháy hỏng.

4 – 1 – 14

Hỏi: Khi điện áp đầu vào của biến áp lớn hơn điện áp định mức quá nhiều thì sẽ ảnh hưởng thế nào đối với biến áp?

Đáp: Nói chung, mật độ từ thông của biến áp khi ở định mức đã tương đối cao, lõi sắt đã có xu hướng bão hòa, nếu điện áp đầu vào lại lớn hơn điện áp định mức quá nhiều sẽ dẫn tới lõi sắt bão hòa quá mức, đến mức dạng sóng điện áp đưa ra biến đổi lớn, khiến nó phải chứa phân lượng sóng hài rất lớn, gây nên trị số biên độ điện áp đưa ra tăng lên, dể làm hỏng cách điện của cuộn dây. Đồng thời, mật độ từ thông tăng cao, khiến tiêu hao trên sắt tăng, dòng điện không tải cũng tăng lên tương ứng, làm nóng biến áp, ảnh hưởng hệ số công suất của mạng điện. Vì thế, điện áp đầu vào của biến áp nói chung không được vượt quá 5% điện áp định mức.

4 – 1 – 15

Hỏi: Hai máy biến áp động lực có dung lượng, điện áp, tỉ lệ biến áp, kiểu loại đều giống nhau, tần số mỗi cái là 50Hz và 25Hz. Kích thước máy nào lớn?

Đáp Điện thế cảm ứng của biến áp tỉ lệ thuận với từ thông thay đổi, tần số  và số vòng của cuộn dây. Nếu điện thế cảm ứng là trị số cố định, thì khi tần số  giảm phải tăng từ thông, tức phải có lõi sắt tương đối lớn. Vì thế, kích thước máy biến áp tần số 25Hz lớn hơn.

4 – 1 – 16

Hỏi: Trong hệ thống phân phối điện hệ 4 dây ba pha, sử dụng một máy biến  áp ba pha hay sử dụng ba máy biến áp một pha thì tốt? Tại sao?

Đáp: Ba biến áp một pha mắc song song, sử dụng như một máy biến áp ba  pha (phương pháp mắc Y/Yo – 12) không tốt bằng một biến áp ba pha. Bởi vì ba lần  từ thông sóng hài sử dụng của trường hợp trước tương đối nghiêm trọng, do đó khiến dạng sóng điện áp không còn là sóng sin nữa. Trị số lớn nhất của nó có thể lên tới 50 ~ 60%, còn trong biến áp ba pha, ảnh hưởng của sóng hài ba lần rất nhỏ, nó có thể bảo đảm dạng sóng điện áp gần như sóng sin. Ngoài ra, khi phụ tải ba pha không cân bằng đặc biệt khi chỉ có phụ tải một pha, trong nhóm biến áp do ba biến áp một pha đấu lại với nhau sẽ sinh ra dịch chuyển điểm giữa điện áp nghiêm trọng, khiến điện áp pha của 2 pha phụ tải nhỏ bị nâng cao rõ rệt, gây nguy hiểm, còn trong biến áp ba pha sẽ không nghiêm trọng như vậy.

4 – 1 – 17

Hỏi: Dùng vôn kế xoay chiều thông thường xác định cực tính của máy biến áp  ba pha, dung lượng nhỏ, mang điện như thể hiện ở hình 4 – 1 – 17. Cho điện áp lên  nhóm cuộn dây AX, phát hiện: (l) UBY > UCZ; (2) tổng trị số đo cùng lúc của UBY và  UCZ lớn hơn tổng trị số khi đo riêng. Tại sao?

Đáp: Do mạch từ không đối xứng, từ trở thông qua mạch về cuộn dây AX và cuộn dây BY nhỏ hơn từ trở thông qua mạng về nhóm cuộn dây AX và nhóm cuộn dây CZ từ thông lõi sắt nhóm cuộn dây BY nhiều, điện thế cảm ứng lớn, từ thông qua lõi sắt nhóm cuộn dây CZ nhỏ, điện thế cảm ứng nhỏ, cho nên UBY > UCZ.

Khi dùng vôn kế xoay chiều bình thường đo điện áp nhóm cuộn dây BY hoặc CZ, dòng điện chạy qua mạch kim đồng hồ sẽ sinh ra một phản từ thế trong nhóm cuộn dây BY hoặc XZ, khiến từ thông của mạch này giảm, từ thông của lõi sắt nhóm cuộn dây hở mạch tăng nhiều. Nhưng khi cùng lúc đo điện áp của BY và CZ thì hiện tượng chuyển dịch của từ thông này tương đối nhỏ. Cho nên, tổng trị số đo cùng lúc của UBY, UCZ lớn hơn tổng trị số khi đo riêng.

4 – 1 – 18

Hỏi: Trong biến áp vỏ sắt ba pha, chiều quấn của cuộn dây pha giữa tại sao    phải ngược chiều với hai cuộn dây pha hai bên?

Đáp: Để giảm thiểu từ thông hợp thành fx trong gông sắt giữa các pha, chiều quấn cuộn dây một pha giữa (pha B) phải ngược chiều quấn của hai pha kia, hoặc khi chiều quấn của ba pha giống nhau thì phải đánh dấu đầu đầu và đầu cuối của một cuộn dây pha giữa ngược nhau.

Hình (a) thể hiện khi chiều quấn của cuộn dây pha B ngược pha thì đồ thị véctơ lúc này của chiều từ thông trong lõi sắt như thể hiện ở hình (b), từ thông hợp thành trong gông sắt ngang giữa các pha  . Nếu chiều quấn giống nhau thì đồ thị véctơ như thể hiện ớ hình (c), . Rõ ràng, khi chiều quấn giống nhau, thì từ thông hợp thành chạy qua trong gông sắt ngang giữa các pha sẽ lớn hơn khi quấn ngược chiều (0.866 – 0.5)fA= 0.366fA. Lúc này, tổn thất sắt tăng lên, đặc tính của biến áp trở nên kém.

4 – 1 – 19

Hỏi: Biến thế là thiết bị điện tĩnh, nhưng trong vận hành đều sinh ra tiếng kêu ong ong. Tại sao?

Đáp: Khi cuộn dây biến áp đấu vào dòng điện 50Hz thì trong lõi sắt cũng sẽ sinh ra từ thông 50Hz. Do sự thay đổi của từ thông, khiến phiến thép silic của lõi sắt cũng xảy ra chấn động tương ứng, cho dù kẹp rất chặt, cũng sẽ sinh ra tiếng kêu ong ong rung động 50Hz/giây. Nhưng chỉ cần tiếng kêu này không trầm trọng thêm, cũng không có tạp âm gì khác thì đều là hiện tượng bình thường.

4 – 1 – 20

Hỏi: Bên sơ cấp của máy biến áp đèn đường gồm hai nhóm cuộn dây giống nhau mắc nối tiếp (như hình 4 – 1 – 20) nếu lần lượt đấu với điện áp 110V thì dòng điện không tải Io đều là 1 ampe. Nếu mắc nối tiếp hai cuộn dây rồi đặt vào điện áp 220V thì dòng điện không tải Io phải là bao nhiêu?

Đáp: Hai cuộn dây sau khi mắc nối tiếp rồi đấu với điện áp 220V so với khi lần lượt đấu với điện áp 110V thì điện áp U tăng gấp đôi, số vòng W bên sơ cấp cũng tăng gấp đôi, f bằng nhau (đều là 50Hz). Do điện áp của bộ biến áp U = 4.44fW , cho nên trong hai tình huống trên thì từ thông chính  trong lõi sắt biến áp bằng nhau. Vậy là, từ thế khi hai cuộn dây mắc nối tiếp rồi đấu vào điện áp 220V bằng với từ thế khi một cuộn dây đấu riêng vào điện áp 110V, tức I’o.2Wl = Io.Wl (Wl là số vòng của một cuộn dây), thì I’o = Io, do Io = 1 ampe, nên I’o là 0.5 ampe.

4 – 1 – 21

Hỏi: Có một máy biến áp đặc biệt, khi cuộn dây giữa đấu với nguồn điện, thì   hai cuộn dây bên cạnh có điện áp cảm ứng, giờ đây, nếu cho cuộn dây bên trái ngắn   mạch có thể sinh ra dòng điệnngắn mạch rất lớn không? Điện áp cảm ứng của cuộn dây bên phải có thay đổi không?

Đáp: Trong cuộn dây ngắn mạch bên trái sẽ không có dùng điện ngắn mạch   rất lớn, vì lúc này chỉ có rất ít từ thông đấu được lõi sắt bên trái (có thể tưởng tượng rằng cuộn dây ngắn mạch bên trái có phản tác dụng đối với từ thông, khiến từ thông giảm), đo đó điện áp cảm ứng không cao, dòng điệnngắn mạch cũng không lớn. Đồng thời, phần lớn từ thông đều đến lõi sắt bên phải. Vì thế, khiến điện áp cảm ứng trong cuộn đây bên phải tăng cao.

4 – 1 – 22

Hỏi:Dòng điệnngắn mạch giữa 0 và 1 của biến áp như hình 4 – 1 – 22 là lớn    nhất, còn dòng điệnngắn mạch giữa 0 và 3 nhỏ nhất, tại sao?

Đáp: Do trở kháng ngoài khi biến áp ngắn mạch là 0, dòng điệnngắn mạch quyết định bởi trở kháng trong của biến áp. Trong đó, điên kháng tỉ lệ thuận với bình phương số vòng, điện trở tỉ lệ thuận với số vòng, còn điện áp thứ cấp của biến áp tỉ lệ thuận với số vòng. Do đó, khi số vòng tăng lên, điện áp tăng lên không nhanh bằng sự tăng lên của trở kháng trong, cho nên dòng điệnngắn mạch giữa 0 – 3, ngược lại nhỏ hơn giữa 0 – 1.

https://dienhathe.com


Điện Hạ Thế


Hotline: 0907 764 966 (Zalo) - Ms Nhung

email: info@dienhathe.com

Website: www.dienhathe.org

Điện Hạ Thế.com phân phối các sản phẩm thiết bị Điện Công Nghiệp, Biến Tần, Khởi Động Mềm,Phụ kiện tủ điện, dây cáp điện, ATS-Bộ Chuyển Nguồn Tự Động,Điện Dân Dụng,Tụ Bù, cuộn kháng, bộ điều khiển và các loại thiết bị tự động.:

Download Catalog sản phẩm, bảng giá thiết bị Điện Công Nghiệp tại : http://dienhathe.info

Related Posts:

he-thong-dien-dienhathe

1500 Câu hỏi Nghành Điện | 20 – 4 Linh tinh

  20 – 4 – 1 Hỏi: Tại sao điểm...

he-thong-dien-dienhathe

1500 Câu hỏi Nghành Điện | 15 – 4 Nguồn điện thao tác

  15 – 4 – 1 Hỏi: Tại sao nguồn...

he-thong-dien-dienhathe

1500 Câu hỏi Nghành Điện | 18 – 3 Đồng hồ vạn năng

  18 – 3 – 1 Hỏi: Tại sao trong...