Công suất máy biến áp là gì ?

Công suất máy biến áp chính là dung lượng điện năng mà máy có thể biến đổi được cho phụ tải phía sau nó. Do máy biến áp (máy biến thế) chỉ có chức năng truyền tải và phân phối điện năng không phải thiết bị chuyển đổi năng lượng như động cơ điện nên công suất của máy biến áp có đơn vị là kVA chứ không phải kW. Khi truyền tải điện năng công suất của máy có 2 thành phần đó là: công suất phản kháng kVA và công suất tác dụng kW.

Công suất máy chính là chỉ số kỹ thuật để dựa vào đó mà lựa chọn máy phù hợp với yêu cầu phụ tải tránh gây lãng phí không cần thiết mà vẫn đảm bảo được các chế độ làm việc lâu dài của máy. Bài viết này trình bày tiết về công suất của máy biến áp, quý độc giả hãy cùng chúng tôi tìm hiểu nhé.

Công suất định mức của máy biến áp.

Khi máy biến thế được sản xuất ra hoạt động với chế độ liên tục và trong thời gian dài thường từ 17 đến trên 20 năm. Vì vậy các nhà sản xuất tính toán máy để máy hoạt động với chế độ lâu dài mà không gây sự cố đó là chế độ định mức. Khi đó công suất máy tương ứng với chế độ đó là công suất định mức (S= Sđm), tương ứng với công suất đó thì các thông số kỹ thuật như điện áp U, dòng điện I, tần số f là định mức.

Công suất định mức là công suất toàn phần (biểu kiến) được nhà máy chế tạo qui định trong lý lịch máy. Máy biến áp có thể tải được liên tục công suất này (S = Sđm) khi điện áp là Uđm, tần số fđm và điều kiện làm mát là định mức và khi đó tuổi thọ của MBA sẽ bằng định mức khoảng 20 năm.

1.Với máy 1 pha và hai pha thì công suất định mức chính là công suất của cuộn dây, và công suất tổng mỗi cuộn dây.

2.Với công suất máy biến áp 3 pha thì người chế tạo theo các loại:

• 100/100/100 là loại có công suất của mỗi cuộn dây đều bằng công suất định mức.
• 100/100/66,7 là loại có công suất của hai cuộn dây bằng công suất định mức và công suất của cuộn thứ ba bằng 66,7% công suất định mức.

3.Đối với máy biến áp tự ngẫu thì công suất định mức là công suất của một trong hai đầu sơ hoặc thứ cấp mà hai đầu này có liên hệ tự ngẫu với nhau, công suất này còn gọi là công suất xuyên.

Công thức tính toán công suất máy biến áp:

Như đã biết công suất của máy có đơn là là kVA: tổng công suất phản kháng và công suất tác dụng chính là công suất toàn phần. Mà máy biến áp chủ yếu dùng công suất phản kháng để chuyển đổi điện áp có công thức S = U.I với máy 1 pha và S = U.I với máy 3 pha.

• Công suất tác dụng được tính bằng công thức P = mobitool.netϕ (kW)
• Công suất phản kháng, tính bằng công thức Q = mobitool.netϕ (kVA)

Khi đó công suất thực tế của máy gồm cả công suất tổn hao của máy và có công thức là:

P = S.cosϕ

Trong đó:

• S = U.I
• P – đơn vị W hoặc KW
• S – đơn vị VA hoặc KVA
• U – hiệu điện thế đơn vị V (Vôn)
• I – cường độ dòng điện đơn vị A (ampe)

ϕ là góc lệch pha giữa dòng điện và điện áp qua thiết bị tiêu thụ điện

Cosϕ – gọi là hệ số công suất.

Ý nghĩa của hệ số công suất và hiệu suất truyền năng lượng của máy

Khi máy biến áp làm việc, máy sẽ nhận năng lượng (công suất tác dụng) từ lưới P1. Qua quá trình biến đổi + tổn hao sắt, đồng … Phần còn lại là công suất P2 cung cấp cho tải.

• Hiệu suất Ƞ = P2/ ( P2 + tổng tổn hao)

Với P2 = S.cosϕ ( S = P – công suất tác dụng + Q – công suất phản kháng)

Công suất phản kháng máy biến áp Q tuy không sinh ra công hữu ích nhưng lại cần thiết cho quá trình biến đổi năng lượng của máy biến áp có đơn vị VAR hoặc kVAr. Công suất phản kháng Q (kVAr) có nhiệm vụ từ hóa lõi thép trong máy để truyền công suất từ sơ cấp sang thứ cấp. Công suất phản kháng Q được coi là công suất vô công. Chính vì vậy để nâng cao công suất toàn phần máy biến áp thì ta phải nâng cao hệ số cosϕ sao cho sấp sỉ = 1. Như vậy ta sẽ nâng cao hiệu quả hoạt động cho máy.

Các chế độ làm việc của máy biến áp

Khi máy biến thế có tải thì sự thay đổi về dòng điện tải và thay đổi về nguồn điện sẽ kéo theo sự thay đổi về điện áp thứ cấp dẫn đến máy làm việc trên 3 chế độ: đó là quá tải, định mức và non tải.

Trong hai trường hợp máy chạy non tải hoặc quá tải đều ảnh hưởng không tốt đến hoạt động máy biến áp. Ở chế độ non tải hoặc không tải làm cho hệ số cosϕ nhỏ vì vậy trong quá trình vận hành tránh để máy biến áp chạy không tải hoặc quá non tải vì hệ số cosϕ quá nhỏ sẽ ảnh hưởng xấu tới lưới điện.

Với trường hợp máy chạy quá tải lâu sẽ gây phát nóng máy ảnh hưởng thiết bị và cách điện máy biến áp. Theo quy định thì khi điện áp lưới thay đổi 5% điện áp định mức cũng được coi là định mức.

Nhằm giúp doanh nghiệp lựa chọn máy biến áp tối ưu hơn cho dự án của mình chúng tôi cung cấp tiêu chuẩn quy định quốc gia về dãy công suất danh định máy biến áp. Những cấp công suất của máy theo TCVN 6306-1:2006 hay IEC 60076-1:2000 để độc giả tham khảo. Nếu quý vị có nhu cầu thiết kế theo tiêu chuẩn riêng có thể liên hệ với chúng tôi để được hỗ trợ tốt nhất.

Xem thêm:Giải đáp thắc mắc về Máy biến áp

>>>>>>>> Lựa chọn máy biến áp, Trạm biến áp hiệu quả

Dãy Công suất danh định Máy Biến áp 3 pha

Hiện trạng và xu hướng Hiện nay, việc chọn dãy công suất danh định máy biến áp còn chưa thống nhất giữa tiêu chuẩn quốc gia, các quy định của các cơ quan quản lý nhà nước và các đơn vị trong Tập đoàn Điện lực Việt Nam, dẫn đến có nhiều cấp công suất quá gần nhau không cần thiết hoặc quá xa không hợp lý. Bảng sau so sánh dãy trị số công suất danh định đề nghị của các qui định còn hiệu lực của các dãy công suất từ 100 – 1000kVA:

STT QĐ 1094/EVN-ĐL 2-4 của Cty ĐL2 QĐKT.ĐNT-2006 của Bộ CN TCVN 1984:1994; TCVN 6306 -1:2006;

IEC 60076 -1:2000(dãy R10)

Ghi chú 1 100 100 100 2 160 160 125 3 180 200 160 4 250 250 200 5 320 400 250 6 400 315 315(320) 7 560 400 8 630 500 9 750 630 10 800 800 11 1000 1000

Theo bảng trên, nhiều qui định cấp công suất quá gần nhau không cần thiết, ví dụ: 160 và 180kVA; 750 và 800kVA… hoặc các cấp công suất liền kề quá xa không hợp lý, ví dụ: 100 và 160kVA; 400 và 560kVA… Đối với các trường hợp công suất quá gần thì sự bất tiện về dự phòng, đối với trường hợp các cấp gần nhau quá xa như 100 và 160kVA, 160 và 250 kVA… nhiều trường hợp phải sử dụng tổ 3 máy 1 pha như: 3×37,5; 3×50 hoặc 3×75 kVA. Hiện nay, quá trình toàn cầu hóa đã khiến việc chọn dãy công suất không còn dựa theo qui mô lưới điện quốc gia nữa, các tiêu chuẩn quốc gia cũng theo xu hướng sử dụng tiêu chuẩn quốc tế. Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 6306-1:2006 về “Máy biến áp điện lực – Qui định chung” cũng hoàn toàn tương đương với IEC 60076-1:2000. So sánh các dãy công suất Về mặt lý thuyết thì khi tỷ số giữa các cấp công suất gần nhau trong dãy bằng nhau là tốt nhất. Do đó, giá trị lý tưởng trong trường hợp có 10 cấp công suất từ 100 đến 1000 kVA sẽ là: Si = Si-1 . 101/10

Ta thử so sánh các cấp công suất từ 100 đến 1000 kVA của 2 dãy công suất theo quyết định 1094/EVN-ĐL2-4, TCVN 6306-1:2006 và dãy số lý tưởng theo bảng sau:

STT QĐ 1094/EVN-ĐL 2-4 TCVN 6306-1:2006(IEC 60076-1:2000) Dãy số lý tưởng

Si=Si-1.101/10

Si Ki=Si/Si-1 Si Ki=Si/Si-1 Si Ki=Si/Si-1 1 100 100 100 1.26 2 160 1.60 125 1.25 125.89 1.26 3 180 1.13 160 1.28 158.49 1.26 4 250 1.39 200 1.25 199.53 1.26 5 320 1.28 250 1.25 251.19 1.26 6 400 1.25 315 1.26 316.23 1.26 7 560 1.40 400 1.27 398.11 1.26 8 630 1.13 500 1.25 501.19 1.26 9 750 1.19 630 1.26 630.96 1.26 10 800 1.07 800 1.27 794.33 1.26 11 1000 1.25 1000 1.25 1000.00 1.26 Ki max 1.6 1.28 1.26 Ki min 1.07 1.25 1.26 Ki tb 1.27 1.26 1.26

Ta thấy rằng dãy công suất theo TCVN 6306-1:2006 và IEC 60076-1:2000 được chọn dựa trên dãy R10 là hợp lý hơn về mặt kinh tế kỹ thuật. Tuy nhiên, nó cũng có nhược điểm là nhiều cấp công suất hiện nay ít hoặc không có trên thị trường. Đề xuất 1. Chọn dãy công suất máy biến áp theo TCVN 6306-1:2006: So sánh các dãy công suất theo các văn bản (qui định hoặc gợi ý) hiện hành thì TCVN 6306-1:2006 có ưu điểm vì nó dựa trên cơ sở phân bố các cấp công suất rất gần với giá trị lý tưởng như đã phân tích trên. Cụ thể chọn theo dãy R10: … 63, 80, 100, 125, 160, 200, 250, 315(320), 400, 500, 630, 800, 1000, 1250, 1600, 2000, 2500, 3150… 2. Bổ sung các cấp công suất “lạ” vào dãy công suất ưu tiên: Đưa các cấp công suất hiện nay chưa được phổ biến như 63, 80, 125, 200, 500 kVA. Hiện nay, các cấp công suất này ít được sử dụng là do không được khuyến khích trong các qui định của các Công ty điện lực dẫn đến các nhà sản xuất không sản xuất, các đơn vị thiết kế vì thế cũng không sử dụng trong các thiết kế của họ. Khi ta đưa nó vào dãy công suất ưu tiên thì “có cầu sẽ dẫn đến có cung”. 3. Hạn chế dần các cấp công suất ngoài dãy ưu tiên: Không tiếp tục mua, không đưa vào các thiết kế mới các MBA công suất ngoài dãy khuyến khích như: 75; 180; 560; 750; 1500… để dần dần tiến đến chỉ sử dụng các cấp công suất trong dãy R10.

Hãy like hoặc chia sẻ bài viết nếu thấy hữu ích bạn nhé !