Công suất định mức của máy biến áp là lượng dòng điện mà máy có thể chuyển đổi sang tải phía sau nó. Máy biến áp chỉ có chức năng truyền tải và phân phối điện năng. Nó không phải là thiết bị biến đổi điện năng như động cơ điện nên định mức của máy biến áp được tính bằng kVA thay vì kW. Trong truyền tải, công suất máy gồm hai thành phần: công suất phản kháng kVA và công suất tác dụng kW.
Công suất máy biến áp là chỉ tiêu kỹ thuật đảm bảo chế độ hoạt động lâu dài của thiết bị. Đồng thời lựa chọn máy phù hợp với yêu cầu phụ tải, tránh lãng phí không cần thiết. Bài viết này thảo luận về công suất định mức của máy biến áp. Tìm hiểu với GECC nhé !
1. Công suất định mức máy biến áp
Sau khi được sản xuất, máy biến áp thường hoạt động liên tục trong thời gian dài, thường là từ 17 đến 20 năm trở lên. Nhà sản xuất cho rằng máy có thể hoạt động mà không gặp vấn đề gì trong thời gian dài, cái gọi là chế độ danh nghĩa. Công suất cơ học tương ứng với chế độ này sau đó là công suất định mức tương ứng với công suất này. Và các thông số kỹ thuật như điện áp U, dòng điện I và tần số f được đánh giá.
Công suất định mức là tổng công suất (biểu kiến) do nhà sản xuất quy định trong hồ sơ máy.
Máy biến áp này có thể được tải vĩnh viễn ở điện áp định mức U, tần số định mức f. Điều kiện làm mát (giá trị định mức S = S) và tuổi thọ của máy biến áp là khoảng 20 năm.
- Đối với máy biến áp một pha và máy biến áp hai pha. Công suất định mức là công suất của cuộn dây và công suất tổng trên mỗi cuộn dây.
- Nhà chế tạo quy định đặc tính của máy biến áp ba pha như sau: 100/100/100 là loại mà công suất của mỗi cuộn dây bằng công suất định mức. 100/100/66.7 là loại mà công suất 2 cuộn dây bằng công suất định mức và công suất 2 cuộn dây thứ 3 bằng 66,7% công suất định mức.
- Đối với máy biến áp tự ngẫu, định mức công suất của các đầu nối sơ cấp hoặc thứ cấp tự động có liên quan. Sức mạnh này còn được gọi là từ thông.
2. Công thức tính công suất định mức máy biến áp
Được biết, công suất của máy có đơn vị là kVA.
Tổng công suất phản kháng và công suất tác dụng là tổng công suất. Máy biến áp chủ yếu sử dụng công suất phản kháng để biến đổi điện áp có công thức S = U.I đối với máy một pha và S = U.I đối với máy ba pha.
- Công suất tác dụng được tính theo công thức P = UIcosϕ (kW).
- Công suất phản kháng, được tính theo công thức Q = UIsinϕ (kVA)
Trong trường hợp này, công suất thực của máy bao gồm cả công suất tiêu hao của máy. Và được cho bởi công thức:
- 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 – đơn vị hiện tại A (ampe)
- ϕ là độ lệch pha giữa dòng điện và điện áp của hộ tiêu thụ hiện tại.
- Cosϕ – hệ số công suất
3. Tầm quan trọng của hệ số công suất máy và hiệu suất truyền năng lượng
Khi máy biến áp làm việc, nó nhận năng lượng (công suất thực) từ lưới điện P1. Qua quá trình chuyển tiếp + tổn thất sắt, đồng… Còn lại là công suất mà P2 cấp cho tải.
- Hiệu quả = P2 / (P2 + tổng thiệt hại)
- Nếu P2 = S.cosϕ (S = P – công suất tác dụng + Q – công suất phản kháng)
Công suất phản kháng Q của máy biến áp không có ích gì. Nhưng nó cần thiết cho việc chuyển đổi công suất của máy biến áp theo đơn vị VAR hoặc kVAr. Công suất phản kháng Q (kVAr) có nhiệm vụ từ hóa lõi thép trong máy để truyền tải điện năng từ phía sơ cấp sang phía thứ cấp. Công suất phản kháng được áp dụng là công suất phản kháng Q. Do đó để tăng điện dung tổng của máy biến áp ta cần tăng hệ số cosϕ lên xấp xỉ =1. Điều này làm tăng hiệu suất của máy.
4. Chế độ hoạt động của máy biến áp
Khi máy biến áp được tải, điện áp thứ cấp thay đổi do dòng điện tải thay đổi. Và nguồn cung cấp thay đổi. Máy có thể hoạt động ở ba chế độ: quá tải, tải định mức, tải thấp.
Hai trường hợp, máy quá tải và quá tải, đều ảnh hưởng đến hoạt động của máy biến áp. Hệ số cosφ càng nhỏ ở chế độ có tải hoặc không tải. Do đó, không nên để máy biến áp chạy không tải hoặc quá tải trong quá trình vận hành. Vì hệ số cosϕ quá nhỏ sẽ ảnh hưởng xấu đến lưới điện.
Nếu để máy quá tải trong thời gian dài, máy sẽ nóng lên. Điều này ảnh hưởng đến cách điện của thiết bị và máy biến áp. Theo quy định, sự thay đổi 5% điện áp danh định của điện áp lưới cũng được coi là điện áp danh định.
