Các chế độ làm việc của máy biến áp

Trong quá trình làm việc máy biến áp có 3 chế độ làm việc là không tải, ngắn mạch và có tải.

Thông qua các thí nghiệm không tải và ngắn mạch, ta có thể xác định được các tổn hao của máy biến áp.

1. Chế độ không tải

Chế độ không tải là chế độ mà thứ cấp hở mạch (I2 = 0), sơ cấp được cung cấp một điện áp (U1 =U1đm ).

Hình 1. Sơ đồ tương đương MBA ở chế độ không tải

1.1. Các đặc điểm của chế độ không tải

Không nên cho MBA làm việc ở chế độ không tải hay non tải, vì lúc này hệ số công suất rất thấp, nó sẽ làm xấu hệ số công suất của lưới điện.

1.2. Thí nghiệm không tải

Mục đích của thí nghiệm không tải nhằm xác định hệ số biến áp k, tổn hao sắt từ trong lõi thép Pfe, và các thông số của MBA ở chế độ không tải.

Hình 2. Sơ đồ thí nghiệm không tải

Từ sơ đồ thí nghiệm của MBA ở chế độ không tải ta có các chỉ số từ các dụng cụ đo: I0, P0, U1, U20.

2. Chế độ ngắn mạch

Chế độ ngắn mạch là chế độ mà thứ cấp ngắn mạch (U2 = 0), sơ cấp được cung cấp một điện áp (U1 =U1đm ).

Trong vận hành, do nhiều nguyên nhân làm máy biến áp bị ngắn mạch như hai dây dẫn điện ở phía thứ cấp chập vào nhau, rơi xuống đất, v.v

Hình 3. Sơ đồ tương đương MBA ở chế độ ngắn mạch

2.1. Các đặc điểm của chế độ ngắn mạch

Vì tổng trở ngắn mạch rất nhỏ cho nên dòng điện ngắn mạch thường lớn bằng (10 ~ 25)Iđm, nguy hiểm đối với MBA và ảnh hưởng đến các tải dùng điện. Do đó, cần tránh tình trạng ngắn mạch khi sử dụng MBA.

2.2. Thí nghiệm ngắn mạch

Mực đích của thí nghiệm ngắn mạch dùng để xác định tổng tổn hao đồng trên dây quấn Pcu1, Pcu2, và các thông số của MBA ở chế độ ngắn mạch.

Hình 4. Sơ đồ thí nghiệm ngắn mạch

Từ sơ đồ thí nghiệm của MBA ở chế độ ngắn mạch ta có các chỉ số từ các dụng cụ đo: Un, Pn, I1đm, I2đm.

3. Chế độ mang tải

Chế độ có tải là chế độ trong đó dây quấn sơ cấp nối vào nguồn điện áp định mức, dây quấn thứ cấp nối với tải.

Hình 5. Sơ đồ tương đương MBA khi mang tải

Để đánh giá mức độ tải, người ta đưa ra hệ số tải kt.

3.1. Độ biến thiên điện áp thứ cấp theo tải

Máy biến áp có tải, sự thay đổi tải gây nên sự thay đổi điện áp thứ cấp U2. Khi điện áp sơ cấp định mức, độ biến thiên điện áp thứ cấp được tính như sau:

3.2. Tổn hao trong máy biến áp

Khi MBA làm việc sẽ có các tổn hao sau:
Đối với máy biến áp công suất trung bình và lớn, hiệu suất cực đại khi hệ số tải kt = 0,5 ~ 0,7.