Máy biến điện áp là một loại khí cụ quan trọng dùng để truyền năng lượng hoặc tín hiệu điện xoay chiều ở cấp điện áp này thành tín hiệu điện xoay chiều ở cấp điện áp khác, với tần số không thay đổi. Tìm hiểu mấy biến điện áp là gì? Cấu tạo vào nguyên lý hoạt động của máy biến điện áp.
Máy biến điện áp là gì?
Máy biến điện áp trong tiếng Anh được gọi là voltage transformer (VT) hoặc potential transformer (PT) hay còn được gọi là máy biến áp. máy biến thế.…Đây là thiết bị điện từ tĩnh, làm việc dựa trên nguyên lý cảm ứng điện từ, dùng để biến đổi hệ thống điện áp với tần số không đổi.
Việc biến đổi điện áp này chỉ thực hiện được khi dòng điện là xoay chiều hoặc dòng điện biến đổi xung.
Máy biến áp được sử dụng trong hệ thống truyền tải và phân phối điện năng, ngoài ra máy biến áp cũng được dùng cho một số yêu cầu khác như nối mạch chỉnh lưu, làm nguồn cấp điện cho lò điện, máy hàn, máy thử nghiệm,…
Máy biến áp có hai hay nhiều dây quấn đặt chung trên một mạch từ, các dây quấn có thể nối điện hoặc không nối điện với nhau, khi chúng nối điện với nhau ta gọi là máy biến áp tự ngẫu.
Cấu tạo chung của máy biến áp
Mọi máy biến áp đều có cấu tạo chung gồm 3 thành phần chính: lõi thép, dây quấn và vỏ máy.
1. Lõi thép (mạch từ)
Lõi thép dùng để dẫn từ thông, được chế tạo từ các vật liệu dẫn từ tốt. Được ghép từ các lá thép kỹ thuật điện thành mạch vòng khép kín, các lá thép mỏng mặt ngoài có sơn cách điện với bề dày từ 0,3-0,5mm.
Lõi thép gồm 2 phần gồm Trụ và Công, trong đó Trụ là phần để đặt dây quấn còn Gông là phần nối liền giữa các trụ để tạo thành mạch từ kín.
2. Dây quấn
Dây quấn có nhiệm vụ nhận năng lượng vào và truyền năng lượng ra.
Dây quấn thường được làm bằng dây nhôm hoặc đồng, tiết diện hình tròn hoặc chữ nhật, bên ngoài có bọc cách điện. Dây quấn gồm nhiều vòng dây và lồng vào trụ thép mà giữa các vòng dây, giữa các dây quấn và giữa dây quấn với lõi ép đều có cách điện. Máy biến áp thường có hai hoặc nhiều dây quấn và số vòng dây của các cuộn là khác nhau, tùy thuộc vào nhiệm vụ của máy biến áp.
Dây quấn gồm 2 loại: sơ cấp và thứ cấp, trong đó:
- Dây quấn sơ cấp là dây quấn nhận năng lượng từ lưới.
- Dây quấn thứ cấp là dây quấn cung cấp năng lượng cho phụ tải.
Số vòng dây của cuộn sơ cấp và thứ cấp là khác nhau. Máy biến điện áp hạ thế có số vòng dây cuộn sơ cấp nhiều hơn số vòng dây cuộn thứ cấp còn máy biến áp tăng thế thì có số vòng dây cuộn sơ cấp nhỏ hơn số vòng dây cuộn thứ cấp.
Ở phương diện khác, dây quấn có thể được phân biệt là dây quấn cao áp và dây quấn hạ áp, trong đó:
- Dây quấn cao áp là dây quấn có điện áp cao.
- Dây quấn hạ áp là dây quấn có điện áp thấp hơn.
Xét về mặt cấu tạo, dây quấn được chia thành 2 loại: dây quấn đồng tâm và dây quấn xen kẽ:
- Dây quấn đồng tâm: có tiết diện ngang là những vòng tròn đồng tâm, với những kiểu dây quấn chính:
- Dây quấn hình trụ, dùng cho cả dây quấn hạ áp và cao áp.
- Dây quấn hình xoắn, dùng cho dây quấn hạ áp có nhiều sợi chập.
- Dây quấn xen kẽ: các bánh dây cao áp và hạ áp lần lượt xen kẽ nhau dọc theo trụ ghép.
3. Vỏ máy
Tùy vào từng loại máy biến điện áp mà vỏ máy biến áp được làm bằng các chất liệu khác nhau. Chúng thường được làm từ nhựa, gỗ, thép, gang hoặc tôn mỏng, có công dụng để bảo vệ các phần tử của máy biến áp ở bên trong nó là nắp thùng và thùng.
Nắp thùng là bộ phận được dùng để đậy trên thùng và trên đó có các bộ phận quan trọng:
- Bình dãn dầu (bình dầu phụ) có ống thủy tinh để xem mức dầu.
- Sứ ra (cách điện) của dây quấn cao áp và dây quấn hạ áp.
- Lỗ nhỏ đặt nhiệt kế.
- Bộ truyền động cầu dao đổi nối các đầu điều chỉnh điện áp của dây quấn cao áp.
- Ống bảo hiểm làm bằng thép, hình trụ nghiêng, một đầu nối với thùng, một đầu bịt bằng một đĩa thủy tinh. Nếu áp suất trong thùng tăng lên đột ngột, đĩa thủy tinh sẽ vỡ, dầu theo đó thoát ra ngoài để máy biến áp không bị hỏng.
- Rơ le hơi dùng để bảo vệ máy biến áp.
Nguyên lý làm việc của máy biến áp
Máy biến áp hoạt động tuân theo 2 hiện tượng vật lý:
- Dòng điện chạy qua dây dẫn tạo ra từ trường.
- Sự biến thiên từ thông trong cuộn dây tạo ra một hiệu điện thế cảm ứng, còn gọi là hiện tượng cảm ứng điện từ.
Cuộn dây N1 và cuộn dây N2 được quấn trên lõi thép khép kín. Đặt một điện áp xoay chiều U1 vào cuộn dây N1, trên cuộn dây này sẽ xuất hiện dòng điện I1 chạy trong dây dẫn, đồng thời trong dây dẫn sẽ xuất hiện từ thông móc vòng cho cả hai cuộn N1 và N2. Cuộn dây N2 được nối với tải thì trên cuộn N2 sẽ xuất hiện dòng điện I2 với điện áp U2. Như vậy, năng lượng của dòng điện xoay chiều đã được chuyển từ dây quấn 1 sang dây quấn 2.
Trên đây là bài viết giới thiệu nhưng thông tin cơ bản về máy biến áp là gì? Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của máy biến áp. Hi vọng bài viết sẽ giúp mọi người hiểu rõ về máy biến áp và hỗ trợ hoàn thành tốt công việc.
>>> Tham khảo Các loại thiết bị đóng cắt hạ thế
