Máy biến áp tự ngẫu, nguyên lý làm việc, ưu nhược điểm?

Máy biến áp tự ngẫu là gì?

Máy biến áp tự ngẫu dùng để biến đổi điện năng từ cấp điện áp này sang cấp điện áp khác cho phù hợp với yêu cầu truyền tải cũng như tiêu thụ như một máy biến áp thường.

Nguyên lý làm việc của máy biến áp tự ngẫu

Máy biến áp tự ngẫu cũng dựa trên nguyên tắc cảm ứng điện từ, nhưng khác với máy biến áp thường ở chỗ là ngoài quan hệ về từ, máy biến áp tự ngẫu còn có quan hệ về điện do hai cuộn dây cao áp và trung áp có nối chung với nhau.

Ưu điểm của máy biến áp tự ngẫu

Vì các cuộn dây và mạch từ máy biến áp tự ngẫu đều được tính toán chế tạo theo công suất nhỏ hơn Sđm cho nên tiêu hao vật liệu, kích thước, trọng lượng và giá thành sẽ nhỏ hơn so với máy biến áp ba pha ba dây quấn có cùng công suất định mức. Chính nhờ vậy sẽ cho phép chế tạo được các máy biến áp tự ngẫu có công suất đơn vị lớn.

Tổn thất công suất trong máy biến áp tự ngẫu nói chung nhỏ hơn so với máy biến áp 3 dây quấn nhất là khi làm việc với chế độ hạ áp (Từ cao áp sang trung áp), còn ở chế độ tăng áp thì ưu điểm này chỉ phát huy tác dụng khi công suất truyền từ trung áp sang cao áp. Còn tổn thất không tải và tổn thất điện áp cũng bé hơn biến áp thường .

Điện kháng giữa cuộn cao và cuộn trung trong máy biến áp tự ngẫu bé hơn so với máy biến áp thường nên điều chỉnh điện áp trong máy biến áp tự ngẫu dễ dàng hơn.

Nhược điểm của máy biến áp tự ngẫu

Máy biến áp tự ngẫu có quan hệ về điện giữa cuộn cao và cuộn trung nên sóng quá điện áp (khí quyển, nội bộ) có thể truyền từ bên mạng cao áp sang mạng trung áp nên làm cho cách điện trong những điều kiện này xấu đi và do đó ở các đầu ra của máy biến áp tự ngẫu về phía cao và trung áp thường đặt chống sét van không kèm dao cách ly.

Chỉ dùng máy biến áp tự ngẫu trong trường hợp ở mạng điện áp cao và trung có trung tính trực tiếp nối đất, vì nếu dùng máy biến áp tự ngẫu trong mạng cao áp và trung áp có trung tính cách điện thì khi chạm đất một pha ở phía cao áp thì điện áp pha của hai pha không chạm đất trong mạng điện áp cao sẽ tăng lên bằng điện áp dây, nhưng điện áp ở hai pha không hư hỏng phía điện áp trung tăng lên rất lớn. Ví dụ đối với mạng 110/35KV, khi chạm đất một pha phía 110KV thì bên trung áp 35KV điện áp hai pha không chạm đất sẽ tăng lên khoảng 3,8 lần.

Do điện kháng giữa cuộn cao và cuộn trung bé nên dòng điện ngắn mạch trong mạng cao và trung áp sẽ lớn hơn nhiều so với trường hợp dùng máy biến áp ba dây quấn.

Vì máy biến áp tự ngẫu luôn luôn làm việc với mạng trung tính nối đất nên dòng điện ngắn mạch rất lớn. Nếu dùng máy biến áp tự ngẫu để làm nhiệm vụ tăng áp từ hạ áp sang trung áp và cao áp thì không có lợi vì lúc này phải chọn công suất định mức máy biến áp tự ngẫu: và lúc này tổn thất công suất có thể không nhỏ hơn so với MBA 3 dây quấn.

Ứng dụng máy biến áp tự ngẫu

• Máy biến áp tự ngẫu nhỏ làm nguồn cho các thiết bị sinh hoạt.
• Máy biến áp tự ngẫu 1 pha sử dụng trong các phòng thí nghiệm.
• Máy biến áp tự ngẫu 3 pha trung bình, lớn làm máy biến áp liên lạc giữa các cấp điện áp gần nhau.
• Thay thế cho máy biến áp 3 cuộn dây trong một số trường hợp mà máy biến áp tự ngẫu phù hợp hơn.