Vì sao trong truyền tải và phân phối điện năng người ta lại dụng máy biến áp

1. Định nghĩa máy biến áp:

Máy biến áp[hay còn gọi là máy biến thế] là một thiết bị điện từ loại tĩnh, làm việc theo nguyên lý cảm ứng điện từ, biến đổi một hệ thống dòng điện xoay chiều ở điện áp này thành một hệ thống dòng điện xoay chiều ở điện áp khác với tần số không thay đổi.

Do đó máy biến áp chỉ làm nhiệm vụ truyền tải hoặc phân phối năng lượng chứ không biến đổi năng lượng.

Nếu một cuộn dây được đặt vào một nguồn điện áp xoay chiều [gọi là cuộn dây sơ cấp], thì sẽ có một từ thông sinh ra với biên độ phụ thuộc vào điện áp sơ cấp và số vòng dây quấn sơ cấp.

Với tỷ số tương ứng giữa số vòng dây quấn sơ cấp và thứ cấp chúng ta sẽ có tỷ lệ tương ứng giữa điện áp sơ cấp và thứ cấp.

2. Cấu tạo máy biến áp

MBA có các bộ phận chính gồm: Lõi thép [mạch từ], dây cuộn và vỏ máy.

Lõi thép của máy biến thế thường là các lá thép kỹ thuật điện [tôn silic] có chức năng dẫn từ thông đồng thời làm khung để đặt dây cuốn. Đối với các loại biến áp dùng trong lĩnh vực thông tin, tần số cao thường được cấu tạo bởi các lá thép permalloy ghép lại.

Dây quấn của máy biến thế làm nhiệm vụ truyền dẫn năng lượng và thường được làm bằng đồng hoặc nhôm. Với biến áp quấn bằng dây đồng thì sẽ dẫn điện tốt hơn, tránh được ôxi hoá, tăng tuổi thọ của biến áp.

Vỏ máy biến thế thường được làm bằng nhựa hoặc sắt, thép,…tuỳ vào thiết kế của từng loại biến áp. Nhiệt lượng sinh ra trong quá trình hoạt động của máy biến áp sẽ làm các cuộn dây và lõi thép nóng lên có thể gây hư hỏng hoặc giảm hiệu suất làm việc của máy. Nhưng hệ thống làm mát bằng dầu hoặc không khí được thiết kế trong mỗi máy biến thế sẽ giảm thiểu tối đa vấn đề này.

Ngoài ra còn có sứ cách điện, rơ le bảo vệ máy, bộ điều chỉnh điện áp,…

1. Công dụng của máy biến áp truyền tải và máy biến áp phân phối

Máy biến áp truyền tải được sử dụng chủ yếu cho mục đích truyền tải điện năng từ nhà máy điện đến địa điểm phân phối. Phần lớn các nhà máy điện đều nằm cách xa khu dân cư/hộ tiêu thụ nên trong quá trình truyền tải xảy ra tổn thất điện năng. Để giảm tổn thất, đồng thời đáp ứng nhu cầu tiêu thụ điện, máy biến áp tham gia vào mạng truyền tải quốc gia. Máy biến áp truyền tải thường có công suất trên 200 MVA và dùng để tăng hoặc giảm điện áp trong mức từ 33 kV đến 400 kV.

Máy biến áp phân phối được sử dụng như một phương tiện trung gian, kết nối mạng điện quốc gia với hộ tiêu thụ đầu cuối. Máy biến áp phân phối thường có công suất thấp hơn 200 MVA và dùng để tăng hoặc giảm điện áp trong mức từ 230 V đến 11 kV.

2. Kích thước và mức độ cách điện của hai loại

Vì công suất máy truyền tải lớn hơn nên kích thước vật lý cũng lớn hơn máy phân phối. Hiệu suất làm việc của máy truyền tải thường đạt xấp xỉ 100%, đồng thời có mức cách điện cao hơn.

Máy biến áp phân phối sử dụng mức điện áp dưới 11 kV, cung cấp điện áp trực tiếp cho các hộ tiêu thụ nên hiệu suất thấp hơn máy truyền tải từ 30% đến 50%. Cũng vì dung lượng và mức điện áp nhỏ hơn nên kích thước nhỏ hơn máy truyền tải.

Máy biến áp phân phối của LE.