Phương pháp làm giảm hao phí điện năng trong máy biến thế l

Lõi biến áp gồm nhiều lá sắt mỏng ghép cách điện với nhau để tránh dòng Fu-cô và tăng cường từ thông qua mạch.    

Cùng THPT Trịnh Hoài Đức tìm hiểu về cấu tạo của máy biến áp nhé.

1. Máy biến áp là gì?

Máy biến áp hay máy biến thế 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.

 Ở máy biến áp, việc biến đổi điện áp chỉ thực hiện được khi dòng điện là xoay chiều hoặc dòng điện biến đổi xung. Máy biến áp được dùng 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.

2. Cấu tạo máy biến áp

Máy biến áp có cấu tạo chung gồm 3 bộ phận chính ta có thể dễ dàng nhận thấy đó chính là lõi thép, dây quấn và vỏ máy.

– Lõi thép: Lõi thép gồm có trụ và gông. Trụ là phần để đặt dây quấn còn gông là phần nối liền giữa các trụ để tạo thành một mạch từ kín. Lõi thép của máy biến áp được chế tạo từ nhiều lá sắt mỏng ghép cách điện với nhau và thường được chế tạo bằng các vật liệu dẫn từ tốt. Lõi thép 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 hay cuộn dây: thường được chế tạo bằng đồng hoặc nhôm bên ngoài bọc cách điện để nhận năng lượng vào và truyền năng lượng ra. Với biến áp quấn bằng dây đồng thì sẽ dẫn điện tốt hơn, tránh được ôxi hoá, tăng tuổi thọ của biến áp. Phần có nhiệm vụ nhận năng lượng vào nối với mạch điện xoay chiều được gọi là cuộn dây sơ cấp, còn phần có nhiệm vụ truyền năng lượng ra nối với tải tiêu thụ được gọi là cuộn dây thứ cấp. Số vòng dây ở hai cuộn phải khác nhau, tuỳ thuộc nhiệm vụ của máy mà có thể N1 > N2 hoặc ngược lại.

– Vỏ máy: Tùy theo từng loại máy biến áp mà chúng 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, bao gồm: nắp thùng và thùng. Nắp thùng để đậy trên thùng.

3. Nguyên lý hoạt động của máy biến áp là gì?

Nguyên lý hoạt động của máy biến áp dựa trên định luật cảm ứng trường điện từ của Faraday. Bao gồm 2 hiện tượng vật lý đó là:

+ Dòng điện chạy qua dây dẫn tạo ra từ trường

+ Sự biến thiên của từ thông trong cuộn dây tạo ra 1 hiệu điện thế cảm ứng. Hiện tượng này có tên gọi khác là cảm ứng điện từ.

Cảm ứng điện tử được thể hiện qua công thức như sau:

k = U1/U2 = N1/N2

Trong đó:

+ U1 và N1 là điện áp và số vòng dây cuộn sơ cấp.

+ U2 và N2 là điện áp và số vòng dây cuộn thứ cấp.

Thông qua công thức, ta thấy giữa điện áp và số vòng dây của từng cuộn có tỉ lệ thuận. Từ đó chúng ta có thể nhận xét được mối quan hệ của chúng như sau:

Câu hỏi: Phương pháp làm giảm hao phí điện năng trong máy biến áp là
A. Tăng số vòng dây cuộn sơ cấp của máy biến áp.
B. Lõi của máy biến áp được cấu tạo bằng một khối thép đặc.
C. Lõi của máy biến áp được cấu tạo bởi các lá thép mỏng ghép cách điện với nhau.
D. Tăng số vòng dây cuộn thứ cấp của máy biến áp.

Lời giải

Phương pháp:
Điện năng trong máy biến áp có thể bị hao phí do sự xuất hiện của dòng điện Fu-cô trong khối thép – lõi của các cuộn dây. Dòng điện Fu- cô là dòng điện cảm ứng xuất hiện trong khối kim loại khi từ thông qua nó biến thiên.
Để hạn chế dòng điện Fu-cô, người ta làm lõi của các cuộn dây bằng cách ghép các lá thép mỏng cách điện với nhau, thay vì để một khối đặc lớn.
Lời giải:
Phương pháp làm giảm hao phí điện năng trong máy biến áp là lõi của máy biến áp được cấu tạo bởi các lá thép mỏng ghép cách điện với nhau.

Đáp án C.

 

Trong quá trình truyền tải sẽ sẽ không tránh khỏi  tình trạng hao phí điện năng. Điện năng hao phí được tính bằng công thức nào và làm cách nào để giảm được điện năng hao phí? Hãy cùng Trần Phú Cable tìm hiểu hướng giải quyết trong bài viết dưới đây ngay!

1. Tại sao có hao phí trong quá trình truyền tải điện?

Phương pháp làm giảm hao phí điện năng trong máy biến thế l

Hao phí trong đường dây tải điện

Dây dẫn có điện trở, nên khi truyền tải điện năng đi xa, dòng điện chạy trong dây dẫn sẽ làm dây dẫn tỏa nhiệt. Do đó, hao phí trong quá trình truyền tải điện là hao phí tỏa nhiệt trên đường dây.

2. Công thức tính công suất hao phí trên đường dây tải điện

Công thức tính cụ thể như sau

 P=(R.P^2)/U^2

 Công suất hao phí do tỏa nhiệt trên đường dây tải điện tỉ lệ thuận với bình phương công suất truyền tải và điện trở của dây dẫn. Đồng thời tỉ lệ nghịch với hiệu điện thế đặt vào hai bên đầu dây.

3. Cách làm giảm công suất hao phí

 

Phương pháp làm giảm hao phí điện năng trong máy biến thế l

Cách làm giảm công suất hao phí trên đường dây tải điện

Từ công thức ta thấy  để giảm công suất hao phí có hai phương án là giảm điện trở hoặc tăng hiệu điện thế.

3.1. Giảm điện trở

Ta có thể giảm điện trở bằng cách sau:

- Để giảm điện trở, nên lựa chọn những dây dẫn có khả năng dẫn điện tốt hơn, có tỷ lệ đồng tối đa (dẫn điện tốt), sản phẩm của các thương hiệu uy tín, chuyên sản xuất dây và cáp điện.

- Tăng tiết diện dây dẫn, sử dụng dây dẫn có diện tích lớn hơn để giảm điện trở. Tuy nhiên với cách này sẽ suy ra khối lượng của dây dẫn tăng gây tốn kém nguyên liệu. Đồng thời kèm theo đó là dây tải nặng, phải xây nhiều cột để chống đỡ, trở nên tốn kém hơn. Khi điện trở giảm đi bao nhiêu lần thì công suất hao phí giảm đi bấy nhiêu lần.

3.2. Tăng hiệu điện thế

Theo công thức tính điện năng hao phí thì khi tăng hiệu điện thế lên bao nhiêu lần thì công suất hao phí sẽ giảm đi gấp 2 lần (U tăng k lần, P hao phí giảm đi 2k lần)

Ta tăng hiệu điện thế bằng cách sử dụng máy tăng thế để tăng hiệu điện thế trước khi truyền tải, đặt hiệu điện thế vào hai đầu đường dây.

Cần xây dựng hệ thống đường dây điện cao thế từ 110 kV đến 500 kV, trung thế từ 11 kV đến 35 kV, hạ thế từ 220V đến 380V bao gồm: dây dẫn, cột điện ....

Để giảm hao phí điện năng khi truyền tải điện thì sử dụng cách tăng hiệu điện thế sẽ hiệu quả hơn cách giảm điện trở.

Hao phí điện năng trong quá trình truyền tải là điều không thể tránh khỏi. Biết được công thức để tính được điện năng hao phí sẽ giúp người dùng có những cách khắc phục kịp thời. 

Sử dụng máy biến thế để làm giảm công suất hao phí

Cấu tạo của máy biến thế

Máy biến thế hay còn được gọi như máy biến áp là thiết bị điện gồm hai hoặc nhiều cuộn dây. Đồng thời có thể là 1 cuộn dây có đầu vào và đầu ra trong cùng 1 từ trường. Thành phần cấu thành cơ bản của máy biến thế thường có là 2 hay nhiều cuộn dây đồng cách điện được quấn trên cùng 1 lõi sắt hay sắt từ ferit.

3.3. Công dụng của máy biến thế

Máy biến thế có dòng điện được tạo ra trong cuộn dây sơ cấp khi nối với hiệu điện thế sơ cấp, và 1 từ trường biến thiên trong lõi sắt. Phần từ trường biến thiên tạo ra trong mạch điện thứ cấp 1 hiệu điện thế thứ cấp. Vì thế hiệu điện thế sơ cấp có thể thay đổi được hiệu điện thế thứ cấp qua từ trường. Sự biến đổi này có thể được điều chỉnh qua số vòng quấn trên lõi sắt.

 

Công ty Cổ Phần Cơ Điện Trần Phú, tiền thân là Xí nghiệp cơ khí Trần Phú được thành lập năm 1965, trải qua gần 6 thập kỷ xây dựng & phát triển, đến nay Trần Phú là một trong những doanh nghiệp hàng đầu trong lĩnh vực sản xuất dây và cáp điện.

Từ năm 2020, Trần Phú chính thức tạo bước nhảy vọt về công nghệ sản xuất khi xây dựng và chính thức vận hành nhà máy sản xuất dây cáp điện với quy mô 5ha tại KCN Việt nam – Singapore VSIP Hải Dương. Tại nhà máy mới, cả 4 công đoạn quan trọng nhất trong sản xuất dây điện: Kéo – Bện – Bọc lõi – Bọc vỏ Trần Phú đều đầu tư máy của 2 nhà chế tạo máy sản xuất dây điện hàng đầu thế giới là Niehoff và Rosendahl…Điều này cho phép Trần Phú đem đến cho thị trường những sản phẩm dây cáp điện chất lượng không chỉ tốt hơn mà đó còn là những sản phẩm vô cùng tinh xảo. Đáp ứng đúng lời hứa thương hiệu từ ngày mới thành lập: “Độ bền thách thức thời gian” và “Tiêu hao nhỏ nhất trên đường dây điện”.