Tổ đấu dây của máy biến áp

Trong các máy biến áo ba pha các cuộn dây có thể nối lại với nhau thành hình sao (Y), tam giác () hay nối ziczag. Khi nối sao ta lấy ba đầu cuối nối chung và ba đầu còn lại để tự do (hình a), nối tam giác thì đầu cuối của pha này nối với đầu của pha kia (hình b). Khi nối ziczag cuộn dây của mỗi pha được chia làm hai nửa và được quấn trên hai trụ khác nhau, hai nửa này được nối tiếp ngược nhau (hình c).

Kiểu nối ziczag rất ít dùng vì tốn nhiều đồng hơn và chỉ gặp trọng các máy biến áp dùng cho thiết bị chỉnh lưu hoặc trong các máy biến áp đo lường để hiệu chỉnh sai số về góc lệch pha.

Thông thường các máy biến áp hay dùng các tổ đấu dây Y/Y0, Y/, Y0/ (Y0 các cuộn dây được nối theo hình sao và trung tính nối đất trực tiếp).

Vậy: Tổ nối dây của máy biến áp được hình thành do sự phối hợp kiểu nối dây sơ cấp so với kiểu nối dây thứ cấp và nó biểu thị góc lệch pha giữa điện áp dây sơ cấp và thứ cấp.

Người ta qui ước biểu thị tổ đấu dây MBA dựa vào góc lệch pha sức điện động của phía sơ cấp E1 và thứ cấp E2.

Góc lệch pha biến thiên từ 0 – 360 độ, lấy đơn vị là 30 độ, cho nên tổ đấu dây có thứ tự từ 0 đến 11 và thường dùng kim đồng hồ để hiển thị: Kim giờ của đồng hồ biểu thị vectơ điện áp dây sơ cấp đặt cố định ở số 12, kim phút biểu thị vectơ điện áp thứ cấp tương ứng ở các con số 1,2…,12 tùy theo góc lệch pha giữa các điện áp này là 30,60,…,360.

Đối với máy biến áp 3 pha khi nối Y-Y thì tổ đấu dây chẵn 0,2,4,6,8,10. Khi đấu Y-Δ thì tổ đấu dây lẻ 1,3,5,7,9,11.

Ở Việt Nam thường sử dụng tổ đấu dây Y-Y/0 và Y-Δ/11. Cuộn cao máy biến áp thường đấu hình Y, còn cuộn hạ đấu hình tam giác vì các lý do sau:

– Khi nối sao thì điện áp đặt lên cuộn dây: Ucd = Uf = Ud/√3. Do đó tính cách điện của các cuộn dây được tính toan thiết kế theo điện áp pha cho nên cách điện hạng nhe, giá thành giảm. Hơn nữa phía cao áp dòng điện làm việc bình thường nhỏ (Id = S/(Ud.√3) nên khi nối sao mặc dù dòng chạy qua cuộn dây (Icd=Id) tăng lên √3 so  với khi nối tam giác nhưng tiến diện dây quấn cũng không tăng lên nhiều.

Cuộn dây nối sao thường  lấy ra điểm trung tính để khi cần ta nối đất trung tính.

– Khi nối tam giác thì dòng chạy qua cuộn dây giảm đi √3 lần (Icd = Id/√3) nên chỉ cần tính toán tiết diện dây quấn theo If, mà đối với cấp điện áp thấp dòng điện làm việc bình thường lớn nên khi chế tạo mà dòng điện tính toán giảm đi √3 lần thì sẽ tiết kiệm được một lượng lớn kim loại màu.

Ngoài ra khi cuộn hạ áp máy biến áp nối tam giác còn có tác dụng khép mạch các sóng hài bậc cao của dòng từ hóa khi có hiện tượng bất đối xứng tải hoặc nguồn. Như vậy các thành phần dòng điện bậc cao khép vòng trong cuộn tam giác mà không chạy trong mạng.

Thường đối với máy biến áp có cấp điện áp U≥220kV và máy biến áp  tự ngẫu thì trung tính bắt buộc phải nối đất trực tiếp. Hiện nay ở Việt Nam mạng 110kV trở lên đều nối đất trực tiếp điểm trung tính, tuy nhiên để giảm dòng ngắn mạch một pha người ta có thể không nối đất một số điểm trung tính nhưng khi đó cần phải đặt chống sét van ở điểm trung tính để bảo vệ khi có sét đánh vào máy biến áp trên cả 3 pha, thường chọn cấp điện áp của chống sét van nhỏ hơn điện áp định mức của máy biến áp một cấp.