Trả lời nhanh
Hệ số biến áp pha của máy biến áp ba pha là k = U1p/U2p = N1/N2, tức là tỉ số điện áp pha (hoặc số vòng dây một pha) của cuộn sơ cấp so với cuộn thứ cấp. Nếu biết điện áp dây thì phải đổi về điện áp pha theo cách nối Y hay tam giác rồi mới tính k.
Hệ số biến áp pha là gì?
Máy biến áp ba pha có ba cuộn dây sơ cấp và ba cuộn dây thứ cấp, mỗi pha quấn trên một trụ lõi thép. Mỗi pha làm việc giống một máy biến áp một pha. Vì vậy, tỉ số biến đổi điện áp của một pha chính là hệ số biến áp pha.
Ký hiệu thường dùng:
- U1p, U2p: điện áp pha sơ cấp, thứ cấp (điện áp đặt trên một cuộn dây).
- U1d, U2d: điện áp dây sơ cấp, thứ cấp (điện áp giữa hai dây pha).
- N1, N2 (hoặc W1, W2): số vòng dây một pha của cuộn sơ cấp, thứ cấp.
- I1p, I2p: dòng điện pha sơ cấp, thứ cấp.
Công thức tính hệ số biến áp pha
k = U1p/U2p = N1/N2 ≈ I2p/I1p
- k > 1: máy hạ áp (điện áp pha thứ cấp nhỏ hơn sơ cấp).
- k < 1: máy tăng áp.
- Dòng điện tỉ lệ nghịch với điện áp vì công suất mỗi pha gần như không đổi (bỏ qua tổn hao).
Hệ số biến áp dây và mối liên hệ với hệ số biến áp pha
Ngoài k pha, đề bài hay cho điện áp dây (ghi trên nhãn máy). Hệ số biến áp dây là kd = U1d/U2d. Quan hệ giữa điện áp dây và điện áp pha phụ thuộc cách nối:
- Nối sao (Y): Ud = √3·Up.
- Nối tam giác: Ud = Up.
| Kiểu nối (sơ cấp/thứ cấp) | kd = U1d/U2d | Quan hệ với k pha |
|---|---|---|
| Y/Y | √3·U1p / (√3·U2p) | kd = k |
| Tam giác/tam giác | U1p/U2p | kd = k |
| Y/tam giác | √3·U1p / U2p | kd = √3·k |
| Tam giác/Y | U1p / (√3·U2p) | kd = k/√3 |
Mẹo nhớ: bên nào nối Y thì điện áp dây bên đó lớn hơn điện áp pha √3 lần. Y ở sơ cấp thì kd được nhân √3, Y ở thứ cấp thì kd bị chia √3.
Các bước tính từ dữ kiện điện áp dây
- Xác định kiểu nối dây của sơ cấp và thứ cấp (đọc ký hiệu Y/Y, Y/tam giác…).
- Đổi U1d, U2d sang U1p, U2p: chia √3 với bên nối Y, giữ nguyên với bên nối tam giác.
- Tính k = U1p/U2p. Nếu biết số vòng dây thì k = N1/N2.
- Kiểm tra lại bằng bảng quan hệ kd với k ở trên.
Ví dụ minh hoạ (số liệu tự đặt)
Ví dụ 1. Máy biến áp ba pha nối Y/tam giác, U1d = 10 000 V, U2d = 400 V. Tính hệ số biến áp pha.
- Sơ cấp nối Y: U1p = 10 000/√3 ≈ 5 774 V.
- Thứ cấp nối tam giác: U2p = U2d = 400 V.
- k = 5 774/400 ≈ 14,43.
- Kiểm tra: kd = 10 000/400 = 25 và √3·k ≈ 1,732 × 14,43 ≈ 25 ✔.
Ví dụ 2. Máy nối tam giác/Y, U1d = 22 000 V, U2d = 400 V. Tính k.
- U1p = 22 000 V (tam giác).
- U2p = 400/√3 ≈ 231 V (Y).
- k = 22 000/231 ≈ 95,3. Kiểm tra: kd = 22 000/400 = 55 và k/√3 ≈ 95,3/1,732 ≈ 55 ✔.
Lỗi sai thường gặp
- Lấy luôn tỉ số điện áp dây làm hệ số biến áp pha khi hai bên nối khác kiểu (Y/tam giác hoặc tam giác/Y).
- Nhầm chiều: chia √3 cho bên nối tam giác thay vì bên nối Y.
- Nhầm tỉ số dòng điện với tỉ số điện áp: dòng điện đổi theo chiều ngược lại (I1p/I2p = 1/k).
- Dùng số vòng dây cả ba pha cộng lại thay vì số vòng dây của một pha.
Bài luyện tập
Bài 1. Máy biến áp ba pha nối Y/Y, mỗi pha sơ cấp có 2 000 vòng, mỗi pha thứ cấp có 100 vòng, U1d = 6 000 V. Tính k và U2d.
Đáp án: k = 2 000/100 = 20. Máy nối Y/Y nên kd = k = 20, suy ra U2d = 6 000/20 = 300 V.
Bài 2. Máy nối Y/tam giác có U1d = 35 000 V, U2d = 400 V. Tính hệ số biến áp pha.
Đáp án: U1p = 35 000/√3 ≈ 20 207 V, U2p = 400 V, k ≈ 20 207/400 ≈ 50,5.
Bài 3. Máy nối tam giác/tam giác có k = 25, U1d = 10 000 V. Tính U2d.
Đáp án: Nối tam giác/tam giác nên kd = k = 25, vậy U2d = 10 000/25 = 400 V.
Câu hỏi thường gặp
Hệ số biến áp pha khác hệ số biến áp dây thế nào?
Hệ số biến áp pha là tỉ số điện áp pha (U1p/U2p) hay tỉ số vòng dây một pha N1/N2. Hệ số biến áp dây là tỉ số điện áp dây U1d/U2d. Hai hệ số bằng nhau khi máy nối Y/Y hoặc tam giác/tam giác, còn khác nhau khi nối Y/tam giác hoặc tam giác/Y.
Máy biến áp nối Y/tam giác thì k dây tính thế nào?
Với kiểu nối Y/tam giác, kd = U1d/U2d = √3·k, trong đó k là hệ số biến áp pha. Muốn tìm k thì lấy kd chia √3.
Hệ số biến áp pha có liên quan gì đến dòng điện?
Bỏ qua tổn hao, công suất mỗi pha ở hai cuộn gần bằng nhau nên k = U1p/U2p = I2p/I1p. Máy hạ áp (k > 1) có dòng điện thứ cấp lớn hơn dòng sơ cấp.
Hệ số biến áp k nhỏ hơn 1 nghĩa là gì?
k 1 là máy hạ áp.