Máy biến áp 3 pha: Cấu tạo, phân loại và ứng dụng

Lê Hồng Phong

Máy biến áp 3 pha là thiết bị quan trọng trong hệ thống truyền tải và phân phối điện trung thế và hạ thế 3 pha, đảm bảo chuyển đổi điện áp hiệu quả và an toàn. Trong bài viết dưới đây KTH ELECTRIC sẽ phân tích chi tiết về cấu tạo, nguyên lý hoạt động và ứng dụng của loại máy biến áp này.

Máy biến áp 3 pha là gì?

Máy biến áp 3 pha là loại máy biến áp chuyên dùng cho hệ thống điện xoay chiều 3 pha. Chức năng của máy là truyền tải, chuyển đổi điện năng từ nguồn điện đến nơi tiêu thụ. Thiết bị này được sử dụng ở những nơi có lượng điện tiêu thụ lớn như khu công nghiệp, tòa nhà lớn, bến cảng,…

Cấu tạo máy biến áp ba pha

Vì được sử dụng trong các hệ thống điện công suất lớn nên kết cấu của máy biến áp 3 pha khá phức tạp. Tuy nhiên, loại máy biến áp này vẫn có kết cấu cơ bản bao gồm lõi thép, vòng dây và vỏ bảo vệ.

Lõi thép là thành phần quan trọng nhất trong máy biến áp ba pha. Lõi thép được làm từ các tấm thép kỹ thuật điện, được phủ sơn cách điện hai mặt và ghép song song thành hình trụ. Bên trong máy biến áp 3 pha có 3 trụ nam châm dùng để quấn dây và ách từ để đóng mạch từ.

Dây quấn thường được làm bằng đồng, hình chữ nhật phẳng, cách điện và quấn quanh các trụ. Cuộn dây nhận năng lượng điện đầu vào và truyền năng lượng đến tải. Số vòng dây ở mỗi cột có thể khác nhau, tùy thuộc vào chức năng của máy là tăng hay giảm áp suất.

Vỏ máy biến áp 3 pha thường có hình dạng như một hộp chữ nhật lớn, có kết cấu chắc chắn và được bịt kín để bảo vệ các thiết bị bên trong. Hầu hết vỏ đều được làm từ sắt hoặc thép, sơn cách điện. Bên ngoài vỏ được trang bị thêm các phụ kiện như tản nhiệt, đèn báo, gốm sứ cách điện, đồng hồ… để phục vụ hoạt động.

Xem thêm: Tổng hợp ký hiệu máy biến áp và ý nghĩa chi tiết

Nguyên lý làm việc của máy biến áp 3 pha

Máy biến áp 3 pha hoạt động dựa trên định luật Faraday về dòng điện cảm ứng. Dòng điện chạy vào máy đến cuộn sơ cấp sẽ tạo thành từ trường. Từ trường dao động tác dụng lên cuộn dây thứ cấp tạo ra dòng điện cảm ứng chạy ra bên ngoài.

Tỉ số giữa số vòng dây quấn giữa cuộn sơ cấp và thứ cấp bằng tỉ số giữa điện áp vào và ra. Tỷ lệ này quyết định chức năng tăng áp suất của máy (1). Thông thường, máy biến áp ba pha được sử dụng để hạ điện áp từ 380V xuống 220V.

Các loại máy biến áp 3 pha thông dụng

Hiện nay, các loại máy biến áp ba pha phổ biến gồm có loại hở, loại kín, loại khô, loại tự động, loại cách ly và loại vô định hình.

Máy biến áp loại hở ba pha là máy biến áp loại dầu, được làm mát bằng thùng dầu phụ phía trên và có tản nhiệt bên hình quạt.

Máy biến áp kiểu kín ba pha là máy biến áp làm mát bằng dầu, làm mát bằng không khí thông qua các tản nhiệt bên và cánh tản nhiệt. Điểm khác biệt duy nhất giữa loại đóng và loại hở là không có bình dầu phụ phía trên.

Máy biến áp khô 3 pha có hình dạng tương tự lò phản ứng, có 3 cuộn dây hình trụ được bọc nhựa epoxy. Loại máy biến áp này được sử dụng trong các điều kiện môi trường khó khăn như ô nhiễm môi trường, độ ẩm không khí trên 95%, nhiệt độ bên ngoài xuống tới -25 độ C.

Máy biến áp tự ngẫu ba pha có khả năng đảo chiều dòng điện trong cuộn dây một cách ngẫu nhiên, được sử dụng cho các ứng dụng cần duy trì dòng điện không đổi, ổn định. Loại máy biến áp này gồm 1 cuộn sơ cấp và 1 cuộn thứ cấp hình trụ ghép chặt.

Máy biến áp cách ly 3 pha có khả năng cách ly cuộn dây sơ cấp và thứ cấp, giảm thiểu rủi ro khi vận hành. Loại máy biến áp này được sử dụng trong các ứng dụng yêu cầu độ an toàn cao.

Máy biến áp vô định hình 3 pha là máy biến áp dầu thế hệ mới, sử dụng vật liệu có độ nhạy từ cao, độ kháng từ thấp và điện trở dòng cao, ít tổn thất điện năng. Đây là loại máy biến áp tiết kiệm năng lượng chuyên dùng cho lưới điện phân phối.

Ứng dụng máy biến áp 3 pha

Máy biến áp ba pha được sử dụng rộng rãi trong hệ thống điện phân phối trung và hạ thế và trong các ứng dụng công nghiệp. Cụ thể:

• Ứng dụng trong lưới điện truyền tải: Dùng cho các trạm biến áp để chuyển đổi nguồn điện trung áp về nguồn điện hạ thế.
• Ứng dụng trong công nghiệp: Dùng để hạ thế điện áp và dẫn điện trực tiếp vào các nhà máy, kho, xưởng,…
• Ứng dụng dân dụng: Sử dụng cho các công trình điện dân dụng và thương mại có quy mô lớn như chung cư, cao ốc văn phòng, trung tâm mua sắm, bệnh viện, khu vui chơi giải trí,…
• Ứng dụng trong giao thông: Sử dụng tại các cảng, sân bay, nhà ga, hệ thống tàu hỏa,…
• Ứng dụng cho hệ thống xử lý nước, trang trại, trạm bơm, mỏ,…

So sánh máy biến áp 3 pha và máy biến áp 1 pha

Máy biến áp 3 pha và máy biến áp 1 pha được sử dụng rộng rãi trong các hệ thống điện với nhiều điểm khác biệt từ hình thức bên ngoài đến thông số kỹ thuật. KTH ELECTRIC sẽ giúp bạn phân biệt 2 loại máy biến áp này qua bảng sau:

Nhìn chung, máy biến áp một pha phù hợp với hệ thống điện gia đình có công suất nhỏ, ở cuối nguồn điện muốn tăng điện áp. Ngược lại, máy biến áp 3 pha được sử dụng cho hệ thống điện 3 pha công suất lớn, đảm bảo hiệu quả truyền tải và tiêu thụ điện năng.

Máy biến áp 3 pha là thiết bị cần thiết trong hệ thống truyền tải và tiêu thụ điện, đảm bảo cung cấp năng lượng ổn định cho cả ứng dụng công nghiệp và dân dụng. KTH ELECTRIC còn các bài viết khác xoay quanh dòng thiết bị điện này, vui lòng tìm hiểu tại: https://btb-electric.com/vi/tin-tuc/kien-thuc-nganh/kien-thuc-tram-bien-ap/