Các Loại Máy Biến Áp Phân Loại Theo Chức Năng và Ứng Dụng Của Chúng

Phân loại máy biến áp theo chức năng (Các ứng dụng chính)

Máy biến áp đóng vai trò quan trọng trong hệ thống điện. Một trong những cách phổ biến và quan trọng nhất để phân loại chúng là theo chức năng - tức là mục đích sử dụng của chúng. Hãy cùng xem xét từng loại một cách đơn giản và dễ hiểu.

1. Máy biến áp hạn chế dòng điện

• Máy biến áp nối tiếp
  Những máy biến áp này được kết nối nối tiếp với mạch - giống như một rào cản tốc độ trong dòng điện.
  Mục đích: Tăng trở kháng của mạch để hạn chế dòng điện ngắn mạch, giảm cả giá trị đỉnh và ổn định.
  Ứng dụng:

• Hạn chế dòng điện ngắn mạch tại các đầu ra của máy phát, các đường dây cấp và thanh cái;

• Giảm dòng khởi động khi khởi động động cơ;

• Ngăn chặn dòng khởi động khi chuyển đổi các ngân hàng tụ điện.

2. Máy biến áp song song

• Loại trung tính được nối đất (Máy biến áp song song cao áp)
  Loại này được kết nối trực tiếp với các đường dây truyền tải cao áp hoặc cuộn thứ ba của máy biến áp.

• Mục đích: Hấp thụ công suất phản kháng dư thừa (còn gọi là công suất nạp) do các đường dây truyền tải cao áp dài tạo ra. Nó cũng giúp hạn chế quá áp tần số công suất và quá áp khi chuyển mạch.

• Ứng dụng: Được sử dụng trong các hệ thống truyền tải cao áp, siêu cao áp và cực cao áp, như các đường dây liên tỉnh.

• Loại trung tính không nối đất
  Thông thường được kết nối với thanh cái trong các mạng phân phối ở mức trung áp hoặc hạ áp.

• Mục đích: Cung cấp bù công suất phản kháng, bù đắp công suất phản kháng từ tải dung như các đường dây cáp. Giúp cải thiện hệ số công suất và ngăn ngừa tăng áp ("áp nổi").

• Ứng dụng: Mạng điện thành phố, hệ thống cấp điện bằng cáp và mạng phân phối.

3. Máy biến áp lọc

Những máy biến áp này thường được sử dụng nối tiếp với tụ điện để tạo thành mạch lọc LC, hoạt động như một "công cụ làm sạch" cho hệ thống điện.

• Mục đích: Lọc các dòng điện hài cụ thể, thường là các dòng điện hài bậc thấp như 5, 7, 11 và 13.

• Ứng dụng: Các hệ thống có nhiều nguồn hài, như các chỉnh lưu lớn, bộ điều khiển tần số biến thiên và lò hồ quang.

Nó không chỉ bảo vệ tụ điện khỏi hư hỏng do dòng điện/hiện tại quá mức mà còn cải thiện chất lượng điện lưới.

4. Máy biến áp khởi động

Đây là một loại máy biến áp hạn chế dòng điện đặc biệt, được sử dụng cụ thể để giúp động cơ khởi động mượt mà.

Mục đích: Kết nối nối tiếp với mạch stator trong quá trình khởi động của các động cơ AC lớn (ví dụ, động cơ cảm ứng hoặc đồng bộ). Giới hạn dòng khởi động và giảm tác động lên lưới điện. Khi động cơ đã khởi động, nó thường được tắt hoặc ngắt.

Ứng dụng: Được sử dụng cho các động cơ công suất lớn như bơm và quạt lớn trong các nhà máy.

5. Cuộn dập hồ quang (Cuộn Petersen)

Đây là một loại máy biến áp lõi sắt đặc biệt, thường được kết nối với điểm trung tính của hệ thống - giống như một "công cụ dập lửa" cho các hệ thống nối đất.
Mục đích: Trong các hệ thống không nối đất hoặc nối đất cộng hưởng (tức là các hệ thống có điểm trung tính được nối đất thông qua cuộn dập hồ quang), khi xảy ra sự cố một pha nối đất, nó tạo ra dòng điện cảm để triệt tiêu dòng điện dung của hệ thống. Điều này giảm đáng kể hoặc thậm chí tự động dập tắt dòng điện lỗi tại điểm lỗi, ngăn chặn hiện tượng nối đất gián đoạn và quá áp.
Ứng dụng: Mạng phân phối, các hệ thống biến áp công suất nhỏ.

Các loại cuộn dập hồ quang:

• Loại điều chỉnh được (điều chỉnh thủ công hoặc tự động độ cảm)

• Loại bù cố định (độ cảm cố định)

• Loại lệch hoặc từ hóa DC (điều chỉnh độ cảm bằng cách thay đổi dòng từ hóa DC)

6. Máy biến áp làm phẳng (Máy biến áp DC)

Những máy biến áp này được sử dụng cụ thể trong các hệ thống truyền tải điện áp cao một chiều (HVDC), được kết nối nối tiếp trên phía DC của trạm chuyển đổi hoặc đường dây DC.
Mục đích:

• Chống nhiễu trong dòng điện DC (làm phẳng các dao động);

• Ngăn chặn sự cố chuyển mạch trên phía chỉnh lưu;

• Giới hạn tốc độ tăng dòng điện (di/dt) trong các sự cố đường dây DC;

• Duy trì tính liên tục của dòng điện DC và ngăn chặn sự gián đoạn dòng điện.

Ứng dụng: Hệ thống truyền tải HVDC, các dự án truyền tải DC linh hoạt.

7. Máy biến áp giảm chấn

Thông thường được kết nối nối tiếp với mạch tụ điện, đặc biệt là trong các ngân hàng tụ lọc.

Mục đích:

• Giới hạn dòng khởi động và quá áp khi các ngân hàng tụ được chuyển mạch;

• Chống rung động ở các tần số cụ thể, như cộng hưởng với độ cảm của hệ thống.

Ứng dụng: Các kịch bản chuyển mạch tụ điện thường xuyên, như trong các thiết bị bù công suất phản kháng và các ngân hàng lọc.

Tóm lại

Có nhiều loại máy biến áp, mỗi loại có chức năng riêng, nhưng mục đích chính của chúng là: ổn định dòng điện, điều chỉnh điện áp, lọc harmonics, giới hạn xung, và bảo vệ thiết bị.
Chọn máy biến áp phù hợp không chỉ cải thiện sự ổn định của hệ thống điện mà còn kéo dài tuổi thọ của thiết bị và đảm bảo cung cấp điện an toàn.