Công ty Máy biến áp Đông Anh

công thức tính công suất máy biến áp 3 pha

admincp

CÔNG THỨC TÍNH CÔNG SUẤT MÁY BIẾN ÁP 3 PHA 

Trong hệ thống truyền tải và phân phối điện năng, máy biến áp 3 pha được sử dụng rộng rãi để thay đổi mức điện áp, phù hợp với từng cấp điện áp trong hệ thống. Một trong những thông số quan trọng nhất khi thiết kế hoặc lựa chọn máy biến áp là công suất định mức. Bài viết sau đây sẽ giúp bạn hiểu rõ cách tính công suất máy biến áp 3 pha, cũng như các khái niệm liên quan để áp dụng hiệu quả trong thực tế.

1. Khái niệm công suất máy biến áp

Máy biến áp không tự sinh ra công suất mà chỉ truyền tải công suất từ phía sơ cấp sang phía thứ cấp, với tổn hao nhỏ. Do đó, công suất máy biến áp thường được hiểu là công suất biểu kiến (S) – đơn vị tính là VA (Volt-Ampere) hoặc phổ biến hơn là kVA (kilo Volt-Ampere) và MVA (Mega Volt-Ampere).

Trong hệ thống 3 pha, công suất biểu kiến được tính như sau:

Công suất biểu kiến (S):

$S=\ \sqrt{3} \ \times U\times I\$

Trong đó:

Lưu ý: Công thức này áp dụng cho hệ thống 3 pha cân bằng.

Công suất tác dụng (P):

P=3×U×I×cos⁡φP = \sqrt{3} \times U \times I \times \cos\varphiP=3​×U×I×cosφ

  1. cos⁡φ\cos\varphicosφ: Hệ số công suất (thường khoảng 0.8 – 0.95

Công suất phản kháng (Q):

Q=3×U×I×sin⁡φQ = \sqrt{3} \times U \times I \times \sin\varphiQ=3​×U×I×sinφ

Tuy nhiên, máy biến áp được định danh theo công suất biểu kiến S, do đó khi tính toán lựa chọn MBA, ta quan tâm chủ yếu đến giá trị S.

2. Ví dụ tính công suất máy biến áp 3 pha

Ví dụ 1:
Một máy biến áp 3 pha có điện áp danh định là 22 kV/0.4 kV, dòng điện phía hạ áp là 1500 A. Hỏi công suất biểu kiến của máy biến áp?

Áp dụng công thức:

S=3×U×I=1.732×400×1500=1,038,000 VA=1038 kVAS = \sqrt{3} \times U \times I = 1.732 \times 400 \times 1500 = 1,038,000 \, VA = 1038 \, kVAS=3​×U×I=1.732×400×1500=1,038,000VA=1038kVA

=> Máy biến áp có công suất khoảng 1038 kVA, có thể chọn MBA 1100 kVA hoặc 1250 kVA tùy theo mức dự phòng.

Tính dòng điện từ công suất định mức

Ngoài việc tính công suất từ điện áp và dòng điện, người ta cũng thường cần tính dòng điện định mức từ công suất đã biết. Công thức đảo lại:

I=S3×UI = \frac{S}{\sqrt{3} \times U}I=3​×US​

Ví dụ:
Với một MBA 3 pha 1600 kVA, điện áp hạ áp là 0.4 kV, dòng điện được tính như sau:

I=1,600,0003×400=1,600,000692.8≈2,309 AI = \frac{1,600,000}{\sqrt{3} \times 400} = \frac{1,600,000}{692.8} \approx 2,309 \, AI=3​×4001,600,000​=692.81,600,000​≈2,309A

=> Dòng điện định mức phía thứ cấp là khoảng 2309 A

3. Lưu ý khi tính công suất máy biến áp

Luôn chọn máy biến áp có công suất lớn hơn 10–25% so với tải thực tế để phòng trường hợp phụ tải tăng lên hoặc máy làm việc trong điều kiện không tối ưu.

Trong hệ 3 pha, điện áp giữa hai dây pha là điện áp dây, khác với điện áp pha (giữa dây pha và trung tính). Việc dùng sai điện áp sẽ dẫn đến kết quả sai.

Công thức trên áp dụng cho tải cân bằng. Khi tải không cân bằng (phổ biến ở hệ thống phân phối), cần tính toán riêng từng pha nếu cần độ chính xác cao.

Tuy MBA được thiết kế để truyền tải công suất gần như không đổi, nhưng tổn hao (tổn hao sắt và tổn hao đồng) vẫn ảnh hưởng đến công suất thực tế truyền được. Ngoài ra, khi nhiệt độ tăng, dòng điện định mức có thể bị giảm.

Việc tính đúng công suất MBA không chỉ giúp đảm bảo thiết bị hoạt động an toàn và hiệu quả, mà còn tránh các vấn đề như:

Trong hệ thống điện công nghiệp và dân dụng hiện đại, tính toán chính xác công suất MBA còn là điều kiện tiên quyết để tích hợp năng lượng tái tạo, hệ thống tự động hóa, và quản lý điện năng hiệu quả.

Kết luận:
Tính công suất máy biến áp 3 pha là bước nền tảng trong thiết kế, lựa chọn và khai thác hiệu quả hệ thống điện. Nắm vững công thức tính toán, hiểu rõ các đại lượng kỹ thuật và áp dụng linh hoạt trong từng trường hợp thực tế sẽ giúp kỹ sư điện đảm bảo hệ thống hoạt động ổn định, an toàn và tiết kiệm chi phí vận hành.