Nối tiếp phần 1, phần 2 của tài liệu Lý thuyết vận hành và bảo dưỡng máy biến áp tiếp tục trình bày các nội dung chính sau: Quá điện áp; Phát nóng và làm mát máy biến áp; Dòng điện khi đóng máy biến áp vào lưới điện; Máy biến áp ba dây quấn; Máy biến áp tự ngẫu; Điều chỉnh điện áp bằng cách thay đổi tỉ số biến đổi của máy biến áp; Bảo dưỡng máy biến áp. Mời các bạn cùng tham khảo để nắm nội dung chi tiết.
12 QƯẤ ĐIỆN ÁP 12.1 QUÁ ĐIỆN ÁP KHÍ QUYỂN 12.1.1 Sự xuất truyền điện áp khí quyến Đặc điểm điện áp khí xảy khoảng thời gian ngắn (1(F đến 10~4s),có độ dốc lớn (1O10 đến 1012 v/s), ỏ thời điểm vị trí cách vài mét đường dây áp khác nhiều Sét đánh vào đường dây, phản sóng sét sét đánh vào cột, dòng điện cảm ứng sét đánh vùng lân cận dẫn đến phân bố điện áp khí đường dây Điện áp truyền theo hai phía đường dây với tốc độ xấp xi tốc độ ánh sáng Hiện tượng gọi truyền sóng dọc đường dây Người ta phân làm hai loại: điện áp pha - đất điện áp pha - pha Quá điện áp pha - đất xảy một, hai ba pha Sự áp hai ba dây dẫn gây nên đối xứng điện áp so vói đất (ví dụ dọc dây dần thứ co' sóng dương, dọc dây thứ hai - dạng sóng âm) Các dạng khác sóng sét co' ảnh hưởng khác đến dây quấn máy biến áp Quá điện áp khí thường đặc trưng dạng chiều, phần đàu so'ng có độ dốc lớn, phần thân so'ng dốc Dạng so'ng sét xác định qua thông số: giá trị đinh ư, thời gian đàu so'ng Tc, thời gian thân so'ng Tg Cách xác định Tc, T theo hình 12.1 Chú thích - Nếu (tục hồnh khơng tuyến tính (ví dụ chia theo logarit) người ta tính Tc cách lấy giá trị đoạn hồnh độ cúa AU (tính theo micro giây) chia cho 0,6 So'ng tiêu chuẩn theo IEC xác định ứng với Tc =1,2 MS, Tt, = 50 MS, thường ký hiệu 1,2/50, sóng tiêu chuẩn TCVN6306- 3: 1997 IEC76- 3: 1980 cho phép dung sai dạng l,2±30%/50±20% ụs Cũng co' sơ' nước chọn dạng so'ng tiêu chuẩn khác, ví dụ so'ng 1/50 dùng Trung Tây Âu, sóng 1,5/40 dùng Nga, Mỹ 307 Sóng 1,2/50 biểu diễn gần dạng đại số: u = l,037Ư(e4)'°1461 - e’2-47t) (12.1) Đối với đường dây tải điện dùng cột sắt bê tông, giá trị đinh so'ng không lớn độ bền điện vật liệu cách điện Với đường dây tải điện dùng cột gỗ cho phép đỉnh sóng lên đến 10s 4- 106 V, gỗ ướt cách điện tốt, nói không co' nghĩa cột gỗ cho phép dùng loại vật liệu cách điện So'ng sét đường dây Hình 12.1 Sóng sét theo IEC có suy giảm, chủ yếu vầng Điểm A, B c ứng vói điện áp u = 0,3U; quang, tổn hao phát nhiệt dây 0,9U; 0.5U; A’ - điểm dâu dẫn, đất vật liệu cách điện nàm đường truyền so'ng Suy giảm làm giảm chiều cao đỉnh so'ng sét, giảm độ dốc đầu sóng Với khoảng cách 1,5 km từ nơi bị sét đánh độ dốc phàn lớn giảm, cịn lại khơng vượt 500 kV/MS Để bảo vệ đường dây máy biến áp người ta dùng chống sét kiểu chấu pho'ng điện, chúng đặt khoảng cách 0,5 4- 1,5 km dọc đường dây Bảo vệ đường dây dùng dây chống sét chấu phóng điện Bảo vệ phóng điện ngược bàng cách nối đất cột cho tốt kiểm tra đảm bảo vật liệu cách điện thường xuyên Phương pháp đắt, đồng thời đảm bảo cho nút nối, đùng cho đường dây quan trọng So'ng truyền bị phân nhánh làm yếu so'ng sét, tượng phản (ví dụ đầu nối máy biến áp) làm tăng đỉnh sóng, chí gấp đơi Nguy hiểm đâu nối vào trạm biến áp 12.1.2 Quá điện áp đầu cực máy biến áp có chấu phóng điện chống sét dập hồ quang Thiết bị đơn giản co' thể giảm độ lớn đỉnh so'ng chấu pho'ng điện, chê' tạo bàng hai dẫn tròn, gắn vào đầu dây lại gán mặt máy (hình 12.2a) Sau co' pho'ng điện qua chấu, dịng hồ quang khơng bị dập tắt mà tồn ngắn mạch với đất, làm máy cắt cầu chì làm việc Loại bảo vệ 308 dùng cho phụ tải loại hai, cho phép ngừng cấp điện thời gian ngắn, tự động do'ng điện lặp lại Điện áp bảo vệ máy biến áp xác định nhờ so sánh tương quan đặc tỉnh phóng điện chấu mặt đặc tính máy biến ãp Khái niệm đặc tính phóng điện phương pháp xác định mơ tả hình 12.2b Lân lượt đặt lên điện cực chấu phóng điện xung điện áp a, b, c, d, e co' thời gian đầu so'ng Tc, thời gian thân so'ng T , chúng có điện áp đỉnh theo thứ tự giảm dàn Xung có độ dốc lớn (a) bị ngắt phần đàu so'ng, Ta < Tc, xung bị ngắt (6) thời điểm đạt giá trị đỉnh, Th = T , tiếp đến (c, d) xung bị cát phần thân sóng với thời gian tồn ĩ Nếu tiếp tục giảm đinh sóng, khả có pho'ng điện khơng xác định: co' thể pho'ng điện chậm, pho'ng điện, xung e; tiếp tục giảm nữa, phóng điện khơng xảy Như giảm độ dốc đầu sóng giảm điện áp đỉnh làm tăng thời gian trễ phóng Hình 12.2 Đặc tính phóng diện cúa chấu phóng diện a) cấu tạo cùa chấu; b) phưổng pháp dựng dặc tính; c) 100; 50 phân trăm dặc tính phóng diện Đường u7 = /"(r) co' dạng gần hyperbol gọi đặc tỉnh pho'ng điện Giá trị u ứng với T -» oo gọi mặt đặc tính pho'ng điện Để xác định điểm đặc tính, ủng với độ dốc xung ta đo nhiều lần lấy giá 309 trị trung bình thời gian trễ T Nếu lấy mặt đặc tính ứng với U7 nghĩa ứng với đỉnh U7 xung cho co' nửa số lần thử có pho'ng điện Trong thực tế người ta chọn mặt bảo vệ mặt đặc tính ứng với Ĩ7Z1ƠO%, nghĩa giá trị đỉnh nhỏ mà cịn có tượng phóng điện 100% sơ thử, thường ký hiệu Í7zmin 1()O%- Hình 12.2c cho thấy, với giá trị U7’ co' tương ứng ba giá trị r, nhỏ nhất, trung bình lớn Đặc tính pho'ng điện khơng phải đường cong mà tương ứng với dâi rộng Độ rộng, hẹp dải phụ thuộc vào áp suất, nhiệt độ, độ ẩm khơng khí (sai số chục phần trảm) ngồi cịn phụ thuộc vào cực tính xung (với xung âm miền rộng hơn) Trong thực tê' co' nhiều loại chống sét có đặc tính phóng điện ổn định (đàu tiên phát triển Pháp sau đến nước khác) Ngày đa số nước sử dụng chống sét kiểu van ỏ máy biến áp công suất nhỏ người ta hay sử dụng loại phóng điện co' dập hồ quang Loại pho'ng điện có dập hơ quang (bảng 12.1) co' đặc tính ưu việt chấu phóng điện, mặt bảo vệ máy biến áp chúng khơng khác Trên hình 12.2b thể ba loại xung: xung co' phần đàu xung a, xung bao gồm phần thân b, c, d xung đày đủ e - Xung dạng a gọi xung cắt, nguy hiểm đến cách điện vòng dây (ở bánh đầu); - Xung dạng b, c, d gọi Là xung cắt đuôi so'ng, nguy hiểm cách điện bánh dây; - Xung dạng e gọi xung tồn sóng, nguy hiểm đối vởi cách điện (mục 12.3) Để kiểm tra độ bền cách điện máy biến áp càn phải kiểm tra theo ba dạng xung nêu Xung cát sử dụng kiểm tra sản phẩm Xung truyền đến máy biến áp cồ chấu pho'ng điện bảo vệ, dãy xung có độ dốc lớn, đầu xung coi tuyến tính Theo tiêu chuẩn ASA (American Standards Association) qui định điện áp lúc cắt thời gian đến lúc cắt (bảng 12.1 cột 20 21) Ta thấy, thời gian không nhỏ 0,5 ỊẤS độ dốc đầu so'ng không lớn 1000 kV/,MS, kiểm tra với chống sét van độ dốc tới 1200 kVẠ/s (Bảng 12.1 cột 14) 310 Báng 12.1 Phối hợp cách diẹn 10 11 Chổng sét bảo vê Chấu phóng điện có dập hổ quang (IEC 99.2.1962) 150 210 38,5 40,5 72,5 - 21 36 (37) - (145) - (215) - (310) - 60 110 110 123 123 220 245 220 245 126 252 - + + + - 52 65 113 131,5 - - - - < - - kV kV kV kV kV/us kV kV kV Its kV kV US kV kV kV 7,5 17,5 40 50 16 1,5 70 05 125 165 260 40 73 - 120 - 248 - 190 325 - 200 - 225 (330) (540) - 0,5 05 0,5 0,5 0,54 - 22 28 6,3 12,6 31 25 100 150 210 330 570 760 - 69 88 110 75 100 0,5 32,5 43 43,5 60 80 1,5 14 19 29 40 64 45 60 75 95 150 54 20 38 50 75 105 165 286 380 - 140 - 450 426 850 481 720 1200 766 1200 900 960 1200 1050 12 18 25 65 90 114 97 155 109 175 295 315 330 370 418 625 666 390 835 - - 123 184 196 - - 245 195 76 960 p 1,6 90 120 - - 220 370 - 18 3 - 480 520 550 710 0,71 - 630 - 825 0,825 230 1035 1210 3 108 - 550 945 ■ 175 1090 1240 1400 - 38 50 75 1,24 - 1,40 460 ứng 105 120 150 CSN 350000 1964 Điện áp thử rÓCT 1516/60 12 18 25 Xung cắt Điện áp cảm 12 22 I 23 I 24 Điện áp đặt - 21 Điện áp xoay chiều kiểm tra ASA số 57 - I 4,5 TOCT 1516/60 12 11,5 17,5 17,5 25 Xung cắt sóng 12, 20 1964 I 17 I 18 I 19 I 20 Máy biến áp ASA số 57 - co 1516/60 - kVẠis 25 75 100 c