TÀI LIỆU: QUẢN LÝ VẬN HÀNH TRẠM MÁY BIẾN ÁP

Ngoài việc thực hiện các quy định trong TCVN, các quy định của ngành quản lý, quy định và yêu cầu của nhà sản xuất, đơn vị lắp đặt quản lý vận hành có thể tham khảo nội dung dưới đây để theo dõi, thực hiện trong suốt quá trình vận hành của máy biến áp, mục đích để máy biến áp và lưới điện an toàn, tăng tuổi thọ cho thiết bị.

Biên soạn: Trịnh Quang Khải 1

QUẢN LÝ VẬN HÀNH TRẠM MÁY BIẾN ÁP

6.1 Quản lý vận hành máy biến áp lực:

6.1.1 Cấu tạo và nguyên lý làm việc:

6.1.1.1 Cấu tạo:

Hình 6.1 Mô tả hình dáng bên ngoài của MBA 110kV Máy biến áp đóng vai trò là nguồn điện trung gian, biến đổi điện áp để truyền tải và phân phối điện năng đến các phụ tải tiêu thụ điện Máy biến áp gồm có hai phần chính

là lõi thép và cuộn dây.

1 Lõi thép:

Lõi thép là phần tử chính của máy biến thế được chế tạo bằng cách ghép các lá tôn cán nóng hoặc cán lạnh có độ dầy từ 0,35mm đến 0,5mm, có thành phần chủ yếu là sắt (Fe) có pha thêm 4^ 6% silích (Si) có mật độ từ thông từ 1,8 đến 2 Gauss ta gọi đó là

“tôn si lích ” Tôn si lích có độ thẩm từ ^ cao, độ thẩm từ ^ cho biết khả năng từ tính

của vật liệu dẫn từ Tôn si lích có điện trở lớn có tác dụng hạn chế dòng điện phu cô Tôn silích cứng nên dễ đột dập, nhưng nếu tỉ lệ silích cao sẽ làm cho tôn chóng bão hòa, công suất tính toán của máy biến áp giảm đi Các loại tôn thường không dùng để chế tạo máy biến áp.

Lõi thép dùng để chế tạo mạch từ là đường dẫn các đường sức từ Lượng đường sức

từ đi qua tiết diện của lõi thép gọi là từ thông ký hiệu là o Mạch từ của máy biến áp bao gồm trụ lõi và gông từ Trụ lõi dùng để quấn dây, gông từ dùng để khép kín mạch

từ lõi thép, từ thông o hầu hết đi trong lõi thép Để tăng thêm hiệu suất dẫn từ của lõi thép và giảm đường kính quấn dây người ta 'thường chế tạo lõi thép có tiết diện hình nhiều bậc, tiết diện các lá tôn si lích sẽ gần như điền kín đường tròn ngoại tiếp bao quanh tiết diện lõi Kích thước và chất lượng của lõi thép quyết định công suất của máy biến áp lớn hay nhỏ, kích thước lõi thép càng lớn và chất lượng lõi thép càng tốt thì công suất càng lớn, hiệu suất của máy biến áp càng cao (hình 6-2).

Hình 6.2 Mô tả hình dáng mạch từ MBA

2 Cuộn dây:

Các cuộn dây máy biến áp dùng để dẫn dòng điện đi qua Máy biến áp thường có một cuộn dây sơ cấp (Wl) và có 1 hoặc 2 cuộn dây thứ cấp (W2) Cuộn dây sơ cấp đấu vào nguồn điện, cuộn dây thứ cấp đấu vào phụ tải Đồng (Cu) là vật liệu thông dụng được dùng để chế tạo cuộn dây máy biến áp, trong một số trường hợp đặc biệt người ta dùng dây nhôm (Al) thay thế dây đồng Do đồng có

điện trở suất (p) nhỏ hơn nhôm nhiều “pCu = 0,58 pAl” nên dây đồng tuy có giá thành cao vẫn được dùng làm vật liệu chính để chế tạo cuộn dây máy biến áp.

Số vòng quấn dây (W) có liên quan trực tiếp đến điện áp (U) của cuộn dây Mối quan hệ

giữa số vòng dây và điện áp tuân theo quy luật tỉ lệ thuận: Điện áp càng cao thì số vòng

dây càng lớn.

Biên soạn: Trịnh Quang Khải 3

W

1

kU được gọi là tỉ số biến điện áp của máy biến áp

Thí dụ:

Biết U1 = 220kV, U2 = 110kV thì tỉ số biến của máy biến áp là

U2 W2

Biên soạn: Trịnh Quang Khải 5

110

Biên soạn: Trịnh Quang Khải 7

22.0 vòng

Giả thiết chọn 0.1 vòng dây ứng với 1 von là thì

- số vòng cuộn dây sơ cấp W1 = 220.000 x 0.1

- số vòng cuộn dây thứ cấp W2 = 110.000 x 0.1 =

hoặc có thể tính W2 = 22.000 : 2 =

1

Biên soạn: Trịnh Quang Khải 9

Các cuộn dây của máy biến áp công suất lớn điện áp cao thường bằng dây đồng dẹt

có tiết diện hình chữ nhật bọc cách điện bằng "giấy tẩm dầu cách điện" Giữa các cuộn dây W1 và W2 được cách điện bằng ống lồng và các que thông dầu Độ bền và tuổi thọ của máy biến áp chủ yếu phụ thuộc vào khả năng chịu điện áp của các cuộn dây Khi điện áp đặt vào cuộn dây càng cao thì vật liệu cách điện càng phải tăng cường dẫn đến sự tăng giá thành chế tạo máy biến áp Khi điện áp cao >110kV thì việc chế tạo máy biến áp sẽ gặp nhiều khó khăn vì yêu cầu vật liệu cách điện phải đạt các tiêu chuẩn kỹ thuật cao hơn Để giảm nhẹ mức chênh lệch điện áp giữa các cuộn dây với nhau và giữa các cuộn dây với lõi thép người ta thường đặt cuộn dây có điện áp thấp ở gần phía lõi thép, cuộn dây có điện áp cao được đặt ở xa lõi thép.

Dây dẫn được bọc cách điện làm bằng băng giấy tẩm dầu, sơn Êmay, băng thủy tinh ; Cách điện chính của máy biến áp là dầu cách điện còn gọi là "dầu biến áp" Các đầu dây ra của máy biến áp đều được luồn trong ống cách điện và sứ có cấp cách điện tương ứng với cấp điện áp của cuộn dây.

- dẫn nhiệt tốt

- dẫn điện tốt

- khả năng chống ăn mòn kém hơn đồng

thông 0 1 ~ Từ thông 0 1 ~ móc vòng qua cuộn dây thứ cấp W 2 sinh ra trong cuộn dây thứ cấp một sức điện động cảm ứng Khi máy biến áp mang tải thì trên cuộn dây thứ cấp xuất hiện dòng điện i 2 Do cuộn dây thứ cấp W 2 của máy biến áp có trở kháng Z 0

nên tại cuộn dây thứ cấp xuất hiện một điện áp giáng U 0 , phụ tải mạch ngoài thứ cấp

có trở kháng là Z 2 nên lúc này sức điện động E 2 ~ là:

E2~ = i2 (Zo + Z2) = i2Zo + i2Z2 = Uo~ + Ư2~

+ U 0 ~ là điện áp giáng trên nội bộ cuộn dây W 2

+ U 2 ~ là điện áp giáng trên phụ tải mạch ngoài.

+ Z 0 là trở kháng trong cuộn dây W 2

+ Z 2 là trở kháng mạch ngoài.

Khi máy biến áp vận hành không tải thì trên cuộn dây sơ cấp W 1 có dòng điện I 1 ~, dòng điện này rất nhỏ được gọi là dòng điện không tải Io.

Khi máy biến áp vận hành có tải thì trên cả hai cuộn dây sơ cấp W1 và thứ cấp W 2

đều có dòng điện chạy qua, trị số dòng điện I 1 ~ và I 2 ~ phụ thuộc vào tình trạng mang tải của máy biến áp Điện áp đo được trên đầu cực cuộn dây thứ cấp W 2 là điện áp

U 2 ~.

Trong vận hành phải luôn duy trì điện áp U 2 ~ = U 2đm ~, điện áp định mức U 2đm ~ là một chỉ tiêu ký thuật quan trọng đối với nguồn điện Nếu dòng điện trên máy biến áp tăng lên vượt quá giới hạn định mức I 2 ~ > I 2đm ~ thì máy biến áp bị quá tải, sự quá tải của MBA được các nhà chế tạo quy định với từng loại

M BA

6.1.1.3 Thông số kỹ thuật của máy biến áp:

1- Mã hiệu của máy biến áp.

Mỗi một máy biến áp sẽ có một mã hiệu riêng do nhà chế tạo quy định a-

Thường dùng chữ cái để biểu thị:

- Số pha của máy biến áp.

- Số dây quấn của máy biến áp: 2 dây quấn hay 3 dây quấn.

- Loại máy biến áp khô hay loại ngâm trong dầu.

- Phương thức làm mát bằng dầu tự nhiên hay cưỡng bức.

- Phương thức điều chỉnh điện áp bằng không tải hay có tải b-

Thường dùng chữ số để biểu thị:

- Các đại lượng định mức của máy biến áp như công suất, điện áp, dòng điện 2- Dung lượng định mức của máy biến áp: (Sđm) Dung lượng định mức được ghi trên phần số của nhãn mác máy biến áp là công suất mang tải của máy biến áp vận hành liên tục trong điều kiện điện áp, tần số định mức.

a- Trong điều kiện môi trường tiêu chuẩn: Như nhiệt độ lớn nhất của môi trường không khí, nhiệt độ trung bình hàng năm của môi trường không khí.

Tại Việt Nam nhiệt độ môi trường tiêu chuẩn là:

Công thức hiệu chỉnh như sau:S' = S ( 1| 25 - 0tb ) - ( 1 I 4 0 - 0 max )

S đm = Sđm ( 1+ - ) x ( 1 + -)

100 100

- S đm Dung lượng định mức của máy biến áp khi chưa hiệu chỉnh.

- S' đm Dung lượng định mức của máy biến áp sau khi đã hiệu chỉnh.

b-Trong vận hành MBA tùy theo dung lượng định mức đối với từng cuộn dây, tuỳ theo từng máy biến áp mà phải vận hành theo công suất thiết kế, nếu vượt quá quy định sẽ gây sự cố hoặc làm cho tuổi thọ của máy biến áp suy giảm.

- Nếu là máy biến áp 2 cuộn dây thì dung lượng định mức của cả 2 cuộn dây đều bằng nhau.

- Nếu là máy biến áp 3 dây quấn thì dung lượng định mức lớn nhất thuộc về cuộn dây sơ cấp Dung lượng định mức của các cuộn dây trung áp, hạ áp phải căn cứ vào sự phân bố công suất tính theo % (phần trăm ) so với dung lượng định mức lớn nhất.

Thí dụ:

Mã hiệu máy biến áp 40.000kVA 110/22/10 ghi là: 100/ 67/ 67,

nghĩa là: dung lượng MBA 40.000kVA/ 6.800kVA/ 26.800kVA.

3- Điện áp định mức của máy biến áp (Uđm ~):

Điện áp định mức được ghi trên nhãn mác là điện áp định mức của cuộn dây chính máy biến áp khi ở chế độ không tải Quy định với máy biến áp 3 pha điện áp định mức lấy theo điện áp dây là điện áp đo giữa các pha AB, BC hoặc CA.

Các trị số điện áp định mức trên các đầu phân áp được ghi trên một bảng riêng gồm

số nấc điều chỉnh và điện áp định mức của từng đầu phân nấc hoặc dùng cách ghi các trị số điện áp định mức trên các đầu phân áp thành một bảng số.

Thí dụ: Nếu ghi 110+ 9x 1,78% nghĩa là có 19 nấc điều chỉnh.

- Nấc điện áp chính là nấc số 10 có điện áp định mức 110kV.

- 9 nấc tăng, mỗi nấc chênh lệch nhau +1,78%.

- 9 nấc giảm, mỗi nấc chênh lệch nhau -1,78%.

- Khi điện áp phía đầu nguồn điện cấp đến máy biến áp bị giảm thấp thì phải điều chỉnh phân nấc theo chiều tăng để tăng, lúc này số vòng dây sơ cấp giảm đi cho phù hợp với điện áp đầu vào Nếu để điện áp thấp hơn điện áp định mức sẽ gây tổn thất lớn, làm cho khả năng mang tải của máy biến áp bị giảm đi.

- Khi điện áp phía đầu nguồn điện cấp đến tăng cao thì phải điều chỉnh đầu phân nấc theo chiều giảm, lúc này số vòng dây cuộn sơ cấp sẽ tăng lên phù hợp với điện áp đầu vào Nếu trong vận hành cứ để điện áp lưới tăng cao hơn điện áp định mức sẽ gây

ra quá điện áp và ảnh hưởng đến tuổi thọ máy biến áp.

Dòng điện định mức của máy biến áp là dòng điện định mức của cuộn dây sơ cấp và thứ cấp Dòng điện định mức của máy biến áp 3 pha tính toán như sau:

I1đm = j- đm - - Sđm là dung lượng định mức cuộn dây sơ cấp MBA.

V 3 U1 đm - S2đm là dung lượng định mức cuộn dây thứ cấp MBA.

- - S ọ,w, - U1đm điện áp định mức cuộn dây sơ cấp. _

- U2đm điện áp định mức cuộn dây thứ cấp.

I2đm =

- Nếu I < Iđm là khi máy biến áp vận hành non tải.

- Nếu I > Iđm là khi máy biến áp vận hành quá tải.

Trong vận hành cần phải thường xuyên theo dõi dòng điện của máy biến áp.

4- Tổ đấu dây máy biến áp: a- Ký hiệu cách đấu dây

máy biến áp:

Tổ đấu dây cho biết cách đấu dây của một máy biến áp 3 pha Cách đấu dây được

quy định theo cực tính và chiều quấn dây của các cuộn dây Điện áp 3 pha trên cuộn

dây sơ cấp và thứ cấp được biểu diễn bằng véc tơ Trong một máy biến áp do các

cuộn dây được liên hệ với nhau bằng điện từ trường nên cực tính và chiều quấn dây

của các cuộn dây sẽ làm thay đổi chiều véc tơ điện áp.

Người ta dùng "phương pháp đồng hồ thời gian " để đặt tên cho tổ đấu dây, mỗi một

vạch chỉ giờ ứng với 30 0 , 12 vạch chia trên mặt đồng hồ thời gian cách đều nhau 30 0 , mỗi vạch chia sẽ ứng với tên của một tổ đấu dây.

- Ba cuộn dây 3 pha đấu hình sao ký hiệu là Y.

- Ba cuộn dây 3 pha đấu hình tam giác ký hiệu là A.

- Đầu cuộn dây sơ cấp ký hiệu là A,B,C

- Cuối cuộn dây sơ cấp ký hiệu là X,Y,Z

- Đầu cuộn dây thứ cấp ký hiệu là a,b,c

- Cuối cuộn dây thứ cấp ký hiệu là x,y,z

- Điểm trung tính được nối ra ngoài ký hiệu là o b-

Vẽ sơ đồ véc tơ điện áp:

Quy ước

- Cuộn sơ đấu Y:

Vẽ 3 véc tơ điện áp pha U AO , U BO , U CO lệch nhau 120 0 , điểm cuối chụm lại X,Y,Z tạo thành điểm trung tính o (hình 6.5).

- Cuộn thứ đấu A:

Vẽ 3 véc tơ điện áp đấu hình tam giác A theo trình tự (hình 6.5):

+ Uac ứng với cuộn dây ax(c trùng với x)

+ Uba ứng với cuộn dây by(a trùng với y)

+ Ucb ứng với cuộn dây cz (b trùng với z)

I2đm =

B Sơ

u A

C

A

Biên soạn: Trịnh Quang Khải 15

Sơ đồ véc tơ xác định tổ đấu dây Hình 6.5 Xác định tổ đấu dây Y/À-11

c- Cách xác định tổ đấu dây máy biến áp:

Thí dụ 1:

Để xác định tổ đấu dây (hình 6-4a) của máy biến áp ta phải thực hiện theo trình tự:

- Vẽ sơ đồ đấu dây của từng cuộn dây máy biến áp:

Cuộn dây sơ cấp đấu Y, cuộn dây thứ cấp đấu Y.

- Vẽ mũi tên có chiều theo hướng đi ra trên mỗi cuộn dây để xác định cực tính của cuộn dây.

- Vẽ sơ đồ véc tơ điện áp của cuộn dây sơ cấp (hình Y), vẽ sơ đồ véc tơ điện áp của cuộn dây thứ cấp (hình Y) Nhìn sơ đồ ta thấy cuộn dây sơ cấp và thứ cấp

có cùng cực tính và cùng chiều quấn dây Cả hai cuộn dây đều đấu

sao nên được ký hiệu là Y, riêng cuộn dây thứ cấp có thêm cực trung tính nên được

ký hiệu là Yo

- Véc tơ điện áp sơ cấp UA tương ứng với kim dài đồng hồ ở vị trí 12 giờ, véc tơ điện áp thứ cấp Ua tương ứng với kim ngắn của đồng hồ cũng ở vị trí 12 giờ,

góc lệch pha của hai véc tơ UA và Ua tính theo chiều kim đồng hồ là 3600 Lấy

360 0 chia cho 30 0 được 12 Như vậy máy biến áp có tổ đấu dây là Y/Y0- 12.

Thí dụ 2:

Để xác định tổ đấu dây của máy biến áp (hình 6-4c) ta phải thực hiện theo trình tự:

- Vẽ sơ đồ đấu dây của từng cuộn dây máy biến áp: cuộn dây sơ cấp đấu Y,

cuộn dây thứ cấp đấu A.

- Vẽ mũi tên có chiều theo hướng đi ra trên mỗi cuộn dây để xác định cực

tính của cuộn dây.

- Vẽ sơ đồ véc tơ điện áp của cuộn dây sơ cấp hình Y Nối C với A ta được

véc tơ điện áp dây UAC.

- Vẽ sơ đồ véc tơ điện áp của cuộn dây thứ cấp đấu hình A ta có Uac.

- Di chuyển song song véc tơ điện áp Uac theo chiều ngang và đặt điểm c trùng với

- Góc lệch pha giữa hai véc tơ điện áp UAC và uac được xác định theo chiều quay

của kim đồng hồ là 3300 , lấy 330 0 chia cho 30° sẽ tìm được tên tổ đấu dây.

- Cuộn dây trung áp và cao áp khi đấu Y chịu điện áp pha

1

U pha = - Udây

V 3 Như vậy cách điện cuộn dây được giảm nhẹ, số vòng dây cũng giảm đi V3 do đó không những tiết kiệm được đồng mà còn tiết kiệm được vật liệu cách điện.

- Khi đặt điện áp vào cuộn dây cao áp “đấu sao” sẽ có dòng điện i1 chạy qua (hình 6.7a), dòng điện i 1 cảm ứng trong lõi thép một từ trường ta gọi đó là “từ trường ngoài".

Thông thường trong lõi thép chứa mô men từ hoá còn gọi là tố từ Dưới tác dụng của

từ trường ngoài, các mô men từ hoá trong lõi thép sẽ bị xoay lại cùng một hướng Sự chuyển hướng nhiều hay ít của các mô men từ hoá phụ thuộc vào độ lớn của điện áp U1 đặt vào cuộn dây (hình 6.8).

- Khi điện áp tăng đến một mức độ nào đó thì hầu hết các mô men từ hoá bị chuyển hướng, lúc này lõi thép đạt tới mức bão hoà từ (hình 6.8B) Khi lõi thép đã bão hoà rồi thì dù cho từ trường ngoài có mạnh lên bao nhiêu chăng nữa cũng không làm cho từ thông trong lõi thép tăng thêm Đường cong đặc tuyến của từ thông 0 có dạng hình thang (Hình 6.7b)

Nhìn trên đường cong đặc tuyến (hình 6.9) ta thấy từ thông 0 không phải là một đại lượng biến thiên hình sin mà có dạng hình thang nên có thể phân tích thành hai đại lượng từ thông hình sin 01, 03 (hình 6.9A):

+Từ thông hình sin bậc một 01 có tần số cơ bản (f = 50Hz) sẽ cảm ứng trên cuộn dây W 2 một sức điện động E1 chậm pha hơn từ thông sinh ra nó 1 góc bằng 1/4 chu kỳ (90 0 ) (hình 6.9.B).

+Từ thông hình sin bậc ba 03 có tần số bậc 3 (f 3 = 150Hz) sẽ cảm ứng trên cuộn dây W 2 một sức điện động E3 chậm pha hơn từ thông sinh ra nó 1 góc bằng 1/4 chu kỳ (90 0 ) (hình 6.9 B).

+0 là từ thông tổng sẽ cảm ứng sinh ra sức điện động E có dạng nhọn đầu gây nguy hiểm cho cách điện của máy biến áp (hình 6.9.B).

Hình 6.7 Dòng điện từ hóa I0 và từ thông trong lõi thép MBA

Biên soạn: Trịnh Quang Khải 19

(A) Lúc chưa có từ trường ngoài các mô men từ hoá xắp xếp lung tung.

(B) Lúc có tác động của từ trường ngoài các mô men cùng quay theo một hướng.

Biên soạn: Trịnh Quang Khải 21

Hình 6.8 Các mô men từ hóa

Biên soạn: Trịnh Quang Khải 23

- Khi may Dien ap ó pna aau T / T:

Các véc tơ từ thông của 3 pha sẽ có trị số bằng nhau và lệch pha nhau 120 0 tương

'01A

001A= 001maxSin ©t.

'03m ax '03m ax

03B 0 03C

= 0

Biên soạn: Trịnh Quang Khải 25

001B = 001max sin (rot - 120 0 ) 001B = 001max sin (rot - 240 0 ).

Từ thông bậc 3 “0 03 ” của cả 3 pha đều có tần số bậc 3 (f = 150Hz)

003B = 003max sin 3(rot - 120 0 ).

Biên soạn: Trịnh Quang Khải 27

Các từ thông của 3 pha 0 o 3A, 0 o 3B, 0 o 3C có độ lớn bằng nhau, có cùng góc pha là 3rot Các từ thông đi trong lõi thép sẽ bị ngược chiều nhau, chúng bị đẩy ra khép kín mạch qua vỏ máy biến áp Dưới tác dụng của từ thông bậc 3, trong vỏ máy biến áp và các bu lông ép lõi thép xuất hiện dòng điện phu cô (dòng điện xoáy) làm cho lõi thép nóng lên gây tổn hao nhiệt và làm giảm hiệu suất máy biến áp Tổn hao nhiệt này có thể bằng 50% đến 65% của tổn hao không tải APo.

- Khi máy biến áp 3 pha đấu Y/ A:

+ Từ thông 3 pha 0o1 cảm ứng trong cuộn dây thứ cấp sức điện động 3 pha Eo1 tần

số 50Hz.

+ Từ thông 3 pha 0o3 cảm ứng trong cuộn dây thứ cấp sức điện động 3 pha Eo3 tần

số 150Hz, vì cuộn dây có lõi thép có trị số điện cảm rất lớn nên Eo3 chậm pha sau 0o3 1/4 chu kỳ.

+ Do cuộn dây tam giác khép kín mạch nên sức điện động cảm ứng Eo3 sinh ra dòng điện 3 pha I’o3 chậm sau Eo3 1/4 chu kỳ tức là chậm sau 0o3 nửa chu kỳ (180 0 ) Dòng điện 3 pha I’o3a, I'o3b, I'o3c chạy nối đuôi nhau trong 3 cuộn dây (hình 6.11) + Dòng điện I’o3 sinh ra từ thông 0'o3 trong lõi thép đồng pha với I’o3 Như vậy hai véc tơ 0o3 và 0'o3 ngược chiều nhau có tác dụng triệt tiêu nhau, loại trừ được tác

hại của từ thông bậc 3 “Qo3” (hình 6.10).

Máy biến áp 3 pha thường dùng cuộn dây trung áp đấu tam giác hoặc đấu sao zích

zắc để diệt "sóng điều hoà bậc ba" có trong các cuộn dây Những máy biến áp công suất

lớn thường dùng cuộn dây trung áp đấu tam giác chuyên dùng để diệt sóng điều hòa bậc 3 có công suất khoảng 37% công suất của một cuộn dây tương ứng Các máy biến

áp có công suất lớn hay dùng tổ đấu dây Yo/ A- 11 hay Yo/A- 5 (hình 6.11).

Biên soạn: Trịnh Quang Khải 29

Hình 6.10

Sơ đồ véc tơ các từ thông sức

điện động dòng điện bậc 3

Hình 6.11 Các dòng điện bậc 3 trong các cuộn dây MBA Y/À

Biên soạn: Trịnh Quang Khải 31

Như vậy cuộn dây 110kV đấu Yo có trung điểm nối đất có tác dụng điều chỉnh dòng điện chạm đất một pha, chống dao động điện áp 110kV trong vận hành Cuộn trung áp nối tam giác có tác dụng triệt tiêu sóng đa hài bậc 3 giảm tổn thất của máy biến áp.

5- Dòng điện không tải Io và tổn hao công suất không tải Po:

Khi vận hành không tải máy biến áp bị phát nóng nhẹ, dòng điện I1 trên cuộn dây

sơ cấp lúc này đóng vai trò từ hoá lõi thép và làm cho một phần điện năng chuyển thành nhiệt năng ta gọi đó là tổn hao công suất không tải Với một máy biến áp khi

vận hành không tải thì" dòng điện không tải Io và công suất không tải Po" gần như

không đổi, ta lợi dụng đặc tính này để xác định tổn hao công suất không tải Dòng điện không tải Io và công suất không tải Po được đo ở phía cuộn dây sơ cấp máy biến

áp thông qua thí nghiệm không tải (hình 6-12).

Dòng điện từ hoá Io sinh ra từ thông trong lõi thép, từ thông này cảm ứng trong lõi

thép dòng điện phu cô còn gọi là "dòng điện xoáy ” chạy quẩn trong lõi thép Dòng

điện phu cô là nguyên nhân chính làm nóng máy biến áp.

Io thường biểu thị bằng % (phần trăm) dòng điện định mức cuộn dây sơ cấp

Io Io% = - 100 Thông thường Io< 10% I 1đm

Hình 6.12 Sơ đồ thí nghiệm không tải MBA Tổn hao không tải Po là công suất hữu công vì điện năng biến thành nhiệt năng Với một máy biến áp vận hành dù có tải hay

không tải thì Po luôn có một Uđm

giá trị không đổi, độ lớn của Po phụ thuộc vào công suất định mức, chất lượng các lá thép si lích dùng để chế tạo lõi thép, công nghệ chế tạo lắp ghép lõi thép của máy biến áp.

6- Điện áp ngắn mạch Uk% và tổn hao công suất ngắn mạch Pk a-

Điện áp ngắn mạch Uk:

Điện áp ngắn mạch Uk là điện áp trên cuộn dây sơ cấp khi thí nghiệm ngắn mạch (hình 6.13).

Thí nghiệm ngắn mạch được thực hiện theo theo trình tự:

_ Nối ngắn mạch cuộn dây thứ cấp W2.

- Đưa điện áp thí nghiệm vào cuộn dây sơ cấp W1.

_ Điều chỉnh điện áp thí nghiệm cho đến khi dòng điện thứ cấp đạt trị số I 2đm thì dừng lại Điện áp đo được trên đồng hồ volmét là điện áp ngắn mạch Uk%.

Uk thường được lấy bằng trị số phần trăm điện áp định mức phía sơ cấp:

Uk Uk%= —-—100 U1đm

Uk%0 là một trị số quan trọng dùng để:

- Xác định trở kháng ngắn mạch của máy biến áp Zk.

Tính toán dòng điện ngắn mạch trong hệ thống điện để chọn thiết bị điện và bảo vệ

rơ le.

Chọn điều kiện hoà song song hai máy biến áp Khi hoà song song Uk% không được phép lệch nhau 10%.

a- Tổn hao công suất ngắn mạch Pk:

- Tổn hao công suất ngắn mạch là Pk là công suất hữu công đo được bên cuộn dây sơ cấp trong thí nghiệm ngắn mạch.

- Do điện áp đặt vào cuộn dây sơ cấp khi làm thí nghiệm ngắn mạch rất nhỏ so với điện áp định mức của cuộn dây nên dòng điện không tải Io và tổn hao

Hình 6.13 Sơ đồ thí nghiệm ngắn mạch MBA

Biên soạn: Trịnh Quang Khải 33

công suất không tải Po rất nhỏ, nhỏ đến mức coi như không có vì vậy chỉ còn lại tổn hao

công suất ngắn mạch Pk trên điện trở của cuộn dây máy biến áp Thí dụ: Với máy biến áp

- Pk dùng để tính toán điện trở rk và cảm kháng xk từng pha của cuộn dây máy biến áp:

xk = V Z 2 k - r 2 k

rk =

I k I đm Trong đó:

- rk là điện trở ngắn mạch.

- xk là cảm kháng ngắn mạch.

- Zk trở kháng ngắn mạch.

Pk là công suất ngắn mạch một pha.

Bảng 6.2 Một số tổ đấu dây thông dụng

tổ đấu dây

x y z

c

Y/ Y0- 6

z I X y

b a

8- Trọng lượng toàn bộ máy biến áp bao gồm:

Trọng lượng của cuộn dây, lõi thép, máy biến áp, vỏ máy Các phụ kiện gắn trên máy biến áp như thùng dầu phụ, sứ, cánh dầu, quạt gió, bình lọc dầu tuần hoàn, bộ điều chỉnh điện áp v/v trọng lượng dầu biến áp.

9- Trọng lượng dầu biến áp bao gồm :

Trọng lượng dầu biến áp chứa trong thùng dầu chính và thùng dầu phụ.

6.1.1.4 Các phụ kiện:

1 Thùng dầu chính (hình 6.1):

Thùng dầu chính làm nhiệm vụ chứa máy biến áp và chứa dầu Các máy biến áp tại các trạm 110, 220kV trong thùng chứa trên 25tấn dầu cách điện Vỏ thùng dầu chính được làm bằng thép dầy 8^12mm được hàn kín bằng mối hàn chịu lực có hình dạng khối trụ chữ nhật Xung quanh thành thùng được hàn tăng cường thêm nhiều gân chịu lực đảm bảo cho thùng dầu chính không bị biến dạng khi di chuyển hoặc khi bị hút chân không để thử độ kín Bên ngoài thùng dầu chính dùng để lắp các phụ kiện như cánh dầu, sứ cách điện, thùng dầu phụ, bộ truyền động của bộ điều chỉnh điện áp, tủ điện, các van nạp dầu và van xả dầu, bình lọc khí Tuỳ theo công suất máy mà thùng dầu có kích thước và dung tích khác nhau Vỏ thùng dầu chính thường được sơn chống rỉ và sơn mầu xanh ghi có độ bền cao.

2 Thùng dầu phụ:

Thùng dầu phụ đặt trên thùng dầu chính liên hệ với thùng dầu chính qua một ống dẫn dầu có nhiệm vụ bảo đảm cho máy biến áp luôn được ngập trong dầu Thùng dầu phụ chia làm 2 khoang, một khoang liên hệ với thùng dầu chính, một khoang liên hệ với thùng dấu công tắc K Khi vận hành dầu bị nóng sẽ dãn nở lên xuống tự do trong thùng dầu phụ Mặt thoáng của dầu được liên hệ với môi trường không khí qua thùng dầu phụ Dung tích dầu chứa trong thùng dầu phụ bằng 10% dung tích dầu chứa trong thùng dầu chính Những máy biến áp có công suất lớn bắt buộc phải có thùng dầu phụ (hình 6.1; hình 6.14).

3 Đồng hồ báo mức dầu:

Đồng hồ báo mức dầu giúp cho người vận hành biết lượng dầu chứa trong máy có

đủ không Đồng hồ chỉ thị mức dầu lắp trên vách thùng dầu phụ có “vạch mức báo

dầu theo nhiệt độ " từ 250 đến 50 0 Mức dầu được báo theo nhiệt độ của môi trường Khi đổ dầu bổ xung vào máy phải căn cứ vào nhiệt độ môi trường tại thời điểm đổ dầu

để xác định mức dầu đã đủ chưa Khi vận hành nếu phát hiện thiếu dầu thì phải bổ xung kịp thời, Nếu mức dầu vượt quá mức vạch 50 0 thì phải rút bớt dầu trong điều kiện nhiệt độ ở mức cao nhất Nếu bổ xung dầu mà đồng hồ báo mức dầu không thay đổi cần phải kiểm tra xem có bị tắc đường ống dẫn không Khi nạp dầu vào máy biến

áp người ta thường dùng máy hút chân không kết hợp với quá trình gia nhiệt để ngăn ngừa không khí ẩm xâm nhập vào dầu biến áp (hình 6-14).

4 Van xả dầu bẩn:

Có nhiệm vụ xả dầu bẩn bị lắng động trong đáy thùng dầu phụ Công việc xả bẩn sẽ được làm trong khi thí nghiệm định kỳ (hình 6.14).

Hình 6.14 Mô phỏng cấu tạo bình dầu phụ

ở đáy bình hút ẩm Với những máy biến áp có công suất lớn điện áp cao còn có thêm bình lọc dầu tại chỗ Bình lọc dầu tại chỗ vừa lọc ẩm vừa lọc axit hoà tan thường xuyên có trong dầu Lượng Silicazen chứa trong bình >100kG Silicazen có màu xanh nhạt hoặc màu trắng đục, khi bị chuyển màu sang màu hồng hoặc trong suốt là phải thay vì lúc đó Silicazen đã bị bão hoà Nếu không có bình thở hoặc bình lọc dầu tại chỗ thì dầu bị hoá già và cách điện bị suy giảm rất nhanh (hình 6.14; 6.15; 6.16).

6 Van phòng nổ:

Van phòng nổ thường được lắp ở MBA 110kV của Liên xô Loại T^TH - 25000kVA, AT^Ị 1TH- 125MVA-220kV để chống nổ thùng dầu máy biến áp Khi sự cố, nếu áp lực bên trong thùng dầu chính thay đổi đột ngột lớn hơn khoảng 2,5kG/cm 2 van phòng

nổ sẽ làm việc, lúc này nắp van bị áp lực dầu đẩy ra từ bên trong bằng một lực F1 Lực F1 tác dụng vào lò so chịu nén một lực F2, khi lực F1 thắng được lực kéo của lò so chịu kéo F2 thì van sẽ mở ra, dầu BA sẽ phụt ra qua van an toàn Khi áp lực bên trong máy biến áp giảm xuống van an toàn trở lại trạng thái đóng (hình 6.17).

Nắp van an toàn

- F1: Áp lực dầu tác dụng lên

mặt trong của nắp van an toàn.