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.
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). Biên soạn: Trịnh Quang Khải 1 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. W1 U1 W2 U2 = kU 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 U1 220 W1 U2 W2 110 Giả thiết chọn 0.1 vòng dây ứng với 1 von là thì 22.0 - số vòng cuộn dây sơ cấp W1 = 220.000 x 0.1 - số vòng cuộn dây thứ cấp W2 = 110.000 x 0.1 11.0 11.0 = hoặc có thể tính W2 = 22.000 : 2 = Biên soạn: Trịnh Quang Khải 2 vòng vòng vòng Bảng 6.1 So sánh hai vật liệu dẫn điện đồng và nhôm Điện trở suất Khả năng chịu kéo Tên vật liệu g) tí 3 lỗ 50 Nhôm (Al) p = 0,017241 Q mm/m s=38- 39kg/mm2 đồng thanh s=2628kg/mm2 đồng mềm p = 0,0295 Qmm2/m s= 16 - 17 kg/mm2 nhôm thanh s= 8 kg/mm2 nhôm mềm Đặc tính kỹ thuật - dẫn nhiệt tốt - dẫn điện tốt - chống ăn mòn cao - dẫn nhiệt tốt - dẫn điện tốt - khả năng chống ăn mòn kém hơn đồng 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. 6.1.1.2. Nguyên lý làm việc: 1 2 thông 01~. Từ thông 01~ 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 i2. 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 Z2 nên lúc này sức điện động E2~ là: E2~ = i2 (Zo + Z2) = i2Zo + i2Z2 = Uo~ + Ư2~ + U0~ là điện áp giáng trên nội bộ cuộn dây W2. + U2~ là điện áp giáng trên phụ tải mạch ngoài. + Z0 là trở kháng trong cuộn dây W2. + Z2 là trở kháng mạch ngoài. Khi máy biến áp vận hành không tải thì trên cuộn dây sơ cấp W 1 có dòng điện I1~, 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 I2 ~ 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 U2~. Trong vận hành phải luôn duy trì điện áp U2~ = U2đm~, điện áp định mức U2đm ~ 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~ > I2đm~ thì máy biến áp bị quá tải, sự quá tải của MBA được các nhà chế tạo quy định với từng loại MBA. 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. aThường 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... bThường 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: - Nhiệt độ cực đại tiêu chuẩn 0max/tc = 400C. - Nhiệt độ trung bình tiêu chuẩn 0tb/tc = 250C. Nếu môi trường đặt máy biến áp khác môi trường tiêu chuẩn thì phải hiệu chỉnh lại dung lượng cho phép của máy biến áp. 25 - 0tb ) - ( 1 I 4 0 - 0 max ) S' = S ( 1| S đm = Sđm ( 1+ -------- ) x ( 1 + ------------) - 100 100 Sđm 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 U1đm - S2đm là dung lượng định mức cuộn dây thứ cấp MBA. -___Sọ,w,_________- U1đm điện áp định mức cuộn dây sơ cấp._____________ Biên soạn: Trịnh QểatỉglKhải ■ ■5 ■ ■ , - U2đm điện áp định mức cuộn dây thứ cấp. F F V 3 U2đm - 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. 12 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 300, 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. bVẽ sơ đồ véc tơ điện áp: Quy ước • Chữ số đầu tiên là đầu mút véc tơ -----► -----► Uab Uao • Chữ số thứ hai là gốc véc tơ »A » A Thí dụ: B O - Cuộn sơ đấu Y: Vẽ 3 véc tơ điện áp pha UAO , UBO, UCO lệch nhau 1200, 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) 12 12 12 A u A X Sơ Y C B B 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 Biên soạn: Trịnh Quang Khải 7 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 3600 chia cho 300 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 điểm C của sơ đồ. ___ - 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 3300 chia cho 30° sẽ tìm được tên tổ đấu dây. 3300: 300 = 11. Như vậy máy biến áp có tổ đấu dây Y/A- 11 (hình 6-5) Thí dụ 3: Máy biến áp có tổ đấu dây Yo/A/A, cuộn dây sơ cấp đấu sao có thêm cực trung tính nên được ký hiệu là Yo. Hai cuộn dây thứ cấp đấu tam giác ký hiệu là A/A. Áp dụng “phương pháp đồng hồ thời gian ” ta tìm được tên tổ đấu dây là: Yo/A / A- 11 (hình 6.6). A b c 0 - Cuộn dây trung áp và cao áp khi đấu Y chịu điện áp pha 1 U pha = --------- Udây V3 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 i1 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 W2 một sức điện động E1 chậm pha hơn từ thông sinh ra nó 1 góc bằng 1/4 chu kỳ (900) (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 W2 một sức điện động E3 chậm pha hơn từ thông sinh ra nó 1 góc bằng 1/4 chu kỳ (900) (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). Biên soạn: Trịnh Quang Khải 9 Hình 6.7 Dòng điện từ hóa I0 và từ thông trong lõi thép MBA o (a) (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. o 1— —1 s ___ I |N s||N 1E s||N s| 1 1 Is N Is N Is N ls N| |N S ||N 1E S ||N s| ỈN Ni I I Is N Is N Is N ls N | |N S ||N 1E S ||N s| Is N Is N||s N ls N l |N S ||N mu S ||N s| 1 1 I 1 Is N Is N Is Nls N l •+ 1 ______ _________________J (b) ► s I___ N là cực bắc, S là cực nam Hình 6.8 Các mô men từ hóa (A) Hình 6.9 I0, từ thông 0, 01, 03 E, E1, E3. Các đường đặc tuyến dòng điện và các sức điện động (B) - Khi may Dien ap ó pna aau T / T: Các véc tơ từ thông của 3 pha sẽ có trị số bằng nhau 0 và lệch pha nhau 120 tương ứng với dòng điện 3 pha IA, IB, IC. Từ thông bậc 1”@01 ” của cả 3 pha đều có tần số bậc 1 (f = 50Hz) '01A 001A= 001maxSin ©t. 01 001B = 001max sin (rot - 1200). 001B = 001max sin (rot - 2400). Từ thông bậc 3 “003 ” của cả 3 pha đều có tần số bậc 3 (f = 150Hz) 0 03A = 003max sin 3rot. A A A 0O3A = 0O3A = 0O3A 0 0 003B = 003max sin 3(rot 120 ). 03B 03C'03m sin 3(rot - 240 ). ax =0 '03m ax Các từ thông của 3 pha 0o3A, 0o3B, 0o3C 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). 0(ũ '03 90 (góc lệch chỉ O03 gần bằng 900) '03 Hình 6.10 Hình 6.11 Sơ đồ véc tơ các từ thông sức điện động dòng điện bậc 3 Các dòng điện bậc 3 trong các cuộn dây MBA Y/À 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% I1đm Uđm 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 Biên soạn: Trịnh Quang Khải 12 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. aĐiện 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%. Hình 6.13 Sơ đồ thí nghiệm ngắn mạch MBA 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 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 110kV có Uk% = 5,5 thì điện áp ngắn mạch là: 5,5x Upha Un = 100 T T _ 5,5x 63_____o C1 A r = 10 (6 “3,5kV Pk được gọi là tổn hao công suất trên điện trở cuộn dây khi có dòng điện định mức đi qua, vì dây quấn máy biến áp thường làm bằng đồng nên người ta gọi Pk là tổn hao đồng. - Pk dùng để tính toán điện trở rk và cảm kháng xk từng pha của cuộn dây máy biến áp: rk = Pk Pk xk = V Z2k - r2k 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 Sơ đồ đấu dây Sơ đồ véc tơ Cuộn thứ Cuộn sơ A b a b c 0 c Cuộn thứ Cuộn sơ a A 0 Ký hiệu tổ đấu dây z Z X x y z x y z A b x c y A b X 0 a b z c y A b x y z a c c z IX y c z IX y b c a b 'X ^‘b a(y) a a b c I x y z z B C x y z Y/ Y0- 12 ./y y Y/ Y0- 6 c Y/ À -11 ^b c(x) b x a c abc c zlx y Y/ À - 5 b za 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 500. 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 1Thùng dầu phụ 1. 1 ’- Thùng dầu phụ 2. 2Màng túi cao su chịu dầu. 3Van xả khí. 4Bình thở. 5Đồng hồ báo mức dầu. 6Relay ga 7Relay dòng dầu 8Thùng dầu bộ công tắc K 9Van xả dầu bẩn 5. Bình thở: Thùng dầu (4) được liên hệ với môi trường không khí bên ngoài qua bình thở để cân bằng áp suất, nếu không thông qua bình thở thì dầu sẽ bị nhiễm ẩm và bẩn. Bình thở có vai trò ngăn không cho hơi ẩm và chất bẩn xâm nhập vào máy biến áp. Bình thở thường bằng ống trụ thuỷ tinh bên ngoài có vỏ thép bảo vệ, bên trong chứa đầy hạt silicazen. Mức dầu dưới đáy bình thở phải thấp dưới hạt hút ẩm. Không khí ẩm trước khi qua hạt silicazen sẽ bị cản lại và lọc qua dầu 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). Hình 6.15 Cấu tạo bình thở Hình 6.16 Bình lọc dầu tại chỗ 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 "■ ’ V S. s ■1 ■1 Lò so chịu kéo " 1 " --- £5 ■ J ■■“ ề I - F1: Áp lực Lò so dầu chịu nén tác dụng lên mặt trong của nắp van an toàn. - F2: Lực nén. - F3: Lực kéo. Dầu BA trong thùng dầu chính Hình 6.17 Van phòng nổ 7. Cánh tản nhiệt: Cánh tản nhiệt có vai trò quan trọng trong việc giảm nhiệt độ của máy biến áp trong vận hành. Cánh tản nhiệt có cấu tạo theo kiểu dàn ống rỗng tròn hoặc dẹt. Mỗi một dàn cánh tản nhiệt được liên hệ với thùng dầu chính thông qua hai van cánh bướm đặt ở trên và dưới dàn cánh tản nhiệt. Cánh tản nhiệt làm việc theo nguyên tắc đối lưu, khi có sự chênh lệch nhiệt độ giữa lớp dầu phía trên và dưới thì dầu có nhiệt độ cao sẽ đảo lên trên và dầu có nhiệt độ thấp lại chuyển xuống dưới. Cánh dầu có tác dụng làm tăng khả năng tiếp xúc của dầu với môi trường không khí tự nhiên. Để tăng hiệu quả tản nhiệt người ta dùng thêm quạt gió, dùng bơm dầu cưỡng bức để tăng tốc độ đối lưu của dầu (hình 6.1). 8. Đồng hồ đo nhiệt độ: Các đồng hồ đo nhiệt độ được đặt chung trong một tủ điện cạnh máy biến áp để kiểm tra nhiệt độ lớp dầu trên cùng và nhiệt độ của các cuộn dây. Khi nhiệt độ lớp dầu trên cùng đến 550C thì bộ rơ le tự động khởi động hệ thống quạt gió bắt đầu làm việc. khi nhiệt độ hạ xuống dưới mức 55 0C thì hệ thống quạt gió ngừng hoạt động (hình 6.18). 123456789- Kim chỉ thị nhiệt độ. Kim chỉ thị mức giới hạn Đầu luồn cáp Kẹp bắt cố định vào MBA Tiếp điểm Vít để thay đổi mức giới hạn Mặt đồng hồ Ống mao dẫn Cảm biến nhiệt Hình 6.18 Đồng hồ đo nhiệt độ mức dầu trên cùng của MBA 9. Sứ cách điện 110kV, 220kV: Các sứ cách điện được đặt ở mặt trên thùng dầu chính. Các sứ cách điện đều dùng loại rỗng có thanh dẫn tròn xuyên qua lòng. Sứ máy biến áp được chế tạo đặc biệt, được tăng cường cách điện bằng nhiều tán sứ, tán sứ rộng và chiều cao sứ lớn hơn mức bình thường. Sứ đầu vào gồm có hai loại: Loại sứ kiểu tụ điện và kiểu không tụ điện. Loại sứ kiểu tụ điện được dùng phổ biến trong máy biến áp 110kV, 220kV là sứ có phần cách điện bên trong bằng giấy tẩm dầu, lại sứ này được phân làm hai loại: Loại sứ áp lực và loại không áp lực. Loại sứ có áp lực là dầu cách điện được nén áp lực vào bên trong sứ, trên đỉnh sứ có lắp bộ dãn nở dầu mục đích để giảm áp lực dầu trong sứ khi nhiệt độ tăng (hình 6.19). Mỗi quả sứ có một đồng hồ theo dõi áp lực của dầu, nếu áp lực dầu tăng lên so với đường cong tới hạn AB là 0,5kG/ cm2 (hình 6.20) thì phải cắt điện MBA. Loại sứ không áp lực là dầu nạp vào bên trong sứ không có áp lực, phía trên cùng cũng có một khoang dãn nở dầu. Loại sứ kiểu không tụ điện là chỉ có cách điện bằng sứ và chất cách điện lỏng. Hình 6.19 Sứ 110kV loại có áp lực 1- Đầu cốt. 2- Bộ dãn nở. 3- Phần trên sứ. 4. Đồng hồ đo áp lực. 5- Van. 6- Đầu đo tgỗ của sứ. 7- Phần dưới của sứ ngâm trong dâù Hình 6.20 Sự phụ thuộc của áp lực sứ vào nhiệt độ môi trường N không khí xung quanh. Loại sứ: r MTA . 45. 110/630T1 r MTE . 45. 110/630T1 - MN là đường cong xác lập - CD là đường cong điều chỉnh - AB giới hạn áp lực trên khi dòng điện phụ tải qua sứ cực đại. -60 -50 -40 -30 -20 -10 ũ 10 20 30 40 trt. ũC 10. Máy biến dòng điện 110kV(220kV): Máy biến dòng được đặt dưới các chân sứ cao thế của máy biến thế, nơi tiếp giáp với thùng dầu chính. Hộp trụ tròn chứa máy biến dòng 110kV (220kV) được hàn vào trên nắp thùng dầu chính. Các máy biến dòng đều được ngâm trong dầu biến áp. Tại các chân đỡ sứ đầu ra máy biến áp đều đặt 1 cái vít xả khí còn gọi là vít xả Air. Các bọt khí “Air” thường tồn tại trong thùng dầu chính trong quá trình nạp dầu máy biến áp vì vậy phải xả hết bọt khí trước và sau khi đóng điện cho đến khi không còn tín hiệu gas nhẹ trong thùng dầu. 11. Các van dầu: Các van dầu làm nhiệm vụ nạp dầu vào và xả dầu ra. Các van thường được bố trí ở nhiều nơi như thùng dầu chính, thùng dầu phụ, trên các dàn cánh tản nhiệt, trên thùng dầu chứa bộ điều chính điện áp dưới tải... Tuỳ theo chức năng mà các van dầu có kích thước cấu tạo khác nhau, các van lắp vào thùng dầu chính thường to, các van khác thường nhỏ hơn. Trong quản lý vận hành các van dầu có vai trò quan trọng, cần phải thường xuyên theo dõi tình trạng làm việc của các van, nếu một trong các van bị kẹt, gẫy hỏng hoặc rò rỉ dầu cần phải sửa chữa hoặc cho thay thế kịp thời. 12. Relay dòng dầu: Relay dòng dầu được lắp trên đường ống dẫn dầu từ thùng dầu phụ đến thùng dầu công tắc K. Vì bộ công tắc K làm việc thường xuyên nên dầu bẩn rất nhanh do đó dầu công tắc k phải có ngăn riêng. Khi xảy ra phóng điện trong thùng dầu công tắc K thì áp lực dầu tăng lên thổi ngược theo đường ống tác động vào relay dòng dầu, rơ le dòng dầu khởi động gửi tín hiệu đi cắt điện 3 phía MBA. Trên relay có đặt một lỗ kính quan sát vị trí làm việc và mức dầu trong rơ le, khi relay tác động con bài đỏ sẽ hiển thị trên cửa sổ lỗ kính quan sát. Trên nắp relay có hai nút nhấn: một nút thử tác động và một nút giải trừ, sau khi tác động relay vẫn giữ nguyên trạng thái nên trước khi đóng điện phục hồi máy biến áp ta phải nhấn nút giải trừ để phục hồi lại chế độ ban đầu của relay (hình 6.21). cliièu dòns đàu tư tilling dâu phụ XUỎ113 bò coil® tac K Hình 6.21 Relay dòng dầu 13. Relay gas: Relay gas (hình 6.22) có cấu tạo bên ngoài gần giống như relay dòng dầu, nó được lắp trên đường ống dẫn dầu từ một khoang riêng của thùng dầu phụ xuống thùng dầu chính. Relay gas có chức năng là bảo vệ chính của máy biến áp. Trong relay có hai quả phao gắn với hai cặp tiếp điểm điện, hai quả phao có dạng hình cầu rỗng đường kính « 4cm; 6cm thường được làm bằng đồng vàng dát mỏng hàn kín hoặc được đúc bằng nhựa chịu dầu mầu trắng sữa treo ở hai vị trí trong hộp relay có độ cao thấp khác nhau. Bình thường cả hai cặp tiếp điểm điện đều hở mạch, khi có hư hỏng (phóng điện, chập vòng dây.) thì trong thùng dầu chính sẽ sinh ra khí, khí theo ống dẫn dầu lên relay gas đẩy 2 phao chìm xuống. Nếu có bọt khí trong relay làm chìm phao phía trên thì cặp tiếp điểm điện thứ nhất đóng đi phát tín hiệu “gas nhẹ”. Trạng thái này cũng thường xảy ra ngay sau khi nạp dầu đóng điện lần đầu vì bọt khí tồn tại trong thùng dầu chính sẽ chuyển dần lên trên và tích tụ trên relay gas, nhân viên trực vận hành cần phải theo dõi liên tục để xả khí. Khi có phóng điện bên trong thùng dầu chính thì áp lực gas trong thùng dầu chính sẽ đẩy ngược trở lại thùng dầu phụ làm chìm cả hai quả phao vừa báo tín hiệu vừa đưa tín hiệu đi cắt điện 3 phía máy biến áp. Relay gas loại mới còn làm thêm một vách ngăn nhỏ, khi có dòng dầu chạy nhanh từ thùng dầu chính đi ngược lên thùng dầu phụ và đập vào vách ngăn thì tiếp điểm cũng đóng và đi tác động cắt điện 3 phía máy biến áp. Trên rơ le có đặt một lỗ kính quan sát và có 2 nút nhấn dùng khi thí nghiệm hiệu chỉnh mạch bảo vệ MBA: một nút tác động ga nhẹ và một nút đi tác động cắt máy cắt, ngoài ra còn có một nút xả khí “Air” dùng để xả và lấy mẫu khí để làm thí nghiệm (hình 6.22). Hình 6.22 Cấu tạo Relay gas 14. Relay áp lực: Relay áp lực có cấu tạo tương tự như một cái van dầu bên trên có một cái bơm dầu kiểu lắc cần bằng tay. Relay tác động khi có sự cố cháy nổ bên trong thùng dầu chính, lúc này tiếp điểm của relay rơ le đóng gửi tín hiệu đi cắt điện 3 phía của máy cắt. Các máy biến áp 110kV, 220kV có công suất lớn thường được trang bị relay áp lực. Trên thân relay có gắn một biển chỉ dẫn báo vị trí làm việc của relay (hình 6.23). Hộp tiếp điẻin Hình 6.23 Relay áp lực 6.1.2. Bộ điều chỉnh điện áp máy biến áp: 6.1.2.1. Cấu tạo bộ điều chỉnh điện áp kiểu không tải: Bộ điều chỉnh điện áp có nhiệm vụ điều chỉnh số vòng dây của cuộn dây sơ cấp cho phù hợp điện áp đầu nguồn để giữ cho điện áp phía đầu ra của máy biến áp đạt định mức. Mục đích của việc điều chỉnh điện áp là hạn chế được quá điện áp và hạn chế được tình trạng kém áp của máy biến áp, giảm được nguy cơ sự cố do quá điện áp và giảm được tổn thất điện năng cho lưới điện. Trong máy biến áp thường dùng thêm bộ điều chỉnh điện áp 3 pha kiểu quay bằng tay có từ 3 đến 5 đầu phân nấc đặt ở cuộn dây trung áp 22kV, 35kV...............Bộ điều chỉnh điện áp không tải có hình trụ nhiều tầng, tiếp điểm 3 pha xếp chồng nhau và cùng chung một trụ quay. Mỗi cặp tiếp điểm 3 pha đấu vào một đầu phân nấc máy biến áp. Các cặp tiếp điểm có hình dáng giống như các lưỡi dao của các bộ cầu dao, lưỡi dao nằm cố định bên ngoài, má dao động nằm trong. Khi làm việc má động quay theo một góc đã định để tiếp xúc với lưỡi dao. Trong vận hành để đảm bảo an toàn mỗi lần thay đổi phân nấc bắt buộc phải cắt điện máy biến áp để kiểm tra tiếp xúc bằng đồng hồ vạn năng và cầu đo điện trở một chiều. Với các máy biến áp khô thì các bộ phân áp được chế tạo riêng cho từng pha. Các bộ đổi nối điều chỉnh phân áp thường đặt ở các vị trí dễ quan sát, thông thường nó gắn ngay bên ngoài cuộn dây dưới dạng các cầu đấu dây. 6.1.2.2. Cấu tạo và nguyên lý làm việc bộ điều chỉnh điện áp kiểu mang tải: Tất cả các máy biến áp có yêu cầu ổn định về điện áp đều phải lắp bộ tự động điều chỉnh điện áp. Bộ điều chỉnh điện áp kiểu mang tải đặt ở phía cuộn dây sơ cấp có cấu tạo đặc biệt cho phép điều chỉnh được điện áp ngay cả khi máy biến áp đang mang tải lớn. Vì các bộ điều chỉnh điện áp này đều được chế tạo theo kiểu phân nấc nên chỉ điều chỉnh được điện áp gần bằng định mức. Bộ điều chỉnh điện áp dưới tải 3 pha thường được chế tạo 19 nấc (115± 9x 1,78%) trong đó nấc số 10 là nấc định mức. Các bộ điều chỉnh điện áp dưới tải có thêm một dao đảo chiều 3 pha có tác dụng đảo ngược chiều cực tính cuộn dây điều chỉnh làm cho từ thông của "cuộn dây điều chỉnh" ngược với chiều từ thông của "cuộn dây chính", mục đích để giảm bớt được một nửa số vòng cuộn dây điều chỉnh, tăng được gấp đôi số đầu nấc phân áp. Bộ điều chỉnh điện áp kiểu mang tải có tên gọi là bộ điều chỉnh điện áp dưới tải (ĐCĐADT). Có nhiều loại bộ ĐCĐADT do nhiều hãng sản xuất, mỗi loại có một cấu tạo riêng: • Loại PC-3, PC4, PC9 dùng cho các MBA 25MVA - 110kV. • Bộ ĐAT của hãng ABB như loại UCGRT 650/400C dùng cho các MBA 125kVA- 220kV, loại UZERN 380/300, UZERN 380/150 dùng cho các MBA 110kV, 220kV. • Bộ ĐAT của hãng MR như các loại kiểu M, MS. dùng cho các MBA 110kV, 220kV. 1. BộĐAT PC-3, PC4, PC9: a. Cấu tạo: Gồm có 2 phần: - Bộ công tắc P còn gọi là dao lựa chọn làm nhiệm vụ chọn trước phân nấc điện áp của máy biến áp. Bộ công tắc P nằm trong thùng dầu chính ngay bên cạnh máy biến áp, các đầu dây của cuộn dây điều chỉnh máy biến áp được đấu vào công tắc P. Bộ tiếp điểm lựa chọn gồm có 3 bộ: bộ lựa chọn chẵn, bộ lựa chọn lẻ và bộ dao đảo chiều. Bộ tiếp điểm lựa chọn chẵn gồm có 5 tiếp điểm tĩnh X2, X4, X6, X8, X10 và một tiếp điểm động. Bộ tiếp điểm lựa chọn lẻ gồm có 5 tiếp điểm tĩnh X1, X3, X5, X7, X9 và một tiếp điểm động. Tiếp điểm tĩnh được nối với cuộn dây điều chỉnh, còn 2 bộ tiếp điểm động được nối với bộ dập lửa bằng điện trở. - Bộ công tắc K còn gọi là bộ công tắc dập lửa nằm trong một thùng dầu riêng chứa khoảng 100 lít dầu cách điện có vai trò tương tự như một máy cắt điện. Bộ công tắc K gồm 13 cặp tiếp điểm, trong đó có 1 cặp tiếp điểm chung đi ra sứ trung tính. Các tiếp điểm của công tắc K có cấu tạo hình khối chữ nhật, khi làm việc các tiếp điểm tạo ra tiếp xúc mặt. Mỗi pha của bộ công tắc K có 4 cặp tiếp điểm, từng đôi cặp tiếp điểm có lắp điện trở hạn chế chịu được dòng điện đi qua từ 200A đến 800A còn gọi là điện trở dập lửa. Tiếp điểm đầu và cuối bộ công tắc K được đấu vào 2 trung điểm của dao lựa chọn chẵn, lẻ sau đó đi ra đầu sứ trung tính. b. Nguyên lý làm việc: Bộ ĐAT 110kV có thể làm việc tự động hoặc bằng tay. Bộ ĐAT được chế tạo có nhiều kiểu dáng khác nhau, các tiếp điểm thường làm việc theo nguyên lý tiếp xúc kiểu đóng thẳng. Mỗi bộ đều có một cơ cấu truyền động riêng. Thuyết minh hành trình làm việc (hình 6.24): Khi làm việc thì dao lựa chọn P chuyển động trước để chọn đầu phân nấc điện áp mới, sau đó bộ tắc K mới chuyển động. Đầu cực chung của dao lựa chọn hệ lẻ (1,3,5,7,9) được đấu vào cực chính 32, đầu cực chung của dao lựa chọn hệ chẵn (2,4,6,8,10) được đấu vào cực chính 31 (với pha A sẽ mang tên là 31A; 32A, với pha B mang tên là 31B; 32B, với pha C có tên là 31C; 32C). Công tắc K chuyển động theo cơ cấu kiểu cu lít “biến chuyển động quay thành chuyển động thẳng”. Bộ công tắc K có tốc độ làm việc cực nhanh từ 45miligiây đến 50miligiây chịu được dòng điện ngắn mạch tạm thời từ 200 đến 600A. Thời gian ngắn mạch từ 0,1 đến 6miligiây, đây là thời gian hai tiếp điểm chẵn lẻ thuộc dao lựa chọn P cùng đóng một lúc và tiếp điểm đầu cuối của công tắc K bị nối tắt gây ra ngắn mạch các vòng dây của hai nấc điều chỉnh phân áp, năng lượng xuất hiện trong thời gian ngắn mạch sẽ tiêu hao qua 6 điện trở. Sáu điện trở này có trị số bằng nhau R=4Q^ 8 Q. Nhiệt lượng sinh ra tại thời điểm ngắn mạch sẽ tản nhanh ra trong dầu. Giả sử máy biến áp đang làm việc nấc 2, như vậy tiếp điểm số 2 của pha A đang nối vào cực 31-A, nấc số 1 đang nối vào cực 32-A. Muốn chuyển về nấc 3 thì dao chọn bên lẻ phải chuyển từ nấc 1 về nấc 3 trước, sau đó công tắc K bật về 32-A. 6 điện trở R giống nhau dùng để hạn chế dòng điện ngắn mạch tại thời điểm nấc 3 và nấc 2 của cuộn dây điều chỉnh bị chập tắt, lúc này các điện trở R đóng vai trò phụ tải. Bộ công tắc P và K dùng chung một bộ truyền động. Tất cả các chuyển động của bộ điều chỉnh điện áp dưới tải đều thực hiện bằng truyền động cơ khí theo một hành trình đã được định sẵn. Một lò xo thế năng nằm ở phía dưới bộ công tắc K sẽ quay rất nhanh (45^50m giây) bộ công tắc K khi dao lựa chọn P làm việc xong. Hình 6.24 Sơ đồ nguyên lý của bộ điều chỉnh điện áp dưới tải 1 pha kiểu PC Relay dòng dầu Nắp đậy Hình 6.25 Giản đồ chụp sóng bộ công tắc K Hình 6.26 Mô tả cấu tạo bộ công tắc K 2. Bộ ĐAT 110kV UZERN - 380/150: a. Cấu tạo: Bộ điều chỉnh điện áp dưới tải UZERN - 380/150 có kiểu đấu dây hình Y chịu được điện áp xung là 380kV có dòng điện max liên tục là 150A. Bộ này được bố trí trong một khoang riêng bên ngoài thùng dầu chính máy biến áp. Dầu của khoang ĐAT và khoang thùng MBA ngăn cách nhau và được nối thông với 2 khoang dãn nở riêng trên thùng dầu phụ. Mỗi pha của bộ ĐAT gồm có bộ tiếp điểm lưạ chọn, bộ tiếp điểm đảo. Từ bộ đảo và bộ chọn có các đầu dây nối tới sứ xuyên nằm ở vách ngăn cách giữa khoang thùng MBA và khoang ĐAT, các sứ xuyên này nối tới các vòng dây quấn của các cuộn dây MBA. Bộ ĐAT dùng cho các MBA 25MVA - 110kV trở lên có điện áp điều chỉnh 115 + 9x 1,78%, có 19 nấc điều chỉnh và 3 nấc trung gian 9a,10a, 11a. Nấc 9a, 10a, 11a cùng điện áp, nấc 10 và 10a là nấc định mức. Sau khi nạp dầu vào khoang ĐAT phải tạo một khoảng đệm không khí trên đỉnh khoang ĐAT để tránh áp lực đột ngột khi bộ ĐAT chuyển nấc có tải trong vận hành. b. Nguyên lý làm việc: Bộ tiếp điểm lựa chọn H (tiếp điểm động) gồm có 3 tiếp điểm (1 tiếp điểm chính và 2 tiếp điểm chuyển tiếp). Tiếp điểm chính mở trước đóng sau tiếp điểm chuyển tiếp và hai điện trở hạn chế M1, M2. Tiếp điểm đảo gồm tiếp điểm động R và hai tiếp điểm tĩnh 12, 14. Tiếp điểm lựa chọn tĩnh gồm có 12 tiếp điểm tính từ 1 đến 12 trong đó có tiếp điểm 1, 2 và 10,11 nối với nhau, kích thước của tiếp điểm 12 tương đương với 2 tiếp điểm. Trên hình vẽ MBA đang vận hành ở nấc 10 tiếp điểm đảo đang nối với 12 sang 13, tiếp điểm lựa chọn H đang tiếp xúc với tiếp điểm 12, mạch điện đi như sau: từ cuộn dây chính —► tiếp điểm 12 —► H —► 15 —► N Như vậy ở nấc này chỉ có cuộn dây chính tham gia (đây là nấc định mức), nếu tiếp tục tăng tới nấc 10 (cũng là nấc định mức) dòng điện đi từ cuộn dây chính 12 —► H —► 15 —► N, đồng thời lúc này tiếp điểm đảo chiều chuyển từ 12 13 thành 12 —► 14 để đảo chiều từ thông của cuộn dây điều chỉnh. Nếu tiếp tục chuyển tới nấc tiếp theo là nấc 11, lúc này tiếp điểm lựa chọn sẽ chuyển sang tiếp xúc với tiếp điểm 1, mạch điện sẽ như sau: từ cuộn dây chính —► 12 —► 14 —► đi ngược chiều cuộn dây điều chỉnh —► 2 —► 1 —► H —► N. Quá trình tiếp tục chuyển như vậy đến nấc 19. Hoạt động của bộ lựa chọn động: Giả sử MBA đang vận hành ở nấc 1, ta muốn chuyển nấc từ nấc 1 đến nấc 2 quá trình diễn ra như sau: Bước 1: Lúc đầu tiếp điểm động H đang tiếp xúc với tiếp điểm tĩnh 1 bằng tiếp điểm chính (toàn bộ dòng đi qua tiếp điểm chính) Bước 2: Tiếp điểm chuyển tiếp M2 tiếp xúc vào tiếp điểm tĩnh 1và tiếp điểm chính tách ra, dòng điện đi qua điện trở M2 và tiếp điểm chuyển tiếp. Bước 3: Tiếp điểm M1 tiếp xúc với tiếp điểm tĩnh 2, lúc này dòng điện đều đi qua cả 2 tiếp điểm 1 và 2, khi đó cuộn dây điều chỉnh bị nối tắt và điện trở M1, M2 có tác dụng hạn chế dòng ngắn mạch. Bước 4: Tiếp điểm M2 tách ra lúc này dòng điện đi qua M1 (dòng tải đã chuyển hoàn toàn sang nấc 2). Bước 5: Tiếp điểm chính tiếp xúc với tiếp điểm tĩnh 2 và tiếp điểm chuyển tiếp tách ra, như vậy dòng điện đã đi qua tiếp điểm chính. 2 Quá trình chuyển nấc của tiếp điểm chọn lựa đã hoàn thành. Ml 3. Bộ điều chỉnh điện áp dưới tải của hãng MR: Bộ điều chỉnh điện áp dưới tải của hãng MR gồm nhiều chủng loại như: kiểu A, kiểu V, kiểu M, kiểu MS, kiểu T... bộ truyền động gồm các loại MA7, MA9. Bộ điều áp kiểu M loại MI 501 -170/C-10193W: Dùng cho các máy biến áp 220kV; bộ điều chỉnh VIII 200/350Y-10191W. Bộ điều chỉnh điện áp loại MI 501-170/C-10193W • M - kiểu của bộ điều áp • I - số pha (dùng cho 1 pha) • 501 - dòng điện làm việc liên tục cực đại • 170 - điện áp làm việc lớn nhất (điện áp pha) • C- Kích thước của bộ • 10193W - sơ đồ đấu bộ điều chỉnh a. Bộ điều áp kiểu M loại MI 501 -170/C-10193W Máy biến áp có ba bộ điều chỉnh điện áp dưới tải loại MI 501 - 170/C- 10193W đặt ở 3 pha cuộn dây nối tiếp phía 220kV và một bộ truyền động chung cho cả ba bộ ba pha. Mỗi bộ điều chỉnh điện áp dưới tải gồm có bộ tiếp điểm chọn nấc, tiếp điểm đảo nằm trong thùng máy biến áp, bộ tiếp điểm dập hồ quang nằm trong khoang ngăn cách với thùng máy biến áp. Từ các tiếp điểm của bộ dập hồ quang, bộ đảo và bộ chọn có các đầu dây nối tới các nấc vòng dây quấn của các cuộn dây máy biến áp. Bộ điều chỉnh điện áp dưới tải dùng cho máy biến áp 125MVA - 220kV (dùng cho cuộn 220kV) có 19 nấc điều chỉnh, trong đó có 3 nấc 9a, 9a, 9a là nấc định mức (225 + 8 x 1,25%). b. Nguyên lý hoạt động (hình 6.28): Bộ tiếp điểm dập hồ 4 gồm có tiếp điểm động A, tiếp điểm tĩnh chẵn 2, tiếp điểm tĩnh lẻ 1 và 2 tiếp điểm trung gian 3 và 4 nối với 2 điện trở hạn chế dòng R1 và R2. Bộ tiếp điểm đảo 5 gồm có 3 tiếp điểm tĩnh K ,+, - và tiếp điểm động D có thể nối K với + hoặc K với - Bộ tiếp điểm chọn chẵn 6 gồm có 5 tiếp điểm tĩnh là 2, 4 ,6, 8 , K và 1 tiếp điểm động II. Tiếp điểm động có thể tiếp ở 1 trong 5 tiếp điểm tĩnh. Bộ tiếp điểm chọn lẻ 7 cũng gồm có 5 tiếp điểm tĩnh là 1, 3, 5, 7, 9 và 1 tiếp điểm động 1. Tiếp điểm động có thể tiếp ở 1 trong 5 tiếp điểm tĩnh. Tiếp điểm động của bộ dập hồ nối với cuối cuộn dây chung. Tiếp điểm chẵn của bộ dập hồ nối với tiếp điểm động II của bộ chọn chẵn. Tiếp điểm lẻ của bộ dập hồ nối với tiếp điểm động I của bộ chọn lẻ. Tiếp điểm K của bộ đảo nối với đầu 0 của cuộn nối tiếp 3. Tiếp điểm + và - của bộ đảo nối tương ứng với điểm cuối 9 và điểm đầu 1 của cuộn dây điều chỉnh 2. Các tiếp điểm tĩnh 1, 2, 3, 4, 5, Biên soạn: Trịnh Quang Khải 29 6, 7, 8 , 9 của hai bộ chọn nối tương ứng với các đầu 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 , 9 của cuộn dây điều chỉnh. Các mối nối trên thực hiện bằng các dây cáp đồng bọc cách điện. Trên hình vẽ ta thấy máy biến áp đang vận hành ở mức 9b, mạch điện cuộn 220kV được nối từ sứ trung tính N qua cuộn dây chung 1, qua bộ tiếp điểm dập hồ 4 tiếp ở bên chẵn 2 tới bộ chọn chẵn 6 tiếp ở II-K và qua K tới cuộn dây nối tiếp 3 tới đầu ra sứ 220kV. Ở nấc này, cuộn dây điều chỉnh 2 không tham gia vào mạch điện nên điện áp cuộn 220kV là nấc trung bình. Khi MBA ở nấc 1, mạch điện 220kV từ sứ N qua cuộn dây chung 1, bộ tiếp điểm dập hồ 4 tiếp ở bên lẻ tới bộ chọn lẻ và qua bộ chọn lẻ 7 đang tiếp ở I-1 (lúc này bộ chọn chẵn tiếp ở II-2) tới nấc 1 của cuộn dây điều chỉnh 2. Nhờ bộ tiếp điểm đảo tiếp ở K+ nên mạch điện qua hết cuộn dây điều chỉnh 2 ở nấc 9 tới + và K rồi ra cuộn dây nối tiếp 3 tới sứ 220kV. Ở nấc này, cuộn dây điều chỉnh 2 tham gia hoàn toàn vào mạch điện, cùng cực tính với cuộn dây chung và cuộn nối tiếp nên điện áp cuộn dây 220kV ở mức lớn nhất. Ngược lại ở nấc 17, bộ chọn lẻ tiếp I-9 và bộ đảo tiếp K - nên cuộn dây điều chỉnh cũng tham gia hoàn toàn vào mạch điện cuộn 220kV, nhưng ngược cực tính với cuộn dây chung và cuộn nối tiếp nên điện áp cuộn dây 220kV ở mức thấp nhất. Khi ta thực hiện chuyển tăng nấc từ 1 lên 2, trục của BTĐ quay được một số vòng (2 bộ chọn không chuyển) thì tiếp điểm động của bộ tiếp điểm dập hồ chuyển từ A-1 sang A-2 nên mạch điện cuộn dây 220kV sẽ từ N qua A-2—II-2 của bộ chọn chẵn -2-9 của cuộn dây điều chỉnh -- + --K của bộ đảo - cuộn nối tiếp. Ở nấc 2 này, cuộn dây chỉ tham gia 7/8 số vòng dây nên cùng cực tính với cuộn dây chung và cuộn nối tiếp nên điện áp cuộn dây 220kV nhỏ hơn ở nấc 1. Khi ta thực hiện chuyển nấc từ 2 lên 3, trục của BTĐ quay được 1 số vòng thì tiếp điểm động của bộ chọn lẻ sẽ chuyển không tải từ I-1 lên I-3, sau đó tiếp điểm động của bộ tiếp điểm dập hồ chuyển sang từ A-2 sang A-1 nên mạch điện cuộn dây 220kV sẽ từ N qua A-1— I-3 của bộ chọn chẵn -3-9 của cuộn dây điều chỉnh — + -- K của bộ đảo - cuộn nối tiếp. Ở nấc 3 này cuộn dây điều chỉnh chỉ tham gia 6/8 số vòng dây nên cùng cực tính với cuộn dây chung và cuộn nối tiếp nên điện áp cuộn dây 220kV nhỏ hơn ở mức 2. Quá trình chuyển tăng nấc cứ tiếp tục tương tự như vậy cho đến nấc 17. Từ nấc 9c đến nấc 17, bộ đảo tiếp K - đảo chiều cuộn dây điều chỉnh ngược cực tính với cuộn dây chung và cuộn nối tiếp. Biên soạn: Trịnh Quang Khải 30 19 9 17 3-5 18 8 16 4-6 17 7 15 3-5 16 6 14 4-6 ỵ Ra sứ HOkV Bộ tiẻp điẻni 15 5 13 3-5 dập liỏ quang K 14 4 12 4-6 13 3 11 3-5 2 tiếp 10 4-6 Bộ tiếp điẻm đảo12 clũều Bộ 11 1 9C 3-5 10 K 9B 4-6 điẻin lựa cliọii cliần 9 9 9A 3-5 8 8 8 4-6 7 7 7 3-5 6 6 6 4-6 K 5 5 5 3-5 4 4 4 4-6 Bộ tièp điẻm lựa cliọii lẻ 3 3 3 3-5 2 2 2 4-6 1 1 1 3-5 A B CDĐ Khi ta thực hiện chuyển giảm nấc từ 17 xuống 1 quá trình diễn ra theo trình tự tương tự như chuyển từ nấc 1 lên 17. Khi chuyển từ 17 xuống 16, các bộ Ra sứ tnmg tnili chọn chẵn, lẻ không chuyển, chỉ có bộ tiếp điểm dập hồ chuyển từ lẻ 1 sang chẵn 2. Còn các nấc từ 16 về 1 cả bộ chọn và bộ tiếp điểm dập hồ đều chuyển, bộ chọn Số vị trí: 19 Các nấc khác nhau: 17 chuyển không tải. Từ nấc 17 đến mức 9b, A: Vị trí nấc đảo B: Số thứ tự nấc C: bộ đảo tiếp K-, từ nấc 9a đến nấc 1, bộ Vị trí nấc bộ chọn D: Nấc Đ: Vị trí tiếp điểm dập hồ quang. Biên soạn: Trịnh Quang Khải 31 Hình 6.28 Sơ đồ nguyên lý bộ ĐAT dùng cho 1 pha đảo chuyển sang tiếp K+. Biên soạn: Trịnh Quang Khải 32 Vị trí các tiếp điểm của các bộ dập hồ, bộ chọn, bộ đảo ở các nấc từ 1-17 trong 2 quá trình tăng và giảm nấc cho trên bảng hình 6.28. Cơ cấu chuyển nấc và dập hồ quang của bộ tiếp điểm dập hồ quang: Khi MBA vận hành ở nấc lẻ, tiếp điểm động A của bộ dập hồ tiếp ở bên lẻ 1. Khi ta thực hiện chuyển nấc từ một nấc lẻ sang nấc chẵn tiếp theo, tiếp điểm động A chuyển từ 1—► 3 —► 2—► 4 . Khi chuyển động từ 1—► 3 nó tiếp xúc với 3 xong mới ngắt ở 1, sau đó tiếp xúc với 4 xong mới ngắt ở 3, cuối cùng tiếp xúc với 2 xong mới ngắt ở 4. Nhờ vậy dòng điện qua cuộn dây 220kV luôn liền mạch không bị ngắt. Khi thực hiện chuyển nấc từ chẵn sang lẻ, tiếp điểm động A chuyển theo trình tự ngược lại 2—► 4 —► 3—»-1. Các điện trở R1 và R2 làm nhiệm vụ hạn chế dòng nhưng không gây chênh điện áp lớn giữa các tiếp điểm 1, 2, 3, 4. Khi tiếp điểm động A tiếp ở cả 2 và 3, nó nối tắt các vòng dây giữa 2 nấc điều chỉnh liên tiếp qua 2 điện trở R1 và R2, nhờ có R1 và R2 mà các vòng dây giữa 2 nấc điều chỉnh liên tiếp này không bị ngắn mạch. Thực tế khi các tiếp điểm bắt đầu tiếp xúc hoặc bắt đầu ngắt ra, do có chênh lệch 1 chút điện áp giữa chúng nên có hồ quang nhỏ phát sinh. Nhưng do tốc độ chuyển 1 chu trình của bộ dập hồ rất nhanh nên hồ quang nhỏ không duy trì lâu. Do có hồ quang nên chất lượng dầu trong khoang dập hồ nhanh giảm, vì vậy các bộ dập hồ quang phải được đặt ở trong khoang một riêng (hình 6.29). Biên soạn: Trịnh Quang Khải 33 6.1.2.3 Quản lý vận hành bộ điều chỉnh điện áp dưới tải. Bộ điều chỉnh điện áp dưới tải của máy biến áp hoạt động thường xuyên, một ngày có thể làm việc đến 20 lần. Tại thời điểm xảy ra ngắn mạch thì bộ điều chỉnh điện áp không làm việc. Bộ điều chỉnh điện áp dưới tải có tuổi thọ khoảng 30 đến 50 năm tương ứng với 50.000 lần làm việc nhưng trong thực tể do không làm tốt công việc vệ sinh bảo dưỡng thường xuyên nên tuổi thọ bị giảm đi. Vì vậy phải thực hiện nghiêm ngặt chế độ theo dõi thời gian hoạt động của chúng. Bộ công tắc K ngâm trong dầu và làm việc trong chế độ ngắn mạch nên dầu cách điện thường bị bẩn và bị hoá già rất nhanh. Trung bình sau 6 tháng vận hành tương ứng với 3600 lần làm việc là phải thay dầu cách điện một lần. Phải làm vệ sinh bùn dầu bám vào tiếp điểm, tráng rửa sạch sẽ trong thùng dầu trước khi thay dầu mới. Biên soạn: Trịnh Quang Khải 34 6.1.3. Quản lý vận hành máy biến áp: Máy biến áp là một thiết bị điện chính, trong một trạm thường đặt từ 1 đến 3 máy biến áp có dung lượng từ 40MVA đến 250MVA. Vận hành máy biến áp phải đảm bảo được các yêu cầu: - Cung cấp điện an toàn liên tục, xuất sự cố là ít nhất. - Chất lượng điện năng phải tốt: + Phải đảm bảo đủ công suất yêu cầu. + Phải đảm bảo đủ điện áp cho phụ tải. - Phải đảm bảo chỉ tiêu vận hành kinh tế trạm biến áp: + Giảm đến mức thấp nhất tiêu phí điện tự dùng trong trạm biến áp. + Giảm thiểu tổn thất điện năng trong vận hành. 6.1.3.1. Các yêu cầu cơ bản về vận hành máy biến áp. 1. Duy trì trạng thái làm việc thường xuyên của máy biến áp cho phù hợp với tiêu chuẩn kỹ thuật cho phép. a. Theo dõi và khống chế nhiệt độ máy biến áp: Nhiệt độ cho phép cao nhất của máy biến áp là 1050C. Nguyên nhân nhiệt độ máy biến áp tăng cao là do: + Máy biến áp bị quá tải. + Tiếp xúc của các phần tử mang điện kém. + Điều kiện làm mát không tốt. + Một số lá thép trong lõi thép bị chập. + Chạm chập một vài vòng dây. Nhiệt độ tăng cao sẽ làm cho cách điện của máy biến áp chóng bị hoá già, tuổi thọ của máy biến áp bị giảm đi. b. Theo dõi và khống chế tình trạng phụ tải máy biến áp: + Khi vận hành quá tải thì dòng điện tăng lên. + Khi vận hành lệch pha cũng gây ra tạo ra phụ tải 3 pha không đối xứng, không cân bằng dẫn đến nhiệt độ tăng. + Dòng điện tăng lên tạo ra nội lực tác dụng trên các vòng dây tăng lên Biên soạn: Trịnh Quang Khải 35 làm dãn cách điện cuộn dây, gây nứt vỡ cách điện của các vòng dây. + Máy biến áp bị quá tải cộng thêm việc làm mát không tốt là nguyên nhân làm tăng nhiệt độ của máy biến áp. c. Theo dõi và khống chế tình trạng điện áp máy biến áp: Điện áp là một chỉ tiêu quan trọng của hệ thống điện. Cần phải giữ cho điện áp luôn bằng điện áp định mức. Nếu điện áp tăng cao: + Lõi thép bị bão hoà sinh ra từ thông có dạng hình thang (đường cong bằng đầu). Từ thông này được phân thành hai: từ thông hình sin bậc 1 có tần số 50Hz, bậc 3 có tần số 150Hz. Hai từ thông bậc 1 và bậc 3 cảm ứng trong cuộn dây hai sức điện động E bậc 1 và E bậc 3. Tổng của hai sức điện động này là e = e1 = e3 có dạng nhọn đầu gây ra quá điện áp nguy hiểm cho cách điện máy biến áp. + Tình trạng quá điện áp thường xuyên sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến tuổi thọ của cách điện máy biến áp. + Nếu điện áp tăng cao 5% so với định mức tuổi thọ giảm đi 1/2. + Nếu điện áp tăng 10% so với định mức thì tuổi thọ giảm đi 3 lần. Theo quy định trong điều 626 của Quy phạm kỹ thuật của bộ Năng lượng Việt Nam 1994: Lâu dài cho phép máy biến áp vận hành quá điện áp 5% khi phụ tải định mức và quá điện áp lâu dài 10% khi phụ tải không quá 0,25 định mức. Ngắn hạn cho phép máy biến áp vận hành quá điện áp 10% dưới 6 giờ trong một ngày một đêm khi phụ tải không quá định mức. Nếu điện áp giảm thấp: + Đối với máy biến áp không bị ảnh hưởng gì + Hệ thống điện tự dùng trong trạm biến áp chịu ảnh hưởng xấu cụ thể là nếu điện áp thấp hơn 5% điện áp định mức thì: • Đối với đèn chiếu sáng: Quang thông giảm đi 18%. thiếu ánh sáng dễ gây ra đọc thông số sai, có thể làm cho người vận hành thao tác nhầm. • Đối với động cơ điện quạt gió: Mô men quay trên cánh quạt giảm đi 10%. Biên soạn: Trịnh Quang Khải 36 Động cơ bị phát nóng, tuổi thọ của động cơ giảm đi. d. Theo dõi và đảm bảo tốt hệ thống làm mát máy biến áp: Các máy biến áp lớn điện áp cao thường áp dụng phương pháp làm mát bằng dầu biến áp kết hợp với quạt gió thổi không khí ngoài vỏ máy biến áp. Quạt gió chỉ cho phép ngừng hoạt động khi phụ tải của máy biến áp 60% đến 80% dụng lượng định mức hoặc nhiệt độ lớp dầu trên cùng dưới quy định cho phép trong quy trình hoặc theo hướng dẫn của nhà chế tạo. Chế độ khởi động hệ thống quạt gió được thực hiện tự động hoặc dùng nút nhấn điều khiển xa bằng điện. Trong vận hành phải thường xuyên kiểm tra các tay gạt "van cánh bướm" đang đóng hay mở, các van cánh bướm đặt ở vị trí trên và dưới cánh tản nhiệt nơi tiếp giáp giữa cánh tản nhiệt và thùng dầu chính. Nếu van không mở, việc lưu thông tuần hoàn của dầu trong cánh tản nhiệt và thùng dầu chính sẽ bị ngừng, khả năng làm mát của dầu bị suy giảm đi. e. Theo dõi và duy trì tốt điện trở cách điện của máy biến áp: Thông thường điện trở cách điện của máy biến áp bị suy giảm theo thời gian xử dụng, sự sai khác này được xác định qua thí nghiệm định kỳ. Phải so sánh kết quả đo điện trở cách điện qua thí nghiệm định kỳ với tiêu chuẩn kỹ thuật, các số liệu thí nghiệm xuất xưởng hoặc thí nghiệm lắp đặt để đánh giá chất lượng cách điện của máy biến áp. Thông thường Rcđ (điện trở cách điện) của máy biến áp được đo bằng mêgômmét 2500V. Khi đo Rcđ phải đo cả hai trị số R15" và R60" để tính “hệ số k hấp thụ". Hệ số hấp thụ Kht cho ta biết cuộn dây cuộn có bị nhiễm ẩm không. Trong đó: - Kht là hấp thụ. - R60" là điện trở đo được bằng mêgômmét sau 60". - R15" là điện trở đo được bằng mêgômmét sau 15". Kht < 1,3 cuộn dây đã bị nhiễm ẩm. Kht« 1 cuộn dây đã bị nhiễm ẩm nặng cần phải sấy. Biên soạn: Trịnh Quang Khải 37 Kht > 1,3 cuộn dây cách điện tốt. Kht > 2 cuộn dây cách điện rất tốt. 2. Kịp thời phát hiện những hiện tượng không bình thường: Trong vận hành thường xuất hiện những trạng thái không bình thường của máy biến áp a. Nhiệt độ máy biến áp tăng lên một cách khác thường: - Do tiếp xúc ở đầu phân nấc không tốt, điện trở tiếp xúc tăng cao. Khi có dòng điện lớn đi qua gây ra tổn hao công suất lớn làm cho nhiệt độ của máy biến áp tăng lên. Nguyên nhân do bề mặt tiếp xúc của tiếp điểm bị bẩn hoặc rỗ, lực ép tiếp điểm bị kém, diện tiếp xúc của bề mặt tiếp điểm nhỏ không đủ cho dòng điện phụ tải đi qua. - Do ngắn mạch một số vòng dây do cách điện của vòng dây bị hư hỏng. Nguyên nhân là do khuyết tật của các vòng dây từ khi chế tạo, do dầu biến áp không đạt tiêu chuẩn vận hành. Do cách điện của một số vòng dây bị dập gẫy sau khi đã xảy ra ngắn mạch gần... - Do các lá thép của mạch từ bị chạm chập. Thông thường trên lõi thép máy biến áp sẽ có hai điểm tiếp đất, nếu để xảy ra ngắn mạch các lá thép sẽ có dòng điện phu cô lớn chạy quẩn trong lõi thép dẫn đến nhiệt độ lõi thép tăng lên. Với các máy biến áp thì sự chạm chập mạch từ của lõi thép rất nguy hiểm làm lõi thép bị phát nóng lâu dài dẫn đến sự suy giảm cách điện của máy biến áp. - Do chất lượng của mối nối trong các cuộn dây máy biến áp kém, điện trở tiếp xúc lớn, khi có dòng điện lớn đi qua sẽ gây ra phát nhiệt tại mối nối. b. Có tiếng kêu khác thường phát ra từ máy biến áp: - Khi vận hành máy biến áp thường phát ra tiếng kêu 0...0 đều đặn, đây là trạng thái bình thường. Nguyên nhân là do khi có điện áp đặt vào cuộn dây sơ cấp thì trong cuộn dây sơ cấp sẽ có dòng điện kích từ đi qua. + Dòng điện kích từ tạo ra từ thông chính đi trong lõi thép, từ thông lại sinh ra lực điện từ F. Do các lá thép dùng để chế tạo mạch từ có độ dầy mỏng khác nhau và có cấu tạo không hoàn toàn giống nhau nên lực từ hoá xuất hiện trên các lá thép F 1, F2, F3... sẽ khác nhau, các lực từ hoá này tác dụng với nhau tạo ra sự rung động của các lá thép. Biên soạn: Trịnh Quang Khải 38 + Dòng điện từ hoá còn tạo ra từ thông tản khép mạch qua dầu và vỏ máy biến áp, từ thông tản sinh ra lực điện từ tác động vào các lá thép ngoài cùng của trụ lõi thép cũng gây nên sự rung động của lá thép. - Tiếng 0...0 đều đặn nhưng to hơn, rõ hơn: + Trong lưới điện có trung tính không nối đất khi có một pha chạm đất điện áp có thể tăng lên đến 3Upha. Điện áp càng cao thì mức độ rung của các lá thép càng mạnh hơn. + Khi có quá tải đột biến, từ thông tản tăng làm cho các lá thép bên ngoài cùng trụ lõi thép rung mạnh hơn, lúc đó kim đồng hồ am pe mét tăng vụt lên báo dòng điện phụ tải đột biến. + Bu lông ép lõi thép bị lỏng cũng là nguyên nhân gây ra tiếng kêu 0...0 to, rõ hơn nhưng lúc này kim đồng hồ am pe mét không báo dòng điện tăng. - Khi điểm nối đất lõi thép máy biến áp bị đứt cũng gây ra phóng điện tại điểm tiếp xúc do xuất hiện điện dung cảm ứng trong môi trường điện áp cao, điện trường mạnh. - Có tiếng kêu lách cách của hiện tượng phóng điện tại cuộn dây máy biến áp, tại các điểm tiếp xúc bộ phân nấc. Dầu biến áp bị sôi nhẹ và sinh khí. Hệ thống rơ le của máy biến áp có độ nhạy và độ chọn lọc cao, khi xảy ra phóng điện trong nội bộ máy biến áp hoặc trong bộ điều chỉnh điện áp thì rơ le ga, rơ le so lệch rơ le dòng dầu sẽ khởi động nhanh (không thời gian) đi cắt điện các phía máy biến áp. 3. Tuân thủ theo hướng dẫn của nhà chế tạo, theo quy trình vận hành và bảo vệ máy biến áp. Tuân thủ theo hướng dẫn của nhà chế tạo, theo quy trình vận hành và bảo vệ máy biến áp là một yêu cầu rất cần thiết, bắt buộc người vận hành phải thực hiện để tránh mọi sai sót. Người làm công tác vận hành trạm biến áp phải nắm vững các nội dung quy định trong các văn bản: - Các tài liệu kỹ thuật, giới thiệu về thiết bị. - Các quy trình lắp đặt thiết bị điện. - Các quy trình hướng dẫn quản lý vận hành thao tác thiết bị điện. - Quy trình duy tu bảo dưỡng thiết bị điện. - Quy trình xử lý sự cố. Biên soạn: Trịnh Quang Khải 39 6.1.3.2. Nội dung công việc kiểm tra máy biến áp trong vận hành 1. Mục đích kiểm tra: Việc kiểm tra thường xuyên máy biến áp trong vận hành được thực hiện bằng mắt thường để sớm phát hiện những hư hỏng nhẹ máy biến áp. Nếu không được giải quyết kịp thời sẽ dẫn đến hư hỏng nặng, gây mất điện kéo dài thiệt hại lớn về kinh tế. 2. Chu kỳ và thời hạn kiểm tra: - Chu kỳ và thời hạn kiểm tra được nêu trong "Quy phạm kỹ thuật vận hành nhà máy điện và lưới điện của bộ năng lượng, "Quy trình vận hành và sửa chữa máy biến áp" của các Công ty Điện lực. - Chu kỳ và thời hạn kiểm tra trạm biến áp được quy định dựa trên nguyên tắc: + Trạm biến áp có người trực. + Theo công suất của máy biến áp. + Vai trò của trạm biến áp trong hệ thống điện. 3. Các nội dung kiểm tra: a. Ghi chép thông số: - Thời gian ghi chép thông số: Một giờ kiểm tra một lần - Các thông số phải ghi chép là: + Điện áp các phiá của các cuộn dây máy biến áp. + Vị trí nấc phân áp của bộ điều chỉnh điện áp dưới tải. + Công suất vô công. + Công suất hữu công. + Nhiệt độ lớp dầu trên cùng. + Nhiệt độ các cuộn dây. b. Nội dung kiểm tra định kỳ bằng mắt thường. - Kiểm tra mức dầu + Kiểm tra trong thùng dầu phụ có phù hợp theo nhịêt độ không. + Kiểm tra mức dầu trong sứ cao áp có đủ không. + Mầu dầu trong sứ cao áp và trong máy biến áp có trong suốt không. + Có hiện tượng dò dầu trên máy biến áp không. - Kiểm tra màu sắc hạt chống ẩm trong các bộ thở có bị biến mầu không. Biên soạn: Trịnh Quang Khải 40 - Kiểm tra các sứ cách điện có hiện tượng chảy dầu hoặc rạn nứt không. - Kiểm tra tiếng kêu của máy biến áp có gì khác thường không. - Kiểm tra hệ thống quạt gió làm mát có hoạt động bình thường không. Hệ thồng quạt gió phải tự động khởi động khi nhiệt độ của lớp dầu trên cùng là 0 55 C hoặc khi phụ tải đạt định mức không tính đến nhiệt độ lớp dầu trên cùng là bao nhiêu. Khi quạt gió không chạy thì nhiệt độ lớn nhất của cuộn dây không vượt quá 850C. - Kiểm tra bình lọc dầu tái sinh có hoạt động bình thường không. - Kiểm tra các đồng hồ nhiệt độ có báo nhiệt độ phù hợp với công suất tải không. - Kiểm tra van phòng nổ có nguyên vẹn không. - Kiểm tra các hệ thống tín hiệu có hoạt động bình thường không. - Kiểm tra các tiếp xúc của các đầu cáp, các thanh cái đấu vào máy biến áp có hiện tượng phát nhiệt không. - Kiểm tra các trang bị phòng cháy chữa cháy có đảm bảo sẵn sàng làm việc không. - Trường hợp có dấu hiệu không bình thường như nhiệt độ tăng đột ngột, rơ le ga hoặc so lệch vừa tác động thì phải tăng cường kiểm tra. Cần chú ý bảo đảm khoảmg cách an toàn. - Nếu khoảng cách có rào chắn thì người vận hành không được phép vượt qua rào chắn. - Nếu cần vượt qua rào chắn thì chỉ được phép đi lại ở dưới độ cao tối thiểu so với mặt bích sứ máy biến áp, và các bộ phận mang điện áp với khoảng cách : + 2,5m đối với điện áp 10kV trở xuống. + 2,75 đối với điện áp 35kV. + 3,5m đối với điện áp 110kV. + 5,5m đối với điện áp 220kV. 6.1.3.3. Quản lý vận hành dầu máy biến áp: 1. Thành phần của dầu biến áp: Dầu biến áp là loại dầu cách điện có thành phần: - A. Thành phần cacbuahydro - B. Thành phần không cacbuahydro Biên soạn: Trịnh Quang Khải 41 - C. Các thành phần khác A. Thành phần cacbuahydro chiếm 95% trọng lượng dầu. Thành phần này gồm: Biên soạn: Trịnh Quang Khải 42 + Praphin (ở dạng cacbuahydro bão hòa) có cấu tạo mạch nhánh hoặc mạch vòng H 3 C_(CH2)4— CH 3 CH 3 CH 3 C — CH 2 — C — (CH2)n — CH3 CH3 H3C CH3 CH3 + Naphten (dạng cabuahydro bão hòa) cấu tạo mạch vòng + Cacbuahydro thơm có cấu tạo 1 hoặc nhiều nhân thơm hoặc chúng nối với Naphten B. Thành phần không cacbuahydro bao gồm: - Nhựa Asphan: + Nhựa trung tính tan trong Ephitan. + Asphan cứng không tan trong Ephitan, tan trong Benzen. + Carben không tan trong các dung môi thông thường Biên soạn: Trịnh Quang Khải 43 - Hợp chất lưu huỳnh: + Mercaptan. + Sulphit. + Tiophen - Hợp chất Nitơ C. Các thành phần khác: -Lưu huỳnh chiếm 0,3% -Axit + Nitơ chiếm 10-3 ^ 10-5% 2. Tác dụng của dầu máy biến áp: Dầu biến áp có 3 tác dụng chính: a. Cách điện: Điện áp chọc thủng của dầu hiện nay có thể đạt tới 65kV/ 2,5cm. —■ Biên soạn: Trịnh Quang Khải 44 b. Làm mát: Khả năng làm mát của dầu có thể đạt tới 28 lần không khí. c. Dập hồ quang: Khi có phóng điện nhỏ trong máy biến áp, dầu có tác dụng dập tắt hồ quang hạn chế được sự cố máy biến áp. 3. Đặc tính của dầu biến áp: Dầu biến áp được lấy từ dầu mỏ. Nó là một hợp chất gồm có các bon (C từ 80% đến 90%)., Hy đrô (H2 từ 10% đến 15%) và một số thành phần hoá học khác. Dầu biến áp không những dễ hấp thụ nước mà còn dễ hấp thụ một số chất khí khác nhất là không khí. Dưới tác dụng cúa ôxy có trong hơi nước và không khí dầu sẽ bị hoá già, dầu hoá già sẽ sinh ra một số tạp chất làm suy giảm cách điện như: a. Các axít và kiềm hoà tan trong dầu như Axít các bua si lích: + Gây ăn mòn kim loại, vật liệu cách điện. + Tạo ra xà phòng (còn gọi là chất sút) hoà tan hay không tan. + Làm tăng nhanh quá trình phân huỷ Các bua Hyđrô là thành phần chính của dầu. + Làm tăng nhanh trị số axít của dầu. Đây là tham số dùng để đánh giá mức độ ôxy hoá của dầu. Dầu trung tính: trị số axit < 0,01 mgKOH Dầu có axít: trị số axit 0,015 mgKOH ^ 0,02 mgKOH Dầu có axít yếu: trị số axít 0,01mgKOH ^ 0,015 mgKOH Dầu có axít mạnh: trị số axít > 0,02 mgKOH b. Tạp chất trung tính: + Làm cho dầu bị biến mầu từ mầu xanh nhạt hay vàng nhạt sang mầu xám đục và đen. + Làm tăng độ nhớt của dầu làm dầu kém lưu động, hạn chế khả năng làm mát của dầu. c. Hàm lượng nước của dầu sinh ra những cặn dầu: Để giảm thiểu tốc độ lão hoá của dầu cần phải giới hạn nhiệt độ lớp dầu trên cùng Uk2% + Trở kháng ngắn mạch: Z2< Z1. + Dòng điện cho phép của hai máy: Icf1 > Icf2. Khi máy biến áp có Uk% nhỏ mang tải định mức, máy biến áp có Uk% lớn thì bị non tải. Khi máy biến áp có Uk% lớn mang tải định mức thì máy biến áp có Uk% nhỏ bị quá tải. Điều này là không cho phép. /' /' / Hình 6. 37 MBA vận hành song song và vận hành độc lập Biên soạn: Trịnh Quang Khải 52 6.1.3.6. Thí nghiệm định kỳ máy biến áp: 1. Đo điện trở cách điện của các cuộn dây: a. Mục đích: Để kiểm tra sơ bộ tình trạng cách điện của các phần cách điện giữa các cuộn dây với nhau, giữa các cuộn dây với vỏ máy. b. Dụng cụ đo: Mêgômmét có điện áp 500v và 2500V. c. Công việc chuẩn bị: Phải dùng xăng không pha chì hoặc dùng cồn 90 0 để làm vệ sinh bề mặt sứ trước khi đo. d. Sơ đồ đo: Ký hiệu * C, T, H là các cuộn dây có điện áp định mức cao, trung, hạ áp. * V là vỏ máy. * Dấu " -" là tách riêng. * Dấu " + " là nối cuộn dây khác nhau. Bảng 6.4 Sơ đồ đo Máy biến áp 2 cuộn dây Máy biến áp 3 cuộn dây C-H + V C-T + H + V Sơ đồ băt buộc H-C + V T-C+h+V H-C+T+V C-T C-H T-H Sơ đồ bắt buộc C-V H-C H-V C-V T-V H-V Bảng 6.5 Tiêu chuẩn Rcđ 60’’ theo nhiệt độ Giá trị R60" ( MQ) khi nhiệt độ cuộn dây (0C ) Công suất 10 20 30 40 50 60 máy biến áp < 6.300 < 10.000 450 900 300 600 200 400 130 260 90 180 60 120 Bảng 6.6 Quy đổi R60 theo nhiệt độ cuộn dây với MBA ngâm trong dầu Hệ số K Hệ số K Hiệu nhiệt độ T2-T1 Hiệu nhiệt độ T2-T1 1 2 3 4 5 1,04 1,08 1,13 1,17 1,22 10 15 20 25 30 1,5 1,84 2,25 2,75 3,4 2. Đo điện trở các cuộn dây ở tất cả các đầu phân nấc phân áp bằng dòng điện một chiều (đo điện trở 1 chiều): a. Mục đích: Kiểm tra tình trạng các mối nối, tiếp xúc của cuộn dây máy biến áp trong đó có các Biên soạn: Trịnh Quang Khải 53 tiếp điểm của bộ chuyển nấc điện áp. b. Dụng cụ đo: Cầu đo điện trở 1 chiều hoặc dùng von, am pe 1 chiều có cấp chính xác 0,5 (hình 6.38; 6.39; 6.40; 6.41) c. Công việc chuẩn bị: Làm sạch tiếp xúc các điểm đặt que đo, nối vỏ tất cả các cuộn dây máy biến áp, chập tắt các pha của mỗi cuộn dây với nhau. d. Sơ đồ đo: Sơ đồ đo điện trở một chiều theo phương pháp hai dây đo còn gọi là phương pháp cầu đơn chỉ dùng cho đo điện trở lớn cỡ 1Q như điện trở 1 chiều cuộn dây cao áp (hình 6.40). R2. R3 Rx =------------- ( Rdi + Rd2 ) Ri Sơ đồ đo điện trở một chiều theo phương pháp bốn dây đo còn gọi là phương pháp cầu kép chỉ dùng cho đo điện trở nhỏ cỡ dưới 1Q như điện trở 1 chiều cuộn dây hạ áp (hình 6.41) R2 + Rd2 Rx =------------( R3 + Rd3) R1 Trong đó: * R1, R2, R3 là các điện trở mẫu thay đổi được * G là đồng hồ Gavanômét chỉ không. * Rd1, Rd2, Rd3, Rd4 là điện trở nối cầu với đối tượng đo. Biên soạn: Trịnh Quang Khải 54 * Rx là điện trở cần đo. * p là nguồn điện một chiều. Rx =-------------1-U/ RV Dùng để đo Rx nhỏ hơn 1Q Hình 6.38 Sơ đồ đo điện trở một chiều bằng phương pháp hai dây đo U U Rx =------- Ra I Dùng để đo Rx lớn hơn 1Q Hình 6.40 Sơ đồ Vonmet đấu trong Hình 6.41 Sơ đồ Vonmet đấu ngoài Khi đo điện trở một chiều của các cuộn dây máy biến áp 3 pha đấu A bằng cầu đo điện trở sẽ không xác định được trị số điện trở thuần của từng pha của cuộn Biên soạn: Trịnh Quang Khải 55 dây vì lúc này số đo của cầu đo chỉ cho biết trị số tổng trở của các cuộn dây (hình 6.42) A A A B c c Hình 6.42 Sơ đồ thay thế dùng cho đo điện trở cuộn dây MBA đấu tam giác Thí dụ: Tổng trở của RAB nếu tính toán theo sơ đồ thay thế 1 sẽ là ( Rca + Rbc). Rab RAB = ----------------------------= ( Rca + Rbc) + Rab Rca Rab + Rbc Rbc Rca + Rbc + Rab Muốn tìm được trị số điện trở thuần của từng pha cuộn dây ta phải tính toán lại theo công thức: (R R AB + BC - RCA )( RAB - RBC + RAC) RA = R AB + 2( - R R R ) AB + BC + AC (R R RB = RBC + AB + BC - RCA )( - RAB + RBC + RCA) 2( R AB - RBC + RAC ) R Rc = AC + (R -R AB BC + RAC )( - RAB + RBC + RAC) 2( R R AB + BC — RAC ) Khi cuộn dâu đấu hình sao (hình 6.43): Muốn tìm được trị số điện trở thuần của từng pha cuộn dây ta tính toán lại theo công thức: phải RAB + 2 RAB + 2 RAC + RAC - RBC RA = RBC - RAC RB = RBC - RAB RC = 2 Hình 6.43 Cuộn dây đấu sao (Y) Biên soạn: Trịnh Quang Khải 56 3. Đo tgỗ sứ, và tgỗ của các cuộn dây máy biến áp: a. Mục đích: Để đánh giá chất lượng cách điện của máy biến áp đối với điện áp xoay chiều. Tất cả các vật liệu cách điện đều có cùng chung một đặc tính có tên gọi là điện môi nằm trong vật liệu cách điện. Khi đặt vào hai đầu vật cách điện một điện áp thử nghiệm U thì sẽ có một dòng điện ~ đi qua. Dòng điện này gồm 2 thành phần: Dòng điện điện trở Ir và dòng điện điện dung Ic. Tỉ số của 2 thành phần dòng điện này chính là tgỗ. Nếu tgỗ lớn có nghĩa là thành phần dòng điện tác dụng lớn dẫn đến việc làm nóng vật liệu cách điện gây ra tổn hao lớn, như vậy chất lượng cách điện kém. Qua trị số tgỗ có thể đánh giá vật liệu cách điện có đủ tiêu chuẩn đưa vào vận hành hay không. Các nhà chế tạo thiết bị điện cho biết trị số tgỗ tiêu chuẩn của vật liệu cách điện, dựa vào đó ta so sánh với kết quả đo tgỗ để đánh giá về tình trạng thiết bị trong vận hành. tgỗ được tính theo % . Các vật liệu cách điện mang điện áp > 20kV đều phải đo tgỗ. Đây là phương pháp gián tiếp để kiểm tra khả năng chịu điện áp xoay chiều tăng cao của vật liệu cách điện. Hình 6. 44 Sơ đồ nguyên lý cầu đo Wattson b. Dụng cụ đo: Có 3 loại A B Z0 ± c Cầu đo Wattson, cầu biến thế,V- A- W. Phương pháp V - A- W sai số lớn nên ít dùng. • Cầu đo Wattson: Dùng để đo TgS * AB là áp tô mát. * T1 Máy biến áp điều chỉnh vô cấp. * T Máy biến áp nâng điện áp. * Zx Đối tượng đo. * Zo Tụ mẫu. * R3, R4 Điện trở mẫu điều chỉnh được. * ABCD là các đỉnh cầu. Khi cầu cân bằng ta đọc được trị số tgỗ. tgỗx = © C4. R4 Công suất tổn hao môi chất P được biểu thị qua hệ số TgS. Biên soạn: Trịnh Quang Khải 57 Ir fc = Tgs. U2 U2. Tg s Theo sơ đồ trên ta có P = U. Ic. TgS =-------------Tg s =----------------= U2. ©c. TgS. Xc 1/ ©c P = (U2. ©c). TgS Tổn hao môi chất P phụ thuộc vào TgS, khi TgS tăng thì tổn hao môi chất P tăng lên và ngược lại khi tổn hao môi chất P tăng thì TgS tăng. Bảng 6.7 Bảng mẫu dùng để so sánh kết quả đo TgS% Công suất Giá trị lớn nhất cho phép của tgS (%) cuộn dây máy biến cùng sứ đầu vào theo nhiệt độ (0C ) áp(kVA) < 6300 < 10.000 10 1,2 0,8 20 1,5 1,0 30 2.0 1,3 40 2,5 1,7 50 3,4 2,3 60 4,5 3,0 Nếu nhiệt độ khác nhiệt độ cho trong bảng phải tính đổi theo nhiệt độ tiêu chuẩn Bảng 6.8 Bảng quy đổi hệ số K theo nhiệt độ Hiệu nhiệt độ K 1 1,03 2 1,06 3 1,09 4 1,12 5 1,15 Hiệu nhiệt độ 10 15 20 25 30 K 1,31 1,51 1,75 2,00 2,30 Thí dụ: TgS đo ở nhiệt độ 250C là 1,73%, muốn quy đổi về nhiệt độ 200C. Biết hiệu nhiệt độ là 50C hệ số quy đổi là K= 1,15. Vậy tgS ở 200C là tgS = 1,73/1,15 = 1,5%. Biên soạn: Trịnh Quang Khải 58 • Cầu biến thế: Dùng để đo điện dung và tgỗ của các thiết bị cao áp, sứ đầu vào, các vật liệu cách điện cao áp, máy cắt điện, máy biến áp, động cơ điện cao áp, máy phát điện cao áp, tụ điện, chống sét, dầu cách điện... Khi có điện áp trong hai nhánh sẽ xuất hiện IN và A Ix, từ thông sinh ra trên hai cuộn dây WN và Wx 1 ngược nhau. Từ thông cảm ứng trên cuộn dây W _L CN Q Zx là lượng từ thông dư. Khi cầu cân bằng kim chỉ thị WN / chỉ ở vị trí không thoả mãn điều kiện Cx WN CN _r*\rv~>r\_ WX Trị số tgỗ% được tự động hiển thị trên đồng W hồ tgS (%DF). -CD- Hình 6.45 Sơ đồ nguyên lý cầu biến thế Bidlle tgỗ( % _______Bảng DF) 6.9 Trị số lớn nhất cho phép của tgS sứ đầu vào máy biến áp Dạng cách điện Trị số lớn nhất cho phép của tgỗ sứ đầu vào máy biến áp, sứ có điện áp định mức (kV) 3- 15kV 20- 35kV 66- 110kV Khi đưa Trong vận Khi đưa vào Trong vận Khi đưa Trong vận vào vận hành vận hành hành vào vận hành hành hành Giấy - Bakêlit 3 12 3 7 2 5 Giấy - Epôci 0,9 1,5 Nạp dầu 2 5 Giấy - dầu 0,8 1,5 Bảng 6-10 Trị số điện áp thí nghiệm theo cấp điện áp làm việc tần số công nghiệp Cấp điện áp (kV) 3 6 10 15 20 24 27 Điện áp thí nghiệm (kV) 24 32 42 15 65 75 80 35 95 3.3.6. 1. Thí nghiệm bộ điều chỉnh điện áp: Với các máy biến áp phân phối có công suất đến 1000kVA, điện áp đến 35kV thì chỉ làm thí nghiệm kiểm tra điện trở tiếp xúc của các đầu phân nấc bằng mê gôm mét và cầu đo điện trở một chiều sau khi chuyển nấc không điện. Các máy biến áp có lắp bộ điều chỉnh điện áp dưới tải thì cần phải làm thí nghiệm: • Lấy đồ thị vòng để kiểm tra trình tự đóng mở của các dao lựa chọn và dao dập lửa theo đúng yêu cầu của nhà chế tạo. Đồ thị vòng chính là số vòng quay của bộ điều chỉnh điện áp dưới tải để hoàn thành một chu trình chuyển nấc phân áp. Muốn lấy đồ thị vòng cần phải đấu dây theo sơ đồ, dùng tay quay quay từ từ đánh dấu các điểm có sự thay đổi trạng thái của đèn hoặc đồng hồ von mét, tiếng động của bộ dập lửa khi chuyển động. Số vòng quay được đếm theo số vòng của tay quay sau đó so sánh với số vòng quy định của nhà chế tạo. • Chụp sóng bộ dao dập lửa để kiểm tra độ ổn định động và kiểm tra thời gian hoạt động của dao dập lửa. Thời gian dập lửa là thời gian chập tắt các vòng dây nằm giữa 2 đầu phân nấc đang điều chỉnh của máy biến áp. Kết quả chụp sóng in tại máy ngay sau khi chụp sóng . Các nhà chế tạo đều quy định các tiêu chuẩn kỹ của bộ điều chỉnh điện áp dưới tải. Thí dụ: Hãng Sôphia của Bungari chế tạo bộ điều chỉnh điện áp dưới tải PC- 9 có đồ thị vòng là 33 vòng. Bảng 6-11 Bảng số liệu về đồ thị vòng bộ ĐAT- PC9 Mở dao lựa Đóng dao Từ nấc - sang nấc chọn lựa chọn Tiêu chuẩn 4- 12 12-21 dập lửa làm Hoàn thành việc chu trình 21-28 33+ 1 Bộ dao dập lửa có tổng thời gian làm việc là 45- 50ms, trong đó thời gian dập lửa là 0,1 đến 6ms. U Hình 6. 47 Sơ đồ chụp sóng bộ ĐAT bằng máy chụp sóng TM-1600 3.3.6. 2. Thí nghiệm điện áp xoay chiều tăng cao: 1. Mục đích: Kiểm tra cách điện chính của các cuộn dây máy biến áp so với cuộn dây còn lại hoặc với vỏ máy biến áp. 2. Sơ đồ thí nghiệm: Trước khi thí nghiệm phải đấu sơ đồ kiểm tra điện áp cao với khe hở phóng điện để kiểm tra độ nhạy của bảo vệ rơ le. Chọn điện áp của khe hở phóng điện P bằng 1,05 lần điện áp cần thí nghiệm. Phải thử 3 lần phóng điện cho khe hở phóng điện P. Khi phóng điện ở P thì rơ le bảo vệ khởi động đi tác động AB cắt điện thí nghiệm. Hình 6.48 Sơ đồ thí nghiệm điện áp xoay chiều tăng cao bằng khi hở phóng điện P Ghi chú: -T là máy biến áp điều chỉnh điện áp vô cấp. - TN là máy biến áp nâng áp. RL là rơ le quá dòng điện. CC là cuộn cắt của áp tô mát. P là cầu phóng điện. V là đồng hồ von mét. A là đồng hồ am pe mét. - kv là đồng hồ ki lô von mét. Hình 6. 49 Sơ đồ thí nghiệm MBA bằng điện áp xoay chiều tăng cao tần số công nghiệp - Ghi chú: T là máy biến áp điều chỉnh điện áp vô cấp. TN là máy biến áp nâng áp. RL là rơ le quá dòng điện. CC là cuộn cắt của áp tô mát. P là cầu phóng điện. V là đồng hồ von mét. A là đồng hồ am pe mét. kV là đồng hồ ki lô von mét. Ttn là máy biến áp cần thí nghiệm. Bảng 6.12 Bảng tiêu chuẩn điện áp thí nghiệm cách điện Loại cách điện Điện áp định mức cuộn Giảm nhẹ dây (kV) ~ Điện áp định mức (tiêu chuẩn) 0,4 4,0 3,0 3 16,0 9.0 6 22,0 15,0 10 32,0 22,0 15 40 33,0 20 49,0 35 76,0 - 3.3.6. 3. Đo tỉ số biến: 1. Mục đích: Kiểm tra việc đấu đúng thiết kế của các đầu dây trong máy biến áp và tỉ số vòng dây ở cuộn dây chính và ở các phân nấc máy biến áp. 2. Sơ đồ thí nghiệm: Có thể dùng sơ đồ thí nghiệm đo tỉ số biến 1 pha dùng cho sơ đồ thí nghiệm 3 pha đấu quy đổi để tính tỉ số biến K Hình 6.50 Sơ đồ đo tỉ số biến MBA - Phải thí nghiệm xác định tổ đấu dây trước khi đo tỉ số biến. Để tránh nguy hiểm ta đưa điện áp thấp vào cuộn dây sơ cấp(110kV). Đo điện áp cả hai phía của máy biến áp khi không tải. V ớ i các máy biến áp có tổ đấu dây có cuộn dây A, khi đo phải đấu tắt theo đấu tắt và phải tính 3.3.6. 4. Kiểm tra tổ đấu dây: 1. Mục đích: Kiểm tra tổ đấu dây đúng của máy biến áp 2. Sơ đồ đấu dây a- Khi hai cuộn dây máy biến áp quấn chung một lõi thép có cùng chiều quấn dây, nếu có từ thông o đi qua lõi thép thì cảm ứng trên hai cuộn dây 2 sức điện động cùng chiều. Nếu 2 cuộn dây ngược chiều quấn thì cảm ứng trên hai cuộn dây 2 sức điện động ngược chiều nhau. A Hình 6.51 Sơ đồ véc tơ tổ đấu dây Đối với máy biến áp 3 pha quy ước đặt các hệ véc tơ điện áp của các cuộn dây máy biến áp vào một vòng tròn có tâm trùng với tâm của các hệ véc tơ. Nếu góc lệch pha của các véc tơ điện áp tương ứng phía nhất thứ và nhị thứ là n x 300 ta có tên tổ đấu dây của máy biến áp là n. Tổ đấu dây của máy biến áp có thứ tự từ 1 đến 12. b- Có 2 cách tìm tổ đấu dây: Phương pháp xung 1 chiều và phương pháp xoay chiều. - Phương pháp xung 1 chiều: Dùng đồng hồ 1 chiều Gavanômét. Quy ước nếu nhấn K đồng hồ Gavanômet gạt sang phải là dương (+), sang trái là âm (-). Pi AP K a x .G. kG+ • G Hình 6.52 Kiểm tra cực tính bằng Hình 6.53 Kiểm tra cực tính của nhóm phương pháp một chiều MBA Y/Y - À/À ______Bảng 6.13 Bảng mẫu so sánh tìm tổ đấu dây nhóm Y/Y- A/A_____________ Kết quả Cách đấu Gavanômét +a, b0 + + 0 +b, c+ + 0 0 +c, a0 0 + + Tổ 0 và 12 2 4 6 8 10 Bảng 6.14 Bảng mẫu so sánh tìm tổ đấu dây nhóm Y/A Kết quả Cách đấu Gavanômét +A, B+ +B, C+ +C, A+ + + Tổ 1 3 5 + 7 + + 9 + 11 Phương pháp xung 1 chiều chỉ dùng để kiểm tra xem tổ đấu dây có đúng với lý lịch không chứ không xác định được tổ đấu dây. Nếu tổ đấu dây là Zích Zắc thì không dùng phương pháp này. - phương pháp xoay chiều: Với máy biến áp 1 pha dùng sơ đồ bên Nối tắt cực X và x. Đặt U~ tiêu chuẩn (hình sin, ổn định...)vào AX Đo UAX, UAx, Uax. Nếu UAx = UAX + Uax thì A và a cùng cực tính. Nếu UAx = UAX - Uax thì A và x cùng cực tính. Đối với máy biến áp 3 pha sẽ gặp khó khăn vì nếu gặp trường hợp điện áp 3 pha không đối xứng hoặc không ổn định sẽ sai số dẫn đến việc xác định sai tổ đấu dây. Với máy biến áp 3 pha dùng sơ đồ bên - Cho điện áp ~ tiêu chuẩn vào ABC. Đo điện áp U(AB, BC, CA, Bb, Cc, ab, bc, ca). ■ V - Cách vẽ sơ đồ véc tơ để tìm tổ đấu dây: ♦ Trên giấy kẻ một đoạn thẳng có tỉ lệ quy ước là BC. ♦ Từ c quay một cung bán kính có tỉ lệ quy ước là CA Từ B quay một cung bán kính có tỉ lệ quy ước là AB. Hai cung CA và AB cắt nhau tại A sao cho: véc tơ ABC quay thuận chiều kim đồng hồ. ♦ Từ c quay một cung có bán kính bằng điện áp quy ước Cb và từ B quay một một cung có bán kính bằng điện áp quy ước Bb cắt nhau tại b. Từ c quay một cung có bán kính bằng điện áp quy ước Cc và từ B quay một một cung có bán kính bằng điện áp quy ước Bc cắt nhau tại c. Chú ý phải chọn các điểm b, c sao cho hệ véc tơ quay thuận chiều kim đồng hồ. ♦ Xác định tổ đấu dây bằng cách so sánh các véc tơ điện áp tương ứng. 3.3.6. 5. Thí nghiệm không tải: 1. Mục đích: Xác định chất lượng của lõi thép, phát hiện hư hỏng của cách điện cuộn dây pha với pha, cuộn dây pha với vỏ. Hình 6. 54 Sơ đồ thí nghiệm không tải MBA 1 pha Hình 6.55 Sơ đồ thí nghiệm không tải MBA 3 pha 2. Sơ đồ thí nghiệm: Có thể dùng nguồn điện xoay chiều 1 pha để đo dòng điện không tải máy biến áp ba pha bằng cách đưa điện 1 pha vào lần lượt các cuộn dây nhưng phải nối tắt cực còn lại với đất để loại bỏ tổn thất cuả trụ lõi thép không được kích thích. Với máy biến áp 3 pha 3 trụ thì dòng điện không tải Io của hai pha bên A, C bao giờ cũng lớn hơn pha giữa B vì chúng có chiều dài đường sức từ dài hơn dẫn đến từ trở của mạch từ pha A, C lớn hơn pha B. Dòng điện không tải của hai pha A, C không lớn hơn 1,3 lần Dòng điện không tải pha C. Dòng điện không tải trung bình được tính là: Iab + Ibc + Ica Io = 3 Dòng điện không tải được tính theo phần trăm I0 Io% = Iđm Nếu dòng điện không tải bị lệch thì có một số vòng dây của cuộn dây máy biến áp bị chạm chập. 3.3.6. 6. Thí nghiệm dầu máy biến áp: 1- Mục đích: Để kiểm tra chất lượng dầu máy biến áp trong vận hành. 2- Các thiết bị thí nghiệm: ♦ Máy so mầu. ♦ Máy đếm hạt. ♦ Máy thử cách điện kiểu kín. ♦ Máy đo chớp cháy kiểu kín. Cầu đo TgS. ♦ ♦ (DTA - 100E) (KOELER K 16270) (DTL) Máy đo hàm lượng nước trong dầu. (KFM 2000) 3- Nội dung thí nghiệm: Các thí nghiệm phân tích mẫu dầu được tiến hành trong phòng thí nghiệm. Trong vận hành các hạng mục thí nghiệm dầu phải làm như trong bảng 6.17. Bảng 6.15 Tiêu chuẩn cho phép TgS đối với dầu mới và dầu Loại dầu Nước sản Phương pháp thí TgS trong xuất nghiệm vận hành GOCT Liên xô < 7 (70OC) GOCT 68566 982-68 GOCT Liên xô < 7 (70OC) GOCT 68566 10121-62 Diala BX Shell BS148 Diala BX Shell D 924 CASTROL Anh BS 148 TOTAL Pháp rong vận hành TgS dầu mới < 1,5 (70OC) < 2,0 (70OC) < 0,3 (90OC) < 0,3 (100OC) < 0,5 (90OC) < 0,5 (90OC) Theo GOCT 6881-66 (Liên xô) ở nhiệt độ 700C với cấp điện áp 2kV bằng cầu đo xoay chiều P502. Theo tiêu chuẩn D924 hoặc BS 148 của châu Âu dùng cầu TETEX điện áp đo xoay chiều là 10kV. Bảng 6.16 Bảng tiêu chuẩn dầu MBA Hạng mục thí nghiệm Ở cấp điện áp của máy biến áp (kV) - Dưới 15kV - Từ 15 đến 35kV - Dưới 110kV - Từ 110 đến 220kV - 500kV TS% không quá - Ở 200 - Ở 900 Trị số a xít mgKOH trong 1g dầu không quá Hàm lượng a xít và kiềm hòa tan trong nước Hàn lượng tạp chất cơ học theo khối lượng không quá % Nhiệt độ chớp cháy kín 0C không thấp hơn - Khối lượng cặn không quá% - Trị số a xít dầu sau ô xy hóa mgKOH trên 1g dầu không quá Chỉ số Natri không quá Độ nhớt động M3/s không lớn hơn - Ở 200C - Ở 500C Hàm lượng nước theo khối lượng không quá % Hàm lượng khí hòa tan không quá % - 220kV đến 330kV - 500kV Dầu mới trong máy kV/mm Dầu trong vận hành (kV/mm) 30 35 45 60 70 25 30 40 55 60 0,2% 2,2% 0,02 1% 7% 0,25 Không có 0,1mgKOH Không có Không có 0,01 Không thử 0,10 0,4 Không thử Không thử 28 9,0 Không thử Không thử 0,001 0,0025 1,0 0,5 2,0 2,0 Chú ý: Độ cách điện trung bình của dầu phải lấy theo tiêu chuẩn của cấp điện áp phía cao áp của máy biến áp (kV/ 2,5cm). Thí dụ: Ở cấp điện áp 110kV tiêu chuẩn. - Độ cách điện trung bình của dầu mới là 60kV. - Độ cách điện trung bình của dầu đã vận hành là 55kV. Bảng 6. 17 Bảng mẫu phân tích nhanh chất lượng dầu máy biến áp TT Tiêu chuẩn Kết quả Hạng mục thí nghiệm 1 Màu sắc trong suốt Mầu vàng nhạt (mầu số 3) 2 Tạp chất cơ học Không có 3 Độ cách điện trung bình(kV/2,5mm) Theo "bảng tiêu chuẩn cường độ cách điện của dầu" 4 Hàm lượng Axit hoà tan(mg KOH) 110kV do điện trường cao nên khi ở trạng thái cắt các bụi hơi kim loại thoát ra trên bề mặt tiếp điểm phần lớn sẽ tập trung tại bề mặt tiếp điểm, một phần nhỏ sẽ bám vào thành bên trong của buồng dập hồ quang, lâu dài sẽ làm cho cách điện của của buồng dập hồ quang bị suy giảm. Bảng 6.27 Thông số kỹ thuật của máy cắt chân không HPA 12. 24kV (Tham khảo) 1 2 3 4 5 6 7 Điện áp định mức kV 12 12 24 31,5 31,5 12-24 12-24 12-24 Dòng điện định mức kA 40 25 20 12 kA 40 25 20 12 Dòng điện ngăn mạch danh định lớn nhất (đỉnh nhọn) kA 100 80 62,5 50 30 Dòng điện ngắn mạch danh định thời gian 1 sec hay 3 sec Ap suất khí SF6 quá áp Bar 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 10 16 25 40 100 Khả năng chịu được về điện khi số lân cắt dòng điện định mức Khả năng chịu được về cơ khí khi số lần 10000 10000 10000 10000 10000 cắt dòng điện định mức 6.2.1.1. 4.Vận hành máy cắt chân không: Máy cắt chân không vận hành đơn giản, do buồng dập hồ kín hoàn toàn nên không cần có chế độ bảo dưỡng buồng dập hồ quang và các tiếp điểm máy cắt. Chỉ cần tra dầu bôi trơn bộ truyền động trong thời gian vận hành. Không được để hở gioăng hộp truyền động và hộp điều khiển ngoài trời. Khi cắt điện định kỳ phải lau chùi sứ cách điện để ngăn ngừa khả năng phóng điện bề mặt sứ. Khi thí nghiệm định kỳ nếu phát hiện thấy cách điện của máy cắt không đạt tiêu chuẩn là phải thay. 6.2.1.1. 5. Thí nghiệm máy cắt chân không: 1, Đóng cắt không điện máy cắt 3 lần để kiểm tra độ ổn định động. 2, Đo điện trở cách điện bằng mêgômmét 2500V. 3, Đo điện trở tiếp xúc. 4, Đo tgỗ với điện áp xoay chiều 22kV trở lên. 5, Thí nghiệm điện áp xoay chiều tăng cao. 6, Kiểm tra chế độ làm việc của máy cắt ở điện áp thấp bằng 80% Uđm Ngoài các tiêu chuẩn thí nghiệm và số liệu kỹ thuật dùng để so sánh trong quá trình thí nghiệm phải tham khảo thêm trong tài liệu của nhà cung cấp. 6.2.2. Dao cách ly: 6.2.2.1. Cấu tạo và nguyên lý làm việc: Dao cách ly được xử dụng để tách mạch giữa máy cắt, máy biến áp chính, cuộn kháng điện, cách ly giữa các trạm từ đường dây truyền tải đến các máy phát điện. Dao cách ly chỉ được mở ra khi dòng điện đi qua nó không tồn tại và đã được cắt bằng một máy cắt hoặc các máy cắt. Dao cách ly được đóng trước khi đóng một máy cắt hoặc các máy cắt. Dao cách ly phải cắt được dòng điện điện dung nghĩa là cắt không tải cho một đường dây mang điện áp cao. Dao cách ly hiện đại thường được trang bị thêm động cơ điện dùng cho đóng cắt có điều khiển, tiếp điểm phụ trong mạch liên động được chèn vào mạch điều khiển của cầu dao đảm bảo chắc chắn rằng không thể thao tác được dao cách ly khi đang có dòng tải đi qua hoặc có thể cho phép đóng điện cho các phụ tải. Các dao thường lắp kèm thêm dao tiếp địa. Để bảo đảm an toàn khi cắt dao tiếp địa mới được đóng dao cách ly hoặc ngược lại người ta dùng thêm khoá liên động cơ khí bằng phương pháp dùng lẫy chống cơ khí nghĩa là một lưỡi dao đang đóng thì chống lại các lưỡi dao khác đang ở vị trí mở. Với những dao cách ly 110kV (220kV) đóng cắt bằng động cơ điện người ta cũng dùng phương pháp làm thêm tiếp điểm phụ trong mạch điều khiển đảm bảo chắc chắn khi cắt dao tiếp địa thì mới đóng được dao cách ly hoặc ngược lại. Để làm tiếp địa thanh cái người ta đặt một dao tiếp địa trên một dao thanh cái của một lộ hoặc trên tủ TU. Để chống lại sự đóng tiếp địa vào thanh cái đang có điện áp người ta yêu cầu không chỉ liên động giữa dao tiếp địa và dao chính của dao cách ly có dao tiếp địa được lắp trên đó mà còn liên động giữa dao tiếp địa với tất cả các dao chính của các dao cách ly nối với thanh cái đó. Một phương pháp liên động là trong khoá thao tác được chế tạo kèm theo tiếp điểm khoá liên động. Một phương pháp liên động khác đòi hỏi phải dùng một cuộn hút để liên động cơ khí: Trên các dao tiếp địa độc lập thì ở vị trí tay thao tác được lắp thêm một cuộn hút, phía trước cấu dao lắp thêm một bộ TI hình xuyến, mục đích là ngăn không cho thao tác dao tiếp địa khi trời có giông bão, lúc có giông bão cuộn hút có tác dụng sẵn sàng hút chặt bộ truyền động để khoá tay thao tác. Cấu tạo dao cách ly kiểu đóng thẳng đứng: 1- Loại dao đơn (hình 6.71): Có tiếp điểm chuyển động gồm có một lưỡi dao đơn mà nó có hình chữ U và một bộ tiếp điểm tĩnh. Bộ truyền động cơ khí dao của một dao cách ly cực cao áp có tiếp điểm hình chữ U thường được thiết kế bởi vì lưỡi dao khi quay vào tiếp điểm sẽ có tiếp xúc tốt và lau sạch các chất bẩn hoặc điểm rỗ của tiếp điểm. Trong khi đóng, lưỡi dao của dao cách ly có tiếp điểm hình nhẫn chuyển động từ vị trí thẳng đứng sang vị trí nằm ngang sau đó tại cuối hành trình lưỡi dao lại được đẩy vào trong tiếp điểm tĩnh. 2- Loại đóng ở giữa (hình 6.72): Các tiếp điểm gồm có 2 lưỡi dao chuyển động được điều khiển riêng theo chiều quay của trụ sứ và có cùng chung một bộ truyền động. Hình 6.71 Cầu dao đơn Hình 6.72 Cầu dao đóng ở giữa 6.2.2.2. Đặc tính kỹ thuật: Các tiếp điểm của cầu dao được mạ bạc Nikel đảm bảo tiếp xúc mặt tốt. Các phần mang dòng phải làm bằng đồng thau. Toàn bộ các chi tiết trên các đầu sứ phải làm bằng vật liệu phi từ tính (không chứa thành phần sắt). Bảng 6.28 Bảng thông số kỹ thuật (tham khảo) Th Mô tả ứ tự 1 Nhà chế tạo 2 Loại 3 Số pha 4 Chiều di chuyển của dao 5 Lắp đặt 6 Thiết bị thao tác 7 Vật liệu cách điện 8 Điện áp hệ thống cao nhất 9 Dòng điện định mức 10 Chịu điện áp xung sét định mức - Giữa các pha với đất - Giữa hàm tĩnh và động khidao ở vị trí mở 11 Chịu điện áp tần số công nghiệp (phóng điện ướt) 12 - Với nối đất và giữa các pha - Giữa hàm tĩnh và động khi dao ở vị trí mở 13 Chịu dòng điện định mức (1 giây) 14 Khoảng cách phóng điện bề mặt tối thiểu 15 Khoảng cách tối thiểu giữa pha với pha 16 Thao tác an toàn phần cơ Trọng lượng của cầu dao cách ly 3 pha Đơn vị Yêu cầu Nằm ngang bằng tay sứ gốm 123 630 kV kV 650 650 kV kV kA mm/kV mm C.O kg 230 230 20 25 3500 6.2.2.3. Kiểm tra dao cách ly: Việc kiểm tra dao cách ly được thực hiện như sau: Các cực của dao cách ly hoạt động trơn tru không bị kẹt. Kiểm tra tiếp điểm hành trình mà nó để giới hạn cắt động cơ truyền động khi dao cách ly vừa đến vị trí đóng và mở. Khi dao cách ly ở vị trí mở, đóng dao tiếp địa và kiểm tra động cơ truyền động không thể hoạt động được. Kiểm tra thiết bị hãm động cơ truyền động sẽ dừng và giữ lưỡi dao chính ở bất kỳ vị trí ở giữa nào. Dùng tất cả phím điều khiển đóng mở trong hộp điều khiển để thao tác và kiểm tra rằng tất cả các cực đều đóng mở đồng thời trong các giới hạn nhất định. Khi tất cả các cực của dao cách ly ở vị trí mở, tháo nguồn điện điều khiển động cơ ra khỏi một cực của dao cách ly. Đóng dao cách ly bằng phím bấm đóng trong hộp điều khiển. Lưỡi dao chính của cực khi đã tháo nguồn điện điều khiển thì vẫn ở vị trí mở. Kiểm tra xem hai cực còn lại có tự động mở ra sau khi có thời gian trễ không. Đặt khóa chuyển đổi vị trí sang vị trí điều khiển từ xa (REMOTE). Kiểm tra không có cực nào của cầu dao cách ly có thể điều khiển được tại hộp điều khiển hoặc hộp động cơ truyền động. Kiểm tra tất cả các cực của dao cách ly đóng mở khi đấu mạch điều khiển đến hàng kẹp điều khiển từ xa trong hộp điều khiển. 6.2.2.4. Thí nghiệm dao cách ly: Trước khi thí nghiệm dao cách ly cần phải dùng dẻ sạch và cồn 70 0 lau sạch bề mặt sứ cách điện, đảm bảo bề mặt sứ phải sạch và khô. Cần phải kiểm tra căn chỉnh lại các má tiếp xúc trước khi đo. Các hạng mục thí nghiệm dao cách ly: 1. Đo điện trở tiếp xúc tại các điểm tiếp xúc của các má dao tại vị trí đóng. 2. Đo điện trở cách điện bằng mê gôm mét 2500V. 3. Đo hệ số tổn hao của sứ cách điện tgỗ. Chú ý: Thí nghiệm tgỗ được thực hiện ở điện áp xoay chiều 10kV tần số 50Hz. Các thí nghiệm đều phải thực hiện tại vị trí lắp đặt. 6.2.3. Chống sét van. 6.2.3.1. Giới thiệu chung: Chống sét van là một thiết bị điện quan trọng trong trạm biến áp. Khi trạm biến áp không có trang bị chống sét thì không cho phép vận hành. Chức năng của nó là hạn chế quá điện áp điện áp tại các đầu cực của thiết bị trong trạm biến áp. Các thiết bị này (chủ yếu là máy cắt, máy biến áp lực, cuộn kháng) rất đắt tiền nếu bị hư hỏng cần thì phải có thời gian sửa chữa dài hoặc thay thế lâu. Những thiết bị điện kể trên có thể bị hư hỏng bởi quá điện áp do sét đánh, do đóng cắt các đường dây truyền tải, do các sự cố, do sự sa thải đột biến của các phụ tải. Hiện nay trong các trạm biến áp phổ biến dùng chống sét van kiểu ôxít kim loại. Đây là bộ chống sét kiểu đột biến dùng các phần tử van được chế tạo từ các vật liệu ôxít kim loại (MOSA). 6.2.3.2. Cấu tạo nguyên lý làm việc. Chống sét kiểu ôxít kim loại về cơ bản gồm một chồng đĩa bằng ôxít kẽm nằm bên trong một vỏ sứ cách điện có độ ổn định nhiệt cao. Định mức điện áp của chống sét quy định theo số đĩa ở bên trong chồng đĩa. Đặc tính duy nhất của ô xít kẽm là có đặc tuyến vol-am pe phi tuyến. Điện áp gần như là hằng số trên một dải rộng các dòng điện chảy qua các đĩa khi chống sét chịu đựng các xung sét và các đột biến điện. Hiện nay các chống sét van của các trạm biến áp đều chống sét kiểu ôxít kim loại (SiO hoặc ZnO), đặc tính Vôn - Am pe hoàn toàn phi tuyến, có khả năng hấp thụ năng lượng cao. Với điện áp định mức của lưới điện chống sét van hoàn toàn "không phóng điện". Nhưng khi điện áp đột biến tăng lên đến điện áp tới hạn lập tức van chống sét chuyển ngay từ trị số điện trở lớn sang trị số điện trở nhỏ theo đặc tính V- A của chúng và cho dòng điện sét đi qua. Khi hết sét điện áp trở lại bình thường thì van chống sét sẽ trở lại trạng thái có tính dẫn điện kém. Lúc này ba cái chống sét không khác gì ba quả sứ đỡ cách điện. u b ỉogl d c a- Đoạn đặc tính dưới. b- Điểm nhọn. c- Đoạn phi tuyến rõ rệt. dĐoạn tuyến tính trên. Hình 6.74 Đặc tính điện áp, dòng điện của điện trở ô xít kim loại 6.2.3.3.Trường hợp đấu van chống sét vào trung điểm của cuộn dây 110kV máy biến áp: Hình 6.75 Dòng điện ngắn mạch một pha chạm đất trong lưới điện 110kV Lưới điện 110kV thuộc hệ thống trung điểm nối đất nghĩa là: trung điểm đấu Y của cuộn dây 110kV của các máy biến áp 220kV/ 110kV nối đất trực tiếp. Có 3 cách nối đất trung điểm đấu Y của cuộn dây sơ cấp máy biến áp chính tại các trạm 110kV: Cách 1: Trung điểm cuộn dây 110kV được nối đất trực tiếp. Cách 2: Trung điểm cuộn dây 110kV được nối đất qua một bộ cầu dao 35kV Cách 3: Trung điểm cuộn dây 110kV được nối đất qua một bộ chống sét van. Khi đường dây 110kV xảy ra ngắn mạch 1 pha chạm đất, nếu trung điểm của các máy biến áp 110kV không nối đất thì dòng điện chạm đất Io qua đi TI đầu nguồn có thể không đạt tới trị số khởi động rơ le bảo vệ Io. Để tăng dòng khởi động của bảo vệ rơ le ta cho nối đất trung điểm của các cuộn dây sơ cấp 110kV. Muốn bảo đảm độ nhậy của bảo vệ rơ le chạm đất cần phải tính toán, điều chỉnh, lựa chọn trị số dòng điện Io thích hợp vì vậy trên hệ thống đường dây 110kV sẽ có một số máy biến áp 110kV được nối đất (cách 1). Số lượng điểm nối đất được điều chỉnh theo sự phát triển của lưới điện 110kV hoặc theo từng mùa trong năm (cách 2). "Dùng cầu dao nối đất sẽ linh hoạt trong việc điều chỉnh dòng điện chạm đất Io". Trường hợp không nối đất trung điểm cuộn dây 110kV: - Khi bình thường điện áp UA = UB = UC = 110kV Trong đó UA , UB , UC là điện áp dây. Khi có sóng sét đánh vào đường dây 110kV điện áp tăng lên nhiều lần, các chống sét van của trạm biến áp làm việc triệt tiêu dòng điện sét xuống đất. tuy vậy vẫn có khả năng vẫn tồn tại một lượng điện áp dư trên cuộn dây máy biến áp do sét gây ra. Điện áp dư có thể lớn hơn điện áp pha ( Udư >> Upha = 66,5kV) gây bất lợi cho cách điện của máy biến áp, vì vậy trong quá trình thiết kế chế tạo người ta đã quan tâm tăng cường khả năng cách điện dự phòng của máy biến áp. Điện áp pha đặt lên cuộn dây máy biến áp là UA = UB = UC 1,73 115kV 66,5kV Cách điện của máy biến áp phải chịu được điện áp phóng điện Ufđ = 1,15 x Uo = 1,15 x 66,5kV = 76,5kV k = 1,15 là hệ số dự phòng. Để bảo vệ cách điện cho cuộn dây máy biến áp không bị chọc thủng người ta dùng cách nối đất trung điểm máy biến áp 110kV qua bộ chống sét van (cách 3) Khi xảy ra quá điện áp, van chống sét mở ra thoát dòng điện xuống đất. Dòng Io" là dòng điện sét. Chống sét van tại trung điểm cuộn dây 110kV có cấp điện áp 35kV có điện áp phóng điện > 76,5kV, hình dáng bên ngoài giống như các loại chống sét van lắp trong trạm biến áp. Có thể dùng 1 cái chống sét van 35kV hoặc gồm 2 chống sét van 15kV và 20kV ghép xếp chồng lên nhau. 6.2.3.4. Quy định tiếp địa chống sét cho trạm biến áp: - Đối với trạm có trung tính trực tiếp nối đất, điện áp từ 110kV trở lên thì điện trở nối đất cho phép là 0,5Q. - Đối với trạm có trung tính cách điện, điện áp dưới 110kV thì điện trở nối đất cho phép là 4Q. Đối với trạm có có công suất bé dưới 100kVA điện áp dưới 110kV thì điện trở nối đất cho phép là 10Q. 6.2.3.5. thí nghiệm: Tuỳ theo yêu câù của nhà chế tạo mà điện áp và dòng điện xoay chiều qua chống sét phải ở một mức nào đó cao hơn định mức nhưng phải nằm trong phạm vi tiêu chuẩn cho phép của nhà chế tạo. Các chống sét thuộc loại này thường của Mỹ, Châu Âu như VariCAP, VariSTAR, AZLP... Nút nhấn Hình 6.76 Sơ đồ đo điện áp và dòng điện xoay chiều của chống sét ở điện áp xoay chiều tăng cao 6.2.4. 6.2.4.1 Phân loại: Máy biến điện áp: Máy biến điện áp chuyên dùng biến đổi điện áp để cung cấp điện áp 100V~ cho đồng hồ Von mét để đo lường điện áp phía cao thế, cung cấp điện áp 100V~ cho các cuộn dây điện áp của công tơ điện 3 pha, cung cấp điện áp thứ tự không (3U0) trên cuộn dây tam giác hở của TU cho rơ le báo chạm đất khi có chạm đất, cung cấp điện áp cho rơ le bảo vệ thanh cái và cho mạch điện tự động đóng nguồn dự phòng. - Các máy biến điện áp được đấu trực tiếp vào thanh cái 110kV(220kV) không qua cầu chì. - Từ cấp điện áp 35kV trở lên TU thường đặt ngoài trời. - Từ cấp điện áp 22kV trở xuống TU được đặt trong tủ điện. Máy biến điện áp giống máy biến áp lực là được chế tạo dựa trên nguyên lý cảm ứng điện từ. Máy biến điện áp khác máy biến áp lực là dung lượng của máy biến điện áp nhỏ chưa đến 1kVA (trung bình S « 250VA), kích thước hình học kích thước mạch từ và kích thước của các cuộn dây nhỏ. Máy biến điện áp thường có tổ đấu dây Y0/Y0/ À hở. 6.2.4.2 Cấu tạo và nguyên lý làm việc của TU kiểu điện từ: Ở cấp điện áp 65kV trở xuống thường dùng TU kiểu điện từ, có cấu tạo và nguyên lý làm việc tương tự như một máy biến áp lực. Cách điện chính của TU kiểu điện từ là dầu máy biến áp, riêng loại TU khô cách điện bằng Êpoci. TU kiểu điện từ được chế tạo ở cấp chính xác cao, sai số nhỏ và sai số không bị biến động theo thời gian. Tuy nhiên khi chế tạo ở điện áp cao sẽ có trọng lượng lớn, chiếm diện tích không gian lớn và giá thành cao. TU có điện áp cao thường phải đặt ở ngoài trời, cách điện chính bằng dầu biến áp nên việc bảo dưỡng gặp nhiều khó khăn. 6.2.4.3 Cấu tạo và nguyên lý làm việc TU kiểu điện dung: Ở cấp điện áp 65kV trở lên thường dùng TU kiểu điện dung, đây là kết hợp của hai nhóm tụ điện phân áp nối tiếp C1, C2 và một TU điện từ có cấp điện áp trung áp. Nhóm tụ điện C1, C2 dùng để phân áp, cực trên của tụ C1 được đấu vào nguồn điện và cực dưới tụ C2 ở dưới được nối đất, như vậy nhóm tụ điện chịu điện áp pha. Các tụ điện phân áp được đặt trong một ống sứ kín chịu điện áp pha của nguồn điện. TU kiểu điện từ được đấu song song vào tụ phân áp C2. Mục đích dùng tụ điện phân áp là để tạo ra điện áp tương ứng cho cuộn dây sơ cấp, thường được chế tạo ở cấp điện áp 22kV. Cảm kháng của cuộn dây sơ cấp máy biến điện áp và điện dung của tụ điện phân áp tạo thành một mạch cộng hưởng ở một vài tần số, sự cộng hưởng nói trên làm cho tổng trở của TU giảm đột biến như vậy có thể làm giảm tính chính xác thậm chí làm hư hỏng các phần tử trong TU nếu như dòng điện khi cộng hưởng đủ lớn. Để ngăn ngừa ảnh hưởng này thường lắp thêm một mạch chặn cộng hưởng có chứa các phần tử R4, L4, C4, mạch chặn cộng hưởng có phản ứng rất nhạy chống lại ảnh hưởng của sự cộng hưởng. TU kiểu điện dung có khả năng làm việc giống như một TU điện từ có cấp chính xác và sai số góc nhỏ nằm trong tiêu chuẩn. Nhưng TU kiểu tụ thường xuất hiện sai số theo thời gian, và theo sự biến động công suất tiêu thụ điện của các phụ tải đấu sau cuộn dây thứ cấp của TU. Vì vậy khi vận hành "TU kiểu tụ" cần phải thường xuyên kiểm tra, phát hiện những biểu hiện không bình thường của TU để có biện pháp sửa chữa hoặc thay thế. Hình 6.77 Hình ảnh TU 22kV, 35kV Hình 6.78 Hình ảnh TU kiểu điện dung Hình 6.79 Sơ đồ nguyên lý máy biến điện áp kiểu điện dung 6.2.4.4 Cấp chính xác của máy biến điện áp: Cấp chính xác của máy biến điện áp chịu ảnh hưởng của điện áp rơi và sự xoay góc pha qua máy biến áp. Độ chính xác của máy biến điện áp không chịu ảnh hưởng do nhiệt độ cuộn dây. Sự giảm điện áp đặt vào TU không ảnh hưởng đến sai số nhưng khi điện áp tăng sẽ gây ra sự bão hoà từ nhanh dẫn đến sai số và phát nhiệt trong TUễ Nếu điện áp tăng nằm trong giới hạn < 110% điện áp định mức thì không gây ra sai sốễ Cấp chính xác của máy biến điện áp phụ thuộc v ào dung lượng phụ tải các phụ tải tiêu chuẩn đã được quy địnhễ Cấp chính xác sẽ được xác định dựa trên mức dung lượng tảiễ 12,5 25 75 200 400 35 0,1 0,7 0,85 0,85 0,85 0,2 115,2 403,2 163,2 61,2 30,6 82,3 3,04 1,09 0,268 0,101 0,0503 1,07 1152 576 192 72 36 411 n) é£a w x y z zz m g ) tì -ồ r* ^B& n) Bảng 6.29 Dung lượng tiêu chuẩn cho các máy biến điện áp Đặc tính trên cơ sở Đặc tính trên dung lượng 120V tiêu chuẩn* Tê V-A Hệ số công Điện n kháng(H) suất 38,4 134,4 54,5 20,4 10,2 27,4 Đặc tính trên cơ sở 69,3V Điện Tổng kháng(H) trở (fl) 1,01 384 0,346 192 0,0894 64 0,0335 24 0,0168 12 0,356 137 6.2.4.5 Thí nghiệm máy biến điện áp. Có 6 hạng mục thí nghiệm cần làm đối với máy biến điện áp: 1. Kiểm tra cực tính: Có 3 phương pháp để kiểm tra cực tính: - Kích thích bằng dòng điện một chiều. - So sánh bằng một máy biến điện áp khác đã biết cực tính cùng tỉ số biến. - So sánh độ lớn các điện áp cuộn dây. a. Phương pháp kích thích bằng dòng điện một chiều - Nối đầu số 1 phía cao áp với đầu số 1 phía hạ áp của máy biến điện áp như hình vẽ. - Nối một von mét một chiều đi qua cuộn dây cao áp. - Vối một cục pin đi qua mạch cuộn dây cao áp. Đưa điện áp của pin vào cuộn dây cao áp để kích thích dẫn điện nhỏ nhất để tránh nguy hiểm cho người và thiết bị. - Tháo đầu của von mét đang nối với đầu nối 2 của cuộn cao áp và chuyển sang đầu nối số 2 của cuộn hạ áp. - Cắt mạch pin và quan sát hướng của von mét bị kích thích. Nếu như kim của Von mét bị quay xuống thì đầu nối số 1 của cuộn cao áp và đầu nối số 1 của cuộn hạ áp là cùng cực tính. - Kết quả là có thể kiểm tra cực tính bằng cách đánh dấu lại và cắt mạch pin. Nếu đổi đầu nối số 1 và đầu nối số 2 thì kim của đồng hồ von mét sẽ quay lên khi đóng mạch và quay xuống khi ngắt mạch pin. Hình 6.80 Sơ đồ thí nghiệm kiểm tra cực tính bằng cách kích thích dòng điện 1 chiều Dày quân I_I1 nhiều VÒ113 I-I2 ít vòng b. Phương pháp so sánh với một máy biến điện áp có cùng tỉ số biến và đã biết rõ cực tính: Quy ước TU1 đã biết cực tính, TU2 chưa biết cực tính. + Dùng sơ đồ đấu nối các cuộn dây cao áp của hai máy biến điện áp song song, như trên hình vẽ bằng cách đấu các đầu H1, H2 của TU1 và TU2. + Đấu X1 của TU1 đến X1 của TU2 và X2 của TU1 đến một đầu của von mét đầu còn lại của von mét được đấu vào X2 của TU2. + Đưa điện nguồn 50Hz có điều khiển vào mạch tại H 1 và H2 của cả hai TU. Điện áp đưa vào có thể điều chỉnh đến điện áp định mức. + Nếu điện áp chỉ thị trên Von mét bằng 0 thì cực tính của TU 2 đúng như đã đánh dấu. Nếu trị số đọc được bằng tổng điện áp trên hai cuộn dây thứ cấp thì cực tính trên TU2 sẽ ngược lại. Chú ý: Điện áp cao sẽ xuất hiện trên cả hai đầu cao áp của hai máy biến điện áp. Ngiiỏii điệii < 1 5 ŨHz H1 H2 p Hình 6.81 f Tm H2 ] T U1 ' ' T U2 Sơ đồ kiểm tra cực tính bằng phương pháp so sánh với một TU cùng tỉ số biến và đã biết cực tính. c. Phương pháp so sánh độ lớn điện áp trên các cuộn dây: Phương pháp này chỉ áp dụng cho các máy biến điện áp có tỉ số biến thấp. Do nguồn điện đưa vào là điện áp cao nên có thể gặp nguy hiểm. Trình tự thực hiện như sau: + Đấu cuộn dây cao áp như hình vẽ. + Đưa điện áp có điều khiển vào hai đầu H1 và H2 của cuộn dây cao áp. + Đọc giá trị điện áp của H1, H2 và điện áp của H2, L2. + Nếu như điện áp của H 2, L2 nhỏ hơn điện áp H1, H2 thì cực tính giống như đã được đánh dấu. Nếu như điện áp H 2, L2 lớn hơn điện áp H1, H2 thì cực tính sẽ ngược lại. Chú ý: Điện áp cao sẽ xuất hiện trên cả hai đầu cao áp của hai máy biến điện áp. Hình 6.82 Sơ đồ kiểm tra cực tính bằng cách so sánh điện áp các cuộn dây 2. Đo điện trở của dây dẫn và cuộn dây: Dùng cầu đo điện trở một chiều để đo điện trở của dây dẫn và cuộn dây. Điện trở này ảnh hưởng đến cấp chính xác của đo lường. Khi đo điện trở một chiều của một cuộn dây cần phải nối tắt các cuộn dây còn lại để chống ảnh hưởng của điện áp cao và giảm thời gian chờ cho dòng điện một chiều tiến đến ổn định. Có thể áp dụng phương pháp Von- ampe. 3. Thí nghiệm cấp chính xác: Cấp chính xác của máy biến điện áp bao gồm sai số góc và và sai số tỉ số biến. Cấp chính xác tiêu chuẩn là 0,1% - 0,3%. 4. Đo hệ số tổn hao môi chất TgS: Nếu đưa trực tiếp điện áp xoay chiều cao vào TU rất dễ gây ra phá hỏng TU, khi cách điện của đã bị hỏng thì rất khó phục hồi. Đo hệ số tổn hao môi chất TgS của máy biến điện áp là phương pháp xử dụng điện áp thấp (10kV) để xác đo cách điện của máy biến điện áp. s là góc tổn hao môi chất, nếu s lớn thì TgS lớn chứng tỏ TU cách điện kém hoặc đang bị nhiễm ẩm. Bảng 6.30 Trị số điện áp tần số công nghiệp đối với sứ đầu vào của máy biến áp Cấp điện áp (kV) 3 6 10 15 20 24 27 Điện áp thí nghiệm (kV) 24 32 42 15 65 75 80 35 95 5. Đo điện trở cách điện: Đo điện trở cách điện nhằm xác định khả năng cách điện của TU . + Khi đo điện trở cách điện của một cuộn dây thì các cuộn dây khác phải nối đất. + Điện trở cách điện phải đo ở nhiệt độ dự phòng không vượt quá 30 0C vì nếu đo ở nhiệt độ cao điện trở cách điện giảm, kết quả đo sẽ không chính xác. + Khi đo TU phải đổ đủ dầu cách điện. hoặc được đặt trong chân không. + Đo điện trở cách điện phải thực hiện làm 2 lần, một lần 1 phút và một lần 10 phút để tính toán độ phân cực trên vật liệu cách điện. 6. Đo điện dung và hệ số tiêu tán: Mục đích để xác định lại chất lượng tụ điện của máy biến điện áp kiểu điện dung. Sự thay đổi giá trị điện dung và hệ số tiêu tán của một bộ tụ so với giá trị ban đầu phần lớn là các biểu hiện hư hỏng của bộ tụ hoặc giảm chất lượng của chất điện môi, một tụ mới phải có hệ số tiêu tán xấp xỉ 0,2% đến 0,25%. Có thể dùng chung thiết bị đo hệ số công suất để đo trị số điện dung và hệ tiêu tán, có thể đo điện dung bằng cầu đo điện dung. Nếu kết quả đo không thay đổi so với trị số ban đầu của nhà chế tạo là được, đương nhiên do không có môi trường đo tiêu chuẩn nên sự so sánh trên chỉ là gần đúng. 6.2.4.6 Quản lý vận hành máy biến điện áp: TU thường có cách điện bằng dầu biến áp do đó việc quản lý dầu hoàn toàn giống như dầu máy biến áp, khi vận hành cần phải thường xuyên theo dõi xem vỏ của TU có bị dò dầu hoặc chảy dầu không. Nếu thùng dầu bị hở thì máy biến điện áp sẽ bị nhiễm ẩm, cách điện bị suy giảm làm ảnh hưởng đến tuổi thọ của TU. Nếu đang vận hành mà đồng hồ điện áp không báo thì phải kiểm tra ngay xem TU có bị nổ chì không? Nếu cầu chì tốt, TU bị hở mạch thứ cấp thì hệ thống đo điện áp và đếm điện năng sẽ ngừng hoạt động, rơ le bảo vệ chạm đất 3I0 không làm việc. Cần phải chú ý đến chất lượng của gioăng đệm, nếu gioăng đệm kém chất lượng sẽ dẫn đến chảy dầu TU. Các giăng đệm được làm bằng cao su hoặc bằng vật liệu tương đương. Các giăng đệm dự phòng dùng khi sửa chữa cần phải được bảo quản trong môi trường sạch có nhiệt độ ổn định < 25 0C, phải đặt ở tư thế phẳng, tránh nhiệt độ cao và có bức xạ của ánh sáng mặt trời. Khi thay gioăng cần phải cạo hết lớp keo dầu trên mặt máy và dùng cồn lau sạch bề mặt đặt gioăng. Khi thay gioăng không cần phải dùng đến keo dính phụ, nếu gioăng nằm ở trạng thái treo vuông góc với mặt đất thì phải dùng thêm keo dính phụ đính vào một vài điểm của bề mặt gioăng. Cần xem trong tài liệu hướng dẫn của nhà chế tạo. Phải kiểm tra bên ngoài sứ cách điện của TU để sớm phát hiện tình trạng sứ như nứt, rạn, vỡ, bẩn. Các dấu hiệu không bình thường trên mặt sứ có thể sẽ là những nguyên nhân gây ra phóng điện. Sau khi cắt điện có thể sẽ có điện tích dư lưu trên tụ điện của TU, do đó dù đã cắt điện rồi nhưng trước khi công tác vẫn cần phải chú ý khử điện tích dư. 6.2.5. Máy biến dòng điện: 6.2.5.1 Công dụng: Máy biến dòng điện làm nhiệm vụ biến đổi dòng điện từ trị số cao xuống trị số thấp 5A hoặc 1A để đưa dòng điện vào trong các thiết bị rơ le, đồng hồ am pe và công tơ điện, bảo vệ người và thiết bị không bị ảnh hưởng của điện áp cao, dòng điện lớn. Máy biến dòng tạo ra dòng điện thứ cấp tỉ lệ với dòng điện sơ cấp. Tất cả các máy biến dòng đều có cấu tạo như nhau gồm có một lõi thép được làm bằng từ các lá thép si líc ghép lại, cuộn dây sơ cấp và thứ cấp được quấn quanh lõi thép. Cuộn dây sơ cấp và thứ cấp được liên lạc bằng từ thông qua lõi thép. Dòng điện đi qua cuộn dây sơ cấp thông qua cảm ứng điện từ sẽ sinh ra dòng điện thứ cấp tỉ lệ chạy trong cuộn dây thứ cấp khi nối ngắn mạch cuộn dây thứ cấp hoặc nối kín mạch thứ cấp qua đồng hồ đo dòng điện theo một dải đo thích hợp. Số vòng của cuộn dây sơ cấp và thứ cấp có quan hệ tỉ lệ nghịch với dòng điện. Tích số "am pe vòng" của cuộn dây sơ cấp và thứ cấp là bằng nhau. Cuộn dây thứ cấp bao giờ cũng có tiết diện nhỏ hơn cuộn dây sơ cấp và có số vòng nhiều hơn cuộn dây sơ cấp. I1. W1 = I2. W2 Các biến dòng điện được xử dụng khi có 1 hoặc cả 2 điều kiện phải xem xét: a- Khi dòng điện cần đo quá lớn so với khả năng chịu đựng của thiết bị đo. b- Khi điện áp của mạch cần đo dòng điện bị quá cao so với mức chịu điện áp của thiết bị đo. 6.2.5.2 Phân loại: Trong trạm biến áp có nhiều loại máy biến dòng được phân loại theo: 1- Theo cấp điện áp: + Máy biến dòng 110kV(220kV). + Máy biến dòng trung thế 6, 10, 22, 35kV. + Máy biến dòng hạ thế 0,4kV. 2- Theo cấu tạo: + Máy biến dòng chân sứ: Là máy biến dòng điện với lõi hình vành xuyến và cuộn dây thứ cấp đặt ở chân sứ, không có cuộn dây sơ cấp. Máy biến dòng loại này được xử dụng rộng rãi với nhiều loại vật dẫn cách điện. + Máy biến dòng kiểu có hai cuộn dây thứ cấp: Là máy biến dòng điện có hai cuộn dây thứ cấp, mỗi cuộn có một mạch từ riêng và hai mạch từ này đều được từ hoá bởi cùng một cuộn dây sơ cấp. + Máy biến dòng có nhiều cuộn dây thứ cấp: Là máy biến dòng có số cuộn dây thứ cấp > 3, mối một cuộn dây có một mạch từ riêng và toàn bộ các cuộn dây được kích từ bởi cùng một cuộn dây sơ cấp. + Máy biến dòng có nhiều nấc tỉ số biến: Là máy biến dòng có nhiều hơn 1 tỉ số biến có thể sử dụng bằng việc thay đổi các nấc của cuộn dây thứ cấp (cuộn dây thứ cấp nối kiểu tự ngẫu). + Máy biến dòng kiểu cửa sổ: Là máy biến dòng có cuộn dây thứ cấp cách điện, không có cuộn dây sơ cấp. Dây dẫn dòng điện sơ cấp sẽ luồn qua phần cách điện có hình cửa sổ để tạo ra mạch sơ cấp. + Máy biến dòng kiểu dây quấn: Là máy biến dòng có cuộn dây sơ cấp gồm 1 hoặc nhiều vòng dây quấn tròn quanh lõi, các cuộn dây sơ cấp và thứ cấp được cách điện với nhau. 6.2.5.3 Ứng dụng: Có 3 loại thường được xử dụng trong trạm biến áp 110kV(220kV). 1. Biến dòng kiểu cửa sổ: Không có cuộn dây sơ cấp gắn vào, nó đơn giản là dạng mở hoặc cửa sổ cho thanh dẫn sơ cấp xuyên qua. Cuộn dây sơ cấp là thanh dẫn sơ cấp. Cuộn dây thứ cấp được quấn cố định quanh lõi thép và được cách điện hoàn toàn. Dạng này của biến dòng điện được áp dụng với mức điện áp thông dụng là 600V. Các dạng tương tự của biến dòng điện kiểu cửa sổ được sử dụng ở mức điện áp cao và dòng điện cao như máy biến dòng điện lắp trên chân sứ máy biến áp 110kV(220kV) hoặc tại các máy cắt điện. Máy biến dòng loại này có tên là máy biến dòng chân sứ. Hình 6.83 Cấu tạo máy biến dòng kiểu cửa sổ 2. dẫn chính Biển dòng kiếu thanh cái sơ cấp: Dây Giống như máy biến dòng có Lõi thép dạng cửa sổ, chỉ khác một chút là Dây thứ cấp có thêm một thanh cái được lắp sẵn cố định hoặc có thể tháo rời tại cửa sổ máy Từ thông o biến dòng điện. 3. Biến dòng kiểu dây quấn: Cuộn dây sơ cấp có nhiều vòng dây được quấn chung lõi thép với cuộn dây thứ cấp. Loại này được chế tạo ở nhiều mức điện áp khác nhau. 6.2.5.4 Cấp chính xác của máy biến dòng: 1. Cấp chính xác của máy biến dòng cho đo lường dùng cho công tơ điện: Một máy biến dòng không chính xác sẽ ảnh hưởng đến cấp chính xác của sơ đồ đo. Có hai nguyên nhân gây ra lỗi của máy biến dòng đo lường là lỗi tỉ số và lối góc pha. Trong máy biến dòng đo lường có cả hai lỗi trên. Bảng 6.31 Lỗi cho phép của máy biến dòng đo lường Cấp chính xác Tại 10% dòng điện danh định Tại 100% dòng điện danh định 0,3 0,6 1,2 + 0,6% - 1,1% - 1,4% + 0,3% + 1,5% + 1,7% Hình 6.84 Hình dáng bên ngoài các kiểu máy biến dòng Một máy biến dòng có tỉ số là 800/5 nghĩa là có tỉ số biến KI =160, dùng để nhân cho thang đọc của công tơ 2. Cấp chính xác của máy biến dòng cho rơ le: Cuộn dây thứ cấp của máy biến dòng cấp cho rơ le có 2 điểm khác biệt so với cuộn dây thứ cấp của máy biến dòng cấp cho đo lường. - Công suất tiêu thụ của cuộn cung cấp cho rơ le thường lớn hơn công suất tiêu thụ của cuộn đo lường. - Cuộn cung cấp cho rơ le không đòi hỏi cấp chính xác cao tại dòng định mức. Độ chính xác của rơ le chỉ đòi hỏi ở thời điểm mà các biên độ của dòng điện sự cố có giá trị lớn hơn 20 lần của dòng điện tải định mức của biến dòng điện ứng với 100A dòng điện nhị thứ trên máy biến dòng có định mức là 5A. 6.2.5.5 Thí nghiệm máy biến dòng điện. Trước khi thí nghiệm phải khử từ dư của máy biến dòng. Từ dư trong máy biến dòng gây ảnh hướng đến sai số cuả máy biến dòng. Khi có từ dư, từ thông xuất hiện ban đầu sẽ khởi động từ giá trị từ dư, kết quả là gây ra sự biến dạng dòng điện hình sin ở 1/2 chu kỳ xoay chiều. Việc khử từ dư sẽ tiến hành bằng cách cung cấp một điện áp xoay chiều thích hợp vào cuộn dây thứ cấp với độ lớn ban đầu có khả năng vượt trên mật độ từ thông của điểm b ão hoà máy biến dòng điện sau đó giảm dần điện áp một cách từ từ và liên tục cho tới 0. Sau khi máy biến dòng khử từ dư xong mới được tiếp tục thử nghiệm ở các hạng mục tiếp theo. Có 7 hạng mục thí nghiệm kiểm tra máy biến dòng: 1. Kiểm tra tỉ số biến dòng điện: Có thể chọn một trong hai phương pháp sau: a. Phương pháp điện áp: Dùng "Sơ đồ kiểm tra tỉ số biến của máy biến dòng điện bằng phương pháp điện áp" Đưa điện áp thấp dưới mức bão hoà vào cuộn dây thứ cấp, dùng 1 đồng hồ volmet có trở kháng cao khoảng > 20.000Q/V đo điện áp cuộn dây sơ cấp. Tỉ số biến dòng điện xấp xỉ tỉ số biến điện áp. n J?—n ĩ L1 H1 Nịịuỏii điệii 1 w I 50 Hz 1 © ị ị © thư câp sơ câp Hình 6.85 Sơ đồ kiểm tra tỉ số biến bằng phương pháp điện áp b. Phương pháp dòng điện: Phương pháp này xác định tỉ số vòng cần đến một nguồn điện có dòng cao, Dùng "Sơ đồ thí nghiệm kiểm tra tỉ số biến của máy biến dòng điện bằng phương pháp dòng điện" để đo dòng điện phía sơ cấp và thứ cấp, từ đây sẽ xác định được tỉ số biến dòng điện. bieii dong lièii hệ Hình 6.86 Sơ đồ kiểm tra tỉ số biến của máy biến dòng điện bằng phương pháp dòng điện H1 x1 điệll llguỏu 50Hz *■ biêii áp bién ap tự ngấu till ngluệiii 2. Kiểm tra cực tính: Cực tính của máy biến dòng cho biết chiều quấn dây. Khi đấu dây cần phảỉ đấu đúng cực tính để hệ thống đo lường và bảo vệ rơ le mới hoạt động tin cậy và chính xác. Có 3 phương pháp kiểm tra cực tính: - Thử nghiệm bằng điện áp một chiều 6V theo "sơ đồ kiểm tra cực tính của máy biến dòng điện bằng điện áp một chiều" X1 H1 thư câp SƠ cap Hình 6.87 Sơ đồ kiểm tra cực tính máy biến dòng bằng điện áp một chiều Theo sơ đồ nếu đóng cầu dao thì kim volmet lệch theo chiều tăng, cắt cầu dao thì kim volmet lệch theo chiều giảm, cực tính của TI (+, -) đúng như cực tính chọn trước trên hình vẽ. Nếu kim volmet lệch chiều quy ước thì cực tính của TI phải đổi lại thành (-, +). Chú ý khi đóng cắt cầu dao nên dùng găng an toàn điện đề phòng có điện áp cao xuất hiện khi làm thí nghiệm. - Thử bằng điện áp xoay chiều AC - dùng máy hiện sóng Dùng phương pháp so sánh điện áp trên volmet với điện áp cảm ứng trên máy hiện sóng (được đấu vào cuộn dây sơ cấp) để xác định cực tính máy biến dòng khi máy hiện sóng chỉ có một kênh. Nếu máy hiện sóng có hai kênh sẵn thì điện áp sơ cấp và thứ cấp đều được chỉ thị trên máy hiện sóng. Kết quả được thể hiện trên dạng sóng quy định thu câp sơ câp Hình 6.88 Sơ đồ kiểm tra cực tính máy biến dòng bằng điện áp xoay chiều - Thử nghiệm bằng phương pháp dòng: Trên "sơ đồ thử nghiệm kiểm tra cực tính của máy biến dòng điện bằng dòng điện xoay chiều" nếu dòng điện trên đồng hồ ampe A2 lớn hơn dòng điện trên Biên soạn: Trịnh Quang Khải 116 đồng hồ A1 thì cực tính trên sơ đồ đấu dây là đúng. Hình 6.89 Sơ đồ kiểm tra cực tính máy biến dòng bằng dòng điện xoay chiều 3. Đo điện trở cuộn dây và dây dẫn: Mục đích của việc đo dùng để kiểm tra cuộn dây của máy biến dòng có bị chập vòng không. Dùng cầu đo điện trở một chiều để đo điện trở. Điện trở một chiều thường rất nhỏ R (=) 110kV, máy biến áp này thường có cấp điện áp 6 (10,22,35)kV/ 0,4kV. Hình 6.93 Sơ đồ điện tự dùng Các phụ tải của máy biến áp tự dùng là: 1. Tủ chỉnh lưu. 2. Ánh sáng và điện tiêu phí sinh hoạt 3. Các động cơ điện ~ễ ẳ> 6.2.6.3. Quản lý vận hành máy biến thế tự dùng: Không được phép lấy điện tự dùng để cấp cho các phụ tải tiêu phí bên ngoài đề phòng khả năng gây sự cố chủ quan làm mất điện tự dùng, không đảm bảo an toàn cho vận hành trạm biến áp. Các nhà chế tạo máy biến áp thường đưa ra những thông số kỹ thuật và hướng dẫn vận hành. Máy biến áp được chế tạo theo các tiêu chuẩn của từng vùng khí hậu khác nhau. Nếu tuân thủ hướng dẫn trong quy trình sẽ tránh những sai sót trong vận hành. 1- Kiểm tra máy biến áp bằng mắt, không cắt điện máy biến áp Đây là công việc đầu tiên và thường xuyên phải làm khi kiểm tra tình trạng vận hành máy biến áp: 1, Thùng dầu có bị rò rỉ không. Dầu có chảy không. 2, Sứ cách điện có bị mẻ hoặc vỡ, nứt, phóng điện mặt sứ không. 3, Sự thay đổi màu hạt hút ẩm Silicazen trong các bình thở hoặc bình xi phông. 4, Chất lượng sơn, độ rỉ của vỏ máy biến áp. 5, Tình trạng tốt hay xấu của các điểm nối tiếp địa vỏ máy biến áp. 6, Tình trạng tiếp xúc của các cực máy biến áp. 7, Tình trạng cách điện của các đường cáp đấu vào máy biến áp. 8, Nhiệt độ của máy biến áp trên đồng hồ đo nhiệt độ. 9, Tình trạng chảy dầu các gioăng cách điện chân sứ, đầu sứ, vỏ máy biến áp, cái chỉ mức dầu, van xả dầu. 2- Những trạng thái không bình thường của máy biến áp và biện pháp xử lý: a- Có tiếng kêu khác thường: Biên soạn: Trịnh Quang Khải 122 Tiếng kêu o,o... đều đặn là bình thường. Nguyên nhân là do sự dao động của một số lá thép bên trong mạch từ khi có từ thông đi qua hoặc do sự dao động của vỏ máy biến áp khi có từ thông khép mạch qua vỏ máy biến áp. Đây là tác dụng của lực điện từ tác dụng vào lõi thép. Lực này sinh ra khi có dòng điện đi qua cuộn dây nên khi dòng điện càng lớn thì tiếng o,o... càng to. Nếu có tiếng kêu khác thường sẽ báo hiệu tình trạng không bình thường của máy biến áp. bTrường hợp có tiếng kêu đều đặn nhưng to hơn - Do quá điện áp: Thí dụ khi chạm đất 1 pha trung điểm không nối đất điện áp 2 pha còn lại tăng lên 1,73 lần làm cho các lá thép bị dao động mạnh lên. - Do quá tải: Biên soạn: Trịnh Quang Khải 123 Khi máy biến áp bị quá tải thì dòng điện phụ tải đi qua cuộn dây máy biến áp sẽ tăng làm cho lõi thép rung mạnh lên hơn mức bình thường. Theo dõi kim đồng hồ lúc đó sẽ thấy dòng điện tăng vọt. - Do lõi thép bị lỏng: Lá thép mạch từ vênh, bu lông bắt lõi thép bị lỏng là nguyên nhân gây ra tiếng o,o... to hơn, theo dõi qua kim đồng hồ lúc đó sẽ thấy dòng điện bình thường. c- Trường hợp có tiếng kêu lách cách bên trong máy biến áp: Trường hợp này là do có hiện tượng phóng điện trong nội bộ máy biến áp - Phóng điện bề mặt cuộn dây . - phóng điện nhẹ 1 số vòng. - Điểm tiếp đất của lõi thép bên trong máy bị tuột hoặc đứt. - Tiếp xúc đầu phân áp máy biến áp không tốt, đang có hiện tượng phóng điện trên đầu phân áp nhất là khi máy biến áp đang mang tải lớn. Khi theo dõi vận hành máy biến áp mà thấy có các hiện tượng phóng điện phải xử lý ngay. d- Điện áp nguồn thường xuyên không đúng trị số định mức: - Do điện áp đầu nguồn thấp. Nếu điện áp của nguồn điện thấp sẽ dẫn đến quá tải máy biến áp: Nếu có biểu hiện điện áp của nguồn điện cấp đến bị thấp thì phải theo dõi qua đồng hồ von mét một thời gian nếu tình trạng này vẫn không thay đổi phải cắt điện để thay đổi đầu phân nấc, tăng điện áp đầu vào cho máy biến áp. - Do quá tải máy biến áp: Khi mang tải lớn điện áp đầu nguồn cũng bị giảm. Phải theo dõi tìm cách điều chỉnh chế độ mang tải của máy biến áp, trường hợp này ít xảy ra. e- Nhiệt độ máy biến áp tăng cao: Nhiệt độ máy biến áp đo được trên đồng hồ đo nhiệt độ là tổng nhiệt độ của lớp dầu trên cùng với nhiệt độ môi trường. Nhiệt độ máy biến áp tăng cao là biểu hiện không bình thường. nguyên nhân: - Máy biến áp quá tải. - Chất lượng dầu xấu. - Hệ thống làm mát tự nhiên hoặc cưỡng bức bằng quạt gió hoạt động kém hiệu quả. - Nhiệt độ môi trường tăng cao trong khi máy biến áp vận hành non tải. f- Máy biến áp vận hành quá tải: Máy biến thế vận hành quá tải sẽ làm cho tuổi thọ của máy giảm đi. Biên soạn: Trịnh Quang Khải 124 6.2.7. Tủ chỉnh lưu và tủ điện phân phối 1 chiều: 6.2.7.1. Sơ đồ nguyên lý tủ chỉnh lưu: Tủ chỉnh lưu còn có tên là các bộ nạp của battery (ắc quy, pin) Bộ nạp của battery là thiết bị điện hoặc cơ điện dùng để chuyển đổi dòng điện xoay chiều (AC) thành dòng điện một chiều (DC). Bộ nạp cung cấp nguồn điện một chiều đến một battery lưu điện và một số phụ tải điện. Nguồn điện một chiều này được duy trì ở mức điện áp và dòng điện phù hợp với yêu cầu của battery và phụ tải. Các bộ nạp của battery được được xử dụng hiện nay là các bộ nạp không đổi, việc điều chỉnh điện áp có thể thực hiện được với độ chính xác Biên soạn: Trịnh Quang Khải 125 đến 1/100 vôn cho một pin hoặc ắc quy. Điều này là cần thiết vì các mức điện áp trôi và cân bằng có ảnh hưởng quan trọng đến tuổi thọ của các battry. Mức điện áp thông thường được biểu diễn đến 2 số thập phân sau dấu phẩy, Thí dụ: 2,15vôn. Sự dao động điện áp ảnh hưởng đến tuổi thọ của phụ tải. Có hai loại bộ nạp: + Bộ nạp bằng máy phát điện một chiều chạy điện xoay chiều (không dùng trong trạm 110kV, 220kV). + Bộ nạp tĩnh xử dụng một mạch điện cố định để chuyển đổi dòng điện một chiều thành xoay chiều. Loại này được dùng trong các trạm 110kV vì làm việc không có tiếng ồn, không mất nhiều công bảo dưỡng thường xuyên và đáp ứng được yêu cầu điều khiển nhanh và độ chính xác cao. Các bộ chỉnh lưu tĩnh về cơ bản đều có thiết kế giống nhau, có điện áp không đổi trong suốt quá trình vận hành, có thể duy trì điện áp trôi trong khoảng 0,5% trong quá trình dòng điện thay đổi từ đến 100% trị số dụng lượng am pe của bộ nạp và với các điện áp xoay chiều vào bộ nạp trong phạm vi cộng trừ 10% ở tần số hệ thống xoay chiều 50Hz. Các bộ nạp được chỉnh lưu 3 pha dùng điện áp 380V xoay chiều chuyển đổi thành điện áp 1 chiều 220V có dải dòng điện từ 25A đến mức cao nhất là 600A. Các hệ thống lớn hơn có thể dùng nhiều bộ nạp đấu song song để có thể cấp được dòng điện cao hơn. Bộ chỉnh lưu 3 pha - 1 cầu sóng đầy đủ 3 pha sử dụng 3 bộ chỉnh lưu được điều khiển bằng silicon và 3 diode silicon. 6.2.7.2.Sơ đồ nguyên lý tủ điện phân phối 1 chiều. AB 500V 1 đèn tín hiệu ỉ 5 của một MIN Định mức Điện áp VPC danh định ắc quy 1.210 2.17 2.20- 2.25 2.13 2.33-2.38 1.225 2.18 2.22- 2.27 2.15 2.36- 2.40 1.250 2.20 2.25- 2.30 2.18 2.38- 2.43 1.275 2.23 2.29- 2.34 2.20 2.40- 2.46 1.300 2.27 2.33-2.38 2.30 2.45- 2.50 Cho 48- 72 giờ Biên soạn: Trịnh Quang Khải 132 6.2.8.4. Phóng điện thí nghiệm: Quy trình thí nghiệm chức năng phóng điện của ắc quy: 1. Battery phải được nạp cân bằng hoàn chỉnh trên 3 ngày và dưới 7 ngày trước khi bắt đầu thí nghiệm. 2. Tất cả các đầu nối và con nối của Battery đều sạch, chặt và không bị ăn mòn. 3. Nồng độ dung dịch và điện áp cưỡng bức của mỗi ắc quy được đo và ghi chép trước khi bắt đầu thí nghiệm. 4. Nhiệt độ trung bình của dung dịch điện phân trong battery được tính toán và ghi chép bằng cách thực hiện đo nhiệt độ ít nhất là 6 ắc quy trước khi bắt đầu thí nghiệm. 5. Điện áp cưỡng bức của đầu điện cực battery đã được đo và ghi chép. 6. Bộ nạp của battery đã được tách ra khỏi battery. 7. Dòng điện phóng thí nghiệm bằng dòng điện phóng danh định của battery chia cho K trong đó K là hệ số hiệu chỉnh dòng điện phóng đối với nhiệt độ của dung dịch điện phân ban đầu được nêu trong bảng Biên soạn: Trịnh Quang Khải 133 Bảng 6.34 Hệ số hiệu chỉnh dòng điện phóng ra theo nhiệt độ Nhiệt độ ban đầu 0 (C) (0F ) 16,7 62 17.2 63 17.8 64 18.3 65 18.9 66 19.4 67 20 68 20.6 69 21.1 70 21.7 71 22.2 72 22.8 73 23.4 74 23.9 75 24.5 76 25 77 25.6 78 26.1 79 26.7 80 27.2 81 27.8 82 28.3 83 28.9 84 29.4 85 30.0 86 30.6 87 31.1 88 31.6 89 Biên soạn: Trịnh Quang Khải 134 Hệ số K 1.098 1.092 1.096 1.080 1.072 1.064 1.056 1.048 1.040 1.034 1.029 1.023 1.017 1.011 1.006 1.000 0.994 0.987 0.980 0.976 0.972 0.968 0.964 0.960 0.956 0.952 0.948 0.944 32.2 32.8 33.4 90 91 92 0.940 0.938 0.936 8. Cần phải chuẩn bị sẵn các bộ điện trở để điểu chỉnh phụ tải nhằm duy trì một dòng điện phóng ra không đổi bằng với trị số của Battery với khoảng thời gian phóng điện lựa chọn và được hiệu chỉnh theo nhiệt độ dung dịch điện phân. 9. Sử dụng Am pe kế và Von kế để theo dõi điện áp và dòng điện phóng ra của Battery. 10. Nếu thấy dung lượng của ắc quy bằng 80% dung lượng quy định của nhà sản xuất thì phải thay. 11. Điện trở của các đầu nối ắc quy lớn hơn 10% điện trở trung bình là phải xử lý ngay. 6.2.9. Bù vô công cho trạm biến áp. 6.2.9.1. Vai trò của tụ bù trong hệ thống điện. Tụ bù có vai trò tích cực trong việc giảm tổn thất điện năng trên lưới điện. Trong thực tế phụ tải điện là các động cơ điện không đồng bộ có cosọ rất thấp, ngoài ra các phụ tải khác như các máy biến thế phân xưởng, các lò điện kiểu cảm ứng, máy biến thế hàn, quạt điện, đèn tuýp, các loại đèn huỳnh quang quảng cáo cũng tiêu thụ khá nhiều công suất phản kháng và cũng có cosọ thấp. Đương nhiên khi đường dây chuyên tải thêm một lượng công suất phản kháng Q lớn sẽ làm hạn chế nhiều đến khả năng dẫn điện của dây dẫn, làm cho dây dẫn bị phát nóng và làm cho tổn thất điện năng tăng lên. Thí dụ: Mạng điện có phụ tải là P- jQ thì tổn thất công suất trong mạng là: P2 + Q2 P2 + Q2 AP1 = R------------- và AQ1 = X ------------ Thí dụ 1:.............................................7 (B)..........................................................10 E500C....................................................46 VTtt/í/" cu^n dây áp.......................................51 Thí dụ:..............................................60 F .m.................................................73 ÚẴ^ jLk....................................................83 1 ỉ 5 P2 + (Q-Qbù)2 ,v p2 + (Q-Qbù)2 AP2 = R ------------------- và AQ2=X ------------------ --------2 2 U U Như vậy tụ bù có tác dụng hạn chế công suất vô công phát sinh trên lưới điện, cải thiện được cosọ và giảm được tổn thất điện năng. Trong trạm biến áp tụ bù thường được đặt ở phía trung áp. Các tụ thường đấu hình Y - Y có tác dụng giảm nhẹ điện áp đặt vào tụ. Tại dàn tụ thường lắp biến dòng điện hoặc máy biến điện áp để phát hiện sự không cân bằng ở trung tính, nếu tụ bị chập thì dòng không cân bằng sẽ xuất hiện qua TI, rơ le dòng điện đấu sau TI sẽ khởi động đi cắt máy cắt điện của nhóm tụ (hình 6.80c) 6.2.9.2. Cấu tạo: Tụ điện có cấu tạo gồm 2 bản cực bằng lá kim loại dát mỏng ( thường bằng lá thiếc) quấn theo hình tròn để tăng dung lượng của tụ, lớp điện môi nằm ở giữa 2 bản cực là giấy tẩm dầu, mỗi tụ được đặt trong một thùng sắt mạ kẽm bên trong đổ đầy dầu cách điện và chống cháy có nhiệt độ chớp cháy cao khoảng 150 0C. Các tụ điện cao thế thường được chế tạo 1 pha, khi đấu vào lưới phải đấu tụ theo sơ đồ tam giác hoặc sơ đồ sao, sao - sao. Các tụ điện hạ thế thường được chế tạo kiểu 3 pha được đấu sẵn theo sơ đồ tam giác chịu điện áp dây. Biên soạn: Trịnh Quang Khải 136 Hình 6.95 Cấu tạo tụ điện Hình 6.96 Sơ đồ đấu dây tụ điện trong trạm biến áp Đấu tụ theo sơ đồ tam giác có lợi hơn, so với cách đấu tụ theo sơ đồ Y cùng trị số điện dung C [Fara] như nhau thì dung lượng của tụ tăng được lên gấp 3. QA = Ud2 © C = (V 3 Uf)2© C = 3 QY Vì các phụ tải 1 pha thường nằm trong lưới điện phân phối tiêu phí công suất vô công nhỏ nên không bù cho 1 pha. Tác dụng của điện trở phóng điện trong mạch điện tụ bù: - Các tụ điện thường lắp sẵn điện trở phóng điện để dập điện tích dư ở bên trong. Điện trở phóng điện của tụ thường được đấu song song với tụ, tụ bù cao thế thường có điện trở phóng điện bằng 2MQ. Khi cắt điện tụ, điện tích dư sẽ phóng điện qua các điện trở song song. Đây cũng là một nguyên nhân gây ra tổn thất điện năng của tụ điện. Trong quá trình vận hành, tụ điện nào cũng sinh sẽ ra 1 ít nhiệt lượng làm nóng nhẹ ở vỏ tụ điện. Nếu chất điện môi của tụ nào bị kém chất lượng thì tụ ấy sẽ bị nóng và gây ra tổn hao điện năng lớn. Cứ 100 kVAr thì suất tổn thất lớn nhất do tụ bù gây ra là 0,1 W/kVAr. - Nếu trên tụ còn lưu điện tích dư sẽ nguy hiểm cho người vận hành. Quy định: + Sau 30 phút điện áp dư chỉ được phép tồn tại trên cực tụ điện dưới 65V + Điện trở phóng điện không được phép tiêu hao công suất tác dụng qúa 1W/1kVAr tính theo dung lượng tụ. - Cách giảm tổn hao của tụ: + Cần phải lựa chọn dung lượng tụ hợp lý. + Chọn điểm đặt tụ bù tại nơi có Q lớn, cosọ thấp. + Lựa chọn trị số điện trở phóng điện phù hợp với dung lượng bù nằm trong phạm vi quy định: 1W / 1kVAR. Biên soạn: Trịnh Quang Khải 137 Nếu quá bù Qbù > Q rất dễ gây nên quá điện áp phá hỏng tụ. Trong vận hành để chống hiện tượng quá bù cần phải điều chỉnh dung lượng tụ bằng cách phân chia tụ bù thành các nhóm nhỏ và đặt thiết bị tự động điều chỉnh dung lượng bù. 6.2.9.3. Lắp đặt tụ bù: a- Đặt tụ bù phía cao thế Có lợi ở chỗ: + Giá thành đầu tư tính theo kVAr/đồng rẻ hơn phía hạ thế vì khi bù phía cao thế thường ít dùng thiết bị điều chỉnh dung lượng bù. + Bù được cả dung lượng Qpt của phụ tải phía hạ thế và dung lượng Qo trong nội bộ MBT Không có lợi ở chỗ: + Tụ điện cao thế thường lắp ở cấp điện áp trung áp nên yêu cầu lắp đặt sẽ phức tạp hơn, chiếm nhiều diện tích và không gian hơn. + Do dung lượng tụ không cao lắm nên chỉ dùng các thiết bị đóng cắt và bảo vệ đơn giản như cầu dao cầu chì, đầu cáp cấp đến nhóm tụ thường đặt 1 máy cắt không đặt thiết bị điều chỉnh dung lượng bù vì giá thành đầu tư sẽ cao lên rất nhiều. Trong lưới điện chỉ có các trạm phát bù có dung lượng lớn người ta mới đưa vào hệ thống điều chỉnh dung lượng bù, trong trường hợp này người ta phải dùng nhiều máy cắt điện và các tủ hợp bộ rơ le điều khiển tự động. b- Đặt tụ bù phía hạ thế Có lợi ở chỗ : + Quản lý vận hành và sửa chữa đơn giản vì ở điện áp thấp sẽ dễ lắp đặt, chiếm ít diện tích và không gian. + Thường được đặt các thiết bị đóng cắt, điều khiển và bảo vệ. Dễ dàng điều chỉnh được dung lượng bù theo chế độ công suất, điện áp, cosọ. Không có lợi ở chỗ: + Giá thành đầu tư tính theo kVAr/ đồng đắt hơn phía cao thế một ít vì có thêm các thiết bị điều chỉnh dung lượng bù. + Chỉ bù được trong phạm vi công suất phụ tải hạ thế của một máy biến áp. Dung lượng tụ bù được xác định theo công thức: Qbù= P( tgỌ1 - tg^2)a . bù 1 2 (1) Qbù= P.Atgọ.a . Trong đó: - P là phụ tải tính toán của các hộ tiêu thụ điện kw, - Ọ1 là góc ứng với hệ số công suất công suất trung bình cosọ1 trước khi bù Biên soạn: Trịnh Quang Khải 138 - ọ2 là góc ứng với hệ số công suất công suất trung bình cosọ2 sau khi bù . Thường cosọ2lấy bằng 0,8- 0,95. - a hệ số điều chỉnh dung lượng bù thực tế khi có thêm giải pháp nâng cao cosọ không cần lắp thiết bị bù. Có thể dùng bảng tính sẵn và kết hợp với công thức (1): khi biết cosọ1 và cosọ2 tra bảng (1-1) bằng cách gióng 2 trị số cosọ1 và cosọ2 về một toạ độ ta có trị số Atgọ = ( tgọ1 - tgọ2) Dung lượng tụ bù Qbù = P. Atgọ. 6.2.9.4. Quản lý vận hành tụ bù Đóng cắt dàn tụ đấu sao không nối đất là một điều kiện khó khăn đối với máy cắt hơn so với dàn tụ đấu sao nối đất do có điện áp dư xuất hiện giữa tiếp điểm máy cắt. Điện áp phục hồi khi đóng cắt các dàn tụ không nối đất có thể đạt tới 3 lần điện áp pha khi pha đầu tiên mở ra. Yêu cầu phải được đo điện áp của hệ thống trước và sau khi đóng cắt dàn tụ. Tụ điện không được phép chịu điện áp lớn hơn 110% điện áp định mức của chúng. Nếu quá áp sẽ dẫn đến chập tụ. Dàn tụ không được phép chịu nhiệt độ thấp hơn nhiệt độ đã định. Dòng điện không cân bằng "đi qua TI không" không được lớn hơn 10% giá trị chỉnh định cắt của bảo vệ. Dòng điện không cân bằng phải được đo ngay sau khi đã đưa tụ vào vận hành với điều kiện nhiệt độ của tụ đã đạt được trị số quy định trong vận hành bình thường hoặc sau vài giờ nạp điện cho tụ. Quá trình nạp năng lượng khi đóng cắt một dàn tụ thường nhỏ hơn dòng điện ngắn mạch tại vị trí đặt tụ. Do đó máy cắt thường phải mang dòng điện nạp trong suốt quá trình nạp năng lượng. Quá trình quá độ nạp năng lượng khi đóng cắt một ‘dàn tụ khi có một dàn hoặc nhiều dàn tụ khác đã được nạp điện trên cùng một thanh cái có thể tạo ra dòng điện quá độ có biên độ rất cao, do đó điện kháng của rơ le bảo vệ đòi hỏi phải thoả mãn khi nhiều dàn tụ có thể đóng vào cùng thanh cái. Trước khi đóng điện phải kiểm tra toàn bộ dàn tụ bằng mắt để xem dàn tụ có được nối đúng không, các tụ và các sứ đỡ có sạch không, các sứ tụ hoặc cá sứ đỡ, sứ xuyên có bị nứt hoặc vỡ không. Vỏ tụ không được có biểu hiện bị phình. Nếu phát hiện thấy dấu hiệu không bình thường phải tiến hành xử lý trước khi đưa điện vào dàn tụ. Giá đỡ tụ được làm bằng sắt mạ hoặc sơn tĩnh điện, phải được nối đất ít nhất tại 2 điểm bằng đồng tròn > 04 và phải được hàn trực tiếp vào khung sắt. Các cực nối đất của từng bình tụ cũng phải được nối đất theo cách này. Để bảo đảm an toàn cho người vận hành: Không cho phép dùng cầu dao cách ly để đóng cắt trực tiếp dàn tụ khi có điện áp. Sau khi cắt máy cắt 30 phút mới Biên soạn: Trịnh Quang Khải 139 được cắt cầu dao cách ly. Chỉ được đóng dao nối đất sau khi đã cắt điện được 30 phút và điện áp dư trên hai cực tụ chỉ còn lại < 65V. Cầu dao cách ly của các dàn tụ phải có trang bị thêm dao nối đất liên động dùng khi công tác trên các nhóm tụ. Khi cần phải tách tụ ra khỏi vận hành chỉ cần cắt máy cắt mà không cần cắt cầu dao. Việc cắt cầu dao dàn tụ chỉ thực hiện khi cần phải tiếp xúc trực tiếp với tụ, cùng lúc đó phải đóng dao tiếp địa mới được phép công tác. 6.2.9.5. Thí dụ: Biên soạn: Trịnh Quang Khải 140 Tính toán bù trên lưới phân phối trung áp cho trạm biến áp (tham khảo) 1- Số liệu: - Một máy biến áp ST = 15kVA - Có tổn hao không tải P0 = 15kW, - Tổn hao ngắn mạch Pk = 59kW. - Lưới 22kV 3 pha có: + Điện trở 0,4Q/km- 4km/ điện trở R = 1,6Q, + Phụ tải trung bình Stb = 9MVA + Hệ số phụ tải kpt = 0,6 + Hệ số tổn hao kth = 0,41. - Hệ số công suất: + Khi chưa có bù : cosọ1 + 0,75. Tga1 = 0,882. Khi có bù : cosọ2 0,95. Tga2 = 0,329. - Hệ số tức thời : 1 Phụ tải tức thời: 10,15kW + Không có bù Pkb = 13,5kVA. I pha tức thời Ikb = 390A. + Có bù Pb = 10,6VA. I pha tức thời ^ Ib = 308A. Ghi chú: Tính toán này không kể đến việc giảm các tổn hao trong các máy biến áp phân phối và các tổn hao do sụt áp trên lưới sinh ra. 2- Tính toán: a- Tính toán các tổn hao khi không có bù: 13,5 2 Công suất tổn ^ hao: Pkb 2 ------) = 62,8kW - Máy biến áp: Pt = Po + Pk(--------------) = 15 + 59 ( 15 S Đường dây: Pl = 3. R. Ikb2 = 3. 1,6 . 3902 Năng lượng tiêu thụ trong một năm: Tmax là thời gian xử dụng công suất cực đại là 8760 giờ Pkb 2 - Máy biến áp: Wt = [ Po + Pk(-----------) kth] Tmax S = ( 15 + 59. 0,92. 0,41). 8760 Đường dây: Wl = 3. R. Ikb2. kth . Tmax = 3. 1,6. 3902.0,41. 8760 b- Tính toán các tổn hao khi có bù: Công suất tổn hao: Pkb Cos^1 Máy biến áp Pt = St + Pk(-------------) (----------)2 = 730kW = 303043kWh - Biên soạn: Trịnh Quang Khải 141 = 2622155kWh St Cosọ: 2 13,5 = 44,8kW 0,75 2 Pl = 15 + 59.( ——) ( -— ) 15 0,95 Cosọ1 2 Biên soạn: Trịnh Quang Khải 142 2 - Đường dây: Pl = 3. R. ( I k b ---------) Cosọ2 0,75 2 Pl = 3. 1,6. ( 390 --------) 0,95 = 455kW Năng lượng tiêu thụ trong một năm: Cosọ1 2 2 - Máy biến áp: Wt = Po + Pk (----------) kth . Tmax Cosọ2 2 ( 0,75 2 = (15 + 592 ) 0,41)8760 0,95 Cos^1 238379kWh. 2 - Đường dây: Pt = 3. R ( Ikb-----------) kth . Tmax Cosọ2 0,75 2 Wl = 3. 1,6 ( 390 -------) 0,41. 8760 0,95 c- Tổng hợp: Công suất phản kháng cần lắp đặt là: Q = Q1-Q2 = P(Tgỗ1 - Tgỗ2). = 10,1 (0,882 - 0,329). = 5,6 MVA = 1634307kWh. Từ đây có thể tra bảng để chọn tụ bù ở cấp điện áp 22kV. 3- Kết luận: Nếu đưa tụ bù vào làm việc thì - Công suất tiết kiệm được là: 293 kW. - Điện năng tiết kiệm được là: 1.052.512 kWh một năm. Cầu dao 22kV Chống sét 22kV Hình 6.97 Lắp đặt tụ bù trung áp trong trạm biến áp Bảng 6.35 Bảng tra hệ số TgS để tính công suất tụ bù 0,80 0,86 0,90 0,91 0,92 0,93 0,94 0,95 0,96 0,97 o,ee 0,99 1 0,982 0,936 1,232 1,087 1,246 0.5Í 1,276 1,230 1,303 1,257 1,337 1,291 1,369 1,323 1,403 1,357 1,441 1,395 1,481 1,435 1,529 1,483 1,590 1,544 1,732 1,005 0,52 0,894 1,043 1,186 1,215 1,249 í ,281 1,315 1,353 1,393 1,441 1,502 1,644 0,53 0,350 1,144 1,171 1,205 1,237 1,271 1,309 1,349 1.3Ừ7 1,456 1,600 0,809 1,00 0,959 0 1,116 0,54 1,075 1,103 1,130 1,164 1,196 1,230 1,268 1,308 1,356 1.417 1,559 0,55 0,769 0,918 1,035 1,063 1,090 1,124 1,156 1,190 1,228 1,266 1,316 1,377 1,519 0,56 0,57 0,730 0,692 0,879 0.841 0,996 0,958 1,024 0,986 1.051 1,013 1,085 1,047 1,117 1,079 1,151 1,113 1,189 1,151 1,229 1,191 1,277 1.239 1,338 1,300 1,4801,442 0,58 0,665 0,805 0,921 0,949 0,976 1,042 1,076 1,114 1,154 1,405 0,618 0,768 0,884 0,912 0,939 1,005 1,039 1,077 1,117 1,20 21,165 1,263 0,59 1,01 00,973 1,226 1.368 0,60 0,61 0,584 0,549 0,733 0,699 0,849 0,815 0,878 0,843 0,905 0,870 0,939 0,904 0,971 0,936 1,005 0,970 1,043 1,008 1,083 1,048 1,13t 1,096 1,192 1,157 1,334 1,299 0,62 0,63 0,515 0,483 0,605 0,633 0,781 0,749 0,809 0,777 0,836 0.804 0,870 0,838 0,902 0,870 0,936 0,904 0.974 0,942 1,014 0,982 1,062 1,030 1,123 1,091 1,265 1,233 0,64 0,450 0,601 0,716 0,744 0,771 0,B05 0,837 0,871 0,909 0,949 0,997 1,058 1,200 0,65 0,66 0,419 0,388 0,569 0,530 0,685 0,654 '0,713 0,740 0,682 0,709 0,774 0,743 0,806 0,775 0,840 0,809 0,878 0,847 0,918 0,887 0,966 0,935 1,007 0,996 1.189 1,138 0,67 0,356 0.508 0,624 0,652 0,679 0,713 0,745 0,779 0,817 0,057 0,905 0,966 1,108 0,66 0,329 0,478 0,595 0,623 0,650 0,684 0,716 0,750 0,768 0,028 0,676 0,937 1,079 0,69 0,290 0,449 0,565 0,593 0,620 0,654 0,758 0,798 0.040 0,907 1,049 0,270 0.420 0,536 0,564 0,591 0,625 0.68 0,657 6 0,720 0,70 0,691 0,729 0,796 0,811 0,878 1,020 0,71 0,242 0.392 0,508 0,536 0,563 0,597 0,629 0,663 0,701 0,741 0,783 0,850 0,992 0,72 0,73 0,213 0,166 0,364 0,336 0,479 0,452 0,507 0,480 0,534 0,507 0,568 0,541 0,600 0,573 0,634 0,607 0,672 0,645 0,712 0,685 0,754 0,727 0,821 0,794 0,963 0,936 0,74 0,150 0,309 0,425 0,453 0,480 0,514 0,546 0,560 0,618 0,658 0,700 0,767 0,909 0,75— ► 0,76 0,132 0,282 0,398 0,426 0,453 0.487 0,519 0,553 0,691 0,631 D.673 0,740 0,882 0,105 0,255 0,371 0,399 0,426 0,460 0,492 0,526 0,564 0,604 0,652 0,713 0355 0,77 0,079 0,229 0,345 0,373 0,400 0,434 0,466 0,500 0,538 0,578 0,620 0,687 0,829 0,78 0,053 0,374 0,408 0,440 0,474 0,512 0,552 0,594 0,661 0.803 0,026 0,20 0,318 0,176 2 0.2Ũ2 0,347 0,79 0,80 0,347 0,321 0,381 0,355 0,413 0,387 0,447 0,421 0,485 0,459 0,525 0,499 0,567 0,541 0,634 0,608 0.776 0.750 ---------Cosip 0,50 1,20 21,160 0.150 0,266 0,320 0,294 0,81 0,124 0,240 0.268 0,295 0,329 0,361 0,395 0,433 0,473 0,515 0,582 0,724 0,82 0,83 0,098 0,072 0,2t4 0,188 0,242 0,216 0.269 0,243 0,303 0,277 0,335 0,309 0,369 0,343 0,407 0,381 0,447 0,421 0,409 0,463 0,556 0,530 0.698 0,672 0,84 0,65 0,046 0,162 0,136 0,190 0,164 0,217 0,191 0,251 0,225 0,263 0,257 0,317 0,291 0,355 0,329 0,395 0,389 0,437 0,417 0.504 0,478 0.645 0,620 0,109 0,140 0,107 0,198 0,230 0,264 0,301 0,343 0,390 0,450 0,593 0,87 0,083 0,114 0,141 0,172 0,204 0,238 0,275 0,317 0,364 0,424 0,567 0.88 0,054 0,085 0,175 0,209 0,246 0,288 0,335 0,395 0t53â Ũ,89 0,028 0,059 0,11 20.086 0,143 0,117 0,149 0,183 0,230 0.262 0,309 0.369 0,512 0,031 0,058 0,089 , 0,12 1 0,155 0,192 0,234 0,281 0,341 0,484 0.86 0,90 0,02 0 Thí dụ : Thử tính công suất phản kháng KVAR cần đặt cho một xí nghiệp 500 KW để cải thiện COS (p = 0,75 lên COS [...]... Loại sứ: r MTA 45 11 0/630T1 r MTE 45 11 0/630T1 - MN là đường cong xác lập - CD là đường cong điều chỉnh - AB giới hạn áp lực trên khi dòng điện phụ tải qua sứ cực đại -6 0 -5 0 -4 0 -3 0 -2 0 -1 0 ũ 10 20 30 40 trt ũC 10 Máy biến dòng điện 11 0kV(220kV): Máy biến dòng được đặt dưới các chân sứ cao thế của máy biến thế, nơi tiếp giáp với thùng dầu chính Hộp trụ tròn chứa máy biến dòng 11 0kV (220kV) được hàn... điện áp dưới tải của hãng MR: Bộ điều chỉnh điện áp dưới tải của hãng MR gồm nhiều chủng loại như: kiểu A, kiểu V, kiểu M, kiểu MS, kiểu T bộ truyền động gồm các loại MA7, MA9 Bộ điều áp kiểu M loại MI 5 01 -1 70/C -1 0 193W: Dùng cho các máy biến áp 220kV; bộ điều chỉnh VIII 200/350Y -1 0 191W Bộ điều chỉnh điện áp loại MI 50 1- 1 70/C -1 0 193W • M - kiểu của bộ điều áp • I - số pha (dùng cho 1 pha) • 5 01 - dòng... điện áp cuộn dây 220kV nhỏ hơn ở mức 2 Quá trình chuyển tăng nấc cứ tiếp tục tương tự như vậy cho đến nấc 17 Từ nấc 9c đến nấc 17 , bộ đảo tiếp K - đảo chiều cuộn dây điều chỉnh ngược cực tính với cuộn dây chung và cuộn nối tiếp Biên soạn: Trịnh Quang Khải 30 19 9 17 3-5 18 8 16 4-6 17 7 15 3-5 16 6 14 4-6 ỵ Ra sứ HOkV Bộ tiẻp điẻni 15 5 13 3-5 dập liỏ quang K 14 4 12 4-6 13 3 11 3-5 2 tiếp 10 4-6 Bộ... điện làm việc liên tục cực đại • 17 0 - điện áp làm việc lớn nhất (điện áp pha) • C- Kích thước của bộ • 10 193W - sơ đồ đấu bộ điều chỉnh a Bộ điều áp kiểu M loại MI 5 01 -1 70/C -1 0 193W Máy biến áp có ba bộ điều chỉnh điện áp dưới tải loại MI 5 01 - 17 0/C- 10 193W đặt ở 3 pha cuộn dây nối tiếp phía 220kV và một bộ truyền động chung cho cả ba bộ ba pha Mỗi bộ điều chỉnh điện áp dưới tải gồm có bộ tiếp điểm... y z Y/ Y 0- 12 /y y Y/ Y 0- 6 c Y/ À -1 1 ^b c(x) b x a c abc c zlx y Y/ À - 5 b za 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... 3 11 3-5 2 tiếp 10 4-6 Bộ tiếp điẻm đảo12 clũều Bộ 11 1 9C 3-5 10 K 9B 4-6 điẻin lựa cliọii cliần 9 9 9A 3-5 8 8 8 4-6 7 7 7 3-5 6 6 6 4-6 K 5 5 5 3-5 4 4 4 4-6 Bộ tièp điẻm lựa cliọii lẻ 3 3 3 3-5 2 2 2 4-6 1 1 1 3-5 A B CDĐ Khi ta thực hiện chuyển giảm nấc từ 17 xuống 1 quá trình diễn ra theo trình tự tương tự như chuyển từ nấc 1 lên 17 Khi chuyển từ 17 xuống 16 , các bộ Ra sứ tnmg tnili chọn chẵn,... 6 tháng vận hành tương ứng với 3600 lần làm việc là phải thay dầu cách điện một lần Phải làm vệ sinh bùn dầu bám vào tiếp điểm, tráng rửa sạch sẽ trong thùng dầu trước khi thay dầu mới Biên soạn: Trịnh Quang Khải 34 6 .1. 3 Quản lý vận hành máy biến áp: Máy biến áp là một thiết bị điện chính, trong một trạm thường đặt từ 1 đến 3 máy biến áp có dung lượng từ 40MVA đến 250MVA Vận hành máy biến áp phải... yêu cầu: - Cung cấp điện an toàn liên tục, xuất sự cố là ít nhất - Chất lượng điện năng phải tốt: + Phải đảm bảo đủ công suất yêu cầu + Phải đảm bảo đủ điện áp cho phụ tải - Phải đảm bảo chỉ tiêu vận hành kinh tế trạm biến áp: + Giảm đến mức thấp nhất tiêu phí điện tự dùng trong trạm biến áp + Giảm thiểu tổn thất điện năng trong vận hành 6 .1. 3 .1 Các yêu cầu cơ bản về vận hành máy biến áp 1 Duy trì... MBA Bộ ĐAT dùng cho các MBA 25MVA - 11 0kV trở lên có điện áp điều chỉnh 11 5 + 9x 1, 78%, có 19 nấc điều chỉnh và 3 nấc trung gian 9a ,10 a, 11 a Nấc 9a, 10 a, 11 a cùng điện áp, nấc 10 và 10 a là nấc định mức Sau khi nạp dầu vào khoang ĐAT phải tạo một khoảng đệm không khí trên đỉnh khoang ĐAT để tránh áp lực đột ngột khi bộ ĐAT chuyển nấc có tải trong vận hành b Nguyên lý làm việc: Bộ tiếp điểm lựa chọn... với định mức tuổi thọ giảm đi 1/ 2 + Nếu điện áp tăng 10 % so với định mức thì tuổi thọ giảm đi 3 lần Theo quy định trong điều 626 của Quy phạm kỹ thuật của bộ Năng lượng Việt Nam 19 94: Lâu dài cho phép máy biến áp vận hành quá điện áp 5% khi phụ tải định mức và quá điện áp lâu dài 10 % khi phụ tải không quá 0,25 định mức Ngắn hạn cho phép máy biến áp vận hành quá điện áp 10 % dưới 6 giờ trong một ngày