VẬN HÀNH MÁY BIẾN ÁP TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN

 Khi máy biến áp vận hành không tải thì trên cuộn dây sơ cấp W1 có dòng điện I1, dòng điện này còn gọi là dòng điện không tải I0.. Điện áp định mức được ghi trên phần số của nhãn mác là

CHƯƠNG 4 : VẬN HÀNH MÁY BIẾN ÁP

§4.1 NHŨNG VẤN ĐỀ CHUNG VỀ VẬN HÀNH MÁY BIẾN ÁP

VÀ TRẠM BIẾN ÁP

Vận hành trạm biến áp (TBA) bao gồm các công việc kiểm tra định kỳ, sửa chữa, bảo dưỡng định kỳ, thử nghiệm, thao tác đóng cắt duy trì chế độ làm việc bình thường với hiệu quả kinh tế cao nhất Công việc kiểm tra định kỳ do nhân viên vận hành có trình độ an toàn không dưới bậc 3 tiến hành Để máy biến áp (MBA) luôn ở trạng thái làm việc bình thường cần phải đặt nó dưới sự giám sát chặt chẽ Việc giám sát này bao gồm:

- Giám sát nhiệt độ, mức điện áp và phụ tải;

- Giám sát các chỉ tiêu kỹ thuật của dầu và cách điện;

- Giám sát tình trạng của các thiết bị làm mát và thiết bị điều chỉnh điện áp

Đối với các trạm biến áp có người trực, việc giám sát các thông số vận hành được căn cứ vào các chỉ số của các đồng hồ đo Các chỉ số của đồng hồ đo được ghi lại mỗi tiếng một lần, riêng đối với trường hợp MBA làm việc quá tải thì phải ghi nửa tiếng một lần Đối với các trạm biến áp không có người trực thì các chỉ số của đồng hồ đo được ghi lại ở mỗi lần đi kiểm tra, cần đặc biệt chú ý đến sự cân bằng pha trong thời gian cao điểm

Các MBA phải được kiểm tra định kỳ và kiểm tra bất thường Việc kiểm tra định kỳ MBA được thực hiện ít nhất mỗi ca một lần đối với trạm có người trực và 15 ngày một lần đối với các trạm biến áp không có người trực Khi kiểm tra trạm biến áp cần chú ý đến tình trạng của các tiếp điểm, mức dầu trong MBA và máy cắt, tiếng kêu của máy, trạng thái của các sứ cách điện, cầu chảy vv Nếu trong quá trình kiểm tra phát hiện ra những hiện tượng lạ như tiếng kêu

rú của MBA, tiếp xúc điểm bị nóng, dầu bị chảy vv, thì cần báo ngay cho trực ban dể kịp thời

xử lý Trường hợp khẩn cấp như đe doạ đến tính mạng người, sự cố ngắn mạch vv, thì cần tiến hành cắt loại ngay các phàn tử bị sự cố ra khỏi mạng điện sau đó báo cho trực ban về những diễn biến Tất cả các kết quả khảo sát, kiểm tra được ghi vào sổ nhật ký lưu trữ Kiểm tra bất thường được tiến hành khi có các hiện tượng sau:

- Nhiệt độ dầu thay đổi đột ngột;

- Máy bị cắt bởi rơle hơi hoặc rơle so lệch

Những công việc thực hiện trong trạm biến áp nh sửa chữa, chỉnh định, thay đổi đầu phân

áp vv chỉ được thực hiện theo phiếu thao tác

1 Cấu tạo cơ bản máy biến áp

- Lõi thép: Lõi thép được ghép bằng các lá tôn Si lích cán nóng và cán lạnh có độ dầy 0,35mm

đến 0,5mm Tôn si lích là loại vật liệu có độ thẩm từ "" cao, có khả năng dẫn từ tốt Các loại tôn khác không dùng để chế tạo máy biến áp vì độ thẩm từ "" quá nhỏ làm cho lõi thép phát nóng dẫn đến tổn thất điện năng tăng, hiệu suất của máy biến áp giảm đi Độ thẩm từ  cho biết khả năng lưu trữ và dẫn từ của vật liệu sắt từ

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

từ đi qua tiết diện của lõi thép được đặt tên là từ thông ký hiệu là  Mạch từ của máy biến áp bao gồm trụ lõi và gông từ

+ Trụ lõi dùng để quấn dây,

+ Gông từ dùng để liên hệ các trụ lõi và khép kín mạch từ của lõi thép

Nếu lõi thép được chế tạo bằng tôn si lích thì lượng từ thông  tản ra ngoài không khí rất

ít, hầu hết từ thông tập trung đi trong lõi thép làm tăng hiệu suất của máy biến áp 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 từ.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, chất lượng lõi thép càng tốt thì công suất của máy biến áp càng lớn Nếu tôn si lích chứa hàm lượng si lích cao thì tổn thất không tải giảm đi, hiệu suất mang tải của máy biến áp tăng lên, kích thước hình học của máy biến áp nhỏ đi sẽ có lợi về mặt kinh tế

- Cuộn dây: Các cuộn dây máy biến áp dùng để dẫn dòng điện đi qua

Máy biến áp có 2 cuộn dây là:

+ Cuộn dây sơ cấp (ký hiệu là W1) đấu vào nguồn điện

+ Cuộn dây thứ cấp (ký hiệu là W2) đấu vào phụ tải

Đồng (ký hiệu là 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 (ký hiệu là Al) thay thế dây đồng

Do đồng có điện trở suất (ký hiệu là ) nhỏ hơn nhôm nhiều

Cu = 0,58 Al

nên tuy dùng dây đồng giá thành cao nhưng nó vẫn là vất liệu thông dụng để chế tạo cuộn dây máy biến áp

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

và điện áp U có quan hệ tỉ lệ thuận:

"Điện áp càng cao thì số vòng dây càng lớn"

W1 U1

W2 U2

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

Thí dụ: Biết U1 = 110kV, U2 = 10kV thì tỉ số biến của máy biến áp là

U1 110 W1

U2 10 W2

Nếu số vòng ứng với 1 von là 0.1 vòng thì

 số vòng cuộn dây sơ cấp W1 = 110.000 x 0.1 = 11.000 vòng

 số vòng cuộn dây thứ cấp W2 = 10.000 x 0.1 = 1.000 vòng

hoặc có thể tính W2 = 11.000 : 11 = 1.000 vòng

Dây dẫn được dùng để chế tạo máy biến áp 110kV thường là dây dẹt có tiết diện hình chữ nhật bọc cách điện bằng "giấy tẩm dầu cách điện" Giữa các cuộn dây W1 và W2 được tăng cường cách điện bằng ống lồng cách điện và các que thông dầu Giữa các lớp dây quấn

được cách điện bằng "dầu máy biến áp" 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 lên thì càng phải xử dụng các vật liệu cách điện có cấp điện áp cao hơn dẫn đến tăng giá thành chế tạo máy biến áp Với cấp điện áp 110kV trở lên việc chế tạo máy biến áp sẽ gặp nhiều khó khăn vì tiêu chuẩn kỹ thuật của cách điện tăng lên rất nhiều Để giảm nhẹ sự chênh lệch điện

áp giữa các cuộn dây với nhau và giữa các cuộn dây với lõi thép thường đặt cuộn dây trung áp bên trong gần phía lõi thép, cuộn dây có điện áp cao 110kV được quấn ngoài cùng Dây dẫn được bọc cách điện bằng sơn Êmay…., băng giấy tẩm dầu, băng thủy tinh Cách điện chính của máy biến áp là dầu cách điện còn gọi là "dầu biến áp" Với khoảng cách của hai cực phóng điện ngâm trong dầu là 2,5mm thì điện áp thử nghiệm tiêu chuẩn của dầu máy biến áp 110kV

là 65kV Các đầu dây đưa ra ngoài trời đều được luồn trong ống sứ cách điện có cấp điện áp làm việc tương ứng với cấp điện áp của cuộn dây

= = 11 =

2 Nguyên lý làm việc của máy biến áp

Máy biến áp được chế tạo theo "nguyên lý cảm ứng điện từ" Khi có điện áp xoay chiều

U1~ đặt vào cuộn sơ cấp W1, trong cuộn dây sơ cấp sẽ có một dòng điện i1~ chạy qua, dòng điện i1~ cảm ứng trong lõi thép một từ thông 1~ Từ thông 1~mócvòng qua cuộn dây thứ cấp W2 sinh ra trong cuộn dây thứ cấp một sức điện động cảm ứng Nếu máy biến áp mang tải thì trên cuộn dây thứ cấp xuất hiện dòng điện i2 Do cuộn dây thứ cấp W2 của máy biến áp có trở kháng Z0 nên tại cuộn dây thứ cấp xuất hiện một điện áp giáng U0, Phụ tải mạch ngoài thứ cấp có trở kháng là Z2 nên lúc này sức điện động E2~là:

E2~ = i2 (Z0 + Z2) = i2Z0 + i2Z2 = U0~ + U2~

+ U0~ là điện áp giáng trên nội bộ cuộn dây W2, Z0 là trở kháng cuộn dây W2

+ U2~ là điện áp giáng trên phụ tải mạch ngoài Z2

 Mỗi máy biến áp 110kV đóng vai trò một nguồn điện trung gian biến đổi điện áp của lưới điện thành điện áp phù hợp với yêu cầu của phụ tải Trong quá trình biến đổi điện áp, năng lượng điện của nguồn điện cấp vào máy biến áp thông qua môi trường truyền dẫn, biến đổi là "điện từ trường" năng lượng gần như được bảo toàn

 Khi máy biến áp vận hành không tải thì trên cuộn dây sơ cấp W1 có dòng điện I1, dòng điện này còn gọi là dòng điện không tải I0 Trên cuộn dây W2 xuất hiện sức điện động cảm ứng

E2

 Khi máy biến áp vận hành có tải thì trên cả hai cuộn dây sơ cấp W1 và thứ cấp W2 đều

có dòng điện chạy qua Dòng điện I1 và I2 lớn hay nhỏ phụ thuộc vào tình trạng mang tải của máy biến áp Điện áp đo được trên đầu cực cuộn dây thứ cấp W2 là điện áp U2

+ Trong vận hành phải luôn đảm bảo điện áp U2 = U2đm Điện áp định mức U2đm là một chỉ tiêu quan trọng của nguồn điện

+ Nếu dòng điện trên máy biến áp tăng lên vượt quá giới hạn định mức I1đm, I2đm thì máy biến áp bị quá tải

Hình dạng bên ngoài máy biến áp lực 1- Thùng dầu phụ

1

23

456

7

10

89

3 Thông số kỹ thuật của máy biến áp

3.1 Mã hiệu của máy biến áp : Mỗi một máy biến áp sẽ có một mã hiệu riêng do nhà chế tạo

quy định

Thường dùng chữ cái để biểu thị:

 Số pha của máy biến áp

 Số dây quấn của máy biến áp: 2 dây quấn hay 3 dây quấn

 Loại máy biến áp khô hay loại ngâm trong dầu

 Phương thức làm mát bằng dầu tự nhiên hay cưỡng bức

 Phương thức điều chỉnh điện áp bằng không tải hay có tải

-Thường dùng chữ số để biểu thị:

 Dung lượng định mức của máy biến áp

 Điện áp định mức của máy biến áp

- Dung lượng định mức của máy biến áp: 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

- 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 lấy nhiệt độ môi trường tiêu chuẩn là: tmax/tc = 400C; ttb/tc = 250C

Nếu môi trường đặt máy biến áp khác môi trường tiêu chuẩn thì phải hiệu chỉnh lại dung lượng định mức của máy biến áp để biết được dung lượng định mức thực của máy biến áp trong điều kiện môi trường thay đổi

25

S

Sđm Dung lượng định mức của máy biến áp khi chưa hiệu chỉnh

Shcđm Dung lượng định mức của máy biến áp sau khi đã hiệu chỉnh

-Trong điều kiện vận hành theo dung lượng định mức đối với từng cuộn dây: Tuỳ theo

từng máy biến áp mà phải vận hành theo đúng công suất thiết kế, nếu vượt quá quy định sẽ 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 110kV 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: Nếu trên mã hiệu máy biến áp 40.000kVA/ 110kV ghi là 100/ 67/ 67 sẽ tương ứng với dung lượng định mức của từng cuộn dây máy biến áp là:40.000kVA/ 26.800kVA/26.800kVA

3.2 Điện áp định mức của máy biến áp

Điện áp định mức được ghi trên phần số của 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 Ud.đm là điện áp đo giữa 2 pha 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 chuỗi 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 110kV giảm thấp thì phải điều chỉnh phân nấc theo chiều tăng để tăng giảm

số vòng dây sơ cấp cho phù hợp Nếu để điện áp thấp hơn điện áp định mức sẽ làm cho khả năng mang tải của máy biến áp bị giảm đi

Khi điện áp phía 110kV tăng cao thì phải điều chỉnh đầu phân nấc theo chiều giảm, lúc này số vòng dây cuộn sơ cấp 110kV sẽ tăng lên phù hợp với số vòng von 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

3.3 Dòng điện định mức của 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:

dm dm dm

dm dm dm

U

S I

U

S I

2

2 1

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

3.4 Tổ đấu dây máy biến áp

Ký hiệu cách đấu dây máy biến áp: Máy biến áp thường đấu dây Y0, Y0,  hoặc Y0, , 

Nếu cuộn dây máy biến áp đấu Y0 thì sẽ có 4 đầu dây ra trong đó có thêm một đầu trung tính

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 3 cuộn dây 3 pha giống nhau

Điện áp 3 pha trên cuộn dây sơ cấp và thứ cấp được biểu diễn bằng giản đồ véc tơ Do các cuộn dây trong một máy biến áp được liên hệ với nhau bằng điện trường và từ trường nên cực tính và chiều quấn dây của các cuộn dây sẽ tạo nên sự thay đổi chiều véc tơ điện áp Tên tổ đấu dây được đặt theo "phương pháp đồng hồ thời gian" dựa trên sự so sánh góc lệch pha của véc

tơ điện áp sơ cấp và véc tơ điện áp thứ cấp

3.5 Dòng điện không tải I0 và tổn hao công suất không tải P 0

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 I0 và công suất không tải P0" gần như không đổi, ta lợi dụng đặc tính này để xác định tổn hao công suất không tải Dòng điện không tải I0 và công suất không tải P0 được

đo ở phía cuộn dây sơ cấp máy biến áp thông qua thí nghiệm không tải

 Sđm là dung lượng định mức cuộn dây sơ cấp MBA

 S2đm là dung lượng định mức cuộn dây thứ cấp MBA

 U1đm điện áp định mức cuộn dây sơ cấp

 U2đm điện áp định mức cuộn dây thứ cấp

Đấu Y Đấu Y0 Đấu 

Dũng điện từ hoỏ I0 sinh ra từ thụng trong lừi thộp, từ thụng này cảm ứng trong lừi thộp dũng điện phu cụ cũn gọi là "dũng điện xoỏy" chạy quẩn trong lừi thộp Dũng điện phu cụ là nguyờn nhõn chớnh làm núng mỏy biến ỏp I0 thường biểu thị bằng % (phần trăm)dũng điện định mức cuộn dõy sơ cấp

Tổn hao cụng suất khụng tải P0 là cụng suất hữu cụng vỡ nú tồn tại trong trạng thỏi nhiệt năng Với một mỏy biến ỏp vận hành cú tải hay khụng tải thỡ P0 luụncú một giỏ trị khụng đổi,

độ lớn của P0 phụ thuộc vào cụng suất định mức, chất lượng cỏc lỏ thộp si lớch dựng để chế tạo lừi thộp, cụng nghệ chế tạo lắp ghộp lừi thộp của mỏy biến ỏp

3.6 Điện ỏp ngắn mạch Uk% và tổn hao cụng suất ngắn mạch Pk

Điện ỏp ngắn mạch Uk% là một trị số quan trọng dựng để:

- Xỏc định trở khỏng ngắn mạch của mỏy biến ỏp Zk

- Tớnh toỏn dũng điện ngắn mạch trong hệ thống điện để chọn thiết bị điện và bảo vệ rơ

Tổn hao cụng suất ngắn mạch Pk:

- Tổn hao cụng suất ngắn mạch là Pk là cụng suất hữu cụng đo được bờn cuộn dõy sơ cấp trong thớ nghiệm ngắn mạch

- Do điện ỏp đặt vào cuộn dõy sơ cấp khi làm thớ nghiệm ngắn mạch rất nhỏ so với điện

ỏp định mức của cuộn dõy nờn dũng điện khụng tải I0 và tổn hao cụng suất khụng tải P0 rất nhỏ, nhỏ đến mức coi như khụng cú vỡ vậy chỉ cũn lại tổn hao cụng suất ngắn mạch Pk trờn điện trở của cuộn dõy mỏy biến ỏp

3.7 Trọng lƣợng toàn bộ mỏy biến ỏp: bao gồm trọng lượng của cuộn dõy, lừi thộp, mỏy biến

ỏp, vỏ mỏy biến ỏp Cỏc phụ kiện gắn trờn mỏy biến ỏp như thựng dầu phụ, sứ, cỏnh dầu, quạt giú, bỡnh lọc dầu tuần hoàn, bộ điều chỉnh điện ỏp v/v.Trọng lượng dầu mỏy biến ỏp Trọng lượng dầu mỏy biến ỏp chứa trong thựng dầu chớnh và thựng dầu phụ

máy biến áp có máy biến áp có máy biến áp có máy biến áp có

tổ đấu dây y/y 0 - 12 tổ đấu dây y/y 0 - 6 tổ đấu dây y/ -11 tổ đấu dây y/- 5

1

10 9

330

8 7

§4.2 LÀM MÁT CHO MÁY BIẾN ÁP VÀ QUẢN LÝ DẦU MÁY BIẾN ÁP

1 Các phương thức làm mát máy biến áp

Tuỳ thuộc vào công suất định mức của máy biến áp mà người ta áp dụng các phương thức làm mát khác nhau

1.1 Làm mát bằng không khí tự nhiên

Các máy biến áp làm mát bằng không khí tự nhiên gọi là máy biến áp khô, ở đó luồng không khí tự nhiên tràn qua máy biến áp và làm mát nó Cách làm mát này hiệu quả rất thấp nên người ta phải sử dụng cách điện tăng cường, làm cho giá thành của máy cao hơn so với các máy biến áp dầu đến trên 3 lần Loại máy biến áp khô chỉ chế tạo với công suất đến 750 kVA

1.2 Làm mát bằng sự đối lưu tự nhiên của dầu

Các máy biến áp có ký hiệu là TM là các loại máy được làm mát bằng sự đối lưu tự nhiên của dầu trong máy (hình 4.1), theo nguyên tắc dầu nóng được đẩy lên phía trên còn dầu nguội hơn thì đi xuống phía dưới Để tăng bề mặt làm mát, người ta chế tạo các cánh tản nhiệt dạng hình ống gắn trên thùng biến áp Kiểu làm mát này thường được áp dụng đối với các máy biến

áp có công suất dưới 16 MVA

1.3 Làm mát máy biến áp bằng sự đối lưu của dầu có sự trợ giúp của các máy quạt

(hình 4.2) Các máy biến áp có ký hiệu TMÄ được làm mát theo nguyên tắc kết hợp giữa dầu

và không khí thổi

1.4 Làm mát máy biến áp bằng tuần hoàn cưỡng bức dầu và không khí

Các máy biến áp (công suất từ 80 MVA trở lên) có ký hiệu TMÄệ, được làm mát theo nguyên tắc làm đối lưu cả dầu và không khí (hình 4.3) Một máy bơm được đặt ở mặt bích trên của máy biến áp để hút dầu đẩy vào bộ phận tản nhiệt cưỡng bức do các máy quạt thổi Hiệu suất làm mát theo phương thức này tương đối cao

5 Làm mát bằng sự lưu thông của dầu và nước

Các máy biến áp có công suất rất lớn ký hiệu TMệ, được làm mát theo nguyên tắc lưu

thông tuần hoàn của cả dầu và nước

Một máy bơm ly tâm được lắp vào mặt bích trên của máy biến áp để hút dầu nóng đưa đến

bộ phận làm mát bằng nước, nơi có đặt một máy bơm ly tâm khác đưa nước lạnh tới hệ thống này (hình 4.4) Dầu sau khi được làm nguội lại trở về thùng từ phía đáy Loại làm mát này khá hiệu quả nhưng rất cồng kềnh, nên chỉ áp dụng đối với các loại máy biến áp đặc biệt có công suất lớn

2 Quản lý vận hành dầu máy biến áp:

2.1 Thành phần cấu tạo : Dầu biến áp là loại dầu cách điện 3 có thành phần

- Thành phần không cacbuahydro bao gồm: Nhựa Asphan, hợp chất lưu huỳnh và hợp chất Nitơ

- Các thành phần khác:

+ Lưu huỳnh chiếm 0,3%

+ Axit + Nitơ chiếm 10-3 ÷ 10-5%

- Thành phần cacbuahydro chiếm 95% trọng lượng dầu

Naphten (dạng cabuahydro bão hòa) cấu tạo mạch vòng

Praphin (ở dạng cacbuahydro bão hòa)

có cấu tạo mạch nhánh hoặc mạch vòng

Cacbuahydro thơm có cấu tạo 1 hoặc nhiều nhân thơm hoặc chúng nối với Naphten

2.2 Đặc tính và tác dụng của dầu máy biến áp:

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:

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

Tạp chất trung tính: Làm cho dầu bị biến mầu từ mầu xanh nhạt hay vàng nhạt sang mầu

xám và đen, làm tăng độ nhớt của dầu làm dầu kém lưu động, hạn chế khả năng làm mát của

dầu

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  85 0 C

Dầu biến áp có 3 tác dụng chính:

- Cách điện: Điện áp chọc thủng của dầu hiện nay có thể đạt tới 65kV/ 2,5cm

- Làm mát: Khả năng làm mát của dầu có thể đạt tới 28 lần không khí

- 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

2.3 Các tiêu chuẩn chất lƣợng của dầu máy biến áp trong vận hành

C T C

E O CH T

C T C

E

2

0 20

0 100 0

100 2

0 20

0 50 0

E500C, E1000C là độ nhớt tương đối tính bằng độ

T500C, T1000C là thời gian chảy của 200ml dầu ở nhiệt độ 500

C, 1000C được tính bằng giây Trên thực tế người ta chuyển đổi thành độ nhớt tuyệt đối Độ nhớt tuyệt đối có đơn vị là ccm (cexit tốc) Máy kiểm tra độ nhớt của dầu ta gọi là nhớt kế

- Điểm chớp cháy: Khi bị gia nhiệt đến một nhiệt độ nào đấy thì dầu bị bốc hơi tạo thành một

hỗn hợp dầu và không khí Nếu đưa một ngọn lửa đến gần dầu sẽ bị bốc cháy Ta gọi đó là

nhiệt độ chớp cháy hay còn gọi là điểm chớp cháy : Nhiệt độ chớp cháy không được nhỏ hơn

135 0 C

- Hàm lượng axít và kiềm hoà tan: Cho biết độ sạch của dầu Nếu có axít và kiềm hoà tan thì

dầu sẽ bị hoá già nhanh chóng Các vật liệu ngâm trong dầu sẽ bị ăn mòn

Dầu mới không được có axít và kiềm hoà tan

Dầu đã qua vận hành không được quá 0,114 mg KOH

- Trị số Axit: Dùng để đánh giá mức độ hoá già của dầu

Dầu mới không được quá 0,02mgKOH

Dầu đang vận hành không được qúa 0,025mgKOH

- Tạp chất cơ giới: Cho biết trong dầu có cặn bẩn tạp chất hoặc có tro muội than sinh ra khi

dầu bị hồ quang đốt cháy Các tạp chất này làm giảm khả năng tản nhiệt của các cuộn dây và làm cầu nối gây phóng điện

Trong dầu không được có tạp chất cơ giới

- Cường độ cách điện hay còn gọi là điện áp chọc thủng: Cho biết khả năng chịu điện áp thử

nghiệm chọc thủng một lớp dầu có khoảng cách 2,5cm: Nếu trong vận hành cường độ cách

điện giảm đi 15% thì phải xử lý dầu bằng phương pháp lọc, Nếu giảm đi 30% thì phải sấy máy biến áp

- Hàm lượng nước trong dầu: Khi tiếp xúc với không khí ẩm dầu sẽ bị hơi xâm nhập Điện

áp chọc thủng của dầu sẽ bị suy giảm đi nếu trong dầu có nước

Các hạt nước ở trạng thái hoà tan trong dầu: Ở nhiệt độ từ 200C đến 800C điện áp chọc thủng của dầu giảm không nhiều

Các hạt nước ở trạng thái lơ lửng: Ở nhiệt độ từ -200C đến 00C điện áp chọc thủng của dầu bị giảm nhanh Các hạt nước bị cực hoá liên kết nối đuôi nhau tạo thành cầu dẫn điện gây

ra phóng điện trong máy biến áp

Các hạt nước lắng xuống đáy: Không gây ảnh hưởng nhiều đến điện áp chọc thủng Nếu

dầu chứa 0,01% nước thì điện áp chọc thủng chỉ còn dưới 30kV Dầu này không dùng được trong vận hành

Tiêu chuẩn hàm lượng nước trong dầu:

Dầu mới hàm lượng nước không quá 0,001% khối lượng dầu

Dầu đang vận hành lượng nước không quá 0,0025% khối lượng dầu

- Mầu sắc của dầu: Thông thường dầu biến áp trong suốt có mầu xanh da trời nhạt hoặc mầu

vàng nhạt Sau một thời gian vận hành dầu sẽ bị ôxy hoá và biến đổi mầu sắc Nhìn mầu dầu

có thể đoán được tình trạng bên trong máy biến áp:

Mầu trắng xám chứng tỏ giấy, các tông bên trong máy bị cháy

Mầu vàng xẫm chứng tỏ gỗ bên trong máy bị cháy

Mầu đen chứng tỏ dầu biến áp bên trong máy bị cháy

3 Các biện pháp nâng cao chất lƣợng, tuổi thọ của dầu máy biến áp trong vận hành:

Dầu biến áp là một loại chất điện môi có đặc tính hoá học không ổn định theo thời gian, khi có tác dụng lâu dài của quá trình ôxy hóa sẽ làm cho dầu bị lão hoá nhanh do đó cần phải

áp dụng một số biện pháp chống lão hoá để kéo dài tuổi thọ của dầu Các biện pháp đó là:

- Cho vào dầu mới có chất kháng ôxy

- Dùng thùng dầu phụ hoàn toàn kín

Ngăn cách với môi trường không khí bằng túi khí làm bằng chất dẻo chịu dầu Khi áp suất trong thùng dầu hạ thì khí được hút vào trong túi, ngược lại khi áp suất trong thùng dầu tăng lên sẽ ép dầu vào thành ngoài của túi khí mà dầu không bị trào ra ngoài thùng (hình 4.5)

- Dùng bình xi phông nhiệt (còn gọi là bình lọc dầu tại chỗ):

Bình xi phông nhiệt có vỏ làm bằng thép hình trụ, bên trong chứa hạt Silicazen Bình xiphông được liên hệ với thùng dầu chính bằng mặt bích thông qua van dầu và hoạt động theo kiểu đối lưu Dầu tuần hoàn đi qua ống xiphông sẽ được lọc liên tục trong suốt quá trình vận hành Tuy vậy dùng bình xi phông cũng có ảnh hưởng một ít đến quá trình lưu thông dầu, làm cho chất hấp thụ kém tác dụng, nếu dầu sạch quá cũng làm giảm chất kháng ôxy hoá tự nhiên

có trong dầu làm tăng mức ôxy hoá và tăng trị số axít trong dầu Không nhất thiết phải cho bình xi phông hoạt động liên tục, trong một năm chỉ cần cho bình xi phông hoạt động từ 1 đến

2 tháng vào mùa hè và từ 3 đến 5 tháng vào mùa đông Khi bình xi phông hoạt động tốt thì nhiệt độ của vỏ bình phía trên phải cao hơn phía dưới Theo quy trình vận hành thì cứ sau 1 năm hoạt động là phải thay hạt silicazen khi đó trị số axít của dầu lớn hơn 0,014mgKOH Trọng lượng hạt Silicazen trong bình xi phông chiếm khoảng 1,25% tổng trọng lượng dầu trong máy biến áp

- Nạp khí Ni tơ vào trong thùng dầu

Khí Ni tơ có tỉ trọng lớn hơn khí ôxy nhưng nhỏ hơn dầu, khí ni tơ không độc cho người

và không gây hại cho dầu Khi nạp khí Ni tơ vào thùng dầu phụ sẽ tạo ra một lớp đệm khí ni tơ ngăn cách giữa không khí và dầu biến áp có tác dụng tốt nhất để chống ôxy hoá dầu biến áp Trước khi nạp khí ni tơ phải mở nắp thùng dầu phụ để xả khí Bơm dầu đầy vào thùng dầu phụ cho đến khi dầu dâng lên đến mức đỉnh thì đóng kín nắp thùng dầu phụ Khi bắt đầu bơm khí

ni tơ vào thì bắt đầu rút dần dầu ra cho tới mức dầu vận hành Khí ni tơ khi nạp vào phải đảm bảo độ thuần khiết từ 99,7% đến 99,8% Áp lực khí ni tơ nạp vào thùng dầu phụ luôn phải giữ

ổn định từ 0,1 đến 0,2 Bar (1Bar = 1 kG/cm2) Biện pháp nạp ni tơ đạt hiệu quả tốt, có tác dụng lâu dài làm cho độ hoá già của dầu giảm đi 3 lần, làm cho độ chớp cháy của dầu thấp đi vì trong dầu không có ôxy, giảm thiểu được khả năng cháy máy biến áp Bộ nạp khí ni tơ là trang

bị chuyên dùng, an toàn không để gây ra nổ (hình 4-6) Khi đã dùng biện pháp nạp khí ni tơ thì

không cần dùng bình xi phông nhiệt

Hình 4.5 Thùng dầu phụ hoàn toàn kín

Hình 4.5 Bảo vệ dầu BA bằng khí Ni tơ

§4.3 THAO TÁC VẬN HÀNH MÁY BIẾN ÁP

Máy biến áp là thiết bị chiếm vị trí quan trọng trong hệ thống cung cấp điện

Phía sơ cấp và thứ cấp của MBA đều có đặt các thiết bị đóng cắt và bảo vệ Vì vậy việc đóng, cắt MBA phải theo một nguyên tắc nhất định, không thể tuỳ tiện được

1 Nguyên tắc chung

- Chỉ được thao tác đóng, cắt MBA khi không tải

- Không được đóng, cắt bằng dao cách ly

Thông thường phía sơ cấp và thứ cấp của MBA được lắp đặt các thiết bị đóng cắt như máy cắt điện (MCĐ) và dao cách ly (DCL)

Vì DCL không có bộ phận dập hồ quang, nên chức năng chính của nó là để cách ly mạch điện khi sửa chữa chứ không phải là chức năng đóng cắt Vì vậy chỉ cho phép đóng, cắt DCL khi không có điện hoặc khi không tải đối với những đường dây có chiều dài ngắn

Vì MCĐ có bộ phận dập hồ quang nên cho phép đóng, cắt bất cứ trường hợp nào (cả quá tải và ngắn mạch)

2 Kiểm tra trước khi đóng MBA vào vận hành

Xét trường hợp MBA lâu ngày chưa đưa vào vận hành hoặc MBA vừa mới lắp đặt, mới đại

tu xong, cần đưa vào vận hành

Trước khi đóng MBA vào vận hành cần phải thực hiện các công việc sau:

- Thu hồi tất cả các phiếu công tác có liên quan đến MBA chuẩn bị vận hành

- Kiểm tra toàn bộ bên ngoài máy như: Máy đã sạch chưa, còn sót vật gì trên mặt máy không, sứ có nứt vỡ không, bulông đã xiết chặt chưa, có hiện tượng rỉ dầu không, hệ thống làm mát, hệ thống tản nhiệt và quạt gió có còn tốt không

- Kiểm tra mức dầu, màu dầu, bộ phận chống ẩm, kính phòng nổ có còn tốt không Kiểm tra các đồng hồ đo nhiệt độ lớp dầu tầng trên xem có bình thường không

- Kiểm tra tiếp đất của vỏ máy phải chắc chắn, tốt Tháo gỡ các dây tiếp đất tạm thời

- Kiểm tra rơ le hơi có mở không, mặt kính của rơ le hơi có tốt không

- Kiểm tra vị trí đầu phân áp có đặt đúng vị trí quy định hay không

- Đo điện trở cách điện giữa các cuộn dây với nhau và giữa các cuộn dây với đất Trị số Rcđphải đảm bảo yêu cầu

- Kiểm tra MCĐ và DCL thuộc mạch MBA Chúng phải làm việc tốt

- Kiểm tra và thử mạch bảo vệ, điều khiển, tín hiệu

MBA chỉ được đưa vào vận hành sau khi đã được kiểm tra phân tích cẩn thận các tham số thử nhiệm, máy phải có đủ thời gian ổn định dầu tính từ lần bổ xung cuối cùng: 56 giờ đối với MBA 10kV trở xuống và 12 giờ đối với máy trên 10kV Có thể đóng MBA với điện áp toàn phần hoặc đóng vào và nâng dần điện áp từ giá trị 0 đến giá trị định mức (trong trường hợp kết nối khối với máy phát)

Khi đóng MBA với điện áp toàn phần, dòng điện từ hoá có thể thay đổi đột biến với giá trị có thể gấp hàng chục lần dòng từ hoá khi máy làm việc bình thường (dòng không tải) Tuy nhiên do dòng điện không tải của các MBA thường có giá trị khá nhỏ (ở các MBA công suất thấp khoảng 58%, còn ở các máy lớn chỉ vài ba phần trăm), nên dòng từ hoá đột biến không thực sự nguy hiểm Tuy nhiên việc đóng MBA với điện áp toàn phần có thể gây nên sự quá điện áp dưo sự phân bố không đều điện áp trong các cuộn dây và sự xuất hiện quá trình quá độ trong máy Bởi vậy khi đóng MBA với điện áp toàn phần từ phía cao áp thì các cuộn dây trung

áp và hạ áp cần phải được nối theo sơ đồ hình sao hoặc hình tam giác và được bảo vệ chống

quá điện áp (trong trường hợp có ít nhất 30 mét dây cáp nối với các cuộn dây thì điều đó có thể không cần thiết) Trong trường hợp nâng điện áp từ giá trị 0, kích từ của máy phát chỉ nâng sau khi máy phát đạt tốc độ quay định mức để ngăn ngừa sự quá kích thích mạch từ của MBA Khi đóng các MBA vào làm việc song song, sự phân bố phụ tải tỷ lệ với công suất định mức chỉ khi thoả mãn được các điều kiện sau:

- Điện áp sơ cấp và thứ cấp của chúng bằng nhau, tức là có hệ số biến áp giống nhau k ba = const;

- Điện áp ngắn mạch chênh lệch nhau không quá 10%;

- Tổ nối dây như nhau;

- Hoàn toàn đồng pha nhau;

- Sự chênh lệch công suất định mức không quá 4 lần

Nếu điều kiện 1 không đảm bảo thì điện áp thứ cấp của các MBA sẽ khác nhau, dẫn đến sự xuất hiện dòng điện cân bằng: BA1 BA2

cb

Z Z

U I

S

U U Z

2

.10



U = U1 – U2 là độ chênh lệch điện áp thứ cấp của các MBA;

ZBA1, ZBA2 là điện trở của các MBA tương ứng:

Uk - điện áp ngắn mạch của MBA, %;

Un - điện áp định mức của MBA, kV ;

Sn – công suất định mức của MBA, kVA

Dòng điện cân bằng chạy trong mạch sẽ làm tăng tổn thất và làm nóng MBA

Sự lệch nhau về điện áp ngắn mạch Uk sẽ dẫn đến sự phân bố phụ tải giữa các MBA không

đều Công suất truyền tải qua các MBA làm việc song song là : U k

k U

n S k U

n

2

21

1



Uk - điện áp ngắn mạch đẳng trị của các MBA làm việc song song;

Sn1; Sn2 – công suất định mức của các MBA;

Uk1; Uk2 – điện áp ngắn mạch của các MBA

Từ biểu thức trên ta thấy MBA nào có Uki nhỏ hơn sẽ nhận phụ tải lớn hơn Sự phân bố công suất tối u chỉ đạt được khi các giá trị Uk của các máy bằng nhau Tuy nhiên trong thực tế cho phép các giá trị này lệch nhau khoảng 10%

Khi các MBA có tổ nối dây khác nhau thì không thể làm việc song song với nhau được, bởi vì khi đó giữa các cuộn dây thứ cấp sẽ xuất hiện điện áp do sự lệch pha giữa các véc tơ điện áp thứ cấp Dòng điện cân bằng trong trường hợp này được xác định

1 / 2 sin

200

2

n I k U n I k U cb

In1 vàIn2 là dòng định mức của các MBA; - góc lệch pha giữa các véc tơ điện áp thứ cấp

Việc đóng MBA vào làm việc phải tuân thủ theo các quy định:

- Trước khi đóng điện vào MBA cần phải kiểm tra kỹ tình trạng của máy, sự hoàn hảo của

hệ thống bảo vệ rơle, của các máy cắt, hệ thống làm mát, thu hồi phiếu công tác, tháo gỡ tiếp địa di động, biển báo, rào ngăn tạm thời vv

- Đóng điện vào MBA được thực hiện từ phía nguồn cấp điện, nếu có máy cắt thì việc đóng điện được thực hiện bằng máy cắt, nếu không có máy cắt thì dùng dao cách ly

3 Trình tự tao tác mạch máy biến áp

3.1 Thao tác đóng MBA vào vận hành

DCL thì đóng DCL trước, đóng MCĐ sau

- Đóng phía thứ cấp Nếu phía thứ cấp được lắp đặt cả MCĐ

và DCL thì đóng DCL trước, đóng MCĐ sau

- Đóng dần phụ tải cho máy

Tiến hành đóng từng đường dây cho từng phụ tải

Ví dụ: Đóng MBA sau vào vận hành:

Sau khi thực hiện các công việc kiểm tra xong,

tiến hành đóng MBA vào vận hành theo trình tự sau:

+ Đóng CL1-1, CL1-2 rồi đóng MC1

+ Đóng CL2-1, CL2-2 rồi đóng MC2

Đóng DCL trước rồi đóng MCĐ sau

Chú ý: Với MBA 3 dây quấn, phía sơ cấp có thể là 2 cấp điện áp (cao áp và trung áp), nên khi đóng trước hết đóng một phía (cao áp hoặc trung áp) Phía còn lại trước khi đóng phải

so sánh điều kiện đóng về điện áp và tần số vì thực chất đây là hoà 2 nguồn

Tương tự, phía thứ cấp cũng có hể là 2 cấp điện áp (trung áp và hạ áp),việc thao tác đóng cũng tiến hành đóng một phía trước Phía còn lại trước khi đóng cũng phải kiểm tra điều kiện hoà 2 nguồn

3.2 Thao tác cắt mạch máy biến áp

Trình tự thao tác cắt mạch máy biến áp hoàn toàn ngược lại với trình tự thao tác đóng, nghĩa là:

- Cắt dần phụ tải của máy

- Cắt phía thứ cấp Nếu phía thứ cấp có lắp đặt cả MCĐ và DCL thì tiến hành cắt MCĐ trước, cắt DCL sau

- Cắt phía sơ cấp: Tiến hành cắt MCĐ trước, DCL sau

Những trường hợp ngoại lệ sau đây cho phép đóng cắt bằng DCL khi MBA không mang tải:

- Khi UđmB 10kV và SđmB 320kVA

- Khi UđmB = 20kV và SđmB 560kVA

- Khi UđmB = 35kV và SđmB 1000kVA Lưu ý:

- Cũng trong phạm vi quy định trên nhưng nếu đường dây dài hoặc bản thân MBA có dòng điện điện dung lớn thì không cho phép đóng cắt bằng DCL khi MBA không mang tải

- Ngoài những hiện tượng trên ra, không cho phép đóng cắt bằng DCL khi MBA không tải Vì tuy dòng không tải I0 của MBA nhỏ, nhưng do mạch thuần cảm (điện kháng của MBA rất lớn) nên hồ quang phát sinh mạnh

2

CL2-1 MC2 CL2-

2 CL4-

1 MC4 CL4-

2

CL5-1 MC5 CL5-

2

CL3-1 MC3 CL3-

3.3 Kiểm tra, giám sát trạng thái làm việc của MBA

Việc kiểm tra giám sát trạng thái vận hành của MBA được tiến hành để ngăn ngừa kịp thời sự phát triển của những hỏng hóc xuất hiện trong quá trình làm việc của máy Thời hạn kiểm tra được tiến hành như sau:

- Các MBA ở các trạm chính có người trực và MBA nhu cầu riêng được kiểm tra mỗi ngày

1 lần;

- Các MBA ở các trạm trung gian có người trực mỗi tuần 1 lần;

- Các MBA ở các trạm không có người trực thường xuyên –mỗi tháng 1 lần;

- Các MBA ở các trạm tiêu thụ – 6 tháng 1 lần

Phụ thuộc vào điều kiện và trạng thái cụ thể của MBA, thời hạn trên có thể được thay đổi Trong những trường hợp thời tiết thay đổi đột ngột hoặc nghi ngờ có hiện tượng làm việc bất bình thường của máy, cần tiến hành kiểm tra không định kỳ

Để không mất nhiều thời gian và không gây nguy hiểm, các nhân viên vận hành cần được trang bị các thiết bị và dụng cụ thuận tiện và an toàn nh ống nhòm, dụng cụ bảo hộ, thang (chú

ý không dùng thang gỗ) vv Thang dùng cho việc kiểm tra và dịch vụ trong trạm biến áp là thang kim loại chuyên dùng có mặt rộng ở nấc trên cùng để nhân viên vận hành có thể đứng trên đó một cách thoải mái ở một cự ly an toàn so với các phần dẫn điện của MBA Các chỉ số cần quan sát là mức dầu trong bình giản nở, trạng thái của rơle hơi, nhiệt độ dầu, trạng thái của các đầu cực, chỉ số của ampemét, vonmét, cosfimet vv Tất cả các thông tin thu được trong quá trình quan sát kiểm tra được ghi vào sổ trực vận hành để dùng làm t liệu phân tích đánh giá trạng thái và chế độ làm việc của MBA Trong quá trình quan sát nếu thấy có hiện tượng bất thường như nhiệt độ quá mức quy định, có ám khói trên đầu cực, có vết rỉ dầu vv cần phải thông báo ngay cho người phụ trách để có biện pháp xử lý kịp thời

4 Bộ điều chỉnh điện áp máy biến áp:

4.1 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

Bộ điều áp không tải (hình 4.7) được đặt ở tất cả các máy biến áp có điện áp từ 6220kV

Khi S n  5600kVA, U n  38,5kV thì thường bộ điều áp chỉ có 2 nấc điều chỉnh điện áp, phạm

vi điều chỉnh U đc =5%U n Các máy biến áp có Sn trên 5600kVA và tất cả các máy có

U n >38,5kV thì dùng bộ điều áp có 4 nấc điều chỉnh điện áp:  2x2,5%U n Trường hợp đặc biệt

thì +2,5% và -3x2,5% hoặc - 4x2,5%U n

Khi máy chuẩn bị làm việc, chọn trước một đầu phân áp thích hợp để trong các chế độ vận hành khác nhau điện áp của mạng đều không lệch quá phạm vi cho phép, sau đó đóng máy vào vận hành Khi máy đã mang tải, nếu muốn điều chỉnh điện áp phải cắt phụ tải, tách máy ra khỏi lưới rồi xoay nấc phân áp về nấc muốn chọn, cuối cùng đóng máy vào làm việc và đóng phụ tải cho máy

Như vậy, nguyên tắc làm việc của bộ điều áp không tải chỉ được điều chỉnh đầu phân áp khi máy không tải

4.2 Cấu tạo và nguyên lý làm việc bộ điều chỉnh điện áp dưới tải (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

Bộ điều áp dưới tải thường được đặt ở những máy có công suất lớn công suất S n 

7500kVA và U n >38,5kV Sự điều chỉnh điện áp được thực hiện một cách linh hoạt và không bị

gián đoạn cung cấp điện Cuộn dây cao áp được chia làm hai phần: Phần có số vòng dây không

đổi và phần có số vòng dây thay đổi (hình 4.8a) nhờ các đầu phân áp, phạm vi điều chỉnh điện

áp U đc = (1016)%U n Việc thao tác chuyển đổi nấc máy biến áp được thực hiện nhờ bộ truyền động Nếu bộ truyền động được thiết kế riêng cho từng pha thì cần lưu ý vị trí của nó ở các pha phải hoàn toàn giống nhau Để việc chuyển đổi nấc không làm hở mạch sơ cấp, bộ chuyển đổi gồm có 2 chổi động mắc với mạch kháng điện Xkđ (hình 4.8.b) Khi chuyển từ nấc này sang nấc kia, đầu tiên chổi thứ nhất chuyển sang nấc bên cạnh trước, lúc đó tạo thành một

Hình 4.8 Sơ đồ nguyên lý bộ điều áp không tải có 2 nấc điều chỉnh

1- Bộ thay đổi đầu phân áp 2- Tay chuyển nấc phân áp

mạch khép kín với cuộn kháng điện Giá trị của cuộn kháng điện được chọn sao cho dòng điện chạy trong mạch không vượt quá giá trị cho phép đã tính trước Sau đó chổi thứ hai được chuyển sang, nếu lúc này điện áp thứ cấp đã đạt yêu cầu thì quá trình kết thúc, nếu điện áp chưa đạt yêu cầu thì chổi động thứ nhất lại tiếp tục di chuyển sang nấc tiếp theo và quá trình lặp lại cho đến khi mức điện áp đạt yêu cầu Các bộ điều áp dưới tải cần phải đạt được những yêu cầu sau:

- Phải làm việc bình thường ở nhiệt độ –5+450C và nhiệt độ dầu đến 1000

C

- Chịu được quá tải và có thể điều chỉnh được ngay cả khi quá tải 200%;

- Tác động nhẹ nhàng, thời gian chuyển nấc không quá 10s

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

b) Sơ đồ cơ cấu thừa hành điều

chỉnh điện áp dưới tải

+2

TQ2

a)

§4.4 CÁC CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC CỦA MÁY BIẾN ÁP

CÁC CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC CHO PHÉP CỦA MÁY BIẾN ÁP

- Trong điều kiện làm mát quy định máy biến áp có thể vận hành với nhữngtham số ghi trên nhãn máy

- Máy biến áp dầu làm mát bằng quạt gió (QG) cho phép ngừng quạt gió trong trường hợp phụ tải dưới định mức và nhiệt độ lớp dầu phía trên không quá 450C

- Hệ thống quạt gió phải được tự động đóng khi nhiệt độ dầu đạt tới 550C hoặc khi phụ tải đạt tới định mức không phụ thuộc vào nhiệt độ dầu

- Ở phụ tải định mức nhà chế tạo không quy định nhiệt độ dầu thì nhiệt dầu ở lớp trên không được cao quá:

Hình 4.9c Giản đồ chụp sóng bộ công tắc K Hình 4.9d Mô tả cấu tạo bộ công tắc K

+ 750C đối với máy biến áp làm mát kiểu dầu tuần hoàn cưỡng bức- quạt gió cưỡng bức (KD)

+900C đối với máy biến áp làm mát tự nhiên bằng dầu (D) và đối với máy biến áp làm mát theo kiểu (QD)

+700C đối với nhiệt dộ dầu ở trước bình làm mát dầu của các máy biến áp làm mát kiểu dầu tuần hoàn cưỡng bức nước làm mát cưỡng bức (ND)

- Đối với máy biến áp có hệ thống làm mát cưỡng bức cho phép các chế độ làm việc sự cố khi ngừng tuần hoàn nước hoặc ngừng quạt gió Thời gian làm việc ở các chế độ này xác định như sau:

- Máy biến áp làm mát theo kiểu QG khi tất cả các quạt gió bị cắt do sự cố được phép làm việc với phụ tải định mức tuỳ theo nhiệt độ không khí xung quanh trong thời gian như sau:

- Máy biến áp làm mát theo kiểu KD và ND được phép:

+ Làm việc với phụ tải định mức trong thời gian 10 phút hoặc làm việc ở chế độ không tải trong thời gian 30 phút kể từ khi ngừng làm mát cưỡng bứcnhưng vẫn duy trì tuần hoàn dầu Nếu hết thời gian kể trên nhiệt độ dầu ở lớ trên cùng chưa tới 800C- đối với máy biến áp công suất từ 250 MVA trở xuống; 750C- đối với máy biến áp trên 250 MVA thì cho phép tiếp tục làm việc với phụtải định mức cho đến khi đạt đến nhiệt độ kể trên nhưng không được kéo dài quá một giờ

+ Làm việc lâu dài với phụ tải giảm bớt khi nhiệt độ dầu ở lớp trên cùng không quá 450C khi ngừng toàn bộ hoặc một phần quạt gió, hoặc ngừng nước tuần hoàn nhng vẫn duy trì tuần hoàn dầu Máy biến áp loại tuần hoàn dầu định hướng trong các cuộn dây phải vận hành theo tài liệu hướng dẫn của nhà chếtạo

- Cho phép máy biến áp được vận hành với điện áp cao hơn định mức của nấc biến áp đang vận hành

+ Lâu dài 5% khi phụ tải định mức và 10% khi phụ tải không quá 0,25 phụ tải định mức + Ngắn hạn 10% (dưới 6 giờ một ngày) với phụ tải không quá định mứ

- Các máy biến áp lực cho phép quá tải bình thường, thời gian và mức độ quá tải phụ thuộc vào đồ thị phụ tải ngày, nhiệt độ môi trường làm mát và mức độ non tải khi thấp điểm Có thể căn cứ vào các bảng 2 và 3 để đánh giá mức độ quá tải cho phép

Bảng4.1: Thời gian quá tải cho phép đối với máy biến áp làm mát kiểu D và QG

Bội số quá tải

theo định mức Thời gian quá tải (giờ-phút) với mức tăng nhiệt độ của lớp dầu trên cùng so với nhiệt độ không khí trước khi quá tải,0C