Bài giảng vận hành và điều khiển hệ thống điện chương 6 võ ngọc điền

VẬN HÀNH VÀ ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG ĐIỆN Chương Công Tác Vận Hành Trạm Biến Áp I Khái niệm chung - Vận hành trạm biến áp bao gồm công việc như: kiểm tra định kỳ, sữa chữa, bảo dưỡng định kỳ, thử nghiệm, thao tác đóng cắt trì chế độ làm việc bình thường với hiệu cao CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt I Khái niệm chung * Phải theo dõi thực quy định chế độ vận hành cho phép máy biến áp về: – Nhiệt độ – Điện áp – Công suất mang tải – Hệ thống làm mát – Điện trở cách điện – Chất lượng dầu biến áp II Chế độ vận hành MBA * Chế độ vận hành cho phép máy biến áp quy định chặt chẽ nhằm bảo đảm cho máy biến áp cung cấp điện liên tục, an tồn: - Phải đủ cơng suất theo yêu cầu phụ tải - Phải đủ điện áp cho phụ tải CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt II Chế độ vận hành MBA * Nhiệt độ: - Nhiệt độ máy phải ln phải trì nhiệt độ cho phép Khi nhiệt độ máy biến áp cao thì: + Tuổi thọ máy biến áp giảm + Dầu máy biến áp bị hoá già nhanh + Cách điện máy biến áp bị suy giảm nhanh - Những nguyên nhân làm cho nhiệt độ máy biến áp tăng lên : + Máy biến áp vận hành tải + Điều kiện làm mát + Có tượng chạm chập nhẹ bên mạch từ vòng dây máy biến áp II Chế độ vận hành MBA * Công suất mang tải: - Mỗi máy biến áp cho phép mang tải trị số định mức Nếu vượt giới hạn định mức làm cho máy biến áp nóng lên, tuổi thọ máy biến áp giảm - Theo dõi tình trạng mang tải máy biến áp việc làm quan trọng vận hành - Tuy máy biến áp phép tải máy biến áp ngâm dầu, điều kiện làm mát đảm bảo có hỗ trợ quạt gió làm cho nhiệt độ lớp dầu giảm xuống CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt II Chế độ vận hành MBA * Chế độ tải bình thường: - Được áp dụng thường xuyên máy biến áp Thời gian tải cho phép quy định theo bảng hướng dẫn * Chế độ tải cố: - Được áp dụng trường hợp cố Trong trạm biến áp có máy biến áp vận hành song song, máy T1 bị cố máy số T2 phải mang tải toàn Như máy biến áp số T2 bị tải Thời gian tải cho phép quy định theo bảng II Chế độ vận hành MBA CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt II Chế độ vận hành MBA II Chế độ vận hành MBA 10 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt II Chế độ vận hành MBA * Tuân thủ quy định theo hướng dẫn nhà chế tạo: - Các nhà chế tạo máy biến áp thường đưa thông số kỹ thuật hướng dẫn vận hành Máy biến áp chế tạo theo tiêu chuẩn vùng khí hậu khác Việc tuân thủ hướng dẫn việc làm cần thiết giúp cho người vận hành để phòng tránh sai sót khơng cần thiết Thí dụ: Một máy biến áp sản xuất dùng cho vùng bắc cực tiêu chuẩn máy biến áp hoàn toàn khác với vùng nhiệt đới 11 II Chế độ vận hành MBA * Kiểm tra máy biến áp mắt, không cắt điện máy biến áp: - Đây công việc thường xuyên phải làm kiểm tra tình trạng vận hành máy biến áp: + Thùng dầu có bị rị rỉ khơng Dầu có chảy khơng + Sứ cách điện có bị mẻ vỡ, nứt, phóng điện mặt sứ khơng + Sự thay đổi màu sắc hạt hút ẩm Silicazen bình thở bình xi -phơng + Chất lượng sơn, độ rỉ vỏ máy biến áp 12 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt II Chế độ vận hành MBA * Kiểm tra máy biến áp mắt, khơng cắt điện máy biến áp: + Tình trạng tốt hay xấu điểm nối tiếp địa vỏ máy biến áp + Tình trạng tiếp xúc cực máy biến áp + Tình trạng cách điện đường cáp đấu vào máy biến áp + Nhiệt độ máy biến áp đồng hồ đo nhiệt độ + Tình trạng chảy dầu gioăng cách điện chân sứ, đầu sứ, vỏ máy biến áp, mức dầu, van xả dầu 13 III Những trạng thái khơng bình thường máy biến áp biện pháp xử lý * Có tiếng kêu khác thường: - Tiếng kêu o,o đặn bình thường Sự dao động số thép mạch từ có từ thơng qua dao động vỏ máy biến áp có từ thơng khép mạch qua vỏ máy biến áp nguyên nhân gây tiếng o,o Đây tác dụng lực điện từ tác dụng vào lõi thép Lực sinh có dịng điện qua cuộn dây nên dịng điện lớn tiếng o,o to - Tiếng kêu khác thường báo hiệu tình trạng khơng bình thường máy biến áp 14 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt III Những trạng thái khơng bình thường máy biến áp biện pháp xử lý * Trường hợp có tiếng kêu đặn to hơn: - Là điện áp: Thí dụ chạm đất pha trung điểm không nối đất điện áp pha lại tăng lên 1,73 lần thép bị dao động mạnh lên - Do tải: Dòng điện tăng đột biến làm cho lõi thép rung mạnh lên mức bình thường Theo dõi kim đồng hồ lúc thấy dòng điện tăng vọt - Do lõi thép bị lỏng: Lá thép mạch từ vênh, bu lông bắt lõi thép bị lỏng nguyên nhân gây tiếng o,o to hơn, theo dõi kim đồng hồ lúc thấy dịng điện khơng tăng vọt 15 III Những trạng thái khơng bình thường máy biến áp biện pháp xử lý * Trường hợp có tiếng kêu lách cách bên máy biến áp: - Trường hợp có tượng phóng điện nội máy biến áp + Phóng điện bề mặt cuộn dây + Phóng điện nhẹ số vòng + Điểm tiếp đất lõi thép bên máy bị tuột đứt + Tiếp xúc đầu phân áp máy biến áp khơng tốt có tượng phóng điện máy biến áp mang tải lớn - Khi theo dõi vận hành máy biến áp mà thấy có tượng phóng điện nêu phải xử lý kịp thời 16 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt III Những trạng thái khơng bình thường máy biến áp biện pháp xử lý * Điện áp nguồn thường xuyên không trị số định mức: - Điện áp nguồn điện cấp đến thấp tải máy biến áp - Nếu có biểu điện áp nguồn điện cấp đến bị thấp phải theo dõi qua đồng hồ von mét thời gian tình trạng không thay đổi phải cắt điện để thay đổi đầu phân nấc, tăng điện áp đầu vào cho máy biến áp Khi theo dõi vận hành máy biến áp mà thấy có tượng phóng điện nêu phải xử lý kịp thời 17 III Những trạng thái khơng bình thường máy biến áp biện pháp xử lý * Nhiệt độ máy biến áp tăng cao: - Nhiệt độ máy biến áp đo đồng hồ đo nhiệt độ tổng nhiệt độ lớp dầu với nhiệt độ môi trường - Nhiệt độ máy biến áp tăng cao biểu khơng bình thường, thường ngun nhân: + Máy biến áp tải + Chất lượng dầu xấu + Hệ thống làm mát tự nhiên cưỡng quạt gió hoạt động hiệu + Nhiệt độ môi trường tăng cao máy biến áp vận hành non tải 18 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt III Những trạng thái khơng bình thường máy biến áp biện pháp xử lý * Máy biến áp vận hành tải: - Máy biến vận hành tải làm cho tuổi thọ máy giảm So sánh với vận hành định mức máy biến bị giảm thọ theo ngày sau: 19 III Những trạng thái khơng bình thường máy biến áp biện pháp xử lý * Máy biến áp vận hành chế độ không đối xứng: - Hệ thống điện pha không đối xứng hệ thống điện khơng có đủ điện áp pha, điện áp pha khơng cân nhau, dịng điện phụ tải pha không - Trường hợp phụ tải pha không cân nhau: + Khi vận hành lệch pha: Các phụ tải pha lưới điện hạ thường không cân dẫn đến điện áp giáng phụ tải pha không Điện áp pha đầu cuộn dây thứ cấp máy biến áp không đối xứng 20 10 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt III Những trạng thái khơng bình thường máy biến áp biện pháp xử lý * Máy biến áp vận hành chế độ không đối xứng: + Khi điện áp pha đầu cuộn dây thứ cấp máy biến áp khơng đối xứng khơng có hại lớn bất lợi cho phụ tải pha động điện đèn chiếu sáng Điện áp thấp định mức 5% mơ men động điện giảm 10%, quang thông bóng đèn giảm 18% + Như vận hành lệch pha tổn thất điện đường dây tăng lên ngồi tổn thất điện áp dây pha cịn có thêm tổn thất điện áp dây trung tính 21 III Những trạng thái khơng bình thường máy biến áp biện pháp xử lý * Máy biến áp vận hành chế độ không đối xứng: - Trường hợp đứt dây chạm đất pha cấp điện vào máy biến áp với lưới điện pha trung điểm khơng nối đất: Khi điện áp pha cấp vào máy biến áp không đối xứng tổng trở đất khác với tổng trở dây dẫn Điện áp giáng pha không dẫn đến điện áp đầu máy biến áp không đối xứng 35kV a a b b c c 6kV 6kV 22 11 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt III Những trạng thái khơng bình thường máy biến áp biện pháp xử lý * Máy biến áp vận hành chế độ không đối xứng: Cho phép vận hành tạm thời tình trạng khơng đối xứng lớn phải giảm bớt phụ tải khơng quan trọng Khơng cho phép áp dụng lưới điện có trung điểm trực tiếp nối đất Khi xảy chạm đất bảo vệ cắt điện - Trường hợp đứt dây pha cấp điện vào máy biến áp với lưới điện pha trung điểm nối đất: Cho phép vận hành với máy biến áp pha Lúc điện áp pha không đối xứng ảnh hưởng đến máy biến áp không lớn ảnh hưởng đến phụ tải Trường hợp phải giảm tải: Sm = 0,58 Sđm 23 III Những trạng thái khơng bình thường máy biến áp biện pháp xử lý 24 12 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt IV Tổn thất điện máy biến áp * Những nguyên nhân gây tổn thất điện áp tổn thất điện năng: - Trong cuộn dây dẫn điện có điện trở R(Ω) điện kháng X(Ω) - Do máy biến áp có tổn thất công suất cuộn dây tổn thất không tải lõi thép - Do tiêu thụ nhiều công suất vô công lưới điện, chủ yếu phụ tải có thành phần điện cảm cuộn dây máy biến áp, cuộn dây động điện, cuộn cảm có lõi thép làm giảm cosϕ lưới điện 25 IV Tổn thất điện máy biến áp * Những nguyên nhân gây tổn thất điện áp tổn thất điện năng: - Do chế độ vận hành lưới điện: + Tổn thất lớn công suất tiêu thụ điện phụ tải lớn + Tổn thất lớn thời gian sử dụng công suất cực đại kéo dài (thời gian sử dụng công suất cực đại ký hiệu TMax) + Do máy biến áp thường xuyên vận hành tình trạng non tải khơng tải + Do tình trạng lệch tải pha, tình trạng thường xảy lưới điện phân phối hạ 26 13 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt V Các phương pháp giảm tổn thất điện áp tổn thất điện vận hành máy biến áp * Nâng cao hệ số công suất cosϕ hộ dùng điện chủ yếu xí nghiệp cụ thể lựa chọn cơng suất động loại động cho phù hợp, nâng cao hệ số phụ tải kB hạn chế làm việc không tải * Phân phối công suất tác dụng công suất phản kháng mạng điện theo phương thức hợp lý * Giảm công suất phản kháng chuyên tải mạng điện * Bù vô công máy bù đồng tụ điện tĩnh * Máy biến áp vận hành theo phương thức tổn thất điện nhất, vận hành kinh tế trạm biến áp cách hòa đồng máy biến áp * Nâng cao mức điện áp vận hành mạng điện 27 V Các phương pháp giảm tổn thất điện áp tổn thất điện vận hành máy biến áp * Nâng cao cấp điện áp định mức mạng điện * Lựa chọn sơ đồ nối dây hợp lý cho mạng điện Thí dụ: + Bán kính cung cấp điện phù hợp theo tiêu chuẩn cho phép + Kiểm tra thường xuyên tình trạng tổn thất điện áp, tổn thất điện + Thực cân đảo pha thường xuyên lưới điện phân phối hạ 220/380V + Trong lưới điện ≥ 110kV 200km lại có lần hốn vị pha để giảm điện kháng đường dây 28 14 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt VI Hoà song song máy biến áp * Các tiêu chuẩn hòa song song hai máy biến áp là: + Phải có cơng suất tương đương, không chênh lệch lần + Phải có cấp điện áp + Phải có tỉ số biến (KU1= KU1) + Phải có cực tính (cịn gọi thứ tự pha) + Phải có Un% (Điện áp ngắn mạch tính theo phần trăm) + Phải có tổ đấu dây + Ở cấp điện áp 380/220V thêm yêu cầu: Dây trung tính MBA nối chung 29 VII Thí nghiệm định kỳ trạm biến áp * Quy định thời hạn làm thí nghiệm định kỳ - Thí nghiệm định kỳ trạm biến áp nhằm mục đích kiểm tra chất lượng thiết bị điện vận hành Sau thời gian đóng điện mang tải thiết bị điện bị xuống cấp, cách điện bị suy giảm + Các máy biến áp phân phối hạ áp: Quy định năm phải làm thí nghiệm định kỳ lần + Các máy biến áp 110kV: Quy định ba năm phải làm thí nghiệm định kỳ lần 30 15 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt VII Thí nghiệm định kỳ trạm biến áp * Nội dung thí nghiệm định kỳ - Thí nghiệm máy biến áp + Đo điện trở cách điện cuộn dây: Để kiểm tra sơ tình trạng cách điện phần cách điện cuộn dây với nhau, cuộn dây với vỏ máy + Đo điện trở cuộn dây tất đầu phân nấc phân áp dòng điện chiều (Đo điện trở chiều): Kiểm tra tình trạng mối nối, tiếp xúc tiếp điểm cuộn dây máy biến áp 31 VII Thí nghiệm định kỳ trạm biến áp + Đo tgδ sứ, tgδ cuộn dây máy biến áp 110kV: Để đánh giá chất lượng cách điện máy biến áp điện áp xoay chiều Tất vật liệu cách điện có chung đặc tính có tên gọi điện môi nằm vật liệu cách điện Khi đặt vào hai đầu vật cách điện điện áp thử nghiệm U có dịng điện ~ qua Dòng điện gồm thành phần: Dòng điện điện trở dòng điện điện dung 32 16 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt VII Thí nghiệm định kỳ trạm biến áp Tỷ số thành phần dịng điện tgδ Nếu tgδ lớn có nghĩa thành phần dịng điện tác dụng lớn dẫn đến việc làm nóng vật liệu cách điện gây tổn hao lớn, chất lượng cách điện BẢNG MẪU ĐỂ SO SÁNH KẾT QUẢ ĐO Tgδ Công suất máy biến áp(kVA) ≤ 6300 ≤ 10.000 Giá trị lớn cho phép tgδ (%) cuộn dây sứ đầu vào theo nhiệt độ ( 0C ) 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 33 VII Thí nghiệm định kỳ trạm biến áp + Thí nghiệm điều chỉnh điện áp: * Với máy biến áp phân phối có cơng suất đến 1000kVA, điện áp đến 35kV làm thí nghiệm kiểm tra điện trở tiếp xúc đầu phân nấc mê gôm mét cầu đo điện trở chiều sau chuyển nấc không điện 34 17 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt VII Thí nghiệm định kỳ trạm biến áp * Các máy biến áp có U ≥ 110kV máy biến áp đặc biệt có lắp điều chỉnh điện áp tải cần phải làm thí nghiệm: (*) Lấy đồ thị vịng để kiểm tra trình tự đóng mở dao lựa chọn dao dập lửa theo yêu cầu nhà chế tạo (*) Chụp sóng dao dập lửa để kiểm tra độ ổn định động kiểm tra thời gian hoạt động dao dập lửa Thời gian dập lửa thời gian chập tắt vòng dây nằm đầu phân nấc điều chỉnh máy biến áp 35 VII Thí nghiệm định kỳ trạm biến áp + Thí nghiệm điện áp xoay chiều tăng cao: Kiểm tra cách điện cuộn dây máy biến áp so với cuộn dây lại với vỏ máy biến áp + Đo tỉ số biến: Kiểm tra việc đấu thiết kế đầu dây máy biến áp tỉ số vòng dây cuộn dây phân nấc máy biến áp + Kiểm tra tổ đấu dây: Kiểm tra tổ đấu dây máy biến áp + Thí nghiệm khơng tải: Xác định chất lượng lõi thép, hư hỏng cách điện cuộn dây pha với pha, cuộn dây pha với vỏ + Thí nghiệm dầu máy biến áp: Để kiểm tra chất lượng dầu máy biến áp vận hành 36 18 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt VII Thí nghiệm định kỳ trạm biến áp - Thí nghiệm hệ thống tiếp địa trạm biến áp: Kiểm tra tình trạng tiếp địa trạm biến áp Trong trạm biến áp có nhiều vị trí làm tiếp địa: • • • • • • • • • • • • Tiếp địa trung điểm cuộn dây 110kV máy biến áp Tiếp địa trung điểm cuộn dây hạ (đấu sao) Tiếp địa vỏ máy biến áp chính, máy biến điện áp, máy biến áp tự dùng Tiếp địa giá đỡ thiết bị điện Trếp địa cột thu lôi Tiếp địa vỏ tủ bảng điện Tiếp địa trung điểm cuộn dây cao máy biến điện áp Tiếp địa cuộn dây pha b hạ máy biến điện áp Tiếp địa cuộn kháng điện MBA Tiếp địa cuộn dây trung áp (22kV, 35kV)của máy biến áp Tiếp địa trung điểm hệ thống tụ bù trung áp Tiếp địa cổ cáp cao 37 VII Thí nghiệm định kỳ trạm biến áp - Thí nghiệm cầu chì tự rơi: Mục đích kiểm tra độ bền cách điện cầu chì tự rơi + Cầu chì tự rơiđược dùng phổ biến lưới điện phân phối hạ có hai chức vừa đóng cắt vừa bảo vệ + Cũng giống cầu dao trung áp khác cầu chì tự rơi phép đóng không tải máy biến áp Khi cố ngắn mạch cầu chì tự rơi đóng vai trị cầu chì, tự động cắt điện tách khỏi vị trí tiếp xúc Dây chì nằm ống chì có điểm nổ đặt buồng dập hồ quang khơng xảy cháy nổ cầu chì tác động +Dịng điện dây chảy lớn cầu chì trung áp (6, 10, 22, 35kV) 100A chế tạo theo tiêu chuẩn, không cần thử nghiệm 38 19 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt VII Thí nghiệm định kỳ trạm biến áp - Thí nghiệm cầu chì tự rơi: Mục đích kiểm tra độ bền cách điện cầu chì tự rơi + Cầu chì tự rơiđược dùng phổ biến lưới điện phân phối hạ có hai chức vừa đóng cắt vừa bảo vệ + Cũng giống cầu dao trung áp khác cầu chì tự rơi phép đóng khơng tải máy biến áp Khi cố ngắn mạch cầu chì tự rơi đóng vai trị cầu chì, tự động cắt điện tách khỏi vị trí tiếp xúc Dây chì nằm ống chì có điểm nổ đặt buồng dập hồ quang khơng xảy cháy nổ cầu chì tác động +Dịng điện dây chảy lớn cầu chì trung áp (6, 10, 22, 35kV) 100A chế tạo theo tiêu chuẩn, khơng cần thử nghiệm 39 VII Thí nghiệm định kỳ trạm biến áp - Thí nghiệm chống sét: Mục đích Để kiểm tra cường độ cách điện chống sét kiểm tra dòng điện rò chống sét + Các thiết bị điện có khả chịu điện áp tới hạn, điện áp xung sét có biên độ cao đến hàng triệu vơn, dịng điện lên đến ≈100 kA + Nếu sét đánh vào trạm biến áp đường dây tải điện gây nên điện áp, ta gọi q điện áp khí + Vì thiết bị chống sét đóng vai trị quan trọng việc ngăn ngừa ảnh hưởng điện áp khí đánh vào lưới điện trạm biến áp 40 20 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt VII Thí nghiệm định kỳ trạm biến áp - Thí nghiệm máy biến điện áp: + Đo điện trở cách điện: Đo cách điện cuộn dây với vỏ, cuộn dây với Các cuộn dây không đo phải nối vỏ + Đo điện trở chiều cuộn dây: + Kiểm tra cực tính cuộn dây: 41 VII Thí nghiệm định kỳ trạm biến áp - Thí nghiệm máy biến dịng điện: + Đo điện trở cách điện + Kiểm tra cực tính cuộn dây + Đo tỉ số biến + Đo tgδ δ cuộn dây cao áp 42 21 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt VII Thí nghiệm định kỳ trạm biến áp - Thí nghiệm điện áp xoay chiều tăng cao tần số cơng nghiệp: + Cách thí nghiệm điện áp xoay chiều tăng cao tần số công nghiệp cuộn dây cao áp máy biến dòng giống cuộn dây máy biến áp + Cuộn nhị thứ thử điện áp tăng cao 1kV thời gian trì phút + Cuộn thứ điện áp thử điện áp tăng cao theo bảng, thời gian trì phút 43 22 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt ... * Máy biến áp vận hành chế độ không đối xứng: - Hệ thống điện pha không đối xứng hệ thống điện khơng có đủ điện áp pha, điện áp pha khơng cân nhau, dịng điện phụ tải pha không - Trường hợp phụ... chế độ vận hành cho phép máy biến áp về: – Nhiệt độ – Điện áp – Công suất mang tải – Hệ thống làm mát – Điện trở cách điện – Chất lượng dầu biến áp II Chế độ vận hành MBA * Chế độ vận hành cho... mức điện áp vận hành mạng điện 27 V Các phương pháp giảm tổn thất điện áp tổn thất điện vận hành máy biến áp * Nâng cao cấp điện áp định mức mạng điện * Lựa chọn sơ đồ nối dây hợp lý cho mạng điện