Tất cả các máy biến áp điện lực đều có bộ phận điều chỉnh điện áp, có hai loại điều chỉnh điện áp là: điều chỉnh ngoài tải, khi điều chỉnh phải cắt tải và điều chỉnh dưới tải bằng tay hoặc tựđộng.
a) Máy biến áp điều áp ngoài tải
Các đầu phân áp được bố trí phía cao áp, đầu phân áp 0 là đầu giữa cho hệ số biến áp K0=UCđm/UHđmtrong chế độ không tải.
Khi dùng đầu phân áp n hệ số biến áp Kntăng n.e/100 còn khi dùng đầu phân
áp – n hệ số biến áp giảm n.e0/100 so với K0.e0 là độ tăng, giảm điện áp với máy biến áp có đầu phân áp cố định thường e0=2,5%.
( ) d 0 (1 .2,5 / 100) (1 .2,5 / 100) C m pa n n Hdm Hdm U U n K K n U U ± ± ± = ± = = (2.20) ( ) (1 .2,5 / 100) pa n Cdm U ± =U ±n (2.21) ( ) pa n
U ± là điện áp của đầu phân áp ±n, ý nghĩa của nó là: trong chế độ không tải của máy biến áp nếu muốn có điện áp phía hạ là UHdmkhi dùng đầu phân áp n thì
phải đặt vào phía cao điện áp Upa(±n).
Giá trị của UCdm và UHdm phụ thuộc vào máy tăng hay giảm áp và nhà chế tạo. Máy biến áp giảm áp có UCdm=Udđ của lưới điện phía cao còn UHđm=1,05 hoặc 1,1 lần Udđ của lưới điện phía hạ. Ta có thể tính được một cách đơn giản điện áp của đầu phân áp Upa(±n)của máy biến áp 16.000kVA-110/11 với UCđm=110kV,
61 UHđm=11kV cho trong bảng sau:
Đầu phân áp Upa(±n) =UCdm(1±n.2,5 / 100) +2 +1 0 -1 -2 115,5 112,75 110 107,25 104,5
b) Máy biến áp điều áp dưới tải
Các máy biến áp nguồn thường được trang bị điều áp dưới tải (ĐADT) cho phép thay đổi đầu phân áp trong vận hành để đạt điện áp ra cần thiết. Thay đổi đầu phân áp tức là tăng hoặc giảm số vòng dây nhất định của cuộn cao áp do đó làm thay đổi hệ số biến áp. Có hai loại điều áp dưới tải:
- Điều chỉnh dọc: điều chỉnh modul của điện áp.
- Điều chỉnh ngang: điều chỉnh góc pha giữa các điện áp trong lưới điện
kín.
Máy biến áp điều chỉnh ngang dùng để điều chỉnh dòng công suất tác dụng trong lưới điện kín, còn máy biến áp điều chỉnh dọc điều chỉnh dòng công suất phản kháng và modul điện áp. Điều chỉnh điện áp dọc và ngang có thể thực hiện nhờ máy biến áp bổ trợ đấu vào máy biến áp chính để điều chỉnh điện áp.
Một bước thô Nhiều bước thô
Hình 2.5: Sơ đồ bố trí cơ bản của cuộn dây có điều áp
62
Hình 2.6: Bộ điều áp của các cuộn dây đấu hình sao
a) Đặt ở cuối ba cuộn dây b) Hai đầu đầu, một đầu cuối c) Đặt ở giữa
Hình 2.7: Bố trí bộ điều áp trong cuộn dây tam giác
63
c) Cấu tạo của bộ điều chỉnh điện áp dưới tải
a) b) c)
Hình 2.9: Cấu tạo bộ điều chỉnh điện áp
Các bộ điều áp dưới tải bao giờ cũng được chế tạo đặt ở phía cuôn cao của máy biến áp do dòng điện phía cao của máy biến áp nhỏ và dễ dập được hồ quang khi chuyển nấc. Hiện nay trên lưới điện Việt Nam đang sử dung hai loại ĐADT có cấu tạo như hình vẽ: hạn chế dòng điện bằng cuộn kháng X (hình 3.11b) và hạn chế dòng điện bằng điện trở R (hình 2.11c).
Bộ ĐADT sử dụng hạn chế dòng điện bằng cuộn kháng X với : P1,P2 là các
kháng điện; L1, L2 là các tiếp điểm động còn gọi là tiếp điểm lựa chọn; K1,K2 là các
tiếp điểm dập lửa; 1-9 là các tiếp điểm tĩnh nối với các đầu phân áp. Quá trình chuyển nấc của bộ ĐADT từ nấc 9 về nấc 8 được thực hiện như sau:
- K2 cắt : Dòng điện chạy qua các điểm : A ⇒ 9 ⇒L1 ⇒P1⇒ K1 ⇒ X Trong nhánh L2 , P2 , K2 không có dòng điện
- L2 tách khỏi điểm 9 : Dòng điện chạy qua các điểm : A ⇒ 9 ⇒L1 ⇒P1⇒ K1 ⇒ X
64 Trong nhánh L2 , P2 , K2 không có dòng điện
- L2 nối với điểm 8 : Dòng điện chạy qua các điểm : A ⇒ 9 ⇒L1 ⇒P1⇒ K1 ⇒ X. Trong nhánh L2 , P2 , K2 không có dòng điện
- K2 đóng lại :
Dòng điện chạy qua các điểm : A ⇒ 9 ⇒L1 ⇒P1⇒ K1 ⇒ X ⇒ 8 ⇒ L2 ⇒ P2 ⇒ K2 ⇑
- Lúc này do giữa 2 điểm 8 và 9 có điện áp nên tồn tại dòng ngắn mạch chảy
qua các điểm : 9 ⇒L1 ⇒P1⇒ K1 ⇒ X ⇒ K2 ⇒ P2 ⇒ L2 ⇒ 8 ⇒ 9 - K1 mở
Dòng điện chạy qua các điểm : A ⇒ 8 ⇒ L2 ⇒ P2 ⇒ K2 ⇒ X
Trong mạch : 9 ⇒L1 ⇒P1⇒ K1 ⇒ X không có dòng điện
- L1 tách khỏi 9 và chuyển đến nối vào 8
Dòng điện chạy qua các điểm : A ⇒ 8 ⇒ L2 ⇒ P2 ⇒ K2 ⇒ X
Trong mạch : 8 ⇒L1 ⇒P1⇒ K1 ⇒ X không có dòng điện
- K1 đóng
Dòng điện chạy qua các điểm : A ⇒8 ⇒L1 ⇒P1⇒ K1 ⇒ X ⇒ L2 ⇒ P2 ⇒ K2 ⇑ - Quá trình chuyển nấc kết thúc.
Bộ ĐADT sử dụng hạn chế dòng điện bằng điện trở R với : R1,R2 là các điện trở hạn chế dòng; L1, L2 là các tiếp điểm động còn gọi là tiếp điểm lựa chọn; K1,K2
là các tiếp điểm dập lửa; L3là dao đảo chiều; Π1 , Π2 là các tiếp điểm chính; 1-9 là
các tiếp điểm tĩnh nối với các đầu phân áp. Khi đang ở một nấc thì các tiếp điểm dập lửa, tiếp điểm chính tiếp điểm lựa chọn tương ứng đóng, các tiếp điểm dập lửa tiếp điểm chính tiếp điểm lựa chọn còn lại mở. Quá trình chuyển nấc của bộ ĐADT từ nấc 2 sang nấc 3 được thực hiện như sau:
- L1 chuyển tách khỏi vị trí số 1
- L1 tiếp vào vị trí số 3
65 - Tiếp điểm K1 đóng
- Tiếp điểm K2 mở
- Tiếp điểm Π1 đóng, dòng điện chạy qua cuộn dây chính ⇒ L3 ⇒ + ⇒ 3 ⇒ L1 ⇒ Π1 ⇒ X
- Quá trình chuyển nấc kết thúc.
d) Tính chọn đầu phân áp ở máy biến áp
Ta có thể tính được đầu phân áp cần đặt cho từng chế độ vận hành khi biết điện áp đầu vào trạm trung gian UCvà điện áp yêu cầu ở phía trung áp Uycmột cách gần đúng như sau:
Tính chuyển đổi điện áp yêu cầu Uycvề phía cao áp:
U’
C = Uyc.kB+ ∆UB (2.22) kBlà hệ số biến áp, kB = Upa/UTđm
Upalà điện áp của đầu phân áp cần lựa chọn
UTlà điện áp định mức phía trung và thường bằng 1,1 hay 1,05.Uđm của lưới phân phối trung áp( ở đây dùng ký hiệu T thay cho H vì tính cụ thể cho lưới trung
áp).
Giả thiết rằng điện áp này phải bằng điện áp hiện có UC: U’ C = Uyc. Upa/UTđm+ ∆UB = UC Ta rút ra được : Upa = (UC - ∆UB). Tdm yc U U (2.23) Hyc Hdm B C pa U U U U U =( −∆ ). (1 .1, 78 /100) Upa n± = ±n UC UH ΔUB ZB UC U'C UH kB = Upa/UHđm Upa
66
Sau khi tính được Upa ta chọn đầu phân áp gần nhất. Với Upa đã chọn theo công
thức (2.23) và với UCcho trước thì điện áp phía trung áp gần bằng điện áp yêu cầu
Uyc(lớn hơn hoặc nhỏ hơn một chút).