Vận hành trạm biến áp

Chương 1: KHÁI QUÁT VỀ CUNG CẤP ĐIỆN

1.13. Vận hành trạm biến áp

Khi biết TBA và các thiết bị phân phối trong trạm, ngoài việc thỏa mãn các yêu cầu về kinh tế và kỹ thuật còn cần chú ý đến vấn đề thuận tiện và an toàn trong vận hành. Thiết kế và vận hành có quan hệ mật thiết với nhau, kết quả của thiết kế một phần do kinh nghiêm vận hành mà có, đồng thời vận hành chính là lúc thử thách thiết kế có tốt hay không. Nếu người vận hành không hiểu hết ý đồ của người thiết kế và không tuân theo những điều kiện quy định trong thiết kế thì khó phát huy được hết các ưu điểm của phương án được thiết kế. Vì vậy muốn vận hành tốt, đầu tiên phải nắm vững ý đồ của bản thiết kế và những điều chỉ dẫn cần thiết.

Mặt khác phải căn cứ vào quy trình, quy phạm đó được ban hành để đề ra những quy định thích hợp trong vận hành bao gồm các mặt: thao tác, kiểm tra thường xuyên và định kỳ sửa chữa, bảo dưỡng. Nếu có quy định chặt chẽ và thường xuyên, nghiêm chỉnh chấp hành những thao tác, kiểm tra bảo dưỡng thiết bị điện thì sẽ hạn chế được

nhiều sự cố do tác động nhầm lẫn gây ra, có khả năng phát hiện sớm những sự cố, sửa chữa kịp thời, ngăn ngừa sự cố lan tràn.

Đối với hệ thống thanh cái kộp khi chuyển từ trạng thái dự phòng sang làm việc, chuyển tải từ thanh cái này sang thanh cái khác, hoặc đưa một thanh cái ra bảo dưỡng, sửa chữa, trước khi thao tác đóng cắt các dao cách ly nối với hệ thống thanh cái này, cần phải tiến hành thao tác kiểm tra thực hiện đẳng thế (bằng các máy cắt liên lạc) các thanh cái để tránh hư hỏng các dao cách ly.

1.13.1. Vận hành kinh tế máy biến áp

Trong một xí nghiệp có nhiều MBA, số MBA làm việc đông thời hoặc nghỉ tùy thuộc vào sự biến đổi của phụ tải. Việc sắp xếp cho bao nhiêu máy làm việc hoặc nghỉ là để đảm bảo cho tổn thất điện năng và chi phí vận hành là nhỏ nhất, đạt được hiệu quả kinh tế cao nhất.

Giả sử một trạm có 2 MBA (với công suất của MBA 2 lớn hơn MBA 1) ta hãy xét xem nên cho 2 MBA đó vận hành như thế nào để đạt hiệu quả kinh tế cao nhất. Ta biết rằng tổn thất công suất tác dụng trong MBA (Kể cả thành phần do công suất phản kháng gây ra) được tính như sau:

2 dmB N' 0'

B' P P SS

P 





 



Mà: P'0 = P0 + K.Q0 - Tổn thất không tải qui dẫn của trạm Trong đó:

P0 : Tổn thất không tải của máy BA trong trạm

KQ0 : Tổn thất không tải của các phần tử khác của hệ thống (phụ thuộc vào lượng công suất phản kháng).

K : Hệ số qui đổi (hệ số tổn thất công suất tác dụng do phải truyền tải công suất phản kháng gây ra).

Mà: P'N = PN + K.QN - Tổn thất ngắn mạch qui dẫn của trạm.

Trong đó: PN : Tổn thất ngắn mạch hay tổn thất trong dây cuốn của máy biến áp.

QN : Tổn thất ngắn mạch của các phần tử khác trong hệ thống.

S : Công suất của phụ tải (công suất truyền tải thực tế của trạm).

SđmB : Dung lượng định mức của máy biến áp.

Trạm có n máy:

2

dm N' 0'

B' . P . SS

n P 1 . n

P 





  



Tram có n+1 máy:

2

dm N' 0'

B' . P . SS

) 1 n ( 1 P ).

1 n (

P 



 



  



Ta thấy quan hệ P'N và S có dạng P'N= a + b.S2

Hình 1.30. Các đường cong quan hệ P,B = f(S) của các máy biến áp

Khi S < S1  vận hành 1 máy sẽ kinh tế.

Khi S1 < S < S2  vận hành 2 máy sẽ kinh tế.

Khi S > S2  vận hành 3 máy sẽ kinh tế.

Vậy ta có thể tính được công suất có lợi để chuyển từ việc vận hành n sang (n+1) máy bằng cách cân bằng 2 phương trình,  rút ra được công suất giới hạn.

Khi tính sơ bộ có thể xác định trị số gần đúng theo tổn thất công suất trong trạm không kể đến các phần tử khác trên mạng.

) 1 n ( n P . S P S

N dm 0

'   

+ Trong thực tế S(t) thay đổi khá nhiều trong 1 ngày (hình 1.31)

Hình 1.31. Vận hành trạm 2MBA theo sự biến thiên của phụ tải

S(KVA)

P,B

P0’

1 máy 2 máy 3 máy

S1 S2

0

t (giờ) S (kVA)

S2

S1

0 t1 t2 t3

Từ 0  t1 vận hành 1 máy.

t1  t2 vận hành 2 máy.

t2  t3 vận hành 1 máy.

+ Phương thức vận hành như vậy không cho phép vì việc đóng cắt luôn luôn máy máy biến áp sẽ giảm tuổi thọ.

) 1 n (n P . S P

S '

N 0'

'  dm 



+ Trong trường hợp đó cần xắp xếp lại, bố trí các máy làm việc sao cho đồ thị phụ tải bằng phẳng hơn và chi sau khi đã tiến hành điều chỉnh phụ tải mới có thể vận hành được.

+ Phương thức vận hành như trên là đơn giản, tuy nhiên lại chưa hoàn toàn chính xác, vì yêu cầu là vận hành sao cho tổn thất điện năng trong tram BA là ít nhất (vì A không chỉ phụ thuộc vào P mà còn phụ thuộc vào thời gian và chế độ vận hành của máy). A hàng năm tính bằng biểu thức.







A Pt P SS .

2

dm tt N'

0' 







Trong đó: t - thời gian đóng máy vào lưới.

 - thời gian chịu tổn thất công suất lớn nhất.  = f( Tmax ; costb) Như vậy ứng với mỗi chế độ làm việc của máy BA (làm việc 1 ca, 2 ca, 3 ca) ta sẽ có trị số t và  coi như không đổi  lấy đạo hàm của hàm A = f(S).

0 SA

  Stu (A  min).

1.13.2. Trình tự thao tác đóng cắt các thiết bị điện

Như máy cắt, dao cách ly... Hoàn toàn phụ thuộc vào kết cấu của trạm, vào mức độ trang bị các thiết bị của trạm, vào phương thức vận hành của trạm. Nhưng nói chung khi bắt đầu cung cấp điện người ta phải đóng các thiết bị đóng cắt như dao cách ly, máy cắt... Từ phía nguồn đến phụ tải. Khi cắt thì thao tác ngược lại.

a. Bắt đầu cung cấp điện.

- Đóng dao cách ly của thiết bị chống sét.

- Đóng hoặc cắt dao cách ly của đường dây vào trạm ở phía cao áp tùy theo phương thức vận hành là trạm lấy điện từ cả 2 nguồn hoặc một nguồn. Đóng dao cách ly ở 2 phía của cả 2 máy cắt liên lạc ở phía cao áp và hạ thế của MBA. Đóng hoặc cắt các dao cách ly, nối với hệ thống thanh cái kép ở phía hạ thế của MBA tùy theo phương thức vận hành.

- Đóng hoặc không đóng các máy cắt liên lạc ở phía cao thế, phía hạ thế của MBA, tùy theo phương thức vận hành.

- Đóng dao cách ly, máy cắt cao thế của MBA.

- Đóng máy cắt hạ thế của MBA (Trong trường hợp này có thể đóng đồng thời cả hai máy cắt cao và hạ thế MBA ).

- Đóng các máy cắt của đường dây đi qua.

b. Khi ngừng cung cấp điện

- Cắt các máy cắt của các đường dây dẫn điện đến các phụ tải ở phía thứ cấp máy biến áp.

- Cắt máy cắt hạ thế, máy cắt cao thế (hoặc cắt đồng thời ) của MBA.

- Cắt dao cách ly của đường dây vào trạm.

c. Đóng MBA vào vận hành.

Việc đóng MBA vào vận hành được tiến hành như sau: Đầu tiên phải đóng dao cách ly phía đầu vào và đầu ra của MBA rồi mới đóng máy cắt.

d. Cắt máy biến áp.

Cắt MBA trình tự thao tác ngược lại so với trường hợp đóng MBA vào làm việc, nhưng trong trường hợp này phải lưu ý. Vì đây là trạm cung cấp điện cho các hộ tiêu thụ điện loại I và loại II, có yêu cầu cung cấp điện liên tục nên nếu trước đó 1 máy ở chế độ dự phũng nguội (Không đóng điện) thì phải kiểm tra và đóng máy đó vào trước rồi mới được cắt MBA đang làm việc ra. Nếu cả hai MBA trước đó đều mang tải thì cần phải xem xét, thao tác sao cho khi cắt một máy ra thì máy khác không bị quá tải quá mức cho phép. Nếu cắt MBA ra để tiến hành bảo dưỡng, sửa chữa phải tháo điện áp tàn dư trên cuộn dây của MBA trước khi tiến hành bảo dưỡng sửa chữa.

CÂU HỎI ÔN TẬP CHƯƠNG 1

1.1. Nguồn năng lượng tự nhiên và đặc điểm của năng lượng điện.

1.2. Sơ đồ nối dây mạng điện kín, mạng điện hở của mạng lưới điện 1.3. Phân loại hộ tiêu thụ điện

1.4. Các chỉ tiêu cơ bản đánh giá chất lượng điện năng 1.5. Sơ đồ nối dây mạng điện áp thấp

1.6. Kết cấu của mạng điện

1.7. Phân loại trạm, chọn vị trí, số lượng và dung lượng trạm biến áp 1.8. Sơ đồ nối dây trạm biến áp

1.9. Qui trình vận hành trạm biến áp.