quản lí vận hành trạm biến áp

tài liệu giúp các bạn hiểu về nguyên lí hoặt động cũng như việc bảo vệ và điều khiển các khí cụ điện dùng trong hệ thống điện nói chung va trạm biến áp nói riêng ,tăng cường cả lợi ích kinh tế cũng như kĩ thuật

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:

Máy biến áp đóng vai trò là nguồn điện trung gian, biến đổi điện áp để truyềntải và phân phối điện năng đến các phụ tải tiêu thụ điện Máy biến áp gồm có haiphần 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 látôn cán nóng hoặc cán lạnh có độ dầy từ 0,35mm đến 0,5mm, có thành phần chủyếu 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 tácdụng hạn chế dòng điện phu cô Tôn silích cứng nên dễ đột dập, nhưng nếu tỉ lệsilích cao sẽ làm cho tôn chóng bão hòa, công suất tính toán của máy biến ápgiảm 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  Mạch từcủa máy biến áp bao gồm trụ lõi và gông từ Trụ lõi dùng để quấn dây, gông từdùng để khép kín mạch từ lõi thép, từ thông  hầu hết đi trong lõi thép Để tăngthêm 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 sẽgần như điền kín đường tròn ngoại tiếp bao quanh tiết diện lõi Kích thước vàchất 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)

Hình 6.1 Mô tả hình dáng bên ngoài của MBA 110kV

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 (W1) 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 cóđiện trở suất () nhỏ hơn nhôm nhiều “Cu = 0,58 Al ”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

Giả thiết chọn 0.1 vòng dây ứng với 1 von là thì

 số vòng cuộn dây sơ cấp W1= 220.000 x 0.1 = 22.000 vòng

Bảng 6.1 So sánh hai vật liệu dẫn điện đồng và nhôm

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 liệucách 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 vìyêu cầu vật liệu cách điện phải đạt các tiêu chuẩn kỹ thuật cao hơn Để giảm nhẹmức chênh lệch điện áp giữa các cuộn dây với nhau và giữa các cuộn dây với lõithép 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, băngthủy tinh…; Cách điện chính của máy biến áp là dầu cách điện còn gọi là "dầubiến 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:

Máy biến áp được chế tạo dựa theo nguyên lý cảm ứng điện từ (hình 6.3):

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

= 8 kg/mm2nhôm mềm

- dẫn nhiệt tốt

- dẫn điện tốt

- khả năng chống ănmòn kém hơn đồng

thông 1~ Từ thông1~ móc vòng qua cuộn dây thứ cấp W2 sinh ra trong cuộndây thứ cấp một sức điện động cảm ứng Khi máy biến áp mang tải thì trên cuộndây thứ cấp xuất hiện dòng điện i2 Do cuộn dây thứ cấp W2 của máy biến áp cótrở kháng Z0 nên tại cuộn dây thứ cấp xuất hiện một điện áp giáng U0, phụ tảimạch ngoài thứ cấp có trở kháng là Z2nên 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

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

+ Z0là trở kháng trong cuộn dây W2.

+ Z2là trở kháng mạch ngoài

Khi máy biến áp vận hành không tải thì trên cuộn dây sơ cấp W1 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 W1và thứcấp W2đều có dòng điện chạy qua, trị số dòng điện I1~ và I2 ~ phụ thuộc vàotình trạng mang tải của máy biến áp Điện áp đo được trên đầu cực cuộn dâythứ cấp W2 là điện áp U2~

Trong vận hành phải luôn duy trì điện áp U2~ = U2đm~, điện áp định mứcU2đm ~ là một chỉ tiêu ký thuật quan trọng đối với nguồn điện Nếu dòng điệntrên máy biến áp tăng lên vượt quá giới hạn định mức I2~ > I2đm~ thì máy biến

áp bị quá tải, sự quá tải của MBA được các nhà chế tạo quy định với từng loạiMBA

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

a- 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

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 max/tc = 400C

 Nhiệt độ trung bình tiêu chuẩn tb/tc = 250C

Nếu môi trường đặt máy biến áp khác môi trường tiêu chuẩn thì phải hiệuchỉnh lại dung lượng cho phép của máy biến áp

Biên soạn: Trịnh Quang Khải 5

Công thức hiệu chỉnh như sau:

S'đm= Sđm ( 1+ )x( 1 + )

100 100

 SđmDung 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 vềcuộn dây sơ cấp Dung lượng định mức của các cuộn dây trung áp, hạ ápphải 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 riênggồm số nấc điều chỉnh và điện áp định mức của từng đầu phân nấc hoặc dùngcách 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 phảiđiều 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 sẽgây 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 hợpvới 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

4- Dòng điện định mức của máy biến áp (Iđm):

Dòng điện định mức của máy biến áp là dòng điện định mức của cuộn dây sơcấp và thứ cấp Dòng điện định mức của máy biến áp 3 pha tính toán như sau:

Sđmlà dung lượng định mức cuộn dây sơ cấp MBA

S2đmlà dung lượng định mức cuộn dây thứ cấp MBA

U1đmđiện áp định mức cuộn dây sơ cấp

Biên soạn: Trịnh Quang Khải 6

I2đm=

 Nếu I < Iđmlà khi máy biến áp vận hành non tải

 Nếu I > Iđmlà khi máy biến áp vận hành quá tải

Trong vận hành cần phải thường xuyên theo dõi dòng điện của máy biến áp

5- 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 300, 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

 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

b- Vẽ sơ đồ véc tơ điện áp:

Quy ước

 Chữ số đầu tiên là đầu mút véc tơ

 Chữ số thứ hai là gốc véc tơ

Thí dụ:

 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:

Vẽ 3 véc tơ điện áp đấu hình tam giác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)

3

4 8

9 10

4

150 0

3 2

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 cựctính 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 vàthứ cấp có cùng cực tính và cùng chiều quấn dây Cả hai cuộn dây đều đấu

Sơ đồ véc tơ cuộn dây sơ cấp đấu Y, cuộn dây thứ đấu

X Y Z

Sơ đồ véc tơ xác định

tổ đấu dâyHình 6.5 Xác định tổ đấu dây Y/-11

Biên soạn: Trịnh Quang Khải 8

sao nên được ký hiệu là Y, riêng cuộn dây thứ cấp có thêm cực trung tínhnên 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 UAvà Ua tính theo chiều kim đồng

hồ là 3600 Lấy 3600chia cho 300được 12 Như vậy máy biến áp có tổ đấu

 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ta có Uac

 Di chuyển song song véc tơ điện áp Uac theo chiều ngang và đặt điểm ctrùng với điểm C của sơ đồ

 Góc lệch pha giữa hai véc tơ điện áp UACvà Uac được xác định theo chiều

quay của kim đồng hồ là 3300, lấy 3300 chia cho 300sẽ tìm được tên tổ đấudây

3300: 300= 11

Như vậy máy biến áp có tổ đấu dây Y/- 11 (hình 6-5)

Thí dụ 3:

Máy biến áp có tổ đấu dây Yo//, 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 /

Áp dụng “phương pháp đồng hồ thời gian” ta tìm được tên tổ đấu dây là: Yo/ /

- 11 (hình 6.6)

A

B

Cc1

3300

U AC

a Uac 1

c 2 Uac 2

a 1 b 1 c 1 a 2 b 2 c 2

0

Biên soạn: Trịnh Quang Khải 9

Cuộn dây trung áp và cao áp khi đấu Y chịu điện áp pha

U pha =

Như vậy cách điện cuộn dây được giảm nhẹ, số vòng dây cũng giảm đi3 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 i1chạy qua(hình 6.7a), dòng điện i1cảm 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 bịxoay lại cùng một hướng Sự chuyển hướng nhiều hay ít của các mô men từ hoáphụ 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 từthông có dạng hình thang (Hình 6.7b)

Nhìn trên đường cong đặc tuyến (hình 6.9) ta thấy từ thông không phải là một

đại lượng biến thiên hình sin mà có dạng hình thang nên có thể phân tích thànhhai đại lượng từ thông hình sin1,3 (hình 6.9A):

+Từ thông hình sin bậc một 1 có tần số cơ bản (f1 = 50Hz) sẽ cảm ứng trêncuộn dây W2một sức điện động E1chậm pha hơn từ thông sinh ra nó 1 góc bằng1/4 chu kỳ (900) (hình 6.9.B)

+Từ thông hình sin bậc ba 3 có tần số bậc 3 (f3 = 150Hz) sẽ cảm ứng trêncuộn dây W2một sức điện động E3chậm pha hơn từ thông sinh ra nó 1 góc bằng1/4 chu kỳ (900) (hình 6.9 B)

+ là từ thông tổng sẽ cảm ứng sinh ra sức điện động E có dạng nhọn đầugây nguy hiểm cho cách điện của máy biến áp (hình 6.9.B)

1Udây

Hình 6.7 Dòng điện từ hóa I0 và từ thông trong lõi thép MBA

 Khi máy biến áp 3 pha đấu Y/ Y:

Các véc tơ từ thông của 3 pha sẽ có trị số bằng nhau và lệch pha nhau 1200tương 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 = 01maxsint

 a

N s s N

N

s s N s N s N

N s

s N N s

s N

N s

s N N s

s N N

s s N s N s N

s

N s

s N

N s

s N

s N

N s

(a)

(b)

(A) Lúc chưa có từ trường

ngoài các mô men từ hoá xắpxếp lung tung

(B) Lúc có tác động của từtrường ngoài các mô men cùng

quay theo một hướng

3 và các sức điện động

E, E1, E3

(A)

(B)

01B= 01maxsin (t - 1200).

01B= 01maxsin (t - 2400)

Từ thông bậc 3 “  03 ” của cả 3 pha đều có tần số bậc 3 (f = 150Hz)

03A= 03maxsin 3t

03B= 03maxsin 3(t - 1200)

03C= 03maxsin 3(t - 2400)

Các từ thông của 3 pha o3A, o3B, o3C có độ lớn bằng nhau, có cùng gócpha là 3t 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 điệnxoáy) làm cho lõi thép nóng lên gây tổn hao nhiệt và làm giảm hiệu suất máybiến áp Tổn hao nhiệt này có thể bằng 50% đến 65% của tổn hao không tảiPo

 Khi máy biến áp 3 pha đấu Y/:

+ Từ thông 3 pha o1 cảm ứng trong cuộn dây thứ cấp sức điện động 3 phaEo1 tần số 50Hz

+ Từ thông 3 pha o3 cảm ứng trong cuộn dây thứ cấp sức điện động 3 phaEo3 tần số 150Hz, vì cuộn dây có lõi thép có trị số điện cảm rất lớn nên Eo3chậm pha sau o31/4 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 o3 nửa chu

kỳ (1800) Dòng điện 3 pha I'o3a, I'o3b, I'o3c chạy nối đuôi nhau trong 3 cuộndây(hình 6.11)

+ Dòng điện I'o3 sinh ra từ thông 'o3 trong lõi thép đồng pha với I'o3 Như

vậy hai véc tơ o3 và 'o3 ngược chiều nhau có tác dụng triệt tiêu nhau, loại

trừ được tác hại của từ thông bậc 3 “  o 3”(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 cuộndây tương ứng Các máy biến áp có công suất lớn hay dùng tổ đấu dây Yo/- 11hay Yo/- 5 (hình 6.11)

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 vậnhành Cuộn trung áp nối tam giác có tác dụng triệt tiêu sóng đa hài bậc 3 giảmtổn thất của máy biến áp

6- 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 phíacuộn 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

IoIo% = 100

I1đm

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

Hình 6.12 Sơ đồ thí nghiệm không tải MBA

(góc lệch chỉgần bằng 900)

Sơ đồ véc tơ các từ thông sức

điện động dòng điện bậc 3

Các dòng điện bậc 3 trongcác cuộn dây MBA Y/Hình 6.10 Hình 6.11

Thông thường Io 10% I1đm

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

7- Điện áp ngắn mạch Uk% và tổn hao công suất ngắn mạch Pk

a- Điện 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 I2đmthì dừng lại Điện áp đo được trên đồng hồ volmét là điện áp ngắn mạchUk%

Ukthường được lấy bằng trị số phần trăm điện áp định mức phía sơ cấp:

U k % 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 vàbảo vệ rơ le

 Chọn điều kiện hoà song song hai máy biến áp Khi hoà song song Uk%

không được phép lệch nhau 10%

a- Tổn hao công suất ngắn mạch Pk:

 Tổn hao công suất ngắn mạch là Pk là công suất hữu công đo được bêncuộn 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

Uk

U1đm

Hình 6.13 Sơ đồ thí nghiệm ngắn mạch MBA

công suất không tải Po rất nhỏ, nhỏ đến mức coi như không có vì vậy chỉ còn lạitổn hao công suất ngắn mạch Pktrên 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 Upha1005,5x 63100

Pkđược 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

Pklà công suất ngắn mạch một pha

Bảng 6.2 Một số tổ đấu dây thông dụng

đấu dây

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 gắntrên máy biến áp như thùng dầu phụ, sứ, cánh dầu, quạt gió, bình lọc dầu tuầnhoàn, bộ điều chỉnh điện áp v/v trọng lượng dầu biến áp

X Y Z

a

b c

X y z

c

y z

b X a

c y z

b X

a a(y)

b(z)

c(x)

b a

c

X z y

a

b

c

x y

z c

y z

b X a

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 thùngdầu 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 cườngthêm nhiều gân chịu lực đảm bảo cho thùng dầu chính không bị biến dạng khi dichuyển 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 truyềnđộng 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 khácnhau Vỏ thùng dầu chính thường được sơn chống rỉ và sơn mầu xanh ghi có độbền 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, mộtkhoang liên hệ với thùng dấu công tắc K Khi vận hành dầu bị nóng sẽ dãn nởlên xuống tự do trong thùng dầu phụ Mặt thoáng của dầu được liên hệ với môitrường không khí qua thùng dầu phụ Dung tích dầu chứa trong thùng dầu phụbằng 10% dung tích dầu chứa trong thùng dầu chính Những máy biến áp cócông 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 nếuphát hiện thiếu dầu thì phải bổ xung kịp thời, Nếu mức dầu vượt quá mức vạch

500thì phải rút bớt dầu trong điều kiện nhiệt độ ở mức cao nhất Nếu bổ xungdầu 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 xâmnhập 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 xảbẩn sẽ được làm trong khi thí nghiệm định kỳ (hình 6.14)

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 máybiến 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 hạthút 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 tanthường 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 hoặctrong suốt là phải thay vì lúc đó Silicazen đã bị bão hoà Nếu không có bình thởhoặc 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 6.14 Mô phỏng cấu tạo bình dầu phụ

6 Van phòng nổ:

Van phòng nổ thường được lắp ở MBA 110kV của Liên xô Loại TДTH

-25000kVA, ATДЦTH- 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/cm2 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 sẽphụt ra qua van an toàn Khi áp lực bên trong máy biến áp giảm xuống van antoàn trở lại trạng thái đóng (hình 6.17)

Hình 6.15 Cấu tạo bình thở Hình 6.16 Bình lọc dầu tại chỗ

7 Cánh tản nhiệt:

Cánh tản nhiệt có vai trò quan trọng trong việc giảm nhiệt độ của máy biến áptrong 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 độgiữa lớp dầu phía trên và dưới thì dầu có nhiệt độ cao sẽ đảo lên trên và dầu cónhiệt độ thấp lại chuyển xuống dưới Cánh dầu có tác dụng làm tăng khả năngtiếp 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 gióbắt đầu làm việc khi nhiệt độ hạ xuống dưới mức 550C thì hệ thống quạt gióngừng hoạt động (hình 6.18)

Dầu BAtrong thùng dầu chính

- - F2: Lực nén

- - F3: Lực kéo.-

Hình 6.17 Van phòng nổ

9 Sứ cách điện 110kV, 220kV:

Các sứ cách điện được đặt ở mặt trên thùng dầu chính Các sứ cách điện đềudùng 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 bộdãn 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 sovới 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

1- Kim chỉ thị nhiệt độ

2- Kim chỉ thị mức giới hạn3- Đầu luồn cáp

4- Kẹp bắt cố định vào MBA5- Tiếp điểm

6- Vít để thay đổi mức giới hạn7- Mặt đồng hồ

8- Ống mao dẫn9- Cảm biến nhiệt

Hình 6.18 Đồng hồ đo nhiệt độ mức dầu trên cùng của MBA

Hình 6.19 Sứ 110kV loại có áp lực1- Đầu cốt 2- Bộ dãn nở 3- Phần trên sứ 4 Đồng hồ đo áp lực

5- Van 6- Đầu đo tg của sứ 7- Phần dưới của sứ ngâm trong dâù

10 Máy biến dòng điện 110kV(220kV):

Máy biến dòng được đặt dưới các chân sứ cao thế của máy biến thế, nơi tiếpgiáp 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 xảkhí còn gọi là vít xả Air Các bọt khí “Air” thường tồn tại trong thùng dầu chínhtrong 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 tảnnhiệt, 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 việccủa các van, nếu một trong các van bị kẹt, gẫy hỏng hoặc rò rỉ dầu cần phải sửachữa 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 thùngdầu 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 relaydòng dầu, rơ le dòng dầu khởi động gửi tín hiệu đi cắt điện 3 phía MBA Trên

- CD là đường cong điều chỉnh

- AB giới hạn áp lực trên khi dòng

điện phụ tải qua sứ cực đại

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 vẫngiữ nguyên trạng thái nên trước khi đóng điện phục hồi máy biến áp ta phải nhấnnút giải trừ để phục hồi lại chế độ ban đầu của relay (hình 6.21)

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 códạng hình cầu rỗng đường kính  4cm; 6cm thường được làm bằng đồng vàngdát 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 2phao chìm xuống Nếu có bọt khí trong relay làm chìm phao phía trên thì cặptiếp 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 trựcvận hành cần phải theo dõi liên tục để xả khí Khi có phóng điện bên trongthùng dầu chính thì áp lực gas trong thùng dầu chính sẽ đẩy ngược trở lại thùngdầu 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 đậpvào 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 nghiệmhiệu chỉnh mạch bảo vệ MBA: một nút tác động ga nhẹ và một nút đi tác độngcắt máy cắt, ngoài ra còn có một nút xả khí “Air” dùng để xả và lấy mẫu khí đểlàm thí nghiệm (hình 6.22)

Hình 6.21 Relay dòng dầu

14 Relay áp lực:

Relay áp lực có cấu tạo tương tự như một cái van dầu bên trên có một cái bơmdầu kiểu lắc cần bằng tay Relay tác động khi có sự cố cháy nổ bên trong thùngdầu chính, lúc này tiếp điểm của relay rơ le đóng gửi tín hiệu đi cắt điện 3 phíacủa 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)

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:

Hình 6.23 Relay áp lựcHình 6.22 Cấu tạo Relay gas

Bộ điều chỉnh điện áp có nhiệm vụ điều chỉnh số vòng dây của cuộn dây sơcấp 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 chungmột 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, lưỡidao nằm cố định bên ngoài, má dao động nằm trong Khi làm việc má động quaytheo một góc đã định để tiếp xúc với lưỡi dao Trong vận hành để đảm bảo antoàn mỗi lần thay đổi phân nấc bắt buộc phải cắt điện máy biến áp để kiểm tratiếp 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 điềuchỉnh phân áp thường đặt ở các vị trí dễ quan sát, thông thường nó gắn ngay bênngoài 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 điềuchỉnh 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 mộtdao 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 cácMBA 125kVA- 220kV, loại UZERN 380/300, UZERN 380/150 dùngcho các MBA 110kV, 220kV

 Bộ ĐAT của hãng MR như các loại kiểu M, MS… dùng cho các MBA110kV, 220kV

1 Bộ ĐAT 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 đấuvào công tắc P Bộ tiếp điểm lựa chọn gồm có 3 bộ: bộ lựa chọn chẵn, bộ lựachọn 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 5tiếp điểm tĩnh X1, X3, X5, X7, X9 và một tiếp điểm động Tiếp điểm tĩnh đượcnối với cuộn dây điều chỉnh, còn 2 bộ tiếp điểm động được nối với bộ dập lửabằng 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 sứtrung tính Các tiếp điểm của công tắc K có cấu tạo hình khối chữ nhật, khi làmviệc 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 tiếpxúc 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 hệchẵn (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 gianngắn mạch từ 0,1 đến 6miligiây, đây là thời gian hai tiếp điểm chẵn lẻ thuộc daolựa chọn P cùng đóng một lúc và tiếp điểm đầu cuối của công tắc K bị nối tắtgây ra ngắn mạch các vòng dây của hai nấc điều chỉnh phân áp, năng lượng xuấthiện trong thời gian ngắn mạch sẽ tiêu hao qua 6 điện trở Sáu điện trở này có trị

số bằng nhau R=4 8  Nhiệt lượng sinh ra tại thời điểm ngắn mạch sẽ tảnnhanh 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 về32-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 Rđóng vai trò phụ tải

Bộ công tắc P và K dùng chung một bộ truyền động Tất cả các chuyển độngcủa bộ điều chỉnh điện áp dưới tải đều thực hiện bằng truyền động cơ khí theomột hành trình đã được định sẵn Một lò xo thế năng nằm ở phía dưới bộ côngtắc K sẽ quay rất nhanh (45÷50m giây) bộ công tắc K khi dao lựa chọn P làmviệc xong

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 Ychịu 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

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

xuyên nằm ở vách ngăn cách giữa khoang thùng MBA và khoang ĐAT, các sứxuyên này nối tới các vòng dây quấn của các cuộn dây MBA Bộ ĐAT dùng chocác MBA 25MVA - 110kV trở lên có điện áp điều chỉnh 115  9x 1,78%, có 19nấc 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 mộtkhoảng 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 điểmchính và 2 tiếp điểm chuyển tiếp) Tiếp điểm chính mở trước đóng sau tiếp điểmchuyển 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 nốivới 12 sang 13, tiếp điểm lựa chọn H đang tiếp xúc với tiếp điểm 12, mạch điện

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 sẽchuyển 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:

Hình 6.27 Sơ đồ nguyên lý bộ điều áp dưới tải 110kV UZERN – 380/ 150

Cuộn dây chính

Cuộn dây

điều chỉnh

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 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 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

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-10193WMáy 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 điểmchọn nấc, tiếp điểm đảo nằm trong thùng máy biến áp, bộ tiếp điểm dập hồquang 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 dâyquấn của các cuộn dây máy biến áp

Bộ điều chỉnh điện áp dưới tải dùng cho máy biến áp 125MVA – 220kV (dùngcho cuộn 220kV) có 19 nấc điều chỉnh, trong đó có 3 nấc 9a, 9a, 9a là nấc địnhmức (2258x1,25%)

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 chẵncủa bộ dập hồ nối với tiếp điểm động II của bộ chọn chẵn Tiếp điểm lẻ của bộdập 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,

_

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 Quá trình chuyển nấc của tiếp

điểm chọn lựa đã hoàn thành

_

6, 7, 8 , 9 của hai bộ chọn nối tương ứng với các đầu 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 , 9 củacuộn dây điều chỉnh Các mối nối trên thực hiện bằng các dây cáp đồng bọc cách

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 bộtiếp 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 2tham gia hoàn toàn vào mạch điện, cùng cực tính với cuộn dây chung và cuộnnối 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 cựctính với cuộn dây chung và cuộn nối tiếp nên điện áp cuộn dây 220kV ở mứcthấp nhất

Khi ta thực hiện chuyển tăng nấc từ 1 lên 2, trục của BTĐ quay được một sốvòng (2 bộ chọn không chuyển) thì tiếp điểm động của bộ tiếp điểm dập hồchuyển từ A-1 sang A-2 nên mạch điện cuộn dây 220kV sẽ từ N qua A-2—II-2của bộ chọn chẵn -2-9 của cuộn dây điều chỉnh + K của bộ đảo – cuộn nốitiếp Ở nấc 2 này, cuộn dây chỉ tham gia 7/8 số vòng dây nên cùng cực tính vớicuộn 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 thìtiếp 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 vàcuộn 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, bộđảo tiếp K – đảo chiều cuộn dây điều chỉnh ngược cực tính với cuộn dây chung

và cuộn nối tiếp

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 chọnchẵn, 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 chọnchuyển không tải Từ nấc 17 đến mức 9b, bộ đảo tiếp K-, từ nấc 9a đến nấc 1, bộ

đảo chuyển sang tiếp K+

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 3xong mới ngắt ở 1, sau đó tiếp xúc với 4 xong mới ngắt ở 3, cuối cùng tiếp xúcvới 2 xong mới ngắt ở 4 Nhờ vậy dòng điện qua cuộn dây 220kV luôn liềnmạch không bị ngắt

Khi thực hiện chuyển nấc từ chẵn sang lẻ, tiếp điểm động A chuyển theo trình

Thực tế khi các tiếp điểm bắt đầu tiếp xúc hoặc bắt đầu ngắt ra, do có chênhlệch 1 chút điện áp giữa chúng nên có hồ quang nhỏ phát sinh Nhưng do tốc độchuyển 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)

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, mộtngày có thể làm việc đến 20 lần Tại thời điểm xảy ra ngắn mạch thì bộ điềuchỉnh 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

N

Hình 6.29

Cơ cấu chuyển nấc và dập hồ quang

của bộ tiếp điểm dập hồ quang

làm tốt công việc vệ sinh bảo dưỡng thường xuyên nên tuổi thọ bị giảm đi Vìvậy 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 hànhtương 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 thaydầu mới

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 3máy 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 phùhợp 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 105 0 C.

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, tuổithọ 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 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 congbằng 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 cuộndây 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 tuổithọ 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

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 lànếu điện áp thấp hơn 5% điện áp định mức thì:

 Đối với đèn chiếu sáng: Quang thông giảm đi 18% thiếu ánh sáng dễgây 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 đi10% 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 bằngdầu 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% đến80% dụng lượng định mức hoặc nhiệt độ lớp dầu trên cùng dưới quy định chophép trong quy trình hoặc theo hướng dẫn của nhà chế tạo Chế độ khởi động hệthống 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 nhiệtnơi tiếp giáp giữa cánh tản nhiệt và thùng dầu chính Nếu van không mở, việclưu 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 kếtquả đo điện trở cách điện qua thí nghiệm định kỳ với tiêu chuẩn kỹ thuật, các sốliệu 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 ápđược 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 Khtcho ta biết cuộn dây cuộn có bị nhiễm ẩm không

R60"

R15"

Kht=

Trong đó:

 Khtlà 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

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 củamáy 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 códòng 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 gẫysau khi đã xảy ra ngắn mạch gần

 Do các lá thép của mạch từ bị chạm chập Thông thường trên lõi thép máybiến 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 lõithép 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 trởtiếp 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 làtrạng thái bình thường Nguyên nhân là do khi có điện áp đặt vào cuộn dây sơcấp 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 khácnhau và có cấu tạo không hoàn toàn giống nhau nên lực từ hoá xuất hiện trên các

lá thép F1, F2, F3 sẽ khác nhau, các lực từ hoá này tác dụng với nhau tạo ra sự

rung động của các lá thép

+ Dòng điện từ hoá còn tạo ra từ thông tản khép mạch qua dầu và vỏ máybiến áp, từ thông tản sinh ra lực điện từ tác động vào các lá thép ngoài cùng củatrụ 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 thépcàng mạnh hơn

+ Khi có quá tải đột biến, từ thông tản tăng làm cho các lá thép bên ngoàicùng trụ lõi thép rung mạnh hơn, lúc đó kim đồng hồ am pe mét tăng vụt lên báodòng 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 tạiđiểm 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 Hệthống 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 phíamáy biến áp

3 Tuân thủ theo hướng dẫn của nhà chế tạo, theo quy trình vận hành vàbảo vệ máy biến áp

Tuân thủ theo hướng dẫn của nhà chế tạo, theo quy trình vận hành và bảo vệmáy 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

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 nguyêntắc:

+ 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

 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

55 0 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 85 0 C.

 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 tảikhông

 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 cóhiện tượng phát nhiệt không

 Kiểm tra các trang bị phòng cháy chữa cháy có đảm bảo sẵn sàng làm việckhông

 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 đảmkhoảmg cách an toàn

 Nếu khoảng cách có rào chắn thì người vận hành không được phép vượt quarào 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:

 Praphin (ở dạng cacbuahydro bão hòa) có cấu tạo mạch nhánh hoặcmạch vòng

 Naphten (dạng cabuahydro bão hòa) cấu tạo mạch vòng

 Cacbuahydro thơm có cấu tạo 1 hoặc nhiều nhân thơm hoặc chúngnối 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

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

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 họckhác Dầu biến áp không những dễ hấp thụ nước mà còn dễ hấp thụ một số chấtkhí khác nhất là không khí Dưới tác dụng cúa ôxy có trong hơi nước và khôngkhí 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 chínhcủa dầu

+ Làm tăng nhanh trị số axít của dầu Đây là tham số dùng để đánh giámức 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

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  85 0 C.

4 Các tiêu chuẩn chất lượng của dầu máy biến áp trong vận hành:Trong quá trình vận hành dầu biến áp hay bị biến đổi chất lượng do đó phải

quy định tiêu chuẩn dầu

Dầu biến áp có 8 tiêu chuẩn:

a- Độ nhớt của dầu:

Dùng để đánh giá tính chất linh động của dầu Độ nhớt càng thấp dầu càng dễ

lưu thông, khả năng làm mát càng tốt Khi dầu bị hoá già thì độ nhớt tăng lên

làm giảm khả năng làm mát của dầu (hình 6.30)

Độ nhớt tương đối là tỉ số thời gian chảy của 200ml dầu ở nhiệt độ nhất định

với thời gian chảy 200ml nước ở nhiệt độ 200C Thời gian chảy của 200ml

nước ở nhiệt độ 200C bằng 511 giây (511 giây: là chỉ số của nhớt kế)

T50 0

0

C

T20 0

0

C H2O

E500C, E1000C là độ nhớt tương đối tính bằng độ

T500C, T1000C là thời gian chảy của 200ml dầu ở nhiệt độ 500C, 1000C được

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

b- Điểm chớp cháy:

Khi bị gia nhiệt đến một nhiệt độ nào đấy thì dầu bị bốc hơi tạo thành mộthỗn 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 (hình 6.31)

Nhiệt độ chớp cháy không được nhỏ hơn 135 0 C.

8 Tay khuấy nước

9 Que gỗ chặn dầu xuống

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 hoágià 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

d- 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

e- 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 cáccuộn dây và làm cầu nối gây phóng điện

Trong dầu không được có tạp chất cơ giới.

f- 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 cókhoảng 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.

g- Hàm lượng nước trong dầu:

Khi tiếp xúc với không khí ẩm dầu sẽ bị hơi xâm nhập Điện áp chọcthủng 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 nốiđuôi nhau tạo thành cầu dẫn điện gây ra phóng điện trong máy biến áp

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

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

h- 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 Nhìnmầu 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.