Phần điện trong TBA cho PTC1

Các đặc trưng cơ bản của MBA điện lực @Nguyễn Thị Hoài Thu, Viện Điện, trường ĐH Bách Khoa HN • Máy biến áp 1 pha O • Máy biến áp 3 pha T SỐ PHA Trong thực tế người ta cố gắng chọn MBA b

Trang 1

@Nguyễn Thị Hoài Thu, Viện Điện, trường ĐH Bách Khoa HN

1 KHÁI NIỆM CHUNG VỀ

SƠ ĐỒ NỐI ĐIỆN CỦA TBA

TS Nguyễn Thị Hoài Thu

Bộ môn Hệ thống điện Đại học Bách Khoa Hà Nội thu.nguyenthihoai@hust.edu.vn

1.1 Khái niệm chung

 Sơ đồ nối điện là tập hợp tất cả những thiết bị điện chính như MF, MBA, đường dây, MC, thanh góp, các thiết bị thao tác, được nối với nhau theo một sơ đồ nhất định.

 Phân loại:

• Sơ đồ 1 TG

• Sơ đồ 2 TG

Số thanh góp

• Mỗi mạch nối với TG qua 1 MC

• Mỗi mạch nối với TG qua nhiều MC

Trang 2

1.2.2 Sơ đồ 1 hệ thống TG phân đoạn

Có thể dùng DCL hoặc MC để phân đoạn.

Chỉ phân đoạn khi có 2 mạch nguồn trở lên

Số phân đoạn phụ thuộc vào: số lượng, công suất nguồn, phụ tải

N1 N2

Ứng dụng: dùng nhiều trong NMĐ&TBA vì cấu trúc, vận hành đơn giản, độ tin cậy tương đối cao thường dùng khi số nguồn và số ĐD nối với mỗi phân đoạn không lớn

Phân đoạn bằng MC phân đoạn:

MCPĐ có thể mở hoặc đóng khi làm việc bình thường

Trang 3

Nhược điểm chung của 3 sơ đồ này là khi sửa chữa 1 MC của 1 mạch

nào đó  phụ tải của nó bị mất điện trong suốt thời gian sửa chữa.

Dùng 1 MC chung cho cả PĐ và vòng

 cấu trúc phức tạp Nhược điểm chung của sơ đồ 1 TG là khi sửa chữa 1 phân đoạn TG nào

đó  các mạch nối với nó bị mất điện trong suốt thời gian sửa chữa.

1.3 Sơ đồ 2 hệ thống TG

Trang 4

- Cả 2 TG làm việc: MC n làm nhiệm vụ giống MC PĐ trong sơ đồ 1 TG khi làm việc bình thường  áp dụng trong hầu hết HTĐ

- 1 TG làm việc, 1 TG dự phòng: Khi có sự cố trên TG làm việc  mất điện toàn bộ các mạch cho đến khi chúng được chuyển sang TG còn lại

Trang 5

1.4.1 Sơ đồ đa giác

Sơ đồ tam giác

Trang 6

Sơ đồ tứ giác

Sơ đồ đa giác

• Trong thực tế dùng đa giác 8 cạnh là tối đa

• Số mạch = số MC

• Độ tin cậy cao.

• Nhược điểm: khó phát triển

• Thường dùng trong các NMTĐ vì khi xây dựng NMTĐ đã tính hết công suất

song song, chiều dài lớn, hay sự

cố trên đường dây trong khi ít phải đóng mở MBA.

như hỏng cả đường dây.

1.4.2 Sơ đồ cầu

Sơ đồ cầu trong

• Thường dùng khi 2 ĐD chiều dài ngắn, ít sự cố trong khi thường xuyên phải đóng cắt MBA khi phụ tải lớn và nhỏ

• Đặt MC về phía MBA

• Không đặt MC về phía ĐD

• Nhược điểm: thao tác đóng cắt ĐD phức tạp Khi NM trên ĐD thì 1 MBA

bị mất điện cho đến khi tách được ĐD

sự cố ra khỏi lưới và đóng lại MC

Trang 7

• Khi 2 ĐD chiều dài lớn, MBA thường xuyên phải đóng cắt

 dùng sơ đồ tứ giác hoặc sơ đồ 1 TG có phân đoạn

D1 D2

N1 N2

Ưu điểm sơ đồ cầu: Cấu trúc đơn giản, rẻ tiền, thích hợp trong 1 số trường hợp  khi số mạch đến 5 vẫn có thể dùng sơ đồ cầu gọi là sơ đồ cầu mở rộng

Sơ đồ cầu mở rộng

2 MÁY BIẾN ÁP ĐIỆN LỰC

TS Nguyễn Thị Hoài Thu

Bộ môn Hệ thống điện Đại học Bách Khoa Hà Nội thu.nguyenthihoai@hust.edu.vn

2.1 Các đặc trưng cơ bản của MBA điện lực

Trang 8

• MBA hai cuộn dây.

• MBA ba cuộn dây - MBA tự ngẫu.

• Máy biến áp 1 pha (O)

• Máy biến áp 3 pha (T)

SỐ PHA

Trong thực tế người ta cố gắng chọn MBA ba pha vì tổn thất trong MBA ba pha bé hơn trong tổ 3 MBA một pha có cùng công suất từ (12 - 15) %, kích thước, trọng lượng, giá thành cũng giảm Vì vậy khi không chọn được MBA 3 pha mới chọn tổ 3 MBA 1 pha

Khi dùng nhiều MBA 1 pha  có 1 pha dự trữ.

U k

U

k đm <1  tăng áp

• Máy biến áp kiểu khô.

• Máy biến áp kiểu dầu.

CÁCH ĐIỆN VÀ PP LÀM MÁT

MBA khô: MBA công suất nhỏ, dùng ở nơi chật hẹp, chống cháy

nổ, làm mát bằng không khí

MBA dầu: các cuộn dây đặt trong dầu

 chất làm mát & pptuần hoàn bên trongMBA; 2 chữ cái sau bên ngoài MBA

@Nguyễn Thị Hoài Thu, Viện Điện, trường ĐH Bách Khoa HN2.1 Các đặc trưng cơ bản của MBA điện lực

Trang 9

• Máy biến áp kiểu khô.

• Máy biến áp kiểu dầu.

CÁCH ĐIỆN VÀ PP

LÀM MÁT

Ví dụ:

ONAN (Kí hiệu Nga là M)

Chất làm mát Ký hiệu Tuần hoàn Ký hiệuDầu biến áp hoặc chất lỏng tổng

hợp có điểm cháy ≤300oC O Tự nhiên NCác chất lỏng tổng hợp khác L Cưỡng bứcgián tiếp FKhí có điểm cháy >300oC G Cưỡng bức trực tiếp DKhông khí (MBA khô) A 4 chữ cái: 2 chữ cái đầu

 chất làm mát & pptuần hoàn bên trongMBA; 2 chữ cái sau bên ngoài MBA

• Máy biến áp thường.

• Máy biến áp điều áp dưới tải.

PP ĐIỀU CHỈNH ĐIỆN ÁP

Máy biến áp thường: Việc thay đổi đầu phân áp được tiến hành khi không có điện, thường được tiến hành theo mùa hay trong một khoảng thời gian lớn Máy biến áp diều áp dưới tải (H): có thể thực hiện việc đổi đầu phân áp một cách liên tục khi MBA đang làm việc nhờ bộ phận đổi đặc biệt.

- Tuổi thọ của máy biến áp T là thời gian lớn nhất mà MBA có thể làm việc được

Công suất và tuổi thọ định mức

∆P và ∆A trong MBA

Các cuộn dây và lõi thép bị nung nóng Cách điện của MBA

- Tuổi thọ định mức của máy biến áp T đm là thời gian

có thể làm việc với công suất lớn nhất ở nhiệt độ môi trường nhất định (T đm = 20-25 năm)

Trang 10

Công suất định mức S đm là công suất có thể liên

tục chạy qua MBA trong khoảng thời gian phục vụ

mức của môi trường làm việc.

Công suất và tuổi thọ định mức

Công suất định mức được nhà máy chế tạo qui

định trong lý lịch MBA.

MBA hai cuộn dây: S đm là công suất của mỗi cuộn dây.

MBA ba cuộn dây:

đều bằng S đm

bằng S đm và công suất của cuộn thứ ba bằng 66,7% S đm

thứ cấp mà hai đầu này có liên hệ tự ngẫu với nhau, công suất này còn gọi là công suất xuyên.

Đối với tất cả các MBA, S đm cho trong sổ tay kỹ thuật là công suất định mức của cuộn cao áp S Cđm =S đm

Điện áp định mức của máy biến áp là điện áp của các cuộn dây

khi không tải được qui định trong lý lịch máy biến áp

1dm2dmdm

U k U

Điều chỉnh điện áp thường được thực hiện bằng cách thay đổi số

vòng dây của cuộn dây ở phía cao áp có dòng điện nhỏ

Dòng điện định mức là dòng điện của các cuộn dây được nhà máy chế tạo qui định, với dòng điện này thì máy biến áp làm việc lâu dài mà không bị quá tải (khi nhiệt độ môi trường làm việc định mức)

đm

đm đm

Trang 11

Tổn thất không tải ∆P o : gồm tổn thất do từ trễ và dòng điện xoáy

trong lõi thép, tổn hao trong điện môi Tổn hao này không phụ

thuộc vào phụ tải S của MBA.

Tổn hao này tỉ lệ với bình phương của phụ tải S.



Điện áp ngắn mạch là điện áp có tần số định mức khi đặt vào cuộn dây sơ cấp của MBA, ngắn mạch cuộn dây thứ hai thì dòng điện trong cuộn dây sơ cấp bằng I đm

Ý nghĩa: Điện áp ngắn mạch đặc trưng cho điện áp rơi trên tổng trở các cuộn dây MBA và được dùng để xác định tổng trở các cuộn dây MBA.

Điện áp ngắn mạch thường được biểu diễn dưới dạng phần trăm so với U đm , ký hiệu là U N %:

100

%đm

NNU

Ý nghĩa: đặc trưng cho tổn hao không tải của MBA, phụ thuộc

tính chất từ, chất lượng cũng như cấu trúc lắp ghép của lõi thép.

I 0 % biểu thị bằng phần trăm so với dòng điện định mức I đm :

.100 I

I

% Iđm

0

Dòng điện không tải là dòng điện chạy trong cuộn dây thứ nhất

của MBA khi cuộn dây thứ hai để hở mạch và điện áp đặt vào

cuộn dây thứ nhất là định mức (U 1đm ).

Dòng điện không tải

Tổ nối dây của MBA biểu thị cách nối dây của các cuộn dây ở cùng cấp điện áp và vị trí các vector tương ứng của điện áp sơ cấp và thứ cấp ( góc lệch pha )

Tổ nối dây

Trang 12

Trong các MBA ba pha các cuộn dây có thể nối lại với nhau theo các cách sau:

Nối sao (Y)

Nối zigzag (Z)

B C

A

Tổ nối dây

 Để chỉ góc lệch pha giữa điện áp sơ cấp và thứ cấp  qui ước

góc lệch pha giữa điện áp dây của cuộn dây sơ cấp và điện áp dây của cuộn dây thứ cấp

Tổ nối dây

Kí hiệu góc lệch pha

 Góc lệch pha biến thiên từ 0 0 đến 360 0

 Thực tế người ta lấy đơn vị 30 0

 Kim giờ chỉ giờ n nào đó  góc lệch pha là φ = n.30 o

2.2 Khả năng quá tải của máy biến áp

S đm  T đm

Thực tế vận hành  phụ tải MBA thay đổi

S < S đm  hao mòn cách điện nhỏ hơn  tuổi thọ tăng

S > S đm  hao mòn cách điện lớn hơn  tuổi thọ giảm

 Xác định công suất mà MBA có thể tải được và thời gian làm việc cho phép tương ứng sao cho tuổi thọ của MBA vẫn là định mức.

Quá tải sự cố

Trang 13

Mức độ cho phép quá tải

Quá tải bình thường

2

cp cp dm

S k S



1dm

S k S



 Xây dựng các đồ thị k cp2 = f(k 1 ,t)

2.2 Khả năng quá tải của máy biến áp

 Ít khi xảy ra, là trường hợp hiếm xảy ra trong vận hành

 Quy định được phép quá tải 40% (k qtsc = 1,4), không quá 5 ngày đêm, mỗi ngày không quá 6h và k1 trước lúc sự cố không quá 0,93

mà không gây hư hỏng chúng

Quá tải sự cố

@Nguyễn Thị Hoài Thu, Viện Điện, trường ĐH Bách Khoa HN2.2 Khả năng quá tải của máy biến áp

Cấu tạo và nguyên lý làm việc

điện từ.

tải điện năng từ cấp điện áp

này sang cấp điện áp khác.

2.3 Máy biến áp tự ngẫu

phía cao và phía trung.

O

T

I ch

TH công suất từ CA sang TA

 TO gọi là cuộn chung W chung

 CT nối tiếp  cuộn nối tiếp W nt

W

CoC

Trang 14

Giả thiết cosφ C = cosφ T

WC CI  WT TI

I ch = I T – I C = I T – I n

W C C I  W T C I  W T C I  W T T I  0

W n n I  W ch ch I

Phương trình sức từ động của MBA TN

MBA TN mỗi pha gồm 1 cuộn

dây  không dùng trong HTĐ.

Y/Y  điện áp sơ cấp sin

nhưng điện áp thứ cấp méo

I ch

B C

Khử sóng điều hòa bậc cao

Trung áp, cao áp  nối sao và có cùng điểm TT O

mang tải  nối với MFĐ, … không mang tải  cuộn dây bù

 Công suất định mức (công suất xuyên)  công suất giới hạn có thể truyền từ CA sang

TA hoặc ngược lại

Công suất tính toán

 Công suất tính toán (công suất mẫu)  công suất để thiết

Trang 15

 Xác định công suất truyền qua các cuộn

dây khi truyền tải Sđmtừ CA sang TA :

 Công suất truyền qua cuộn dây nối tiếp:

U α U

Cdm

α U

 α chỉ ra công suất tính toán chiếm bao nhiêu phần công suất định mức.

 Khi nối với MFĐ, thanh góp điện áp MF, máy bù đồng bộ, cung cấp điện

cho phụ tải  cuộn HA được chọn bằng công suất tính toán S tt

 Không tải: cuộn hạ áp chỉ dùng để

khử sóng điều hòa bậc cao  công

suất xác định theo yêu cầu ổn định

O

T

I ch

TH công suất từ CA sang TA

 Chế độ liên hợp B: Công suất truyền: HA CA

TA

HA TA

 Chế độ tự ngẫu: Công suất truyền: CA TA Các chế độ làm việc

@Nguyễn Thị Hoài Thu, Viện Điện, trường ĐH Bách Khoa HN2.3 Máy biến áp tự ngẫu

Trang 16

So sánh tổn thất công suất giữa MBATN và MBA 3 cuộn dây

} S đm

So sánh tổn thất công suất giữa MBATN và MBA 3 cuộn dây

 Các cuộn dây và mạch từ của MBATN tính toán chế tạo theo S tt 

tiêu hao vật liệu, kích thước, giá thành, trọng lượng nhỏ hơn so với

MBA 3 pha ba cuộn dây có cùng S đm

 Tổn thất công suất ( tổn thất điện năng) trong MBATN nói chung

nhỏ hơn so với MBA 3 cuộn dây (cùng S đm ), nhất là khi tải công

suất từ CA sang TA và ngược lại.

 Điện kháng của phía cao và trung trong MBATN nhỏ hơn so với

MBA thường  tổn thất công suất phản kháng và tổn thất điện áp

nhỏ, dễ điều chỉnh điện áp hơn.

Ưu điểm

 Liên lạc về điện giữa cao và trung  Sóng quá điện áp (khí quyển, nội bộ) có thể truyền từ bên mạng này sang mạng kia, nhất là trường hợp 1 phía bị hở mạch, do có sóng phản xạ  có thể gây quá điện áp lớn

 CSV ở phía CA và TA của MBATN

 Chỉ dùng MBATN trong trường hợp ở mạng điện áp cao và trung có TT trực tiếp nối đất

 Do XC-Tbé nên INtrong mạng cao và trung áp

sẽ lớn hơn nhiều so với trường hợp dùng MBA ba cuộn dây.

AU

B

UC

U

a

U

bU

cU

Định dạng
Số trang	27
Dung lượng	4,88 MB