QLVH_TBA

Biên soạn: Trịnh Quang Khải 1

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 lá

tôn 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 2Gauss 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. Lượngđường 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, kíchthước 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 dâysơ cấp đấu vào nguồn điện, cuộn dây thứ cấp đấu vào phụ tải. Đồng (Cu) là vậtliệu thông dụng được dùng để chế tạo cuộn dây máy biến áp, trong một sốtrường 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 giáthành 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 ápcàng cao thì số vòng dây càng lớn.

W1 U1W2 U2

kU được gọi là tỉ số biến điện áp của máy biến áp

Thí dụ:Biết U1 = 220kV, U2 = 110kV thì tỉ số biến của máy biến áp là

U1 220 W1U2 110 W2

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 số vòng cuộn dây thứ cấp W2 = 110.000 x 0.1 = 11.000 vòng

hoặc có thể tính W2 = 22.000 : 2 = 11.000 vòng

Hình 6.2 Mô tả hình dáng mạch từ MBA

= = kU

==


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 dâyđồng 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 thôngdầu. Độ bền và tuổi thọ của máy biến áp chủ yếu phụ thuộc vào khả năng chịuđiện 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 dâycó 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 vàsứ 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

Tênvật liệu

Điện trở suất Khả năng chịu kéo Đặc tínhkỹ thuật

Đồng(Cu)

= 0,017241 mm2/m

=38 39kg/mm2

đồng thanh=26 28kg/mm2

đồng mềm

- dẫn nhiệt tốt- dẫn điện tốt- chống ăn mòn cao

50Nhôm(Al)

= 0,0295 mm2/m

= 16 17kg/mm2 nhômthanh= 8 kg/mm2

nhôm mềm

- dẫn nhiệt tốt- dẫn điện tốt- khả năng chống ăn

mòn kém hơn đồng

- 1~ là từ thông.- U1~ là điện áp sơ cấp.- U2~ là điện áp thứ cấp.- W1 là cuộn dây sơ cấp.- W2 là cuộn dây thứ cấp.- số 1 là lõi thép.- số 2 là cuộn dây.

1

2

U1~

W1

W2

1

Hình 6.3 Sơ đồ nguyên lý MBAU2~


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 Z2 nên 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.+ Z0 là trở kháng trong cuộn dây W2.

+ Z2 là trở kháng mạch ngoài.

Khi máy biến áp vận hành không tải thì trên cuộn dây sơ cấp W1 có dòngđiện 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 W1 và thứcấp W2 đều 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 biếnáp 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...

b- Thường dùng chữ số để biểu thị: Các đại lượng định mức của máy biến áp như công suất, điện áp, dòng

điện…2- Dung lượng định mức của máy biến áp: (Sđm) Dung lượng định mức được

ghi trên phần số của nhãn mác máy biến áp là công suất mang tải của máybiến áp vận hành liên tục trong điều kiện điện áp, tần số định mức.

a- Trong điều kiện môi trường tiêu chuẩn: Như nhiệt độ lớn nhất của môitrường 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.


Công thức hiệu chỉnh như sau:

S'đm = Sđm ( 1+ ) x ( 1 + )100 100

Sđm Dung 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 vượtquá 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 cuộndây 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 vớidung 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 điệnáp 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 phải

điều chỉnh phân nấc theo chiều tăng để tăng, lúc này số vòng dây sơ cấp giảm đicho 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 ápđịnh 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 sơ

cấp và thứ cấp. Dòng điện định mức của máy biến áp 3 pha tính toán như sau:

I1đm =

25 - tb 40 - max

Sđm

3 U1đm

S2đm

3 U2đm

Sđm là dung lượng định mức cuộn dây sơ cấp MBA. S2đm là dung lượng định mức cuộn dây thứ cấp MBA.U1đm điện áp định mức cuộn dây sơ cấp.U2đm điện áp định mức cuộn dây thứ cấp.


I2đm =

Nếu I < Iđm là khi máy biến áp vận hành non tải. Nếu I > Iđm là 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 phatrên cuộn dây sơ cấp và thứ cấp được biểu diễn bằng véc tơ. Trong một máy biếnáp do các cuộn dây được liên hệ với nhau bằng điện từ trường nên cực tính vàchiều 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 cáchđều 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 tơThí 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)

UABAB

UAOO A

1800

121

2

3

4

56

7

8

9

10

1111 1

8

7

9

10

4360

65

0

3

2

12111 11 1

10

9

3308

76

5

04 8

7

3

2

9

10

4150

65

03

2

12 12

U1U2

U1

U2

U1U2

U2

U1


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 trìnhtự:

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 điệnáp 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

uA

UbUC

A

BC

X YZ

a(y)

b(z)

c(x)

Uac

Uba

Ucb

A

BC c

3300

UacUAC

a

Sơ đồ véc tơ xác địnhtổ đấu dây

Hình 6.5 Xác định tổ đấu dây Y/-11


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 vịtrí 12 giờ, góc lệch pha của hai véc tơ UA và Ua tính theo chiều kim đồnghồ là 3600. Lấy 3600 chia cho 300 được 12. Như vậy máy biến áp có tổ đấudây là Y/Y0- 12.

Thí dụ 2:Để xác định tổ đấu dây của máy biến áp (hình 6-4c) 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 . Vẽ mũi tên có chiều theo hướng đi ra trên mỗi cuộn dây để xác định cực

tính của cuộn dây. 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 c

trùng với điểm C của sơ đồ. Góc lệch pha giữa hai véc tơ điện áp UAC và Uac được xác định theo chiều

quay của kim đồng hồ là 3300, lấy 3300 chia cho 300 sẽ 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

BC c13300

UAC

a

Uac1

c2

Uac2

A b c

x y za1 b1 c1

x1 y1 z1

c2b2a2

z2y2x2

0


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 dođó 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 i1 chạy qua(hình 6.7a), dòng điện i1 cảm ứng trong lõi thép một từ trường ta gọi đó là “từtrường ngoài”. Thông thường trong lõi thép chứa mô men từ hoá còn gọi là tốtừ. 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 bịchuyển hướng, lúc này lõi thép đạt tới mức bão hoà từ (hình 6.8B). Khi lõi thépđã bão hoà rồi thì dù cho từ trường ngoài có mạnh lên bao nhiêu chăng nữa cũngkhông 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 mộtđại 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 W2 một sức điện động E1 chậm 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 W2 một sức điện động E3 chậm 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

3

i0

E1 E2

w1 w2

a b

c

d e

f t

I i0


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 1200

tương 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 = 01max sin t.

a

bc

N ssNN ssN

N s sN N s sN

N ssNN ssN

N s sN N s sNs

nn

Ns s N Ns s N

Nss NNss N

Nss NNss N

Ns s N Ns s N

s

Ns

sN N

ssN

sN N

sN

ssN

Ns

NssN

sN

sN

Ns

(a)

(b)

(A) Lúc chưa có từ trườngngoài các mô men từ hoá xắpxếp lung tung.(B) Lúc có tác động của từtrường ngoài các mô men cùngquay theo một hướng.N là cực bắc, S là cực nam

Hình 6.8 Các mô men từ hóa

Hình 6.9Các đường đặc tuyến dòngđiện I0, từ thông , 1,3 và các sức điện độngE, E1, E3.

(A)

(B)


01B = 01max sin (t - 1200).01B = 01max sin (t - 2400).

Từ thông bậc 3 “03” của cả 3 pha đều có tần số bậc 3 (f = 150Hz)03A = 03max sin 3t.03B = 03max sin 3(t - 1200).03C = 03max sin 3(t - 2400).

Các từ thông của 3 pha o3A, o3B, o3C có độ lớn bằng nhau, có cùng gócpha là 3t. Các từ thông đi trong lõi thép sẽ bị ngược chiều nhau, chúng bị đẩyra khép kín mạch qua vỏ máy biến áp. Dưới tác dụng của từ thông bậc 3, trongvỏ 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 pha

Eo1 tần số 50Hz.+ Từ thông 3 pha o3 cảm ứng trong cuộn dây thứ cấp sức điện động 3 pha

Eo3 tần số 150Hz, vì cuộn dây có lõi thép có trị số điện cảm rất lớn nên Eo3

chậm pha sau o3 1/4 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 chukỳ (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. Nhưvậy hai véc tơ o3 và 'o3 ngược chiều nhau có tác dụng triệt tiêu nhau, loạitrừ được tác hại của từ thông bậc 3 “o3” (hình 6.10).

Máy biến áp 3 pha thường dùng cuộn dây trung áp đấu tam giác hoặc đấusao zích zắc để diệt "sóng điều hoà bậc ba" có trong các cuộn dây. Những máybiến áp công suất lớn thường dùng cuộn dây trung áp đấu tam giác chuyên dùngđể 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).

3a 3a 3a= =


Như vậy cuộn dây 110kV đấu Yo có trung điểm nối đất có tác dụng điềuchỉnh 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 năngchuyển thành nhiệt năng ta gọi đó là tổn hao công suất không tải. Với một máybiến áp khi vận hành không tải thì" dòng điện không tải Io và công suất khôngtải Po" gần như không đổi, ta lợi dụng đặc tính này để xác định tổn hao côngsuất 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 ứngtrong lõi thép dòng điện phu cô còn gọi là "dòng điện xoáy" chạy quẩn trong lõithép. 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 cấpIo

Io% = 100I1đm

Tổn hao không tải Po là công suất hữu công vì điện năng biến thành nhiệtnăng. 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 sứcđiện 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 lượngcác lá thép si lích dùng để chế tạo lõi thép, công nghệ chế tạo lắp ghép lõi thépcủa 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 I2đm

thì dừng lại. Điện áp đo được trên đồng hồ volmét là điện áp ngắn mạchUk%.

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

Uk% = 100

Uk% 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 và

bảo 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 rấtnhỏ 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 Pk trên 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 Upha

1005,5x 63

100Pk được 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 Pklà tổn hao đồng. Pk dùng để tính toán điện trở rk và cảm kháng xk từng pha của cuộn dây máy

biến áp:

rk = = xk =

Trong đó: rk là điện trở ngắn mạch.

xk là cảm kháng ngắn mạch.Zk trở kháng ngắn mạch. Pk là công suất ngắn mạch một pha.

Bảng 6.2 Một số tổ đấu dây thông dụngSơ đồ đấu dây Sơ đồ véc tơ Ký hiệu tổ

đấu dâyCuộn sơ Cuộn thứ Cuộn sơ Cuộn thứ

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 gắn

trên 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.

A b c

x y z

A b c

x y z

ca b 0

x y z

a b c

x y z

Y/ Y0- 12

Y/ - 11

A b c

x y z

zyx

a b c

Y/ - 5

A b c

x y z

Y/ Y0- 6

0 a b c

x y z

A

BC

XY

Z

a

bc

X

y

z

c

y

z

b

X

a

c

y

z

b

X

a a(y)

b(z)

c(x)

ba

c

Xzy

a

b

c

x

y

z

c

y

z

b

X

a

= 3,5kVUn =

Un =

Pk

I2k

Pk

I2 đmZ2k - r2k


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 biếnáp 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 lựccó 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 chínhdùng 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 lọckhí... 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 nhiệtđộ của môi trường. Khi đổ dầu bổ xung vào máy phải căn cứ vào nhiệt độ môitrường 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 vạch500 thì 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 tắcđường ống dẫn không. Khi nạp dầu vào máy biến áp người ta thường dùng máyhút 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 xả

bẩn 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 vàbẩn. 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 ởđáy bình hút ẩm. Với những máy biến áp có công suất lớn điện áp cao còn cóthêm 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. Silicazencó 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

1- Thùng dầu phụ 1.1’- Thùng dầu phụ 2.2- Màng túi cao su chịu dầu.3- Van xả khí.4- Bình thở.5- Đồng hồ báo mức dầu.6- Relay ga7- Relay dòng dầu8- Thùng dầu bộ công tắc K9- Van xả dầu bẩn


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 hơnkhoảng 2,5kG/cm2 van phòng nổ sẽ làm việc, lúc này nắp van bị áp lực dầu đẩyra 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 áp

trong 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 vancánh 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 nhiệtngười ta dùng thêm quạt gió, dùng bơm dầu cưỡng bức để tăng tốc độ đối lưucủa 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 nhiệtđộ 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

Nắp van an toàn

Lò sochịu kéo

Lò sochịu nén

- F1: Áp lực dầutác dụng lênmặt trong củanắp van antoàn.

- - 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 đều

dùng loại rỗng có thanh dẫn tròn xuyên qua lòng. Sứ máy biến áp được chế tạođặc biệt, được tăng cường cách điện bằng nhiều tán sứ, tán sứ rộng và chiều caosứ lớn hơn mức bình thường. Sứ đầu vào gồm có hai loại: Loại sứ kiểu tụ điệnvà kiểu không tụ điện. Loại sứ kiểu tụ điện được dùng phổ biến trong máy biếnáp 110kV, 220kV là sứ có phần cách điện bên trong bằng giấy tẩm dầu, lại sứnày được phân làm hai loại: Loại sứ áp lực và loại không áp lực. Loại sứ có áplực 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 trêncùng cũng có một khoang dãn nở dầu. Loại sứ kiểu không tụ điện là chỉ có cáchđiện bằng sứ và chất cách điện lỏng.

1- Kim chỉ thị nhiệt độ.2- Kim chỉ thị mức giới hạn3- Đầu luồn cáp4- Kẹp bắt cố định vào MBA5- Tiếp điểm6- Vít để thay đổi mức giới hạn7- Mặt đồng hồ8- 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 lực

1- 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 tiếp

giáp 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 ngâmtrong 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 khiđóng 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 năngmà các van dầu có kích thước cấu tạo khác nhau, các van lắp vào thùng dầuchính thường to, các van khác thường nhỏ hơn. Trong quản lý vận hành các vandầu 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 thùng

dầu công tắc K. Vì bộ công tắc K làm việc thường xuyên nên dầu bẩn rất nhanhdo đó dầu công tắc k phải có ngăn riêng. Khi xảy ra phóng điện trong thùng dầucông 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

Hình 6.20 Sự phụ thuộc của áp lựcsứ vào nhiệt độ môi trườngkhông khí xung quanh.

Loại sứ: TA . 45. 110/630T1 TБ . 45. 110/630T1

- MN là đường cong xác lập- 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 relaytác động con bài đỏ sẽ hiển thị trên cửa sổ lỗ kính quan sát. Trên nắp relay có hainút 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 xuốngthùng 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 haivị trí trong hộp relay có độ cao thấp khác nhau. Bình thường cả hai cặp tiếpđiểm điện đều hở mạch, khi có hư hỏng (phóng điện, chập vòng dây…) thìtrong 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 cũngthường xảy ra ngay sau khi nạp dầu đóng điện lần đầu vì bọt khí tồn tại trongthùng 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 điện3 phía máy biến áp. Relay gas loại mới còn làm thêm một vách ngăn nhỏ, khicó 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 biếnáp. 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 bơm

dầu 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 relayáp 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 lực

Hình 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 biếnáp đạt định mức. Mục đích của việc điều chỉnh điện áp là hạn chế được quá điệnáp và hạn chế được tình trạng kém áp của máy biến áp, giảm được nguy cơ sự cốdo quá điện áp và giảm được tổn thất điện năng cho lưới điện. Trong máy biếnáp thường dùng thêm bộ điều chỉnh điện áp 3 pha kiểu quay bằng tay có từ 3 đến5 đầu phân nấc đặt ở cuộn dây trung áp 22kV, 35kV….. Bộ điều chỉnh điện ápkhông 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 biếnáp 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 sơcấp có cấu tạo đặc biệt cho phép điều chỉnh được điện áp ngay cả khi máy biếnáp đang mang tải lớn. Vì các bộ điều chỉnh điện áp này đều được chế tạo theokiểu 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%) trongđó 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 chỉnhlàm cho từ thông của "cuộn dây điều chỉnh" ngược với chiều từ thông của "cuộndây 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 dướitải (ĐCĐADT). Có nhiều loại bộ ĐCĐADT do nhiều hãng sản xuất, mỗi loại cómột 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 các

MBA 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 bêncạnh 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. Bộcông 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 tiếpđiểm, từng đôi cặp tiếp điểm có lắp điện trở hạn chế chịu được dòng điện đi quatừ 200A đến 800A còn gọi là điện trở dập lửa. Tiếp điểm đầu và cuối bộ công tắcK được đấu vào 2 trung điểm của dao lựa chọn chẵn, lẻ sau đó đi ra đầu sứ trungtính.

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 hệlẻ (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 tắcK chuyển động theo cơ cấu kiểu cu lít “biến chuyển động quay thành chuyểnđộng thẳng”. Bộ công tắc K có tốc độ làm việc cực nhanh từ 45miligiây đến50miligiây 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 trịsố 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 Ađang nối vào cực 31-A, nấc số 1 đang nối vào cực 32-A. Muốn chuyển về nấc 3thì 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 thờiđiểm 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 Y

chịu được điện áp xung là 380kV có dòng điện max liên tục là 150A. Bộ nàyđược bố trí trong một khoang riêng bên ngoài thùng dầu chính máy biến áp. Dầucủa khoang ĐAT và khoang thùng MBA ngăn cách nhau và được nối thông với2 khoang dãn nở riêng trên thùng dầu phụ. Mỗi pha của bộ ĐAT gồm có bộ tiếpđiểm 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 bộĐAT 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 điểm

chính 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 độngR 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 tiếpđiểm 1, 2 và 10,11 nối với nhau, kích thước của tiếp điểm 12 tương đương với 2tiếp 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 điệnđi như sau: từ cuộn dây chính tiếp điểm 12 H 15 N

Như vậy ở nấc này chỉ có cuộn dây chính tham gia (đây là nấc định mức), nếutiếp tục tăng tới nấc 10 (cũng là nấc định mức) dòng điện đi từ cuộn dây chính12 H 15 N, đồng thời lúc này tiếp điểm đảo chiều chuyển từ 1213 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 2quá 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 dâyđiều chỉnh

Bước 2: Tiếp điểm chuyển tiếp M2 tiếp xúc vào tiếpđiểm tĩnh 1và tiếp điểm chính tách ra, dòng điện đi quađiện trở M2 và tiếp điểm chuyển tiếp.

Bước 1: Lúc đầu tiếp điểm động H đang tiếp xúc vớitiếp điểm tĩnh 1 bằng tiếp điểm chính (toàn bộ dòng điqua 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 chungcho 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 củabộ 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 8 x 1,25%).

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 dòngR1 và R2. Bộ tiếp điểm đảo 5 gồm có 3 tiếp điểm tĩnh K ,+, và tiếp điểmđộng 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 tiếpđiểm 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 tiếpđiểm 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 vớiđầu 0 của cuộn nối tiếp 3. Tiếp điểm + và – của bộ đảo nối tương ứng với điểmcuối 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 điqua M1 (dòng tải đã chuyển hoàn toàn sang nấc 2).

Bước 5: Tiếp điểm chính tiếp xúc với tiếp điểm tĩnh 2và tiếp điểm chuyển tiếp tách ra, như vậy dòng điện đãđi qua tiếp điểm chính. Quá trình chuyển nấc của tiếpđiểm 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 cáchđiện.

Trên hình vẽ ta thấy máy biến áp đang vận hành ở mức 9b, mạch điện cuộn220kV được nối từ sứ trung tính N qua cuộn dây chung 1, qua bộ tiếp điểm dậphồ 4 tiếp ở bên chẵn 2 tới bộ chọn chẵn 6 tiếp ở II-K và qua K tới cuộn dây nốitiếp 3 tới đầu ra sứ 220kV. Ở nấc này, cuộn dây điều chỉnh 2 không tham giavào mạch điện nên điện áp cuộn 220kV là nấc trung bình.

Khi MBA ở nấc 1, mạch điện 220kV từ sứ N qua cuộn dây chung 1, bộ tiếpđiểm 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 điềuchỉnh 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 tiếpđiểm động của bộ tiếp điểm dập hồ chuyển sang từ A-2 sang A-1 nên mạch điệncuộn dây 220kV sẽ từ N qua A-1— I-3 của bộ chọn chẵn -3-9 của cuộn dâyđiều chỉnh --- + -- K của bộ đảo – cuộn nối tiếp. Ở nấc 3 này cuộn dây điềuchỉnh 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 chuyểntăng 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 chungvà cuộn nối tiếp.


Khi ta thực hiện chuyển giảm nấc từ 17 xuống 1 quá trình diễn ra theo trìnhtự 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, bộđảo chuyển sang tiếp K+.

Số vị trí: 19Các nấc khác nhau: 17A: Vị trí nấc đảoB: Số thứ tự nấcC: Vị trí nấc bộ chọnD: NấcĐ: Vị trí tiếp điểm dập hồ quang.

Hình 6.28Sơ đồ nguyên lý bộ ĐAT dùng cho 1 pha

K

K

A B C D Đ

19 9 17 3-518 8 16 4-617 7 15 3-516 6 14 4-615 5 13 3-514 4 12 4-613 3 11 3-512 2 10 4-611 1 9C 3-510 K 9B 4-69 9 9A 3-58 8 8 4-67 7 7 3-56 6 6 4-65 5 5 3-54 4 4 4-63 3 3 3-52 2 2 4-61 1 1 3-5


Vị trí các tiếp điểm của các bộ dập hồ, bộ chọn, bộ đảo ở các nấc từ 1-17 trong2 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 điểmđộng 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 trìnhtự ngược lại 2 4 3 1.

Các điện trở R1 và R2 làm nhiệm vụ hạn chế dòng nhưng không gây chênhđiện áp lớn giữa các tiếp điểm 1, 2, 3, 4. Khi tiếp điểm động A tiếp ở cả 2 và 3,nó nối tắt các vòng dây giữa 2 nấc điều chỉnh liên tiếp qua 2 điện trở R1 và R2,nhờ có R1 và R2 mà các vòng dây giữa 2 nấc điều chỉnh liên tiếp này không bịngắn mạch.

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 cácbộ 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, một

ngày 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 khoảng30 đến 50 năm tương ứng với 50.000 lần làm việc nhưng trong thực tể do không

N

Hình 6.29Cơ 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 cáchđiện 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 vệsinh 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 3

máy 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 phù

hợp 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 1050C.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 điệnáp 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 quáđiện 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 lượngViệt Nam 1994:

Lâu dài cho phép máy biến áp vận hành quá điện áp 5% khi phụ tải địnhmức và quá điện áp lâu dài 10% khi phụ tải không quá 0,25 định mức.

Ngắn hạn cho phép máy biến áp vận hành quá điện áp 10% dưới 6 giờ trongmột ngày một đêm khi phụ tải không quá định mức.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 là

nếu điện áp thấp hơn 5% điện áp định mức thì: Đối với đèn chiếu sáng: Quang thông giảm đi 18%. thiếu ánh sáng dễ

gây 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 đi

10%. 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 bằngđiện. 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 bịngừng, 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 cáchđiện 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 sốhấp thụ Kht cho ta biết cuộn dây cuộn có bị nhiễm ẩm không.

R60"

R15"Kht =


Trong đó: Kht là 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 có

dòng điện lớn đi qua gây ra tổn hao công suất lớn làm cho nhiệt độ của máy biếnáp tăng lên. Nguyên nhân do bề mặt tiếp xúc của tiếp điểm bị bẩn hoặc rỗ, lực éptiếp điểm bị kém, diện tiếp xúc của bề mặt tiếp điểm nhỏ không đủ cho dòngđiện 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 ápkhông 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 máy

biến áp sẽ có hai điểm tiếp đất, nếu để xảy ra ngắn mạch các lá thép sẽ có dòngđiện phu cô lớn chạy quẩn trong lõi thép dẫn đến nhiệt độ lõi thép tăng lên. Vớicác 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 trở

tiếp 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 sinhra 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 cáclá thép F1, F2, F3... sẽ khác nhau, các lực từ hoá này tác dụng với nhau tạo ra sựrung 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 điệnáp 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 tại

điểm 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 phóngđiện trong nội bộ máy biến áp hoặc trong bộ điều chỉnh điện áp thì rơ le ga, rơ leso 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 hiệnđể tránh mọi sai sót. Người làm công tác vận hành trạm biến áp phải nắm vữngcác 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. Quy trình xử lý sự cố.

6.1.3.2. Nội dung công việc kiểm tra máy biến áp trong vận hành1. Mục đích kiểm tra:

Việc kiểm tra thường xuyên máy biến áp trong vận hành được thực hiện bằngmắt thường để sớm phát hiện những hư hỏng nhẹ máy biến áp. Nếu không đượcgiải quyết kịp thời sẽ dẫn đến hư hỏng nặng, gây mất điện kéo dài thiệt hại lớnvề 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 chữamáy biến áp" của các Công ty Điện lực. Chu kỳ và thời hạn kiểm tra trạm biến áp được quy định dựa trên nguyên

tắc:+ 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 là550C hoặc khi phụ tải đạt định mức không tính đến nhiệt độ lớp dầu trên cùng làbao nhiêu. Khi quạt gió không chạy thì nhiệt độ lớn nhất của cuộn dây khôngvượt quá 850C. 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 tải

không. 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 có

hiện tượng phát nhiệt không. Kiểm tra các trang bị phòng cháy chữa cháy có đảm bảo sẵn sàng làm việc

không. 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 qua

rào 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: A. Thành phần cacbuahydro B. Thành phần không cacbuahydro C. Các thành phần khác

A. Thành phần cacbuahydro chiếm 95% trọng lượng dầu.Thành phần này gồm:


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

Hợp chất lưu huỳnh: Mercaptan. Sulphit. Tiophen

Hợp chất NitơC. Các thành phần khác: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 từ80% 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 cáchđiện 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 chính

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

mức độ ôxy hoá của dầu.Dầu trung tính: trị số axit 0,01 mgKOHDầu có axít: trị số axit 0,015 mgKOH 0,02 mgKOHDầu có axít yếu: trị số axít 0,01mgKOH 0,015 mgKOHDầu có axít mạnh: trị số axít 0,02 mgKOH

b. Tạp chất trung tính:+ Làm cho dầu bị biến mầu từ mầu xanh nhạt hay vàng nhạt sang mầu

xám đục và đen.+ Làm tăng độ nhớt của dầu làm dầu kém lưu động, hạn chế khả năng

làm mát của dầu.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 dầutrên cùng 850C.

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 lênlàm 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 200mlnước ở nhiệt độ 200C bằng 51 1 giây (51 1 giây: là chỉ số của nhớt kế).


T500C T100

0CT20

0C H2O T200C H2O

E500C, E100

0C là độ nhớt tương đối tính bằng độT50

0C, 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 một

hỗn 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 1350C.

E500C = Hay là E100

0C =

1. Vít điều chỉnh cân bằng giá đỡ.2. Giá đỡ3. lỗ xả dầu thí nghiệm4. Bình nước nóng bên ngoài bình đựng dầu5. Dầu thí nghiệm6. Lỗ cắm nhiệt kế thủy ngân và que chặn dầu7. Nắp nhớt kế8. Tay khuấy nước9. Que gỗ chặn dầu xuống10. Dấu chỉ thị mức dầu11. Lỗ xả dầu12. Cánh khuấy dầu13. Bộ gia nhiệt cho bình nước nóng (dùng lửa ga)

Hình 6.30Nhớt kế kiểu ENGLER

Hình 6.31Dụng cụ đo độ chớp cháy của dầu biến áp


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 hoá

già 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 0,02mgKOHDầu 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 đến800C điện áp chọc thủng của dầu giảm không nhiều.

+ Các hạt nước ở trạng thái lơ lửng: Ở nhiệt độ từ -200C đến 00Cđiện 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.

+ Các hạt nước lắng xuống đáy: Không gây ảnh hưởng nhiều đếnđiện 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.

+ Tiêu chuẩn hàm lượng nước trong dầu: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.


Hình 6.32 Đường đặc tuyến điện áp chọc thủng (Uct)phụ thuộc nhiệt độ khi dầu có nước

5. Các biện pháp nâng cao chất lượng và kéo dài tuổi thọ của dầu máybiến áp trong vận hành:

Dầu biến áp là một loại chất điện môi có đặc tính hoá học không ổn định theothời gian, khi có tác dụng lâu dài của quá trình ôxy hóa sẽ làm cho dầu bị lãohoá nhanh do đó cần phải áp dụng một số biện pháp chống lão hoá để kéo dàituổi thọ của dầu. Các biện pháp đó là:

a. Cho vào dầu mới chất kháng ôxyb. Dùng thùng dầu phụ hoàn toàn kín (hình 6.33)

Ngăn cách với môi trường không khí bằng túi khí làm bằng chất dẻo chịudầu. Khi áp suất trong thùng dầu hạ thì khí được hút vào trong túi, ngược lại khiáp suất trong thùng dầu tăng lên sẽ ép dầu vào thành ngoài của túi khí mà dầukhông bị trào ra ngoài thùng (hình 6.33).

c. Dùng bình xi phông nhiệt (còn gọi là bình lọc dầu tại chỗ):Bình xi phông nhiệt có vỏ làm bằng thép hình trụ, bên trong chứa hạt

Silicazen. Bình xiphông được liên hệ với thùng dầu chính bằng mặt bích thôngqua van dầu và hoạt động theo kiểu đối lưu. Dầu tuần hoàn đi qua ống xiphôngsẽ được lọc liên tục trong suốt quá trình vận hành (hình 6.16). Tuy vậy dùngbình xi phông cũng có ảnh hưởng một ít đến quá trình lưu thông dầu, làm chochất hấp thụ kém tác dụng, nếu dầu sạch quá cũng làm giảm chất kháng ôxy hoátự nhiên có trong dầu làm tăng mức ôxy hoá và tăng trị số axít trong dầu.


+ Không nhất thiết phải cho bình xi phông hoạt động liên tục, trongmột năm chỉ cần cho bình xi phông hoạt động từ 1 đến 2 tháng vào mùa hè vàtừ 3 đến 5 tháng vào mùa đông.

+ Khi bình xi phông hoạt động tốt thì nhiệt độ của vỏ bình phía trênphải cao hơn phía dưới.

+ Theo quy trình vận hành thì cứ sau 1 năm hoạt động là phải thay hạtsilicazen khi đó trị số axít của dầu lớn hơn 0,014mgKOH. Trọng lượng hạtSilicazen trong bình xi phông chiếm khoảng 1,25% tổng trọng lượng dầu trongmáy biến áp.

d. Nạp khí Ni tơ vào trong thùng dầu:Khí Ni tơ có tỉ trọng lớn hơn khí ôxy nhưng nhỏ hơn dầu, khí ni tơ không độc

cho người và không gây hại cho dầu. Khi nạp khí Ni tơ vào thùng dầu phụ sẽ tạora một lớp đệm khí ni tơ ngăn cách giữa không khí và dầu biến áp có tác dụngtốt nhất để chống ôxy hoá dầu biến áp. Trước khi nạp khí ni tơ phải mở nắpthùng dầu phụ để xả khí. Bơm dầu đầy vào thùng dầu phụ cho đến khi dầu dânglên đến mức đỉnh thì đóng kín nắp thùng dầu phụ. Khi bắt đầu bơm khí ni tơ vàothì bắt đầu rút dần dầu ra cho tới mức dầu vận hành. Khí ni tơ khi nạp vào phảiđảm bảo độ thuần khiết từ 99,7% đến 99,8%. Áp lực khí ni tơ nạp vào thùng dầuphụ luôn phải giữ ổn định từ 0,1 đến 0,2 Bar (1Bar = 1 kG/cm2). Biện pháp nạpni tơ đạt hiệu quả tốt, có tác dụng lâu dài làm cho độ hoá già của dầu giảm đi 3lần, làm cho độ chớp cháy của dầu thấp đi vì trong dầu không có ôxy, giảm thiểuđược khả năng cháy máy biến áp. Bộ nạp khí ni tơ là trang bị chuyên dùng, antoàn không để gây ra nổ (hình 6-34).

Khi đã dùng biện pháp nạp khí ni tơ thì không cần dùng bình xi phông nhiệt.

Hình 6.33 Thùng dầu phụ hoàn toàn kín


6.1.3.4.Tình trạng sự cố máy biến áp.Sự cố máy biến áp là ngắn mạch xảy ra tại đầu cực cuộn dây hoặc trong nội

bộ các cuộn dây máy biến áp. Khi ngắn mạch, dòng điện trong các cuộn dây tănglên một cách đột biến, dòng điện này có trị số rất lớn có thể đạt 20 30 lần dòngđiện định mức, nhiệt độ tăng lên rất nhanh không kịp tản ra môi trường xungquanh. Lúc này hệ thống làm mát bằng quạt gió mất tác dụng. Nếu hệ thống rơ lebảo vệ không kịp tác động thì có thể gây ra cháy máy biến áp. Trong quy quytrình vận hành và sửa chữa máy biến áp quy định:" Các cuộn dây máy biến áp phải chịu được dòng điện ngắn mạch có trị sốkhông quá 25 lần dòng điện định mức mà không hư hại hoặc biến dạng"Thời gian cho phép dòng điện ngắn mạch chạy qua tính bằng giây không được

lớn hơn tk được xác định theo biểu thức:

1500 100tk = k =

k2

k là bội số tính toán của dòng điện ngắn mạch đối với các nấc điều chỉnh- Uk % là điện áp ngắn mạch của máy biến áp tính theo %- Sđm là dung lượng định mức của máy biến áp.- Sk là dung lượng định mức của lưới.

1. Ngắn mạch các pha máy biến áp.Sứ máy biến áp có tác dụng cách điện cho các đầu cực cuộn dây máy biến áp.

Nếu để sứ bẩn sẽ gây phóng điện bề mặt sứ, làm suy giảm khả năng chịu điện ápphóng điện và dễ gây phóng điện từ đầu cực ra vỏ máy biến áp. Nếu bị phóngđiện tại hai sứ máy biến áp sẽ gây ra ngắn mạch đầu cực, đây là trường hợp ngắnmạch nguy hiểm nhất. Máy biến áp càng lớn thì dòng điện ngắn mạch càng lớn.Trị số dòng điện ngắn mạch Ik phụ thuộc vào góc lệch pha điện áp tại thời điểmngắn mạch và trở kháng ngắn mạch Zk của máy biến áp, Zk càng nhỏ thì dòng

SđmUk % + 100

Sk

Hình 3.34Bảo vệ dầu BA bằng khí Ni tơ


điện ngắn mạch càng lớn. Dòng điện ngắn mạch gây tác hại lớn cho máy biếnáp:Lực điện từ do dòng điện ngắn mạch đi qua sẽ phá hỏng cuộn dây. Nhiệt độ cuộn dây tăng lên rất cao sẽ làm cháy cuộn dây.

Bảng 6.3 Bội số dòng điện ngắn mạch và thời gian cho phép

Uk% Bội số dòng điện ngắn mạchThời gian cho phép

dòng điện ngắnmạch(giây)

4 25 2,45 20 3,7

5,5 18 4 6,5 15,5 4

tk với máy biến áp 35kV tối đa là 4 giây.tk với máy biến áp 110kV tối đa là 3 giây.

Lực điện từ F1, F2 do dòng điện I1, I2 sinh ra, bình thường lực điện từ nàykhông lớn lắm. Khi xảy ra ngắn mạch thì dòng điện trong cuộn dây sơ cấp và thứcấp tăng lên đến Ik1, Ik2 nên lực điện từ cũng tăng lên đến Fk1, Fk2. Dòng điệnIk1, Ik2 ngược chiều nhau nên lực điện từ Fk1, Fk2 cũng ngược chiều nhau. Cảhai lực điện từ Fk1, Fk2 tác dụng vào cuộn dây sơ cấp và thứ cấp đều là lựchướng kính được gọi là Fhk1, Fhk2. Lực hướng kính tác dụng lên cuộn dây vớimáy biến áp có thể lên đến vài chục tấn sẽ phá bung cuộn dây (Hình 6-35).

Trong từng cuộn dây thì dòng điện đi qua các vòng dây có chiều giống nhaunên lực điện từ sinh ra cũng có chiều giống nhau, lực điện từ có phương tácdụng song song với trục các cuộn dây ép lên cuộn dây từ hai phía làm cho cuộndây bị biến dạng.

2. Chạm chập một số vòng dây máy biến áp.Khi cách điện giữa các vòng dây bị tổn thương dễ gây ra chạm chập trong

cuộn dây. Dòng điện trong các vòng dây của 1 pha có chiều giống nhau tạo ralực điện từ tác dụng hướng trục. Lực này ép lên cuộn dây từ phía trên và dướilàm cho cuộn dây bị biến dạng. Nếu như hệ thống rơ le bảo vệ máy biến áp làmviệc không tin cậy thì khi xảy ra ngắn mạch 1 số vòng dây trong 1 pha có thể sẽphát triển thành ngắn mạch 3 pha (hình 6-36).

3. Chạm chập giữa dây dẫn với lõi thép: Trường hợp này ít khi xảy ra.

Hình 6.35Lực hướng kính tác dụng lên cuộn dây

cao áp Fhk1 và cuộn hạ áp Fhk2


6.1.3.5. Hoà song song máy biến áp.1. Mục đích hoà song song các máy biến áp:

Trong vận hành việc hoà song song hai máy biến áp là khi các đầu dây cùngcực tính của hai cuộn dây sơ cấp và thứ cấp của hai máy biến áp phải được nốichung. Hoà song song các máy biến áp nhằm mục đích:Đảm bảo yêu cầu cung cấp điện bình thường cho phụ tải bằng phương pháp

điều hoà công suất phụ tải cho các máy biến áp. Khi phụ tải cao thì vận hành cảhai máy, khi phụ tải thấp thì cho một máy ngừng hoạt động.Chủ động trong công tác sửa chữa đại tu máy biến áp hoặc thí nghiệm định

kỳ máy biến áp mà không cần phải cắt điện các phụ tải. Đảm bảo cung cấp điệnliên tục cho các phụ tải quan trọng hoặc toàn bộ phụ tải của hai máy biến áp.Hoà song song hai máy biến áp còn gọi là phương pháp vận hành kinh tế

máy biến áp nhằm giảm thiểu tổn thất điện năng cho trạm biến áp.2. Điều kiện hoà song song hai máy biến áp:

Hai máy biến áp muốn hoà song song cần phải có 3 điều kiện sau:a- Điện áp định mức của cuộn dây sơ cấp và thứ cấp lúc không tải phải bằng

nhau,b- Tỉ số biến của hai máy biến áp phải bằng nhau.c- Hai máy biến áp phải cùng tổ đấu dây.d- Hai máy biến áp phải có cùng điện áp ngắn mạch Uk%.

Cụ thể là: Hai máy biến áp vận hành song song phải đảm bảo tỉ số biến áp kU

không lệch nhau quá 0,5%. Hai máy có cùng tỉ số biến nhưng có điện áp địnhmức chênh lệch nhau, khi hoà song song có thể xảy ra tình trạng điện áp củanguồn điện sẽ cao hơn hơn điện áp định mức phía cao thế của một trong hai máybiến áp 5%. Nếu lệch quá sẽ gây ra quá điện áp, gây tình trạng bão hoà nhanhtrong lõi thép máy biến áp, làm tăng dòng điện từ hoá trong lõi thép và gây radòng điện không cân bằng lớn giữa hai máy. Điều này là không cho phép.

Hai máy có Uk% khác nhau thì dòng điện phụ tải qua mỗi máy biến ápphân bố tỉ lệ tỉ lệ nghịch với với Uk% của máy đó.

+ Điện áp ngắn mạch: Uk1% > Uk2%+ Trở kháng ngắn mạch: Z2 < Z1.+ Dòng điện cho phép của hai máy: Icf1 > Icf2.


Khi máy biến áp có Uk% nhỏ mang tải định mức, máy biến áp có Uk% lớnthì bị non tải. Khi máy biến áp có Uk% lớn mang tải định mức thì máy biến ápcó Uk% nhỏ bị quá tải. Điều này là không cho phép.

6.1.3.6.Thí nghiệm định kỳ máy biến áp:1. Đo điện trở cách điện của các cuộn dây:

a. Mục đích:Để kiểm tra sơ bộ tình trạng cách điện của các phần cách điện giữa các

cuộn dây với nhau, giữa các cuộn dây với vỏ máy.b. Dụng cụ đo:

Mêgômmét có điện áp 500v và 2500V.c. Công việc chuẩn bị:Phải dùng xăng không pha chì hoặc dùng cồn 900 để làm vệ sinh bề mặt sứ

trước khi đo.d. Sơ đồ đo:

Ký hiệu C, T, H là các cuộn dây có điện áp định mức cao, trung, hạ áp. V là vỏ máy. Dấu " - " là tách riêng. Dấu " + " là nối cuộn dây khác nhau.

Bảng 6.4 Sơ đồ đoMáy biến áp 2 cuộn dây Máy biến áp 3 cuộn dây

Sơ đồ bắt buộcC - H + VH - C + V

C - T + H + VT - C + h + VH - C + T + V

Sơ đồ bắt buộcC - HC - VH - V

C - TT - HH - CC - VT - VH - V

Bảng 6.5 Tiêu chuẩn Rcđ 60’’ theo nhiệt độ

Hình 6. 37 MBA vận hành song song và vận hành độc lập


Công suấtmáy biếnáp (kVA)

Giá trị R60" ( M) khi nhiệt độ cuộn dây ( 0C )10 20 30 40 50 60

6.300 450 300 200 130 90 60 10.000 900 600 400 260 180 120

Bảng 6.6 Quy đổi R60 theo nhiệt độ cuộn dây với MBA ngâm trong dầuHiệu nhiệt độ

T2- T1Hệ số K Hiệu nhiệt độ

T2- T1Hệ số K

1 1,04 10 1,52 1,08 15 1,843 1,13 20 2,254 1,17 25 2,755 1,22 30 3,4

2. Đo điện trở các cuộn dây ở tất cả các đầu phân nấc phân áp bằng dòngđiện một chiều (đo điện trở 1 chiều):

a. Mục đích:Kiểm tra tình trạng các mối nối, tiếp xúc của cuộn dây máy biến áp trong đó có

các tiếp điểm của bộ chuyển nấc điện áp.b. Dụng cụ đo:

Cầu đo điện trở 1 chiều hoặc dùng von, am pe 1 chiều có cấp chính xác 0,5(hình 6.38; 6.39; 6.40; 6.41)

c. Công việc chuẩn bị:Làm sạch tiếp xúc các điểm đặt que đo, nối vỏ tất cả các cuộn dây máy biến

áp, chập tắt các pha của mỗi cuộn dây với nhau.d. Sơ đồ đo:

Sơ đồ đo điện trở một chiều theo phương pháp hai dây đo còn gọi là phươngpháp cầu đơn chỉ dùng cho đo điện trở lớn cỡ 1 như điện trở 1 chiều cuộn dâycao áp (hình 6.40).`

Sơ đồ đo điện trở một chiều theo phương pháp bốn dây đo còn gọi là phươngpháp cầu kép chỉ dùng cho đo điện trở nhỏ cỡ dưới 1 như điện trở 1 chiều cuộndây hạ áp (hình 6.41)

Trong đó: R1, R2, R3 là các điện trở mẫu thay đổi được G là đồng hồ Gavanômét chỉ không. Rd1, Rd2, Rd3, Rd4 là điện trở nối cầu với đối tượng đo.

R2. R3

Rx = - ( Rd1 + Rd2 )R1

R2 + Rd2

Rx = ( R3 + Rd3 )R1


Rx là điện trở cần đo. P là nguồn điện một chiều.

Khi đo điện trở một chiều của các cuộn dây máy biến áp 3 pha đấu bằng cầuđo điện trở sẽ không xác định được trị số điện trở thuần của từng pha của cuộn

Hình 6.41 Sơ đồ Vonmet đấu ngoàiHình 6.40 Sơ đồ Vonmet đấu trong

A

VI IV

IX

V

A

Rx

Ua

UXRx

IV I

R3R1

R2

G

Rd1

Rd2

P

Rx

URx =

1- U/ RV

Dùng để đo Rx nhỏ hơn 1

URx = - Ra

IDùng để đo Rx lớn hơn 1

Rd2R2

PG

R1 R3

Rd1

RxRd3

Rd4

Hình 6.39 Sơ đồ đo điện trở một chiều bằng phương pháp 4 dây đo

Hình 6.38 Sơ đồ đo điện trở một chiều bằng phương pháp hai dây đo


dây vì lúc này số đo của cầu đo chỉ cho biết trị số tổng trở của các cuộn dây(hình 6.42)

Thí dụ: Tổng trở của RAB nếu tính toán theo sơ đồ thay thế 1 sẽ là

( Rca + Rbc). Rab Rca Rab + Rbc RbcRAB = =

( Rca + Rbc) + Rab Rca + Rbc + Rab

Muốn tìm được trị số điện trở thuần của từng pha cuộn dây ta phải tính toánlại theo công thức:

( RAB + RBC - RCA )( RAB - RBC + RAC)2( - RAB + RBC + RAC )

( RAB + RBC - RCA )( - RAB + RBC + RCA)2( RAB - RBC + RAC )

( RAB - RBC + RAC )( - RAB + RBC + RAC)2( RAB + RBC – RAC )

RAB + RAC - RBC2

RAB + RBC - RAC2

RAC + RBC - RAB2

RA = RAB +

RB = RBC +

RC = RAC +

Hình 6.42 Sơ đồ thay thế dùng cho đo điện trở cuộn dây MBA đấu tam giác

Hình 6.43Cuộn dây đấu sao (Y)

RA =

RB =

RC =

Khi cuộn dâu đấu hình sao (hình 6.43):Muốn tìm được trị số điện trở thuần của từng pha

cuộn dây ta phải tính toán lại theo công thức:


3. Đo tg sứ, và tg của các cuộn dây máy biến áp:a. Mục đích:

Để đánh giá chất lượng cách điện của máy biến áp đối với điện áp xoay chiều.Tất cả các vật liệu cách điện đều có cùng chung một đặc tính có tên gọi là điệnmôi nằm trong vật liệu cách điện. Khi đặt vào hai đầu vật cách điện một điện ápthử nghiệm U thì sẽ có một dòng điện ~ đi qua. Dòng điện này gồm 2 thànhphần: Dòng điện điện trở Ir và dòng điện điện dung Ic. Tỉ số của 2 thành phầndòng điện này chính là tg. Nếu tg lớn có nghĩa là thành phần dòng điện tácdụng lớn dẫn đến việc làm nóng vật liệu cách điện gây ra tổn hao lớn, như vậychất lượng cách điện kém. Qua trị số tg có thể đánh giá vật liệu cách điện có đủtiêu chuẩn đưa vào vận hành hay không. Các nhà chế tạo thiết bị điện cho biết trịsố tg tiêu chuẩn của vật liệu cách điện, dựa vào đó ta so sánh với kết quả đo tgđể đánh giá về tình trạng thiết bị trong vận hành. tg được tính theo % . Các vậtliệu cách điện mang điện áp 20kV đều phải đo tg. Đây là phương pháp giántiếp để kiểm tra khả năng chịu điện áp xoay chiều tăng cao của vật liệu cáchđiện.

b. Dụng cụ đo:Có 3 loại

Cầu đo Wattson, cầu biến thế,V- A- W. Phương pháp V - A- W sai số lớn nên ítdùng. Cầu đo Wattson: Dùng để đo Tg AB là áp tô mát. T1 Máy biến áp điều chỉnh vô cấp. T Máy biến áp nâng điện áp. Zx Đối tượng đo. Zo Tụ mẫu. R3, R4 Điện trở mẫu điều chỉnh được. ABCD là các đỉnh cầu.

Khi cầu cân bằng ta đọc được trị số tg.

Công suất tổn hao môi chất P được biểu thị qua hệ số Tg.

G

AB T2

AZ0

CB

R3R4

C4

Zx

D

T1

Utn

U

IrI

IC

Tg=Ir

Ic

Hình 6. 44 Sơ đồ nguyên lý cầu đo Wattson

tgx = C4. R4


IrIc

U2 U2. Tg Theo sơ đồ trên ta có P = U. Ic. Tg = Tg = = U2. c. Tg.

Xc 1/ c

Tổn hao môi chất P phụ thuộc vào Tg, khi Tg tăng thì tổn hao môi chất Ptăng lên và ngược lại khi tổn hao môi chất P tăng thì Tg tăng.

Bảng 6.7 Bảng mẫu dùng để so sánh kết quả đo Tg%

Công suấtmáy biếnáp(kVA)

Giá trị lớn nhất cho phép của tg (%)cuộn dây cùng sứ đầu vào theo nhiệt độ ( 0C )

10 20 30 40 50 60 6300 1,2 1,5 2.0 2,5 3,4 4,5 10.000 0,8 1,0 1,3 1,7 2,3 3,0

Nếu nhiệt độ khác nhiệt độ cho trong bảng phải tính đổi theo nhiệt độ tiêuchuẩn

Bảng 6.8 Bảng quy đổi hệ số K theo nhiệt độHiệu nhiệt độ K Hiệu nhiệt độ K

1 1,03 10 1,312 1,06 15 1,513 1,09 20 1,754 1,12 25 2,005 1,15 30 2,30

Thí dụ:Tg đo ở nhiệt độ 250C là 1,73%, muốn quy đổi về nhiệt độ 200C. Biết hiệu

nhiệt độ là 50C hệ số quy đổi là K= 1,15. Vậy tg ở 200C làtg = 1,73/1,15 = 1,5%.

= Tg.

P = (U2. c). Tg


Cầu biến thế: Dùng để đo điện dung và tg của các thiết bị cao áp, sứ đầuvào, các vật liệu cách điện cao áp, máy cắt điện, máy biến áp, động cơ điện caoáp, máy phát điện cao áp, tụ điện, chống sét, dầu cách điện...

Bảng 6.9 Trị số lớn nhất cho phép của tg sứ đầu vào máy biến áp

Dạng cáchđiện

Trị số lớn nhất cho phép của tg sứ đầu vào máy biến áp,sứ có điện áp định mức (kV)

3- 15kV 20- 35kV 66- 110kVKhi đưavào vận

hành

Trongvận hành

Khi đưavào vận

hành

Trongvận hành

Khi đưavào vận

hành

Trongvận hành

Giấy - Bakêlit 3 12 3 7 2 5Giấy - Êpôci 0,9 1,5

Nạp dầu 2 5Giấy - dầu 0,8 1,5

Bảng 6-10Trị số điện áp thí nghiệm theo cấp điện áp làm việc tần số công nghiệpCấp điện áp (kV) 3 6 10 15 20 24 27 35

Điện áp thí nghiệm (kV) 24 32 42 15 65 75 80 95

3.3.6. 1. Thí nghiệm bộ điều chỉnh điện áp:Với các máy biến áp phân phối có công suất đến 1000kVA, điện áp đến 35kV

thì chỉ làm thí nghiệm kiểm tra điện trở tiếp xúc của các đầu phân nấc bằng mêgôm mét và cầu đo điện trở một chiều sau khi chuyển nấc không điện.Các máy biến áp có lắp bộ điều chỉnh điện áp dưới tải thì cần phải làm thí

nghiệm: Lấy đồ thị vòng để kiểm tra trình tự đóng mở của các dao lựa chọn và dao

dập lửa theo đúng yêu cầu của nhà chế tạo. Đồ thị vòng chính là số vòng quaycủa bộ điều chỉnh điện áp dưới tải để hoàn thành một chu trình chuyển nấc phânáp. Muốn lấy đồ thị vòng cần phải đấu dây theo sơ đồ, dùng tay quay quay từ từđánh dấu các điểm có sự thay đổi trạng thái của đèn hoặc đồng hồ von mét, tiếngđộng của bộ dập lửa khi chuyển động. Số vòng quay được đếm theo số vòng củatay quay sau đó so sánh với số vòng quy định của nhà chế tạo.

~CN Zx

A

D

IN Ix

WN Wx

tgDF)

W

Khi có điện áp trong hai nhánh sẽ xuất hiệnIN và Ix, từ thông sinh ra trên hai cuộn dâyWN và Wx ngược nhau. Từ thông cảm ứngtrên cuộn dây W là lượng từ thông dư. Khicầu cân bằng kim chỉ thị chỉ ở vị trí khôngthoả mãn điều kiện

Cx WN

CN WxTrị số tg% được tự động hiển thị trên đồnghồ tg (%DF).

=

Hình 6.45 Sơ đồ nguyên lý cầu biến thế Bidlle


Chụp sóng bộ dao dập lửa để kiểm tra độ ổn định động và kiểm tra thờigian hoạt động của dao dập lửa. Thời gian dập lửa là thời gian chập tắt các vòngdây nằm giữa 2 đầu phân nấc đang điều chỉnh của máy biến áp. Kết quả chụpsóng in tại máy ngay sau khi chụp sóng .Các nhà chế tạo đều quy định các tiêu chuẩn kỹ của bộ điều chỉnh điện áp dướitải.

Thí dụ:Hãng Sôphia của Bungari chế tạo bộ điều chỉnh điện áp dưới tải PC- 9 có đồ

thị vòng là 33 vòng.

Bảng 6-11 Bảng số liệu về đồ thị vòng bộ ĐAT- PC9Từ nấc - sang

nấcMở daolựa chọn

Đóng daolựa chọn

dập lửalàm việc

Hoàn thànhchu trình

Tiêu chuẩn 4- 12 12- 21 21- 28 33 1

Bộ dao dập lửa có tổng thời gian làm việc là 45- 50ms, trong đó thời gian dậplửa là 0,1 đến 6ms.

9753

1 24

6810

A

D1 D2

K1 K2

P1 P2

L1

L2

+ _

Ux

R2R1

L3

Cuộn dây chính

Cuộn dây điều chỉnh Hình 6. 46Sơ đồ nguyên lý thí nghiệmkiểm tra đồ thị vòng bộ ĐAT


3.3.6. 2. Thí nghiệm điện áp xoay chiều tăng cao:1. Mục đích:Kiểm tra cách điện chính của các cuộn dây máy biến áp so với cuộn dây còn

lại hoặc với vỏ máy biến áp.2. Sơ đồ thí nghiệm:Trước khi thí nghiệm phải đấu sơ đồ kiểm tra điện áp cao với khe hở phóng

điện để kiểm tra độ nhạy của bảo vệ rơ le. Chọn điện áp của khe hở phóng điện Pbằng 1,05 lần điện áp cần thí nghiệm. Phải thử 3 lần phóng điện cho khe hởphóng điện P. Khi phóng điện ở P thì rơ le bảo vệ khởi động đi tác động AB cắtđiện thí nghiệm.

Ghi chú:- T là máy biến áp điều chỉnh điện áp vô cấp.- TN là máy biến áp nâng áp.- RL là rơ le quá dòng điện.- CC là cuộn cắt của áp tô mát.- P là cầu phóng điện.- V là đồng hồ von mét.- A là đồng hồ am pe mét.

R1

P1 P2

R2

K1 K2

P1

R1

K1

R2

P2

K2

P1

R1 R2

P2

K1 K2

Sun 3 pha TM-1600

Start

P1 P2 P3

19 20

K3

Hình 6.48Sơ đồ thí nghiệm điện áp xoay chiềutăng cao bằng khi hở phóng điện P

Hình 6. 47Sơ đồ chụp sóng bộ

ĐAT bằng máy chụp sóngTM-1600


- kV là đồng hồ ki lô von mét.

Ghi chú:- T là máy biến áp điều chỉnh điện áp vô cấp.- TN là máy biến áp nâng áp.- RL là rơ le quá dòng điện.- CC là cuộn cắt của áp tô mát.- P là cầu phóng điện.- V là đồng hồ von mét.- A là đồng hồ am pe mét.- kV là đồng hồ ki lô von mét.- Ttn là máy biến áp cần thí nghiệm.

Bảng 6.12 Bảng tiêu chuẩn điện áp thí nghiệm cách điệnĐiện áp định mứccuộn dây (kV) ~

Loại cách điệnĐiện áp định mức

(tiêu chuẩn)Giảm nhẹ

0,4 4,0 3,03 16,0 9.06 22,0 15,010 32,0 22,015 40 33,020 49,0 -35 76,0 -

3.3.6. 3. Đo tỉ số biến:1. Mục đích:Kiểm tra việc đấu đúng thiết kế của các đầu dây trong máy biến áp và tỉ số

vòng dây ở cuộn dây chính và ở các phân nấc máy biến áp.

Hình 6. 49Sơ đồ thí nghiệm MBA bằng điện ápxoay chiều tăng cao tần số công nghiệp


2. Sơ đồ thí nghiệm:Có thể dùng sơ đồ thí nghiệm đo tỉ số biến 1 pha dùng cho sơ đồ thí nghiệm 3

pha

3.3.6. 4. Kiểm tra tổ đấu dây:1. Mục đích: Kiểm tra tổ đấu dây đúng của máy biến áp2. Sơ đồ đấu dâya- Khi hai cuộn dây máy biến áp quấn chung một lõi thép có cùng chiều

quấn dây, nếu có từ thông đi qua lõi thép thì cảm ứng trên hai cuộn dây 2 sứcđiện động cùng chiều. Nếu 2 cuộn dây ngược chiều quấn thì cảm ứng trên haicuộn dây 2 sức điện động ngược chiều nhau.

Đối với máy biến áp 3 pha quy ước đặt các hệ véc tơ điện áp của các cuộn dâymáy biến áp vào một vòng tròn có tâm trùng với tâm của các hệ véc tơ. Nếu góclệch pha của các véc tơ điện áp tương ứng phía nhất thứ và nhị thứ là n x 300 tacó tên tổ đấu dây của máy biến áp là n. Tổ đấu dây của máy biến áp có thứ tự từ1 đến 12.

b- Có 2 cách tìm tổ đấu dây:Phương pháp xung 1 chiều và phương pháp xoay chiều. Phương pháp xung 1 chiều: Dùng đồng hồ 1 chiều Gavanômét. Quy ước

nếu nhấn K đồng hồ Gavanômet gạt sang phải là dương (+), sang trái là âm (-).

- Phải thí nghiệm xác định tổ đấu dâytrước khi đo tỉ số biến.

- Để tránh nguy hiểm ta đưa điện áp thấpvào cuộn dây sơ cấp(110kV).

- Đo điện áp cả hai phía của máy biến ápkhi không tải.

- Với các máy biến áp có tổ đấu dây cócuộn dây đấu , khi đo phải đấu tắt theođấu tắt và phải tính quy đổi để tính tỉ sốbiến K

AB T

V

Ttn

Hình 6.50 Sơ đồ đo tỉ số biến MBA

XA a x AX

Aa

X

xa

x

A

a

xX

Hình 6.51 Sơ đồ véc tơ tổ đấu dâyY/ 1


Bảng 6.13 Bảng mẫu so sánh tìm tổ đấu dây nhóm Y/Y- /Cách đấu

GavanômétKết quả

+a, b- - 0 + + 0 -+b, c- + + 0 - - 0+c, a- 0 - - 0 + +

Tổ 0 và 12 2 4 6 8 10

Bảng 6.14 Bảng mẫu so sánh tìm tổ đấu dây nhóm Y/Cách đấu

GavanômétKết quả

+A, B- - - + + + -+B, C- + - - - + ++C, A- + + + - - -

Tổ 1 3 5 7 9 11

Phương pháp xung 1 chiều chỉ dùng để kiểm tra xem tổ đấu dây có đúng vớilý lịch không chứ không xác định được tổ đấu dây. Nếu tổ đấu dây là Zích Zắcthì không dùng phương pháp này.

phương pháp xoay chiều:

Đối với máy biến áp 3 pha sẽ gặp khó khăn vì nếu gặp trường hợp điện áp 3 phakhông đối xứng hoặc không ổn định sẽ sai số dẫn đến việc xác định sai tổ đấudây.

xXV2

aA

V V1

Với máy biến áp 1 pha dùng sơ đồ bên- Nối tắt cực X và x.- Đặt U~ tiêu chuẩn (hình sin, ổn định...)vào AX- Đo UAX, UAx, Uax.

Nếu UAx = UAX + Uax thì A và a cùng cực tính.Nếu UAx = UAX - Uax thì A và x cùng cực tính.

aXA x

P K G

+_ KP

A

B

C

a

b

c

G

GG

Hình 6.52 Kiểm tra cực tính bằngphương pháp một chiều

Hình 6.53 Kiểm tra cực tính của nhómMBA Y/Y - /


Từ B quay một cung bán kính có tỉ lệ quy ước là AB.Hai cung CA và AB cắt nhau tại A sao cho:

véc tơ ABC quay thuận chiều kim đồng hồ.Từ C quay một cung có bán kính bằng điện áp quy ước Cb và từ B quaymột một cung có bán kính bằng điện áp quy ước Bb cắt nhau tại b.Từ C quay một cung có bán kính bằng điện áp quy ước Cc và từ B quaymột một cung có bán kính bằng điện áp quy ước Bc cắt nhau tại c. Chú ýphải chọn các điểm b, c sao cho hệ véc tơ quay thuận chiều kim đồng hồ.Xác định tổ đấu dây bằng cách so sánh các véc tơ điện áp tương ứng.

3.3.6. 5. Thí nghiệm không tải:1. Mục đích:

Xác định chất lượng của lõi thép, phát hiện hư hỏng của cách điện cuộn dâypha với pha, cuộn dây pha với vỏ.

cC

bB

aA

VU~

Với máy biến áp 3 pha dùng sơ đồ bên- Cho điện áp ~ tiêu chuẩn vào ABC.- Đo điện áp U(AB, BC, CA, Bb, Cc, ab, bc, ca).- Cách vẽ sơ đồ véc tơ để tìm tổ đấu dây:

Trên giấy kẻ một đoạn thẳng có tỉ lệ quy ước làBC.

Từ C quay một cung bán kính có tỉ lệ quy ước làCA

Hình 6.55 Sơ đồ thí nghiệm không tải MBA 3 pha

Hình 6. 54 Sơ đồ thí nghiệm không tải MBA 1 pha


2. Sơ đồ thí nghiệm:Có thể dùng nguồn điện xoay chiều 1 pha để đo dòng điện không tải máy biến

áp ba pha bằng cách đưa điện 1 pha vào lần lượt các cuộn dây nhưng phải nối tắtcực còn lại với đất để loại bỏ tổn thất cuả trụ lõi thép không được kích thích.

Với máy biến áp 3 pha 3 trụ thì dòng điện không tải Io của hai pha bên A, Cbao giờ cũng lớn hơn pha giữa B vì chúng có chiều dài đường sức từ dài hơn dẫnđến từ trở của mạch từ pha A, C lớn hơn pha B. Dòng điện không tải của haipha A, C không lớn hơn 1,3 lần Dòng điện không tải pha C. Dòng điện khôngtải trung bình được tính là:

Iab + Ibc + Ica3

Dòng điện không tải được tính theo phần trămI0

IđmNếu dòng điện không tải bị lệch thì có một số vòng dây của cuộn dây máy

biến áp bị chạm chập.

3.3.6. 6. Thí nghiệm dầu máy biến áp:1- Mục đích:Để kiểm tra chất lượng dầu máy biến áp trong vận hành.

2- Các thiết bị thí nghiệm:Máy so mầu.Máy đếm hạt.Máy thử cách điện kiểu kín. (DTA - 100E)Máy đo chớp cháy kiểu kín. (KOELER K 16270)Cầu đo Tg. (DTL)Máy đo hàm lượng nước trong dầu. (KFM 2000)

3- Nội dung thí nghiệm:Các thí nghiệm phân tích mẫu dầu được tiến hành trong phòng thí nghiệm.

Trong vận hành các hạng mục thí nghiệm dầu phải làm như trong bảng 6.17.

Bảng 6.15 Tiêu chuẩn cho phép Tg đối với dầu mới và dầu trong vận hànhLoại dầu Nước

sản xuấtPhương pháp

thí nghiệmTg trongvận hành

Tgdầu mới

GOCT982-68

Liên xô GOCT 685-66

< 7 (70OC) < 1,5 (70OC)

GOCT10121-62

Liên xô GOCT 685-66

< 7 (70OC) < 2,0 (70OC)

Diala BX Shell BS148 < 0,3 (90OC)Diala BX Shell D 924 < 0,3 (100OC)

CASTROL Anh BS 148 < 0,5 (90OC)TOTAL Pháp < 0,5 (90OC)

Theo GOCT 6881-66 (Liên xô) ở nhiệt độ 700C với cấp điện áp 2kV bằng cầuđo xoay chiều P502.

Io =

Io% =


Theo tiêu chuẩn D924 hoặc BS 148 của châu Âu dùng cầu TETEX điện áp đoxoay chiều là 10kV.

Bảng 6.16 Bảng tiêu chuẩn dầu MBA

Chú ý:Độ cách điện trung bình của dầu phải lấy theo tiêu chuẩn của cấp điện áp phía

cao áp của máy biến áp (kV/ 2,5cm).Thí dụ:

Ở cấp điện áp 110kV tiêu chuẩn. Độ cách điện trung bình của dầu mới là 60kV. Độ cách điện trung bình của dầu đã vận hành là 55kV.

Hạng mục thí nghiệm Dầu mới trong máykV/mm

Dầu trong vận hành(kV/mm)

Ở cấp điện áp của máy biến áp (kV) Dưới 15kV Từ 15 đến 35kV Dưới 110kV Từ 110 đến 220kV 500kV

3035456070

2530405560

T% không quá Ở 200

Ở 900

0,2%2,2%

1%7%

Trị số a xít mgKOH trong 1g dầukhông quá

0,02 0,25

Hàm lượng a xít và kiềm hòa tantrong nước Không có 0,1mgKOHHàn lượng tạp chất cơ học theo khốilượng không quá % Không có Không cóNhiệt độ chớp cháy kín 0C khôngthấp hơn Khối lượng cặn không quá% Trị số a xít dầu sau ô xy hóa

mgKOH trên 1g dầu không quá

0,01

0,10

Không thử

Không thửChỉ số Natri không quá 0,4 Không thửĐộ nhớt động M3/s không lớn hơn Ở 200C Ở 500C

289,0

Không thửKhông thử

Hàm lượng nước theo khối lượngkhông quá % 0,001 0,0025Hàm lượng khí hòa tan không quá% 220kV đến 330kV 500kV

1,00,5

2,02,0


Bảng 6. 17 Bảng mẫu phân tích nhanh chất lượng dầu máy biến ápTT Hạng mục thí

nghiệmTiêu chuẩn Kết quả Ghi chú

1 Màu sắc trong suốt Mầu vàng nhạt(mầu số 3)

2 Tạp chất cơ học Không có

3 Độ cách điện trungbình(kV/2,5mm)

Theo "bảng tiêuchuẩn cường độcách điện của

dầu"4 Hàm lượng Axit

hoà tan(mg KOH) <0,1

5 Trị số Axit( mgKOH/ g dầu) <1,25

6 Nhiệt độ chớpcháy kín 135oC

7 Hàm lượng nướctự do(%) Không có

Trị sốT %

ở nhiệt độ

200C 1%

900C 7%

6.2. Quản lý vận hành thiết bị điện trong trạm biến áp:6.2.1. Máy cắt điện

6.2.1.1. Nguyên lý làm việc chung của máy cắt điện:Máy cắt điện là một thiết bị điện quan trọng được dùng để đóng cắt điện trong

trạm biến áp có điện áp cao công suất lớn. Máy cắt được dùng để đóng cắt điệncho máy biến áp chính và cho các lộ đường dây trung áp, cho máy biến áp tựdùng. Tất cả các máy cắt đều có khả năng đóng cắt điện khi không tải, khi mangtải và cắt điện khi xảy ngắn mạch. Máy cắt muốn làm việc được phải có nguồnđiện điều khiển và phải có hệ thống rơ le.

Trong hệ thống điện cao áp, ở các chế độ sự cố nó phải đảm bảo tác động tincậy và chính xác. Nếu máy cắt không tác động, dòng điện sự cố sẽ lan truyền vàdẫn đến phá huỷ nặng nề các thiết bị khác gây tổn thất lớn về vật chất và việccung cấp năng lượng bị gián đoạn.


6.2.1.2. Thông số kỹ thuật và ý nghĩa của máy cắt:1. Điện áp danh định (kV):

Điện áp danh định là điện áp lớn nhất máy cắt chịu được trong khoảng thờigian bất kỳ và nó biểu thị điện áp dây (trị hiệu dụng).2. Khả năng chịu áp (kV):

- Điện áp xoay chiều tăng cao- Điện áp xung sét

Máy cắt phải có cường độ điện môi đủ lớn để chịu được một cách liên tụcđiện áp danh định xoay chiều, chịu được quá điện áp xoay chiều trong mộtkhoảng thời gian ngắn và chịu được điện áp xung. Cách điện pha là cách điệngiữa các tiếp điểm chính của cùng một pha ở trạng thái mở giữa các tiếp điểmchính của các pha với đất khi máy cắt đóng.3. Dòng điện danh định (A):

Dòng điện danh định là dòng điện lớn nhất có thể chạy qua máy cắt liên tụcmà không bị vượt quá nhiệt độ lớn nhất cho phép ở điện áp và tần số danh định.4. Tần số danh định (Hz):

Hình 6.56 Sơ đồ nguyên lý điều khiển máy cắt

Chú thích:

- CĐ cuộn đóng- CC cuộn cắt- CG chốt giữ.- MC máy cắt.- LXC cuộn cắt.- KĐK khoá điều khiển.- RI rơ le dòng điện.- BI máy biến dòng điện.- KG công tắc tơ.- BTĐ bộ tiếp điểm phụ.- C nút cắt.- Đ nút đóng.- ĐĐ đèn đỏ tín hiệu đóng.- ĐX đèn xanh tín hiệu cắt.

+--

+

ri

+kg

®® ®x+

® cc® cc

lxc mc

- -

nguån ®iÖn

phô t¶i

cg

bi

bt®

Thuyết minh sơ đồ:1. Thao tác đóng dao cách ly, đóng nguồn điều khiển một chiều vào bảng điều

khiển, đèn xanh sáng báo máy cắt ở vị trí đang cắt.2. Ấn nút đóng Đ cuộn KG có điện đóng tiếp điểm, cuộn đóng có điện đi đóng

máy cắt, đèn tín hiệu đỏ sáng, đèn tín hiệu xanh tắt vì lúc này tiếp điểmthường đóng của máy cắt thường mở.

3. Muốn cắt máy cắt ta ấn nút cắt C, cuộn cắt có điện đẩy chốt giữ CG. Dướitác dụng của lực lò xo cắt máy cắt được cắt, đèn xanh báo tín hiệu cắt sẽ sángtrong khi đèn đỏ tắt.

4. Nếu mạch điện bị sự cố thì dòng điện qua máy biến dòng BI tăng lên, rơ ledòng điện RI khởi động đóng tiếp điểm. Cuộn cắt có điện đẩy chốt điện từthúc vào lẫy cơ khí. Dưới tác dụng của lò xo LXC kéo, máy cắt điện cắt. Đènđỏ tắt, đèn xanh báo tín hiệu máy cắt đã cắt.


Tần số danh định là tần số thiết kế sao cho máy cắt vận hành với các thông sốkỹ thuật đã thiết kế.5. Dòng điện cắt danh định (kA):

Dòng điện cắt danh định là dòng điện lớn nhất máy cắt có thể cắt theo nhiệmvụ và các thông số danh định mà máy cắt đảm bảo cắt hết số lần cắt cho phépkhông làm hư hỏng máy cắt.6. Điện áp quá độ phục hồi danh định (kV):

Điện áp quá độ phục hồi danh định là điện áp quá độ phục hồi lớn nhất có thểgiáng trên các tiếp điểm của máy cắt khi máy cắt ngắt dòng điện nhỏ hơn dòngđiện cắt danh định (xem hình 6.57)

7. Dòng điện đóng danh định (kA):Dòng điện đóng danh định là giá trị xung kích lớn nhất của dòng điện ngắn

mạch mà máy cắt có thể đóng thành công mà tiếp điểm của nó không bị dính vàkhông bị những hư hỏng khác. Khi máy cắt đóng mạch ở dòng ngắn mạch, máycắt phải chịu tác động cơ, nhiệt, điện động của dòng điện này.

Dòng điện đóng danh định là dòng điện đóng lớn nhất nó được quy định bằng2,5 lần dòng điện cắt danh định.8. Dòng điện ngắn hạn danh định (kA):

Dòng điện ngắn hạn danh định là dòng điện lớn nhất mà máy cắt không bị hưhỏng do nhiệt và điện động trong khoảng thời gian 13s ( theo thiết kế). Trị sốtiêu chuẩn (tính theo trị hiệu dụng) bằng dòng điện cắt danh định của máy cắt.9. Thời gian cắt danh định:

Thời gian cắt danh định là thời gian cắt lớn nhất khi ngăn chặn được dòngđiện cắt danh định theo chế độ vận hành tiêu chuẩn ở các thông số danh định.Thời gian cắt là tổng của thời gian mở và thời gian dập hồ quang: Nó đượcbiểu thị bằng số chu kỳ ở tần số danh định (bảng 6.18).

Điện áp hồ quang

Dòng điệnĐiện áp phục hồi quá độ

Điện áp phục hồi

Điểm 0

Hình 6.57 Điện áp phục hồi quá độ


Bảng 6.18 Thời gian cắt danh địnhĐiện áp lưới

[kV]Điện áp danh

định [kV]Thời gian cắt danh định [Chu kỳ]

2 3 522 24 0 035 38,5 0 0110 123/145 0 0220 245 0500 550 0

Đối với cấp điện áp từ 220kV trở lên thì do thời gian duy trì sự cố có ảnhhưởng rất lớn tới hệ thống điện nên cần phải loại trừ sự cố nhanh. Trong các lướiđiện 220kV và 500kV áp dụng quá trình ngắt 3 - chu kỳ tiêu chuẩn (2 chu kỳlàm việc của máy cắt và 1 chu kỳ làm việc của rơle bảo vệ).

10. Thời gian đóng danh định (ms):Thời gian đóng danh định là khoảng thời gian kể từ khi có xung đóng cho đến

khi tiếp điểm động đóng vào tiếp điểm tĩnh ở chế độ điện áp điều khiển danhđịnh và áp suất làm việc danh định.

11. Thời gian mở danh định (ms):Thời gian mở danh định là khoảng thời gian kể từ khi có xung cắt cho đến khi

tiếp điểm động tách khỏi tiếp điểm tĩnh ở chế độ điện áp điều khiển danh địnhvà áp suất làm việc danh định.

12. Chế độ làm việc tiêu chuẩn:

Bảng 6.19 Chế độ vận hành tiêu chuẩn của Việt Nam (TCVN)TCVN (IEC) O – 0,3s – CO – 1 phút – CO

CO – 15s – CO

Bảng 6.20 Chế độ vận hành tiêu chuẩn của Nhật Bản (để so sánh)Kiểu Mã Chế độ vận hành

Cho việc sử dụngchung

A O – 1 phút – CO – 3 phút – COB CO - (15 s) – CO

Cho quá trình đóng lạitốc độ cao

R O – θ – CO – 1 phút – CO

Lưu ý: O- Thực hiện mởCO- Thực hiện mở ngay sau khi thực hiện đóng- Thời gian đóng trở lại (tiêu chuẩn: 0,35s)

Đối với mỗi chế độ vận hành tiêu chuẩn thì sự cần thiết của việc vận hành hệthống là để loại trừ sự cố ngay lập tức và khôi phục chế độ bình thường cũngnhư chức năng của bản thân máy cắt đều được đưa vào xem xét, nghiên cứu.Kiểu A và kiểu R được sử dụng trong lưới điện. Thời gian đóng lặp lại củakiểu R được định nghĩa là thời gian từ khi tín hiệu cắt tới khi tiếp điểm chạmnhau và sử dụng cho việc đóng lại tốc độ cao tại thời điểm sự cố đường dâytruyền tải.

13. Hành trình:


Hành trình là quãng đường tiếp điểm động đi được. Trừ khoảng độ ngập, hànhtrình chính là khoảng cách cách điện của máy cắt, đồng thời đảm bảo hồ quangsau khi dập tắt không bị cháy lặp lại. Vì nếu hành trình nhỏ khoảng cách cáchđiện không đảm bảo và hồ quang có thể không dập tắt được hoặc cháy lặp lại,nếu hành trình quá lớn làm tăng kích thước kết cấu của máy và bộ truyền động.

14. Độ ngập:Độ ngập là đoạn hành trình tiếp theo của tiếp điểm động sau khi đã gặp tiếp

điểm tĩnh. Đối với tiếp điểm loại hoa huệ thì độ ngập đảm bảo tiếp điểm tiếp xúctại vị trí làm việc ở vị trí đóng để có điện trở tiếp xúc nhỏ nhất ngoài ra lực lò xotiếp điểm phải đủ lớn. Đối với tiếp điểm tiếp xúc mặt thì độ ngập chính là hànhtrình của lò xo tiếp điểm, nếu độ ngập không đủ lực lò xo ép tiếp điểm cũngkhông đủ làm cho điện trở tiếp xúc lớn.

15. Điện trở tiếp xúc:

mFKRtx .

.

m là hệ số tuỳ thuộc vào dạng tiếp xúcm 0,5 0,7 tương ứng với tiếp xúc điểmm 0,9 1,1 tương ứng với tiếp xúc đườngm 1,2 15 tương ứng với tiếp xúc mặt

: Điện trở suất của vật liệu làm tiếp điểmF: Lực ép tiếp điểm

Muốn làm giảm điện trở tiếp xúc: Thì bề mặt tiếp điểm phải phẳng, nhẵn,tiếp xúc đều để bề mặt tiếp xúc lớn nhất (m lớn nhất) và lực ép tiếp điểm đảmbảo.

Lực ép tiếp điểm:_ Ảnh hưởng đến trị số điện trở tiếp xúc_ Ảnh hưởng đến độ rung tiếp điểm khi đóng_ Ảnh hưởng đến tốc độ cắt ban đầu của tiếp điểm động (lúc vừa mở)

đối với loại tiếp xúc mặt.Trị số tiếp điểm do độ cứng của lò xo và độ nén quyết định. Trong quá trình

vận hành lâu dài độ cứng của lò xo có thể bị suy giảm nên khi đại tu theo thờigian phải tôi lại độ cứng lò xo và nếu độ cứng giảm phải thay thế.

16. Tốc độ đóng/ cắtĐo bằng cuộn dung tính tốc độ tại một thời điểm do nhà chế tạo quy định._ Nếu tốc độ đóng chậm: Làm cho thời gian phóng tia lửa điện khi đóng

lớn dẫn đến hại tiếp điểm._ Nếu tốc độ đóng quá nhanh: Dễ bị rung tiếp điểm khi đóng và nếu rung

lớn tiếp điểm động tách khỏi tiếp điểm tĩnh cũng gây phóng điện phá huỷtiếp điểm.

_ Nếu tốc độ cắt nhỏ: Thời gian dập hồ quang kéo dài, làm giảm tuổi thọcủa tiếp điểm và buồng dập hồ quang.

Ngoài ra đối với mỗi loại máy cắt còn có thêm các thông số kỹ thuật kháctương ứng với loại đó để đảm bảo cho máy cắt hoạt động tốt.


6.2.1.1. Máy cắt điện SF6.6.2.1.1.1. Giới thiệu về máy cắt SF6 ( hình 6.58).

Máy cắt SF6 có kích thước và trọng lượng nhỏ, tác động nhanh nên giảmđược hư hại của tiếp điểm, có độ bền cao vượt trội so với các máy cắt khác, việcbảo dưỡng lắp ráp và vận hành máy cắt SF6 đơn giản. Máy cắt SF6 được nạp khí SF6. Khí SF6 có tên là Sulfuar hecxafloridethường gọi là khí sunfua flo được đưa vào các máy cắt điện cao áp từ 12kV đến800kV để làm chất cách điện và dập hồ quang. Máy cắt SF6 3 giải pháp chính để dập hồ quang:

+ Giải pháp tự động nén áp suất:Hồ quang sẽ bị dập tắt nhanh nhờ khí SF6 bị nén với áp suất cao. Để làm được

việc này người ta dùng cách thổi khí SF6 qua đi qua vùng hồ quang bằng mộtvòi phun khí và sẽ được nén lại đồng thời bằng một pít tông. Thời điểm chuyểndịch pitston bằng năng lượng cơ học phù hợp với thời điểm sinh ra hồ quangđiện. Kích thước của tiếp điểm và cơ cấu chuyển dịch được tăng giảm theo côngsuất cắt của máy cắt. Giải pháp này thích hợp với dòng điện cắt ngắn mạch nhỏhơn 25kA.

+ Giải pháp dãn nở nhiệt:Khi có hồ quang, khí SF6 nằm trong vùng có hồ quang sẽ bị đốt nóng bằng

chính năng lượng nhiệt của hồ quang làm cho áp suất khí tăng lên. Khí SF6 bịdãn nở đột ngột có vai trò dập tắt hồ quang. Giải pháp này phù hợp với dòngđiện cắt ngắn mạch lớn hơn 25kA.

+ Giải pháp quay hồ quang trong từ trường:Dòng điện phụ tải tại thời điểm có hồ quang sinh ra tạo ra từ trường rất mạnh.

Từ trường này là từ trường xoáy vì nó được điều khiển bởi các cuộn cảm đặtcạnh tiếp điểm tĩnh của máy cắt có tác dụng làm cho dòng hồ quang bị xoáytròn, bung ra xung quanh, trải đều trên bề mặt tiếp điểm và nhanh chóng bị dậptắt. Giải pháp này kém hiệu quả so với 2 giải pháp trên.


Hình 6.59 Kết cấu máy cắt SF 6- 110kV

Hình 6.58Hình dáng bên ngoàimáy cắt SF6- 110kV

2.6 .Các bộ phận chính:

1- Buồng máy cắt.2- Sứ đỡ máy cắt.3- Chân đế đỡ máy cắt.4- Hộp truyền động.5- Nắp bảo vệ thanh truyền

động.6- Thiết bị giám sát khí SF6.7- Vị trí bắt tiếp địa.8- Bu lông chân đế máy cắt.9- Thanh truyền động.10- Cái chỉ trạng thái máy cắt.

1- Buồng máy cắt.2- Sứ đỡ máy cắt.3- Chân đế đỡ máy cắt.4- Hộp truyền động.5- Nắp bảo vệ thanh truyền

động.6- Thiết bị giám sát khí SF6.7- Vị trí bắt tiếp địa.8- Bu lông chân đế máy cắt.9- Thanh truyền động.10- Cái chỉ trạng thái máy cắt.


Kết cấu của máy cắt được minh họa ở hình 6.59Về cơ bản, máy cắt gồm có: 3 bộ cắt kiểu dọc (1) có chứa buồng dập hồ quang

kiểu thổi, hộp chứa cơ cấu truyền động (11) trong đó có cơ cấu truyền động bằngkhí nén (12) và có gắn bộ phận cung cấp khí nén (19), bình chứa không khí (17);khung (4) và kết cấu đỡ (10).

Quá trình cắt được thực hiện tốt bằng khí nén ở 1,5MPa được tích trữ trongbình chứa không khí (17); còn quá trình đóng được hoàn thành nhờ lò xo đóng(15) được tích năng trong quá trình cắt trước đó.Mỗi bộ phận ngắt được nạp đầy khí SF6 và duy trì ở cùng một áp suất nhờ ốngdẫn khí bằng đồng (9) nối chúng với nhau và ống này cũng có đường tới cổngnạp khí (18).

Trong quá trình cắt, khi khí nén trong bình chứa không khí (17) được đưa vàoxy-lanh (14) thì pít-tông (13) và thanh truyền (20) di chuyển xuống dưới tíchnăng cho lò xo đóng (15). Tay đòn (21) (còn gọi là cần gạt) và cần gạt (3) quayngược chiều kim đồng hồ; còn các tay đòn (22) và (23) quay theo chiều kimđồng hồ, thanh truyền động (7) được đẩy xuống và máy cắt mở (ở trạng thái cắt).Trong quá trình đóng, khi hệ thống tay đòn đóng của cơ cấu truyền động khí

nén bị giải trừ bằng tín hiệu đóng thì piston (13) và thanh truyền (20) di chuyểnlên trên nhờ lò xo đóng (15). Hành trình của quá trình đóng ngược so với quátrình mở.

6.2.1.1.2. Đặc tính vật lý và hoá học của khí SF6: Bình thường khí SF6 là loại khí không mầu, không mùi, không độc hại, rất ổnđịnh về mặt hoá học dưới tác dụng của hồ quang điện, không cháy khi gặp nhiệtđộ cao, không bị lão hoá theo thời gian, tuổi thọ của chất khí SF6 là 3200 nămdưới áp suất khí quyển. Cường độ cách điện của khí SF6 bằng 3 lần không khí và xấp xỉ 2 lần so vớidầu khi ở cùng một nhiệt độ và áp suất. Có độ ổn định nhiệt về nhiệt độ cao tới 11000C mới bị phân ly. Khi gặp hồquang khí SF6 có khả năng phân ly thành SF4 và SF2 CuF2, SOF2, SO2F2,SOF4 có đặc tính cách điện tốt không gây ảnh hưởng xấu đến máy cắt. Khảnăng dập hồ quang của khí SF6 tốt gấp 100 lần so với không khí. Khi bị hồ quang đốt ở nhiệt độ cao các phân tử khí SF6 bị phân ly theo cáchdãn mạch phân tử, trong qúa trình phân ly khí SF6 hấp thụ nhiệt năng của hồquang có tác dụng hạn chế sự gia tăng nhiệt lượng của hồ quang sau đó các phântử khí SF6 lại tái hợp lại và khôi phục độ bền cách điện ngay sau khi bị phân ly. Khí SF6 bị hoá lỏng ở nhiệt độ 100C.


6.2.1.1.3. Cấu tạo và nguyên lý làm việc máy cắt SF6.Với máy cắt điện áp 22kV các bình máy cắt có kích thước nhỏ gọn và được

đặt trong 1 tủ hợp bộ. Các máy cắt 35kV, 110kV thường đặt ngoài trời, các phamáy cắt được chế tạo riêng rẽ gồm 2 tầng sứ, tầng trên chứa tiếp điểm đóng cắt,tầng dưới dùng làm sứ đỡ để tăng khoảng cách cách điện an toàn. Cả 3 pha củamáy cắt cùng có chung một bộ truyền động. Tất cả các máy cắt SF6 đều đượcchế tạo theo nguyên tắc thổi khí, khí SF6 được nén giữa pitston và xi lanh sẽchuyển động trong quá trình đóng cắt.Hành trình làm việc như sau:

+ Khi đóng máy cắt, pitston chuyển động lên trên mang theo tiếp điểm dậphồ quang và phễu thổi hồ quang. Pitston dồn khí lên trên thổi dọc theo tiếp điểm(phía trên pitston).

+ Khi cắt máy cắt, pitston di chuyển xuống dưới nén khí làm cho áp suấtkhí trong xi lanh lên đột biến, khí SF6 thoát rất nhanh qua các lỗ nằm phía trênpitston với gia tốc cực lớn đồng thời với sự mở ra của van lá phía trên pitston,khí SF6 sẽ chui qua van lá để vào khe hẹp của phễu thổi hồ quang, lúc này dònghồ quang bị khí SF6 thổi ngoằn ngoèo và bị dập tắt tại thời điểm mà dòng điệnngắn mạch chu kỳ đi qua thời điểm 0. Hồ quang sẽ được dập tắt ngay hoàn toànsau 2 chu kỳ của dòng điện ngắn mạch có tần số 50Hz. Khí SF6 sau khi dập hồ quang thường chứa các thành phần mà khi gặp ẩm sẽtạo ra các tạp chất ăn mòn vì vậy độ kín của bình máy cắt phải đảm bảo tuyệtđối, sự rò rỉ khí trên máy cắt SF6 bằng các tín hiệu. Tín hiệu rò khí trên các máycắt sẽ được báo bằng đồng hồ chỉ thị mầu trên máy cắt và bằng đèn trên bảng tínhiệu trung tâm.

Dßng hå quang A

p̧ suÊt khÝ Bar

125

100

75

50

25

0 2 4 6 8 10 12 14

SF650%SF6

50%Air

Air

f

f

f

f

f

f

s

Hình 6.60Cấu trúc mạng phân tử của khí SF6

Hình 6.61Biểu đồ khả năng dập hồ quang

của hỗn hợp khí SF6 và không khí


6.2.1.1.4. Cấu tạo buồng dập hồ quangTrên hình 6.62 là cấu tạo buồng dập hồ quang kiểu thổi.

Khi phát lệnh “mở”, thanh nối (với cơ cấu vận hành và bộ phận dập hồ quang)chuyển động theo chiều “mở” và làm cho tiếp điểm động, xy-lanh thổi và vòiphun cũng chuyển động cùng chiều. Tại thời điểm này, do vị trí được cố địnhnên khí SF6 trong xy-lanh thổi được nén và chạy theo chiều mũi tên. Theo cáchnày, hồ quang phát sinh trong vòi được dập tắt bằng khí SF6.

a) Vòi phun cách điện:Vòi phun cách điện có chức năng chính như một buồng chứa hồ quang phát

sinh bên trong và nó hạn chế hồ quang lan rộng trong giai đoạn ngắt dòng điệnlớn. Đồng thời nó cũng có chức năng như một kênh dẫn phun (thổi) khí (đượcnén trong buồng thổi) vào hồ quang cho hiệu quả và tạo dòng chảy của khí nóngtức thời. Hơn nữa, trong giai đoạn ngắt dòng lớn, vòi phun có chức năng tăng ápsuất của hồ quang và thổi ngược nhiệt năng của dòng hồ quang về phía buồngthổi; đồng thời nó cũng có chức năng tự dập hồ quang (làm nguội) và tăng mậtđộ khí.

b) Tiếp điểm chính và tiếp điểm dập hồ quang:Bên cạnh chức năng dẫn dòng điện chạy trong mạch điện chính, tiếp điểm

chính cần có chức năng dẫn dòng điện tới tiếp điểm dập hồ quang ngay lập tứckhi ngắt. Nhằm đáp ứng các chức năng này, bề mặt các tiếp điểm thường đượcmạ bạc, đồng thời các tiếp điểm được thiết kế sao cho phần dẫn và truyền có thểtách rời với nhau. Các chức năng chính của tiếp điểm dập hồ quang là dập hồquang giữa các tiếp điểm và luân chuyển dòng điện hồ quang. Ngoài ra, tiếpđiểm dập hồ quang tĩnh thường có chức năng ngăn chặn luồng khí bên ngoài từ

Hình 6.62 Cấu tạo buồng dập hồ quang kiểu thổi

8. Khí SF6 bị nén9. Hồ quang10. Tiếp điểm dập hồ quang11. Lớp bảo vệ12. Tiếp điểm tĩnh chính13. Tiếp điểm dập hồ quang tĩnh

1. Thanh piston2. Piston3. Tiếp điểm4. Tiếp điểm động chính5. Xilanh thổi6. Vòi phun7. Dòng khí

1

2

3 45 6

7 8 910 11

12

13


buồng thổi ngay sau khi bắt đầu quá trình dập và tăng áp suất của buồng thổi;tiếp điểm dập hồ quang động cũng có chức năng làm kênh dẫn khí nóng (để dẫnkhí thoát ra ngoài cho tốt) nhằm làm nguội hồ quang. Hình 6.62 biểu diễn vị trítương đối của tiếp điểm dập hồ quang và vòi phun giữa quá trình dập.

c) Điện dung giữa các tiếp điểmTụ điện đôi khi được đấu giữa các tiếp điểm của máy cắt khí cao áp nhằm

giảm điện áp quá độ phục hồi tần số cao do ngắn mạch, cải thiện sự phân bố điệnáp giữa các tiếp điểm và cải thiện sự phân bố điện áp giữa các bộ phận ngắt (bộphận dập hồ quang) của GCB nhiều điểm dập. Đặc biệt là để giảm kích thước vàcải tiến GCB, nhiều tụ điện sứ có hằng số điện môi tương đối là lớn có khả năngchịu áp cao được đấu nối tiếp và song song trong nhiều trường hợp.

d) Hệ thống đóng bằng điện trở

Hệ thống đóng bằng điện trở là cách mà mạch điện trở đấu song song vớimạch điện chính đóng trước khi đóng mạch điện chính trong quá trình đóng máycắt nhằm ngăn chặn xung đóng (xung đóng lặp lại) xuất hiện khi đóng trở lạiđường dây dài không tải hoặc ngăn chặn dòng điện (dòng điện từ hoá) đột biếndo kích thích của máy biến áp. Trình tự hoạt động của hệ thống đóng bằng điệntrở được mô tả trên hình 6.63. Như trên hình vẽ tiếp điểm điện trở được đấu songsong với tiếp điểm chính, tiếp điểm điện trở được đóng trước và tiếp điểp chínhđược đóng sau đó.Trong hệ thống đóng bằng điện trở, sử dụng điện trở và thời gian chèn điện trởđược nêu trong bảng 6.21. Các giá trị này được xác định dựa trên kết quả nghiêncứu hiệu ứng ức chế.

Tiếp điểm chính

Tiếp điểm điện trở(a) Đóng

(c) Mở

(b) Đang mở(d) Đang đóng


Tiếp điểm điện trở Tiếp điểm chính

Tiếp điểm điện trở


Tiếp điểm điện trở

Hình 6.63 Trình tự hoạt động của hệ thống điện trở đóng trước


Bảng 6.21 Điện trở và thời gian chèn

Đối tượng hạn chế Điện trở Ω Thời gian chèn, ms

Hạn chế xung đóng 1,000 10

Hạn chế dòng điện từ hoá đột biến 2,000 20

Đầu cốt đấu vàothanh cái 110kV Ống dẫn điện

Sứ ống cách điện

Tiếp điểm tĩnh chính dẫn dòng

Phễu thổi hồ quangVan lá

Tiếp điểm động kiểu Piston

Ống dẫn điện

Đầu cốt đấu vào máy biến áp

Trục truyền động cách điện

Túi lọc

Chốt nối thanhtruyền động

Trục quay

Đòn bẩy cơ khí

Sứ ống cách điện

Cực cơ khí

Tiếp điểm tĩnhchịu hồ quang

Hình 6.64 Cấu tạo một pha máy cắt SF6- 110kV kiểu 3AP1FG- 123


Bảng 6.22 Hàm lượng cực đại cho phép các chất lẫn trong khí SF6Thứ tự Tạp chất

hay nhóm các tạp chấtKhối lượng cực đại cho phép tính

theo phần triệu (ppmW)1 CF4 5002 O2 + N2 + không khí 5003 H2O 154 A Xít HF ( Flohyđric) 0,35 Khí HF (Florua Hyđroxít) 16 Dầu mỏ 10

c¸c vÞ trÝ lµm viÖc khi m¸y c¾t ®ang c¾t

+ (Vị trí 1) là vị trí máy cắt đang đóng. Tiếp điểm chính dẫn dòng và tiếp điểmchịu hồ quang "đều đóng".

+ (Vị trí 2) là vị trí tiếp điểm dẫn dòng "mở" trước, tiếp điểm chịu hồ quang"vẫn đang đóng".

+ (Vị trí 3) là vị trí tiếp điểm chịu hồ quang "mở", hồ quang bắt đầu xuất hiện,van lá mở ra, khí SF6 thổi vào phễu dập hồ quang.

+ (Vị trí 4) là vị trí máy cắt đã cắt xong, tiếp điểm máy cắt "mở" hoàn toàn.

(1) (2) (3) (4)DËp håquang

Vị trí 1 Vị trí 2 Vị trí 3 Vị trí 4

Hình 6.65Hành trình hoạt động của máy cắt SF6 110kV kiểu 3AP1FG- 123


Bảng 6.23 Thông số kỹ thuật của máy cắt 110kV 3AP1FG- 123(Tham khảo)

Thứtự

Tên thông số Đơn vị Tiêuchuẩn

1 Điện áp định mức kV 1232 Tần số Hz 503 Dòng điện định mức A 3.1504 Dòng điện cắt định mức kA 405 Dòng điện bền nhiệt và điện động ( 1sec) kA 1006 Thời gian cắt riêng mS 31 37 Thời gian cắt hoàn toàn mS max 578 Thời gian đóng riêng mS 5769 Thời gian dập hồ quang mS 23

10 Thời gian tích năng của lò xo đóng S 1511 Điện áp điều khiển một chiều (DC) V 22012 Áp suất khí SF6( tại nhiệt độ 200C)

Áp suất khí SF6 báo tín hiệu( tại nhiệt độ200C) Áp suất khí SF6 khoá mạch cắt máy cắt

(tại nhiệt độ 200C)

BarBarBar

6,05,25,0

6.2.1.1.5. Vận hành máy cắt SF6+ Tích năng ban đầu:

Muốn đóng máy cắt ban đầu phải tích năng cho lò xo. Khi đóng máy cắt là lúclò xo đóng đã nhả hết, lúc này công tắc hành trình sẽ tiếp xúc nối điện cho độngcơ. Động cơ khởi động quay hệ thống bánh răng, tay đòn tự do, bánh răng cam,thanh truyền động, tác động vào giá đỡ lò xo đóng chuyển động song phẳng lênphía trên tích năng cho lò xo đóng (kiểu nén). Kết thúc hành trình lò xo tích năngđược gĩư ở vị trí nén hoàn toàn, cắt mạch động cơ, chỉ thị vị trí báo đã ở vị trí đãtích năng. Có thể tích năng cho lò xo bằng tay quay bằng cách cắt mạch động cơ,lắp tay quay và quay theo chiều mũi tên chỉ dẫn. Quá trình tích năng được thựchiện giống như trên.

+ Đóng máy cắt:Ấn vào nút đóng, cuộn dây điện từ có điện hút phần ứng và thúc vào đòn bẩy,

tác động vào hệ thống cơ khí để giải phóng năng lượng của lò xo đóng và tíchnăng cho lò xo cắt, việc giảm chấn của lò xo đóng được thực hiện bằng pitstongiảm chấn. Kết thúc quá trình đóng, năng lượng của lò xo đóng được giải phónghoàn toàn, máy cắt được giữ ở vị trí đóng, lẫy cắt cơ khí được gắn vào đòn bẩyđể chờ hành trình cắt, tiếp điểm đóng mạch cho động cơ. Sau 15giây sẽ hoànthành xong việc tích năng cho lò xo đóng.

+ Cắt máy cắt:Ấn vào nút cắt, cuộn dây điện từ có điện hút phần ứng và thúc vào đòn bấy, tác

động vào hệ thống cơ khí để giải phóng năng lượng của lò xo cắt, việc giảmchấn của lò xo cắt được thực hiện bằng pitston giảm chấn. Kết thúc thao tác, tấtcả trở lại vị trí ban đầu. Khi máy cắt đã ở vị trí cắt, lò xo đóng lại được tích năngđể chờ hành trình đóng tiếp theo.


5.1.2. 1. Kiểm tra máy cắt SF6.Đối với trạm có người trực phải kiểm tra thường xuyên máy cắt nhằm mục

đích phát hiện sớm các hư hỏng để sớm khắc phục. Kiểm tra chỉ thị áp suất khíbằng tín hiệu dải mầu tại máy cắt, đồng hồ đo mật độ khí SF6, tiếp điểm chuông.

Nếu áp suất khí SF6 bị tụt phải nạp bổ xung ngay. Việc nạp khí SF6 cần phảithực hiện theo hướng dẫn của nhà chế tạo.Thí dụ:

Quy trình nạp khí SF6 của máy cắt 3APIFG - 1231, Lắp cút nối của bộ ống dẫn khí có đủ các van và đồng hồ áp suất khí của

bình SF6 và áp suất ra của bình khí.2, Mở van bình khí SF6, đồng hồ bên trái chỉ áp suất đang có trong bình khí.3, Mở van giảm áp nghe thấy có tiếng thổi nhẹ vào đường ống thì dừng lại.4, Giữ nguyên cho khí thổi vào đường ống khoảng 3 phút sao cho toàn bộ

đường ống chứa đầy khí khô rồi khoá van giảm áp lại.5, Ấn vào ty van một chiều ở đầu rắcco nối vào máy cắt để cho khí SF6 xả ra,

chú ý không được xả hết khí có trong ống, theo dõi trên đồng hồ áp suất.6, Tháo nắp chụp kín ra khỏi cút nối, lắp vào đó cái cút nối của bộ nạp khí

SF6.7, Chỉnh áp suất nạp bằng van giảm áp. Theo dõi áp suất nạp bằng đồng hồ áp

suất. Đọc chỉ số áp suất có sẵn trên tủ hộp bộ truyền động.8, Trị số áp suất khí SF6 tiêu chuẩn nạp vào với từng máy cắt phải tuân thủ

theo hướng dẫn của nhà chế tạo, thông thường trị số áp suất nạp vào thườngcao hơn trị số tiêu chuẩn một ít. Cụ thể là: trị số áp suất khí SF6 tiêu chuẩn(20 0C) là 6Bar nhưng phải nạp vào là 6,3 Bar.

9, Đóng cắt không điện máy cắt 3 lần để kiểm tra độ ổn định áp suất khí trongbình máy cắt.

Quy tr×nh kiÓm tra vµ n¹p khÝ SF6 m¸y c¾t HPA (12kV ®Õn 24kv)A- Kiểm tra áp suất ga:1, Việc kiểm tra áp suất ga được thực hiện qua tấm chắn trước mặt máy cắt.2, Nạp ga phải thực hiện khi máy cắt không vận hành.3, Áp suất ga phải nằm trong khoảng 3 đến 3,5 Bar mới đạt yêu cầu (từ 2 đến

2,5 Bar trên mức áp suất khí quyển ở 20 0C). Nếu dòng cắt nhỏ hơn 25kAcho phép áp suất thấp hơn.

4, Máy cắt HPA có thể được lắp đồng hồ đo mật độ ga, tiếp điểm chuông, bộchỉ thị bằng bảng mầu: Mầu xanh là mức bình thường. Mầu vàng là mức ápsuất đủ cắt. Mầu đỏ là áp suất ga bị thiếu nặng phải tách máy cắt ra khỏivận hành để xử lý và nạp thêm khí SF6.

B- Đấu nối các thiết bị đo lường và nạp ga:1, Tháo bỏ các tấm chắn ở bình máy cắt bằng dụng cụ LV899 361- B để nạp

ga.2, Đóng van trên thiết bị đo lường và nạp ga ( Đối với các máy cắt không có

đồng hồ áp suất dùng LV 899 361- C. Các máy cắt không có đồng hồ đoáp suất dùng LV899 361 - D) Nối thiết bị nạp ga vào bình máy cắt.

3, Đọc áp suất, quy đổi với nhiệt độ như bảng trên. Nếu kết quả quy đổi nằmtrong khoảng từ 2 đến 2,5 Bar, tháo ga theo mục 15.

4, Đóng van giảm áp của bình (van bên trái)


5, Đóng van nạp.6, Mở van chính của bình và nhớ đọc áp suất (cần phải ở mức chỉ thị khoảng

70Bar khi đầy bình)7, Mở van giảm áp cho tới khi đọc được áp suất là 2,5 Bar (Nếu trị số đọc

được cao quá, đóng van giảm và xả ga bằng cách mở van nạp khi đã tháoống nạp).

8, Mở van nạp ga một chút để ga xì ra đảm bảo không có không khí trongvòi.

9, Dùng khoá nối, nối vòi vào ống đo.10,Mở van đo áp suất.11,Mở van nạp cho đến khi đồng hồ chỉ 2,5 Bar(ở 20 0C).12,Đóng van chính của bình.13,Đóng cả hai van nạp và đồng hồ.14,Tháo bỏ khoá nối. Chú ý: Trong vòi còn khí với áp suất 2,5Bar và xì ra.15,Tháo bỏ đồng bồ cho đến khi ga bắt đầu xì thì mở ngay van đo, làm cho

van áp lực ngược bên trong bình máy cắt tự đóng lại..16,Tháo hẳn đồng hồ đo.17,Kiểm tra vòng tròn O của các nắp, nếu chúng khô thì đổi cái mới mà đã

được bôi mỡ loại 1171 4014- 49. (Chú ý: mỡ khoáng không được dùngcho các vòng O loại EPDM) Thay các nắp đầu nối.

Chú ý:Khi nhiệt độ khí khác với 200C áp suất khí SF6 phải thay đổi theo bảng 6.24

Bảng 6.24 quy đổi áp suất khí SF6 theo nhiệt độ môi trường00C 100C 200C 300C0,4 0,4 0,5 0,60,9 0,9 1,0 1,11,3 1,4 1,5 1,61,8 1,9 2, 2,12,3 2,4 2,5 2,62,8 2,9 3,0 3,1

Hình 6.66 Sơ đồ nạp khí SF6 vào máy cắt SF6

7

1 2 3

4 5 6

7

8

1. Đo áp suất bình2. Đo áp suất ra3. Đo áp suất nạp4. Van kiểm tra áp suất5. Van nạp6. Van đo áp nạp7. Chỉ thị áp suất từng pha8. Bình đựng khí SF6


5.1.2. 2. Các hạng mục thí nghiệm máy cắt SF6:1.Đóng cắt không điện máy cắt 3 lần để kiểm tra độ ổn định áp suất khí

trong bình máy cắt.2.Đo điện trở cách điện bằng mêgômmét 2500V.3.Đo điện trở tiếp xúc.4.Kiểm tra hành trình và đóng cắt đồng thời.5.Đo tg với điện áp xoay chiều 22kV trở lên.6.Thí nghiệm điện áp xoay chiều tăng cao.7.Kiểm tra chế độ điện áp điều khiển thấp bằng 80% Uđm.

Bảng 6.25 Những hư hỏng thường gặp trong vận hành của máy cắt SF6Tình trạng hư hỏng Nguyên nhân Kiểm tra và sửa chữaThời gian thao tácđóng cắt kéo dài

Điện áp điều khiển thấp Sự tiếp giáp của các lẫy chốt

Kiểm tra điện áp điềukhiển.

Bôi dầu mỡ các ổ trục.Điện áp thao tác bịcao hơn tiêu chuẩncủa mức thấp nhất

Sự tiếp giáp của các lẫy chốt Kiểm tra các lẫy chốt Bôi dầu mỡ các ổ trục.

Đóng cắt khôngđồng pha

Sai lệch của phần cơ khítừng pha.

Hệ thống thanh truyền độngcác pha bị hỏng, tụt chốt nối

Kiểm tra bộ chốt Bôi mỡ. Kiểm tra các thanh

truyền động và chốt nốigiữa các pha, khắc phụcngay.

Máy cắt không cắtvì không có xungcắt

Không có điện áp điều khiển Xung cắt bị mất vì không tới

được cuộn điện từ cắt. Mạch điều khiển bị hở. Tiếp điểm phụ không tiếp

xúc

Kiểm tra nguồn điện từáptô mát.

Kiểm tra điện áp điềukhiển.

Kiểm tra rơ le áp suấtthấp.

Kiểm tra mạch điện điềukhiển.

Kiểm tra hiệu chỉnh tiếpđiểm phụ.

Máy cắt khôngđóng được bằngđiện

Không có điện áp điều khiển Mất xung đóng. Hở mạch điều khiển. Tiếp giáp của bộ lẫy chốt. Lò xo đóng chưa tích năng Áp suất khí SF6 thấp Hỏng động cơ

Kiểm tra vị trí áp tô mát. Kiểm tra nguồn điều

khiển. Kiểm tra rơ le áp suất

thấp Kiểm tra mạch điện điều

khiển Kiểm tra bộ lẫy chốt. Bôi mỡ. Kiểm tra vị trí áp tô mát. Kiểm tra điện áp vào

động cơ.


Thay động cơ mới Nạp khí SF6.

Máy cắt tự đónghoặc tự cắt khikhông có xungđóng hoặc cắt (khikhông ấn nút điềukhiển)

Ngắn mạch hoặc đấu saimạch điều khiển.

Kiểm tra mạch điện ápđiều khiển.

Kiểm tra cách điện mạchđiều khiển.

Kiểm tra thay các lẫychốt

Máy cắt đóng hoặccắt ngay.

Chốt lẫy bị mòn hay hỏng. Lò xo cắt quá căng. Lò xo đóng chưa đủ tích

năng. Khớp nối bộ cơ khí hiệu

chỉnh không đúng Khoảng cách của các lõi từ

đi cắt bị chỉnh sai.

Kiểm tra lẫy chốt. Giảm lực căng lò xo cắt. Tăng lực căng lò xo

đóng. Kiểm tra lại khớp nối. Hiệu chỉnh lại điểm cố

định rơ le.

Máy cắt đóng luônsau khi đóng cắt

Rơ le chống đóng giã giò bịhỏng

Kiểm tra mạch. Kiểm tra rơ le

Thời gian giảmchấn bị chấn bị sailệch

Thiếu dầu ở bình giảm chấn. Các chỗ tiếp giáp của giảm

chấn

Kiểm tra bộ giảm chấn Thay thế bộ giảm chấn.

Thời gian tích năngcủa lò xo quá lâu vàdòng động cơ lớn

Có ma sát lớn ở động cơđiện và ở bánh răng.

Động cơ bị chập cháy.

Bôi mỡ lên trục động cơvà bánh răng, bánh cam.

Thay động cơ điện.Động cơ khôngkhởi động khi hếttích năng sau khiđóng

Bảo vệ động cơ làm việc Không có điện áp mạch

động cơ

Kiểm tra áptômát, mạchcấp cho động cơ điện.

Động cơ khôngdừng khi lò xo đãtích năng hoàn toàn

Hư hỏng mạch điện củađộng cơ.

Kiểm tra công tắc hànhtrình lò xo đóng.

Đọng nước haysương ở bộ truyềnđộng

Bộ sấy không làm việc Kiểm tra 2 bộ sấy Kiểm tra nhiệt kế.

Tiêu hao khí SF6 Các chố nối không kín Nứt vỏ sứ.

Kiểm tra đường dẫn khí,vỏ sứ.

Nạp bổ xung khí SF6.Không đóng đượcmáy cắt mặc dù cáclò so chỉ thị đã tíchnăng

Cuộn đóng không làm việc Rơ le kém áp làm việc. cánh tay truyền động của

công tắc nhỏ điều chỉnh sai

Kiểm tra điện áp.Điều chỉnh các vít. Điềuchỉnh các cuộn dây.Kiểm tra rơ le.Kiểm tra các lò so máycắt

Kiểm tra điện áp làmviệc. Tìm điểm hỏng xử


lý hoặc thay rơ le. Hiệu chỉnh điểm cố định

rơ le

6.2.1.2. Máy cắt chân không:6.2.1.1. 1. Giới thiệu về máy cắt chân không:

Đặc điểm nổi bật của công nghệ chế tạo máy cắt chân không là tạo ra được mộtmôi trường chân không gần như tuyệt đối tại buồng đặt tiếp điểm máy cắt. Trongmáy cắt chân không, buồng chân không được sử dụng để cắt dòng điện phụ tảihoặc dòng điện sự cố. Khi các tiếp điểm trong buồng chân không bắt đầu tách rasẽ tạo ra hồ quang giữa 2 tiếp điểm, nhiệt độ tăng lên rất lớn có thể đến trên mộtnghìn độ C, bề mặt tiếp điểm kim loại dưới ảnh hưởng của điện trường mạnh sẽtạo ra một khối platsma trong vùng hồ quang điện cho đến khi dòng điện vềkhông. Lúc này hồ quang bị dập tắt và các hơi kim loại sẽ ngưng tụ trở lại trênbề mặt tiếp điểm. Máy cắt kiều này chỉ dùng chân không để dập hồ quang màkhông dùng bất cứ một môi chất nào để dập hồ quang. Buồng chân không đượcchế tạo đặc biệt. Khác với máy cắt SF6, áp suất của không khí (Air) ép vào vỏthành máy cắt từ bên ngoài. Bên trong máy cắt có độ chân không rất cao, áp suấtbên trong rất nhỏ. Buồng chân không nằm giữa hai sứ cách điện hình ống rỗng.Đầu ra của tiếp điểm tĩnh được gắn chặt vào sứ trên và được liên hệ với bênngoài qua một kẹp nối dẫn điện. Đầu ra của tiếp điểm động được gắn kết với sứdưới qua một cái hộp đàn hồi làm bằng kim loại có cấu tạo như một cái đèn xếpcó thể co dãn nhẹ nhàng trong một phạm vi hẹp (10mm) Đặc tính của buồngchân không phụ thuộc nhiều vào vật liệu và hình dáng của tiếp điểm máy cắt.

9

1110

83

2

1

5

47

6

Hình 6.67 Hình dáng bên ngoài máy cắt chân không 22kV

7. Bộ đếm8. Bộ đấu nối mạch điều khiển9. Nút ngắt bằng tay10.Bộ phận cách ly của mạch điện chính11.Buồng ngắt chân không

1. Khung cách điện2. Thanh cách điện3. Bánh lái4. Tay nắm5. Nhãn mác6. Bộ chỉ thị


Hiện nay vật liệu được dùng để chế tạo tiếp điểm máy cắt cao áp tốt nhất là hợpkim Đồng đỏ và Crôm có khả năng chịu được dòng hồ quang lớn và giảm thiểuxu hướng hàn dính tiếp điểm. Buồng dập hồ quang được chế tạo bằng vật liệusiêu bền được gắn kín tuyệt đối, có độ chân không rất cao nên khi cắt ngắn mạchvẫn không phát sinh hồ quang. Dòng điện phụ tải tại thời điểm có hồ quang sinhra tạo ra từ trường xoáy vì nó được điều khiển bởi các cuộn cảm đặt cạnh tiếpđiểm tĩnh của máy cắt có tác dụng làm cho dòng hồ quang bị xoáy tròn bung raxung quanh trải đều trên bề mặt tiếp điểm và nhanh chóng bị dập tắt.

Do có độ bền cách điện rất lớn nên khoảng cách cách điện (ứng với cấp điệnáp của máy cắt) nhỏ, làm cho kích thước của máy cắt nhỏ gọn, bộ truyền độngchỉ cần đạt được hành trình nhỏ (hành trình toàn bộ của tiếp điểm động chỉ cần 8 17mm cho các máy cắt chân không đến 36kV). Bộ truyền động nhỏ gọn, yêucầu công suất nhỏ, độ tin cậy cao.

Kết cấu buồng cắt đơn giản, không có các chi tiết phụ (đồng hồ áp lực, van antoàn….), ít các chi tiết động trong buồng dập hồ quang nhất so với các loại máycắt khác cùng cấp điện áp, do hồ quang tự tắt trong chân không nên không cầnbuồng tạo áp lực và cơ cấu thổi (bảng 6.26)

Bảng 6.26 So sánh số chi tiết trong một trụ cực của máy cắtSố chi tiết Máy cắt

ít dầuMáy cắt

SF6Máy cắt

chân khôngSố chi tiết trong một cực 43 52 22Số chi tiết chuyển động trong mộtcực

18 24 9

Số chi tiết chuyển động trong buồngcắt

17 15 5

6.2.1.1. 2.Cấu tạo và nguyên lý làm việc của máy cắt chân không:Máy cắt chân không có cấu tạo khác biệt so với máy cắt khác là có buồng dập

hồ quang kiểu chân không (hình 6.68; 6.69)


Thành buồng cắt là sứ cách điện. Mặt trong thành có một màn chắn bảo vệ đểngưng tụ hơi kim loại khi có hồ quang, màn chắn này để ngăn chặn hạt kim loạibám trên thành buồng, dẫn đến phóng điện bề mặt và phá vỡ cách điện củabuồng. Ngoài ra màn chắn này còn hạn chế các điện tích tự do chạy trongkhoảng không của buồng. Để cân bằng điện trường trong buồng còn sử dụngthêm màn chắn kim loại.

Hình 6.68Mô phỏng cấu tạo của một buồng cắt chân không

Hình 6.69Cấu tạo của buồng cắt chân không 22kV

`

1. Màn chắn bảo vệ 2. Vỏ cách điện 3. Đĩa phía động4. Tiếp điểm động7. Điện cực

5. Ống dẫn hướng8. Tiếp điểm tĩnh

6. Hộp xếp kim loại9. Đĩa phía tĩnh

10. Ngoằm nối màn chắn bảo vệ

H.IV-3.3: Cấu tạo bên trong buồng cắt chân không

7

8

9

101

2

3

4

56

Hình 5.21. Cấu tạo bên trong buồng máy cắt chân không

8

456

2

2

71


Để giữ độ kín gần như tuyệt đối cho buồng cắt chân không người ta khônglắp thêm đồng hồ kiểm tra độ chân không, phần tiếp điểm động trượt trên thànhbuồng được đưa ra ngoài khoang chân không thông qua thanh dẫn động đượcgắn trên hộp xếp kim loại và chuyển động trong ống dẫn hướng. Đầu của thanhtiếp điểm động nối với tay đòn cơ khí được gắn với 1 lò xo để giữ lực ép tiếpđiểm khi đóng và bù phần hành trình tiếp điểm bị mòn do hồ quang.

1) Vật liệu điện cực:Khi tiếp điểm mở ra trong môi trường chân không, hồ quang phát sinh làm

bốc hơi vật liệu tiếp điểm trên bề mặt điện cực, sự phóng điện hồ quang chủ yếulà xuyên qua hơi kim loại cho tới khi dòng điện đi qua trị số 0. Do đó, vật liệuđiện cực là một yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến hoạt động cơ bản của khoangchân không và các đặc tính cần thiết như ngắt dòng điện, cường độ điện môi, khảnăng chịu hàn. Tuy nhiên, các đặc tính này xung đột với nhau và tất cả các đặctính không thể đáp ứng được chỉ bằng một kim loại (trước đây người ta chọn vậtliệu làm điện cực bằng Vonfram có nhiệt độ nóng chảy cao và bay hơi kim loạiít, nhưng dòng tại đó hồ quang được dập tắt rất lớn). Ngày nay người ta dùnghợp kim của 2 hay nhiều kim loại làm vật liệu điện cực. Các hợp kim thườngđược sử dụng làm vật liệu điện cực gồm có hợp kim Cu-Cr, hợp kim Cu-Bi, haydùng hợp kim của kim loại chịu nóng chảy cao Molipden (Mo) và kim loại cókhả năng bốc hơi kim loại lớn (Sb).

2) Dạng điện cực:

Hình 6.70 mô tả cấu tạo các tiếp điểm điển hình của buồng chân không.Trong đó có hai dạng tiếp điểm hay được sử dụng nhiều nhất là “tiếp điểm dạngxoắn lò xo” - ở đó hồ quang bị nén cưỡng bức, không ngừng quay trên bề mặttiếp điểm. Và “tiếp điểm dạng hình chậu”- hạn chế hồ quang cháy cục bộ nhờquá trình dập hồ quang bằng khuếch tán.

a) Tiếp điểm kiểu đơn giản:Có cấu tạo đơn giản và được sử dụng cho máy cắt có công suất khá nhỏ.b) Tiếp điểm dạng xắn lò xoGiải pháp kết cấu của tiếp điểm dạng này được trình bày trong hình b. Tiếp

điểm có dạng hình đĩa với đầu mút hình côn hoặc vành lồi. Thông qua các vànhlồi này thực hiện sự tiếp xúc các tiếp điểm ở dạng đóng. Ở các phần bên ngoài

a) Kiểu đơn giản b) Kiểu dạng xoắn lòxo

c) Kiểu dạng hình chậu

Hình 6.70 Cấu tạo tiếp điểm


chu vi các tiếp điểm có dạng xoắn lò xo thậm chí ở trạng thái đóng cũng khôngtiếp xúc với nhau. Qua các rãnh hình xoắn lò xo, bên ngoài chu vi của các tiếpđiểm hình thành một vài mảnh gắn với nhau ở phần trục. Các rãnh trên mỗi tiếpđiểm có vị trí trùng nhau như được mô tả trong hình b.

Hoạt động của các tiếp điểm này được mô tả như sau:Khi ngắt dòng điện nhỏ: Hồ quang sinh ra có thể ở trong tình trạng tự khuếch

tán, khi mở tiếp điểm các dòng tập trung ở một vài điểm tiếp xúc sẽ hình thànhcầu dẫn điện từ sợi kim loại nóng chảy trong không gian giữa các tiếp điểm, cáccầu này sau khi bị đứt sẽ hình thành hồ quang. Hồ quang cháy giữa các tiếp điểmnhanh chóng chuyển thành hồ quang lan truyền (khuếch tán) với các chân hồquang (vệt Cathode) chuyển động hỗn loạn trên bề mặt tiếp điểm. Một số chânhồ quang trong khi di động đã vượt ra khỏi bề mặt tiếp điểm và bị tắt, một sốchân khác tiếp tục cháy và bị tách ra làm hai, tổng số chân hồ quang luôn tỉ lệvới dòng điện máy cắt. Vệt Cathode có xu hướng lan truyền trên bề mặt tiếpđiểm xâm chiếm hoặc là toàn bộ bề mặt hoặc là phần lớn bề mặt tiếp điểm. Khingắt dòng điện lớn: Quá trình diễn ra hoàn toàn khác, khi đó hồ quang trongchân không cũng có dạng nén. Sau khi ngắt các tiếp điểm giữa chúng hình thànhcầu kim loại nóng chảy tạo thành rãnh nén hồ quang. Một vài vệt Cathode riêngrẽ đẩy lẫn nhau, kết quả một vài vệt trong số đó có thể bị đẩy ra khỏi khu vực hồquang cháy và bị dập tắt nếu thân hồ quang không được lực điện từ kéo ngượctrở vào bên trong. Ngoài ra khi các tiếp điểm mở ra sẽ hình thành các hồ quangđơn và tạo thành các nhánh dòng điện, kết quả là trên đó sẽ tác động các lực điệnđộng theo hướng kính so với trục của các tiếp điểm, nhờ đó hồ quang di chuyểnra phía ngoài đĩa tiếp điểm. Trong trường hợp này, vì sự có mặt của các rãnhhình xoắn lò xo trong không gian giữa các tiếp điểm sinh ra từ trường hướngkính, kết quả là trên hồ quang ngoài lực ly tâm còn có sự tác động của lực hướngkính làm cho hồ quang di chuyển ra bên ngoài.

Hiệu quả quay trên bề mặt của tiếp điểm đó phụ thuộc vào độ cong của rãnhxoắn, độ cong càng lớn hiệu quả tác động của các tiếp điểm càng cao.

c) Tiếp điểm dạng hình chậuĐó cũng là một dạng khác của hệ thống tiếp điểm sử dụng cho máy cắt chân

không (hình c). Ở đây các tiếp điểm có dạng hình chậu với thành mỏng được gắnở ổ đỡ tiếp điểm. Ở vị trí đóng sự tiếp xúc xảy ra trên bề mặt của miệng chậu,mặt bên của tiếp điểm hình chậu có các rãnh nghiêng.

Khi các tiếp điểm mở ra, giữa chúng hình thành cầu kim loại nóng chảy, sốlượng cầu phụ thuộc vào giá trị dòng điện ngắt. Sau khi các cầu này bị đứt, giữacác chỗ đứt đó hình thành hồ quang cháy đồng thời ở nhiều chỗ.

Song song với hồ quang còn hình thành cả từ trường hướng kính, sinh ra cácdòng điện chảy qua rãnh nghiêng của tiếp điểm. Dưới tác dụng của từ trườngnày, thân hồ quang bị cưỡng bức di chuyển ra ngoài miệng của tiếp điểm hìnhchậu theo quy tắc bàn tay trái, ở hệ thống tiếp điểm này hồ quang bắt buộc phảicháy ở chỗ mà nó sinh ra.

6.2.1.1. 3. Kiểm tra máy cắt chân không:Máy cắt chân không không cần phải bảo dưỡng. Buồng dập hồ quang được

chế tạo có độ chân không tuyệt đối do đó không cần phải kiểm tra áp suất và bảodưỡng các chi tiết trong buồng chân không. Nếu bị hở không còn độ chân không


nghĩa là máy cắt bị hỏng phải bỏ đi. Độ mòn điện của các tiếp điểm rất thấp.Thời gian tác dụng của tiếp điểm điện quá ngắn, khoảng di chuyển của các tiếpđiểm của máy cắt rất nhỏ nên máy cắt chân không có độ bền điện rất cao: Khehở khoảng chân không giữa 2 tiếp điểm là 10mm, chịu được điện áp tới 300kV.Cơ cấu truyền động chịu tác động của lực cơ học rất nhỏ nên có quán tính rấtnhỏ, làm việc rất nhẹ nhàng tin cậy. Công nghệ chế tạo máy cắt chân khôngđược đánh giá có tính ưu việt nhất. Tuổi thọ của máy cắt chân không có thể đạttrên 30 năm, có thể chịu được dòng điện ngắn mạch đến 200kA. Do độ bền cáchđiện trong môi trường chân không là rất cao nên hồ quang tự dập tắt trong môitrường này (máy cắt chân không không có môi chất dập hồ quang, áp suất đạtđược bên trong buồng cắt chân không khoảng 10-7 bar). Đặc tính của môi trườngchân không có độ dốc lớn, chịu được xung điện áp lớn. Khi khoảng cách giữahai tiếp điểm tăng lên (ứng với điện áp cao), môi trường chân không không cònưu điểm về độ bền cách điện nữa. Vì vậy máy cắt chân không thường được chếtạo ở cấp điện áp trung áp (từ 6kV đến 36kV) có khe hở tiếp xúc giữa các tiếpđiểm từ 5 đến 25mm.

Khả năng mất chân không rất ít do kết cấu buồng cắt đơn giản, không có cácmối ghép bịt kín bằng giăng, phần trượt giữa thanh tiếp điểm động và thànhbuồng được tách khỏi buồng chân không nhờ kết cấu hộp xếp kim loại, việc bịtkín cuối cùng buồng cắt chân không sau khi lắp ráp thực hiện trong lò chânkhông. Độ tin cậy vận hành cao, không gây tiếng ồn do kích thước nhỏ gọn vàkết cấu đơn giản. Thời gian cắt nhanh nhất do hồ quang dập tắt nhanh nhất vàhành trình tiếp điểm nhỏ nhất. Khả năng dập hồ quang không phụ thuộc vàodòng hồ quang. Có thể chế tạo cho công suất lớn. Tiếp điểm ít bị hồ quang pháhuỷ nhất do năng lượng hồ quang trong chân không nhỏ nhất, và thời gian cháycủa hồ quang là ngắn nhất. Không cần bảo dưỡng các chi tiết trong buồng cắtcho đến hết tuổi thọ, chỉ cần vệ sinh bên ngoài máy cắt và bôi trơn bộ truyềnđộng (BTĐ). Thời gian bảo dưỡng ngắn. Lắp đặt đơn giản, nhanh do các chi tiếtđược lắp ráp hợp bộ và thí nghiệm xuất xưởng hết sức chặt chẽ. Vận hành đơngiản do buồng dập hồ quang được gắn kín, vì vậy cách điện của máy cắt khôngbị ảnh hưởng bởi môi trường xung quanh. Trong quá trình làm việc, buồng dậphồ quang chân không không cần thiết phải kiểm tra giám sát (không có chỉ thị độchân không). Không có nguy hiểm về cháy nổ, do môi trường chân khôngkhông cháy và buồng cắt không chứa áp lực cao để gây nổ. Không gây ô nhiễmmôi trường về chất thải và tiếng ồn. Giá thành hợp lý do kết cấu đơn giản, gọnnhẹ.

Tiếp điểm của máy cắt chân không làm việc trong môi trường áp lực rất thấpnên khả năng toả nhiệt kém, khả năng bốc hơi kim loại cao, điện tích bay hơi vớitốc độ nhanh làm cho tiếp điểm làm việc nặng nề hơn và tiếp điểm mòn nhanhhơn. Ở mỗi trụ cực máy cắt chân không có trang bị chỉ báo độ mòn tiếp điểm vàvùng giới hạn độ mòn cho phép. Tuy nhiên thời gian cháy và năng lượng của hồquang trong môi trường chân không là nhỏ nhất nên tiếp điểm ít bị phá huỷ nhất.Do khả năng dập hồ quang quá nhanh, gây quá điện áp khi cắt lớn. Nên nếudùng máy cắt chân không để cắt cho các tổ hợp động cơ và các tổ tụ bù cần đặtthêm chống sét chống quá điện áp thao tác. Tạo ra tia X khi cắt, tuy nhiên đủ nhỏđể không làm ảnh hưởng đến sức khoẻ người vận hành khi máy cắt đặt trong tủhợp bộ hoặc người vận hành thao tác từ xa.


Nhược điểm lớn nhất của máy cắt chân không là khi làm việc ở điện áp caoU 110kV do điện trường cao nên khi ở trạng thái cắt các bụi hơi kim loại thoátra trên bề mặt tiếp điểm phần lớn sẽ tập trung tại bề mặt tiếp điểm, một phần nhỏsẽ bám vào thành bên trong của buồng dập hồ quang, lâu dài sẽ làm cho cáchđiện của của buồng dập hồ quang bị suy giảm.

Bảng 6.27 Thông số kỹ thuật của máy cắt chân không HPA 12. 24kV(Tham khảo)

6.2.1.1. 4.Vận hành máy cắt chân không:Máy cắt chân không vận hành đơn giản, do buồng dập hồ kín hoàn toàn nên

không cần có chế độ bảo dưỡng buồng dập hồ quang và các tiếp điểm máy cắt.Chỉ cần tra dầu bôi trơn bộ truyền động trong thời gian vận hành. Không đượcđể hở gioăng hộp truyền động và hộp điều khiển ngoài trời. Khi cắt điện định kỳphải lau chùi sứ cách điện để ngăn ngừa khả năng phóng điện bề mặt sứ. Khi thínghiệm định kỳ nếu phát hiện thấy cách điện của máy cắt không đạt tiêu chuẩnlà phải thay.

6.2.1.1. 5. Thí nghiệm máy cắt chân không:1, Đóng cắt không điện máy cắt 3 lần để kiểm tra độ ổn định động.2, Đo điện trở cách điện bằng mêgômmét 2500V.3, Đo điện trở tiếp xúc.4, Đo tg với điện áp xoay chiều 22kV trở lên.5, Thí nghiệm điện áp xoay chiều tăng cao.6, Kiểm tra chế độ làm việc của máy cắt ở điện áp thấp bằng 80% UđmNgoài các tiêu chuẩn thí nghiệm và số liệu kỹ thuật dùng để so sánh trong

quá trình thí nghiệm phải tham khảo thêm trong tài liệu của nhà cung cấp.

6.2.2. Dao cách ly:6.2.2.1. Cấu tạo và nguyên lý làm việc:

Dao cách ly được xử dụng để tách mạch giữa máy cắt, máy biến áp chính,cuộn kháng điện, cách ly giữa các trạm từ đường dây truyền tải đến các máyphát điện. Dao cách ly chỉ được mở ra khi dòng điện đi qua nó không tồn tại và

1 Điện áp định mức kV 12 12-24

12-24 12-24 12-24

2 Dòng điện định mức kA 40 31,5 25 20 123 Dòng điện ngắn mạch danh

định lớn nhất(đỉnh nhọn)

kA 40 31,5 25 20 12

4 Dòng điện ngắn mạch danhđịnh thời gian1 sec hay 3 sec

kA 100 80 62,5 50 30

5 Áp suất khí SF6 quá áp Bar 2,5 2,5 2,5 2,5 2,56 Khả năng chịu được về điện khi

cắt dòng điện định mứcsố lần 10 16 25 40 100

7 Khả năng chịu được về cơ khíkhi cắt dòng điện định mức

số lần 10000 10000 10000 10000 10000


đã được cắt bằng một máy cắt hoặc các máy cắt. Dao cách ly được đóng trướckhi đóng một máy cắt hoặc các máy cắt. Dao cách ly phải cắt được dòng điệnđiện dung nghĩa là cắt không tải cho một đường dây mang điện áp cao. Dao cáchly hiện đại thường được trang bị thêm động cơ điện dùng cho đóng cắt có điềukhiển, tiếp điểm phụ trong mạch liên động được chèn vào mạch điều khiển củacầu dao đảm bảo chắc chắn rằng không thể thao tác được dao cách ly khi đangcó dòng tải đi qua hoặc có thể cho phép đóng điện cho các phụ tải. Các daothường lắp kèm thêm dao tiếp địa. Để bảo đảm an toàn khi cắt dao tiếp địa mớiđược đóng dao cách ly hoặc ngược lại người ta dùng thêm khoá liên động cơ khíbằng phương pháp dùng lẫy chống cơ khí nghĩa là một lưỡi dao đang đóng thìchống lại các lưỡi dao khác đang ở vị trí mở. Với những dao cách ly 110kV(220kV) đóng cắt bằng động cơ điện người ta cũng dùng phương pháp làm thêmtiếp điểm phụ trong mạch điều khiển đảm bảo chắc chắn khi cắt dao tiếp địa thìmới đóng được dao cách ly hoặc ngược lại. Để làm tiếp địa thanh cái người tađặt một dao tiếp địa trên một dao thanh cái của một lộ hoặc trên tủ TU. Đểchống lại sự đóng tiếp địa vào thanh cái đang có điện áp người ta yêu cầu khôngchỉ liên động giữa dao tiếp địa và dao chính của dao cách ly có dao tiếp địa đượclắp trên đó mà còn liên động giữa dao tiếp địa với tất cả các dao chính của cácdao cách ly nối với thanh cái đó. Một phương pháp liên động là trong khoá thaotác được chế tạo kèm theo tiếp điểm khoá liên động. Một phương pháp liên độngkhác đòi hỏi phải dùng một cuộn hút để liên động cơ khí: Trên các dao tiếp địađộc lập thì ở vị trí tay thao tác được lắp thêm một cuộn hút, phía trước cấu daolắp thêm một bộ TI hình xuyến, mục đích là ngăn không cho thao tác dao tiếpđịa khi trời có giông bão, lúc có giông bão cuộn hút có tác dụng sẵn sàng hútchặt bộ truyền động để khoá tay thao tác.Cấu tạo dao cách ly kiểu đóng thẳng đứng:

1- Loại dao đơn (hình 6.71):Có tiếp điểm chuyển động gồm có một lưỡi dao đơn mà nó có hình chữ U và

một bộ tiếp điểm tĩnh. Bộ truyền động cơ khí dao của một dao cách ly cực caoáp có tiếp điểm hình chữ U thường được thiết kế bởi vì lưỡi dao khi quay vàotiếp điểm sẽ có tiếp xúc tốt và lau sạch các chất bẩn hoặc điểm rỗ của tiếp điểm.Trong khi đóng, lưỡi dao của dao cách ly có tiếp điểm hình nhẫn chuyển động từvị trí thẳng đứng sang vị trí nằm ngang sau đó tại cuối hành trình lưỡi dao lạiđược đẩy vào trong tiếp điểm tĩnh.

2- Loại đóng ở giữa (hình 6.72):Các tiếp điểm gồm có 2 lưỡi dao chuyển động được điều khiển riêng theo

chiều quay của trụ sứ và có cùng chung một bộ truyền động.


6.2.2.2. Đặc tính kỹ thuật:Các tiếp điểm của cầu dao được mạ bạc Nikel đảm bảo tiếp xúc mặt tốt. Các

phần mang dòng phải làm bằng đồng thau. Toàn bộ các chi tiết trên các đầu sứphải làm bằng vật liệu phi từ tính (không chứa thành phần sắt).

Bảng 6.28 Bảng thông số kỹ thuật (tham khảo)Thứtự

Mô tả Đơn vị Yêu cầu

12345678910

11

1213141516

Nhà chế tạoLoạiSố phaChiều di chuyển của daoLắp đặtThiết bị thao tácVật liệu cách điệnĐiện áp hệ thống cao nhấtDòng điện định mứcChịu điện áp xung sét định mức Giữa các pha với đất Giữa hàm tĩnh và động khidao ở vị trí mởChịu điện áp tần số công nghiệp (phóng điệnướt) Với nối đất và giữa các pha Giữa hàm tĩnh và động khi dao ở vị trí mởChịu dòng điện định mức (1 giây)Khoảng cách phóng điện bề mặt tối thiểuKhoảng cách tối thiểu giữa pha với phaThao tác an toàn phần cơTrọng lượng của cầu dao cách ly 3 pha

kVkV

kVkVkAmm/kVmmC.Okg

Nằm ngangNằm ngangbằng taysứ gốm123630

650650

23023020253500

1000

6.2.2.3. Kiểm tra dao cách ly:Việc kiểm tra dao cách ly được thực hiện như sau:Các cực của dao cách ly hoạt động trơn tru không bị kẹt. Kiểm tra tiếp điểm

hành trình mà nó để giới hạn cắt động cơ truyền động khi dao cách ly vừa đến vị

Hình 6.71 Cầu dao đơn Hình 6.72 Cầu dao đóng ở giữa


trí đóng và mở. Khi dao cách ly ở vị trí mở, đóng dao tiếp địa và kiểm tra độngcơ truyền động không thể hoạt động được. Kiểm tra thiết bị hãm động cơ truyềnđộng sẽ dừng và giữ lưỡi dao chính ở bất kỳ vị trí ở giữa nào. Dùng tất cả phímđiều khiển đóng mở trong hộp điều khiển để thao tác và kiểm tra rằng tất cả cáccực đều đóng mở đồng thời trong các giới hạn nhất định. Khi tất cả các cực củadao cách ly ở vị trí mở, tháo nguồn điện điều khiển động cơ ra khỏi một cực củadao cách ly. Đóng dao cách ly bằng phím bấm đóng trong hộp điều khiển. Lưỡidao chính của cực khi đã tháo nguồn điện điều khiển thì vẫn ở vị trí mở. Kiểmtra xem hai cực còn lại có tự động mở ra sau khi có thời gian trễ không. Đặtkhóa chuyển đổi vị trí sang vị trí điều khiển từ xa (REMOTE). Kiểm tra khôngcó cực nào của cầu dao cách ly có thể điều khiển được tại hộp điều khiển hoặchộp động cơ truyền động. Kiểm tra tất cả các cực của dao cách ly đóng mở khiđấu mạch điều khiển đến hàng kẹp điều khiển từ xa trong hộp điều khiển.

6.2.2.4.Thí nghiệm dao cách ly:Trước khi thí nghiệm dao cách ly cần phải dùng dẻ sạch và cồn 700 lau sạch bề

mặt sứ cách điện, đảm bảo bề mặt sứ phải sạch và khô. Cần phải kiểm tra cănchỉnh lại các má tiếp xúc trước khi đo.Các hạng mục thí nghiệm dao cách ly:

1. Đo điện trở tiếp xúc tại các điểm tiếp xúc của các má dao tại vị trí đóng.2. Đo điện trở cách điện bằng mê gôm mét 2500V.3. Đo hệ số tổn hao của sứ cách điện tg.Chú ý: Thí nghiệm tg được thực hiện ở điện áp xoay chiều 10kV tần số

50Hz. Các thí nghiệm đều phải thực hiện tại vị trí lắp đặt.6.2.3. Chống sét van.

6.2.3.1. Giới thiệu chung:Chống sét van là một thiết bị điện quan trọng trong trạm biến áp. Khi trạm

biến áp không có trang bị chống sét thì không cho phép vận hành. Chức năngcủa nó là hạn chế quá điện áp điện áp tại các đầu cực của thiết bị trong trạm biếnáp. Các thiết bị này (chủ yếu là máy cắt, máy biến áp lực, cuộn kháng) rất đắttiền nếu bị hư hỏng cần thì phải có thời gian sửa chữa dài hoặc thay thế lâu.Những thiết bị điện kể trên có thể bị hư hỏng bởi quá điện áp do sét đánh, dođóng cắt các đường dây truyền tải, do các sự cố, do sự sa thải đột biến của cácphụ tải.

Hình 6.73Hình ảnh chống sét van kiểu

ô xít kim loại


Hiện nay trong các trạm biến áp phổ biến dùng chống sét van kiểu ôxít kimloại. Đây là bộ chống sét kiểu đột biến dùng các phần tử van được chế tạo từ cácvật liệu ôxít kim loại (MOSA).

6.2.3.2.Cấu tạo nguyên lý làm việc.Chống sét kiểu ôxít kim loại về cơ bản gồm một chồng đĩa bằng ôxít kẽm nằm

bên trong một vỏ sứ cách điện có độ ổn định nhiệt cao. Định mức điện áp củachống sét quy định theo số đĩa ở bên trong chồng đĩa. Đặc tính duy nhất của ô xítkẽm là có đặc tuyến vol-am pe phi tuyến. Điện áp gần như là hằng số trên mộtdải rộng các dòng điện chảy qua các đĩa khi chống sét chịu đựng các xung sét vàcác đột biến điện.

Hiện nay các chống sét van của các trạm biến áp đều chống sét kiểu ôxít kimloại (SiO hoặc ZnO), đặc tính Vôn - Am pe hoàn toàn phi tuyến, có khả nănghấp thụ năng lượng cao. Với điện áp định mức của lưới điện chống sét van hoàntoàn "không phóng điện". Nhưng khi điện áp đột biến tăng lên đến điện áp tớihạn lập tức van chống sét chuyển ngay từ trị số điện trở lớn sang trị số điện trởnhỏ theo đặc tính V- A của chúng và cho dòng điện sét đi qua. Khi hết sét điệnáp trở lại bình thường thì van chống sét sẽ trở lại trạng thái có tính dẫn điện kém.Lúc này ba cái chống sét không khác gì ba quả sứ đỡ cách điện.

a- Đoạn đặc tính dưới.b- Điểm nhọn.c- Đoạn phi tuyến rõ rệt.d- Đoạn tuyến tính trên.A- Điểm làm việc cóđiện áp thường xuyên.

Hình 6.74 Đặc tính điện áp, dòng điện của điện trở ô xít kim loại


6.2.3.3.Trường hợp đấu van chống sét vào trung điểm của cuộn dây 110kVmáy biến áp:

Lưới điện 110kV thuộc hệ thống trung điểm nối đất nghĩa là: trung điểm đấu Ycủa cuộn dây 110kV của các máy biến áp 220kV/ 110kV nối đất trực tiếp.

Có 3 cách nối đất trung điểm đấu Y của cuộn dây sơ cấp máy biến áp chính tạicác trạm 110kV:

Cách 1: Trung điểm cuộn dây 110kV được nối đất trực tiếp.Cách 2: Trung điểm cuộn dây 110kV được nối đất qua một bộ cầu dao 35kVCách 3: Trung điểm cuộn dây 110kV được nối đất qua một bộ chống sét van.Khi đường dây 110kV xảy ra ngắn mạch 1 pha chạm đất, nếu trung điểm của

các máy biến áp 110kV không nối đất thì dòng điện chạm đất Io qua đi TI đầunguồn có thể không đạt tới trị số khởi động rơ le bảo vệ Io.

Để tăng dòng khởi động của bảo vệ rơ le ta cho nối đất trung điểm của cáccuộn dây sơ cấp 110kV. Muốn bảo đảm độ nhậy của bảo vệ rơ le chạm đất cầnphải tính toán, điều chỉnh, lựa chọn trị số dòng điện Io thích hợp vì vậy trên hệthống đường dây 110kV sẽ có một số máy biến áp 110kV được nối đất (cách 1).

Số lượng điểm nối đất được điều chỉnh theo sự phát triển của lưới điện 110kVhoặc theo từng mùa trong năm (cách 2). "Dùng cầu dao nối đất sẽ linh hoạt trongviệc điều chỉnh dòng điện chạm đất Io".

Trường hợp không nối đất trung điểm cuộn dây 110kV: Khi bình thường điện áp

UA = UB = UC = 110kVTrong đó UA , UB , UC là điện áp dây.

Khi có sóng sét đánh vào đường dây 110kV điện áp tăng lên nhiều lần, cácchống sét van của trạm biến áp làm việc triệt tiêu dòng điện sét xuống đất. tuyvậy vẫn có khả năng vẫn tồn tại một lượng điện áp dư trên cuộn dây máy biến ápdo sét gây ra.

Hình 6.75 Dòng điện ngắn mạch một pha chạm đấttrong lưới điện 110kV

UA

UC UB

IA

IC

I = Io + Io’

UA’

UB’UC’

Chống sét

Io

Io’ Io”


Điện áp dư có thể lớn hơn điện áp pha ( Udư >> Upha = 66,5kV) gây bất lợicho cách điện của máy biến áp, vì vậy trong quá trình thiết kế chế tạo người tađã quan tâm tăng cường khả năng cách điện dự phòng của máy biến áp.

Điện áp pha đặt lên cuộn dây máy biến áp là

115kVUA = UB = UC = = 66,5kV

1,73

Cách điện của máy biến áp phải chịu được điện áp phóng điệnUfđ = 1,15 x Uo = 1,15 x 66,5kV = 76,5kV

k = 1,15 là hệ số dự phòng.

Để bảo vệ cách điện cho cuộn dây máy biến áp không bị chọc thủng người tadùng cách nối đất trung điểm máy biến áp 110kV qua bộ chống sét van (cách 3)Khi xảy ra quá điện áp, van chống sét mở ra thoát dòng điện xuống đất. DòngIo" là dòng điện sét. Chống sét van tại trung điểm cuộn dây 110kV có cấp điệnáp 35kV có điện áp phóng điện 76,5kV, hình dáng bên ngoài giống như cácloại chống sét van lắp trong trạm biến áp. Có thể dùng 1 cái chống sét van 35kVhoặc gồm 2 chống sét van 15kV và 20kV ghép xếp chồng lên nhau.

6.2.3.4.Quy định tiếp địa chống sét cho trạm biến áp: Đối với trạm có trung tính trực tiếp nối đất, điện áp từ 110kV trở lên thì điệntrở nối đất cho phép là 0,5. Đối với trạm có trung tính cách điện, điện áp dưới 110kV thì điện trở nối đấtcho phép là 4.

Đối với trạm có có công suất bé dưới 100kVA điện áp dưới 110kV thì điện trởnối đất cho phép là 10.

6.2.3.5. thí nghiệm:Tuỳ theo yêu câù của nhà chế tạo mà điện áp và dòng điện xoay chiều qua

chống sét phải ở một mức nào đó cao hơn định mức nhưng phải nằm trong phạmvi tiêu chuẩn cho phép của nhà chế tạo.Các chống sét thuộc loại này thường của Mỹ, Châu Âu như VariCAP,VariSTAR, AZLP...

6.2.4. Máy biến điện áp:6.2.4.1 Phân loại:

AB RNút nhấn

EUtn

Hình 6.76Sơ đồ đo điện áp và

dòng điện xoay chiềucủa chống sét ở điện áp

xoay chiều tăng cao


Máy biến điện áp chuyên dùng biến đổi điện áp để cung cấp điện áp 100V~cho đồng hồ Von mét để đo lường điện áp phía cao thế, cung cấp điện áp 100V~cho các cuộn dây điện áp của công tơ điện 3 pha, cung cấp điện áp thứ tự không(3U0) trên cuộn dây tam giác hở của TU cho rơ le báo chạm đất khi có chạm đất,cung cấp điện áp cho rơ le bảo vệ thanh cái và cho mạch điện tự động đóngnguồn dự phòng. Các máy biến điện áp được đấu trực tiếp vào thanh cái 110kV(220kV)

không qua cầu chì. Từ cấp điện áp 35kV trở lên TU thường đặt ngoài trời. Từ cấp điện áp 22kV trở xuống TU được đặt trong tủ điện.

Máy biến điện áp giống máy biến áp lực là được chế tạo dựa trên nguyên lýcảm ứng điện từ. Máy biến điện áp khác máy biến áp lực là dung lượng của máybiến điện áp nhỏ chưa đến 1kVA (trung bình S 250VA), kích thước hình họckích thước mạch từ và kích thước của các cuộn dây nhỏ. Máy biến điện áp thườngcó tổ đấu dây Y0/Y0/ hở.

6.2.4.2 Cấu tạo và nguyên lý làm việc của TU kiểu điện từ:Ở cấp điện áp 65kV trở xuống thường dùng TU kiểu điện từ, có cấu tạo và

nguyên lý làm việc tương tự như một máy biến áp lực. Cách điện chính của TUkiểu điện từ là dầu máy biến áp, riêng loại TU khô cách điện bằng Êpoci. TUkiểu điện từ được chế tạo ở cấp chính xác cao, sai số nhỏ và sai số không bị biếnđộng theo thời gian. Tuy nhiên khi chế tạo ở điện áp cao sẽ có trọng lượng lớn,chiếm diện tích không gian lớn và giá thành cao. TU có điện áp cao thường phảiđặt ở ngoài trời, cách điện chính bằng dầu biến áp nên việc bảo dưỡng gặp nhiềukhó khăn.

6.2.4.3 Cấu tạo và nguyên lý làm việc TU kiểu điện dung:Ở cấp điện áp 65kV trở lên thường dùng TU kiểu điện dung, đây là kết hợp

của hai nhóm tụ điện phân áp nối tiếp C1, C2 và một TU điện từ có cấp điện áptrung áp. Nhóm tụ điện C1, C2 dùng để phân áp, cực trên của tụ C1 được đấuvào nguồn điện và cực dưới tụ C2 ở dưới được nối đất, như vậy nhóm tụ điệnchịu điện áp pha. Các tụ điện phân áp được đặt trong một ống sứ kín chịu điệnáp pha của nguồn điện. TU kiểu điện từ được đấu song song vào tụ phân áp C2.Mục đích dùng tụ điện phân áp là để tạo ra điện áp tương ứng cho cuộn dây sơcấp, thường được chế tạo ở cấp điện áp 22kV. Cảm kháng của cuộn dây sơ cấpmáy biến điện áp và điện dung của tụ điện phân áp tạo thành một mạch cộnghưởng ở một vài tần số, sự cộng hưởng nói trên làm cho tổng trở của TU giảmđột biến như vậy có thể làm giảm tính chính xác thậm chí làm hư hỏng các phầntử trong TU nếu như dòng điện khi cộng hưởng đủ lớn. Để ngăn ngừa ảnh hưởngnày thường lắp thêm một mạch chặn cộng hưởng có chứa các phần tử R4, L4,C4, mạch chặn cộng hưởng có phản ứng rất nhạy chống lại ảnh hưởng của sựcộng hưởng. TU kiểu điện dung có khả năng làm việc giống như một TU điện từcó cấp chính xác và sai số góc nhỏ nằm trong tiêu chuẩn. Nhưng TU kiểu tụthường xuất hiện sai số theo thời gian, và theo sự biến động công suất tiêu thụđiện của các phụ tải đấu sau cuộn dây thứ cấp của TU. Vì vậy khi vận hành "TUkiểu tụ" cần phải thường xuyên kiểm tra, phát hiện những biểu hiện không bìnhthường của TU để có biện pháp sửa chữa hoặc thay thế.


6.2.4.4 Cấp chính xác của máy biến điện áp:Cấp chính xác của máy biến điện áp chịu ảnh hưởng của điện áp rơi và sự xoay

góc pha qua máy biến áp. Độ chính xác của máy biến điện áp không chịu ảnhhưởng do nhiệt độ cuộn dây. Sự giảm điện áp đặt vào TU không ảnh hưởng đếnsai số nhưng khi điện áp tăng sẽ gây ra sự bão hoà từ nhanh dẫn đến sai số vàphát nhiệt trong TU. Nếu điện áp tăng nằm trong giới hạn < 110% điện áp địnhmức thì không gây ra sai số. Cấp chính xác của máy biến điện áp phụ thuộc vàodung lượng phụ tải các phụ tải tiêu chuẩn đã được quy định. Cấp chính xác sẽđược xác định dựa trên mức dung lượng tải.

Hình 6.78Hình ảnh TU kiểu điện dung

Hình 6.77Hình ảnh TU 22kV, 35kV

Hình 6.79Sơ đồ nguyên lý máy biến điện áp kiểu điện dung


Bảng 6.29 Dung lượng tiêu chuẩn cho các máy biến điện ápĐặc tính trên

dung lượng tiêu chuẩnĐặc tính trêncơ sở 120V

Đặc tính trêncơ sở 69,3V

Tên V- AHệ số

công suấtĐiệntrở()

Điệnkháng(H)

Tổngtrở()

Điệntrở()

Điệnkháng(H)

Tổngtrở()

w 12,5 0,1 115,2 3,04 1152 38,4 1,01 384x 25 0,7 403,2 1,09 576 134,4 0,346 192y 75 0,85 163,2 0,268 192 54,5 0,0894 64z 200 0,85 61,2 0,101 72 20,4 0,0335 24zz 400 0,85 30,6 0,0503 36 10,2 0,0168 12m 35 0,2 82,3 1,07 411 27,4 0,356 137

6.2.4.5 Thí nghiệm máy biến điện áp.Có 6 hạng mục thí nghiệm cần làm đối với máy biến điện áp:1. Kiểm tra cực tính:Có 3 phương pháp để kiểm tra cực tính: Kích thích bằng dòng điện một chiều. So sánh bằng một máy biến điện áp khác đã biết cực tính cùng tỉ số biến. So sánh độ lớn các điện áp cuộn dây.

a. Phương pháp kích thích bằng dòng điện một chiều Nối đầu số 1 phía cao áp với đầu số 1 phía hạ áp của máy biến điện áp như

hình vẽ. Nối một von mét một chiều đi qua cuộn dây cao áp. Vối một cục pin đi qua mạch cuộn dây cao áp. Đưa điện áp của pin vào

cuộn dây cao áp để kích thích dẫn điện nhỏ nhất để tránh nguy hiểm cho ngườivà thiết bị.

Tháo đầu của von mét đang nối với đầu nối 2 của cuộn cao áp và chuyểnsang đầu nối số 2 của cuộn hạ áp.

Cắt mạch pin và quan sát hướng của von mét bị kích thích. Nếu như kimcủa Von mét bị quay xuống thì đầu nối số 1 của cuộn cao áp và đầu nối số 1 củacuộn hạ áp là cùng cực tính.

Kết quả là có thể kiểm tra cực tính bằng cách đánh dấu lại và cắt mạch pin.Nếu đổi đầu nối số 1 và đầu nối số 2 thì kim của đồng hồ von mét sẽ quay lênkhi đóng mạch và quay xuống khi ngắt mạch pin.


b. Phương pháp so sánh với một máy biến điện áp có cùng tỉ số biến và đãbiết rõ cực tính: Quy ước TU1 đã biết cực tính, TU2 chưa biết cực tính.

+ Dùng sơ đồ đấu nối các cuộn dây cao áp của hai máy biến điện áp songsong, như trên hình vẽ bằng cách đấu các đầu H1, H2 của TU1 và TU2.

+ Đấu X1 của TU1 đến X1 của TU2 và X2 của TU1 đến một đầu của von métđầu còn lại của von mét được đấu vào X2 của TU2.

+ Đưa điện nguồn 50Hz có điều khiển vào mạch tại H1 và H2 của cả hai TU.Điện áp đưa vào có thể điều chỉnh đến điện áp định mức.

+ Nếu điện áp chỉ thị trên Von mét bằng 0 thì cực tính của TU2 đúng như đãđánh dấu. Nếu trị số đọc được bằng tổng điện áp trên hai cuộn dây thứ cấp thìcực tính trên TU2 sẽ ngược lại.Chú ý: Điện áp cao sẽ xuất hiện trên cả hai đầu cao áp của hai máy biến điện áp.

c. Phương pháp so sánh độ lớn điện áp trên các cuộn dây:

Hình 6.81Sơ đồ kiểm tra cực tính bằng phương pháp so

sánh với một TU cùng tỉ số biến và đã biết cực tính.

Hình 6.80Sơ đồ thí nghiệm kiểm tra cực tính

bằng cách kích thích dòng điện 1 chiều


Phương pháp này chỉ áp dụng cho các máy biến điện áp có tỉ số biến thấp. Donguồn điện đưa vào là điện áp cao nên có thể gặp nguy hiểm. Trình tự thực hiệnnhư sau:

+ Đấu cuộn dây cao áp như hình vẽ.+ Đưa điện áp có điều khiển vào hai đầu H1 và H2 của cuộn dây cao áp.+ Đọc giá trị điện áp của H1, H2 và điện áp của H2, L2.+ Nếu như điện áp của H2, L2 nhỏ hơn điện áp H1, H2 thì cực tính giống như

đã được đánh dấu. Nếu như điện áp H2, L2 lớn hơn điện áp H1, H2 thì cực tính sẽngược lại.Chú ý: Điện áp cao sẽ xuất hiện trên cả hai đầu cao áp của hai máy biến điện áp.

2. Đo điện trở của dây dẫn và cuộn dây:Dùng cầu đo điện trở một chiều để đo điện trở của dây dẫn và cuộn dây. Điện

trở này ảnh hưởng đến cấp chính xác của đo lường. Khi đo điện trở một chiềucủa một cuộn dây cần phải nối tắt các cuộn dây còn lại để chống ảnh hưởng củađiện áp cao và giảm thời gian chờ cho dòng điện một chiều tiến đến ổn định. Cóthể áp dụng phương pháp Von- ampe.

3. Thí nghiệm cấp chính xác:Cấp chính xác của máy biến điện áp bao gồm sai số góc và và sai số tỉ số biến.

Cấp chính xác tiêu chuẩn là 0,1% - 0,3%.4. Đo hệ số tổn hao môi chất Tg:

Nếu đưa trực tiếp điện áp xoay chiều cao vào TU rất dễ gây ra phá hỏng TU,khi cách điện của đã bị hỏng thì rất khó phục hồi. Đo hệ số tổn hao môi chất Tgcủa máy biến điện áp là phương pháp xử dụng điện áp thấp (10kV) để xác đocách điện của máy biến điện áp. là góc tổn hao môi chất, nếu lớn thì Tg lớnchứng tỏ TU cách điện kém hoặc đang bị nhiễm ẩm.

Bảng 6.30Trị số điện áp tần số công nghiệp đối với sứ đầu vào của máy biến ápCấp điện áp (kV) 3 6 10 15 20 24 27 35

Điện áp thí nghiệm (kV) 24 32 42 15 65 75 80 95

5. Đo điện trở cách điện:Đo điện trở cách điện nhằm xác định khả năng cách điện của TU .

+ Khi đo điện trở cách điện của một cuộn dây thì các cuộn dây khác phải nốiđất.

+ Điện trở cách điện phải đo ở nhiệt độ dự phòng không vượt quá 300C vìnếu đo ở nhiệt độ cao điện trở cách điện giảm, kết quả đo sẽ không chính xác.

Hình 6.82Sơ đồ kiểm tra cực tính bằng

cách so sánh điện áp các cuộn dây


+ Khi đo TU phải đổ đủ dầu cách điện. hoặc được đặt trong chân không.+ Đo điện trở cách điện phải thực hiện làm 2 lần, một lần 1 phút và một lần

10 phút để tính toán độ phân cực trên vật liệu cách điện.6. Đo điện dung và hệ số tiêu tán:

Mục đích để xác định lại chất lượng tụ điện của máy biến điện áp kiểu điệndung. Sự thay đổi giá trị điện dung và hệ số tiêu tán của một bộ tụ so với giá trịban đầu phần lớn là các biểu hiện hư hỏng của bộ tụ hoặc giảm chất lượng củachất điện môi, một tụ mới phải có hệ số tiêu tán xấp xỉ 0,2% đến 0,25%. Có thểdùng chung thiết bị đo hệ số công suất để đo trị số điện dung và hệ tiêu tán, cóthể đo điện dung bằng cầu đo điện dung. Nếu kết quả đo không thay đổi so vớitrị số ban đầu của nhà chế tạo là được, đương nhiên do không có môi trường đotiêu chuẩn nên sự so sánh trên chỉ là gần đúng.

6.2.4.6 Quản lý vận hành máy biến điện áp:TU thường có cách điện bằng dầu biến áp do đó việc quản lý dầu hoàn toàn

giống như dầu máy biến áp, khi vận hành cần phải thường xuyên theo dõi xemvỏ của TU có bị dò dầu hoặc chảy dầu không. Nếu thùng dầu bị hở thì máy biếnđiện áp sẽ bị nhiễm ẩm, cách điện bị suy giảm làm ảnh hưởng đến tuổi thọ củaTU. Nếu đang vận hành mà đồng hồ điện áp không báo thì phải kiểm tra ngayxem TU có bị nổ chì không? Nếu cầu chì tốt, TU bị hở mạch thứ cấp thì hệthống đo điện áp và đếm điện năng sẽ ngừng hoạt động, rơ le bảo vệ chạm đất3I0 không làm việc.

Cần phải chú ý đến chất lượng của gioăng đệm, nếu gioăng đệm kém chấtlượng sẽ dẫn đến chảy dầu TU. Các giăng đệm được làm bằng cao su hoặc bằngvật liệu tương đương. Các giăng đệm dự phòng dùng khi sửa chữa cần phải đượcbảo quản trong môi trường sạch có nhiệt độ ổn định < 250C, phải đặt ở tư thếphẳng, tránh nhiệt độ cao và có bức xạ của ánh sáng mặt trời. Khi thay gioăngcần phải cạo hết lớp keo dầu trên mặt máy và dùng cồn lau sạch bề mặt đặtgioăng. Khi thay gioăng không cần phải dùng đến keo dính phụ, nếu gioăng nằmở trạng thái treo vuông góc với mặt đất thì phải dùng thêm keo dính phụ đínhvào một vài điểm của bề mặt gioăng. Cần xem trong tài liệu hướng dẫn của nhàchế tạo.

Phải kiểm tra bên ngoài sứ cách điện của TU để sớm phát hiện tình trạng sứnhư nứt, rạn, vỡ, bẩn. Các dấu hiệu không bình thường trên mặt sứ có thể sẽ lànhững nguyên nhân gây ra phóng điện.

Sau khi cắt điện có thể sẽ có điện tích dư lưu trên tụ điện của TU, do đó dù đãcắt điện rồi nhưng trước khi công tác vẫn cần phải chú ý khử điện tích dư.

6.2.5.Máy biến dòng điện:6.2.5.1 Công dụng:

Máy biến dòng điện làm nhiệm vụ biến đổi dòng điện từ trị số cao xuống trị sốthấp 5A hoặc 1A để đưa dòng điện vào trong các thiết bị rơ le, đồng hồ am pe vàcông tơ điện, bảo vệ người và thiết bị không bị ảnh hưởng của điện áp cao, dòngđiện lớn. Máy biến dòng tạo ra dòng điện thứ cấp tỉ lệ với dòng điện sơ cấp. Tấtcả các máy biến dòng đều có cấu tạo như nhau gồm có một lõi thép được làmbằng từ các lá thép si líc ghép lại, cuộn dây sơ cấp và thứ cấp được quấn quanhlõi thép. Cuộn dây sơ cấp và thứ cấp được liên lạc bằng từ thông qua lõi thép.Dòng điện đi qua cuộn dây sơ cấp thông qua cảm ứng điện từ sẽ sinh ra dòng


điện thứ cấp tỉ lệ chạy trong cuộn dây thứ cấp khi nối ngắn mạch cuộn dây thứcấp hoặc nối kín mạch thứ cấp qua đồng hồ đo dòng điện theo một dải đo thíchhợp. Số vòng của cuộn dây sơ cấp và thứ cấp có quan hệ tỉ lệ nghịch với dòngđiện. Tích số "am pe vòng" của cuộn dây sơ cấp và thứ cấp là bằng nhau. Cuộndây thứ cấp bao giờ cũng có tiết diện nhỏ hơn cuộn dây sơ cấp và có số vòngnhiều hơn cuộn dây sơ cấp.

I1. W1 = I2. W2

Các biến dòng điện được xử dụng khi có 1 hoặc cả 2 điều kiện phải xem xét:a- Khi dòng điện cần đo quá lớn so với khả năng chịu đựng của thiết bị đo.b- Khi điện áp của mạch cần đo dòng điện bị quá cao so với mức chịu điện áp

của thiết bị đo.

6.2.5.2 Phân loại:Trong trạm biến áp có nhiều loại máy biến dòng được phân loại theo:

1- Theo cấp điện áp:+ Máy biến dòng 110kV(220kV).+ Máy biến dòng trung thế 6, 10, 22, 35kV.+ Máy biến dòng hạ thế 0,4kV.

2- Theo cấu tạo:+ Máy biến dòng chân sứ:

Là máy biến dòng điện với lõi hình vành xuyến và cuộn dây thứ cấp đặt ở chânsứ, không có cuộn dây sơ cấp. Máy biến dòng loại này được xử dụng rộng rãivới nhiều loại vật dẫn cách điện.

+ Máy biến dòng kiểu có hai cuộn dây thứ cấp:Là máy biến dòng điện có hai cuộn dây thứ cấp, mỗi cuộn có một mạch từ

riêng và hai mạch từ này đều được từ hoá bởi cùng một cuộn dây sơ cấp.+ Máy biến dòng có nhiều cuộn dây thứ cấp:

Là máy biến dòng có số cuộn dây thứ cấp > 3, mối một cuộn dây có một mạchtừ riêng và toàn bộ các cuộn dây được kích từ bởi cùng một cuộn dây sơ cấp.

+ Máy biến dòng có nhiều nấc tỉ số biến:Là máy biến dòng có nhiều hơn 1 tỉ số biến có thể sử dụng bằng việc thay đổi

các nấc của cuộn dây thứ cấp (cuộn dây thứ cấp nối kiểu tự ngẫu).+ Máy biến dòng kiểu cửa sổ:

Là máy biến dòng có cuộn dây thứ cấp cách điện, không có cuộn dây sơ cấp.Dây dẫn dòng điện sơ cấp sẽ luồn qua phần cách điện có hình cửa sổ để tạo ramạch sơ cấp.

+ Máy biến dòng kiểu dây quấn:Là máy biến dòng có cuộn dây sơ cấp gồm 1 hoặc nhiều vòng dây quấn tròn

quanh lõi, các cuộn dây sơ cấp và thứ cấp được cách điện với nhau.6.2.5.3 Ứng dụng:Có 3 loại thường được xử dụng trong trạm biến áp 110kV(220kV).

1. Biến dòng kiểu cửa sổ:Không có cuộn dây sơ cấp gắn vào, nó đơn giản là dạng mở hoặc cửa sổ cho

thanh dẫn sơ cấp xuyên qua. Cuộn dây sơ cấp là thanh dẫn sơ cấp. Cuộn dây thứcấp được quấn cố định quanh lõi thép và được cách điện hoàn toàn. Dạng nàycủa biến dòng điện được áp dụng với mức điện áp thông dụng là 600V.


Các dạng tương tự của biến dòng điện kiểu cửa sổ được sử dụng ở mức điện ápcao và dòng điện cao như máy biến dòng điện lắp trên chân sứ máy biến áp110kV(220kV) hoặc tại các máy cắt điện. Máy biến dòng loại này có tên là máybiến dòng chân sứ.

2. Biến dòng kiểu thanh cái sơ cấp:Giống như máy biến dòng có dạng cửa sổ, chỉ khác một chút là có thêm một

thanh cái được lắp sẵn cố định hoặc có thể tháo rời tại cửa sổ máy biến dòngđiện.3. Biến dòng kiểu dây quấn:Cuộn dây sơ cấp có nhiều vòng dây được quấn chung lõi thép với cuộn dây thứ

cấp. Loại này được chế tạo ở nhiều mức điện áp khác nhau.6.2.5.4 Cấp chính xác của máy biến dòng:

1. Cấp chính xác của máy biến dòng cho đo lường dùng cho công tơ điện:Một máy biến dòng không chính xác sẽ ảnh hưởng đến cấp chính xác của sơ

đồ đo. Có hai nguyên nhân gây ra lỗi của máy biến dòng đo lường là lỗi tỉ số vàlối góc pha. Trong máy biến dòng đo lường có cả hai lỗi trên.

Bảng 6.31 Lỗi cho phép của máy biến dòng đo lườngCấp chính

xácTại 10% dòng điện danh định Tại 100% dòng điện danh định

0,3 + 0,6% + 0,3%0,6 - 1,1% + 1,5%1,2 - 1,4% + 1,7%

Hình 6.83Cấu tạo máy

biến dòng kiểu cửa sổ

Từ thông

Dây dẫn chínhLõi thép

Dây thứ cấp


Một máy biến dòng có tỉ số là 800/5 nghĩa là có tỉ số biến KI =160, dùng đểnhân cho thang đọc của công tơ

2. Cấp chính xác của máy biến dòng cho rơ le:Cuộn dây thứ cấp của máy biến dòng cấp cho rơ le có 2 điểm khác biệt so với

cuộn dây thứ cấp của máy biến dòng cấp cho đo lường. Công suất tiêu thụ của cuộn cung cấp cho rơ le thường lớn hơn công suất

tiêu thụ của cuộn đo lường. Cuộn cung cấp cho rơ le không đòi hỏi cấp chính xác cao tại dòng định

mức. Độ chính xác của rơ le chỉ đòi hỏi ở thời điểm mà các biên độ của dòngđiện sự cố có giá trị lớn hơn 20 lần của dòng điện tải định mức của biến dòngđiện ứng với 100A dòng điện nhị thứ trên máy biến dòng có định mức là 5A.

6.2.5.5 Thí nghiệm máy biến dòng điện.Trước khi thí nghiệm phải khử từ dư của máy biến dòng. Từ dư trong máy

biến dòng gây ảnh hướng đến sai số cuả máy biến dòng. Khi có từ dư, từ thôngxuất hiện ban đầu sẽ khởi động từ giá trị từ dư, kết quả là gây ra sự biến dạngdòng điện hình sin ở 1/2 chu kỳ xoay chiều. Việc khử từ dư sẽ tiến hành bằngcách cung cấp một điện áp xoay chiều thích hợp vào cuộn dây thứ cấp với độ lớnban đầu có khả năng vượt trên mật độ từ thông của điểm bão hoà máy biến dòngđiện sau đó giảm dần điện áp một cách từ từ và liên tục cho tới 0.

Sau khi máy biến dòng khử từ dư xong mới được tiếp tục thử nghiệm ở cáchạng mục tiếp theo.

Máy biến dòngkiều cửa sổ

Máy biến dòng kiểuthanh cái sơ cấp

Máy biến dòng110kV, 220kV

Hình 6.84 Hình dáng bên ngoài các kiểu máy biến dòng

Máy biến dòngkiểu dây quấn


Có 7 hạng mục thí nghiệm kiểm tra máy biến dòng:1. Kiểm tra tỉ số biến dòng điện:

Có thể chọn một trong hai phương pháp sau:a. Phương pháp điện áp:

Dùng "Sơ đồ kiểm tra tỉ số biến của máy biến dòng điện bằng phương pháp điệnáp"Đưa điện áp thấp dưới mức bão hoà vào cuộn dây thứ cấp, dùng 1 đồng hồ

volmet có trở kháng cao khoảng 20.000/V đo điện áp cuộn dây sơ cấp.Tỉ số biến dòng điện xấp xỉ tỉ số biến điện áp.

b. Phương pháp dòng điện:Phương pháp này xác định tỉ số vòng cần đến một nguồn điện có dòng cao,

Dùng "Sơ đồ thí nghiệm kiểm tra tỉ số biến của máy biến dòng điện bằngphương pháp dòng điện" để đo dòng điện phía sơ cấp và thứ cấp, từ đây sẽ xácđịnh được tỉ số biến dòng điện.

2. Kiểm tra cực tính:Cực tính của máy biến dòng cho biết chiều quấn dây. Khi đấu dây cần phảỉ đấu

đúng cực tính để hệ thống đo lường và bảo vệ rơ le mới hoạt động tin cậy vàchính xác. Có 3 phương pháp kiểm tra cực tính:

Thử nghiệm bằng điện áp một chiều 6V theo "sơ đồ kiểm tra cực tính củamáy biến dòng điện bằng điện áp một chiều"

Hình 6.86Sơ đồ kiểm tra tỉ số biến

của máy biến dòng điện bằngphương pháp dòng điện

Hình 6.85Sơ đồ kiểm tra tỉ số biến bằng phương pháp điện áp


Theo sơ đồ nếu đóng cầu dao thì kim volmet lệch theo chiều tăng, cắt cầu daothì kim volmet lệch theo chiều giảm, cực tính của TI (+, -) đúng như cực tínhchọn trước trên hình vẽ. Nếu kim volmet lệch chiều quy ước thì cực tính của TIphải đổi lại thành (- , +). Chú ý khi đóng cắt cầu dao nên dùng găng an toàn điệnđề phòng có điện áp cao xuất hiện khi làm thí nghiệm.

Thử bằng điện áp xoay chiều AC - dùng máy hiện sóngDùng phương pháp so sánh điện áp trên volmet với điện áp cảm ứng trên máy

hiện sóng (được đấu vào cuộn dây sơ cấp) để xác định cực tính máy biến dòngkhi máy hiện sóng chỉ có một kênh. Nếu máy hiện sóng có hai kênh sẵn thì điệnáp sơ cấp và thứ cấp đều được chỉ thị trên máy hiện sóng. Kết quả được thể hiệntrên dạng sóng quy định

Thử nghiệm bằng phương pháp dòng:Trên "sơ đồ thử nghiệm kiểm tra cực tính của máy biến dòng điện bằng dòng

điện xoay chiều" nếu dòng điện trên đồng hồ ampe A2 lớn hơn dòng điện trênđồng hồ A1 thì cực tính trên sơ đồ đấu dây là đúng.

Hình 6.87Sơ đồ kiểm tra cực tính máy biến dòng bằng điện áp một chiều

Hình 6.88Sơ đồ kiểm tra cực tính máy biến dòng bằng điện áp xoay chiều


3. Đo điện trở cuộn dây và dây dẫn:Mục đích của việc đo dùng để kiểm tra cuộn dây của máy biến dòng có bị

chập vòng không. Dùng cầu đo điện trở một chiều để đo điện trở.Điện trở một chiều thường rất nhỏ R (=) <1 Chú ý: Khi đo điện trở một chiều của 1 cuộn dây thì phải chập tắt các cuộn

dây còn lại để khử từ dư.4. Kiểm tra dòng điện từ hoá:

Đưa điện áp thử nghiệm xoay chiều cuộn dây thứ cấp, cuộn dây sơ cấp để hởmạch. Điện áp thử nghiệm được lần lượt điều chỉnh thay đổi trị số theo từngphân nấc sẽ lần lượt cho các giá trị dòng điện khác nhau từ đó lập ra đườngcong từ hoá. Đối chiếu với đường cong từ hóa của nhà chế tạo cung cấp.

5. Đo dung lượng của máy biến dòng điện:Đo dung lượng là đo tổng tải của máy biến dòng bao gồm nội tải cuộn dây thứ

cấp cộng thêm với điện trở đầu ra từ cuộn dây đến cực nối tắt ở hộ đấu dây ra tớiV, A ở dòng điện thứ cấp định mức và tải bên ngoài nối tới máy biến dòng. Nếutải không phù hợp sẽ gây ra sai số trong quá trình làm việc của TI sau này.

Hình 6.89Sơ đồ kiểm tra cực tính máy biến dòng bằng dòng điện xoay chiều

Hình 6.90Kiểm tra dòng điện từ hoá


6. Đo điện trở cách điện:Điện trở cách điện nhỏ nhất chấp nhận được là 1k.7. Đo hệ số tổn hao điện môi (tg)

Phương pháp thử nghiệm này là dùng cầu đo Tg để đo kiểm tra cách điệnbằng điện áp giảm nhẹ mà không cần phải đưa điện áp cao vào tránh phá hỏngcách điện của máy biến dòng.

6.2.5.6 Quản lý vận hành máy biến dòng:Máy biến dòng thường xuyên mang dòng điện nên các đầu tiếp xúc cần phải

tốt nếu không sẽ gây ra phát nhiệt cao tại chố tiếp xúc.Trong vận hành không được để hở mạch máy biến dòng, nếu để hở mạch thứ

cấp máy biến dòng sẽ gây ra cháy hỏng vì hai nguyên nhân: Nguyên nhân 1:

Gây bão hoà từ lõi thép làm nóng mạch từ dẫn đến cách điện MBD chóng bịgià cỗi. Bình thường trong cuộn dây sơ cấp và thứ cấp của TI đều có dòng điệnchạy qua

i1~ sinh ra lực từ hóa F1 = i1 w1

i2 ~ sinh ra lực từ hóa F2 = i2 w2

Ta có F = F1 - F2 = i1w1 - i2w2 0Khi hở mạch thứ cấp i2~ = 0

F2 = i2w2 = 0F = F1 - F2 = F1

F = i1w1.F1 gây bão hoà từ lõi thép TI dẫn đến TI thường xuyên bị nung nóng dẫn đến

cách điện của cuộn dây TI bị hóa già rất nhanh. Nguyên nhân 2:

Làm xuất hiện điện áp đỉnh nhọn E2 trong cuộn dây, chọc thủng cách điện củaTI. Khi vận hành có tải cuộn dây sơ cấp và thứ cấp của TI đều có dòng điện chạyqua: Dòng điện phụ tải I1~ sẽ có đặc tuyến hình sin, dòng điện I1~ sinh ra từthông 1~có dạng hình sin, từ thông này cảm ứng trong cuộn dây thứ cấp mộtdòng điện I2~ cũng có dạng hình sin. Khi cuộn dây thứ cấp của TI bị hở mạchtrong lõi thép xuất hiện từ thông 1~ tần số 50Hz. Đường đặc tuyến có dạng hìnhthang. Tại điểm đổi chiều (điểm 0) tốc độ biến đổi của từ thông d/dt là lớn nhấtsẽ sinh ra sức điện động e2 có dạng đỉnh nhọn trên cuộn dây thứ cấp của TI (xemhình vẽ đặc tuyến của TI).

Trong biểu thức (1) d1 /dt là tốc độ biến đổi của từ thông. k là hệ số tỉ lệ còn là số vòng dây W2. e2 (kV) là sức điện động.


e2 = k (1)

Các máy biến dòng có cách điện bằng dầu biến áp cần phải được kiểm trathường xuyên, khi có hiện tượng rò rỉ dầu cần phải xử lý ngay nếu kéo dài sẽ haodầu cách điện, hoặc dễ bị nhiễm ẩm. Nếu nút bịt dầu bị hở thì không khí xâmnhập vào cần phải thí nghiệm lại điện áp phóng điện của dầu. Điện áp phóngđiện của dầu không được thấp hơn 30kV. Phải kiểm tra tình trạng của các trụ sứcách điện của máy biến dòng, các trụ sứ cách điện không được để bẩn và khôngđược nứt vỡ vì đây là nguyên nhân chính gây ra phóng điện bề mặt sứ và pháhỏng máy biến dòng.6.2.6. Máy biến áp tự dùng và hệ thống điện tự dùng 380/ 220V~.

6.2.6.1. Cấu tạo:Máy biến áp tự dùng có công suất khoảng 10% công suất của máy biến áp

110kV. Cấu tạo và nguyên lý làm việc của máy biến áp tự dùng về cơ bản làgiống như máy biến áp 110kV chỉ khác là công suất nhỏ hơn, có cấp điện áp sơcấp là trung áp và hay dùng bộ điều chỉnh điện áp đơn giản có từ 3 đến 5 phânnấc điện áp. Mỗi trạm có hai máy biến áp tự dùng, mỗi máy được dùng riêngmột máy cắt điện và được đấu ở 2 máy biến áp chính và ở 2 thanh cái khác nhau.Số lượng máy biến áp tự dùng trong trạm là 2 cái để có thêm nguồn dự phòngnóng đảm bảo không bao giờ được mất điện tự dùng trong quá trình vận hành.Nếu không có điện tự dùng thì không được phép đóng điện trạm biến áp 110kVvì đây là nguồn cấp chính cho hệ thống rơ le bảo vệ.

6.2.6.2. Sơ đồ nguyên lý hệ thống điện tự dùng 380/220V~

Hình 6.92 Hình ảnh máy biến áp tự dùng

d1

dt

Hình 6.91Đặc tính E I theo thời gian khi hở mạch

cuộn dây thứ cấp máy biến dòng


Máy biến thế tự dùng chuyên làm nhiệm vụ cấp điện cho các phụ tải trongphạm vi một trạm biến áp lớn có cấp điện áp 110kV, máy biến áp này thườngcó cấp điện áp 6 (10,22,35)kV/ 0,4kV.

6.2.6.3. Quản lý vận hành máy biến thế tự dùng:Không được phép lấy điện tự dùng để cấp cho các phụ tải tiêu phí bên ngoài đề

phòng khả năng gây sự cố chủ quan làm mất điện tự dùng, không đảm bảo antoàn cho vận hành trạm biến áp. Các nhà chế tạo máy biến áp thường đưa ranhững thông số kỹ thuật và hướng dẫn vận hành. Máy biến áp được chế tạo theocác tiêu chuẩn của từng vùng khí hậu khác nhau. Nếu tuân thủ hướng dẫn trongquy trình sẽ tránh những sai sót trong vận hành.

1- Kiểm tra máy biến áp bằng mắt, không cắt điện máy biến ápĐây là công việc đầu tiên và thường xuyên phải làm khi kiểm tra tình trạng

vận hành máy biến áp:1, Thùng dầu có bị rò rỉ không. Dầu có chảy không.2, Sứ cách điện có bị mẻ hoặc vỡ, nứt, phóng điện mặt sứ không.3, Sự thay đổi màu hạt hút ẩm Silicazen trong các bình thở hoặc bình xi

phông.4, Chất lượng sơn, độ rỉ của vỏ máy biến áp.5, Tình trạng tốt hay xấu của các điểm nối tiếp địa vỏ máy biến áp.6, Tình trạng tiếp xúc của các cực máy biến áp.7, Tình trạng cách điện của các đường cáp đấu vào máy biến áp.8, Nhiệt độ của máy biến áp trên đồng hồ đo nhiệt độ.9, Tình trạng chảy dầu các gioăng cách điện chân sứ, đầu sứ, vỏ máy biến áp,

cái chỉ mức dầu, van xả dầu.2- Những trạng thái không bình thường của máy biến áp và biện pháp xử lý:

a- Có tiếng kêu khác thường:Tiếng kêu o,o... đều đặn là bình thường. Nguyên nhân là do sự dao động của

một số lá thép bên trong mạch từ khi có từ thông đi qua hoặc do sự dao động củavỏ máy biến áp khi có từ thông khép mạch qua vỏ máy biến áp. Đây là tác dụngcủa lực điện từ tác dụng vào lõi thép. Lực này sinh ra khi có dòng điện đi quacuộn dây nên khi dòng điện càng lớn thì tiếng o,o... càng to. Nếu có tiếng kêukhác thường sẽ báo hiệu tình trạng không bình thường của máy biến áp.

b- Trường hợp có tiếng kêu đều đặn nhưng to hơn Do quá điện áp:

Thí dụ khi chạm đất 1 pha trung điểm không nối đất điện áp 2 pha còn lại tănglên 1,73 lần làm cho các lá thép bị dao động mạnh lên. Do quá tải:

Hình 6.93 Sơ đồ điện tự dùng

Các phụ tải của máy biến áp tự dùng là:1. Tủ chỉnh lưu.2. Ánh sáng và điện tiêu phí sinh hoạt3. Các động cơ điện


Khi máy biến áp bị quá tải thì dòng điện phụ tải đi qua cuộn dây máy biến áp sẽtăng làm cho lõi thép rung mạnh lên hơn mức bình thường. Theo dõi kim đồnghồ lúc đó sẽ thấy dòng điện tăng vọt. Do lõi thép bị lỏng:

Lá thép mạch từ vênh, bu lông bắt lõi thép bị lỏng là nguyên nhân gây ra tiếngo,o... to hơn, theo dõi qua kim đồng hồ lúc đó sẽ thấy dòng điện bình thường.

c- Trường hợp có tiếng kêu lách cách bên trong máy biến áp:Trường hợp này là do có hiện tượng phóng điện trong nội bộ máy biến áp Phóng điện bề mặt cuộn dây . phóng điện nhẹ 1 số vòng. Điểm tiếp đất của lõi thép bên trong máy bị tuột hoặc đứt. Tiếp xúc đầu phân áp máy biến áp không tốt, đang có hiện tượng phóng điệntrên đầu phân áp nhất là khi máy biến áp đang mang tải lớn.

Khi theo dõi vận hành máy biến áp mà thấy có các hiện tượng phóng điệnphải xử lý ngay.

d- Điện áp nguồn thường xuyên không đúng trị số định mức: Do điện áp đầu nguồn thấp. Nếu điện áp của nguồn điện thấp sẽ dẫn đến

quá tải máy biến áp: Nếu có biểu hiện điện áp của nguồn điện cấp đến bị thấpthì phải theo dõi qua đồng hồ von mét một thời gian nếu tình trạng này vẫnkhông thay đổi phải cắt điện để thay đổi đầu phân nấc, tăng điện áp đầu vàocho máy biến áp. Do quá tải máy biến áp: Khi mang tải lớn điện áp đầu nguồn cũng bị giảm.

Phải theo dõi tìm cách điều chỉnh chế độ mang tải của máy biến áp, trường hợpnày ít xảy ra.

e- Nhiệt độ máy biến áp tăng cao:Nhiệt độ máy biến áp đo được trên đồng hồ đo nhiệt độ là tổng nhiệt độ của lớp

dầu trên cùng với nhiệt độ môi trường. Nhiệt độ máy biến áp tăng cao là biểuhiện không bình thường.nguyên nhân: Máy biến áp quá tải. Chất lượng dầu xấu. Hệ thống làm mát tự nhiên hoặc cưỡng bức bằng quạt gió hoạt động kém hiệu

quả. Nhiệt độ môi trường tăng cao trong khi máy biến áp vận hành non tải.

f- Máy biến áp vận hành quá tải:Máy biến thế vận hành quá tải sẽ làm cho tuổi thọ của máy giảm đi.

6.2.7. Tủ chỉnh lưu và tủ điện phân phối 1 chiều:6.2.7.1. Sơ đồ nguyên lý tủ chỉnh lưu:Tủ chỉnh lưu còn có tên là các bộ nạp của battery (ắc quy, pin)Bộ nạp của battery là thiết bị điện hoặc cơ điện dùng để chuyển đổi dòng điện

xoay chiều (AC) thành dòng điện một chiều (DC). Bộ nạp cung cấp nguồn điệnmột chiều đến một battery lưu điện và một số phụ tải điện. Nguồn điện mộtchiều này được duy trì ở mức điện áp và dòng điện phù hợp với yêu cầu củabattery và phụ tải. Các bộ nạp của battery được được xử dụng hiện nay là các bộnạp không đổi, việc điều chỉnh điện áp có thể thực hiện được với độ chính xác


đến 1/100 vôn cho một pin hoặc ắc quy. Điều này là cần thiết vì các mức điện áptrôi và cân bằng có ảnh hưởng quan trọng đến tuổi thọ của các battry.

Mức điện áp thông thường được biểu diễn đến 2 số thập phân sau dấu phẩy,Thí dụ: 2,15vôn.

Sự dao động điện áp ảnh hưởng đến tuổi thọ của phụ tải.Có hai loại bộ nạp:

+ Bộ nạp bằng máy phát điện một chiều chạy điện xoay chiều (khôngdùng trong trạm 110kV, 220kV).

+ Bộ nạp tĩnh xử dụng một mạch điện cố định để chuyển đổi dòng điệnmột chiều thành xoay chiều. Loại này được dùng trong các trạm 110kV vì làmviệc không có tiếng ồn, không mất nhiều công bảo dưỡng thường xuyên và đápứng được yêu cầu điều khiển nhanh và độ chính xác cao. Các bộ chỉnh lưu tĩnhvề cơ bản đều có thiết kế giống nhau, có điện áp không đổi trong suốt quá trìnhvận hành, có thể duy trì điện áp trôi trong khoảng 0,5% trong quá trình dòngđiện thay đổi từ đến 100% trị số dụng lượng am pe của bộ nạp và với các điện ápxoay chiều vào bộ nạp trong phạm vi cộng trừ 10% ở tần số hệ thống xoaychiều 50Hz.

Các bộ nạp được chỉnh lưu 3 pha dùng điện áp 380V xoay chiều chuyển đổithành điện áp 1 chiều 220V có dải dòng điện từ 25A đến mức cao nhất là 600A.Các hệ thống lớn hơn có thể dùng nhiều bộ nạp đấu song song để có thể cấpđược dòng điện cao hơn. Bộ chỉnh lưu 3 pha - 1 cầu sóng đầy đủ 3 pha sử dụng 3bộ chỉnh lưu được điều khiển bằng silicon và 3 diode silicon.

6.2.7.2.Sơ đồ nguyên lý tủ điện phân phối 1 chiều.

6.2.7.3. Quản lý vận hành tủ chỉnh lưu:1. Nạp trôi (còn gọi là phụ nạp thường xuyên)Một bộ nạp của battery sẽ cho dòng điện chạy qua chỉ khi điện áp một chiều

từ bộ nạp cao hơn điện áp của ắc quy được gọi là nạp trôi.a. Điện áp hở mạch khi không có phụ tải nối vào battery.

Điện áp hở mạch thông thường cuả ắc quy chì axít được nạp ở mức nồng độdụng dịch 1,210 và nhiệt độ dụng dịch điện phân là 250 khoảng 2,05 vôn. Nếutăng điện áp một chiều từ bộ nạp được đặt ở giá trị trong khoảng 2,10 đến 2,23vôn (tăng từ o,05 đến 0,28 vôn với điện áp của hở mạch) thì dòng điện sẽ chạy

đèntínhiệu

ắcquy

cuộnhútcủamáycắt

độngcơmáycắt

đènsựcố

Chỉnh lưu 220V-DC

Hình 6. 94 Sơ đồ tủ phân phối điện một chiều


vào ắc quy. Sự chênh lệch về điện áp càng lớn thì dòng điện chạy vào ắc quycàng nhiều.

b. Mục đích của việc nạp trôi là nhằm duy trì mức điện áp một chiều từ bộnạp để dòng điện tối thiểu chạy qua các ắc quy để giữ cho chúng được nạp màkhông bị quá tải, Nếu nhu cầu của phụ tải vượt quá trị số am pe của bộ nạp, thìbattery sẽ cung cấp phần chênh lệch. Tuy nhiên, battery cũng sẽ cung cấp dòngđiện đến phụ tải khi các nhu cầu về xung điện nằm trong phạm vi trị số am pecủa bộ nạp nếu như thời gian đáp ứng của bộ nạp bị chậm.

c. Khi mà khối lượng các nhu cầu xung điện này xuất hiện thấp hơn 10đến hơn 30 lần một ngày thì số công suất am pe giờ của batetry không cần quantâm. Tuy nhiên nếu nhu cầu về xung điện cao sẽ làm cạn đi nguồn điện đủ từmột Battery làm ảnh hưởng đến dòng điện nạp trôi, nếu như các nhu cầu nàyxuất hiện thường xuyên trung bình trong một ngày. Các đỉnh của các xungphóng điện đối với phụ tải thay đổi một cách đáng kể từ việc lắp đặt này đếnviệc lắp đặt khác.

d. Các biện pháp nạp trôi nói chung được xử dụng để cung cấp dòng điệnchạy qua ắc quy nhằm bổ sung cho những mất mát điện năng bên trong ắc quyvà thay thế cho các mất mát do các xung và các đỉnh của phụ tải là:

Đối với các bình ắc quy chì - axít với tấm antimon với một nồng độ xácđịnh, 2,15 von một bình.

Đối với các bình ắc quy chì axít với các tấm calcium với một nồng độxác định, 2,17 vôn một bình.

e. Điện áp trôi của bộ nạp không bị điều chỉnh lại theo các thay đổi vềnhiệt độ. Thông thường Battery tự bù lại những tổn thất tại chỗ trong khi nhậnđiện áp trôi. Giá trị danh định của bộ nạp tính bằng am pe không ảnh hưởng đếnviệc nạp nghiệm thu của bộ battery được nạp. Việc nạp trôi của battery đượcthực hiện nghiêm ngặt chủ yếu là để đặt được một điện áp chính xác lên cực củabattery.

f. Việc điều chỉnh điện áp trong quá trình nạp không gây ảnh hưởng đếnđiều chỉnh điện áp nạp cân bằng.

g. Một bộ chỉnh lưu hiện đại có thêm bộ hẹn giờ. Thông thường cho nạpđến 72 giờ ở mức điện áp cao hơn điện áp trôi ban đầu. Đồng hồ này cũng có thểsử dụng cho việc nạp lại các battery cũ hoặc cho việc nạp mới các battery. Đồnghồ này sẽ hoạt động trong khoảng thời gian đã định trước và đến khi hoàn thànhquá trình nạp hệ thống cảm biến điện áp này sẽ tự động trở về giá trị điện áp trôi.

2. Nạp lại:Khi ắc quy phóng điện xong thì cần phải nạp lại, điện áp ra một chiều của bộ

nạp phải được tăng đến mức nạp lại nhanh. Nhiều hệ thống battery rất cần nạplại đủ trong 8 đến 12 giờ, vì vậy người ta thường sử dụng mức điện áp 2,33 vôntrên một ắc quy. Mức điện áp nạp lại hoặc cân bằng phải được đặt ở mức mà cácphụ tải nối vào không thể vượt quá mức điện áp. Nếu một mức điện áp nạp lạihoặc cân bằng 2,33 vôn trên một ắc quy bị vượt thì phải áp dụng mức điện ápthấp hơn cho khoảng thời gian dài hơn. Một battery được phóng điện đến 50% trị số dụng lượng của nó có thể

được nạp lại đến mức 95% chỉ trong 7 giờ sử dụng ắc quy 2,33 vôn. Nếu ắc quy thực hiện phóng 10% thì nó được nạp lại đến 95% chỉ trong

một giờ với ắc quy 2,33 vôn.


Nếu ắc quy đó được nạp lại ở mức điện áp cưỡng bức 2,15 vôn thì batteryđã phóng điện 10% sẽ cần là 27 giờ để nạp lại được 95%.

6.2.8. Hệ thống ắc quy 220V 1 chiều.6.2.8.1. Cấu tạo và nguyên lý làm việc của ắc quy 1 chiều 220V

Ắc quy là một nhóm các pin hoá điện nhỏ được liên kết với nhau nhằm cungcấp điện một chiều cho phụ tải điện kết nối với nó.

Số lượng các bộ pin này kết nối với nhau thành một dãy xác lập điện áp địnhmức của ắc quy. Sự phóng điện của pin trong một ắc quy là các yếu tố cơ bảnxác định mức dung lượng phóng điện của toàn bộ battery.

Tổ hợp các bộ nạp, ắc quy chì- axít và phụ tải nối vào nó tạo thành một hệthống điện một chiều.

Phụ tải là thiết bị dùng điện 1 chiều từ bộ nạp và battery.Ắc quy “battery” thuộc loại thế hệ thứ 2 được thiết kế các tấm điện cực axít -

chì có thể quay vòng sử dụng hay phóng điện và nạp đi, nạp lại nhiều lần. Trongtrạm biến áp ắc quy đảm nhiệm vai trò nguồn điện một chiều. Nguồn điện mộtchiều dùng ắc quy có đặc tính ổn định về điện áp, không chịu ảnh hưởng cuảnguồn điện xoay chiều tại thời điểm công tác. Các battery thế hệ thứ hai thườngcó công suất lớn, công suất được đánh giá theo dòng điện định mức của ắc quy(Am pe), có trị số phóng điện lớn, đặc tính phóng điện bằng phẳng cao hoạtđộng ở nhiệt độ thấp tốt. Mật độ năng lượng thấp hơn loại thế hệ 1 có nghĩa làgồm nhiều bình ắc quy độc lập có điện áp thấp đấu nối với nhau thành một hệthống ắc quy có điện áp 220V 1 chiều. Có hai loại chủ yếu được sử dụng tại cáctrạm biến áp 110kV, 220kV là loại battery tấm điện cực axít và battery nickel-cadmium. Loại battery tấm điện cực axít được dùng rộng rãi nhất. Do chi phíthấp, độ tin cậy và các tính năng hoạt động nhìn chung là thuận lợi nên nó đượcsản xuất từ dưới 1 am pe giờ đến vài nghìn am pe giờ. Battery tấm điện cực axítsử dụng miếng xốp không thấm nước dễ phản ứng hoá học dẫn điện cho điệncực âm, dioxide chì như là nguyên liệu chính hoạt động và một hỗn hợp acítsulfuric cho dung dịch điện phân. Khi ắc quy phóng điện, các nguyên liệu hoạtđộng của cả hai điện cực được chuyển thành sulfate chì và nước. Trong quá trìnhnạp, diễn ra quá trình chuyển đổi ngược lại của nguyên liệu hoạt động thành điệncực. Trạng thái nạp của Battery có thể được xác định bằng cách đo nồng độ củadụng dịch điện phân, giảm khi phóng điện và tăng khi nạp điện. Đến cuối giaiđoạn nạp, cũng diễn ra quá trình điện phân nước, giải phóng ra hydrogen tại điệncực dương.Việc lựa chọn nồng độ sử dụng cho dung dịch điện phân tuỳ thuộc vào yêu cầu

sử dụng. Phải tập trung dung dịch điện phân đủ nhiều để dẫn điện tốt và thựchiện các yêu cầu về hoá điện. Nhưng nồng độ dụng dịch điện phân không đượcquá cao để gây ra sự phân huỷ và ăn mòn các phần khác của ắc quy. Với nồngđộ dụng dịch thấp ở khoảng 1,21 thường được dùng cho ắc quy dự phòng tĩnh,tuy nhiên cần giảm bớt nồng độ dung dịch trong điều kiện nhiệt độ cao. Trongqúa trình phóng điện, nồng độ dụng dịch giảm từ 0,125 đến 0,150 mol từ lúc nạpđủ để khi phóng hết điện. Sự thay đổi này là một phương thức kiểm tra trạng tháinạp điện của battery hoàn hảo. Nếu phóng điện ở giá trị thấp và ở nhiệt độ caothì khả năng phục vụ của ắc quy cao hơn. Tuổi thọ định mức của ắc quy dạng


tính được thiết kế để sử dụng lâu dài từ 15 đến 25 năm. tuỳ thuộc cấu trúc củachúng.

6.2.8.2. Quản lý vận hành hệ thống ắc quy 1 chiều 220VHệ thống ắc quy vận hành phụ thuộc vào nhiệt độ môi trường. Nơi đặt ắc quy

cần phải có thông hơi để tránh trường hợp khí hyđrô giải phóng ra bị vượt quangưỡng 1% sẽ gây ra nổ cháy. Thông hơi nơi đặt ắc quy cần phải đảm bảo khôngxuất hiện các túi đựng hyđrô trong phòng, đặc biệt là ở trên trần. Điểm đặtbattery phải tránh nước, dầu, bụi bẩn. Tốt nhất là vị trí lắp đặt cần khô ráo, mátmẻ. Từng bộ ắc quy phải có khả năng tiếp cận được để theo dõi và nạp thêmnước. Không được mang vật dễ cháy vào trong môi trường đặt ắc quy như thuốclá, diêm, bật lửa...Không được để bất cứ một vật lạ nào trên mặt ắc quy, nhất làcác dụng cụ bằng kim loại như kìm, tuốc lơ vít, búa...Các đầu nối trên các cực ắcquy cần phải được xiết chặt, tiếp xúc tốt nếu không sẽ gây ra phóng điện làmcháy nổ. Vỏ bình ắc quy phải được cách điện tốt với hệ thống tiếp địa, tiếp địacác giá đỡ ắc quy cần phải được theo dõi kiểm tra đảm bảo trị số tiếp đất luôn làRtđ 4 . Khi pha dung dịch phải làm theo trình tự đổ acid vào nước cất chứkhông được đổ nước cất vào bình acid, nếu làm trái quy định sẽ gây nổ bình. Khipha chế dung dịch cần phải khuấy đều với tốc độ càng chậm càng tốt mục đíchđể làm chậm phản ứng hoá học. Khi làm việc trong môi trường có đặt ắc quy cầnphải có trang bị:

+ Kính bảo hộ lao động.+ Găng tay chống acid.+ Tạp dề và giầy bảo hộ lao động.+ Nước để xả sạch mắt và da trong trường hợp bị acid dính vào.+ Bicarbonate của xô đa hoặc chất trung hoà axít khác.+ Thiết bị nhấc battery.+ Dụng cụ bắt bu lông đầu nối có tay cầm được cách điện.

Các đầu cực bằng kim loại phải được bôi mỡ chống rỉ, nếu phát hiện ra điểmtiếp xúc bị rỉ hoặc có dấu hiệu điểm tiếp xúc bị ăn mòn phải xử lý đánh sạchngay và bôi mỡ trở lại. Khi đấu ắc quy phải xoay chiều cực tính theo trình tự cựcdương nằm cạnh cực âm tiếp theo, tất cả đều phải vặn tương đối chặt bằng taysau đó mới xiết chặt bằng dụng cụ cơ khí theo lực căng ổn định. Trong qúa trìnhxử lý không được để hở mạch ắc quy. Các dây đấu nối từ thanh cái một chiềuphải dùng dây đồng mềm, không được dùng thanh đồng cứng dễ gây ra lực dãnnở vì nhiệt hoặc lực rung động đột biến truyền vào điện cực làm hư hại điện cực.Tuyệt đối không được làm xê dịch các bình ắc quy khi đã nối xong. Khi kiểm traắc quy cần phải ghi chép vào sổ để theo dõi với các nội dụng sau:

+ Ngày tháng.+ Ngày tháng và mô tả lần nạp cân bằng lần cuối cùng.+ Điện áp cưỡng bức của Battery.+ Đo thuỷ trọng kế của ắc quy thử.+ Lượng nước thêm vào các ắc quy tương ứng.+ Nhiệt độ môi trường xung quanh.+ Điện trở nối giữa các bình ắc quy.+ Các ghi chép ban đầu cần thực hiện ngay từ khi nạp lần đầu tiên. Nhiệt

độ dung dịch của mỗi ắc quy được hiệu chỉnh đến 2500C tổng điện áp hệ thống,


mức dung dịch điện phân và nhiệt độ xấp xỉ 20% ắc quy trong mỗi dãy hoặc mỗibậc của giá đỡ ắc quy. Cần ghi chép lại điện áp, nồng độ dung dịch và các thôngsố đo lường nhiệt độ cho mỗi lần nạp cân bằng.

6.2.8.3. Nạp Ắc quy:Trong quá trình nạp nhiệt độ của ắc quy không được cao quá 430C, nếu xảy ra

thì phải dừng nạp để cho nhiệt độ hạ thấp xuống hoàn toàn mới được tiếp tụcnạp. Nồng độ của dung dịch điện phân chịu ảnh hưởng của độ mất nước do bayhơi và chịu ảnh hưởng của quá trình điện phân do dòng điện nạp. Việc mất nướcdẫn đến mức dung dịch điện phân thấp hơn dung dịch điện phân được tập trungnhiều hơn, đo nồng độ sẽ cao hơn. Khi mức dung dịch điện phân thấp xuống2,54 cm tương ứng với 1/2 inch thì nồng độ dung dịch tăng xấp xỉ 15mol hay0,15S p.Gr. Việc đo nồng độ phải hiệu chỉnh theo nhiệt độ. Với mức 1,670C củanhiệt độ trên dưới 250C cộng và trừ đi tương đương với (0.001) đối với nồng độdung dịch đo được của thuỷ trọng kế (còn gọi là bômbé kế).

Phải kiểm tra độ sạch của ắc quy và làm sạch vỏ ắc quy bằng dẻ lau chuyêndùng được làm ẩm bằng nước sạch. Tuyệt đối không được lau vỏ ắc quy bằngchất dung môi làm sạch nào đó như dầu, thuốc tẩy... Các đầu điện cực được laubằng một miếng vải giữ ẩm bằng dung dịch Soda bicarbonate sau đó phải lau lạibằng dẻ sạch. Cuối cùng dùng chổi sơn phủ lên các cực điện bằng dầu chống ôxyhoá.

Bảng 6.32 Điện áp nạp thực tế trên một ắc quy chì - AntimonnyĐiện áp nạp cho một bình ắc quy (VPC)

Khởi đầu VPC mới VPC cân bằngVPC Giờ 2,15 đến 2,17 2,332,39 40 cho 8 đến 24 giờ2,36 602,33 1102,30 1682,24 210

Bảng 6.33 Điện áp nạp thực tế trên một ắc quy chì – CalciumĐiện áp nạp cho một bình ắc quy (VPC)

SP.GR> của mộtbình ắc quy

VPC trôi Khởi đầu/ Cân bằng(PVC)MIN Định mức Điện áp

ắc quyVPC

danh định1.210 2.17 2.20- 2.25 2.13 2.33- 2.381.225 2.18 2.22- 2.27 2.15 2.36- 2.401.250 2.20 2.25- 2.30 2.18 2.38- 2.431.275 2.23 2.29- 2.34 2.20 2.40- 2.461.300 2.27 2.33- 2.38 2.30 2.45- 2.50

Cho 48- 72giờ

6.2.8.4.Phóng điện thí nghiệm:Quy trình thí nghiệm chức năng phóng điện của ắc quy:


1. Battery phải được nạp cân bằng hoàn chỉnh trên 3 ngày và dưới 7 ngàytrước khi bắt đầu thí nghiệm.

2. Tất cả các đầu nối và con nối của Battery đều sạch, chặt và không bị ănmòn.

3. Nồng độ dung dịch và điện áp cưỡng bức của mỗi ắc quy được đo và ghichép trước khi bắt đầu thí nghiệm.

4. Nhiệt độ trung bình của dung dịch điện phân trong battery được tính toánvà ghi chép bằng cách thực hiện đo nhiệt độ ít nhất là 6 ắc quy trước khi bắtđầu thí nghiệm.

5. Điện áp cưỡng bức của đầu điện cực battery đã được đo và ghi chép.6. Bộ nạp của battery đã được tách ra khỏi battery.7. Dòng điện phóng thí nghiệm bằng dòng điện phóng danh định của battery

chia cho K trong đó K là hệ số hiệu chỉnh dòng điện phóng đối với nhiệt độcủa dung dịch điện phân ban đầu được nêu trong bảng

Bảng 6.34 Hệ số hiệu chỉnh dòng điện phóng ra theo nhiệt độNhiệt độ ban đầu

( 0C ) ( 0F ) Hệ số K16,7 62 1.09817.2 63 1.09217.8 64 1.09618.3 65 1.08018.9 66 1.07219.4 67 1.06420 68 1.056

20.6 69 1.04821.1 70 1.04021.7 71 1.03422.2 72 1.02922.8 73 1.02323.4 74 1.01723.9 75 1.01124.5 76 1.00625 77 1.000

25.6 78 0.99426.1 79 0.98726.7 80 0.98027.2 81 0.97627.8 82 0.97228.3 83 0.96828.9 84 0.96429.4 85 0.96030.0 86 0.95630.6 87 0.95231.1 88 0.94831.6 89 0.944


32.2 90 0.94032.8 91 0.93833.4 92 0.936

8. Cần phải chuẩn bị sẵn các bộ điện trở để điểu chỉnh phụ tải nhằm duy trìmột dòng điện phóng ra không đổi bằng với trị số của Battery với khoảngthời gian phóng điện lựa chọn và được hiệu chỉnh theo nhiệt độ dung dịchđiện phân.

9. Sử dụng Am pe kế và Von kế để theo dõi điện áp và dòng điện phóng racủa Battery.

10. Nếu thấy dung lượng của ắc quy bằng 80% dung lượng quy định của nhàsản xuất thì phải thay.

11. Điện trở của các đầu nối ắc quy lớn hơn 10% điện trở trung bình là phảixử lý ngay.

6.2.9. Bù vô công cho trạm biến áp.6.2.9.1. Vai trò của tụ bù trong hệ thống điện.Tụ bù có vai trò tích cực trong việc giảm tổn thất điện năng trên lưới điện.

Trong thực tế phụ tải điện là các động cơ điện không đồng bộ có cos rất thấp,ngoài ra các phụ tải khác như các máy biến thế phân xưởng, các lò điện kiểu cảmứng, máy biến thế hàn, quạt điện, đèn tuýp, các loại đèn huỳnh quang quảng cáocũng tiêu thụ khá nhiều công suất phản kháng và cũng có cos thấp. Đươngnhiên khi đường dây chuyên tải thêm một lượng công suất phản kháng Q lớn sẽlàm hạn chế nhiều đến khả năng dẫn điện của dây dẫn, làm cho dây dẫn bị phátnóng và làm cho tổn thất điện năng tăng lên.Thí dụ: Mạng điện có phụ tải là P- jQ thì tổn thất công suất trong mạng là:

P1 = R và Q1 = XU2 U2

P- jQ là cách biểu diễn dưới dạng phứcP là công suất tác dụng. kWQ là công suất phản kháng. kVArX là điện kháng đường dây. R là điện trở đường dây. U là điện áp của điểm đặt tụ bù. V(kV).

Nếu ta đặt tụ bù ngay tại hộ dùng điện, tụ bù sẽ đưa vào lưới một dòng điệnmang tính chất điện dung IC và phát ra 1 công suất phản kháng gọi là Qbù. Côngsuất phản kháng cần chuyên tải trên đường dây sẽ giảm xuống còn là Q - Qbù

P2 = R và Q2 =XU2 U2

Như vậy tụ bù có tác dụng hạn chế công suất vô công phát sinh trên lưới điện,cải thiện được cos và giảm được tổn thất điện năng.

P2 + (Q - Qbù)2 P2 + (Q - Qbù)

2

P2 + Q2P2 + Q2


Trong trạm biến áp tụ bù thường được đặt ở phía trung áp. Các tụ thường đấuhình Y – Y có tác dụng giảm nhẹ điện áp đặt vào tụ. Tại dàn tụ thường lắp biếndòng điện hoặc máy biến điện áp để phát hiện sự không cân bằng ở trung tính,nếu tụ bị chập thì dòng không cân bằng sẽ xuất hiện qua TI, rơ le dòng điện đấusau TI sẽ khởi động đi cắt máy cắt điện của nhóm tụ (hình 6.80c)

6.2.9.2. Cấu tạo:Tụ điện có cấu tạo gồm 2 bản cực bằng lá kim loại dát mỏng ( thường bằng lá

thiếc) quấn theo hình tròn để tăng dung lượng của tụ, lớp điện môi nằm ở giữa 2bản cực là giấy tẩm dầu, mỗi tụ được đặt trong một thùng sắt mạ kẽm bên trongđổ đầy dầu cách điện và chống cháy có nhiệt độ chớp cháy cao khoảng 1500C.Các tụ điện cao thế thường được chế tạo 1 pha, khi đấu vào lưới phải đấu tụ theosơ đồ tam giác hoặc sơ đồ sao, sao - sao. Các tụ điện hạ thế thường được chế tạokiểu 3 pha được đấu sẵn theo sơ đồ tam giác chịu điện áp dây.

Đấu tụ theo sơ đồ tam giác có lợi hơn, so với cách đấu tụ theo sơ đồ Y cùng trịsố điện dung C [Fara] như nhau thì dung lượng của tụ tăng được lên gấp 3.

Q = Ud2 C = ( 3 Uf )2 C = 3 QY

Vì các phụ tải 1 pha thường nằm trong lưới điện phân phối tiêu phí công suấtvô công nhỏ nên không bù cho 1 pha.

Tác dụng của điện trở phóng điện trong mạch điện tụ bù: Các tụ điện thường lắp sẵn điện trở phóng điện để dập điện tích dư ở bêntrong. Điện trở phóng điện của tụ thường được đấu song song với tụ, tụ bù caothế thường có điện trở phóng điện bằng 2M. Khi cắt điện tụ, điện tích dư sẽphóng điện qua các điện trở song song. Đây cũng là một nguyên nhân gây ratổn thất điện năng của tụ điện. Trong quá trình vận hành, tụ điện nào cũng sinh

Hình 6.96 Sơ đồ đấu dây tụ điện trong trạm biến áp

Tô ®iÖn

§iÖn trë phãng ®iÖn

Tụ điện

Điện trở phóng điện

Hình 6.95 Cấu tạo tụ điện


sẽ ra 1 ít nhiệt lượng làm nóng nhẹ ở vỏ tụ điện. Nếu chất điện môi của tụ nào bịkém chất lượng thì tụ ấy sẽ bị nóng và gây ra tổn hao điện năng lớn. Cứ 100kVAr thì suất tổn thất lớn nhất do tụ bù gây ra là 0,1 W/kVAr. Nếu trên tụ còn lưu điện tích dư sẽ nguy hiểm cho người vận hành.Quy định:+ Sau 30 phút điện áp dư chỉ được phép tồn tại trên cực tụ điện dưới 65V+ Điện trở phóng điện không được phép tiêu hao công suất tác dụng qúa

1W/1kVAr tính theo dung lượng tụ. Cách giảm tổn hao của tụ:

+ Cần phải lựa chọn dung lượng tụ hợp lý.+ Chọn điểm đặt tụ bù tại nơi có Q lớn, cos thấp.+ Lựa chọn trị số điện trở phóng điện phù hợp với dung lượng bù nằm trong

phạm vi quy định: 1W / 1kVAR.Nếu quá bù Qbù > Q rất dễ gây nên quá điện áp phá hỏng tụ. Trong vận hành

để chống hiện tượng quá bù cần phải điều chỉnh dung lượng tụ bằng cách phânchia tụ bù thành các nhóm nhỏ và đặt thiết bị tự động điều chỉnh dung lượng bù.

6.2.9.3. Lắp đặt tụ bù:a- Đặt tụ bù phía cao thếCó lợi ở chỗ:+ Giá thành đầu tư tính theo kVAr/đồng rẻ hơn phía hạ thế vì khi bù phía cao

thế thường ít dùng thiết bị điều chỉnh dung lượng bù.+ Bù được cả dung lượng Qpt của phụ tải phía hạ thế và dung lượng Qo trong

nội bộ MBTKhông có lợi ở chỗ:+ Tụ điện cao thế thường lắp ở cấp điện áp trung áp nên yêu cầu lắp đặt sẽ

phức tạp hơn, chiếm nhiều diện tích và không gian hơn.+ Do dung lượng tụ không cao lắm nên chỉ dùng các thiết bị đóng cắt và bảo

vệ đơn giản như cầu dao cầu chì, đầu cáp cấp đến nhóm tụ thường đặt 1 máy cắtkhông đặt thiết bị điều chỉnh dung lượng bù vì giá thành đầu tư sẽ cao lên rấtnhiều. Trong lưới điện chỉ có các trạm phát bù có dung lượng lớn người ta mớiđưa vào hệ thống điều chỉnh dung lượng bù, trong trường hợp này người ta phảidùng nhiều máy cắt điện và các tủ hợp bộ rơ le điều khiển tự động.

b- Đặt tụ bù phía hạ thếCó lợi ở chỗ :+ Quản lý vận hành và sửa chữa đơn giản vì ở điện áp thấp sẽ dễ lắp đặt,

chiếm ít diện tích và không gian.+ Thường được đặt các thiết bị đóng cắt, điều khiển và bảo vệ. Dễ dàng điều

chỉnh được dung lượng bù theo chế độ công suất, điện áp, cos.Không có lợi ở chỗ:

+ Giá thành đầu tư tính theo kVAr/ đồng đắt hơn phía cao thế một ít vì cóthêm các thiết bị điều chỉnh dung lượng bù.

+ Chỉ bù được trong phạm vi công suất phụ tải hạ thế của một máy biến áp.Dung lượng tụ bù được xác định theo công thức:

Qbù = P( tg1 - tg2) .(1)


Qbù = P.tg. .Trong đó:

P là phụ tải tính toán của các hộ tiêu thụ điện kw, 1 là góc ứng với hệ số công suất công suất trung bình cos1 trước khi bù 2 là góc ứng với hệ số công suất công suất trung bình cos2 sau khi bù .

Thường cos2 lấy bằng 0,8- 0,95. hệ số điều chỉnh dung lượng bù thực tế khi có thêm giải pháp nâng cao

cos không cần lắp thiết bị bù.Có thể dùng bảng tính sẵn và kết hợp với công thức (1):

khi biết cos1 và cos2 tra bảng (1-1) bằng cách gióng 2 trị số cos1 và cos2

về một toạ độ ta có trị số tg = ( tg1 - tg2)Dung lượng tụ bù Qbù = P. tg.

6.2.9.4. Quản lý vận hành tụ bùĐóng cắt dàn tụ đấu sao không nối đất là một điều kiện khó khăn đối với máy

cắt hơn so với dàn tụ đấu sao nối đất do có điện áp dư xuất hiện giữa tiếp điểmmáy cắt. Điện áp phục hồi khi đóng cắt các dàn tụ không nối đất có thể đạt tới 3lần điện áp pha khi pha đầu tiên mở ra. Yêu cầu phải được đo điện áp của hệthống trước và sau khi đóng cắt dàn tụ. Tụ điện không được phép chịu điện áplớn hơn 110% điện áp định mức của chúng. Nếu quá áp sẽ dẫn đến chập tụ. Dàntụ không được phép chịu nhiệt độ thấp hơn nhiệt độ đã định. Dòng điện khôngcân bằng "đi qua TI không" không được lớn hơn 10% giá trị chỉnh định cắt củabảo vệ. Dòng điện không cân bằng phải được đo ngay sau khi đã đưa tụ vào vậnhành với điều kiện nhiệt độ của tụ đã đạt được trị số quy định trong vận hànhbình thường hoặc sau vài giờ nạp điện cho tụ. Quá trình nạp năng lượng khiđóng cắt một dàn tụ thường nhỏ hơn dòng điện ngắn mạch tại vị trí đặt tụ. Do đómáy cắt thường phải mang dòng điện nạp trong suốt quá trình nạp năng lượng.Quá trình quá độ nạp năng lượng khi đóng cắt một `dàn tụ khi có một dàn hoặcnhiều dàn tụ khác đã được nạp điện trên cùng một thanh cái có thể tạo ra dòngđiện quá độ có biên độ rất cao, do đó điện kháng của rơ le bảo vệ đòi hỏi phảithoả mãn khi nhiều dàn tụ có thể đóng vào cùng thanh cái. Trước khi đóng điệnphải kiểm tra toàn bộ dàn tụ bằng mắt để xem dàn tụ có được nối đúng không,các tụ và các sứ đỡ có sạch không, các sứ tụ hoặc cá sứ đỡ, sứ xuyên có bị nứthoặc vỡ không. Vỏ tụ không được có biểu hiện bị phình. Nếu phát hiện thấy dấuhiệu không bình thường phải tiến hành xử lý trước khi đưa điện vào dàn tụ. Giáđỡ tụ được làm bằng sắt mạ hoặc sơn tĩnh điện, phải được nối đất ít nhất tại 2điểm bằng đồng tròn 4 và phải được hàn trực tiếp vào khung sắt. Các cực nốiđất của từng bình tụ cũng phải được nối đất theo cách này.

Để bảo đảm an toàn cho người vận hành: Không cho phép dùng cầu dao cáchly để đóng cắt trực tiếp dàn tụ khi có điện áp. Sau khi cắt máy cắt 30 phút mớiđược cắt cầu dao cách ly. Chỉ được đóng dao nối đất sau khi đã cắt điện được 30phút và điện áp dư trên hai cực tụ chỉ còn lại < 65V. Cầu dao cách ly của các dàntụ phải có trang bị thêm dao nối đất liên động dùng khi công tác trên các nhómtụ. Khi cần phải tách tụ ra khỏi vận hành chỉ cần cắt máy cắt mà không cần cắtcầu dao. Việc cắt cầu dao dàn tụ chỉ thực hiện khi cần phải tiếp xúc trực tiếp vớitụ, cùng lúc đó phải đóng dao tiếp địa mới được phép công tác.

6.2.9.5. Thí dụ:


Tính toán bù trên lưới phân phối trung áp cho trạm biến áp (tham khảo)1- Số liệu: Một máy biến áp ST = 15kVA Có tổn hao không tải P0 = 15kW, Tổn hao ngắn mạch Pk = 59kW. Lưới 22kV 3 pha có:

+ Điện trở 0,4/km- 4km/ điện trở R = 1.6,+ Phụ tải trung bình Stb = 9MVA+ Hệ số phụ tải kpt = 0,6+ Hệ số tổn hao kth = 0,41.

Hệ số công suất:+ Khi chưa có bù : cos1 = 0,75. Tg1 = 0,882.+ Khi có bù : cos2 = 0,95. Tg2 = 0,329.

Hệ số tức thời : 1 Phụ tải tức thời: 10,15kW

+ Không có bù Pkb = 13,5kVA. I pha tức thời Ikb = 390A.+ Có bù Pb = 10,6VA. I pha tức thời Ib = 308A.

Ghi chú: Tính toán này không kể đến việc giảm các tổn hao trong các máybiến áp phân phối và các tổn hao do sụt áp trên lưới sinh ra.

2- Tính toán:a- Tính toán các tổn hao khi không có bù:

Công suất tổn hao: Pkb 13,5 Máy biến áp: Pt = Po + Pk ( ) = 15 + 59 ( ) = 62,8kW

S 15

Đường dây: Pl = 3. R. Ikb = 3. 1,6. 3902 = 730kWNăng lượng tiêu thụ trong một năm:

Tmax là thời gian xử dụng công suất cực đại là 8760 giờPkb

Máy biến áp: Wt = [ Po + Pk( ) kth] Tmax

S= ( 15 + 59. 0,92. 0,41). 8760 = 303043kWh

Đường dây: Wl = 3. R. Ikb2. kth . Tmax

= 3. 1,6. 3902. 0,41. 8760 = 2622155kWhb- Tính toán các tổn hao khi có bù:

Công suất tổn hao:Pkb Cos1

Máy biến áp Pt = St + Pk( ) ( )St Cos2

13,5 0,75Pl = 15 + 59.( ) ( ) = 44,8kW

15 0,95

Cos1

2 2

2

2 2

2

2

2 2


Đường dây: Pl = 3. R. ( Ikb )Cos2

0,75Pl = 3. 1,6. ( 390 ) = 455kW

0,95

Năng lượng tiêu thụ trong một năm:Cos1

Máy biến áp: Wt = Po + Pk2 ( ) kth . Tmax

Cos2

0,75= (15 + 592 ( ) 0,41) 8760 = 238379kWh.

0,95Cos1

Đường dây: Pt = 3. R ( Ikb ) kth . Tmax

Cos2

0,75Wl = 3. 1,6 ( 390 ) 0,41. 8760 = 1634307kWh.

0,95c- Tổng hợp:

Công suất phản kháng cần lắp đặt là:Q = Q1 - Q2

= P(Tg1 - Tg2).= 10,1 (0,882 – 0,329).= 5,6 MVA

2

2

2

2

2


Từ đây có thể tra bảng để chọn tụ bù ở cấp điện áp 22kV.3- Kết luận:

Nếu đưa tụ bù vào làm việc thì Công suất tiết kiệm được là: 293 kW. Điện năng tiết kiệm được là: 1.052.512 kWh một năm.

Hình 6.97 Lắp đặt tụ bù trung áp trong trạm biến áp

TI trung tính

Tụ điện 22kV

Chống sét 22kVCầu dao 22kV


Bảng 6.35 Bảng tra hệ số Tg để tính công suất tụ bù

QLVH_TBA

Documents

Transcript of QLVH_TBA