Bài giảng Vận hành và điều khiển hệ thống điện - Chương 6: Công tác vận hành trạm biến áp - Võ Ngọc Điều

 mang tải lớn.
 - Khi theo dõi vận hành máy bi ến áp mà th ấy có các hi ện
 tượ ng phóng điện nêu trên ph ải xử lý kịp th ời.
 16
 8
III. Nh ững tr ạng thái không bình th ườ ng c ủa 
 máy bi ến áp và bi ện pháp x ử lý
* Điện áp ngu ồn th ườ ng xuyên không đúng tr ị số đị nh
mức:
 - Điện áp của ngu ồn điện cấp đế n th ấp quá tải máy bi ến
áp.
 -Nếu có bi ểu hi ện điện áp của ngu ồn điện cấp đế n bị
 th ấp thì ph ải theo dõi qua đồ ng hồ von mét một th ời gian
 nếu tình tr ạng này vẫn không thay đổ i ph ải cắt điện để
 thay đổ i đầ u phân nấc, tăng điện áp đầ u vào cho máy
 bi ến áp.
 
 Khi theo dõi vận hành máy bi ến áp mà th ấy có các
 hi ện tượ ng phóng điện nêu trên ph ải xử lý kịp th ời.
 17
III. Nh ững tr ạng thái không bình th ườ ng c ủa 
 máy bi ến áp và bi ện pháp x ử lý
* Nhi ệt độ máy bi ến áp tăng cao:
 - Nhi ệt độ máy bi ến áp đo đượ c trên đồ ng hồ đo nhi ệt độ
 là tổng nhi ệt độ của lớp dầu trên cùng với nhi ệt độ môi
 tr ườ ng
 - Nhi ệt độ máy bi ến áp tăng cao là bi ểu hi ện không bình
 th ườ ng, th ườ ng do nh ững nguyên nhân:
 + Máy bi ến áp quá tải.
 + Ch ất lượ ng dầu xấu.
 + Hệ th ống làm mát tự nhiên ho ặc cưỡ ng bức bằng
 qu ạt gió ho ạt độ ng kém hi ệu qu ả. 
 + Nhi ệt độ môi tr ườ ng tăng cao trong khi máy bi ến áp
 vận hành non tải.
 18
 9
III. Nh ững tr ạng thái không bình th ườ ng c ủa 
 máy bi ến áp và bi ện pháp x ử lý
* Máy bi ến áp vận hành quá tải:
 - Máy bi ến th ế vận hành quá tải sẽ làm cho tu ổi th ọ của
 máy gi ảm đi. So sánh với vận hành đị nh mức thì máy
 bi ến th ế sẽ bị gi ảm th ọ theo ngày nh ư sau:
 19
III. Nh ững tr ạng thái không bình th ườ ng c ủa 
 máy bi ến áp và bi ện pháp x ử lý
* Máy bi ến áp vận hành ở ch ế độ không đố i xứng:
 - Hệ th ống điện 3 pha không đố i xứng là hệ th ống điện
 không có đủ điện áp 3 pha, điện áp 3 pha không cân
 bằng nhau, dòng điện ph ụ tải 3 pha không bằng nhau.
 - Tr ườ ng hợp ph ụ tải 3 pha không cân bằng nhau : 
 + Khi vận hành lệch pha: Các ph ụ tải 1 pha trên lướ i
 điện hạ th ế th ườ ng không cân bằng nhau dẫn đế n điện
 áp giáng trên các ph ụ tải từng pha không bằng nhau. 
 Điện áp 3 pha đầ u cu ộn dây th ứ cấp của máy bi ến áp
 không đố i xứng. 
 20
 10
III. Nh ững tr ạng thái không bình th ườ ng c ủa 
 máy bi ến áp và bi ện pháp x ử lý
* Máy bi ến áp vận hành ở ch ế độ không đố i xứng:
 + Khi điện áp 3 pha đầ u cu ộn dây th ứ cấp của máy
 bi ến áp không đố i xứng thì không có hại gì lớn nh ưng rất
 bất lợi cho các ph ụ tải 3 pha là các độ ng cơ điện và đèn
 chi ếu sáng. Điện áp th ấp hơn đị nh mức 5% thì mô men 
 của độ ng cơ điện gi ảm 10%, quang thông của bóng đèn
 gi ảm 18%
 + Nh ư vậy khi vận hành lệch pha tổn th ất điện năng
 trên đườ ng dây sẽ tăng lên vì ngoài tổn th ất điện áp trên
 dây pha còn có thêm tổn th ất điện áp trên dây trung tính.
 21
III. Nh ững tr ạng thái không bình th ườ ng c ủa 
 máy bi ến áp và bi ện pháp x ử lý
* Máy bi ến áp vận hành ở ch ế độ không đố i xứng:
 - Tr ườ ng hợp đứ t dây ch ạm đấ t 1 pha cấp điện vào máy
 bi ến áp với lướ i điện 3 pha trung điểm không nối đấ t:
 Khi đó điện áp 3 pha cấp vào máy bi ến áp sẽ không
 đố i xứng vì tổng tr ở của đấ t khác với tổng tr ở của 2 dây
 dẫn. Điện áp giáng trên 3 pha không bằng nhau dẫn đế n
 điện áp đầ u ra của máy bi ến áp không đố i xứng.
 a 35kV a
 b b
 c c
 6kV 6kV
 22
 11
III. Nh ững tr ạng thái không bình th ườ ng c ủa 
 máy bi ến áp và bi ện pháp x ử lý
* Máy bi ến áp vận hành ở ch ế độ không đố i xứng:
 Cho phép vận hành tạm th ời nếu tình tr ạng không
 đố i xứng lớn thì ph ải gi ảm bớt ph ụ tải không quan tr ọng. 
 Không cho phép áp dụng trong lướ i điện có trung điểm
 tr ực ti ếp nối đấ t. Khi xảy ra ch ạm đấ t thì bảo vệ sẽ cắt
 điện ngay.
 - Tr ườ ng hợp đứ t dây 1 pha cấp điện vào máy bi ến áp
 với lướ i điện 3 pha trung điểm nối đấ t:
 Cho phép vận hành nh ư với máy bi ến áp 2 pha. Lúc
 này điện áp 3 pha không đố i xứng ảnh hưở ng đế n máy
 bi ến áp không lớn nh ưng ảnh hưở ng đế n ph ụ tải. 
 Tr ườ ng hợp này ph ải gi ảm tải: Sm = 0,58 Sđm
 23
III. Nh ững tr ạng thái không bình th ườ ng c ủa 
 máy bi ến áp và bi ện pháp x ử lý
 24
 12
 IV. T ổn th ất điện n ăng trong máy bi ến áp
* Nh ững nguyên nhân gây ra tổn th ất điện áp và tổn
th ất điện năng:
 - Trong các cu ộn dây dẫn điện có điện tr ở R( Ω) và điện
 kháng X( Ω).
 - Do các máy bi ến áp có tổn th ất công su ất ở trong cu ộn
 dây và tổn th ất không tải ở trong lõi thép
 - Do tiêu th ụ nhi ều công su ất vô công trên lướ i điện, ch ủ
 yếu do các ph ụ tải có thành ph ần điện cảm nh ư cu ộn dây
 máy bi ến áp, cu ộn dây độ ng cơ điện, cu ộn cảm có lõi
 thép... làm gi ảm cos ϕ của lướ i điện.
 25
 IV. T ổn th ất điện n ăng trong máy bi ến áp
* Nh ững nguyên nhân gây ra tổn th ất điện áp và tổn
th ất điện năng:
 - Do ch ế độ vận hành của lướ i điện:
 + Tổn th ất càng lớn khi công su ất tiêu th ụ điện của
 ph ụ tải càng lớn.
 + Tổn th ất càng lớn khi th ời gian sử dụng công su ất
 cực đạ i càng kéo dài (th ời gian sử dụng công su ất cực
 đạ i ký hi ệu là TMax).
 + Do máy bi ến áp th ườ ng xuyên vận hành trong tình
 tr ạng non tải ho ặc không tải. 
 + Do tình tr ạng lệch tải các pha, tình tr ạng này
 th ườ ng xảy ra trong lướ i điện phân ph ối hạ th ế.
 26
 13
 V. Các ph ươ ng pháp gi ảm t ổn th ất điện áp và 
tổn th ất điện n ăng trong v ận hành máy bi ến áp
* Nâng cao hệ số công su ất cos ϕ ở các hộ dùng điện ch ủ
yếu là các xí nghi ệp cụ th ể là lựa ch ọn công su ất của độ ng
cơ ho ặc lo ại độ ng cơ cho phù hợp, nâng cao hệ số ph ụ tải
kB...hạn ch ế làm vi ệc không tải.
* Phân ph ối công su ất tác dụng và công su ất ph ản kháng
trong mạng điện theo một ph ươ ng th ức hợp lý nh ất.
* Gi ảm công su ất ph ản kháng chuyên tải trong mạng điện.
* Bù vô công bằng máy bù đồ ng bộ ho ặc bằng tụ điện tĩnh.
* Máy bi ến áp vận hành theo ph ươ ng th ức tổn th ất điện
năng ít nh ất, vận hành kinh tế tr ạm bi ến áp bằng cách hòa
đồ ng bộ máy bi ến áp.
* Nâng cao mức điện áp vận hành của mạng điện.
 27
 V. Các ph ươ ng pháp gi ảm t ổn th ất điện áp và 
tổn th ất điện n ăng trong v ận hành máy bi ến áp
* Nâng cao cấp điện áp đị nh mức của mạng điện.
* Lựa ch ọn sơ đồ nối dây hợp lý nh ất cho mạng điện
Thí dụ: 
 + Bán kính cung cấp điện phù hợp theo tiêu chu ẩn cho
 phép.
 + Ki ểm tra th ườ ng xuyên tình tr ạng tổn th ất điện áp, tổn
 th ất điện năng
 + Th ực hi ện cân đả o pha th ườ ng xuyên trong lướ i điện
 phân ph ối hạ th ế 220/380V. 
 + Trong lướ i điện ≥ 110kV cứ 200km lại có 1 lần hoán vị
 pha để gi ảm điện kháng của đườ ng dây.
 28
 14
 VI. Hoà song song máy bi ến áp
* Các tiêu chu ẩn hòa song song hai máy bi ến áp là:
 + Ph ải có công su ất t ươ ng đươ ng, không chênh l ệch 
 nhau quá 3 l ần.
 + Ph ải có cùng c ấp điện áp.
 + Ph ải có cùng t ỉ s ố bi ến (K U1 = K U1 )
 + Ph ải có cùng c ực tính (còn g ọi là th ứ t ự pha)
 + Ph ải có cùng U n% ( Điện áp ng ắn m ạch tính theo ph ần 
 tr ăm)
 + Ph ải có cùng t ổ đấ u dây.
 + Ở c ấp điện áp 380/220V còn thêm yêu c ầu: Dây trung 
 tính 2 MBA n ối chung.
 29
 VII. Thí nghi ệm đị nh k ỳ tr ạm bi ến áp
* Quy đị nh th ời h ạn làm thí nghi ệm đị nh k ỳ
 - Thí nghi ệm đị nh k ỳ tr ạm bi ến áp nh ằm m ục đích ki ểm 
 tra ch ất l ượ ng thi ết b ị điện trong v ận hành. Sau m ột th ời 
 gian đóng điện mang t ải các thi ết b ị điện s ẽ b ị xu ống c ấp, 
 cách điện b ị suy gi ảm. 
 + Các máy bi ến áp phân ph ối h ạ áp: Quy đị nh m ỗi 
 năm ph ải làm thí nghi ệm đị nh k ỳ m ột l ần.
 + Các máy bi ến áp 110kV: Quy đị nh ba n ăm ph ải 
 làm thí nghi ệm đị nh k ỳ m ột l ần.
 30
 15
 VII. Thí nghi ệm đị nh k ỳ tr ạm bi ến áp
*Nội dung thí nghi ệm đị nh k ỳ
 - Thí nghi ệm máy bi ến áp
 + Đo điện tr ở cách điện c ủa các cu ộn dây : Để ki ểm 
 tra s ơ b ộ tình tr ạng cách điện c ủa các ph ần cách điện 
 gi ữa các cu ộn dây v ới nhau, gi ữa các cu ộn dây v ới v ỏ 
 máy.
 + Đo điện tr ở các cu ộn dây ở t ất c ả các đầ u phân 
 nấc phân áp b ằng dòng điện m ột chi ều ( Đo điện tr ở 1 
 chi ều): Ki ểm tra tình tr ạng các m ối n ối, ti ếp xúc c ủa các 
 ti ếp điểm trong cu ộn dây máy bi ến áp.
 31
 VII. Thí nghi ệm đị nh k ỳ tr ạm bi ến áp
 + Đo tg δ sứ, và tg δ của các cu ộn dây máy bi ến áp 
 110kV: Để đánh giá ch ất l ượ ng cách điện c ủa máy bi ến 
 áp đố i v ới điện áp xoay chi ều.
 Tất c ả các v ật li ệu cách điện đề u có cùng chung m ột 
 đặ c tính có tên g ọi là điện môi n ằm trong v ật li ệu cách 
 điện. Khi đặ t vào hai đầ u v ật cách điện m ột điện áp th ử 
 nghi ệm U thì s ẽ có m ột dòng điện ~ đi qua. Dòng điện 
 này g ồm 2 thành ph ần: Dòng điện điện tr ở và dòng điện 
 điện dung.
 32
 16
 VII. Thí nghi ệm đị nh k ỳ tr ạm bi ến áp
 Tỷ s ố c ủa 2 thành ph ần dòng điện này chính là tg δ. 
Nếu tg δ lớn có ngh ĩa là thành ph ần dòng điện tác d ụng 
lớn d ẫn đế n vi ệc làm nóng v ật li ệu cách điện gây ra t ổn 
hao l ớn, nh ư v ậy ch ất l ượ ng cách điện kém.
 BẢNG M ẪU ĐỂ SO SÁNH K ẾT QU Ả ĐO Tg δ
 Công su ất Giá tr ị l ớn nh ất cho phép c ủa tg δ (%) 
máy bi ến áp(kVA) cu ộn dây cùng s ứ đầ u vào theo nhi ệt 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
 33
 VII. Thí nghi ệm đị nh k ỳ tr ạm bi ến áp
 + Thí nghi ệm b ộ điều ch ỉnh điện áp:
 * V ới các máy bi ến áp phân ph ối có công su ất đế n 
1000kVA, điện áp đế n 35kV thì ch ỉ làm thí nghi ệm ki ểm 
tra điện tr ở ti ếp xúc c ủa các đầ u phân n ấc b ằng mê gôm 
mét và c ầu đo điện tr ở m ột chi ều sau khi chuy ển n ấc 
không điện. 
 34
 17
 VII. Thí nghi ệm đị nh k ỳ tr ạm bi ến áp
 * Các máy bi ến áp có U ≥ 110kV và các máy bi ến áp 
đặ c bi ệt có l ắp b ộ điều ch ỉnh điện áp d ướ i t ải thì c ần ph ải 
làm thí nghi ệm:
 (*) L ấy đồ th ị vòng để ki ểm tra trình t ự đóng m ở c ủa 
các dao l ựa ch ọn và dao d ập l ửa theo đúng yêu c ầu c ủa 
nhà ch ế t ạo.
 (*) Ch ụp sóng b ộ dao d ập l ửa để ki ểm tra độ ổn đị nh 
độ ng và ki ểm tra th ời gian ho ạt độ ng c ủa dao d ập l ửa. 
Th ời gian d ập l ửa là th ời gian ch ập t ắt các vòng dây n ằm 
gi ữa 2 đầ u phân n ấc đang điều ch ỉnh c ủa máy bi ến áp.
 35
 VII. Thí nghi ệm đị nh k ỳ tr ạm bi ến áp
 + Thí nghi ệm điện áp xoay chi ều t ăng cao: Ki ểm tra 
cách điện chính c ủa các cu ộn dây máy bi ến áp so v ới 
cu ộn dây còn l ại ho ặc v ới v ỏ máy bi ến áp.
 + Đo t ỉ s ố bi ến: Ki ểm tra vi ệc đấ u đúng thi ết k ế c ủa 
các đầ u dây trong máy bi ến áp và t ỉ s ố vòng dây ở cu ộn 
dây chính và ở các phân n ấc máy bi ến áp.
 + Ki ểm tra t ổ đấ u dây: Ki ểm tra t ổ đấ u dây đúng c ủa 
máy bi ến áp.
 + Thí nghi ệm không t ải: Xác đị nh ch ất l ượ ng c ủa lõi 
thép, h ư h ỏng c ủa cách điện cu ộn dây pha v ới pha, cu ộn 
dây pha v ới v ỏ.
 + Thí nghi ệm d ầu máy bi ến áp: Để ki ểm tra ch ất 
lượ ng d ầu máy bi ến áp trong v ận hành.
 36
 18
 VII. Thí nghi ệm đị nh k ỳ tr ạm bi ến áp
- Thí nghi ệm hệ th ống ti ếp đị a tr ạm bi ến áp: Ki ểm tra tình
tr ạng ti ếp đị a của tr ạm bi ến áp.
 Trong tr ạm bi ến áp có nhi ều vị trí làm ti ếp đị a:
 • Ti ếp đị a trung điểm cu ộn dây 110kV máy bi ến áp.
 • Ti ếp đị a trung điểm cu ộn dây hạ th ế (đấ u sao).
 • Ti ếp đị a vỏ máy bi ến áp chính, máy bi ến điện áp, máy bi ến áp tự dùng. 
 • Ti ếp đị a các giá đỡ thi ết bị điện. 
 • Tr ếp đị a cột thu lôi.
 • Ti ếp đị a các vỏ tủ bảng điện.
 • Ti ếp đị a trung điểm cu ộn dây cao th ế của máy bi ến điện áp.
 • Ti ếp đị a cu ộn dây pha b hạ th ế của máy bi ến điện áp.
 • Ti ếp đị a cu ộn kháng điện của MBA chính.
 • Ti ếp đị a cu ộn dây trung áp (22kV, 35kV)của máy bi ến áp chính.
 • Ti ếp đị a trung điểm của hệ th ống tụ bù trung áp.
 • Ti ếp đị a cổ cáp cao th ế.
 37
 VII. Thí nghi ệm đị nh k ỳ tr ạm bi ến áp
- Thí nghi ệm c ầu chì t ự r ơi: Mục đích chính là ki ểm tra độ 
bền cách điện c ủa c ầu chì t ự r ơi.
 + C ầu chì t ự r ơiđượ c dùng ph ổ bi ến trên l ướ i điện 
phân ph ối h ạ th ế có hai ch ức n ăng v ừa đóng c ắt v ừa b ảo 
vệ. 
 + C ũng gi ống nh ư các c ầu dao trung áp khác c ầu chì 
tự r ơi ch ỉ đượ c phép đóng không t ải máy bi ến áp. Khi s ự 
cố ng ắn m ạch c ầu chì t ự r ơi đóng vai trò c ầu chì, t ự độ ng 
cắt điện và tách kh ỏi v ị trí ti ếp xúc. Dây chì n ằm trong 
ống chì có 1 điểm n ổ đặ t trong bu ồng d ập h ồ quang do 
đó s ẽ không x ảy ra cháy n ổ khi c ầu chì tác độ ng. 
 +Dòng điện c ủa dây ch ảy l ớn nh ất đố i v ới c ầu chì 
trung áp (6, 10, 22, 35kV) là 100A đã đượ c ch ế t ạo theo 
tiêu chu ẩn, không c ần th ử nghi ệm.
 38
 19
 VII. Thí nghi ệm đị nh k ỳ tr ạm bi ến áp
- Thí nghi ệm c ầu chì t ự r ơi: Mục đích chính là ki ểm tra độ 
bền cách điện c ủa c ầu chì t ự r ơi.
 + C ầu chì t ự r ơiđượ c dùng ph ổ bi ến trên l ướ i điện 
phân ph ối h ạ th ế có hai ch ức n ăng v ừa đóng c ắt v ừa b ảo 
vệ. 
 + C ũng gi ống nh ư các c ầu dao trung áp khác c ầu chì 
tự r ơi ch ỉ đượ c phép đóng không t ải máy bi ến áp. Khi s ự 
cố ng ắn m ạch c ầu chì t ự r ơi đóng vai trò c ầu chì, t ự độ ng 
cắt điện và tách kh ỏi v ị trí ti ếp xúc. Dây chì n ằm trong 
ống chì có 1 điểm n ổ đặ t trong bu ồng d ập h ồ quang do 
đó s ẽ không x ảy ra cháy n ổ khi c ầu chì tác độ ng. 
 +Dòng điện c ủa dây ch ảy l ớn nh ất đố i v ới c ầu chì 
trung áp (6, 10, 22, 35kV) là 100A đã đượ c ch ế t ạo theo 
tiêu chu ẩn, không c ần th ử nghi ệm.
 39
 VII. Thí nghi ệm đị nh k ỳ tr ạm bi ến áp
- Thí nghi ệm ch ống sét: Mục đích chính là Để ki ểm tra 
cườ ng độ cách điện c ủa ch ống sét và ki ểm tra dòng điện 
rò c ủa ch ống sét.
 + Các thi ết b ị điện ch ỉ có kh ả n ăng ch ịu điện áp t ới 
hạn, trong khi đó điện áp xung c ủa sét có biên độ cao 
đế n hàng tri ệu vôn, dòng điện lên đế n ≈100 kA. 
 + N ếu sét đánh vào tr ạm bi ến áp và đườ ng dây t ải 
điện s ẽ gây nên quá điện áp, ta g ọi đó là quá điện áp khí 
quy ển. 
 + Vì v ậy thi ết b ị ch ống sét đóng vai trò quan tr ọng 
trong vi ệc ng ăn ng ừa ảnh h ưở ng c ủa điện áp khí quy ển 
đánh vào l ướ i điện và tr ạm bi ến áp.
 40
 20
 VII. Thí nghi ệm đị nh k ỳ tr ạm bi ến áp
- Thí nghi ệm máy bi ến điện áp: 
 + Đo điện tr ở cách điện: Đo cách điện c ủa các 
cu ộn dây v ới v ỏ, gi ữa các cu ộn dây v ới nhau. Các cu ộn 
dây không đo ph ải n ối v ỏ.
 + Đo điện tr ở m ột chi ều các cu ộn dây: 
 + Ki ểm tra c ực tính c ủa các cu ộn dây:
 41
 VII. Thí nghi ệm đị nh k ỳ tr ạm bi ến áp
- Thí nghi ệm máy bi ến dòng điện: 
 + Đo điện tr ở cách điện
 + Ki ểm tra c ực tính c ủa các cu ộn dây 
 + Đo t ỉ s ố bi ến
 + Đo tg δδδ của cu ộn dây cao áp
 42
 21
 VII. Thí nghi ệm đị nh k ỳ tr ạm bi ến áp
- Thí nghi ệm điện áp xoay chi ều tăng cao tần số công
nghi ệp: 
 + Cách thí nghi ệm điện áp xoay chi ều tăng cao tần số
 công nghi ệp của cu ộn dây cao áp máy bi ến dòng
 gi ống nh ư cu ộn dây máy bi ến áp.
 + Cu ộn nh ị th ứ th ử điện áp tăng cao 1kV th ời gian duy
 trì 1 phút.
 + Cu ộn nh ất th ứ điện áp th ử điện áp tăng cao theo
 bảng, th ời gian duy trì 5 phút.
 43
 22