CHƢƠNG 4 : VẬN HÀNH MÁY BIẾN ÁP§4.1 NHŨNG VẤN ĐỀ CHUNG VỀ VẬN HÀNH MÁY BIẾN ÁPVÀ TRẠM BIẾN ÁPVận hành trạm biến áp [TBA] bao gồm các công việc kiểm tra định kỳ, sửa chữa, bảodưỡng định kỳ, thử nghiệm, thao tác đóng cắt duy trì chế độ làm việc bình thường với hiệu quảkinh tế cao nhất. Công việc kiểm tra định kỳ do nhân viên vận hành có trình độ an toàn khôngdưới bậc 3 tiến hành. Để máy biến áp [MBA] luôn ở trạng thái làm việc bình thường cần phảiđặt nó dưới sự giám sát chặt chẽ. Việc giám sát này bao gồm:- Giám sát nhiệt độ, mức điện áp và phụ tải;- Giám sát các chỉ tiêu kỹ thuật của dầu và cách điện;- Giám sát tình trạng của các thiết bị làm mát và thiết bị điều chỉnh điện áp.Đối với các trạm biến áp có người trực, việc giám sát các thông số vận hành được căn cứvào các chỉ số của các đồng hồ đo. Các chỉ số của đồng hồ đo được ghi lại mỗi tiếng một lần,riêng đối với trường hợp MBA làm việc quá tải thì phải ghi nửa tiếng một lần. Đối với cáctrạm biến áp không có người trực thì các chỉ số của đồng hồ đo được ghi lại ở mỗi lần đi kiểmtra, cần đặc biệt chú ý đến sự cân bằng pha trong thời gian cao điểm.Các MBA phải được kiểm tra định kỳ và kiểm tra bất thường. Việc kiểm tra định kỳ MBAđược thực hiện ít nhất mỗi ca một lần đối với trạm có người trực và 15 ngày một lần đối vớicác trạm biến áp không có người trực. Khi kiểm tra trạm biến áp cần chú ý đến tình trạng củacác tiếp điểm, mức dầu trong MBA và máy cắt, tiếng kêu của máy, trạng thái của các sứ cáchđiện, cầu chảy vv. Nếu trong quá trình kiểm tra phát hiện ra những hiện tượng lạ như tiếng kêurú của MBA, tiếp xúc điểm bị nóng, dầu bị chảy vv, thì cần báo ngay cho trực ban dể kịp thờixử lý. Trường hợp khẩn cấp như đe doạ đến tính mạng người, sự cố ngắn mạch vv, thì cần tiếnhành cắt loại ngay các phàn tử bị sự cố ra khỏi mạng điện sau đó báo cho trực ban về nhữngdiễn biến. Tất cả các kết quả khảo sát, kiểm tra được ghi vào sổ nhật ký lưu trữ. Kiểm tra bấtthường được tiến hành khi có các hiện tượng sau:- Nhiệt độ dầu thay đổi đột ngột;- Máy bị cắt bởi rơle hơi hoặc rơle so lệch.Những công việc thực hiện trong trạm biến áp nh sửa chữa, chỉnh định, thay đổi đầu phânáp vv. chỉ được thực hiện theo phiếu thao tác.1. Cấu tạo cơ bản máy biến áp- Lõi thép: Lõi thép được ghép bằng các lá tôn Si lích cán nóng và cán lạnh có độ dầy 0,35mmđến 0,5mm. Tôn si lích là loại vật liệu có độ thẩm từ "" cao, có khả năng dẫn từ tốt. Các loạitôn khác không dùng để chế tạo máy biến áp vì độ thẩm từ "" quá nhỏ làm cho lõi thép phátnóng dẫn đến tổn thất điện năng tăng, hiệu suất của máy biến áp giảm đi. Độ thẩm từ chobiết khả năng lưu trữ và dẫn từ của vật liệu sắt từ.Lõi thép dùng để chế tạo mạch từ, mạch từ là đường dẫn các đường sức từ. Lượng đường sứctừ đi qua tiết diện của lõi thép được đặt tên là từ thông ký hiệu là . Mạch từ của máy biến ápbao gồm trụ lõi và gông từ.+ Trụ lõi dùng để quấn dây,+ Gông từ dùng để liên hệ các trụ lõi và khép kín mạch từ của lõi thép.Nếu lõi thép được chế tạo bằng tôn si lích thì lượng từ thông tản ra ngoài không khí rấtít, hầu hết từ thông tập trung đi trong lõi thép làm tăng hiệu suất của máy biến áp. Để tăngthêm hiệu suất dẫn từ của lõi thép và giảm đường kính quấn dây người ta thường chế tạo lõi79thép có tiết diện hình nhiều bậc, tiết diện các lá tôn si lích sẽ gần như điền kín đường trònngoại tiếp bao quanh tiết diện lõi từ.Kích thước và chất lượng của lõi thép quyết định công suấtcủa máy biến áp lớn hay nhỏ. Kích thước lõi thép càng lớn, chất lượng lõi thép càng tốt thìcông suất của máy biến áp càng lớn. Nếu tôn si lích chứa hàm lượng si lích cao thì tổn thấtkhông tải giảm đi, hiệu suất mang tải của máy biến áp tăng lên, kích thước hình học của máybiến áp nhỏ đi sẽ có lợi về mặt kinh tế.- Cuộn dây: Các cuộn dây máy biến áp dùng để dẫn dòng điện đi qua.Máy biến áp có 2 cuộn dây là:+Cuộn dây sơ cấp [ký hiệu là W1] đấu vào nguồn điện.+Cuộn dây thứ cấp [ký hiệu là W2] đấu vào phụ tải.Đồng [ký hiệu là Cu] là vật liệu thông dụng được dùng để chế tạo cuộn dây máy biến áp,trong một số trường hợp đặc biệt người ta dùng dây nhôm [ký hiệu là Al] thay thế dây đồng.Do đồng có điện trở suất [ký hiệu là ] nhỏ hơn nhôm nhiềuCu = 0,58 Alnên tuy dùng dây đồng giá thành cao nhưng nó vẫn là vất liệu thông dụng để chế tạo cuộndây máy biến áp.Số vòng quấn dây [W] có liên quan trực tiếp đến điện áp của cuộn dây. Số vòng dây wvà điện áp U có quan hệ tỉ lệ thuận:"Điện áp càng cao thì số vòng dây càng lớn".W1 =U1 = KuW2U2Ku được gọi là tỉ số biến điện áp của máy biến ápThí dụ: Biết U1 = 110kV, U2 = 10kV thì tỉ số biến của máy biến áp làU1=110W1= 11 =U210W2Nếu số vòng ứng với 1 von là 0.1 vòng thì số vòng cuộn dây sơ cấp W1 = 110.000 x 0.1 = 11.000 vòng số vòng cuộn dây thứ cấp W2 = 10.000 x 0.1 = 1.000 vònghoặc có thể tính W2 = 11.000 : 11 = 1.000 vòngDây dẫn được dùng để chế tạo máy biến áp 110kV thường là dây dẹt có tiết diện hìnhchữ nhật bọc cách điện bằng "giấy tẩm dầu cách điện". Giữa các cuộn dây W1 và W2 đượctăng cường cách điện bằng ống lồng cách điện và các que thông dầu. Giữa các lớp dây quấnđược cách điện bằng "dầu máy biến áp". Độ bền và tuổi thọ của máy biến áp chủ yếu phụthuộc vào khả năng chịu điện áp của các cuộn dây. Khi điện áp đặt vào cuộn dây càng cao lênthì càng phải xử dụng các vật liệu cách điện có cấp điện áp cao hơn dẫn đến tăng giá thành chếtạo máy biến áp. Với cấp điện áp 110kV trở lên việc chế tạo máy biến áp sẽ gặp nhiều khókhăn vì tiêu chuẩn kỹ thuật của cách điện tăng lên rất nhiều. Để giảm nhẹ sự chênh lệch điệnáp giữa các cuộn dây với nhau và giữa các cuộn dây với lõi thép thường đặt cuộn dây trung ápbên trong gần phía lõi thép, cuộn dây có điện áp cao 110kV được quấn ngoài cùng. Dây dẫnđược bọc cách điện bằng sơn Êmay…., băng giấy tẩm dầu, băng thủy tinh. Cách điện chínhcủa máy biến áp là dầu cách điện còn gọi là "dầu biến áp". Với khoảng cách của hai cực phóngđiện ngâm trong dầu là 2,5mm thì điện áp thử nghiệm tiêu chuẩn của dầu máy biến áp 110kVlà 65kV. Các đầu dây đưa ra ngoài trời đều được luồn trong ống sứ cách điện có cấp điện áplàm việc tương ứng với cấp điện áp của cuộn dây.802. Nguyên lý làm việc của máy biến ápMáy biến áp được chế tạo theo "nguyên lý cảm ứng điện từ". Khi có điện áp xoay chiềuU1~ đặt vào cuộn sơ cấp W1, trong cuộn dây sơ cấp sẽ có một dòng điện i1~ chạy qua, dòngđiện i1~ cảm ứng trong lõi thép một từ thông 1~. Từ thông 1~ móc vòng qua cuộn dây thứcấp W2 sinh ra trong cuộn dây thứ cấp một sức điện động cảm ứng. Nếu máy biến áp mang tảithì trên cuộn dây 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 tải mạch ngoài thứcấp 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, Z0 là trở kháng cuộn dây W2+ U2~ là điện áp giáng trên phụ tải mạch ngoài Z2 Mỗi máy biến áp 110kV đóng vai trò một nguồn điện trung gian biến đổi điện áp củalưới điện thành điện áp phù hợp với yêu cầu của phụ tải. Trong quá trình biến đổi điện áp,năng lượng điện của nguồn điện cấp vào máy biến áp thông qua môi trường truyền dẫn, biếnđổi là "điện từ trường" năng lượng gần như được bảo toàn. Khi máy biến áp vận hành không tải thì trên cuộn dây sơ cấp W1 có dòng điện I1, dòngđiện này còn gọi là dòng điện không tải I0. Trên cuộn dây W2 xuất hiện sức điện động cảm ứngE2 . Khi máy biến áp vận hành có tải thì trên cả hai cuộn dây sơ cấp W1 và thứ cấp W2 đềucó dòng điện chạy qua. Dòng điện I1 và I2 lớn hay nhỏ phụ thuộc vào tình trạng mang tải củamáy biến áp. Điện áp đo được trên đầu cực cuộn dây thứ cấp W2 là điện áp U2.+ Trong vận hành phải luôn đảm bảo điện áp U2 = U2đm. Điện áp định mức U2đm là một chỉtiêu quan trọng của nguồn điện.+ Nếu dòng điện trên máy biến áp tăng lên vượt quá giới hạn định mức I1đm, I2đm thìmáy biến áp bị quá tải.4631591082781Hình dạng bên ngoài máy biến áp lực1- Thùng dầu phụ.2- Thùng dầu chính.3- Cánh tản nhiệt.4- Sứ 110kV.5- Sứ trung tính 110kV.6- Máy biến dòng 110kV.7- Bình thở silicazen.8- Rơ le ga.9- Ống xả khí tại chân sứ10- Sứ trung thế 10kV.3. Thông số kỹ thuật của máy biến áp3.1 Mã hiệu của máy biến áp : Mỗi một máy biến áp sẽ có một mã hiệu riêng do nhà chế tạoquy định.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...-Thường dùng chữ số để biểu thị: Dung lượng định mức của máy biến áp. Điện áp định mức của máy biến áp.- Dung lượng định mức của máy biến áp: Dung lượng định mức được ghi trên phần số củanhãn mác máy biến áp là công suất mang tải của máy biến áp vận hành liên tục trong điều kiệnđiện áp, tần số định mức.- Trong điều kiện môi trường tiêu chuẩn: Như nhiệt độ lớn nhất của môi trường không khí,nhiệt độ trung bình hàng năm của môi trường không khí.Tại Việt Nam lấy nhiệt độ môi trườngtiêu chuẩn là: tmax/tc = 400C; ttb/tc = 250C.Nếu môi trường đặt máy biến áp khác môi trường tiêu chuẩn thì phải hiệu chỉnh lại dunglượng định mức của máy biến áp để biết được dung lượng định mức thực của máy biến áptrong điều kiện môi trường thay đổi.hcCông thức hiệu chỉnh như sau: S dm S dm 1 25 t tb 40 t max 1 100 100 Sđm Dung lượng định mức của máy biến áp khi chưa hiệu chỉnh.Shcđm Dung lượng định mức của máy biến áp sau khi đã hiệu chỉnh.-Trong điều kiện vận hành theo dung lượng định mức đối với từng cuộn dây: Tuỳ theotừng máy biến áp mà phải vận hành theo đúng công suất thiết kế, nếu vượt quá quy định sẽ làmcho tuổi thọ của máy biến áp suy giảm.Nếu là máy biến áp 2 cuộn dây thì dung lượng định mức của cả 2 cuộn dây đều bằng nhau.Nếu là máy biến áp 3 dây quấn thì dung lượng định mức lớn nhất thuộc về cuộn dây sơ cấp110kV. Dung lượng định mức của các cuộn dây trung áp, hạ áp phải căn cứ vào sự phân bốcông suất tính theo % [phần trăm ] so với dung lượng định mức lớn nhất.Thí dụ: Nếu trên mã hiệu máy biến áp 40.000kVA/ 110kV ghi là 100/ 67/ 67 sẽ tươngứng với dung lượng định mức của từng cuộn dây máy biến áp là:40.000kVA/26.800kVA/26.800kVA.3.2 Điện áp định mức của máy biến áp.Điện áp định mức được ghi trên phần số của nhãn mác là điện áp định mức của cuộn dâychính máy biến áp khi ở chế độ không tải. Quy định với máy biến áp 3 pha điện áp định mứclấy theo điện áp dây Ud.đm là điện áp đo giữa 2 pha. Các trị số điện áp định mức trên các đầuphân áp được ghi trên một bảng riêng gồm số nấc điều chỉnh và điện áp định mức của từng đầuphân nấc hoặc dùng cách ghi các trị số điện áp định mức trên các đầu phân áp thành một bảngchuỗi số.Thí dụ: Nếu ghi 110 9x 1,78% nghĩa là có 19 nấc điều chỉnh.82 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 110kV giảm thấp thì phải điều chỉnh phân nấc theo chiều tăng để tăng giảmsố vòng dây sơ cấp cho phù hợp. Nếu để điện áp thấp hơn điện áp định mức sẽ làm cho khảnăng mang tải của máy biến áp bị giảm đi.Khi điện áp phía 110kV tăng cao thì phải điều chỉnh đầu phân nấc theo chiều giảm, lúc này sốvòng dây cuộn sơ cấp 110kV sẽ tăng lên phù hợp với số vòng von. Nếu trong vận hành cứ đểđiện áp lưới tăng cao hơn điện áp định mức sẽ gây ra quá điện áp và ảnh hưởng đến tuổi thọmáy biến áp.3.3 Dòng điện định mức của máy biến áp.Dòng điện định mức của máy biến áp là dòng điện định mức của cuộn dây sơ cấp và thứcấp. Dòng điện định mức của máy biến áp 3 pha tính toán như sau: Sđm là dung lượng định mức cuộn dây sơ cấp MBA.S dmS dmdmdmI1 ; I2 S2đm là dung lượng định mức cuộn dây thứ cấp MBA.3U1dm3U 2dm U1đm điện áp định mức cuộn dây sơ cấp. U2đm điện áp định mức cuộn dây thứ cấp.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.3.4 Tổ đấu dây máy biến áp.Ký hiệu cách đấu dây máy biến áp: Máy biến áp thường đấu dây Y0, Y0, hoặc Y0, , .AbcAbcxyzxyzĐấu Y0bAxyczĐấu Đấu Y0Nếu cuộn dây máy biến áp đấu Y0 thì sẽ có 4 đầu dây ra trong đó có thêm một đầu trung tính.Tổ đấu dây cho biết cách đấu dây của một máy biến áp 3 pha. Cách đấu dây được quy địnhtheo cực tính và chiều quấn dây của 3 cuộn dây 3 pha giống nhau.Điện áp 3 pha trên cuộn dây sơ cấp và thứ cấp được biểu diễn bằng giản đồ véc tơ. Do cáccuộn dây trong một máy biến áp được liên hệ với nhau bằng điện trường và từ trường nên cựctính và chiều quấn dây của các cuộn dây sẽ tạo nên sự thay đổi chiều véc tơ điện áp. Tên tổ đấudây được đặt theo "phương pháp đồng hồ thời gian" dựa trên sự so sánh góc lệch pha của véctơ điện áp sơ cấp và véc tơ điện áp thứ cấp.3.5 Dòng điện không tải I0 và tổn hao công suất không tải P0.Khi vận hành không tải máy biến áp bị phát nóng nhẹ, dòng điện I1 trên cuộn dây sơ cấplúc này đóng vai trò từ hoá lõi thép và làm cho một phần điện năng chuyển thành nhiệt năng tagọi đó là tổn hao công suất không tải. Với một máy biến áp khi vận hành không tải thì"dòngđiện không tải I0 và công suất không tải P0" gần như không đổi, ta lợi dụng đặc tính này đểxác định tổn hao công suất không tải. Dòng điện không tải I0 và công suất không tải P0 đượcđo ở phía cuộn dây sơ cấp máy biến áp thông qua thí nghiệm không tải.831112U1U2101211129U11031112910312111U12U291U11031229300360874U2875601806150043308756484U25765AbcAbcAbcAbcxyzzzxaybzczcyyybxxxaxyzxyzabc0m¸y biÕn ¸p cãtæ ®Êu d©y y/y0- 120abcxm¸y biÕn ¸p cãtæ ®Êu d©y y/y0- 6yzm¸y biÕn ¸p cãtæ ®Êu d©y y/ -11m¸y biÕn ¸p cãtæ ®Êu d©y y/- 5Dòng điện từ hoá I0 sinh ra từ thông trong lõi thép, từ thông này cảm ứng trong lõi thépdòng điện phu cô còn gọi là "dòng điện xoáy" chạy quẩn trong lõi thép. Dòng điện phu cô lànguyên nhân chính làm nóng máy biến áp. I0 thường biểu thị bằng % [phần trăm]dòng điệnđịnh mức cuộn dây sơ cấpTổn hao công suất không tải P0 là công suất hữu công vì nó tồn tại trong trạng thái nhiệtnăng. Với một máy biến áp vận hành có tải hay không tải thì P0 luôn có một giá trị không đổi,độ lớn của P0 phụ thuộc vào công suất định mức, chất lượng các lá thép si lích dùng để chế tạolõi thép, công nghệ chế tạo lắp ghép lõi thép của máy biến áp.3.6 Điện áp ngắn mạch Uk% và tổn hao công suất ngắn mạch Pk.Điện áp ngắn mạch 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 rơle.- Chọn điều kiện hoà song song hai máy biến áp. Khi hoà song song Uk% không đượcphép lệch nhau 10%.- Khi máy biến áp vận hành Uk% cho biết tổn thất điện áp trong nội bộ cuộn dây máybiến áp mang tải.Tổn hao công suất ngắn mạch Pk:- Tổn hao công suất ngắn mạch là Pk là công suất hữu công đo được bên cuộn dây sơcấp trong thí nghiệm ngắn mạch.- Do điện áp đặt vào cuộn dây sơ cấp khi làm thí nghiệm ngắn mạch rất nhỏ so với điệnáp định mức của cuộn dây nên dòng điện không tải I0 và tổn hao công suất không tải P0 rấtnhỏ, nhỏ đến mức coi như không có vì vậy chỉ còn lại tổn hao công suất ngắn mạch Pk trênđiện trở của cuộn dây máy biến áp .3.7 Trọng lƣợng toàn bộ máy biến áp: bao gồm trọng lượng của cuộn dây, lõi thép, máy biếnáp, vỏ máy biến áp. Các phụ kiện gắn trên máy biến áp như thùng dầu phụ, sứ, cánh dầu, quạtgió, bình lọc dầu tuần hoàn, bộ điều chỉnh điện áp...v/v.Trọng lượng dầu máy biến áp. Trọnglượng dầu máy biến áp chứa trong thùng dầu chính và thùng dầu phụ.84§4.2 LÀM MÁT CHO MÁY BIẾN ÁP VÀ QUẢN LÝ DẦU MÁY BIẾN ÁP1. Các phƣơng thức làm mát máy biến ápTuỳ thuộc vào công suất định mức của máy biến áp mà người ta áp dụng các phươngthức làm mát khác nhau.1.1 Làm mát bằng không khí tự nhiênCác máy biến áp làm mát bằng không khí tự nhiên gọi là máy biến áp khô, ở đó luồngkhông khí tự nhiên tràn qua máy biến áp và làm mát nó. Cách làm mát này hiệu quả rất thấpnên người ta phải sử dụng cách điện tăng cường, làm cho giá thành của máy cao hơn so với cácmáy biến áp dầu đến trên 3 lần. Loại máy biến áp khô chỉ chế tạo với công suất đến 750 kVA.1.2. Làm mát bằng sự đối lƣu tự nhiên của dầuCác máy biến áp có ký hiệu là TM là các loại máy được làm mát bằng sự đối lưu tự nhiêncủa dầu trong máy [hình 4.1], theo nguyên tắc dầu nóng được đẩy lên phía trên còn dầu nguộihơn thì đi xuống phía dưới. Để tăng bề mặt làm mát, người ta chế tạo các cánh tản nhiệt dạnghình ống gắn trên thùng biến áp. Kiểu làm mát này thường được áp dụng đối với các máy biếnáp có công suất dưới 16 MVA.1134223Hình 4.1. Làm mát máy biến áp bằng sựđối lưu dầu tự nhiên1- thùng dầu;2- 2- phần tản nhiệt;3- ống tản nhiệtHình 4.2. Hệ thống làm mát bằng dầu tự nhiên kếthợp với quạt thổi1-thùng;2- phần tản nhiệt; 3 -ống góp;4 - ống tản nhiệt; 5- hệ thống quạt.1.3. Làm mát máy biến áp bằng sự đối lƣu của dầu có sự trợ giúp của các máy quạt[hình 4.2]. Các máy biến áp có ký hiệu TMÄ được làm mát theo nguyên tắc kết hợp giữa dầuvà không khí thổi.1.4. Làm mát máy biến áp bằng tuần hoàn cƣỡng bức dầu và không khíCác máy biến áp [công suất từ 80 MVA trở lên] có ký hiệu TMÄệ, được làm mát theonguyên tắc làm đối lưu cả dầu và không khí [hình 4.3]. Một máy bơm được đặt ở mặt bích trêncủa máy biến áp để hút dầu đẩy vào bộ phận tản nhiệt cưỡng bức do các máy quạt thổi. Hiệusuất làm mát theo phương thức này tương đối cao.5. Làm mát bằng sự lưu thông của dầu và nướcCác máy biến áp có công suất rất lớn ký hiệu TMệ, được làm mát theo nguyên tắc lưuthông tuần hoàn của cả dầu và nước.855Một máy bơm ly tâm được lắp vào mặt bích trên của máy biến áp để hút dầu nóng đưa đếnbộ phận làm mát bằng nước, nơi có đặt một máy bơm ly tâm khác đưa nước lạnh tới hệ thốngnày [hình 4.4]. Dầu sau khi được làm nguội lại trở về thùng từ phía đáy. Loại làm mát này kháhiệu quả nhưng rất cồng kềnh, nên chỉ áp dụng đối với các loại máy biến áp đặc biệt có côngsuất lớn.3dầu4112 nước lạnh2nước nóng35Hình 4.3. Hệ thống làm mát bằng dầu và khôngkhí cưỡng bức.1- thùng;2- bộ phận tản nhiệt;3- bơm dầu;4- bộ phận tản nhiệt;5- hệ thống quạt.Hình 4.4. Hệ thống làm mát bằng dầu và nướctuần hoàn cưỡng bức1- Bơm dầu;2- bộ phận trao đổi nhiệt;3-bộ phận phân ly không khí2. Quản lý vận hành dầu máy biến áp:2.1 Thành phần cấu tạo : Dầu biến áp là loại dầu cách điện 3 có thành phần- Thành phần không cacbuahydro bao gồm: Nhựa Asphan, hợp chất lưu huỳnh và hợp chấtNitơ- Các thành phần khác:+ Lưu huỳnh chiếm 0,3%+ Axit + Nitơ chiếm 10-3 ÷ 10-5%- Thành phần cacbuahydro chiếm 95% trọng lượng dầu.Thành phần này gồm:Naphten [dạng cabuahydro bão hòa] cấu tạo mạch vòngCacbuahydro thơm có cấu tạo 1 hoặc nhiềunhân thơm hoặc chúng nối với NaphtenPraphin [ở dạng cacbuahydro bão hòa]có cấu tạo mạch nhánh hoặc mạch vòng862.2 Đặc tính và tác dụng của dầu máy biến áp:Đặc tính của dầu biến áp:Dầu biến áp được lấy từ dầu mỏ. Nó là một hợp chất gồm có các bon [C từ 80% đến90%]., Hy đrô [H2 từ 10% đến 15%] và một số thành phần hoá học khác. Dầu biến áp khôngnhững dễ hấp thụ nước mà còn dễ hấp thụ một số chất khí khác nhất là không khí. Dưới tácdụng cúa ôxy có trong hơi nước và không khí dầu sẽ bị hoá già, dầu hoá già sẽ sinh ra một sốtạp chất làm suy giảm cách điện như:Các axít và kiềm hoà tan trong dầu như Axít các bua si lích: Gây ăn mòn kim loại, vậtliệu cách điện, tạo ra xà phòng [còn gọi là chất sút] hoà tan hay không tan, làm tăng nhanh quátrình 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 mgKOHTạp chất trung tính: Làm cho dầu bị biến mầu từ mầu xanh nhạt hay vàng nhạt sang mầuxám và đen, làm tăng độ nhớt của dầu làm dầu kém lưu động, hạn chế khả năng làm mát củadầu.Hàm lượng nước của dầu sinh ra những cặn dầu: Để giảm thiểu tốc độ lão hoá của dầucần phải giới hạn nhiệt độ lớp dầu trên cùng 850C.Dầu biến áp có 3 tác dụng chính:- Cách điện: Điện áp chọc thủng của dầu hiện nay có thể đạt tới 65kV/ 2,5cm.- Làm mát: Khả năng làm mát của dầu có thể đạt tới 28 lần không khí.- Dập hồ quang: Khi có phóng điện nhỏ trong máy biến áp, dầu có tác dụng dập tắt hồquang hạn chế được sự cố máy biến áp.2.3 Các tiêu chuẩn chất lƣợng của dầu máy biến áp trong vận hành- Độ nhớt của dầu:Dùng để đánh giá tính chất linh động của dầu. Độ nhớt càng thấp dầu càng dễ lưu thông,khả năng làm mát càng tốt. Khi dầu bị hoá già thì độ nhớt tăng lên làm giảm khả năng làm mátcủa dầuĐộ ENGLER : Độ nhớt tương đối là tỉ số thời gian chảy của 200ml dầu ở nhiệt độ nhấtđịnh với thời gian chảy 200ml nước ở nhiệt độ 200C. Thời gian chảy của 200ml nước ở nhiệtđộ 200C bằng 51 1 giây [51 1 giây: là chỉ số của nhớt kế].0T500 CT100C0E C 0 E100C 0T20CH 2OT20CH 2O050E500C, E1000C là độ nhớt tương đối tính bằng độT500C, 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. Độ nhớt tuyệt đối có đơn vị là ccm[cexit tốc]. Máy kiểm tra độ nhớt của dầu ta gọi là nhớt kế.- Điểm chớp cháy: Khi bị gia nhiệt đến một nhiệt độ nào đấy thì dầu bị bốc hơi tạo thành mộthỗn hợp dầu và không khí. Nếu đưa một ngọn lửa đến gần dầu sẽ bị bốc cháy. Ta gọi đó lànhiệt độ chớp cháy hay còn gọi là điểm chớp cháy : Nhiệt độ chớp cháy không được nhỏ hơn1350C.87- Hàm lượng axít và kiềm hoà tan: Cho biết độ sạch của dầu. Nếu có axít và kiềm hoà tan thìdầu 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- 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- Tạp chất cơ giới: Cho biết trong dầu có cặn bẩn tạp chất hoặc có tro muội than sinh ra khidầu bị hồ quang đốt cháy. Các tạp chất này làm giảm khả năng tản nhiệt của các cuộn dây vàlàm cầu nối gây phóng điện.Trong dầu không được có tạp chất cơ giới.- Cường độ cách điện hay còn gọi là điện áp chọc thủng: Cho biết khả năng chịu điện áp thửnghiệm chọc thủng một lớp dầu có khoảng cách 2,5cm: Nếu trong vận hành cường độ cáchđiện giảm đi 15% thì phải xử lý dầu bằng phương pháp lọc, Nếu giảm đi 30% thì phải sấy máybiến áp.- Hàm lượng nước trong dầu: Khi tiếp xúc với không khí ẩm dầu sẽ bị hơi xâm nhập. Điệnáp chọc thủng của dầu sẽ bị suy giảm đi nếu trong dầu có nước.Các hạt nước ở trạng thái hoà tan trong dầu: Ở nhiệt độ từ 200C đến 800C điện áp chọcthủng của dầu giảm không nhiều.Các hạt nước ở trạng thái lơ lửng: Ở nhiệt độ từ -200C đến 00C điện áp chọc thủng củadầu bị giảm nhanh. Các hạt nước bị cực hoá liên kết nối đuôi nhau tạo thành cầu dẫn điện gâyra phóng điện trong máy biến áp.Các hạt nước lắng xuống đáy: Không gây ảnh hưởng nhiều đến điện áp chọc thủng. Nếudầu chứa 0,01% nước thì điện áp chọc thủng chỉ còn dưới 30kV. Dầu này không dùng đượctrong 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.- Mầu sắc của dầu: Thông thường dầu biến áp trong suốt có mầu xanh da trời nhạt hoặc mầuvàng nhạt. Sau một thời gian vận hành dầu sẽ bị ôxy hoá và biến đổi mầu sắc. Nhìn mầu dầucó 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.3. Các biện pháp nâng cao chất lƣợng, tuổi thọ của dầu máy biến áp trong vận hành:Dầu biến áp là một loại chất điện môi có đặc tính hoá học không ổn định theo thời gian,khi có tác dụng lâu dài của quá trình ôxy hóa sẽ làm cho dầu bị lão hoá nhanh do đó cần phảiáp dụng một số biện pháp chống lão hoá để kéo dài tuổi thọ của dầu. Các biện pháp đó là:- Cho vào dầu mới có chất kháng ôxy- Dùng thùng dầu phụ hoàn toàn kínNgăn cách với môi trường không khí bằng túi khí làm bằng chất dẻo chịu dầu. Khi ápsuất trong thùng dầu hạ thì khí được hút vào trong túi, ngược lại khi áp suất trong thùng dầutăng lên sẽ ép dầu vào thành ngoài của túi khí mà dầu không bị trào ra ngoài thùng [hình 4.5].88- 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. Bìnhxiphông được liên hệ với thùng dầu chính bằng mặt bích thông qua van dầu và hoạt động theokiểu đối lưu. Dầu tuần hoàn đi qua ống xiphông sẽ được lọc liên tục trong suốt quá trình vậnhành . Tuy vậy dùng bình xi phông cũng có ảnh hưởng một ít đến quá trình lưu thông dầu, làmcho chất hấp thụ kém tác dụng, nếu dầu sạch quá cũng làm giảm chất kháng ôxy hoá tự nhiêncó trong dầu làm tăng mức ôxy hoá và tăng trị số axít trong dầu. Không nhất thiết phải chobình xi phông hoạt động liên tục, trong một năm chỉ cần cho bình xi phông hoạt động từ 1 đến2 tháng vào mùa hè và từ 3 đến 5 tháng vào mùa đông. Khi bình xi phông hoạt động tốt thìnhiệt độ của vỏ bình phía trên phải cao hơn phía dưới. Theo quy trình vận hành thì cứ sau 1năm hoạt động là phải thay hạt silicazen khi đó trị số axít của dầu lớn hơn 0,014mgKOH.Trọng lượng hạt Silicazen trong bình xi phông chiếm khoảng 1,25% tổng trọng lượng dầutrong máy biến áp.Hình 4.5 Thùng dầu phụ hoàn toàn kínHình 4.5 Bảo vệ dầu BA bằng khí Ni tơ- Nạp khí Ni tơ vào trong thùng dầuKhí Ni tơ có tỉ trọng lớn hơn khí ôxy nhưng nhỏ hơn dầu, khí ni tơ không độc cho ngườivà không gây hại cho dầu. Khi nạp khí Ni tơ vào thùng dầu phụ sẽ tạo ra một lớp đệm khí ni tơngăn cách giữa không khí và dầu biến áp có tác dụng tốt nhất để chống ôxy hoá dầu biến áp.Trước khi nạp khí ni tơ phải mở nắp thùng dầu phụ để xả khí. Bơm dầu đầy vào thùng dầu phụcho đến khi dầu dâng lên đến mức đỉnh thì đóng kín nắp thùng dầu phụ. Khi bắt đầu bơm khíni tơ vào thì bắt đầu rút dần dầu ra cho tới mức dầu vận hành. Khí ni tơ khi nạp vào phải đảmbảo độ thuần khiết từ 99,7% đến 99,8%. Áp lực khí ni tơ nạp vào thùng dầu phụ luôn phải giữổn định từ 0,1 đến 0,2 Bar [1Bar = 1 kG/cm2]. Biện pháp nạp ni tơ đạt hiệu quả tốt, có tác dụnglâu dài làm cho độ hoá già của dầu giảm đi 3 lần, làm cho độ chớp cháy của dầu thấp đi vìtrong dầu không có ôxy, giảm thiểu được khả năng cháy máy biến áp. Bộ nạp khí ni tơ là trangbị chuyên dùng, an toàn không để gây ra nổ [hình 4-6]. Khi đã dùng biện pháp nạp khí ni tơ thìkhông cần dùng bình xi phông nhiệt.89§4.3 THAO TÁC VẬN HÀNH MÁY BIẾN ÁPMáy biến áp là thiết bị chiếm vị trí quan trọng trong hệ thống cung cấp điện.Phía sơ cấp và thứ cấp của MBA đều có đặt các thiết bị đóng cắt và bảo vệ. Vì vậy việcđóng, cắt MBA phải theo một nguyên tắc nhất định, không thể tuỳ tiện được.1 Nguyên tắc chung- Chỉ được thao tác đóng, cắt MBA khi không tải- Không được đóng, cắt bằng dao cách lyThông thường phía sơ cấp và thứ cấp của MBA được lắp đặt các thiết bị đóng cắt như máycắt điện [MCĐ] và dao cách ly [DCL].Vì DCL không có bộ phận dập hồ quang, nên chức năng chính của nó là để cách ly mạchđiện khi sửa chữa chứ không phải là chức năng đóng cắt. Vì vậy chỉ cho phép đóng, cắt DCLkhi không có điện hoặc khi không tải đối với những đường dây có chiều dài ngắn.Vì MCĐ có bộ phận dập hồ quang nên cho phép đóng, cắt bất cứ trường hợp nào [cả quátải và ngắn mạch].2 Kiểm tra trƣớc khi đóng MBA vào vận hànhXét trường hợp MBA lâu ngày chưa đưa vào vận hành hoặc MBA vừa mới lắp đặt, mới đạitu xong, cần đưa vào vận hành.Trước khi đóng MBA vào vận hành cần phải thực hiện các công việc sau:- Thu hồi tất cả các phiếu công tác có liên quan đến MBA chuẩn bị vận hành.- Kiểm tra toàn bộ bên ngoài máy như: Máy đã sạch chưa, còn sót vật gì trên mặt máykhông, sứ có nứt vỡ không, bulông đã xiết chặt chưa, có hiện tượng rỉ dầu không, hệ thống làmmát, hệ thống tản nhiệt và quạt gió có còn tốt không.- Kiểm tra mức dầu, màu dầu, bộ phận chống ẩm, kính phòng nổ có còn tốt không. Kiểmtra các đồng hồ đo nhiệt độ lớp dầu tầng trên xem có bình thường không.- Kiểm tra tiếp đất của vỏ máy phải chắc chắn, tốt. Tháo gỡ các dây tiếp đất tạm thời.- Kiểm tra rơ le hơi có mở không, mặt kính của rơ le hơi có tốt không.- Kiểm tra vị trí đầu phân áp có đặt đúng vị trí quy định hay không.- Đo điện trở cách điện giữa các cuộn dây với nhau và giữa các cuộn dây với đất. Trị số Rcđphải đảm bảo yêu cầu.- Kiểm tra MCĐ và DCL thuộc mạch MBA. Chúng phải làm việc tốt.- Kiểm tra và thử mạch bảo vệ, điều khiển, tín hiệu.MBA chỉ được đưa vào vận hành sau khi đã được kiểm tra phân tích cẩn thận các tham sốthử nhiệm, máy phải có đủ thời gian ổn định dầu tính từ lần bổ xung cuối cùng: 56 giờ đốivới MBA 10kV trở xuống và 12 giờ đối với máy trên 10kV. Có thể đóng MBA với điện áptoàn phần hoặc đóng vào và nâng dần điện áp từ giá trị 0 đến giá trị định mức [trong trườnghợp kết nối khối với máy phát].Khi đóng MBA với điện áp toàn phần, dòng điện từ hoá có thể thay đổi đột biến với giátrị có thể gấp hàng chục lần dòng từ hoá khi máy làm việc bình thường [dòng không tải]. Tuynhiên do dòng điện không tải của các MBA thường có giá trị khá nhỏ [ở các MBA công suấtthấp khoảng 58%, còn ở các máy lớn chỉ vài ba phần trăm], nên dòng từ hoá đột biến khôngthực sự nguy hiểm. Tuy nhiên việc đóng MBA với điện áp toàn phần có thể gây nên sự quáđiện áp dưo sự phân bố không đều điện áp trong các cuộn dây và sự xuất hiện quá trình quá độtrong máy. Bởi vậy khi đóng MBA với điện áp toàn phần từ phía cao áp thì các cuộn dây trungáp và hạ áp cần phải được nối theo sơ đồ hình sao hoặc hình tam giác và được bảo vệ chống90quá điện áp [trong trường hợp có ít nhất 30 mét dây cáp nối với các cuộn dây thì điều đó có thểkhông cần thiết]. Trong trường hợp nâng điện áp từ giá trị 0, kích từ của máy phát chỉ nâng saukhi máy phát đạt tốc độ quay định mức để ngăn ngừa sự quá kích thích mạch từ của MBA.Khi đóng các MBA vào làm việc song song, sự phân bố phụ tải tỷ lệ với công suất định mứcchỉ khi thoả mãn được các điều kiện sau:- Điện áp sơ cấp và thứ cấp của chúng bằng nhau, tức là có hệ số biến áp giốngnhau kba = const;- Điện áp ngắn mạch chênh lệch nhau không quá 10%;- Tổ nối dây như nhau;- Hoàn toàn đồng pha nhau;- Sự chênh lệch công suất định mức không quá 4 lần.Nếu điều kiện 1 không đảm bảo thì điện áp thứ cấp của các MBA sẽ khác nhau, dẫn đến sựU10.U kU n2I cb Z BA Z BA 1 Z BA 2Snxuất hiện dòng điện cân bằng:;U = U1 – U2 là độ chênh lệch điện áp thứ cấp của các MBA;ZBA1, ZBA2 là điện trở của các MBA tương ứng:Uk - điện áp ngắn mạch của MBA, %;Un - điện áp định mức của MBA, kV ;Sn – công suất định mức của MBA, kVA.Dòng điện cân bằng chạy trong mạch sẽ làm tăng tổn thất và làm nóng MBA .Sự lệch nhau về điện áp ngắn mạch Uk sẽ dẫn đến sự phân bố phụ tải giữa các MBA khôngSSS [ n1 n2 ]U kđều. Công suất truyền tải qua các MBA làm việc song song là :U k1 U k 2Uk - điện áp ngắn mạch đẳng trị của các MBA làm việc song song;Sn1; Sn2 – công suất định mức của các MBA;Uk1; Uk2 – điện áp ngắn mạch của các MBA.Từ biểu thức trên ta thấy MBA nào có Uki nhỏ hơn sẽ nhận phụ tải lớn hơn. Sự phân bốcông suất tối u chỉ đạt được khi các giá trị Uk của các máy bằng nhau. Tuy nhiên trong thực tếcho phép các giá trị này lệch nhau khoảng 10%.Khi các MBA có tổ nối dây khác nhau thì không thể làm việc song song với nhau được, bởi vìkhi đó giữa các cuộn dây thứ cấp sẽ xuất hiện điện áp do sự lệch pha giữa các véc tơ điện ápthứ cấp. Dòng điện cân bằng trong trường hợp này được xác định UU Icb2 200sin / k1 k 2 2 I n1I n2 In1 và In2 là dòng định mức của các MBA; - góc lệch pha giữacác véc tơ điện áp thứ cấp.Việc đóng MBA vào làm việc phải tuân thủ theo các quy định:- Trước khi đóng điện vào MBA cần phải kiểm tra kỹ tình trạng của máy, sự hoàn hảo củahệ thống bảo vệ rơle, của các máy cắt, hệ thống làm mát, thu hồi phiếu công tác, tháo gỡ tiếpđịa di động, biển báo, rào ngăn tạm thời vv.- Đóng điện vào MBA được thực hiện từ phía nguồn cấp điện, nếu có máy cắt thì việcđóng điện được thực hiện bằng máy cắt, nếu không có máy cắt thì dùng dao cách ly.913. Trình tự tao tác mạch máy biến ápCCL1- A1MC13.1 Thao tác đóng MBA vào vận hành- Đóng phía sơ cấp [phía nguồn đến].CL1Nếu phía sơ cấp được lắp đặt cả MCĐ và2 MBADCL thì đóng DCL trước, đóng MCĐ sau.- Đóng phía thứ cấp. Nếu phía thứ cấp được lắp đặt cả MCĐvà DCL thì đóng DCL trước, đóng MCĐ sau.CL21- Đóng dần phụ tải cho máy.MC2Tiến hành đóng từng đường dây cho từng phụ tải.HACL2Ví dụ: Đóng MBA sau vào vận hành:CL3CL4CL52Sau khi thực hiện các công việc kiểm tra xong,111tiến hành đóng MBA vào vận hành theo trình tự sau:MC3MC4MC5+ Đóng CL1-1, CL1-2 rồi đóng MC1.CL3CL4CL5+ Đóng CL2-1, CL2-2 rồi đóng MC2.222L1L2+Đóng điện cho từng lộ L1, L2, L3.Hình 4.7 SơL3đồ nguyên lý bố trí thiết bịđóngcắttrongtrạm biến áp.Đóng DCL trước rồi đóng MCĐ sau.Chú ý: Với MBA 3 dây quấn, phía sơ cấp có thể là 2 cấp điện áp [cao áp và trung áp],nên khi đóng trước hết đóng một phía [cao áp hoặc trung áp]. Phía còn lại trước khi đóng phảiso sánh điều kiện đóng về điện áp và tần số vì thực chất đây là hoà 2 nguồn.Tương tự, phía thứ cấp cũng có hể là 2 cấp điện áp [trung áp và hạ áp],việc thao tác đóngcũng tiến hành đóng một phía trước. Phía còn lại trước khi đóng cũng phải kiểm tra điều kiệnhoà 2 nguồn.3.2 Thao tác cắt mạch máy biến ápTrình tự thao tác cắt mạch máy biến áp hoàn toàn ngược lại với trình tự thao tác đóng,nghĩa là:- Cắt dần phụ tải của máy.- Cắt phía thứ cấp. Nếu phía thứ cấp có lắp đặt cả MCĐ và DCL thì tiến hành cắt MCĐtrước, cắt DCL sau.- Cắt phía sơ cấp: Tiến hành cắt MCĐ trước, DCL sau.Những trường hợp ngoại lệ sau đây cho phép đóng cắt bằng DCL khi MBA không mangtải:- Khi UđmB 10kV và SđmB 320kVA- Khi UđmB = 20kV và SđmB 560kVA- Khi UđmB = 35kV và SđmB 1000kVALưu ý:- Cũng trong phạm vi quy định trên nhưng nếu đường dây dài hoặc bản thân MBA có dòngđiện điện dung lớn thì không cho phép đóng cắt bằng DCL khi MBA không mang tải.- Ngoài những hiện tượng trên ra, không cho phép đóng cắt bằng DCL khi MBA khôngtải. Vì tuy dòng không tải I0 của MBA nhỏ, nhưng do mạch thuần cảm [điện kháng của MBArất lớn] nên hồ quang phát sinh mạnh.923.3 Kiểm tra, giám sát trạng thái làm việc của MBAViệc kiểm tra giám sát trạng thái vận hành của MBA được tiến hành để ngăn ngừa kịpthời sự phát triển của những hỏng hóc xuất hiện trong quá trình làm việc của máy. Thời hạnkiểm tra được tiến hành như sau:- Các MBA ở các trạm chính có người trực và MBA nhu cầu riêng được kiểm tra mỗi ngày1 lần;- Các MBA ở các trạm trung gian có người trực mỗi tuần 1 lần;- Các MBA ở các trạm không có người trực thường xuyên –mỗi tháng 1 lần;- Các MBA ở các trạm tiêu thụ – 6 tháng 1 lần.Phụ thuộc vào điều kiện và trạng thái cụ thể của MBA, thời hạn trên có thể được thay đổi.Trong những trường hợp thời tiết thay đổi đột ngột hoặc nghi ngờ có hiện tượng làm việc bấtbình thường của máy, cần tiến hành kiểm tra không định kỳ.Để không mất nhiều thời gian và không gây nguy hiểm, các nhân viên vận hành cần đượctrang bị các thiết bị và dụng cụ thuận tiện và an toàn nh ống nhòm, dụng cụ bảo hộ, thang [chúý không dùng thang gỗ] vv. Thang dùng cho việc kiểm tra và dịch vụ trong trạm biến áp làthang kim loại chuyên dùng có mặt rộng ở nấc trên cùng để nhân viên vận hành có thể đứngtrên đó một cách thoải mái ở một cự ly an toàn so với các phần dẫn điện của MBA. Các chỉ sốcần quan sát là mức dầu trong bình giản nở, trạng thái của rơle hơi, nhiệt độ dầu, trạng thái củacác đầu cực, chỉ số của ampemét, vonmét, cosfimet vv. Tất cả các thông tin thu được trongquá trình quan sát kiểm tra được ghi vào sổ trực vận hành để dùng làm t liệu phân tích đánh giátrạng thái và chế độ làm việc của MBA. Trong quá trình quan sát nếu thấy có hiện tượng bấtthường như nhiệt độ quá mức quy định, có ám khói trên đầu cực, có vết rỉ dầu vv. cần phảithông báo ngay cho người phụ trách để có biện pháp xử lý kịp thời.4. Bộ điều chỉnh điện áp máy biến áp:4.1 Cấu tạo bộ điều chỉnh điện áp kiểu không tải:Bộ điều chỉnh điện áp có nhiệm vụ điều chỉnh số vòng dây của cuộn dây sơ cấp cho phùhợp điện áp đầu nguồn để giữ cho điện áp phía đầu ra của máy biến áp đạt định mức. Mục đíchcủa việc điều chỉnh điện áp là hạn chế được quá điện áp và hạn chế được tình trạng kém áp củamáy biến áp, giảm được nguy cơ sự cố do quá điện áp và giảm được tổn thất điện năng cholưới điện. Trong máy biến áp thường dùng thêm bộ điều chỉnh điện áp 3 pha kiểu quay bằngtay có từ 3 đến 5 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 chung một trụ quay.Mỗi cặp tiếp điểm 3 pha đấu vào một đầu phân nấc máy biến áp. Các cặp tiếp điểm có hìnhdáng giống như các lưỡi dao của các bộ cầu dao, lưỡi dao nằm cố định bên ngoài, má dao độngnằm trong. Khi làm việc má động quay theo một góc đã định để tiếp xúc với lưỡi dao. Trongvận hành để đảm bảo an toàn mỗi lần thay đổi phân nấc bắt buộc phải cắt điện máy biến áp đểkiểm tra tiếp xúc bằng đồng hồ vạn năng và cầu đo điện trở một chiều. Với các máy biến ápkhô thì các bộ phân áp được chế tạo riêng cho từng pha. Các bộ đổi nối điều chỉnh phân ápthường đặt ở các vị trí dễ quan sát, thông thường nó gắn ngay bên ngoài cuộn dây dưới dạngcác cầu đấu dây.Bộ điều áp không tải [hình 4.7] được đặt ở tất cả các máy biến áp có điện áp từ 6220kV.Khi Sn 5600kVA, Un 38,5kV thì thường bộ điều áp chỉ có 2 nấc điều chỉnh điện áp, phạmvi điều chỉnh Uđc=5%Un. Các máy biến áp có Sn trên 5600kVA và tất cả các máy cóUn>38,5kV thì dùng bộ điều áp có 4 nấc điều chỉnh điện áp: 2x2,5%Un. Trường hợp đặc biệtthì +2,5% và -3x2,5% hoặc - 4x2,5%Un.93AabB2Cc1+5%0-5%Hình 4.8. Sơ đồ nguyên lý bộ điều áp không tải có 2 nấc điều chỉnh.1- Bộ thay đổi đầu phân áp. 2- Tay chuyển nấc phân áp.Khi máy chuẩn bị làm việc, chọn trước một đầu phân áp thích hợp để trong các chế độ vậnhành khác nhau điện áp của mạng đều không lệch quá phạm vi cho phép, sau đó đóng máy vàovận hành. Khi máy đã mang tải, nếu muốn điều chỉnh điện áp phải cắt phụ tải, tách máy rakhỏi lưới rồi xoay nấc phân áp về nấc muốn chọn, cuối cùng đóng máy vào làm việc và đóngphụ tải cho máy.Như vậy, nguyên tắc làm việc của bộ điều áp không tải chỉ được điều chỉnh đầu phân ápkhi máy không tải.4.2 Cấu tạo và nguyên lý làm việc bộ điều chỉnh điện áp dƣới tải [mang tải]:Tất cả các máy biến áp có yêu cầu ổn định về điện áp đều phải lắp bộ tự động điều chỉnhđiện áp. Bộ điều chỉnh điện áp kiểu mang tải đặt ở phía cuộn dây sơ cấp có cấu tạo đặc biệtcho phép điều chỉnh được điện áp ngay cả khi máy biến áp đang mang tải lớn. Vì các bộ điềuchỉnh điện áp này đều được chế tạo theo kiểu phân nấc nên chỉ điều chỉnh được điện áp gầnbằng định mức. Bộ điều chỉnh điện áp dưới tải 3 pha thường được chế tạo 19 nấc [115± 9x1,78%] trong đó nấc số 10 là nấc định mức. Các bộ điều chỉnh điện áp dưới tải có thêm mộtdao đảo chiều 3 pha có tác dụng đảo ngược chiều cực tính cuộn dây điều chỉnh làm cho từthông của "cuộn dây điều chỉnh" ngược với chiều từ thông của "cuộn dây chính", mục đích đểgiảm bớt được một nửa số vòng cuộn dây điều chỉnh, tăng được gấp đôi số đầu nấc phân áp.Bộ điều chỉnh điện áp kiểu mang tải có tên gọi là bộ điều chỉnh điện áp dưới tải[ĐCĐADT]. Có nhiều loại bộ ĐCĐADT do nhiều hãng sản xuất, mỗi loại có một cấu tạoriêng: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 125kVA220kV, loại UZERN 380/300, UZERN 380/150 dùng cho các MBA 110kV, 220kV.Bộ ĐAT của hãng MR nhƣ các loại kiểu M, MS… dùng cho các MBA 110kV,220kV.Bộ điều áp dưới tải thường được đặt ở những máy có công suất lớn công suất Sn 7500kVA và Un>38,5kV. Sự điều chỉnh điện áp được thực hiện một cách linh hoạt và không bịgián đoạn cung cấp điện. Cuộn dây cao áp được chia làm hai phần: Phần có số vòng dây khôngđổi và phần có số vòng dây thay đổi [hình 4.8a] nhờ các đầu phân áp, phạm vi điều chỉnh điệnáp Uđc= [1016]%Un. Việc thao tác chuyển đổi nấc máy biến áp được thực hiện nhờ bộtruyền động. Nếu bộ truyền động được thiết kế riêng cho từng pha thì cần lưu ý vị trí của nó ởcác pha phải hoàn toàn giống nhau. Để việc chuyển đổi nấc không làm hở mạch sơ cấp, bộchuyển đổi gồm có 2 chổi động mắc với mạch kháng điện Xkđ [hình 4.8.b]. Khi chuyển từ nấcnày sang nấc kia, đầu tiên chổi thứ nhất chuyển sang nấc bên cạnh trước, lúc đó tạo thành một94mạch khép kín với cuộn kháng điện. Giá trị của cuộn kháng điện được chọn sao cho dòng điệnchạy trong mạch không vượt quá giá trị cho phép đã tính trước. Sau đó chổi thứ hai đượcchuyển sang, nếu lúc này điện áp thứ cấp đã đạt yêu cầu thì quá trình kết thúc, nếu điện ápchưa đạt yêu cầu thì chổi động thứ nhất lại tiếp tục di chuyển sang nấc tiếp theo và quá trìnhlặp lại cho đến khi mức điện áp đạt yêu cầu. Các bộ điều áp dưới tải cần phải đạt được nhữngyêu cầu sau:- Phải làm việc bình thường ở nhiệt độ –5+450C và nhiệt độ dầu đến 1000C- Chịu được quá tải và có thể điều chỉnh được ngay cả khi quá tải 200%;- Tác động nhẹ nhàng, thời gian chuyển nấc không quá 10s.TQ2TQ1A00Hình 4.9.a] Sơ đồ bộ nguyên lý bộ điều ápdưới tải+2-2I20b] Sơ đồ cơ cấu thừa hành điều+1chỉnh điện áp dưới tải+22+2-2-1– Dao cách ly1-1-2TQ-Tay quay; KĐ - Kháng điện; CLA-1+1I+1I2CL1KĐ1KĐ2CL2Xa]34KĐ567890Bộ điều chỉnh điện áp dưới tải của máy biến áp hoạt động thường xuyên, một ngày có thểlàm việc đến 20 lần. Tại thời điểm xảy ra ngắn mạch thì bộ điều chỉnh điện áp không làm việc.b] thọ khoảng 30 đến 50 năm tương ứng với 50.000 lầnBộ điều chỉnh điện áp dưới tải có tuổilàm việc nhưng trong thực tể do không làm tốt công việc vệ sinh bảo dưỡng thường xuyên nêntuổi thọ bị giảm đi. Vì vậy phải thực hiện nghiêm ngặt chế độ theo dõi thời gian hoạt động củachúng. Bộ công tắc K ngâm trong dầu và làm việc trong chế độ ngắn mạch nên dầu cách điệnthường bị bẩn và bị hoá già rất nhanh. Trung bình sau 6 tháng vận hành tương ứng với 3600lần làm việc là phải thay dầu cách điện một lần. Phải làm vệ sinh bùn dầu bám vào tiếp điểm,tráng rửa sạch sẽ trong thùng dầu trước khi thay dầu mới.95Relay dòng dầuHình 4.9c Giản đồ chụp sóng bộ công tắc KNắp đậyHình 4.9d Mô tả cấu tạo bộ công tắc K§4.4 CÁC CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC CỦA MÁY BIẾN ÁPCÁC CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC CHO PHÉP CỦA MÁY BIẾN ÁP- Trong điều kiện làm mát quy định máy biến áp có thể vận hành với nhữngtham số ghitrên nhãn máy.- Máy biến áp dầu làm mát bằng quạt gió [QG] cho phép ngừng quạt gió trongtrường hợp phụ tải dưới định mức và nhiệt độ lớp dầu phía trên không quá 450C.- Hệ thống quạt gió phải được tự động đóng khi nhiệt độ dầu đạt tới 550C hoặc khi phụtải đạt tới định mức không phụ thuộc vào nhiệt độ dầu.- Ở phụ tải định mức nhà chế tạo không quy định nhiệt độ dầu thì nhiệt dầu ở lớp trênkhông được cao quá:96+ 750C đối với máy biến áp làm mát kiểu dầu tuần hoàn cưỡng bức- quạt gió cưỡngbức [KD].+900C đối với máy biến áp làm mát tự nhiên bằng dầu [D] và đối với máy biến áp làmmát theo kiểu [QD].+700C đối với nhiệt dộ dầu ở trước bình làm mát dầu của các máy biến áp làm mátkiểu dầu tuần hoàn cưỡng bức nước làm mát cưỡng bức [ND].- Đối với máy biến áp có hệ thống làm mát cưỡng bức cho phép các chế độ làm việc sự cốkhi ngừng tuần hoàn nước hoặc ngừng quạt gió. Thời gian làm việc ở các chế độ này xác địnhnhư sau:- Máy biến áp làm mát theo kiểu QG khi tất cả các quạt gió bị cắt do sự cố được phép làmviệc với phụ tải định mức tuỳ theo nhiệt độ không khí xung quanh trong thời gian như sau:Nhiệt độ không khí xung quanh oC0102030Thời gian cho phép, giờ161064- Máy biến áp làm mát theo kiểu KD và ND được phép:+ Làm việc với phụ tải định mức trong thời gian 10 phút hoặc làm việc ở chế độ không tảitrong thời gian 30 phút kể từ khi ngừng làm mát cưỡng bứcnhưng vẫn duy trì tuần hoàndầu. Nếu hết thời gian kể trên nhiệt độ dầu ở lớ trên cùng chưa tới 800C- đối với máy biến ápcông suất từ 250 MVA trở xuống; 750C- đối với máy biến áp trên 250 MVA thì cho phép tiếptục làm việc với phụtải định mức cho đến khi đạt đến nhiệt độ kể trên nhưng không được kéodài quá một giờ.+ Làm việc lâu dài với phụ tải giảm bớt khi nhiệt độ dầu ở lớp trên cùng không quá 450Ckhi ngừng toàn bộ hoặc một phần quạt gió, hoặc ngừng nước tuần hoàn nhng vẫn duy trì tuầnhoàn dầu. Máy biến áp loại tuần hoàn dầu định hướng trong các cuộn dây phải vận hành theotài liệu hướng dẫn của nhà chếtạo.- Cho phép máy biến áp được vận hành với điện áp cao hơn định mức của nấc biến áp đangvận hành.+ Lâu dài 5% khi phụ tải định mức và 10% khi phụ tải không quá 0,25 phụ tải định mức.+ Ngắn hạn 10% [dưới 6 giờ một ngày] với phụ tải không quá định mứ- Các máy biến áp lực cho phép quá tải bình thường, thời gian và mức độ quá tải phụ thuộcvào đồ thị phụ tải ngày, nhiệt độ môi trường làm mát và mức độ non tải khi thấp điểm. Có thểcăn cứ vào các bảng 2 và 3 để đánh giá mức độ quá tải cho phép.Bảng4.1: Thời gian quá tải cho phép đối với máy biến áp làm mát kiểu D và QGBội số quá tảitheo định mức1,051,101,151,201,251,301,351,401,50Thời gian quá tải [giờ-phút] với mức tăng nhiệt độ của lớp dầu trên cùng sovới nhiệt độ không khí trước khi quá tải,0C13,51822,52731,5363-503-252-502-101-251-102-502-251-500-200-352-051-401-50-451-351-500-500-251-100-500-300-550-350-150-400-250-250-100-15-97Bảng 4.2 :Thời gian quá tải cho phép đối với máy biến áp làm mát kiểu KD và NDBội số quá tải Thời gian quá tải [giờ-phút] với mức tăng nhiệt độ củalớp dầu trên cùng sotheo định mức với nhiệt độ không khí trước khi quá tải,0C1824303642481,053-503-252-101-251-101,102-502-251-500-200-351,152-051-401-150-451,201-351-500-500-251,251-100-500-301,300-550-350-151,350-400-251,400-250-101,500-15- Các máy biến áp với mọi kiểu làm mát không phụ thuộc thời gian và trị số của phụ tải trướckhi sự cố, không phụ thuộc nhiệt độ môi trường làm mát, khi sự cố đều được phép quá tải ngắnhạn cao hơn dòng điện định mức theo các giới hạn sau đây, xem bảng 4 và 5]Bảng 4.3 :Đối với máy biến áp dầuQuá tải theo dòng điện, %Thời gian quá tải, phút3012045806045752010010Bảng 4.4: Đối với máy biến áp khôQuá tải theo dòng điện, %2030405060Thời gian quá tải, phút6045321850-Các máy biến áp đều được phép quá tải cao hơn dòng điện định mức tới 40% với tổng số thờigian không quá 6 giờ trong một ngày đêm trong 5 ngày liên tiếp, với điều kiện hệ số phụ tảiban đầu không quá 0,93 [khi đó phải tận dụng hết khả năng mọi trang bị làm mát của máy biếnáp].- Các máy biến áp phải chịu được dòng ngắn mạch có trị số không quá 25 lần dòng định mứcmà không hư hại hoặc biến dạng. Thời gian cho phép dòng ngắn mạch chạy qua tính bằng giâykhông được lớn hơn tk xác định theo biểu thức. tk=1500/K2Trong đó: K là bội số tính toán của dòng ngắn mạch đối với nấc điện áp chính.100KSdm U K 100Sk Trong đó:Uklà điện áp ngắn mạch của máy biến áp, %Sdm là công suất máy biến áp.Sk là dung lượng ngắn mạch của lưới.Trường hợp máy biến áp được cấp nguồn từ lưới có công suất vô hạn ta có thể xem bảng 6:Bảng 4.5. Thời gian cho phép dòng ngắn mạch máy biến áp.Uk%Bội số dòng ngắn mạch ổn định Thời gian cho phép dòngngắn mạch [giây]4252,45203,75,51846,5 Trở lên15,54Đối với máy biến áp từ 35kV trở xuống. tk = 4 giây.98Đối với máy biến áp từ 35kV trở lên:tk = 3 giây.- Để cân bằng phụ tải giữa các máy biến áp đang làm việc song song có điện áp ngắn mạchkhác nhau, cho phép thay đổi tỷ số biến áp trong giới hạn nhỏ bằng cách thay đổi nấcđiện áp với điều kiện khi đó không có máy biến áp nào quá tải.- Đối với máy biến áp có các cuộn dây đấu theo sơ đồ “sao- sao” phía điện áp thấp có điểmtrung tính kéo ra ngoài, dòng điện qua điểm trung tính không được vượt quá 25% dòng điệnpha định mức.- Điểm trung tính của cuộn dây từ 110 kV của máy biến áp tự ngẫu phải làm việc ở chế độ nốiđất trực tiếp. Các máy biến áp 110 và 220 kV với điện áp thí nghiệm điểm trung tính tươngứng bằng 100 và 200kV có thể làm việc với điểmtrung tính không nối đất với điều kiệnđiểm trung tính đó được bảo vệ bằng chống sét van. Sau khi tiến hành những tính toán cócăn cứ cho phép máy biến áp 110kV có diện áp thí nghiệm điểm trung tính bằng 85kV đượclàm việc với trung tính không nối đất với điều kiện điểm trung tính đó được bảo vệ bằngchống sét van.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.Các yêu cầu cơ bản về vận hành máy biến áp: Duy trì trạng thái làm việc thường xuyên củamáy biến áp cho phù hợp với tiêu chuẩn kỹ thuật cho phép.- 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, tuổi thọ củamáy biến áp bị giảm đi.- 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 cânbằng dẫn đến nhiệt độ tăng.+ Dòng điện tăng lên tạo ra nội lực tác dụng trên các vòng dây tăng lên làm dãn cáchđiện 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 tăngnhiệt độ của máy biến áp.99- Theo dõi và khống chế tình trạng điện áp máy biến áp: Điện áp là một chỉ tiêu quantrọng của hệ thống điện. Cần phải giữ cho điện áp luôn bằng điện áp định mức.Nếu điện áp tăng cao:Lõi thép bị bão hoà sinh ra từ thông có dạng hình thang [đường cong bằng đầu]. Từ thông nàyđược phân thành hai: từ thông hình sin bậc 1 có tần số 50Hz, bậc 3 có tần số 150Hz. Hai từthông bậc 1 và bậc 3 cảm ứng trong cuộn dây hai sức điện động E bậc 1 và E bậc 3.Tổng củahai sức điện động này là e = e1 = e3 có dạng nhọn đầu gây ra quá điện áp nguy hiểm cho cáchđiện máy biến áp.+ Tình trạng quá điện áp thường xuyên sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến tuổi thọ của cáchđiện 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.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 ápthấp hơn 5% điện áp định mức thì:Đối với đèn chiếu sáng: Quang thông giảm đi 18%. thiếu ánh sáng dễ gây ra đọcthông 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 bịphát nóng, tuổi thọ của động cơ giảm đi.- Theo dõi và đảm bảo tốt hệ thống làm mát máy biến ápCác máy biến áp lớn điện áp cao thường áp dụng phương pháp làm mát bằng dầu biến ápkết 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% đến 80% dụnglượng định mức hoặc nhiệt độ lớp dầu trên cùng dưới quy định cho phép trong quy trình hoặctheo hướng dẫn của nhà chế tạo. Chế độ khởi động hệ thống quạt gió được thực hiện tự độnghoặc dùng nút nhấn điều khiển xa bằng điện. Trong vận hành phải thường xuyên kiểm tra cáctay gạt "van cánh bướm" đang đóng hay mở, các van cánh bướm đặt ở vị trí trên và dưới cánhtản nhiệt nơi tiếp giáp giữa cánh tản nhiệt và thùng dầu chính. Nếu van không mở, việc lưuthông tuần hoàn của dầu trong cánh tản nhiệt và thùng dầu chính sẽ bị ngừng, khả năng làmmát của dầu bị suy giảm đi.- Theo dõi và duy trì tốt điện trở cách điện của máy biến ápThông thường điện trở cách điện của máy biến áp bị suy giảm theo thời gian xử dụng, sựsai khác này được xác định qua thí nghiệm định kỳ. Phải so sánh kết quả đo điện trở cách điệnqua thí nghiệm định kỳ với tiêu chuẩn kỹ thuật, các số liệu thí nghiệm xuất xưởng hoặc thínghiệm lắp đặt để đánh giá chất lượng cách điện của máy biến áp. Thông thường Rcđ [điện trởcách điện] của máy biến áp được đo bằng mêgômmét 2500V.Khi đo Rcđ phải đo cả hai trị số R15" và R60" để tính “hệ số k hấp thụ". Hệ số hấp thụKht cho ta biết cuộn dây cuộn có bị nhiễm ẩm không: K ht Trong đó: Kht là hấp thụ. R60" là điện trở đo được bằng mêgômmét sau 60".100R60' 'R15' '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.- Kịp thời phát hiện những hiện tượng không bình thườngTrong vận hành thường xuất hiện những trạng thái không bình thường của máy biến áp+ 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 lớnđi qua gây ra tổn hao công suất lớn làm cho nhiệt độ của máy biến áp tăng lên. Nguyên nhândo bề mặt tiếp xúc của tiếp điểm bị bẩn hoặc rỗ, lực ép tiếp điểm bị kém, diện tiếp xúc của bềmặt tiếp điểm nhỏ không đủ cho dòng điện phụ tải đi qua.Do ngắn mạch một số vòng dây do cách điện của vòng dây bị hư hỏng. Nguyên nhân làdo khuyết tật của các vòng dây từ khi chế tạo, do dầu biến áp không đạt tiêu chuẩn vận hành.Do cách điện của một số vòng dây bị dập gẫy sau 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 sẽcó hai điểm tiếp đất, nếu để xảy ra ngắn mạch các lá thép sẽ có dòng điện phu cô lớn chạyquẩn trong lõi thép dẫn đến nhiệt độ lõi thép tăng lên. Với các máy biến áp thì sự chạm chậpmạch từ của lõi thép rất nguy hiểm làm lõi thép bị phát nóng lâu dài dẫn đến sự suy giảm cáchđiện 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.+ 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 là trạng thái bìnhthường. Nguyên nhân là do khi có điện áp đặt vào cuộn dây sơ cấp thì trong cuộn dây sơ cấp sẽcó dòng điện kích từ đi qua.+ Dòng điện kích từ tạo ra từ thông chính đi trong lõi thép, từ thông lại sinh ra lực điện từF. Do các lá thép dùng để chế tạo mạch từ có độ dầy mỏng khác nhau và có cấu tạo khônghoàn toàn giống nhau nên lực từ hoá xuất hiện trên các lá thép F1, F2, F3... sẽ khác nhau, cáclực từ hoá này tác dụng với nhau tạo ra sự rung động của các lá thép.+ Dòng điện từ hoá còn tạo ra từ thông tản khép mạch qua dầu và vỏ máy biến áp, từthông tản sinh ra lực điện từ tác động vào các lá thép ngoài cùng của trụ lõi thép cũng gây nênsự rung động của lá thép. Tiếng 0...0 đều đặn nhưng to hơn, rõ hơn:+ Trong lưới điện có trung tính không nối đất khi có một pha chạm đất điện áp có thểtăng lên đến 3Upha. Điện áp càng cao thì mức độ rung của các lá thép càng mạnh hơn.+ Khi có quá tải đột biến, từ thông tản tăng làm cho các lá thép bên ngoài cùng trụ lõithép rung mạnh hơn, lúc đó kim đồng hồ am pe mét tăng vụt lên báo dòng điện phụ tải độtbiến.+ Bu lông ép lõi thép bị lỏng cũng là nguyên nhân gây ra tiếng kêu 0...0 to, rõ hơn nhưnglúc 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 doxuất hiện điện dung cảm ứng trong môi trường điện áp cao, điện trường mạnh.101 Có tiếng kêu lách cách của hiện tượng phóng điện tại cuộn dây máy biến áp, tại các điểmtiếp xúc bộ phân nấc. Dầu biến áp bị sôi nhẹ và sinh khí. Hệ thống rơ le của máy biến áp có độnhạy và độ chọn lọc cao, khi xảy ra phóng điện trong nội bộ máy biến áp hoặc trong bộ điềuchỉnh điện áp thì rơ le ga, rơ le so lệch rơ le dòng dầu sẽ khởi động nhanh [không thời gian] đicắt điện các phía máy biến áp.- Tuân thủ theo hướng dẫn của nhà chế tạo, theo quy trình vận hành và bảo vệ máy biếnáp.Tuân thủ theo hướng dẫn của nhà chế tạo, theo quy trình vận hành và bảo vệ máy biến áplà một yêu cầu rất cần thiết, bắt buộc người vận hành phải thực hiện để tránh mọi sai sót.Người làm công tác vận hành trạm biến áp phải nắm vững các nội dung quy định trong cácvăn 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.§4.5 KHẢ NĂNG TẢI VÀ VẬN HÀNH SONG SONG MBA1. Khả năng tảiTheo định nghĩa, công suất định mức của máy biến áp là tải lớn nhất [ tíh bằng KVAhay MVA] không đổi, có thể qua máy biến áp liên tục suốt trong thời gian phục vụ của nótrong điều kiện nhiệt độ tính toán của môi trường. Như vậy nói đến công suất định mức củamáy biến áp phải chỉ rõ nhiệt độ tính toán của môi trường làm việc là bao nhiêu.Trong thực tế, tải qua máy biến áp luôn thay đổi và trong phần lớn thời gian phục vụcủa no, tải thấp hơn định mức, do đó hao mòn cách điện giảm đi và thời gian phục vụ tăng lên.Nhưng như đã nói trên, người ta không muốn tăng thời gian phục vụ của máy biến áp vì sợ sựlạc hậu về kỹ thuật. Do đó khi cần thiết có thể cho máy biến áp quá tải mà không ảnh hưởngđến thời gian phục vụ.Có hai quy tắc quá tải: bình thường và sự cố1. Quá tải bình thƣờngQuá tải bình thường phát sinh khi trong thời gian xét [ thường là một ngày đêm] có mộtkhoảng thời gian, tải của máy biến áp lớn hơn công suất của nó [ thời gian quá tải], khoảngthời gian còn lại, tải lại thấp hơn công suất định mức [ thời gian non tải]. Hiển nhiên rằng trongthời gian quá tải, hao mòn cách điện vượt quá định mức, còn trong thời gian non tải, hao mòncách điện thấp hơn định mức. Tính toán quá tải bình thường dựa trên cơ sở trong thời gian xét,hao mòn cách điện không thay đổi và bằng định mức. Như vậy hao mòn cách điện quá mứckhi quá tải được bù lại bởi hao mòn cách điện dưới mức trong thời gian non tải. Do đó quá tảibình thường không làm thời gian phục vụ của máy biến áp giảm đi.Nhờ áp dụng của máy biến áp bình thường có thể chọn được công suất định mức củamáy biến áp hợp lý hơn. Mức độ quá tải cho phép phải tuân theo quy định của nhà chế tạo vàthường không vượt quá 30%.2. Quá tải sự cốNguyên nhân dẫn đến quá tải sự cố khác với nguyên nhân dẫn đến quá tải bình thường.Quá tải sự cố phát sinh khi một máy biến áp làm việc song song, có một máy bị sự cố phải cắtkhỏi lưới. Đại lượng quá tải sự cố không phụ thuộc vào đồ thị tải làm việc bình thường trướcđó mà phụ thuộc vào đồ thị phụ tải khi quá tải sự cố và thường không quá 40% trong thời gian102không quá 5 ngày đêm. Đồng thời trong thời gian quá tải, nhiệt độ của máy biến áp khôngđược vượt quá 140oC.2. Vận hành song song2.1 Mục đích hoà song song các máy biến ápTrong vận hành việc hoà song song hai máy biến áp là khi các đầu dây cùng cực tính củahai cuộn dây sơ cấp và thứ cấp của hai máy biến áp phải được nối chung. Hoà song song cácmáy biến áp nhằm mục đích: Đảm bảo yêu cầu cung cấp điện bình thường cho phụ tải bằng phương pháp điều hoàcông suất phụ tải cho các máy biến áp. Khi phụ tải cao thì vận hành cả hai máy, khi phụ tảithấp 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 biếnáp mà không cần phải cắt điện các phụ tải. Đảm bảo cung cấp điện liên tục cho các phụ tảiquan 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 ápnhằm giảm thiểu tổn thất điện năng cho trạm biến áp.Các máy biến áp được coi là vận hành song song với nhau khi sơ và thứ cấp của chúngtương ứng được nối điện với nhau. Khi đó sự phân bố công suất giữa cá máy phụ thuộc lẫnnhau vào thông số của chúng. Như vậy các máy biến áo tuy đặt cạnh nhau cùng đồng thời làmviệc nhưng thứ cấp hoặc sơ cấp của chúng không nối điện với nhau tức là chúng không làmviệc song song vơi nhau; khi đó dòng công suất qua các máy độc lập vơi nhau.Người ta phân biệt hai trường hợp máy biến áp làm việc song song.- Làm việc song song “ cực nối cực”. Đó là trường hợp các máy biến áp đặt cạnh nhau ởcác trạm biên áp tăng áp hoặc hạ áp. Tổng trở các thanh góp mà các máy biến áp nối vào rấtnhỏ và có thể bỏ qua các máy làm việc song song chỉ phụ thuộc vào thông số của chúng.- Làm việc song song làm tổng ở trung gian. Chế độ làm việc này thường gặp trong một sốtrường hợp. Các máy biến áp làm việc song song trong lưới tong lưới được nối vơi nhau quađường dây trên không hoặc đường dây cáp. Các máy biến áp làm việc song song ở các nhàmáy điện có thanh góp phân đoạn bằng kháng điện mà các máy biến áp được nối với các phânđoạn thanh góp khác nhau. Tổng tở đường dây và kháng điện có giá trị đáng kể và cần phảiđược tính đến khi xác định dòng công suất qua mỗi máy biến áp. Trong trường hợp tải đặt ởnhững vị trí khác nhau của đường dây, sự phân bố tải giữa các máy biến áp làm việc song songtrở thành vấn đề của lưới. Vì vậy dưới đay chỉ xét cá máy biến áp làm việc song song “ cực nốicực”.Các máy biến áp làm việc song song có thể là do phụ tải phát triển, cần phải đặt thêm máybiến áp để có thể đảm bảo cho phụ tải cực đại của trại hoặc có thể do yêu cầu về độ tin cậycung cấp điện.Yêu cầu lớn nhất của các máy biến áp làm việc song song là công suất tổng sử dụng đượccủa chúng gần bằng tổng công suất định mức của các máy biến áp. Điều đó có thể đạt được khithỏa mãn các điều kiện sau:- Khi không tải, không có dòng tuần hoàn ở phía thứ cấp. Vấn đề này liên quan đến tỷ sốbiến đổi và tổ nối dây của các máy biến áp.- Tải được phân bố tỷ lệ với công suất định mức của chúng. Điều đó liên quan đến điện ápngắt mạch của máy biến áp.- Dòng trong các máy biến áp đồng pha vơi nhau. Tam giác điện áp giáng, tức là tam giactổng trở của các máy biến áp quyết định vấn đề này.103