QUẢN LÝ VẬN HÀNH TRẠM MÁY BIẾN ÁP - BÀI 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:

Hình 6.1 Mô tả hình dáng bên ngoài của MBA 110kV
Máy biến áp đóng vai trò là nguồn điện trung gian, biến đổi điện áp để truyền tải và
phân phối điện năng đến các phụ tải tiêu thụ điện. Máy biến áp gồm có hai phần 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 chủ yếu là sắt
(Fe) có pha thêm 4^ 6% silích (Si) có mật độ từ thông từ 1,8 đến 2 Gauss ta gọi đó là
“tôn si lích ”. Tôn si lích có độ thẩm từ ^ cao, độ thẩm từ ^ cho biết khả năng từ tính
của vật liệu dẫn từ. Tôn si lích có điện trở lớn có tác dụng hạn chế dòng điện phu cô.
Tôn silích cứng nên dễ đột dập, nhưng nếu tỉ lệ silích cao sẽ làm cho tôn chóng bão
hòa, công suất tính toán của máy biến áp giảm đi. Các loại tôn thường không dùng để
chế tạo máy biến áp.
Lõi thép dùng để chế tạo mạch từ là đường dẫn các đường sức từ. Lượng đường sức
từ đi qua tiết diện của lõi thép gọi là từ thông ký hiệu là o. Mạch từ của máy biến áp
bao gồm trụ lõi và gông từ. Trụ lõi dùng để quấn dây, gông từ dùng để khép kín mạch
từ lõi thép, từ thông o hầu hết đi trong lõi thép. Để tăng thêm 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 sẽ gần như điền kín đường tròn ngoại tiếp bao
quanh tiết diện lõi. Kích thước và chất lượng của lõi thép quyết định công suất của
máy biến áp lớn hay nhỏ, kích thước lõi thép càng lớn và chất lượng lõi thép càng tốt
thì công suất càng lớn, hiệu suất của máy biến áp càng cao (hình 6-2).

Biên soạn: Trịnh Quang Khải

1

Hình 6.2 Mô tả hình dáng mạch từ MBA
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 (Wl) và có 1 hoặc 2 cuộn dây thứ cấp (W2). Cuộn dây sơ cấp đấu vào
nguồn điện, cuộn dây thứ cấp đấu vào phụ tải. Đồng (Cu) là vật liệu thông dụng được
dùng để chế tạo cuộn dây máy biến áp, trong một số trường hợp đặc biệt người ta dùng
dây nhôm (Al) thay thế dây đồng. Do đồng có
điện trở suất (p) nhỏ hơn nhôm nhiều “pCu = 0,58 pAl” nên dây đồng tuy có giá thành
cao vẫn được dùng làm vật liệu chính để chế tạo cuộn dây máy biến áp.
Số vòng quấn dây (W) có liên quan trực tiếp đến điện áp (U) của cuộn dây. Mối quan hệ
giữa số vòng dây và điện áp tuân theo quy luật tỉ lệ thuận: Điện áp càng cao thì số vòng
dây càng lớn.
W1
U1
W2
U2 = kU
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
W1
U2
W2
110
Giả thiết chọn 0.1 vòng dây ứng với 1 von là thì
22.0
- số vòng cuộn dây sơ cấp W1 = 220.000 x 0.1
- số vòng cuộn dây thứ cấp W2 = 110.000 x 0.1 11.0

11.0
=
hoặc có thể tính W2 = 22.000 : 2 =

Biên soạn: Trịnh Quang Khải

2

vòng
vòng
vòng


Bảng 6.1 So sánh hai vật liệu dẫn điện đồng và nhôm
Điện trở suất
Khả năng chịu kéo
Tên vật
liệu

g) tí 3 lỗ
50
Nhôm
(Al)

p = 0,017241 Q mm/m s=38- 39kg/mm2
đồng thanh s=2628kg/mm2 đồng
mềm
p = 0,0295 Qmm2/m s= 16 - 17 kg/mm2
nhôm thanh
s= 8 kg/mm2 nhôm

mềm

Đặc tính kỹ thuật

- dẫn nhiệt tốt
- dẫn điện tốt
- chống ăn mòn cao
- dẫn nhiệt tốt
- dẫn điện tốt
- khả năng chống ăn mòn
kém hơn đồng

Các cuộn dây của máy biến áp công suất lớn điện áp cao thường bằng dây đồng dẹt
có tiết diện hình chữ nhật bọc cách điện bằng "giấy tẩm dầu cách điện". Giữa các cuộn
dây W1 và W2 được cách điện bằng ống lồng và các que thông dầu. Độ bền và tuổi
thọ của máy biến áp chủ yếu phụ thuộc vào khả năng chịu điện áp của các cuộn dây.
Khi điện áp đặt vào cuộn dây càng cao thì vật liệu cách 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 vì yêu cầu vật liệu cách điện phải đạt các tiêu
chuẩn kỹ thuật cao hơn. Để giảm nhẹ mức chênh lệch điện áp giữa các cuộn dây với
nhau và giữa các cuộn dây với lõi thép người ta thường đặt cuộn dây có điện áp thấp ở
gần phía lõi thép, cuộn dây có điện áp cao được đặt ở xa lõi thép.
Dây dẫn được bọc cách điện làm bằng băng giấy tẩm dầu, sơn Êmay, băng thủy
tinh...; Cách điện chính của máy biến áp là dầu cách điện còn gọi là "dầu biến áp". Các
đầu dây ra của máy biến áp đều được luồn trong ống cách điện và sứ có cấp cách điện
tương ứng với cấp điện áp của cuộn dây.
6.1.1.2. Nguyên lý làm việc:

1

2


thông 01~. Từ thông 01~ móc vòng qua cuộn dây thứ cấp W 2 sinh ra trong cuộn dây
thứ cấp một sức điện động cảm ứng. Khi máy biến áp mang tải thì trên cuộn dây thứ
cấp xuất hiện dòng điện i2. Do cuộn dây thứ cấp W 2 của máy biến áp có trở kháng Z 0
nên tại cuộn dây thứ cấp xuất hiện một điện áp giáng U 0, phụ tải mạch ngoài thứ cấp
có trở kháng là Z2 nên lúc này sức điện động E2~ là:
E2~ = i2 (Zo + Z2) = i2Zo + i2Z2 = Uo~ + Ư2~
+ 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 W 1 có dòng điện I1~,
dòng điện này rất nhỏ được gọi là dòng điện không tải Io.
Khi máy biến áp vận hành có tải thì trên cả hai cuộn dây sơ cấp W1 và thứ cấp W 2
đều có dòng điện chạy qua, trị số dòng điện I 1~ và I2 ~ phụ thuộc vào tình trạng mang
tải của máy biến áp. Điện áp đo được trên đầu cực cuộn dây thứ cấp W 2 là điện áp
U2~.
Trong vận hành phải luôn duy trì điện áp U2~ = U2đm~, điện áp định mức U2đm ~ là
một chỉ tiêu ký thuật quan trọng đối với nguồn điện. Nếu dòng điện trên máy biến áp
tăng lên vượt quá giới hạn định mức I 2~ > I2đm~ thì máy biến áp bị quá tải, sự quá tải
của MBA được các nhà chế tạo quy định với từng loại
MBA.
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. aThường 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... bThường 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 máy biến 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 môi trường
không khí, nhiệt độ trung bình hàng năm của môi trường không khí.
Tại Việt Nam nhiệt độ môi trường tiêu chuẩn là:
- Nhiệt độ cực đại tiêu chuẩn 0max/tc = 400C.
- Nhiệt độ trung bình tiêu chuẩn 0tb/tc = 250C.
Nếu môi trường đặt máy biến áp khác môi trường tiêu chuẩn thì phải hiệu chỉnh lại
dung lượng cho phép của máy biến áp.
25 - 0tb
) - ( 1 I 4 0 - 0 max )
S' = S ( 1|
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 vượt quá quy
định sẽ gây sự cố hoặc làm cho tuổi thọ của máy biến áp suy giảm.
- Nếu là máy biến áp 2 cuộn dây thì dung lượng định mức của cả 2 cuộn dây đều
bằng nhau.

- Nếu là máy biến áp 3 dây quấn thì dung lượng định mức lớn nhất thuộc về cuộn
dây sơ cấp. Dung lượng định mức của các cuộn dây trung áp, hạ áp phải căn cứ
vào sự phân bố công suất tính theo % (phần trăm ) so với dung lượng định
mức lớn nhất.
Thí dụ:
Mã hiệu máy biến áp 40.000kVA. 110/22/10 ghi là: 100/ 67/ 67,
nghĩa là: dung lượng MBA 40.000kVA/ 6.800kVA/ 26.800kVA.
3- Điện áp định mức của máy biến áp (Uđm ~):
Điện áp định mức được ghi trên nhãn mác là điện áp định mức của cuộn dây chính
máy biến áp khi ở chế độ không tải. Quy định với máy biến áp 3 pha điện áp định mức
lấy theo điện áp dây là điện áp đo giữa các pha AB, BC hoặc CA.
Các trị số điện áp định mức trên các đầu phân áp được ghi trên một bảng riêng gồm
số nấc điều chỉnh và điện áp định mức của từng đầu phân nấc hoặc dùng cách 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 đi cho phù
hợp với điện áp đầu vào. Nếu để điện áp thấp hơn điện áp định mức sẽ gây 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 hợp với điện áp
đầu vào. Nếu trong vận hành cứ để điện áp lưới tăng cao hơn điện áp định mức sẽ gây
ra quá điện áp và ảnh hưởng đến tuổi thọ máy biến áp.

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 = j-đm---------- - Sđm là dung lượng định mức cuộn dây sơ cấp MBA.

V_____3 U1đm - S2đm là dung lượng định mức cuộn dây thứ cấp MBA.
-___Sọ,w,_________- U1đm điện áp định mức cuộn dây sơ cấp._____________
Biên soạn: Trịnh QểatỉglKhải
■ ■5 ■
■
,
- U2đm điện áp định mức cuộn dây thứ cấp.
F
F
V 3 U2đm


- 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.

12

4- Tổ đấu dây máy biến áp: a- Ký hiệu cách đấu dây
máy biến áp:
Tổ đấu dây cho biết cách đấu dây của một máy biến áp 3 pha. Cách đấu dây được
quy định theo cực tính và chiều quấn dây của các cuộn dây. Điện áp 3 pha trên cuộn
dây sơ cấp và thứ cấp được biểu diễn bằng véc tơ. Trong một máy biến áp do các
cuộn dây được liên hệ với nhau bằng điện từ trường nên cực tính và chiều quấn dây
của các cuộn dây sẽ làm thay đổi chiều véc tơ điện áp.
Người ta dùng "phương pháp đồng hồ thời gian " để đặt tên cho tổ đấu dây, mỗi một
vạch chỉ giờ ứng với 300, 12 vạch chia trên mặt đồng hồ thời gian cách đều nhau 30 0,
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 A.

- 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. bVẽ sơ đồ véc tơ điện áp:
Quy ước
• Chữ số đầu tiên là đầu mút véc tơ
-----►
-----►
Uab
Uao
• Chữ số thứ hai là gốc véc tơ
»A
» A Thí dụ:
B
O
- 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 A:
Vẽ 3 véc tơ điện áp đấu hình tam giác A 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)
12

12

12

A
u
A
X

Sơ

Y

C

B

B

Sơ đồ véc tơ xác định tổ đấu dây
Hình 6.5 Xác định tổ đấu dây Y/À-11
c- Cách xác định tổ đấu dây máy biến áp:
Thí dụ 1:
Để xác định tổ đấu dây (hình 6-4a) của máy biến áp ta phải thực hiện theo trình tự:
- Vẽ sơ đồ đấu dây của từng cuộn dây máy biến áp:
Cuộn dây sơ cấp đấu Y, cuộn dây thứ cấp đấu Y.
- Vẽ mũi tên có chiều theo hướng đi ra trên mỗi cuộn dây để xác định cực tính
của cuộn dây.
- Vẽ sơ đồ véc tơ điện áp của cuộn dây sơ cấp (hình Y), vẽ sơ đồ véc tơ điện áp
của cuộn dây thứ cấp (hình Y). Nhìn sơ đồ ta thấy cuộn dây sơ cấp và thứ cấp
có cùng cực tính và cùng chiều quấn dây. Cả hai cuộn dây đều đấu

Biên soạn: Trịnh Quang Khải

7


sao nên được ký hiệu là Y, riêng cuộn dây thứ cấp có thêm cực trung tính nên được
ký hiệu là Yo
- Véc tơ điện áp sơ cấp UA tương ứng với kim dài đồng hồ ở vị trí 12 giờ, véc tơ
điện áp thứ cấp Ua tương ứng với kim ngắn của đồng hồ cũng ở vị trí 12 giờ,
góc lệch pha của hai véc tơ UA và Ua tính theo chiều kim đồng hồ là 3600. Lấy
3600 chia cho 300 được 12. Như vậy máy biến áp có tổ đấu dây 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 A.
- 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 A 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 30° sẽ tìm được tên tổ đấu dây.
3300: 300 = 11.
Như vậy máy biến áp có tổ đấu dây Y/A- 11 (hình 6-5)
Thí dụ 3:
Máy biến áp có tổ đấu dây Yo/A/A, 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 A/A. Áp dụng
“phương pháp đồng hồ thời gian ” ta tìm được tên tổ đấu dây là: Yo/A / A- 11 (hình

6.6).

A b c 0

- Cuộn dây trung áp và cao áp khi đấu Y chịu điện áp pha
1
U pha = --------- Udây


V3
Như vậy cách điện cuộn dây được giảm nhẹ, số vòng dây cũng giảm đi V3 do đó
không những tiết kiệm được đồng mà còn tiết kiệm được vật liệu cách điện.
- Khi đặt điện áp vào cuộn dây cao áp “đấu sao” sẽ có dòng điện i1 chạy qua (hình
6.7a), dòng điện i1 cảm ứng trong lõi thép một từ trường ta gọi đó là “từ trường
ngoài". Thông thường trong lõi thép chứa mô men từ hoá còn gọi là tố từ. Dưới tác
dụng của từ trường ngoài, các mô men từ hoá trong lõi thép sẽ bị xoay lại cùng một
hướng. Sự chuyển hướng nhiều hay ít của các mô men từ hoá phụ thuộc vào độ lớn của
điện áp U1 đặt vào cuộn dây (hình 6.8).
- Khi điện áp tăng đến một mức độ nào đó thì hầu hết các mô men từ hoá bị chuyển
hướng, lúc này lõi thép đạt tới mức bão hoà từ (hình 6.8B). Khi lõi thép đã bão hoà rồi
thì dù cho từ trường ngoài có mạnh lên bao nhiêu chăng nữa cũng không làm cho từ
thông trong lõi thép tăng thêm. Đường cong đặc tuyến của từ thông 0 có dạng hình
thang (Hình 6.7b) .
Nhìn trên đường cong đặc tuyến (hình 6.9) ta thấy từ thông 0 không phải là một đại
lượng biến thiên hình sin mà có dạng hình thang nên có thể phân tích thành hai đại
lượng từ thông hình sin 01, 03 (hình 6.9A):
+Từ thông hình sin bậc một 01 có tần số cơ bản (f = 50Hz) sẽ cảm ứng trên cuộn
dây W2 một sức điện động E1 chậm pha hơn từ thông sinh ra nó 1 góc bằng 1/4 chu kỳ
(900) (hình 6.9.B).
+Từ thông hình sin bậc ba 03 có tần số bậc 3 (f 3 = 150Hz) sẽ cảm ứng trên cuộn

dây W2 một sức điện động E3 chậm pha hơn từ thông sinh ra nó 1 góc bằng 1/4 chu kỳ
(900) (hình 6.9 B).
+0 là từ thông tổng sẽ cảm ứng sinh ra sức điện động E có dạng nhọn đầu gây nguy
hiểm cho cách điện của máy biến áp (hình 6.9.B).

Biên soạn: Trịnh Quang Khải

9


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

o

(a)

(A) Lúc chưa có từ trường
ngoài các mô men từ hoá xắp xếp
lung tung.
(B) Lúc có tác động của từ
trường ngoài các mô men cùng
quay theo một hướng.

o

1— —1

s
___
I

|N

s||N

1E

s||N

s|

1 1

Is N Is

N Is

N

ls

N|

|N

S

||N

1E

S

||N

s|

ỈN Ni
I I

Is N Is

N Is

N

ls

N

|

|N

S

||N

1E

S

||N

s|

Is N Is

N||s

N

ls

N

l

|N

S

||N

mu

S

||N

s| 1 1 I 1

Is N Is

N Is

Nls

N

l

•+

1 ______ _________________J
(b)

►

s
I___

N là cực bắc, S là cực nam
Hình 6.8 Các mô men từ hóa
(A)

Hình 6.9
I0, từ thông 0, 01, 03
E, E1, E3.

Các đường đặc tuyến dòng điện
và các sức điện động

(B)

- Khi may Dien ap ó
pna aau T / T:
Các véc tơ từ thông
của 3 pha sẽ có trị số bằng nhau
0
và lệch pha nhau 120
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
001A= 001maxSin ©t.

01


001B = 001max sin (rot - 1200). 001B = 001max sin (rot - 2400).

Từ thông bậc 3 “003 ” của cả 3 pha đều có tần số bậc 3 (f = 150Hz)
0
03A = 003max sin 3rot.
A A A 0O3A = 0O3A = 0O3A
0
0
003B = 003max
sin

3(rot
120
).
03B 03C'03m
sin 3(rot - 240 ).
ax
=0
'03m
ax
Các từ thông của 3 pha 0o3A, 0o3B, 0o3C có độ lớn bằng nhau, có cùng góc pha là
3rot. Các từ thông đi trong lõi thép sẽ bị ngược chiều nhau, chúng bị đẩy ra khép kín
mạch qua vỏ máy biến áp. Dưới tác dụng của từ thông bậc 3, trong vỏ máy biến áp và
các bu lông ép lõi thép xuất hiện dòng điện phu cô (dòng điện xoáy) làm cho lõi thép
nóng lên gây tổn hao nhiệt và làm giảm hiệu suất máy biến áp. Tổn hao nhiệt này có
thể bằng 50% đến 65% của tổn hao không tải APo.
- Khi máy biến áp 3 pha đấu Y/ A:
+ Từ thông 3 pha 0o1 cảm ứng trong cuộn dây thứ cấp sức điện động 3 pha Eo1 tần
số 50Hz.
+ Từ thông 3 pha 0o3 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 0o3
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 0o3 nửa chu kỳ (180 0).
Dòng điện 3 pha I’o3a, I'o3b, I'o3c chạy nối đuôi nhau trong 3 cuộn dây (hình 6.11)
+ Dòng điện I’o3 sinh ra từ thông 0'o3 trong lõi thép đồng pha với I’o3. Như vậy
hai véc tơ 0o3 và 0'o3 ngược chiều nhau có tác dụng triệt tiêu nhau, loại trừ được tác
hại của từ thông bậc 3 “Qo3” (hình 6.10).
Máy biến áp 3 pha thường dùng cuộn dây trung áp đấu tam giác hoặc đấu sao zích
zắc để diệt "sóng điều hoà bậc ba" có trong các cuộn dây. Những máy biến áp công
suất lớn thường dùng cuộn dây trung áp đấu tam giác chuyên dùng để diệt sóng điều

hòa bậc 3 có công suất khoảng 37% công suất của một cuộn dây tương ứng. Các máy
biến áp có công suất lớn hay dùng tổ đấu dây Yo/ A- 11 hay Yo/A- 5 (hình 6.11).


0(ũ

'03

90
(góc lệch chỉ O03 gần
bằng 900)
'03

Hình 6.10

Hình 6.11

Sơ đồ véc tơ các từ thông sức
điện động dòng điện bậc 3

Các dòng điện bậc 3 trong
các cuộn dây MBA Y/À

Như vậy cuộn dây 110kV đấu Yo có trung điểm nối đất có tác dụng điều chỉnh
dòng điện chạm đất một pha, chống dao động điện áp 110kV trong vận hành. Cuộn
trung áp nối tam giác có tác dụng triệt tiêu sóng đa hài bậc 3 giảm tổn thất của máy
biến áp.
5- Dòng điện không tải Io và tổn hao công suất không tải Po:
Khi vận hành không tải máy biến áp bị phát nóng nhẹ, dòng điện I1 trên cuộn dây
sơ cấp lúc này đóng vai trò từ hoá lõi thép và làm cho một phần điện năng chuyển

thành nhiệt năng ta gọi đó là tổn hao công suất không tải. Với một máy biến áp khi
vận hành không tải thì" dòng điện không tải Io và công suất không tải Po" gần như
không đổi, ta lợi dụng đặc tính này để xác định tổn hao công suất không tải. Dòng
điện không tải Io và công suất không tải Po được đo ở phía cuộn dây sơ cấp máy biến
áp thông qua thí nghiệm không tải (hình 6-12).
Dòng điện từ hoá Io sinh ra từ thông trong lõi thép, từ thông này cảm ứng trong lõi
thép dòng điện phu cô còn gọi là "dòng điện xoáy ” chạy quẩn trong lõi thép. Dòng
điện phu cô là nguyên nhân chính làm nóng máy biến áp.
Io thường biểu thị bằng % (phần trăm) dòng điện định mức cuộn dây sơ cấp
Io
Io% =---------- 100 Thông thường Io< 10% I1đm
Uđm

Hình 6.12 Sơ đồ thí nghiệm không tải MBA Tổn hao không tải Po là công suất hữu
công vì điện năng biến thành nhiệt năng. Với một máy biến áp vận hành dù có tải hay
không tải thì Po luôn có một

Biên soạn: Trịnh Quang Khải

12


giá trị không đổi, độ lớn của Po phụ thuộc vào công suất định mức, chất lượng các lá
thép si lích dùng để chế tạo lõi thép, công nghệ chế tạo lắp ghép lõi thép của máy
biến áp.
6- Điện áp ngắn mạch Uk% và tổn hao công suất ngắn mạch Pk. aĐiện 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 I 2đm thì dừng
lại. Điện áp đo được trên đồng hồ volmét là điện áp ngắn mạch Uk%.
Uk thường được lấy bằng trị số phần trăm điện áp định mức phía sơ cấp:
Uk
Uk%= —-—100 U1đm
Uk%0 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%.

Hình 6.13 Sơ đồ thí nghiệm ngắn mạch MBA

a- 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 sơ cấp trong thí nghiệm ngắn mạch.
Do điện áp đặt vào cuộn dây sơ cấp khi làm thí nghiệm ngắn mạch rất nhỏ so
với điện áp định mức của cuộn dây nên dòng điện không tải Io và tổn hao


công suất không tải Po rất nhỏ, nhỏ đến mức coi như không có vì vậy chỉ còn lại tổn 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
Un =
100
T T _ 5,5x 63_____o C1 A r
= 10 (6 “3,5kV Pk 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 Pk là tổn hao đồng.
- Pk dùng để tính toán điện trở rk và cảm kháng xk từng pha của cuộn dây máy biến áp:

rk =

Pk

Pk

xk = V Z2k - r2k

I k I đm
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 dụng
Sơ đồ đấu dây
Sơ đồ véc tơ
Cuộn thứ

Cuộn sơ
A b

a b c 0

c

Cuộn thứ

Cuộn sơ

a

A

0

Ký hiệu
tổ
đấu
dây

z
Z X
x y z

x y z
A b

x

c

y

A b

X

0 a b

z

c

y

A b

x y z

a

c

c

z IX
y

c

z IX
y

b

c
a

b
'X

^‘b
a(y)

a

a b c

I x y z

z

B

C

x y z

Y/ Y0- 12

./y

y

Y/ Y0- 6

c
Y/ À -11

^b

c(x)
b
x

a

c

abc

c

zlx
y

Y/ À - 5
b
za

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 tuần hoàn, bộ điều chỉnh
điện áp...v/v. trọng lượng dầu biến áp.

9- Trọng lượng dầu biến áp bao gồm :
Trọng lượng dầu biến áp chứa trong thùng dầu chính và thùng dầu phụ.
6.1.1.4. Các phụ kiện:
1. Thùng dầu chính (hình 6.1):
Thùng dầu chính làm nhiệm vụ chứa máy biến áp và chứa dầu. Các máy biến áp tại
các trạm 110, 220kV trong thùng chứa trên 25tấn dầu cách điện. Vỏ thùng dầu chính
được làm bằng thép dầy 8^12mm được hàn kín bằng mối hàn chịu lực có hình dạng
khối trụ chữ nhật. Xung quanh thành thùng được hàn tăng cường thêm nhiều gân chịu
lực đảm bảo cho thùng dầu chính không bị biến dạng khi di chuyển hoặc khi bị hút
chân không để thử độ kín. Bên ngoài thùng dầu chính dùng để lắp các phụ kiện như
cánh dầu, sứ cách điện, thùng dầu phụ, bộ truyền động của bộ điều chỉnh điện áp, tủ
điện, các van nạp dầu và van xả dầu, bình lọc khí... Tuỳ theo công suất máy mà thùng
dầu có kích thước và dung tích khác nhau. Vỏ thùng dầu chính thường được sơn
chống rỉ và sơn mầu xanh ghi có độ bền 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, một khoang liên hệ
với thùng dấu công tắc K. Khi vận hành dầu bị nóng sẽ dãn nở lên xuống tự do trong
thùng dầu phụ. Mặt thoáng của dầu được liên hệ với môi trường không khí qua thùng
dầu phụ. Dung tích dầu chứa trong thùng dầu phụ bằng 10% dung tích dầu chứa trong
thùng dầu chính. Những máy biến áp có công suất lớn bắt buộc phải có thùng dầu phụ
(hình 6.1; hình 6.14).
3. Đồng hồ báo mức dầu:
Đồng hồ báo mức dầu giúp cho người vận hành biết lượng dầu chứa trong máy có
đủ không. Đồng hồ chỉ thị mức dầu lắp trên vách thùng dầu phụ có “vạch mức báo
dầu theo nhiệt độ " từ 250 đến 500. Mức dầu được báo theo nhiệt độ của môi trường.
Khi đổ dầu bổ xung vào máy phải căn cứ vào nhiệt độ môi trường tại thời điểm đổ dầu
để xác định mức dầu đã đủ chưa. Khi vận hành nếu phát hiện thiếu dầu thì phải bổ
xung kịp thời, Nếu mức dầu vượt quá mức vạch 50 0 thì phải rút bớt dầu trong điều

kiện nhiệt độ ở mức cao nhất. Nếu bổ xung dầu mà đồng hồ báo mức dầu không thay
đổi cần phải kiểm tra xem có bị tắc đường ống dẫn không. Khi nạp dầu vào máy biến
áp người ta thường dùng máy hút chân không kết hợp với quá trình gia nhiệt để ngăn
ngừa không khí ẩm xâm nhập 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).


Hình 6.14 Mô phỏng cấu tạo bình dầu phụ
1Thùng dầu phụ 1.
1 ’- Thùng dầu phụ 2.
2Màng túi cao su chịu dầu.
3Van xả khí.
4Bình thở.
5Đồng hồ báo mức dầu.
6Relay ga
7Relay dòng dầu
8Thùng dầu bộ công tắc K
9Van xả dầu bẩn

5. Bình thở:
Thùng dầu (4) được liên hệ với môi trường
không khí bên ngoài qua bình thở để cân bằng áp suất, nếu không thông qua bình thở
thì dầu sẽ bị nhiễm ẩm và bẩn. Bình thở có vai trò ngăn không cho hơi ẩm và chất bẩn
xâm nhập vào máy biến 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 hạt hút ẩm. Không khí ẩm trước khi qua hạt silicazen sẽ bị cản lại và lọc qua dầu
ở đáy bình hút ẩm. Với những máy biến áp có công suất lớn điện áp cao còn có thêm
bình lọc dầu tại chỗ. Bình lọc dầu tại chỗ vừa lọc ẩm vừa lọc axit hoà tan thường

xuyên có trong dầu. Lượng Silicazen chứa trong bình >100kG. Silicazen có màu xanh
nhạt hoặc màu trắng đục, khi bị chuyển màu sang màu hồng hoặc trong suốt là phải
thay vì lúc đó Silicazen đã bị bão hoà. Nếu không có bình thở hoặc 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 6.15 Cấu tạo bình thở

Hình 6.16 Bình lọc dầu tại chỗ

6. Van phòng nổ:
Van phòng nổ thường được lắp ở MBA 110kV của Liên xô Loại T^TH - 25000kVA,
AT^Ị 1TH- 125MVA-220kV để chống nổ thùng dầu máy biến áp. Khi sự cố, nếu áp
lực bên trong thùng dầu chính thay đổi đột ngột lớn hơn khoảng 2,5kG/cm 2 van phòng
nổ sẽ làm việc, lúc này nắp van bị áp lực dầu đẩy ra từ bên trong bằng một lực F1. Lực
F1 tác dụng vào lò so chịu nén một lực F2, khi lực F1 thắng được lực kéo của lò so
chịu kéo F2 thì van sẽ mở ra, dầu BA sẽ phụt ra qua van an toàn. Khi áp lực bên trong
máy biến áp giảm xuống van an toàn trở lại trạng thái đóng (hình 6.17).


Nắp van an toàn

"■ ’ V
S. s
■1
■1

Lò so
chịu kéo

" 1 " ---

£5 ■ J
■■“

ề

I

- F1: Áp lực Lò so
dầu
chịu nén

tác dụng lên mặt
trong của nắp
van an toàn.
- F2: Lực nén.
- F3: Lực kéo.

Dầu BA
trong thùng dầu chính

Hình 6.17 Van phòng nổ
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 van cánh bướm đặt ở
trên và dưới dàn cánh tản nhiệt.
Cánh tản nhiệt làm việc theo nguyên tắc đối lưu, khi có sự chênh lệch nhiệt độ giữa
lớp dầu phía trên và dưới thì dầu có nhiệt độ cao sẽ đảo lên trên và dầu có nhiệt độ thấp

lại chuyển xuống dưới. Cánh dầu có tác dụng làm tăng khả năng tiếp xúc của dầu với
môi trường không khí tự nhiên. Để tăng hiệu quả tản nhiệt người ta dùng thêm quạt
gió, dùng bơm dầu cưỡng bức để tăng tốc độ đối lưu của dầu (hình 6.1).
8. Đồng hồ đo nhiệt độ:
Các đồng hồ đo nhiệt độ được đặt chung trong một tủ điện cạnh máy biến áp để
kiểm tra nhiệt độ lớp dầu trên cùng và nhiệt độ của các cuộn dây. Khi nhiệt độ lớp dầu
trên cùng đến 550C thì bộ rơ le tự động khởi động hệ thống quạt gió bắt đầu làm việc.
khi nhiệt độ hạ xuống dưới mức 55 0C thì hệ thống quạt gió ngừng hoạt động (hình
6.18).


123456789-

Kim chỉ thị nhiệt độ.
Kim chỉ thị mức giới hạn
Đầu luồn cáp
Kẹp bắt cố định vào MBA
Tiếp điểm
Vít để thay đổi mức giới hạn
Mặt đồng hồ
Ống mao dẫn
Cảm biến nhiệt

Hình 6.18 Đồng hồ đo nhiệt độ mức dầu trên cùng của MBA
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 tạo đặc biệt,
được tăng cường cách điện bằng nhiều tán sứ, tán sứ rộng và chiều cao sứ lớn hơn
mức bình thường. Sứ đầu vào gồm có hai loại: Loại sứ kiểu tụ điện và kiểu không tụ
điện. Loại sứ kiểu tụ điện được dùng phổ biến trong máy biến áp 110kV, 220kV là sứ

có phần cách điện bên trong bằng giấy tẩm dầu, lại sứ này được phân làm hai loại:
Loại sứ áp lực và loại không áp lực. Loại sứ có áp lực là dầu cách điện được nén áp
lực vào bên trong sứ, trên đỉnh sứ có lắp bộ dãn 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 so với đường cong tới hạn AB là 0,5kG/ cm2 (hình 6.20)
thì phải cắt điện MBA. Loại sứ không áp lực là dầu nạp vào bên trong sứ không có áp
lực, phía trên cùng cũng có một khoang dãn nở dầu. Loại sứ kiểu không tụ điện là chỉ
có cách điện bằng sứ và chất cách điện lỏng.

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 tgỗ của sứ. 7- Phần dưới của sứ ngâm trong dâù


Hình 6.20 Sự phụ thuộc của áp lực
sứ vào nhiệt độ môi trường N
không khí xung quanh.

Loại sứ: r MTA . 45. 110/630T1 r
MTE . 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.
-60 -50 -40 -30 -20 -10 ũ 10 20 30 40

trt.
ũC

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 ngâm trong dầu biến áp. Tại
các chân đỡ sứ đầu ra máy biến áp đều đặt 1 cái vít xả khí còn gọi là vít xả Air. Các
bọt khí “Air” thường tồn tại trong thùng dầu chính trong quá trình nạp dầu máy biến
áp vì vậy phải xả hết bọt khí trước và sau khi đóng điện cho đến khi không còn tín
hiệu gas nhẹ trong thùng dầu.
11. Các van dầu:
Các van dầu làm nhiệm vụ nạp dầu vào và xả dầu ra. Các van thường được bố trí ở
nhiều nơi như thùng dầu chính, thùng dầu phụ, trên các dàn cánh tản nhiệt, trên thùng
dầu chứa bộ điều chính điện áp dưới tải... Tuỳ theo chức năng mà các van dầu có kích
thước cấu tạo khác nhau, các van lắp vào thùng dầu chính thường to, các van khác
thường nhỏ hơn. Trong quản lý vận hành các van dầu có vai trò quan trọng, cần phải
thường xuyên theo dõi tình trạng làm việc của các van, nếu một trong các van bị kẹt,
gẫy hỏng hoặc rò rỉ dầu cần phải sửa chữa 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 nhanh do đó dầu
công tắc k phải có ngăn riêng. Khi xảy ra phóng điện trong thùng dầu công tắc K thì
áp lực dầu tăng lên thổi ngược theo đường ống tác động vào relay dòng dầu, rơ le
dòng dầu khởi động gửi tín hiệu đi cắt điện 3 phía MBA. Trên


relay có đặt một lỗ kính quan sát vị trí làm việc và mức dầu trong rơ le, khi relay
tác động con bài đỏ sẽ hiển thị trên cửa sổ lỗ kính quan sát. Trên nắp relay có hai nút
nhấn: một nút thử tác động và một nút giải trừ, sau khi tác động relay vẫn giữ nguyên
trạng thái nên trước khi đóng điện phục hồi máy biến áp ta phải nhấn nút giải trừ để
phục hồi lại chế độ ban đầu của relay (hình 6.21).

cliièu dòns đàu tư tilling dâu phụ XUỎ113

bò coil® tac K

Hình 6.21 Relay dòng dầu
13. Relay gas:
Relay gas (hình 6.22) có cấu tạo bên ngoài gần giống như relay dòng dầu, nó được
lắp trên đường ống dẫn dầu từ một khoang riêng của thùng dầu phụ xuống thùng dầu
chính. Relay gas có chức năng là bảo vệ chính của máy biến áp. Trong relay có hai
quả phao gắn với hai cặp tiếp điểm điện, hai quả phao có dạng hình cầu rỗng đường
kính « 4cm; 6cm thường được làm bằng đồng vàng dát mỏng hàn kín hoặc được đúc
bằng nhựa chịu dầu mầu trắng sữa treo ở hai vị trí trong hộp relay có độ cao thấp khác
nhau. Bình thường cả hai cặp tiếp điểm điện đều hở mạch, khi có hư hỏng (phóng
điện, chập vòng dây.) thì trong thùng dầu chính sẽ sinh ra khí, khí theo ống dẫn dầu
lên relay gas đẩy 2 phao chìm xuống. Nếu có bọt khí trong relay làm chìm phao phía
trên thì cặp tiếp điểm điện thứ nhất đóng đi phát tín hiệu “gas nhẹ”. Trạng thái này
cũng thường xảy ra ngay sau khi nạp dầu đóng điện lần đầu vì bọt khí tồn tại trong
thùng dầu chính sẽ chuyển dần lên trên và tích tụ trên relay gas, nhân viên trực vận
hành cần phải theo dõi liên tục để xả khí. Khi có phóng điện bên trong thùng dầu
chính thì áp lực gas trong thùng dầu chính sẽ đẩy ngược trở lại thùng dầu phụ làm
chìm cả hai quả phao vừa báo tín hiệu vừa đưa tín hiệu đi cắt điện 3 phía máy biến áp.
Relay gas loại mới còn làm thêm một vách ngăn nhỏ, khi có dòng dầu chạy nhanh từ
thùng dầu chính đi ngược lên thùng dầu phụ và đập vào vách ngăn thì tiếp điểm cũng
đóng và đi tác động cắt điện 3 phía máy biến áp. Trên rơ le có đặt một lỗ kính quan
sát và có 2 nút nhấn dùng khi thí nghiệm hiệu chỉnh mạch bảo vệ MBA: một nút tác


động ga nhẹ và một nút đi tác động cắt máy cắt, ngoài ra còn có một nút xả khí “Air”
dùng để xả và lấy mẫu khí để làm thí nghiệm (hình 6.22).

Hình 6.22 Cấu tạo Relay gas
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 thùng dầu chính,
lúc này tiếp điểm của relay rơ le đóng gửi tín hiệu đi cắt điện 3 phía của máy cắt.
Các máy biến áp 110kV, 220kV có công suất lớn thường được trang bị relay áp lực.
Trên thân relay có gắn một biển chỉ dẫn báo vị trí làm việc của relay (hình 6.23).
Hộp tiếp điẻin


Hình 6.23 Relay áp lực
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:
Bộ điều chỉnh điện áp có nhiệm vụ điều chỉnh số vòng dây của cuộn dây sơ cấp cho
phù hợp điện áp đầu nguồn để giữ cho điện áp phía đầu ra của máy biến áp đạt định
mức. Mục đích của việc điều chỉnh điện áp là hạn chế được quá điện áp và hạn chế
được tình trạng kém áp của máy biến áp, giảm được nguy cơ sự cố do quá điện áp và
giảm được tổn thất điện năng cho lưới điện. Trong máy biến áp thường dùng thêm bộ
điều chỉnh điện áp 3 pha kiểu quay bằng tay có từ 3 đến
5 đầu phân nấc đặt ở cuộn dây trung áp 22kV, 35kV...............Bộ điều chỉnh điện áp
không tải có hình trụ nhiều tầng, tiếp điểm 3 pha xếp chồng nhau và cùng chung một
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, lưỡi dao nằm cố định
bên ngoài, má dao động nằm trong. Khi làm việc má động quay theo một góc đã định
để tiếp xúc với lưỡi dao. Trong vận hành để đảm bảo an toàn mỗi lần thay đổi phân
nấc bắt buộc phải cắt điện máy biến áp để kiểm tra tiếp xúc bằng đồng hồ vạn năng và
cầu đo điện trở một chiều. Với các máy biến áp khô thì các bộ phân áp được chế tạo
riêng cho từng pha. Các bộ đổi nối điều chỉnh phân áp thường đặt ở các vị trí dễ quan
sát, thông thường nó gắn ngay bên ngoài cuộn dây dưới dạng các cầu đấu dây.
6.1.2.2. Cấu tạo và nguyên lý làm việc bộ điều chỉnh điện áp kiểu mang tải:
Tất cả các máy biến áp có yêu cầu ổn định về điện áp đều phải lắp bộ tự động điều
chỉnh điện áp. Bộ điều chỉnh điện áp kiểu mang tải đặt ở phía cuộn dây sơ cấp có cấu

tạo đặc biệt cho phép điều chỉnh được điện áp ngay cả khi máy biến áp đang mang tải
lớn. Vì các bộ điều chỉnh điện áp này đều được chế tạo theo kiểu phân nấc nên chỉ
điều chỉnh được điện áp gần bằng định mức. Bộ điều chỉnh điện áp dưới tải 3 pha
thường được chế tạo 19 nấc (115± 9x 1,78%) trong đó nấc số 10 là nấc định mức. Các
bộ điều chỉnh điện áp dưới tải có thêm một dao đảo chiều 3 pha có tác dụng đảo ngược
chiều cực tính cuộn dây điều chỉnh làm cho từ thông của "cuộn dây điều chỉnh" ngược
với chiều từ thông của "cuộn dây chính", mục đích để giảm bớt được một nửa số vòng
cuộn dây điều chỉnh, tăng được gấp đôi số đầu nấc phân áp.
Bộ điều chỉnh điện áp kiểu mang tải có tên gọi là bộ điều chỉnh điện áp dưới tải
(ĐCĐADT). Có nhiều loại bộ ĐCĐADT do nhiều hãng sản xuất, mỗi loại có một cấu
tạo riêng:
• Loại PC-3, PC4, PC9 dùng cho các MBA 25MVA - 110kV.
• Bộ ĐAT của hãng ABB như loại UCGRT 650/400C dùng cho các MBA
125kVA- 220kV, loại UZERN 380/300, UZERN 380/150 dùng cho các MBA
110kV, 220kV.


•

Bộ ĐAT của hãng MR như các loại kiểu M, MS. dùng cho các MBA 110kV,
220kV.
1. BộĐAT PC-3, PC4, PC9:
a. Cấu tạo:
Gồm có 2 phần:
- Bộ công tắc P còn gọi là dao lựa chọn làm nhiệm vụ chọn trước phân nấc điện áp
của máy biến áp. Bộ công tắc P nằm trong thùng dầu chính ngay bên cạnh máy biến
áp, các đầu dây của cuộn dây điều chỉnh máy biến áp được đấu vào công tắc P. Bộ tiếp
điểm lựa chọn gồm có 3 bộ: bộ lựa chọn chẵn, bộ lựa chọn 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 5 tiếp

điểm tĩnh X1, X3, X5, X7, X9 và một tiếp điểm động. Tiếp điểm tĩnh được nối với
cuộn dây điều chỉnh, còn 2 bộ tiếp điểm động được nối với bộ dập lửa bằng điện trở.
- Bộ công tắc K còn gọi là bộ công tắc dập lửa nằm trong một thùng dầu riêng chứa
khoảng 100 lít dầu cách điện có vai trò tương tự như một máy cắt điện. Bộ công tắc K
gồm 13 cặp tiếp điểm, trong đó có 1 cặp tiếp điểm chung đi ra sứ trung tính. Các tiếp
điểm của công tắc K có cấu tạo hình khối chữ nhật, khi làm việc các tiếp điểm tạo ra
tiếp xúc mặt. Mỗi pha của bộ công tắc K có 4 cặp tiếp điểm, từng đôi cặp tiếp điểm có
lắp điện trở hạn chế chịu được dòng điện đi qua từ 200A đến 800A còn gọi là điện trở
dập lửa. Tiếp điểm đầu và cuối bộ công tắc K được đấu vào 2 trung điểm của dao lựa
chọn chẵn, lẻ sau đó đi ra đầu sứ trung tính.
b. Nguyên lý làm việc:
Bộ ĐAT 110kV có thể làm việc tự động hoặc bằng tay. Bộ ĐAT được chế tạo có
nhiều kiểu dáng khác nhau, các tiếp điểm thường làm việc theo nguyên lý tiếp xúc
kiểu đóng thẳng. Mỗi bộ đều có một cơ cấu truyền động riêng.
Thuyết minh hành trình làm việc (hình 6.24):
Khi làm việc thì dao lựa chọn P chuyển động trước để chọn đầu phân nấc điện áp
mới, sau đó bộ tắc K mới chuyển động. Đầu cực chung của dao lựa chọn hệ lẻ
(1,3,5,7,9) được đấu vào cực chính 32, đầu cực chung của dao lựa chọn hệ chẵn
(2,4,6,8,10) được đấu vào cực chính 31 (với pha A sẽ mang tên là 31A; 32A, với pha
B mang tên là 31B; 32B, với pha C có tên là 31C; 32C). Công tắc K chuyển động theo
cơ cấu kiểu cu lít “biến chuyển động quay thành chuyển động thẳng”. Bộ công tắc K
có tốc độ làm việc cực nhanh từ 45miligiây đến 50miligiây chịu được dòng điện ngắn
mạch tạm thời từ 200 đến 600A. Thời gian ngắn mạch từ 0,1 đến 6miligiây, đây là thời
gian hai tiếp điểm chẵn lẻ thuộc dao lựa chọn P cùng đóng một lúc và tiếp điểm đầu
cuối của công tắc K bị nối tắt gây ra ngắn mạch các vòng dây của hai nấc điều chỉnh
phân áp, năng lượng xuất hiện trong thời gian ngắn mạch sẽ tiêu hao qua 6 điện trở.
Sáu điện trở này có trị số bằng nhau R=4Q^ 8 Q. Nhiệt lượng sinh ra tại thời điểm


ngắn mạch sẽ tản nhanh ra trong dầu.

Giả sử máy biến áp đang làm việc nấc 2, như vậy tiếp điểm số 2 của pha A đang nối
vào cực 31-A, nấc số 1 đang nối vào cực 32-A. Muốn chuyển về nấc 3 thì dao chọn
bên lẻ phải chuyển từ nấc 1 về nấc 3 trước, sau đó công tắc K bật về 32-A. 6 điện trở R
giống nhau dùng để hạn chế dòng điện ngắn mạch tại thời điểm nấc 3 và nấc 2 của
cuộn dây điều chỉnh bị chập tắt, lúc này các điện trở R đóng vai trò phụ tải.
Bộ công tắc P và K dùng chung một bộ truyền động. Tất cả các chuyển động của bộ
điều chỉnh điện áp dưới tải đều thực hiện bằng truyền động cơ khí theo một hành trình
đã được định sẵn. Một lò xo thế năng nằm ở phía dưới bộ công tắc K sẽ quay rất nhanh
(45^50m giây) bộ công tắc K khi dao lựa chọn P làm việc xong.

Hình 6.24 Sơ đồ nguyên lý của bộ điều chỉnh điện áp dưới tải 1 pha kiểu PC