bộ câu hỏi ôn tập Nâng cao hiệu quả truyền tải và cung cấp điện

Nâng cao hiệu quả truyền tải và cung cấp điện

Câu hỏi thi

1

Câu hỏi 1:
Trình bày về relay dòng dầu bảo vệ bộ điều chỉnh điện áp dưới tải?
Đáp:
Tất cả bộ điều chỉnh điện áp dưới tải đều dùng relay dòng dầu (relay Oil flow)
được lắp trên đường ống dẫn dầu từ bình dầu phụ xuống thùng dầu chứa bộ tiếp điểm
dập hồ quang của bộ OLTC, nó dùng để bảo vệ cho máy biến áp khi có hư hỏng bộ
OLTC. “Thùng dầu phụ phải có khoang riêng để dầu bẩn của ngăn chứa bộ tiếp điểm
dập hồ quang không tràn sang thùng dầu chính”.
Khi có phóng điện bên trong bộ dập hồ quang, áp lực hình thành và đẩy lên trên
bình chứa dầu phụ qua đường ống dẫn dầu. lúc đó có dòng dầu phụt mạnh từ thùng
dập hồ quang lên trên làm cho relay dòng dầu tác động đóng tiếp điểm gửi tín hiệu đi
cắt máy cắt các phía máy biến áp.
Mặt trước relay dòng dầu có 1 ô kính để có thể quan sát vị trí làm việc của relay
trong relay. Khi relay dòng dầu đã tác động thì con bài mầu đỏ hiện lên trên ô kính
của relay.
Trên nắp relay có 2 nút: một nút để thử tác động và một nút giải trừ, sau khi relay
tác động hoặc khi thử nó sẽ tự giữ do có nam châm vĩnh cửu, vì vậy trước khi đưa
máy trở lại làm việc phải nhấn vào nút giải trừ.
Nút giải trừ

Nút thử tác động
Hướng lên thùng dầu phụ

Câu hỏi 2:
Trình bày cấu tạo và nguyên lý làm việc của bộ điều chỉnh điện áp dưới tải 110kV

UZERN – 380/150
(cho biết bản vẽ sơ đồ nguyên lý bộ điều áp dưới tải 110kV UZERN – 380/ 150)
Đáp:
1. Cấu tạo:
Bộ điều chỉnh điện áp dưới tải UZERN – 380/150 có kiểu đấu dây hình Y chịu
được điện áp xung là 380kV có dòng điện max liên tục là 150A. Bộ này được bố trí
trong một khoang riêng bên ngoài thùng dầu chính máy biến áp. Dầu của khoang ĐAT
và khoang thùng MBA ngăn cách nhau và được nối thông với 2 khoang dãn nở riêng
trên thùng dầu phụ. Mỗi pha của bộ ĐAT gồm có bộ tiếp điểm lưạ chọn, bộ tiếp điểm
đảo. Từ bộ đảo và bộ chọn có các đầu dây nối tới sứ xuyên nằm ở vách ngăn cách giữa
khoang thùng MBA và khoang ĐAT, các sứ xuyên này nối tới các vòng dây quấn của
các cuộn dây MBA. Bộ ĐAT dùng cho các MBA 25MVA - 110kV trở lên có điện áp
điều chỉnh 115  9x 1,78%, có 19 nấc điều chỉnh và 3 nấc trung gian 9a,10a, 11a. Nấc
9a, 10a, 11a cùng điện áp, nấc 10 và 10a là nấc định mức. Sau khi nạp dầu vào khoang
ĐAT phải tạo một khoảng đệm không khí trên đỉnh khoang ĐAT để tránh áp lực đột
ngột khi bộ ĐAT chuyển nấc có tải trong vận hành.


Nâng cao hiệu quả truyền tải và cung cấp điện

2

Câu hỏi thi

2. Nguyên lý làm việc:
Bộ tiếp điểm lựa chọn H (tiếp điểm động) gồm có 3 tiếp điểm (1 tiếp điểm chính và 2
tiếp điểm chuyển tiếp). Tiếp điểm chính mở trước đóng sau tiếp điểm chuyển tiếp và hai
điện trở hạn chế M1, M2. Tiếp điểm đảo gồm tiếp điểm động R và hai tiếp điểm tĩnh 12,
14.
Tiếp điểm lựa chọn tĩnh gồm có 12 tiếp điểm tính từ 1 đến 12 trong đó có tiếp điểm 1,

2 và 10,11 nối với nhau, kích thước của tiếp điểm 12 tương đương với 2 tiếp điểm. Trên
hình vẽ MBA đang vận hành ở nấc 10 tiếp điểm đảo đang nối
với 12 sang 13, tiếp điểm lựa chọn H đang tiếp xúc với tiếp điểm 12, mạch điện đi như
sau: từ cuộn dây chính
tiếp điểm 12
H
15
N
Như vậy ở nấc này chỉ có cuộn dây chính tham gia (đây là nấc định mức), nếu tiếp tục
tăng tới nấc 10 (cũng là nấc định mức) dòng điện đi từ cuộn dây chính
12
H
15
N, đồng thời lúc này tiếp điểm đảo chiều chuyển từ 12
13 thành 12
14
để đảo chiều từ thông của cuộn dây điều chỉnh.
Nếu tiếp tục chuyển tới nấc tiếp theo là nấc 11, lúc này tiếp điểm lựa chọn sẽ chuyển
sang tiếp xúc với tiếp điểm 1, mạch điện sẽ như sau:
từ cuộn dây chính
12
14
đi ngược chiều cuộn dây điều chỉnh
2
1
H
N. Quá trình tiếp tục chuyển như vậy đến nấc 19.
Hoạt động của bộ lựa chọn động:
Giả sử MBA đang vận hành ở nấc 1, ta muốn chuyển nấc từ nấc 1 đến nấc 2 quá trình
diễn ra theo 5 bước:

Cuộn dây chính

Cuộn dây
điều chỉnh

Sơ đồ nguyên lý bộ điều áp dưới tải 110kV UZERN – 380/ 150


Nâng cao hiệu quả truyền tải và cung cấp điện

3

Câu hỏi thi

Bước 1: Lúc đầu tiếp điểm động H đang tiếp xúc với
tiếp điểm tĩnh 1 bằng tiếp điểm chính (toàn bộ dòng đi
qua tiếp điểm chính)

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

Bước 3: Tiếp điểm M1 tiếp xúc với tiếp điểm tĩnh 2,
lúc này dòng điện đều đi qua cả 2 tiếp điểm 1 và 2,
khi đó cuộn dây điều chỉnh bị nối tắt và điện trở M1,
M2 có tác dụng hạn chế dòng ngắn mạch.

Bước 4: Tiếp điểm M2 tách ra lúc này dòng điện đi
qua M1 (dòng tải đã chuyển hoàn toàn sang nấc 2).
Bước 5: Tiếp điểm chính tiếp xúc với tiếp điểm tĩnh 2

và tiếp điểm chuyển tiếp tách ra, như vậy dòng điện đã
đi qua tiếp điểm chính. Quá trình chuyển nấc của tiếp
điểm chọn lựa đã hoàn thành.
Câu hỏi 3:
Hãy nêu sự khác nhau cơ bản giữa bộ điều chỉnh điện áp dưới tải và bộ điều chỉnh
điện áp không tải? Quản lý vận hành bộ điều chỉnh điện áp dưới tải?
Đáp:
Trong vận hành, các máy biến áp lực cần phải duy trì điện áp đầu ra đạt định mức
bằng cách tăng hoặc giảm đầu phân nấc của bộ điều chỉnh điện áp. Trong thực tế thường
sử dụng 2 loại bộ điều chỉnh điện áp: OLTC, NLVR.
Hai loại OLTC, NLVR có nhiều điểm khác nhau:
- Bộ điều chỉnh điện áp có tải có tên gọi quy ước là “Bộ điều chỉnh điện áp dưới tải”
ký hiệu là OLTC (On Load Tap Changer) có cấu tạo phức tạp được dùng trong
những máy biến áp có công suất lớn, điện áp cao (điện áp 110kV trở lên) hoặc với
những máy biến áp đặc biệt có yêu cầu ổn định điện áp. Bộ OLTC có thể hoạt động
được ngay cả khi máy biến áp mang tải lớn, mỗi khi có dao động điện áp phía đầu
vào bộ OLTC sẽ tự động chuyển đổi đầu phân nấc của máy biến áp. Bộ OLTC có
hai bộ tiếp điểm: Tiếp điểm dao lựa chọn và tiếp điểm dập lửa, tiếp điểm dao lựa


Nâng cao hiệu quả truyền tải và cung cấp điện

4

Câu hỏi thi

chọn nằm trong thùng dầu chính nhưng tiếp điểm dập lửa lại nằm ở một
khoang riêng và được ngâm trong dầu biến áp hoặc được đặt trong buồng chân
không. Trong khi đang có sự cố đường dây thì bộ OLTC không được phép hoạt
động. Bộ OLTC thường có nhiều nấc phân áp (thường là 17, 19 nấc) do đó máy

biến áp có dải điều chỉnh điện áp tương đối rộng và điện áp phía đầu dây ra luôn
đạt trị số định mức. Hàng năm phải thí nghiệm định kỳ bộ OLTC: Chụp sóng
“bằng máy Chụp sóng TM1600”, đo đồ thị vòng.
- Bộ điều chỉnh điện áp không tải ký hiệu là NVTC (No Voltage Tap Changer ) có
cấu tạo đơn giản “kiểu trục quay thanh kéo”. Bộ điều chỉnh điện áp không tải
thường được chế tạo ít đầu phân nấc (thường là 3, 5, 7 nấc) được đặt trực tiếp trong
thùng dầu chính. Nếu muốn chuyển nấc ta phải cắt điện máy biến áp, ngay sau đó
phải kiểm tra tiếp xúc của phân nấc, nếu tốt mới được phép đóng điện trở lại. Việc
kiểm tra điện trở tiếp xúc của đầu phân nấc được thực hiện bằng cầu đo điện trở
một chiều và đồng hồ mêgômmét. Nếu điểm tiếp xúc kém thì trị số đo điện trở tiếp
xúc tăng lên và giữa các pha sẽ có điện trở tiếp xúc không đều nhau. Nếu điểm tiếp
xúc hở bị thì điện trở tiếp xúc lớn bằng vô cùng (R tx = ). Trong vận hành bộ
NVTC thường đặt cố định ở một nấc phân áp nên điện áp trên đầu dây ra của máy
biến áp không ổn định, điện áp đầu ra của máy biến áp chỉ đạt gần điện áp định
mức.
Quản lý vận hành bộ điều chỉnh điện áp dưới tải:
Bộ điều chỉnh điện áp dưới tải của máy biến áp hoạt động thường xuyên, một ngày
có thể làm việc đến 20 lần. Tại thời điểm xảy ra ngắn mạch thì bộ điều chỉnh điện áp
không làm việc. Bộ điều chỉnh điện áp dưới tải có tuổi thọ khoảng 30 đến 50 năm tương
ứng với 50.000 lần làm việc nhưng trong thực tể do không làm tốt công việc vệ sinh bảo
dưỡng thường xuyên nên tuổi thọ bị giảm đi. Vì vậy phải thực hiện nghiêm ngặt chế độ
theo dõi thời gian hoạt động của chúng. Với bộ công tắc K ngâm trong dầu và làm việc
trong chế độ ngắn mạch nên dầu cách điện thường bị bẩn và bị hoá già rất nhanh. Trung
bình sau 6 tháng vận hành tương ứng với 3600 lần 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. Với bộ vacutapchanger, do các tiếp điểm đặt trong chân không
nên sau 3 ÷ 5 năm vận hành mới phải thay dầu.
Câu hỏi 4:
Trình bày nguyên tắc điều chỉnh điện áp máy biến áp bằng bộ điều chỉnh điện áp
không tải? Vẽ sơ đồ nguyên tắc điều chỉnh điện áp MBA và giải thích sơ đồ?

Đáp:
Bộ điều chỉnh điện áp không tải NVTC (No Voltage Tap Changer ) có cấu tạo đơn
giản, nếu đang mang điện mà chuyển nấc phân áp sẽ hở mạch gây ra hồ quang tại điểm
tiếp xúc.
Muốn điều chỉnh được điện áp thì phải có thêm cuộn dây điều chỉnh, cuộn dây điều
chỉnh được nối tiếp với cuộn dây chính và được chia thành nhiều cuộn dây nhỏ có số
vòng bằng nhau tạo thành các phân nấc, số lượng đầu phân nấc tùy thuộc vào yêu cầu
điều chỉnh điện áp của từng loại máy biến áp thường là 3, 5, 7 đầu phân nấc. Các tiếp


Nâng cao hiệu quả truyền tải và cung cấp điện

Câu hỏi thi

5

điểm của bộ điều chỉnh điện áp được đấu vào các phân nấc của cuộn dây điều chỉnh,
thông thường số vòng dây mỗi phân nấc bằng (± 1.75% ÷  2,5% ) số vòng dây cuộn
dây chính. Việc chuyển nấc phân áp chỉ được phép thực hiện khi máy biến áp không
mang điện, để đảm bảo tiếp xúc tốt cần phải đo lại điện trở tiếp xúc bằng đồng hồ mê
gôm mét và cầu đo điện trở 1 chiều.
Điện áp và số vòng dây có quan hệ tỉ lệ thuận:
kU =

U 1 W1

U 2 W2

Khi thay đổi nấc phân áp sẽ làm tăng hoặc giảm được số vòng cuộn dây MBA, nếu
điện áp của nguồn giảm thấp thì phải tăng nấc phân áp lên đồng nghĩa với việc giảm số

vòng cuộn dây sơ cấp. Ngược lại khi điện áp nguồn tăng lên thì phải hạ nấc phân áp
xuống đồng nghĩa với việc tăng số vòng cuộn dây sơ cấp.
0

A

B

C
Cuộn dây chính

Cuộn dây điều chỉnh
DLCA

DLCB

DLCC

Sơ đồ nguyên tắc điều chỉnh điện áp MBA 3 pha cuộn dây đấu sao Y
Giải thích sơ đồ:
Đây là sơ đồ nguyên tắc điều chỉnh điện áp kiểu không tải có 7 đầu phân nấc.
Trên sơ đồ biểu thị:
 Ba cuộn dây có đặt bộ điều chỉnh điện áp được đấu sao có dây trung tính.
 Mỗi pha gồm có một cuộn dây chính và một cuộn dây điều chỉnh nối tiếp nhau.
 Bộ phân nấc có 7 nấc phân áp (1 nấc cơ bản, 3 nấc tăng và 3 nấc giảm)
 Bộ chuyển nấc máy biến áp còn gọi là dao lựa chọn (DLCA, DLCB, DLCC) được
đấu vào các đầu phân nấc máy biến áp.
 Các dao lựa chọn DLC được đấu chung với nhau và đi ra sứ trung tính.

Nâng cao hiệu quả truyền tải và cung cấp điện

Câu hỏi thi

6

A

C

B

Cuộn dây chính

Cuộn dây điều chỉnh
DLCA

DLCB

DLCC

Sơ đồ nguyên tắc điều chỉnh điện áp MBA 3 pha cuộn dây đấu sao 
Giải thích sơ đồ:
Đây là sơ đồ nguyên tắc điều chỉnh điện áp không tải có 7 đầu phân nấc.
Trên sơ đồ biểu thị:
 Ba cuộn dây có đặt bộ điều chỉnh điện áp được đấu tam giác .
 Mỗi pha gồm có một cuộn dây chính và một cuộn dây điều chỉnh nối tiếp nhau.
 Bộ phân nấc có 7 nấc phân áp (1 nấc cơ bản, 3 nấc tăng và 3 nấc giảm).
 Bộ chuyển nấc máy biến áp còn gọi là dao lựa chọn (DLCA, DLCB, DLCC) được
đấu vào các đầu phân nấc máy biến áp.

 Các dao lựa chọn (DLC) được phía cuộn dây điều chỉnh.
 Điểm cuối của các DLC được đấu vào đầu cuộn dây chính của pha bên (theo sơ
đồ đấu dây ).
Câu hỏi 5:
Trình bày nguyên tắc điều chỉnh điện áp máy phát điện bằng bộ AVR, thyristo dùng
nguồn điện xoay chiều 12 pha?
Đáp:
Bộ tự động điều chỉnh điện áp điện áp “AVR - automatic voltage regulator” có vai
trò duy trì điện áp định mức trên đầu cực máy phát điện. Nguyên tắc điều chỉnh điện áp
của máy phát là điều chỉnh dòng điện kích thích một chiều trên cuộn dây kích thích của
máy phát.


Nâng cao hiệu quả truyền tải và cung cấp điện

Câu hỏi thi

7

TU

AVR

PHC

Sơ đồ nguyên lý của mạch điện
điều chỉnh điện áp bằng bộ AVR

G

KT

Trên hình :
 G là cuộn dây stato.
 KT là cuộn dây kích thích của rô to.
 AVR bộ tự động điều chỉnh điện áp
 TU của máy phát cung cấp nguồn tín hiệu điện áp cho bộ AVR.
 Các Thyristor được đấu theo sơ đồ chỉnh lưu 12 pha có điều khiển.
 Nguồn điện xoay chiều có Diode công suất lớn 12 pha cung cấp cho bộ chỉnh
lưu.

Cấu tạo của thyristor
Thyristor thực chất là Diode công suất có điều khiển, nó cho phép dòng điện IDC (từ
0 tới 200A) đi qua. Nếu trên cực điều khiển có tín điện áp kích thích thì Diode sẽ mở
thông cho dòng điện một chiều liên tục đi qua trong suốt thời gian làm việc. Nếu trên
cực kích thích (G) không có tín hiệu điện áp thì Diode sẽ không cho dòng điện đi qua.
Khi thay đổi điện áp sẽ điều chỉnh được cường độ dòng điện IDC.


Nâng cao hiệu quả truyền tải và cung cấp điện

8

Câu hỏi thi

Sơ đồ khối của bộ AVR
Điện áp của máy phát cho phép dao động từ 80% đến 110%. Để điều chỉnh được điện
áp trên AVR được trang bị bộ chỉnh định (90R), Tín hiệu điều khiển được cài đặt sẵn có
thể tự động điều chỉnh được dòng điện kích thích đi qua rotor máy phát. Chỉnh lưu bằng
Thyristor được điều khiển bằng cách đóng mở các xung vào cổng từ PHC (hình dưới).

Hình dưới mô tả mối quan hệ giữa xung điều khiển và dòng điện chạy qua Thyristor.
Tín hiệu xung được đưa vào PHC tạo ra tín hiệu điều khiển mở Thyristor, dòng điện qua
thyristo liên tục ngay cả khi không có xung tác động. Tại thời điểm dòng điện xoay
chiều đi qua điểm 0, dòng điện tắt, nhưng do điện kháng của mạch kích từ lớn nên dòng
điện xung này vẫn “trơn” để kích từ một chiều cho máy phát.

Quan hệ giữa xung điều khiển và dòng điện đi chạy qua Thiristor
Câu hỏi 6:
Trình bày cấu tạo và nguyên lý làm việc của bộ điều chỉnh điện áp dưới tải 110kV - PC
(vẽ sơ đồ nguyên lý bộ bộ điều chỉnh điện áp dưới tải 1 pha kiểu PC)
Đáp:
1. Cấu tạo:


Nâng cao hiệu quả truyền tải và cung cấp điện

9

Câu hỏi thi

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.
2. Nguyên lý làm việc:
Bộ ĐAT 110kV có thể làm việc tự động hoặc bằng tay, tiếp xúc các tiếp điểm kiểu
đóng thẳng.
Thuyết minh:
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
“cơ cấu cơ khí biến chuyển động quay thành chuyển động thẳng”. Bộ công tắc K có tốc
độ làm việc từ 45mS đến 50mS chịu được dòng điện ngắn mạch tạm thời từ 200 đến
600A. Thời gian ngắn mạch từ 0,1 đến 6mS, 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=4 8 . 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
bộ công tắc K khi dao lựa chọn P làm việc xong (45mS ÷50mS).


Nâng cao hiệu quả truyền tải và cung cấp điện

10

Câu hỏi thi

Sơ đồ nguyên lý của bộ điều chỉnh điện áp dưới tải 3 pha kiểu PC
Câu hỏi 7:
Sự khác nhau của relay gas và relay dòng dầu?
Đáp:
Relay gas có hình dáng bên ngoài gần giống như relay dòng dầu, nó được lắp trên
đường ống dẫn dầu từ một khoang riêng ở thùng dầu phụ xuống thùng dầu chính. Relay
gas là bảo vệ chính của máy biến áp. Trong relay gas có hai quả phao gắn với hai cặp
tiếp điểm thủy ngân. Hai quả phao có hình cầu rỗng đường kính  4cm; 6cm thường được
làm bằng lá đồng vàng dát mỏng hoặc được đúc bằng nhựa chịu dầu treo ở hai vị trí và
có độ cao thấp khác nhau, quả phao gas nhẹ đặt cao hơn quả phao gas nặng. 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 nhiều trong relay sẽ làm chìm phao trên cặp tiếp điểm
gas nhẹ chập lại đi báo tín hiệu Trạng thái này thường xảy ra khi đóng điện lần đầu vì
bọt khí tồn tại trong thùng dầu chính sẽ chuyển dần lên trên và tích tụ mặt tháng trên
cùng của relay gas, trong thời gian đóng điện thử nghiệm 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 lên thùng dầu phụ làm chìm cả hai quả phao
vừa báo tín hiệu vừa đưa tín hiệu đi cắt điện các phía máy biến áp. Relay gas loại mới
còn làm thêm một vách ngăn nhỏ, khi có dòng dầu chuyển động 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 2 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


Nâng cao hiệu quả truyền tải và cung cấp điện

Câu hỏi thi

11

một nút đi tác động cắt máy cắt, ngoài ra còn có một nút xả khí còn gọi là nút xả E
”Air”.
Tất cả bộ điều chỉnh điện áp dưới tải đều dùng relay dòng dầu (relay Oil flow), nó
được lắp trên đường ống dẫn dầu từ bình dầu phụ xuống thùng dầu chứa bộ tiếp điểm
dập hồ quang của bộ OLTC dùng để bảo vệ dự phòng cho máy biến áp mỗi khi có hư
hỏng bộ OLTC. “Thùng dầu phụ phải có khoang riêng để dầu của ngăn chứa bộ tiếp
điểm dập hồ quang không vào thùng dầu chính”.
Khi có phóng điện bên trong bộ dập hồ quang, áp lực hình thành và đẩy lên trên bình
chứa dầu phụ qua đường ống dẫn dầu. lúc đó có dòng dầu phụt mạnh từ thùng dập hồ
quang lên trên làm cho relay dòng dầu tác động đóng tiếp điểm gửi tín hiệu đi cắt máy
cắt các phía máy biến áp. Relay dòng dầu chỉ có 1 cặp tiếp điểm.
Mặt trước relay dòng dầu có 1 ô kính để có thể quan sát vị trí làm việc của relay trong
relay. Khi relay dòng dầu đã tác động thì con bài mầu đỏ hiện lên trên ô kính của relay.
Trên nắp relay có 2 nút: một nút để thử tác động và một nút giải trừ, sau khi relay tác
động hoặc khi thử nó sẽ tự giữ do có nam châm vĩnh cửu.

Nút giải trừ

Nút thử tác động

Hướng lên thùng dầu phụ

Câu hỏi 8: Trình bày về relay gas bảo vệ máy biến áp?
Đáp:
Relay gas làm nhiệm vụ chính để bảo vệ máy biến áp, nó được lắp trên đường ống
dẫn dầu từ một khoang riêng ở thùng dầu phụ xuống thùng dầu chính. Trong relay gas
có hai quả phao gắn với hai cặp tiếp điểm thủy ngân. Hai quả phao có hình cầu rỗng
đường kính  4cm; 6cm thường được làm bằng lá đồng vàng dát mỏng hoặc được đúc


Nâng cao hiệu quả truyền tải và cung cấp điện

12

Câu hỏi thi

bằng nhựa chịu dầu treo ở hai vị trí và có độ cao thấp khác nhau, quả phao gas nhẹ
đặt cao hơn quả phao gas nặng. 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 nhiều trong relay
sẽ làm chìm phao trên cặp tiếp điểm gas nhẹ chập lại đi báo tín hiệu Trạng thái này
thường xảy ra khi đóng điện lần đầu vì bọt khí tồn tại trong thùng dầu chính sẽ chuyển
dần lên trên và tích tụ mặt tháng trên cùng của relay gas, trong thời gian đóng điện thử
nghiệm 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 lên thùng
dầu phụ làm chìm cả hai quả phao vừa báo tín hiệu vừa đưa tín hiệu đi cắt điện các phía
máy biến áp. Relay gas loại mới còn làm thêm một vách ngăn nhỏ, khi có dòng dầu
chuyển động 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 2 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 còn gọi là nút xả E ”Air”.

Câu hỏi 9: Sóng hài là gì, nêu những ảnh hưởng của sóng hài trong thống điện?
Đáp:
1- Định nghĩa:
Sóng hài là trường hợp riêng của sóng điều hòa, sóng điều hoà có thể coi là tổng của
các dạng sóng sin mà tần số của nó là bội số của tần số cơ bản, nếu bội số là số nguyên
thì gọi là hài (harmonic) Sóng điều hòa cao tần có dạng không sin là sóng hài (là
Harmonic wave – sóng điều hòa). Ta đã biết rằng bất kì một hàm nào cũng có thể khai
triển Furier thành các thành phần có các bậc từ thấp đến cao, khi phân tích Furier một
hàm không sin ta thu được thành phần sóng cơ bản bậc 1 là hình sin, các thành phần bậc
2 trở lên gọi là các sóng hài, thành phần sóng bậc cao càng nhiều thì hình sin càng méo
và biên độ dao động càng mạnh. Người ta đo độ méo sóng hài bằng một chỉ số gọi là
THD (Total Harmonic Distortion). Các nguồn gây sóng hài là các thiết bị tiêu thụ công
suất không liên tục như: lò hồ quang, chỉnh lưu....
Thí dụ:


Nâng cao hiệu quả truyền tải và cung cấp điện

13

Câu hỏi thi

Một bộ chỉnh lưu có sử dụng thisistor, các thisistor khi đóng cắt sẽ làm điện áp
gián đoạn vì thế tiêu thụ công suất cũng không liên tục, hình sin khi vẽ trên đồ thị sẽ là
hình răng cưa, đấy chính là các sóng không sin, đương nhiên khi đóng cắt Thisistor như
vậy thì dòng chạy trên nhánh đo cũng lúc lớn lúc nhỏ, gây ra sự méo của sóng trong dây
truyền tải.

Thí dụ: Một lò hồ quang hoạt động theo nguyên tắc phóng điện qua các điện cực,
tuy nhiên nó không phóng liên tục như dòng chạy qua dây mà theo từng đợt phóng điện
tử, trong quá trình phóng điện thì điện áp giảm xuống, khi không phóng thì điện áp cao
hơn, sự dao động điện áp này cũng làm méo sóng của mạng.

Sóng hài

Sóng cơ bản
Sóng hài bậc 3 Sóng hài bậc 5

Sóng sin

2- Ảnh hưởng của sóng hài:
Sóng hài gây nguy hiểm đến các thiết bị tiêu thụ, nhất là các thiết bị nhạy cảm như tụ
điện... Mặt khác sóng hài tạo ra các nhiễu loạn trong sử lí thông tin, đóng cắt rơ le....Các
sóng bậc cao không những gây quá áp mà còn gây phát nóng các thiết bị. Với điều kiện
vận hành cân bằng các sóng điều hòa bậc cao có thể chia thành thành phần thứ tự thuận,
nghịch, không:
 Thành phần thứ tự thuận: các sóng điều hòa bậc 4, 7, 11…
 Thành phần thứ tự nghịch: các sóng điều hòa bậc 2, 5, 8…
 Thành phần thứ tự không: các sóng điều hòa bậc 3, 6, 9…
Đối với điều kiện không cân bằng trong các pha như điện áp hệ thống không cân
bằng, tải các pha không đối xứng, mỗi sóng điều hòa có thể xảy ra một trong ba thành
phần thứ tự nói trên. Sóng điều hòa bậc cao ảnh hưởng trực tiếp tới chất lượng lưới điện
và phải chú ý khi tổng sóng điều hòa dòng điện bậc cao cao hơn mức độ cho phép. Sóng
điều hòa dòng điện bậc cao là dòng điện có tần số bằng bội số nguyên lần tần số cơ bản.
Ví dụ: dòng có 250(Hz) trên lưới 50(Hz) là dòng điều hòa bậc 5, dòng có 250(Hz) là
dòng không sử dụng được với các thiết bị trên lưới. Vì vậy nó sẽ chuyển sang dạng
nhiệt năng và gây tổn hao.
Thiết bị lọc sóng hài:

Ta dùng một thiết bị riêng gọi là bộ lọc sóng hài (Harmonic Filter). Nguyên lý của
nó: xoay chiều (50Hz) thành một chiều (lọc một chiều) chuyển thành xoay chiều
(50Hz). Các bộ lọc hiện nay có thể lọc đến sóng hài bậc 50.
3- Vai trò của cuộn cảm và tụ điện:


Nâng cao hiệu quả truyền tải và cung cấp điện

14

Câu hỏi thi

Cuộn cảm đặt ở đầu các đường dây 110kV, 220kV trước khi vào trạm để chặn
sóng điều hòa bậc cao là một thiết bị dùng cho thông tin người ta gọi là tải ba. Người ta
dùng ngay đường dẫn điện 110kV, 220kV để truyền tải tín hiệu thông tin, khi đến trạm
thì tín hiệu sóng thông tin được tách ra, sóng thông tin là sóng cao tần (sóng thông tin có
tần số lớn hơn rất nhiều 50Hz). Sóng cao tần này phát ra từ các thiết bị thông tin. Cuộn
cảm và tụ điện được gọi là là bộ lọc để tách tín hiệu thông tin có tần số cao là bội số
của 50Hz ra khỏi lưới điện. Tụ điện được đấu trước cuộn cảm để tách tín hiệu thông tin
trước khi đi qua cuộn cảm và ngăn không cho dòng điện tần số 50Hz đi qua tụ.
a- Ngăn không cho sóng cao tần đi qua .
Ví dụ: Nếu sóng cao tần có tần số f = 50 kHz, thì người ta sẽ chọn L và C sao cho
XL=XC với f = 50 kHz. Khi đó sẽ xảy ra hiện tượng cộng hưởng mạch LC: điện dẫn
mạch LC bằng 0 hay điện trở của nó lớn vô cùng, sóng cao tần 50 kHz sẽ không vượt
qua nổi điện trở vô cùng của mạch LC. Như vậy, nếu hai đầu dây cao thế có hai bộ thuphát sóng là A và B, thì sóng cao tần chỉ được truyền đi theo đường A-dây cao thế -B và
ngược lại.
b- Đảm bảo cho dòng cao thế 50 Hz truyền qua bình thường.
Khi f = 50 Hz, XL<< XC, XL được chọn trước trong giới hạn cho phép để giảm
tổn thất điện áp trên cuộn L.
c- Công dụng:

Cuộn cảm L có thể được dùng để giảm dòng ngắn mạch khi có ngắn mạch xảy ra
trên đường dây. Ngoài ra các bộ thu phát A, B được nối với hai đầu dây (phía trước
cuộn cảm, tụ điện LC) thông qua 1 tụ C' khác, bộ lọc kèm theo thiết bị bảo vệ bộ thuphát. Tụ C' được chọn sao cho khi f = 50 Hz thì ZC' rất lớn, khi f = 50 kHz thì ZC' rất
nhỏ, đảm bảo chỉ cho sóng 50 kHZ truyền tới bộ thu phát.
 L có thể điều chỉnh được, C là điện dung giữa các vòng dây không thể điều chỉnh
được. L là của cuộn cảm điều chỉnh bằng cuộn điều chỉnh rất bé ở trong lõi của cuộn
cảm.
 Điện áp tổn thất trên L là không đáng kể.
 L không có tác dụng giảm dòng ngắn mạch.
Ví dụ: Ở cấp điện áp 220kV,
 L= 0,5mH(mili Henri)
 ZL=L = 50.0,5 = 25 mΩ.
 Tổn thất điện áp = I.ZL = 1000. 0,025 = 25V
Tổn thất điện áp quá nhỏ so với cấp điện áp
Điều chỉnh L
220kV. Khi ngắn mạch, ZL vẫn quá nhỏ vẫn gây
bằng cuộn điều chỉnh
ảnh hưởng nhất định, các loại bảo vệ liên quan
tới nó chỉ dùng cho mạch 110 kV trở lên. Điện trở của cuộn cảm X L(50Hz) cố định và
khá nhỏ để không làm ảnh hưởng tới tính ổn định của hệ thống. Còn giá trị điện dung C
có thể thay đổi được để cộng hưởng với sóng cao tần. Về nguyên tắc thi khi cộng
hưởng, điện trở của LC khi đó là vô cùng. Nhưng thực tế chỉ cần đạt vài nghìn Ôm(Ω)
là tốt. Dùng sóng cao tần làm kênh thông tin gọi chung là bộ điều chỉnh tụ điện. Cuộn
cảm cũng có nhiều loại, bộ điều chỉnh hay khoảng tần số làm việc của sóng cao tần
tương ứng cũng có dạng và nguyên lý khác nhau.


Nâng cao hiệu quả truyền tải và cung cấp điện

15

Câu hỏi thi

Câu hỏi 10: Nêu ảnh hưởng của tụ bù đến chất lượng điện áp của nguồn điện:
Đáp:
Trong lưới điện xoay chiều 3 pha luôn tồn tại hai loại công suất:
- Công suất hữu dụng (kW) là công suất sinh ra công có ích trong các phụ tải.
- Công suất phản kháng (kVAr) loại điện cảm là công suất vô ích, gây ra do thuộc
tính cảm ứng của các loại phụ tải dây quấn như mô tơ, ballast đèn cao áp... Công
suất này thuộc không tiêu thụ nhiên liệu của nguồn điện, nhưng lại làm quá tải dây
dẫn và tăng tổn thất điện năng trên dây dẫn. Để loại trừ thành phần công suất phản
kháng người ta dùng tụ bù. Nếu bù quá sẽ sinh ra công suất phản kháng mang
thuộc tính điện dung. Do dung kháng của tụ giảm đi ở tần số cao hơn nên công suất
phản kháng “loại điện dung” còn làm tăng thêm tác hại của các thành phần nhiễu
sóng tần số cao.
Có hai cách bù phản kháng là:
- Bù chung: mắc tụ bù chung cho cả hệ thống phụ tải ở đầu nguồn biến áp (phổ biến).
- Bù riêng: mắc tụ bù song song với từng phụ tải và đóng cắt cùng với phụ tải, dùng
trong trường hợp phụ tải lớn.
Máy phát điện bao gồm hai thành phần cấu tạo chính là turbine và máy phát điện.
Turbine sinh ra công suất tác dụng (kW) và máy phát ngoài việc truyền đi công suất tác
dụng còn sinh ra công suất phản kháng. Đầu phát điện nhỏ thông dụng hiện nay lấy
nguồn công suất để kích từ dùng từ chính nguồn điện lực chính, bằng cách nối trực tiếp,
hoặc thông qua một thiết bị phụ.
Bộ điều áp (AVR) sẽ đo diện áp ra của stator chính và điều khiểu công suất kích từ
theo sơ đồ: stator chính- AVR- stator kích từ- rotor kích từ- bộ diode quay- rotor chính.
Nhược điểm của hệ thống kích từ loại này là khi điện áp ra của stator bị dao dộng hoặc
bị méo sóng thì AVR không thể khắc phục hoàn toàn sự dao động này do nguồn nuôi
AVR cũng chính là nguồn bị dao động.
Trong trường hợp tụ bù nằm ngay trên đường cấp ra phụ tải của máy phát điện. Ban

đầu các phụ tải chính chỉ là bộ tụ điện và đường dây. nên lúc này phụ tải mang tính điện
dung tương tự như trường hợp bù quá mức nói trên. Lúc này điện dung kết hợp với điện
cảm của stator máy phát điện tạo nên một mạch dao động LC và sinh ra các dao động
điện áp với tần số cộng hưởng nào đó. Tần số cộng hưởng là các sóng hài bậc cao như
100Hz, 150Hz,.... do chính đầu phát, hoặc các phụ tải phi tuyến gây ra và luôn tồn tại
trên hệ thống điện. Với một MPĐ thông thường sẽ không loại trừ được hiện tượng tự
dao động này, và kết quả là điện áp không giữ được ổn định tuyệt đối trong phạm vi
điều chỉnh của AVR.
Với máy biến áp thì điện cảm của lưới vô cùng nhỏ, trừ trường hợp lưới điện vùng
xa... và công suất nguồn gần như lớn vô hạn nên các dao động này không phát sinh và
không tự khuyếch đại lên được.
Phương pháp khắc phục ảnh hưởng của tụ bù là:
- Tụ bù chung chỉ được dùng với biến áp mà không đặt ở gần với MPĐ.
- Sử dụng phương pháp bù riêng nếu bắt buộc phải bù.


Nâng cao hiệu quả truyền tải và cung cấp điện

16

Câu hỏi thi

- Sử dụng MPĐ có hệ thống kích từ độc lập với máy phát công suất lớn nếu hệ
thống AVR không có PSS hỗ trợ.