đề thi vận hành thiết bị điện trong nhà máy điện

Đề 1
Câu 1: Tại sao phải làm mát cho MFĐ, trình bày các phương pháp làm mát cho MFĐ? So
sánh sự giống, khác nhau và phạm vi sử dụng của việc làm mát bằng không khí và khí
hidro cho MFĐ ?
Tại sao phải làm mát?
Trong quá trình vận hành MFĐ làm phát sinh các tổn hao (tổn hao do cơ...) làm giảm công suất
và làm cho máy phát bị phát nóng , làm già hóa cách điện nhanh dẫn đến cháy máy , giảm tuổi
thọ . Để nâng cao khả năng vận hành MF , tuổi thọ nên ta phải làm mát cho MF.
Lợi ích?
Làm mát giúp tăng tuổi thọ cách điện của MF
Làm mát giúp MF vận hành liên tục mà ko làm ảnh hưởng đến tuổi thọ của máy.
Làm mát giúp MF tăng khả năng mang tải và tăng khả năng vận hành linh hoạt của MF
Phương thức làm mát?
Có 2 kiểu làm mát cho MFĐ: Làm mát bề mặt ( làm mát gián tiếp), Làm mát trực tiếp
Làm mát gián tiếp : được thực hiện bằng cách thổi môi chất làm mát (không khí hoặc khí
hydro) qua các khe hở giữa stator và rotor và các khe hở được chế tạo với mục đích làm mát.
+ Làm mát gián tiếp có 3 loại :- bằng không khí tự nhiên; bằng không khí có hệ thống lạnh
tuần hoàn cưỡng bức; bằng khí H2
Làm mát gián tiếp:
+ làm mát bằng không khí tự nhiên:
-Gắn quạt vào trục roto, khi roto quay sẽ hút gió vào làm mát
Ưu điểm: đơn giản và rẻ tiền
Nhược điểm: hiệu suất thấp, chế độ quay phụ thuộc tải,quá trình hút gió phụ thuộc vào tự nhiên
nên hiệu quả thấp.
-Chỉ dùng cho máy phát có công suất thấp <10MW.
+ bằng không khí tuần hoàn cưỡng bức:
Đóng toàn bộ MF trong phòng khép kín, hệ thống làm lạnh được dẫn qua ống dẫn (không khí
được làm lạnh và hút bớt O2, hơi nóng từ máy phát được đưa ra ngoài.
Ưu:hệ số lên cao,luôn duy trì nhiệt độ làm mát thấp.
Nhược:chi phí đắt cho xây dựng lắp đặt hệ thống.
Dùng làm mát cho máy phát có công suất >10MW, nhưng nếu công suất >300MW thì không

đảm bảo làm mát phải sử dụng khí H2 để làm mát.
+làm mát dùng khí H2:
Ưu điểm: Khí H2 là loại khí nhẹ ,mật độ lớn, điều chế H2 dễ dàng hơn các loại khí khác.
khả năng làm mát>8 lần không khí,khả năng cách điện của H 2 tốt hơn không khí.Tăng độ bền
cách điện và tuổi thọ của thiết bị vì không gây oxi.,phân tử bé len lỏi vào các chỗ làm giảm tổn
hao ma sát.
Nhược điểm:
-Trong quá trình vận hành ống dẫn H2 phải dày.
-Van dẫn là van một chiều
-P>1 vì H2+O2=H2O +Q nhiệt rất lớn, và để tránh khi rò rỉ chỉ có H 2 thoát ra tránh O2 vào , hệ
thống van dẫn phải tốt.
Làm mát trực tiếp:
-làm mát trực tiếp trong rãnh mạch từ hoặc trực tiếp cho cuộn dây với môi chất làm mát có thể là
khí và nước do các nhà chế tạo thiết kế.


-Thụng thng lm mỏt trc tip lm MF t lờn gp nhiu ln ,vỡ vy ch s dng cho nh mỏy
cú cụng sut ln,ỏp dng cho cỏc nh mỏy nhit in.
-u im: hiu sut cao
-Nhc im: t
So sỏnh s ging v khỏc nhau ca vic lm mỏt bng khụng khớ v khớ hidro cho MF ?
- Ging nhau: u mc ớch lm mỏt phớa bờn ngoi ca mỏy phỏt mc ớch trung chuyn
nhit bờn trong mỏy tt hn.
- Khỏc nhau:
lm mỏt bng khụng khớ
lm mỏt bng khớ Hidro
-c im

-u im
-nhc im

-phm
dng

vi

-PP lm mỏt bng cỏch t cỏnh qut
gn vo 2 u trc roto, khi roto quay
s to thnh lung giú tun hon t
nhiờn, thi mỏt mỏy theo hng trc
hoc hng kớnh.
-n gin, r tin

-PP lm mỏt bng: h thng qut
thi khớ H2 vo hai u mỏy phỏt ,
giú núng i ra c a vo
bung lm lnh ri li tỏi tun
hon i vo 2 u MF.
-Gim ma sỏt v tng hiu sut
ca mỏy phỏt
-Khụng khớ cú ln bi bn v hi nc -Hiu sut lm mỏt cao
nờn lm gim hiu sut ca mỏy phỏt. -Gõy n nu trong mỏy cú ln O2,
(Hiu sut lm mỏt khụng cao)
do vy mỏy cn cú bn cao vỡ
-t gõy chỏy n,khụng cn mỏy cú cu trỳc c bit kớn.
bn cao v cu trỳc c bit kớn.
+H thng iu ch H2 t tin.
ng -S dng lm mỏt cho MF cụng sut -S dng lm mỏt cho MF cụng
nh.
sut ln.

-MF < 10 MW
-Mf > 300 MW

Cõu 2: Mc ớch, ý ngha ca vic bự cụng sut phn khỏng trong h thng in ? Trỡnh
by cỏc phng phỏp iu chnh in ỏp trong h thng in?
Mc ớch :
- ng c khụng ng b cn 1 lng cụng sut phn khỏng khỏ ln t húa mch t lm quay
ng c
- Mỏy bin ỏp cn 1 lng cụng sut phn khỏng t húa mch t bin i in ỏp
- ng dõy trờn khụng, in khỏng v cỏc thit b in khỏc u cn 1 lng cụng sut phn
khỏng nht nh Công suất phản kháng tiêu thụ càng nhiều thì hệ số cos thấp và sẽ làm xấu chất
lợng lới điện, nhà máy truyền tải phải thêm công suất Q từ đó làm tăng thêm dung lợng máy phát,
tăng dòng điện phụ tải nên tổn thất trong hệ thống cũng tăng....
Vỡ vy trỏnh truyn ti mt lng Q khỏ ln trờn ng dõy ngi ta t gn cỏc h dựng
in cỏc thit b sinh ra Q cung cp trc tip cho ph ti. Lm nh vy c gi l bự cụng
sut phn khỏng. Khi cú bự cụng sut phn khỏng thỡ gúc lch pha gia U v I trong mng s nh
i, do ú cos ca mng c nõng cao.
í ngha:
P2 + Q2
S = 1 2 1 .Z
U dm
- Gim c tn tht cụng sut trờn mng in:


=> Q giảm thì tổn thất trên đường dây giảm.
∆U =

- Giảm được tổn thất điện áp trong mạng điện :

P.R + Q. X

U

- Tăng khả năng truyền tải của đường dây và máy biến áp:
→ Kết luận:
Các phương pháp điều chỉnh điện áp

S = 3.U .I

Để điều chỉnh điện áp ta có thể sử dụng các phương pháp sau đây:
+/Điều chỉnh điện áp máy phát điện bằng điều chỉnh dòng điện kích từ máy phát.
+/Điều chỉnh điện áp đầu ra của máy biến áp tăng áp và của máy biến áp giảm áp bằng cách đặt
đầu phân áp cố định hoặc điều áp dưới tải.
+/Điều chỉnh điện áp trên đường dây tải điện bằng máy biến áp điều chỉnh và máy biến áp bổ trợ.
+/Đặt các thiết bị bù ngang có điều chỉnh để thay đổi tổn thất điện áp trên đường dây, có thể
dùng bộ tụ điện, máy bù đồng bộ hoặc động cơ điện đồng bộ có điều chỉnh kích từ.
+/Đặt thiết bị bù dọc trên đường dây để thay đổi điện kháng đường dây nhằm thay đổi tổn thất
điện áp.
+/Để giảm công suất phản kháng trên đường dây ta tiến hành bù cho các phụ tải ,ta đặt thiết bị bù ở phía
thứ cấp của MBA trong các trạm hạ áp.

*/ Về địa điểm thực hiện điều chỉnh điện áp, có thể ở nhà máy điện, trên mạng điện khu vực và ở
mạng điện địa phương hoặc đặt ngay tại thiết bị dùng điện.
Các thiết bị sử dụng để điều chỉnh điện áp gồm có:
-Máy biến áp có bộ điều áp
-Máy biến áp bổ trợ và máy biến áp điều chỉnh đường dây
-Máy bù đồng bộ
-Bộ tụ điện có điều chỉnh
-Động cơ đồng bộ có điều chỉnh kích từ.
-Thiết bị bù thông minh FACTS
Câu 3: Một máy điện công suất 45 kVA, điện áp định mức 0,4 kV, hệ số công suất là

cosϕ=0,85, vỏ bằng gang,US = 220 V, biết kích thước như sau :
kích thước, cm
Tham số
Dn
Dtr
L
b
hr
Kc
Ks
n B, Tesla
giá trị

55

45

55

3,5

4,5

0,9

1,2

4

17000

Hãy tính tiết diện dây, công suất và dòng từ hóa để sấy cho máy điện.
Giải
US = 220 Vs
Suất điện động của cuộn dây từ hoá với hệ số ke = 0,8 [vỏ gang chọn 0,8; vỏ nhôm chọn 0,9)


E = keU = 0,8.220 = 176 V
Chiều cao hiệu dụng của stator, cm ;
Dn − Dtr
55 − 45
− hr =
− 4,5 = 0,5cm
2
2

ha =

Diện tích mạch từ :
Fc = kc(L − b.n)ha= 0,9(55 − 3,5.4).0,5 = 18,45 cm2
Giá trị thực tế của cảm ứng từ :
Ba =

B 17000
=
= 14166, 67
ks
1, 2

Tesla

Số vòng dây cần thiết của cuộn từ hoá :
ω=

E.108
176.108
=
= 303,3162
222 Ba Fc 222.14166, 67.18, 45

≈ 304 vòng
ứng với giá trị của Ba= 14166,67 tra bảng 7.3 xác định cường độ từ trường H=17,3272A/cm
Chiều dài trung bình của đường sức :
ltb = (Dn − ha)π =(55 − 0,5).3,14 = 171,13 cm
Lực từ hoá :
Fµ = H.ltb= 17,3272.171,13 = 2965,204 A
Dòng từ hoá của cuộn dây :
I=

Fµ

ω

=

2965, 204
= 9, 75396 A
304

,
Công suất từ hoá :

S = U.I.10-3= 220.9,75396.10-3 = 2,146 kVA
Tiết diện dây dẫn từ hoá bằng đồng với j = 3,5 A/mm2 là :
F=

I 9, 75396
=
= 2, 787
j
3,5

, mm2
Chọn tiết diện dây là Fcu= 3 mm2


DE 2 VAN HANH
1./ Đặc điểm, yêu cầu và phân loại máy phát điện ? So sánh sự giống và khác nhau cơ
bản của MFĐ tuabin hơi và tuabin nước ?
Trả lời:
 đặc điểm
MF là tổng hòa các thiết bị điện biến đổi năng lượng sơ cấp (than, dầu, khí...) thành điện
năng qua momen sơ cấp làm quay tuabin
ĐC sơ cấp

f, PF

M1
Máy phát đ
Máy kt

0

E , QF

Khi công suất cơ M1 thay đổi, sẽ làm cho tần số f và công suất tác dụng PF thay đổi
Còn khi công suất kích từ (hoặc dòng kích từ) thay đổi sẽ làm cho điện áp U (sức điện động
E) và công suất phản kháng QF thay đổi.
Như vậy về cơ bản, tần số được điều chỉnh bởi công suất cơ, còn điện áp được điều chỉnh
bởi công suất kích từ. Tuy nhiên sự điều chỉnh công suất cơ M1 cũng làm thay đổi chút ít
điện áp U và sự điều chỉnh công suất kích từ (Φ0) cũng làm thay đổi được tần số nhưng
không nhiều.
 yêu cầu
- Chỉ có thể phát ra điện năng đặc trưng(s,f,u,i) khi có đủ các điều kiện sau:
+ phải có dòng điện kích thích đưa vào cuộn dây roto của MFĐ để tạo ra từ thông
chính.Dòng điện kích thích này do máy phát kích thích một chiều cung cấp.
+ phải có công suất cơ để tạo momen cơ M1 lama quay roto của MFĐ ,công suất cơ do các
động cơ sơ cấp cung cấp.
-Chế độ làm việc của máy phát điện


+Làm việc với chế độ bình thường: là chế độ làm việc ứng với các tham số định mức hoặc
các tham số gần với giá trị định mức: công suất, dòng stator,rotor,tần số, hệ số công
suất,nhiệt độ và áp suất của môi chất.
+ Làm việc khi điện áp và công suất, tần số sai lệch giá trị định mức:
.

- làm việc khi khí H2 thay đổi:
Không cho phép máy phát điện làm việc khi làm mát bằng không khí,trừ trường hợp chạy
không tải có kích từ.Nếu máy phát điện được lama mát bằng hidro mà khi áp lực của h2
<2,5 KG/cm2 thì không cho phép lama việc.Khi nhiệt độ của h2 lớn hơn giá trị định mức
dòng điện của stator và rotor của máy páht điện phải giảm đến mức sao cho nhiệt độ của

các cuộn dây không lớn hơn nhiệt độ cho phép vận hành.
-

làm việc khi tần số thay đổi:

Khi tần số thay đổi trong phạm vi cho phép =-2,5hz so với giá trị định mức thì cho phép máy
điện duy trì công suất toàn phần.khi f>52,5hz hoặc<47,5hz thì không cho phép máy phát
điện lama việc
-Tăng phụ tải của máy phát điện:
Tốc độ tăng phụ tải tác dụng của MPĐ được xác định theo điều kiện lama việc của
tuabin.,trong trường hợp này dòng điện stator không được tăng nhanh hơn phụ tải tác dụng
của máy phát điện.
-

làm việc với phụ tải không đối xứng:

Chỉ cho phép máy phát điện làm việc lâu dài khi hiệu số dòng điện trên các pha không
>10% so với dòng điện định mức. Khi đó không cho phép bất cứ dòng điện pha nào được
lớn hơn trị số cho phép đã quy định trong chế độ đối xứng,dòng điện thứ tự nghịch trong
trường hợp này có giá trị khoảng 5—7% dòng điện thứ tự thuận. Khi xảy ra mất đối xứng
quá trị số cho phép cần có các biện pháp loại trừ hoặc giảm sự mất đối xứng,nếu trong
khoảng thời gian 3-5 phút không thể khắc phục được thì phải giảm phụ tải các cắt mát phát
điện ra khỏi luới.
-

Cho phép quá tải ngắn hạn:

Trong chế độ sự cố cho phép mpđ quá tải ngắn hạn.
-

Cho phép vận hành ở chế độ không đồng bộ:

Khả năng MFĐ vận hành ở chế độ không đồng bộ được xác định theo mức giảm điện áp và
có đủ công suất phản kháng dự phòng của hệ thống, nếu hệ thống cho phép máy phát điện
lama việc ở chế độ không đồng bộ thì khi mất kích từ phải lập tức cắt aptomat khử từ
trường và giảm phụ tải tác dụng đến 60% công suất định mức trong thời gian 30s,tiếp theo
giảm công suất đến 40% Sdm trong thời gian 15 phút.


Cho phép lama việc ở chế độ trong không đồng trong thời gian 30 phút,kể từ thời điểm mất
kích từ để tìm ra nguyên nhân sự cố và sửa chữa,nếu sau 30 phút không tìm ra nguyên
nhân thì phải đưa kích từ dự phòng vào lama việc.
 phân loại
 Phân loại theo số pha:
- MFĐ x/c 1 fa: được chế tạo để phát điện 1 fa, loại này thường có công suất
nhỏ từ 1kVA đến 5kVA-220V
MFĐ x/c 3 fa: được chế tạo để phát điện x/c 3 fa có công suất lớn đến
200MVA-18kV
 Phân loại theo phần tử quay:
- Loại có từ trường quay:
Loại này có từ trường đặt trên roto, phần ứng là cuộn dây stato cố định. Loại từ
trường quay có đặc điểm:
-

+ Đ/ap của phần ứng thường cao, việc đấu nối phức tạp. Cuộn dây stator cần
đến ít nhất 4 thanh dẫn để đấu nối liên hệ với mạch ngoài của máy phát.
+ Mạch kích từ dùng điện 1 chiều điện áp thấp (220V÷400V) dùng 2 cực bằng 2
thanh dẫn điện.
+ Cấu tạo của cực mạch từ đơn giản hơn so với việc chế tạo cực từ trên phần
ứng.

Loại có phần ứng quay :
+ Loại này có các cực từ đặt trên stator , phần ứng là roto. Loại này ít dùng vì
chế tạo phức tạp nên chỉ dùng để chế tạo các MFĐ có công suất bé.
-

 Phân loại theo năng lượng kéo máy phát:
- MFĐ tuabin khí :
MF này được kéo bởi tuabin hơi hay tuabin khí. Tốc độ của MFĐ tuabin khí cao
vào khoảng 1500÷3600 vòng/ phút
- MFĐ tuabin nước:
MF này được kéo bởi tuabin thủy lực, Tốc độ của MFĐ tuabin thủy lực nằm trong
khoảng:
+ 100 ÷ 150v/ph với máy phát tốc độ thấp
+ 1000 ÷ 1200 v/ph với máy phát tốc độ cao.
Các MFĐ tuabin nước thường dùng kiểu cực ẩn, nếu tốc độ thấp thì dùng loại
cực lồi.
-

MFĐ chạy bằng động cơ đốt trong:


MF c kộo bi ng c t trong chy bng du diezen.
Loi ny cú tc nm trong khong 100 ữ 1000v/ph.
so sỏnh s khỏc nhau c bn gi MF tuabin hi v tuabin nc
MF tuabin hi:
- Tc quay ln.
- ng kớnh roto nh, chiu di di.
- Roto thng c b trớ kiu nm ngang.
- Cỏc thuc loi trt .
MF tuabin nc:

- Tc quay nh .
- ng kớnh roto ln, chiu di ngn.
- Roto thng c b trớ kiu thng ng. Vi mỏy cú cụng sut nh thỡ trc
quay c b trớ nm ngang.
- Cú 2 kt cu : kiu treo v kiu .
Cõu 2: c im, yờu cu v phõn loi ng dõy trờn khụng v dõy cỏp ? Nờu nguyờn
tc chung v qun lý vn hnh ng dõy trờn khụng v dng h hng thng gp i
vi ng dõy trờn khụng ?
Tr li:
1 ng dõy trờn khụng: dựng chuyờn ti hay phõn phi in nng t ngun in n ni
tiờu th theo cỏc dõy dn t trong cỏc khong khụng gian thoỏng.
+ c im: ng dõy ti in trờn khụng thng bao gm: dõy dn dựng chuyờn ti
in nng t trong khụng gian thoỏng,chỳng c liờn kt, c nh bng cỏc chi tit khỏc nh
x,s, ct, v nhng thit b ph khỏc.
Đờng dây trên không gồm: Cột điện, xà, dây dẫn và sứ cách điện. Cột điện đợc chôn xuống đất bằng
các móng vững chắc, làm nhiệm vụ đỡ dây ở trên cao so với mặt đất, do đó gọi là đờng dây trên không.
Đờng dây trên không có u đểm là xây dựng rẻ tiền (so với đờng dây cáp), dễ sửa chữa, nhng có
khuyết điểm là không an toàn, dễ bị h hỏng do ảnh hởng của thiên nhiên và kém mỹ quan.
Ngoài ra trên đờng dây trên không còn có thể trang bị thêm các thiết bị phụ khác nh quả tạ chống
rung, thiết bị chống xoắn (đối với đờng dây dùng dây phân nhỏ), khe hở chống sét...

Vic chn tit din ca z trờn ko: ch n theo cp i n ỏp v
chn theo dũng in. Chn theo cp in ỏp tớnh toỏn kh
nng truyn ti in ỏp ca dz, cú liờn quan n vn ờ v cỏch
in, vn khong cỏch truyn ti, vn cụng sut truyn ti;


Chn theo dũng in m bo k n nh ng v n nh
nhit ca dõy dn.
+ Yờu cu:

Trờn ct nhiu mch ca DK, khong cỏch ti ct gia cỏc dõy dn gn nht ca hai
mch lin k cựng in ỏp khụng c nh hn:


2m i vi DK dõy trn in ỏp n 22kV vi cỏch in ng, 1m i vi DK dõy
bc in ỏp n 22kV vi cỏch in ng.
2,5m i vi DK in ỏp 35kV vi cỏch in ng v 3m vi cỏch in treo.
4m i vi DK in ỏp 110kV
6m i vi DK in ỏp 220kV.
8,5m i vi DK in ỏp 500kV.
Khi tính toán và thiết kế đờng dây trên không thờng quan tâm đến dây pha dới cùng và trên cùng.
Dây pha dới cùng hay dây thấp nhất dùng để xác định khoảng cách an toàn của dây dẫn với đất. Dây pha
trên cùng để xác định khoảng cách an toàn đến dây chống sét.
Đờng dây điện áp 110 [kV] trở lên phải treo dây chống sét toàn tuyến. Đờng dây trung áp (22ữ35)kV
chỉ cần treo trên (1ữ2)km tính từ trạm biến áp.
Khoảng cách giữa hai điểm treo dây trên hai cột kề nhau gọi là khoảng cột. Nếu hai cột kề nhau là
cột néo thì gọi là khoảng cột néo. Khoảng giữa hai cột néo gồm nhiều cột đỡ liên tiếp gọi là khoảng néo.
Khoảng néo bao gồm nhiều khoảng cột thờng. Khi đờng dây vợt qua chớng ngại nh đờng dây điện, đờng dây thông tin, sông suối, đờng giao thông thì gọi là khoảng vợt, khoảng vợt có thể có một hoặc
nhiều khoảng cột.
Cột của đờng dây trên không có thiết bị nối đất hoặc đặt chống sét ống.
+ Phõn loi: Đờng dây trên không thờng có các loại sau:
- Trên cột đơn của đờng dây 6 [kV] trở lên có treo ba dây pha, cột kép treo 6 dây pha cho hai lộ song
song.
- Mỗi cột chỉ treo một dây pha, đờng dây cần có ba cột loại này, đó là cột néo góc của đờng dây có
khoảng vợt lớn hoặc đờng dây siêu cao áp (500 kV).
- Đờng dây hạ áp treo 4 hay 5 dây gồm: 3 dây pha, dây trung tính và dây pha cho chiếu sáng.
- Đờng dây trung áp có dây trung tính treo 4 dây trên một cột, 3 dây pha và trung tính.
- Đờng dây có 2 cấp điện áp, trên một cột treo hai đờng dây điện áp khác nhau nh trung áp và hạ áp.
2 Dõy cỏp: l mt loi dõy dn in c dựng truyn ti in nng t ngun in n
ni tiờu th v c h ngm.

+ c im: Cáp đợc chế tạo chắc chắn, cách điện tốt, lại đợc chôn dới đất, ớt chu tỏc ng ca
mụi trg, không bị sét đánh nên làm việc với độ tin cậy cao hơn đờng dây trên không. Điện kháng của cáp
rất nhỏ nên tổn thất công suất và điện năng cũng nh tổn thất điện áp trên cáp nhỏ hơn nhiều so với đờng
dây trên không cùng loại. Cáp đợc chôn dới đất nên ít cản trở giao thông và đảm bảo mỹ quan hơn đờng
dây trên không.


Tuy vậy mạng cáp cũng có nhợc điểm là giá thành đắt, thi công khó khăn. Thờng giá thành của đờng cáp gấp (2ữ3) lần giá thành của đờng dây trên không cùng
loại đối với cấp điện áp nhỏ hơn 35kV, gấp (5ữ8) lần đối với cấp điện áp 110kV.
Hiện nay đã chế tạo đợc cáp với cấp điện áp 220kV.
Cáp chế tạo phức tạp vì bảo đảm cách điện giữa 3 pha rất khó khăn, nhất là đối
với cao áp. Ngời ta rất ít dùng cáp một lõi vì hiện tợng Foucault làm vỏ cáp bị
nóng, mà thờng dùng cáp 3 lõi. Cáp điện áp thấp thờng có 4 lõi trong đó lõi thứ t
dùng làm dây trung tính.
Việc rẽ nhánh đờng cáp thực hiện rất khó khăn và chính tại nơi rẽ nhánh thờng
hay xẩy ra sự cố. Vì vậy chỉ những đờng cáp có U 10 kV và khi cần thiết ngời ta
mới rẽ nhánh. Cáp đợc bọc kín, lại chôn dới đất, nên khi xẩy ra h hỏng, khó phát
hiện chỗ chính xác xẩy ra h hỏng.
Cáp thờng đợc chôn dới đất ở độ sâu (0,7ữ1)m. Khi có nhiều đờng cáp chúng đợc đặt trong hào hoặc
hầm cáp (hình 1-15).
+ Yờu cu:
Hn ch t trg cú th h ngm v t cỏc dõy cỏp gn nhau ht mc cú th gim
khi lng cụng vic cn thi cụng.
Để bảo vệ cáp khỏi bị phá hỏng về cơ khí thì phía trên đờng đi của cáp ngời ta đặt lớp gạch, tấm bê
tông bảo vệ. Khi điện áp của cáp lớn hơn 1 kV thì phải đặt trên suốt chiều dài, khi điện áp nhỏ hơn 1 kV
thì chỉ cần đặt ở những nơi dễ đào bới. Cáp đi qua đờng ô tô, đờng sắt phải đặt trong ống thép và chôn sâu
so với mặt đờng ít nhất là 1m, đầu ống thép cách quá mép đờng về hai phía ít nhất là 2 mét.
Trong các thành phố lớn, đờng phố đợc rải nhựa hoặc trong các xí nghiệp lớn, cáp đợc đặt trong khối
bê tông các đầu cáp nối vào giếng cáp đặc biệt, làm nh vậy để khi cần sửa chữa không phải đào đờng lên.
Trong nhà, cáp đợc đặt trong rãnh cáp có giá đỡ hoặc không có giá đỡ hoặc đặt trong ống thép.

Chỗ nối cáp với cáp, cáp với thanh cái hoặc động cơ, nếu không đợc bảo vệ kỹ thì dầu sẽ chảy ra
ngoài, hơi nớc và không khí lọt vào trong cáp làm hỏng cách điện. Đối với cáp có Uđm > 1 kV khi nối với
nhau phải tách ba cáp ra và làm hộp đầu nối . Cáp nối với thanh cái hoặc động cơ cũng phải dùng đầu nối.
+ Phõn loi: Ngày nay ngời ta đã chế tạo đợc rất nhiều loại cáp.
- Đối với cáp điện lực có điện áp từ 35 kV trở xuống có ruột bằng đồng hoặc nhôm cách điện bằng
giấy tẩm dầu, nhựa hoặc cao su. Bên ngoài lớp cáp điện có vỏ chì hay nhôm không có mối hàn để tránh
nhiễu ẩm.
- Đối với cáp có Udm 1 kV thì có vỏ bằng nhựa nhân tạo hoặc bằng cao su.
- Cáp (20ữ35) kV có ruột tròn, mỗi ruột có một vỏ chì riêng (hình 1-14).
- Ngoài ra còn có loại cáp chứa khí hoặc chứa dầu dùng cho cấp điện áp lớn hơn 35kV.
- Cáp có Udm 1 kV thờng đợc chế tạo thành loại một pha, ba pha, ba pha bốn lõi.
- Cáp có Udm > 1 kV thờng là loại cáp ba pha.


• Nguyên tắc chung về quản lý vận hành đường dây trên không:
- Các đường dây phải có hành lang an toàn tiêu chuẩn. Hành lang an toàn là khoảng không
gian giới hạn bởi các mặt phẳng //cách các dây dẫn biên 1 khoảng l at tùy thuộc vào mức
điện áp của mạng điện. Trong các trường hợp đặc biệt khoảng cách từ mép ngoài dây dẫn
đến thiết bị khong được nhỏ hơn giá trị tối thiểu lmin . Các giá trị khoảng cách an toàn của
đường dây phụ thuộc vào cấp điện áp.
- Các mối nối phải được thực hiện đúng kĩ thuật, đảm bảo chắc chăn và tin cậy, trên mỗi
khoảng vượt khong có quá 1 mối nối. Không thực hiện mối nối ở khoảng vượt có giao nhau
với đường dây khác hoặc nơi đường dây đi qua các công trình.
- Các phương tiện giao thông có chiều cao trên 4,5m chỉ cho phép chui qua đường dây trên
không ở những vị trí quy định. Khoảng cách tối thiểu từ dây dẫn cao áp đến lòng đường tại
nơi giao nhau với đường giao thông phải tuân theo quy cách nhất định.
- Cột điện nhất thiết phải được đánh số thứ tự, số hiệu tuyến dây.Đối với đường dây 35kv
trở lên, ngoài những ký hiệu trên còn có ký hiệu về số mạch và các biển báo nguy hiểm.
Các cột bằng kim loại phải được mạ kẽm hoặc sơn chống gỉ.
- Nếu số sợi dây của 1 dây dẫn bị ít hơn 17% thì cần phải quấn dây bảo dưỡng hoặc dùng

ống vá ép, nếu số sợi dây đứt nhiều hơn 17% thì phải cắt đi và nối lại bằng ống.
- Đường dây từ 110kV trở lên hải được trang bị cơ cấu xác định vị trí xảy ra sự cố.
- Trên các đoạn dây đi qua các khu vực nhiễm bẩn nặng cần phải dùng sứ tăng cường
hoặc sứ đặc biệt và phải có biện pháp làm sạch định kỳ.
•

Những hư hỏng thường gặp đối với đường dây trên không là:
- Hư hỏng trên các dây dẫn và dây chống sét: đứt 1 sợi dây, dây bị xoắn, sợi dây bị cháy,
các mối nối bị nóng quá mức hoặc có hồ quang phát sinh, dây rơi xuống xà, dây bị quá
trùng, độ võng quá lớn.
- Hư hỏng trên sứ và linh kiện phụ trợ: sứ bị rạn hoặc bị sứt mẻ, bề mặt sứ quá bẩn, hiện
tượng rò điện ra xà và cột, hiện tượng phóng điện trên bề mặt sứ, sứ bị nghiêng, xà bị lệch,
bulong bị lỏng...
- Hư hỏng trên cột, dây néo và móng: cột betong bị rạn nứt, bị nghiêng lệch hoặc bị sứt mẻ,
dây néo quá trùng, móng cột bị lún, bị nghiêng...
- Hư hỏng trên các thết bị chống sét: chống sét phóng điện khi không có sét, khoảng phóng
điện không phù hợp, thiếu con bài hoặc tín hiệu chỉ sự tác động của máy chống sét...
- Sự vi phạm hành lang an toàn: có sự hiện diện của các công trình, nhà cửa, thiết bị trong
hành lang an toàn của đường dây, có sự xâm lấn của cây cối, cây đổ vào tuyến dây, thiếu
biển báo, ký hiệu chỉ dẫn tại các điểm giao nhau của đường dây với các trục đường giao
thông và các công trình khác...


Câu 3: Một máy điện công suất 35 kVA, điện áp định mức 0,4 kV, hệ số công suất là
cosϕ=0,85, vỏ bằng nhôm ,US = 220 V, biết kích thước như sau :
kích thước, cm
Tham số

Dn

Dtr

L

b

hr

Kc

Ks

n

B, Tesla

giá trị

45

35

50

3,5

5

0,9

1,2

4

16000

Hãy tính tiết diện dây, công suất và dòng từ hóa để sấy cho máy điện.
Giải
US = 220 Vs
Suất điện động của cuộn dây từ hoá với hệ số ke = 0,9 [vỏ gang chọn 0,8; vỏ nhôm chọn 0,9)
E = keU = 0,9.220 = 198 V
Chiều cao hiệu dụng của stator, cm ;
ha =

Dn − Dtr
45 − 35
− hr =
− 5 = 0cm
2
2

Diện tích mạch từ :
Fc = kc(L − b.n)ha= 0,9(50 − 3,5.4).0 = 0 cm2
Giá trị thực tế của cảm ứng từ :

Ba =

B 16000
=
= 13333,33 Tesla

ks
1, 2

Số vòng dây cần thiết của cuộn từ hoá :
ω=

E.108
198.108
=
= inf
222 Ba Fc 222.14166, 67.0

ứng với giá trị của Ba= 13333,33 tra bảng 7.3 xác định cường độ từ trường H=12,733A/cm
Chiều dài trung bình của đường sức :
ltb = (Dn − ha)π =(45 − 0). π= 141,372cm
Lực từ hoá :
Fµ = H.ltb= 12,733.141,372 = 1800,09 A


Dòng từ hoá của cuộn dây :
I=

Fµ

ω

=

1800, 09
= 0A

inf

,
Công suất từ hoá :
S = U.I.10-3= 220.0 = 0 kVA
Tiết diện dây dẫn từ hoá bằng đồng với j = 3,5 A/mm2 là :
F=

I
0
=
=0
j 3,5

, mm2
Chọn tiết diện dây là Fcu= 1,5 mm2


Đề 3
Câu 1: Đặc điểm, yêu cầu và phân loại máy cắt điện ? So sánh sự giống, khác nhau về đặc
điểm cấu tạo, ưu nhược điểm và phạm vi ứng dụng của máy cắt khí SF6 và máy cắt chân không?
1. Đặc điểm
*Đặc điểm, yêu cầu máy cắt điện
- Máy cắt điện là thiết bị điện dùng để đóng cắt mạch điện với mọi giá trị của dòng điện trong
phạm vi dung lượng định mức của nó.
- Được dùng để đóng hay cắt các mạch đường dây trên không, đường dây cáp, máy biến áp,
cuộn kháng điện, bộ tụ điện, nối các thanh góp, các động cớ điện… đảm bảo việc truyền tải điện
năng khi bình thường và cắt các phần tử bị hư hỏng ra khỏi lưới điện.
- Các thông số của MC gồm : điện áp định mức, dòng điện định mức,dòng điện ổn định nhiệt
ứng với thời gian tương ứng, dòng điện ổn định động, dòng điẹn cắt định mức, công suất cắt định

mức, thời gian đóng, thời gian cắt.
- Các tham số của MC đc chọn theo đk
+ Điện áp định mức của máy cắt UđmMC ko đc nhỏ hơn điện áp địh mức của mạng điện Uđm
+ Để MC ko bị phát nóng quá mức khi làm việc, dog điện lâu dài lớn nhất đi quá máy cắt I cb ko
đc vượt quá dòng định mức Iđm của MC
+ Dòng ngắn mạch tính toán không đc vươt quá dòng điện cắt định mức của MC
- Kiểm tra theo điều kiện ổn định động
- Kiểm tra theo điều kiện ổn định nhiệt
2.Yêu cầu cơ bản đối với MC điện là:
-Có đầy đủ khả năng cắt, thời gian cắt ngắn.
-Khi đóng, cắt không được gây cháy nổ.
-Kích thước và trọng lượng nhỏ, giá thành hạ.
-Có thể đóng và cắt một số lần nhất định mới được đưa ra sửa chữa
3. Phân loại MC điện
-Dựa vào cấu tạo của máy cắt người ta phân làm hai loại:
+MC thường : là loại máy cắt độc lập với DCL, DNĐ, thường sử dụng
+MC hợp bộ: là loại MC được chế tạo hợp bộ, các thiết bị MC, DCL, DNĐ được đặt trong
cùng một tủ.
-Dựa vào phương pháp dập hồ quang và biện pháp cách điện của các máy cắt người ta phân
loại như sau:
+MC dầu dùng dầu máy biến áp để dập hồ quang. Trong máy cắt dầu người ta lại chia làm hai
loại là máy cắt nhiều dầu và máy cắt ít dầu.
MC nhiều dầu có lượng dầu vừa dùng để cách điện vừa sinh khí để dập tắt hồ quang.
MC ít dầu trong đó dầu chỉ để sinh khí dập tắt hồ quang, cách điện giữa các bộ phận là vật liệu
cách điện rắn
+MC không khí dùng khí nén để dập hồ quang, cách điện giữa các bộ phận cũng là cách điện
rắn
+Máy cắt khí SF6 dùng khí cách điện SF6 để dập hồ quang, khí SF6 là khí có độ bền cách điện
cao, khả năng dập tắt hồ quang lớn.
+MC điện điện từ: dập tắt hồ quang trong khe hở hẹp làm bằng vật liệu cách điện rắn. Hồ

quang được kép vào khe hở bằng lực điện từ.
+ MC chân không dùng chân không để dập hồ quang.
4. So sánh sự giống và khác nhau giữa MC khí SF6 và MC chân không
a. Đặc điểm cấu tạo


Giống nhau:
Về cơ bản là giống nhau và giống các hệ MC khác gồm có ba bộ phận chính là bộ tiếp điểm,
buồng dập hồ quang và bộ phận truyền động.
Khác nhau:
MC khí SF6 có một số đặc điểm khác:
-Đầu nối giữa các bộ phận thông qua một số miếng đệm cách điện làm nhiệm vụ bịt kín không
cho không khí thoát ra ngoài chỗ nối đường dây với MC
-Được đặt thẳng đứng trên một trụ bằng bê tông có kích thước nhỏ nhất so với các MC khác
-Hệ truyền động của MC được đặt ngay phía dưới chân MC và độc lập giúp cho việc thao tác
an toàn và hiệu quả.
-Sử dụng ba bộ truyền động:
+Truyền động bằng không khí: Sử dụng cho cấp điện áp nhỏ hơn 35 kV
+Truyền động bằng lò xo: Sử dụng cấp điện áp từ 35kV tới 220 kV
+ Truyền động bằng thủy lực: Sử dụng cấp điện áp lớn hơn 220 kV
MC chân không có các đặc điểm khác biệt:
- Đầu tiếp xúc làm bằng kim loại khó nóng chảy.
-Buồng dập hồ quang được chế tạo bằng vật liệu siêu bền gắn kín tuyệt đối, có độ chân không
cao, khi cắt mạch vẫn không phát sinh hồ quang
b. Ưu nhược điểm, phạm vi ứng dụng của MC SF6 và MC chân không
Phân loại
MC khí SF6
MC chân không
Ưu điểm
-Cường độ cách điện khí cách -Độ bền điện của chân không cao hơn nhiều so

điện của khí SF6 gấp 3 lần với không khí áp suất thường
không khí
-Độ mòn điện của các tiếp điểm rất thấp
-Đặc tính cách điện tốt không -Thời gian tác dụng của tiếp điểm ngắn, khoảng
ảnh hưởng xấu đến MC, khả tiếp điểm của MC rất nhỏ nên độ bền cao
năng dập tắt hồ quang tốt gấp -Thời gian phục hồi độ bền điện nhanh(khoảng
100 lần không khí
4÷6 micro giây)
-Khí SF6 dẫn nhiệt tốt
-Ở các MC chân không hiện đại có dòng điện cắt
rất nhỏ nên không có quá áp phát sinh, kể cả khi
cắt dòng không tải của MBA
-Công nghệ chế tạo được đánh giá là ưu việt
nhất , tuổi thọ đạt tới 30 năm, chịu dòng ngắn
mạch 200 kA
- Có khả năng đóng mở tới 500 lần khi điện áp
10 kV dòng 600 A và 30000 lần khi dòng 200A
Nhược điểm -Khí SF6 đắt tiền nên MC khí -Dòng cắt không lớn
SF6 cũng đắt tiền, các MC khí
có hệ thống khí khép kín
-Cắt được dòng lớn,
Phạm vi ứng -Được chế tạo ở cả trạm cao áp -Được ứng dụng phổ biến, chiếm hơn 50% thị
dụng
mà còn ở các trạm trung áp
phần trên thị trường thế giới
-Thích hợp để đóng cắt các
mạch động cơ điện, máy biến
áp và nối tắt kháng điện

Câu 2: Tại sao phải làm mát cho máy biến áp, trình bày các phương pháp làm mát cho
MBA? So sánh sự giống, khác nhau, ưu nhược điểm và phạm vi ứng dụng của các phương
pháp trên?
Tại sao phải làm mát?
Khi mba làm việc 1 phần năng lượng bị tiêu hao, thoát ra dưới dạng nhiệt đốt nóng lõi thép,
dây quấn và các bộ phận khác làm cho nhiệt độ của chúng tăng lên. Nếu nhiệt độ giữa mba và
môi trường chênh lệch vượt quá mức quy định thì sẽ làm giảm tuổi thọ cách điện máy biến áp và
có thể gây sự cố cho máy biến áp. Để đảm bảo mba vận hành với tải liên tục trong thời gian quy
định (thường là 15 đến 20 năm) và không bị sự cố cần phải tăng cường làm mát mba.
Lợi ích
Làm mát mba giúp mba có thể vận hành với tải liên tục trong thời gian quy định (thường là 15
đến 20 năm)
Làm mát giúp làm giảm khả năng sự cố trong mba.
Làm mát tốt duy trì hoặc giúp tăng tuổi thọ cách điện của máy biến áp.
Làm mát tốt giúp mba tăng khả năng mang tải.
Có thể làm mát bằng các cách sau:
1). Làm mát bằng không khí tự nhiên
Các máy biến áp làm mát bằng không khí tự nhiên gọi là máy biến áp khô, ở đó luồng không
khí tự nhiên tràn qua máy biến áp và làm mát nó. Cách làm mát này hiệu quả rất thấp nên người
ta phải sử dụng cách điện tăng cường, làm cho giá thành của máy cao hơn so với các máy biến áp
dầu đến trên 3 lần. Loại máy biến áp khô chỉ chế tạo với công suất đến 750 kVA.
2). Làm mát bằng sự đối lưu tự nhiên của dầu
Các máy biến áp có ký hiệu là TM là các loại máy được làm mát bằng sự đối lưu tự nhiên của
dầu trong máy (hình 3.23), theo nguyên tắc dầu nóng được đẩy lên phía trên còn dầu nguội hơn
thì đi xuống phía dưới. Để tăng bề mặt làm mát, người ta chế tạo các cánh tản nhiệt dạng hình
ống gắn trên thùng biến áp. Kiểu làm mát này thường được áp dụng đối với các máy biến áp có
công suất dưới 16 MVA.
3). Làm mát máy biến áp bằng sự đối lưu của dầu có sự trợ giúp của các máy quạt
Máy biến áp được làm mát theo nguyên tắc kết hợp giữa dầu và không khí thổi: sử dụng sự
đối lưu của dầu nóng và dầu nguội, kết hợp với việc sử dụng quạt để thổi không khí giúp quá

trình tản nhiệt diễn ra nhanh chóng hơn.
4). Làm mát máy biến áp bằng tuần hoàn cưỡng bức dầu và không khí
Được làm mát theo nguyên tắc làm đối lưu cả dầu và không khí.
Sử dụng một máy bơm được đặt ở mặt bích trên của máy biến áp để hút dầu đẩy vào bộ
phận tản nhiệt cưỡng bức do các máy quạt thổi.
Hiệu suất làm mát theo phương thức này tương đối cao.
Các máy biến áp (công suất từ 80 MVA trở lên)
5). Làm mát bằng sự lưu thông của dầu và nước
Các máy biến áp có công suất rất lớn, được làm mát theo nguyên tắc lưu thông tuần hoàn
của cả dầu và nước.
Một máy bơm ly tâm được lắp vào mặt bích trên của máy biến áp để hút dầu nóng đưa đến
bộ phận làm mát bằng nước, nơi có đặt một máy bơm ly tâm khác đưa nước lạnh tới hệ thống
này. Dầu sau khi được làm nguội lại trở về thùng từ phía đáy.


Loại làm mát này khá hiệu quả nhưng rất cồng kềnh, nên chỉ áp dụng đối với các loại máy
biến áp đặc biệt có công suất lớn
So sánh sự giống, khác nhau, ưu nhược điểm và phạm vi ứng dụng của các phương pháp
trên
Giống: + Các pp đều được sử dụng với mục đích để làm mát cho mba.
+ Hầu hết các phương pháp đều áp dụng nguyên tắc đối lưu hoặc tuần hoàn, có thể là tự
nhiên hoặc cưỡng bức.
Khác: (bộ phận làm mát= bplm; làm mát = lm)
Làm
mát Lm mba = lm mba = dầu Lm mba = Lm = dầu và nc. (Hệ
bằng không dầu đối lưu đối lưu tự nhiên tuần hoàn thống lm Ц).
khí tự nhiên
tự nhiên (Hệ có quạt gió. (Hệ cưỡng bức
thống lm kiểu thốg lm Д).
dầu & k

M).
khí(Hệ thống
lm ДЦ).

Ưu

-nhiệt lượng
đc tỏa ra =
luồng k khí tự
nhiên ở xung
quanh mba

-fần lớn các
mba đc làm
mát = dầu
cách
điện
tuần hoàn do
đối lưu tự
nhiên
bên
trog thùg,dầu
nóg đc đẩy
lên trên &
dầu
nguội
hơn đc đẩy
xuốg dưới

-dựa trên cơ sở

làm mát kiểu M
có đặt quạt gió
để tăg cườg độ
tản nhiệt trên bề
mặt tbị làm mát
Có thêm ống góp
& ống tản nhiệt
cùng hệ thốg
quạt

-cấu tạo đơn
giản,an toàn
vì k có dầu lm
và đc sử dụng
rộng rãi khi
đặt trog nhà

-Cấu tạo k
quá fức tạp.
Lợi dụg đc
khả năg đối
lưu of dầu
nên rất thuận
tiện, nhỏ gọn

-khi nhiệt độ k
khí thấp or ptải
of mba nhỏ,để
jảm tiêu tốn điện
năg cho bplm có

thể cắt 1 số
quạt(có thể thực
hiện
tự
độg).Mba
lm
kiểu này có thể
lviec ngay cả khi
cắt htoàn quạt
gió nhưg ptải
cần fải giảm đi
(25-30)%S đm

Nhược -giá thành đắt, -hiệu
lớn hơn
thấp

quả

-hệ thốg làm
mát tươg tự
làm mát =
dầu
tuần
hoàn tự nhiên
nhưg có thêm
bơm
dầu
cưỡg bức để
hút dầu đẩy

vào bộ fận
tản
nhiệt
cưỡg bức do
các máy quạt
thổi.

-bơm ly tâm đc nối vs
thùg mba,bơm này hút
dầu nóg từ fía trên of
thùg ra & đẩy dầu qua
bplm,từ đây quay trở
lại ở fần dưới of
thùg .Nc lm chạy trog
các ốg of bplm dầu bởi
bơm ly tâm,vs áp lực
chuyển độg thấp hơn áp
lực chuyển độg of dầu
khoảg 0,2.103ata để nc
k thể xâm nhập vào hệ
thốg dầu khi bplm bị
thủg
-nâng
cao -hiệu quả lm rất lớn.
khả
năng
tuần
hoàn
của
dầu.

Hiệu quả làm
mát tốt hơn
các phương
pháp trên

-chỉ đc lv khi -mba chỉ lv khi bplm lv
các quat gió vì chỉ riêng bề mặt trơn


(3-3,5) lần giá
mba dầu có
cùng cs

PVUD

-mba < 750
kVA vs đ.áp
thứ
cấp
220/127V &
380/220
V.Tuy nhiên
vs cách điện
đặc biệt,đc tăg
cườg = các
khí trơ cách
điện nhưg dẫn
điện tốt,có thể
chế tạo mba
đến 1000kVA

vs đ.áp 10kV.

& bơm dầu
tuần
hoàn
đều
hoạt
động,số
lượng quạt
phụ
thuộc
vào tải &
nhiệt độ dầu
of mba.Tiêu
thụ điện năng
of hệ thống
lm lớn hơn
(2-3)lần hệ
thống Д
-mba
cs -mba cs < 80 -mba
cs
nhỏ.Khi bề MVA
lớn,thường
mặt lm có
>80 MVA
dạng ống tản
nhiệt thì cs
định mức của
mba có thể

đén
1600kVA.

of vỏ thùng k đủ lm
ngay cả khi k tải.Trog
đk lv bt nhiệt độ cho
fép max of nc lm là
250C. Nếu nc làm mát
lớn hơn 250C là 10C
trog 24h thì phải giảm
tải 1% so với định mức.
Loại lm này khá hiệu
quả
nhưg
cồg
kềnh,đắt,ít thuận tiện
trog vận hành
-mba có cs lớn đặc biệt

Câu 3: Một máy điện công suất 25 kVA, điện áp định mức 0,4 kV, hệ số công suất là cosϕ=0,85,
vỏ bằng nhôm, US = 220 V, biết kích thước như sau :
kích thước, cm
Tham số

Dn

Dtr

L

b

hr

Kc

Ks

n

B, Tesla

giá trị

35

25

30

3

3,5

0,9

1,2

4

17000

Hãy tính tiết diện dây, công suất và dòng từ hóa để sấy cho máy điện.
Giải
US = 220 Vs
Suất điện động của cuộn dây từ hoá với hệ số ke = 0,9 [vỏ gang chọn 0,8; vỏ nhôm chọn 0,9)
E = keU = 0,9.220 = 198 V
Chiều cao hiệu dụng của stator, cm ;


Dn − Dtr
35 − 25
− hr =
− 3, 5 = 1, 5cm
2
2

ha =

Diện tích mạch từ :
Fc = kc(L − b.n)ha= 0,9(30 − 3.4).1,5 = 24,3 cm2
Giá trị thực tế của cảm ứng từ :
Ba =

B 17000
=
= 14166,67 Tesla
ks
1, 2

Số vòng dây cần thiết của cuộn từ hoá :
ω=

E.108
198.108
=
= 259, 08 vòng
222 Ba Fc 222.14166, 67.24,3

ứng với giá trị của Ba= 14166,67 tra bảng 7.3 xác định cường độ từ trường H=17,3272A/cm
Chiều dài trung bình của đường sức :
ltb = (Dn − ha)π =(35 − 1,5). π= 105,243 cm
Lực từ hoá :
Fµ = H.ltb= 17,3272.105,243 = 1823,567 A
Dòng từ hoá của cuộn dây :
I=

Fµ

ω

=

1823,567
= 7, 039 A
259, 08

,
Công suất từ hoá :
S = U.I.10-3= 220.7,039.10-3 = 1,549 kVA

Tiết diện dây dẫn từ hoá bằng đồng với j = 3,5 A/mm2 là :
F=

I 7, 039
=
= 2, 011
j
3,5

, mm2
Chọn tiết diện dây là Fcu= 2,5 mm2


Câu 1: Đặc điểm và thao tác hệ thống điều chỉnh điện áp máy biến áp ? Trình bày thao tác
bộ điều áp dưới tải? Tại sao bộ điều áp của MBA lại đặt ở cuộn dây điện áp cao và trong
một thùng dầu riêng ?
Đặc điểm và thao tác hệ thống điều chỉnh điện áp máy biến áp:
Đặc điểm:
- Ở cuộn dây cao áp của MBA ngoài đầu chính còn có các đầu ra phụ thêm gọi là đầu phân áp.
Thay đổi đầu phân áp của các máy biến áp có thể cho phép điều chỉnh điện áp trong phạm vi +(2,5÷16)%Udm. Việc thay đổi đầu phân áp có thể thực hiện bằng tay (ko tải) hoặc tự động (dưới
tải).
- Với các máy biến áp nhỏ dùng trong các trạm biến áp tiêu thụ thường chỉ có 3 đến 5 đầu phân
áp, giới hạn điều chỉnh là +-5%,khi cần thay đổi đầu phân áp cần phải cắt điện.
- Nếu là điều áp ko tải: cần chọn một đầu phân áp cố định đê thỏa mãn được yêu cầu về điện áp
tại các hộ tiêu thụ trong các tình trạng làm việc khác nhau.
Thao tác bộ điều áp không tải (hoặc có tải)
- Thao tác với bộ điều áp ko tải
Khi máy chuẩn bị làm việc, chọn trước một đầu phân áp thích hợp để trong các chế độ vận
hành khác nhau điện áp của mạng đều không lệch quá phạm vi cho phép. Trong trường hợp máy
đã mang tải, nếu muốn điều chỉnh điện áp thì cần phải cắt phụ tải, tách máy ra khỏi mạng rồi

xoay nấc phân áp về đúng với nấc muốn chọn, cuối cùng đóng máy vào làm việc và đóng phụ tải
cho máy.
Nếu trong trạm biến áp có nhiều máy làm việc song song thì cần thực hiện đồng thời quá
trình chuyển đổi nấc ở tất cả các máy. Sau khi đã chuyển nấc MBA cần kiểm tra lại điện trở một
chiều các cuộn dây (đối với MBA từ 1000kVA trở lên) và kiểm tra thông mạch (đối với MBA
dưới 1000kVA).
- Thao tác với bộ điều áp dưới tải
Như đã biết, bộ điều áp dưới tải (ĐAT) được thiết kế để tự động điều chỉnh điện áp phù hợp
với sự thay đổi của phụ tải. Tuỳ thuộc vào loại ĐAT mà có những phương thức vận hành bảo
dưỡng thích hợp. Các thao tác vận hành đối với thiết bị ĐAT bao gồm:
- Quan sát tổng thể;
- Đo độ nén của các tiếp điểm;
- Đo mômen quay;
- Đo thời gian đóng cắt của các tiếp điểm dập hồ quang;
- Đo điện trở một chiều toàn mạch ở 2 vị trí của tiếp điểm đảo chiều;
- Kiểm tra độ bền điện;
- Kiểm tra độ kín dầu;
- Kiểm tra trình tự hoạt động của các tiếp điểm.
Bộ điều áp của MBA đặt ở cuộn dây điện áp cao và trong một thùng dầu riêng
Bộ điều áp được đặt ở cuộn dây phía cao áp vì:
-Cuộn dây phía cao áp có điện áp lớn nên dòng điện sẽ bé, tiết diện dây yêu cầu nhỏ do đó
kết cấu tiếp điểm gọn nhẹ, thao tác đơn giản, dễ dàng
-Do dòng điện nhỏ nên ít phát sinh hồ quang, an toàn cho người và thiết bị


-Phạm vi điều chỉnh rộng lớn hơn.
Bộ điều áp được đặt trong thùng dầu riêng vì:
+ Khi điều chỉnh đầu phân áp sẽ sinh ra hồ quang có thể làm dầu sôi cục bộ và làm giảm
chất lượng dầu mba. Đặt bộ điều ápphía ngoài thùng dầu chính, sử dụng dầu riêng để làm mát để
tránh ảnh hưởng đến dầu mba.

+ Cách điện
+ Làm mát
+ Dập hồ quang
Câu 2: Nêu nguyên tắc chung sấy máy điện? Trình bày các phương pháp sấy máy điện,? So
sánh sự giống, khác nhau, ưu nhược điểm và phạm vi ứng dụng của các phương pháp trên?
Trong qtr vh cũng như tách ra sửa chữa, MF có thể bị nhiễm ẩm làm cho cách điện bị già
hóa. Chính vì vậy cần sấy để đảm bảo an toàn, đảm bảo cách điện của MF.
a.Nguyên tắc chung của sấy máy phát điện:
Theo qui trình vận hành máy phát điện, các máy phát điện và máy bù đồng bộ điện áp dưới
15kV có thể đóng vào mạng không cần sấy nếu thỏa mãn ba điều kiện sau:
-Điện trở cách điện của các cuộn dây stato (qui về 750 C) sau 60s kể từ khi cấp điện áp
không thấp hơn giá trị R60, xác định theo biểu thức:
R 60 =

Un
(MΩ)
1000 + 0,01Pn

Trong đó:
Un, Pn là điện áp và công suất định mức của máy phát, (V) và (kW)

k hp =

R 60"
R15"

-Hế số hấp phụ không nhỏ hơn 1,
R15’’- điện trở tương ứng ở 15 giây kể từ khi cấp điện áp.
-Hệ số phi tuyến( tỉ số giữa điện trỏ cách điện ứng với điện áp chỉnh lưu 0,5Un trên điện trở
cách điện ứng với điện áp chỉnh lưu 2,5Un) không lớn hơn 1,3

Ngoài các điều kiện trên, tất cả các máy điện khi đưa vào vận hành từ trạng thái dự phòng
hoặc sau sửa chữa đại tu, cần phải được kiểm tra cách điện và sấy. Quá trình sấy máy phát điện
có thể được thực hiện theo các phương pháp: tủ sấy, tổn thất trong lõi thép của stato, phương
pháp đốt nóng bằng dòng điện một chiều hoặc phương pháp đốt nóng bằng dòng điện ngắn mạch
ba pha( đối với máy phát thủy điện).
Các loại máy điện công suất lớn thường được sấy bằng phương pháp tổn thất trong lõi thép
và phương pháp dòng điện một chiều, phương pháp dòng điện ngắn mạch ba pha thường được áp
dụng trong điều kiện vận hành, khi cách điện bị ẩm không nhiều.
Việc đuổi không khí ẩm ra khỏi máy trong quá trình sấy có thể thực hiện với sự trợ giúp của
các máy quạt. Nhiệt độ cực đại trong quá trình cần được điều chỉnh trong phạm vi gần giới hạn
nhiệt độ cho phép ứng với loại cách điện sử dụng trong các cuộn dây, nhìn chung không thấp
hơn 800C. Tốc độ tăng nhiệt độ không quá 50C/h.


Sự thay đổi điện trở cách điện trong quá trình sấy được thể hiện trên hình vẽ sau:

Đầu tiên giá trị điện trở cách điện giảm do sự mềm hóa cách điện, sau đó sẽ tăng dần đến giá
trị xác lập. Trong quá trình sấy cần tiến hành kiểm tra điện trở cách điện R60 khoảng 2h một lần,
đối với máy lớn kiểm tra 2÷3 lần mỗi ngày. Quá trình sấy sẽ kết thúc nếu điện trở cách điện
không thay đổi trong vòng 5h ứng với nhiệt độ xác lập.
b. Các phương pháp sấy máy phát điện, ưu nhược điểm, phạm vi ứng dụng của
phương pháp trên
b1. Phương pháp dùng tủ sấy
Máy phát được đặt trong lò hoặc tủ sấy, phía dưới lò có cửa để dẫn khí vào, phía trên lò góc
đối diện có cửa để thoát khí ra (hình 7.18). Thành lò sấy được làm bằng vật liệu chịu lửa như kim
loại hoặc xi măng amiăng. Nhiệt năng cung cấp cho tủ sấy có thể là hơi nước hoặc dùng điện.
Khí nóng trong tủ được lưu thông với sự trợ giúp của các máy quạt.
Nhiệt độ trong tủ có thể kiểm tra bằng nhiệt kế hoặc
thiết bị đo từ xa. Nhiệt độ của không khí nóng ở cửa vào
phải được kiểm tra thường xuyên không được quá 900C.

Sau mỗi giờ phải đo điện trở cách điện một lần.
Ưu điểm:
Phương pháp sấy này có ưu điểm là đơn giản và tin
cậy Nhược điểm:
Tiêu tốn nhiều năng lượng và thời gian sấy dài.
Khí nóng
Phạm vi ứng dụng:
Hình 7.18. Sấy máy điện bằng lò.
Máy điện công suất nhỏ
b2. Sấy bằng dòng điện
Quá trình sấy bằng dòng điện được thực hiện
bằng cách cấp cho cuộn dây dòng điện áp thấp, khi
chạy trong cuộn dây dòng điện sinh ra một lượng
nhiệt làm tăng nhiệt độ và sấy cuộn dây. Theo
phương pháp này điện năng tiêu thụ sẽ không
nhiều do sự đốt nóng trực tiếp cuộn dây làm hơi
nước thoát ra mạnh. Nhiệt độ đốt nóng có thể thay
đổi bằng cách điều chỉnh cường độ dòng điện
trong cuộn dây. Nếu dùng dòng điện một chiều thì
chỉ cuộn dây có điện được đốt nóng, còn nếu dùng Hình 7.19. Sơ đồ sấy bằng dòng điện:
1- máy biến áp hàn;
dòng điện xoay chiều thì nhiệt năng sẽ được toả ra
2- cuộn kháng điện;
ở tất cả các cuộn dây có mạch khép kín. Sơ đồ
3- stator máy điện sấy.
mạch điện sấy máy điện được thể hiện trên hình


7.19.
Quá trình sấy máy phát bằng dòng ngắn mạch 3 pha được thực hiện khi máy đang quay với

tốc độ định mức. Dòng điện sấy được lấy từ nguồn khác, các cuộn dây của rotor được nối ngắn
mạch.
Sự điều chỉnh nhiệt độ được thực hiện bằng cách điều chỉnh cường độ dòng điện kích từ,
tăng dần đến giá trị cần thiết.
Điện trở của cuộn dây stator khi sấy bằng phương pháp dòng điện không được nhỏ hơn 0,05
MΩ, còn điện trở của cuộn dây rotor không nhỏ hơn 2 MΩ.
Dòng điện sấy có thể lấy bằng 1,5.In nếu sấy trong khoảng thời gian 1 giờ và bằng dòng định
mức nấu sấy trong vòng 2 giờ.
Ưu điểm:
-Không cần dừng máy khi sấy
-Điện năng tiêu thụ không nhiều
-Dễ dàng thay đổi nhiệt độ sấy
Nhược điểm:
-Cần phải có một nguồn cấp dòng điện sấy riêng biệt
-Khi sử dụng dòng điện xoay chiều thì nhiệt năng được tỏa ra ở tất cả các cuộn dây có mạch
khép kín. Đó là điều không mong muốn.
Phạm vi ứng dụng:
-Áp dụng cho các máy điện công suất lớn.
-Phương pháp dòng điện ngắn mạch ba pha thường được áp dụng trong điều kiện vận hành,
khi cách điện bị ẩm không nhiều.
-Rất tiện lợi khi sấy máy phát thủy điện
b3. Sấy bằng phương pháp cảm ứng
Phương pháp tổn thất trong lõi thép của stator
Phương pháp này sử dụng nguồn nhiệt tạo ra bởi dòng điện xoáy trong lõi thép của stator.
Cuộn dây sấy còn gọi là cuộn từ hóa, được lồng trong rãnh stator, khi được cấp nguồn, một từ
thông sẽ sinh ra dòng điện xoáy đốt nóng lõi thép. Thông thường quá trình sấy được thực hiện
không có rotor, bởi vì sự có mặt của rotor sẽ gây cản trở cho việc lắp đặt cuộn dây từ hóa và gây
phức tạp cho quá trình sấy vì cứ 30 phút lại phải quay rotor đi 1800 để tránh sự uốn rotor. Trước
khi sấy cần phải kiểm tra cẩn thận vì nếu có vật thể kim loại nằm trong rãnh stator thì sẽ dẫn đến
ngắn mạch và làm hỏng lõi thép. Do cuộn dây từ hóa làm việc trong môi trường nhiệt độ cao nên

phụ tải chỉ lấy bằng 60% giới hạn cho phép ứng với tiết diện dây dẫn lựa chọn.
Ưu điểm:
Gọn gàng, cuộn dây từ hóa được lồng luôn trong rãnh của stato nên tiết kiệm diện tích
Nhược điểm:
Cần tháo rotor trước khi sấy
Lõi thép rất dễ bị hỏng nếu có vật thể kim loại nằm trong rãnh rotor. Có khả năng xảy ra sự cố.
Phạm vi ứng dụng:
Ứng dụng để sấy máy phát điện công suất lớn
Phương pháp tổn thất trong vỏ máy


Phương pháp sấy cảm ứng có thể thực hiện bằng cách quấn trên vỏ máy một số vòng dây và
cấp cho nó nguồn điện xoay chiều điện áp thấp (hình 7.21). Lúc này vỏ của máy điện có chức
năng như cuộn dây thứ cấp được nối ngắn mạch của máy biến áp khô (cuộn sơ cấp chính là các
vòng dây quấn quanh vỏ).

Hình 7.21. Sơ đồ sấy máy phát theo
phương pháp tổn thất trong vỏ máy.
Vỏ của máy sẽ được nung nóng bởi dòng điện cảm ứng sinh ra trong nó. Để tăng cường sự
đối lưu không khí, máy điện khi sấy nên ở trạng thái quay.
Ưu điểm:
Phương pháp thực hiện đơn giản, dễ dàng, ít gặp sự cố trong khi sấy.
Nhược điểm:
Tổn thất nhiều
Máy điện phải sấy ở trạng thái quay
Phạm vi ứng dụng:
Ứng dụng cho loại máy điện kín.
Câu 3: Một máy điện công suất 30 kVA, điện áp định mức 0,4 kV, hệ số công suất là
cosϕ=0,85, vỏ bằng gang,US = 220 V, biết kích thước như sau :
kích thước, cm

Tham số
Dn
Dtr
L
b
hr
Kc
Ks
n B, Tesla
giá trị

30

20

35

3

3

0,9

1,2

4

18000

Hãy tính tiết diện dây, công suất và dòng từ hóa để sấy cho máy điện.

Giải
US = 220 Vs
Suất điện động của cuộn dây từ hoá với hệ số ke = 0,8 [vỏ gang chọn 0,8; vỏ nhôm chọn 0,9)
E = keU = 0,8.220 = 176 V
Chiều cao hiệu dụng của stator, cm ;
ha =

Dn − Dtr
30 − 20
− hr =
− 3 = 2cm
2
2

Diện tích mạch từ :
Fc = kc(L − b.n)ha= 0,9(35 − 3.4).2 = 41,4 cm2
Giá trị thực tế của cảm ứng từ :
Ba =

B 18000
=
= 15000
ks
1, 2

Tesla


Số vòng dây cần thiết của cuộn từ hoá :
ω=

E.108
176.108
=
= 127, 664 vòng
222 Ba Fc 222.15000.41, 4

ứng với giá trị của Ba= 15000 tra bảng 7.3 xác định cường độ từ trường H=25A/cm
Chiều dài trung bình của đường sức :
ltb = (Dn − ha)π =(30 −2).3,14 = 87,965 cm
Lực từ hoá :
Fµ = H.ltb= 25.87,965 = 2199,125 A
Dòng từ hoá của cuộn dây :
I=

Fµ

ω

=

2199,125
= 17, 226 A
127, 664

,
Công suất từ hoá :
S = U.I.10-3= 220.17,226.10-3 = 3,79 kVA
Tiết diện dây dẫn từ hoá bằng đồng với j = 3,5 A/mm2 là :
F=

I 17, 226
=
= 4,922
j
3, 5

, mm2
Chọn tiết diện dây là Fcu= 6 mm2