Câu hỏi nâng cao hiệu quả truyền tải điện

*Trong vận hành điện áp của máy phát điện thường dao động theo dòng tải và hệ
số công suất của tải.để duy trì được đầu áp đầu cực của máy phát không đổi phải
dùng tới giải pháp kĩ thuật là sử dụng bộ tự động điều chỉnh điện áp (AVR).Nó có
vai trò duy trì điện áp định mức trên đầu cực máy phát,nguyên tắc điều chỉnh là
điều chỉnh dòng điện kích thích 1 chiều trên cuộn dây kích thích.để hoạt động lâu
dài và an toàn thì AVR có tổ đấu dây 12 pha,mỗi pha tương ứng với một tiristo,các
tiristo sẽ liên tục thay nhau làm việc để tránh dòng lớn đi qua 1 tiristo liên tục gây
nóng và hỏng,tạo thời gian nghỉ cho 11 cái còn lại.
Câu hỏi 1: Giải thích tại sao bộ điều chỉnh điện áp của máy biến áp lại đặt phía
cuộn dây sơ cấp mà không đặt phía cuộn dây thứ cấp?
Trả lời:
Máy biến áp thường có một cuộn dây sơ cấp và có một hoặc hai cuộn dây thứ
cấp. Khi đặt điện áp U1 vào cuộn dây sơ cấp thì trong cuộn dây này sẽ có dòng
điện I1 chạy qua và trên cuộn dây thứ cấp xuất hiện điện áp U 2. Khi có phụ tải đấu
vào cuộn dây thứ cấp thì trong cuộn dây thứ cấp sẽ có dòng điện I 2 chạy qua. Độ
lớn của dòng điện sơ cấp và thứ cấp tăng giảm theo phụ tải. Quan hệ giữa số vòng
dây sơ cấp W1 và số vòng dây thứ cấp W2 với dòng điện I, điện áp U của máy biến
áp tuân theo quy luật sau:
W - vòng
W1
U1~
I2~
I - Ampe
=
=
U - Von
W2
U2~
I1~

+

+

Số vòng dây tỉ lệ thuận với điện áp và tỉ lệ nghịch với dòng điện.
Do bán kính cung cấp điện lớn trên đường dây có nhiều phụ tải và công suất tiêu
thụ điện của các phụ tải trong một ngày thường dao động gây ra sự dao động điện
áp ở cuối nguồn. Máy biến áp lực thường có bộ điều chỉnh điện áp đặt ở phía cuộn
dây sơ cấp để:
+ Trực tiếp điều chỉnh số vòng dây của cuộn dây sơ cấp cho phù hợp điện áp đầu
nguồn, giữ được điện áp phía đầu ra của máy biến áp đạt định mức.
Hạn chế được quá điện áp máy biến áp.
Giảm được tổn thất điện năng cho lưới điện.
Vì dòng điện đi qua cuộn dây sơ cấp nhỏ nên dòng điện đi qua tiếp điểm của bộ
ĐCĐA cũng nhỏ do đó các kích thước của tiếp điểm bộ ĐCĐA cũng giảm đi dễ
chế tạo, hạ được giá thành. Vì bộ điều chỉnh điện áp được chế tạo theo kiểu phân
nấc nên chỉ có khả năng điều chỉnh điện áp đầu ra của máy biến áp gần bằng định
mức.
− Các máy biến áp 3 pha thông dụng không có yêu cầu ổn định điện áp nên thường
hay dùng bộ điều chỉnh điện áp 3 pha kiểu đơn giản có từ 3 đến 5 đầu phân nấc,
không cho phép điều chỉnh điện áp khi máy biến áp vận hành mang tải. Mỗi khi


−

−
−
−
−
−
−
−

−

thay đổi đầu phân nấc điều chỉnh điện áp phải cắt điện toàn bộ máy biến áp, sau đó
phải đo điện trở tiếp xúc rồi mới được phép đóng điện.
Tất cả các máy biến áp có yêu cầu ổn định điện áp đều phải lắp bộ điều chỉnh điện
áp dưới tải. Bộ ĐCĐA có cấu tạo đặc biệt cho phép điều chỉnh được điện áp của
máy biến áp ngay cả khi máy biến áp đang mang tải. Bộ điều chỉnh điện áp dưới
tải 3 pha thường được chế tạo 19 nấc.
Câu hỏi 2: Máy biến điện áp làm nhiệm vụ gì trong trạm biến áp? Sự giống nhau
và khác nhau giữa máy biến áp lực và máy biến điện áp? Sự giống nhau và khác
nhau giữa máy biến điện áp và máy biến dòng điện?
Trả lời:
Máy biến điện áp là máy biến áp chuyên dùng để biến đổi điện áp có 3 nhiệm vụ:
1- Cung cấp điện áp 100V~ (110V~) cho đồng hồ Vonmét để đo điện áp
phía cao thế.
2- Cung cấp điện áp 100V~ (110V~) cho các cuộn dây điện áp của công tơ
điện 3 pha.
3- Cung cấp điện áp thứ tự không (3U 0) cho rơ le báo chạm đất khi có chạm
đất phía cao thế.
Máy biến điện áp có một số điểm giống máy biến áp lực:
Máy biến điện áp và máy biến áp lực được chế tạo dựa trên nguyên lý cảm ứng
điện từ. Năng lượng điện được truyền dẫn từ cuộn dây sơ cấp sang cuộn dây thứ
cấp thông qua quá trình cảm ứng từ.
Máy biến điện áp và máy biến áp lực có cấu tạo cơ bản giống nhau, máy biến điện
áp và máy biến áp lực đều có cuộn dây và lõi thép.
Máy biến điện áp có một số điểm khác máy biến áp lực:
Công suất của máy biến điện áp thường nhỏ chưa đến 1kw, dung lượng S của máy
biến điện áp được tính bằng VA (S ≈ 250VA).
Công suất của máy biến áp lực lớn, dung lượng S của máy biến áp tính bằng kVA
(S ≥ 50kVA)

Máy biến điện áp thường có kích thước hình học nhỏ hơn máy biến áp lực rất
nhiều.
Máy biến điện áp có kích thước mạch từ và kích thước của các cuộn dây nhỏ. Theo
chủng loại và với từng cấp điện áp khác nhau máy biến điện áp ít thay đổi về cấu
tạo, kiểu cách, hình dáng và kích thước.
Tuỳ theo từng loại máy biến áp lực, cuộn dây sơ cấp và thứ cấp có nhiều cấp điện
áp khác nhau, trong khi đó máy biến điện áp chỉ có duy nhất một cấp điện áp thứ
cấp là 100 V~.
Máy biến áp lực 3 pha có rất nhiều tổ đấu dây khác nhau, trong khi đó máy biến
điện áp 3 pha thường có tổ đấu dây Y0/Y0/ ∆ hở.


Máy biến điện áp giống máy biến dòng điện:
− Máy biến điện áp và máy biến dòng điện cùng được chế tạo dựa trên nguyên lý
cảm ứng điện từ. Năng lượng điện được truyền dẫn từ cuộn dây sơ cấp sang cuộn
dây thứ cấp thông qua quá trình cảm ứng điện trường và từ trường.
Máy biến điện áp khác máy biến dòng điện:
− Về nhiệm vụ công tác:
+
Máy biến điện áp chuyên làm nhiệm vụ biến đổi U.
+
Máy biến dòng điện chuyên làm nhiệm vụ biến đổi I.
− Về cách đấu dây trong lưới điện:
+
Máy biến điện áp đấu song song trong mạch điện.
+
Máy biến dòng đấu nối tiếp trong mạch điện.
Câu hỏi 4: Có bao nhiêu dạng sự cố cơ bản trong hệ thống? Vẽ sơ đồ và giải
thích?
Trả lời :

Có 5 dạng sự cố cơ bản trong hệ thống điện 3 pha
1. Ngắn mạch 3 pha: ( thường kèm theo chạm đất )
A
B
C

I "KE
I “K3E

2. Ngắn mạch 2 pha: không chạm đất
A
B
C

I “K2

3. Ngắn mạch 2 pha: chạm đất
A
B
C

I “K2
I “ K2E

4. Ngắn mạch 1 pha: chạm đất


A
B
C

I “K1E

5. Ngắn mạch chạm đất tại hai điểm khác nhau trên một đường dây:
A
B
C
I “K2E

-

Những nguyên nhân gây ra sự cố ngắn mạch trong hệ thống điện:
1- Nguyên nhân khách quan:
Do sét đánh vào hệ thống điện với cường độ lớn, điện áp cao, các thiết bị
chống sét làm việc không hiệu quả.
2- Nguyên nhân chủ quan :
Hầu hết các sự cố chủ quan đều do con người gây ra:
Do trình độ kỹ thuật non yếu.
Do xử dụng các thiết bị cũ, làm việc kém hiệu quả.
- Do không thực hiện đúng quy trình vận hành và duy tu bảo dưỡng thiết bị.
Do mang tải không đúng quy định cho phép.
- Do phá hoại (đào phải đường cáp, ném chất cháy vào thiết bị làm ngắn
mạch...)
Các giải pháp kỹ thuật để ngăn chặn và hạn chế suất sự cố:
Một hệ thống điện coi là có tính an toàn, chất lượng tốt đó là hệ thống điện
có suất sự cố thấp nhất, thời gian sự cố nhỏ nhất.
Để đảm bảo được yêu
cầu nói trên hệ thống điện cần phải có:
- Hệ số dự phòng cao (thiết bị có cấp cách điện và dòng điện cho phép cao
hơn định mức nhiều lần)
- Có phương thức vận hành hợp lý.

- Không để xảy ra quá tải hệ thống điện, quá tải máy biến áp.
- Cần phải có nhiều nguồn điện dự phòng.


10. Mỗi máy biến áp lực đều có một dung lượng tới hạn làm nhiệm vụ cung cấp
điện trực tiếp cho phụ tải, nó đóng vai trò một nguồn điện trung gian phân phối
năng lượng điện của nguồn điện. Trong vận hành mỗi máy biến áp lực tiêu thụ một
lượng công suất không tải P0 và công suất ngắn mạch PN nên trong hệ thống điện
máy biến áp đóng vai trò phụ tải.
Câu hỏi 18: Tổn thất điện áp là gì?
Nêu các giải pháp làm giảm tổn thất điện áp?
Trả lời:
Tổn thất điện áp là lượng điện áp bị mất đi trên đường dây trong quá trình chuyên
tải, tổn thất điện áp gây ra sụt điện áp trên đường dây tải điện.
∆U = U1 – U2
Tổn thất điện áp là một chỉ tiêu quan trọng của lưới điện:
∆U
∆U% =
≤ 5%
U1
Nếu tổn thất điện áp lớn sẽ làm cho các thiết bị dùng điện không hoạt động được,
giảm năng suất của hiệu suất thiết bị dùng điện, gây ra tổn thất điện năng trên
đường dây tải điện.
Các giải pháp làm giảm tổn thất điện áp :
1- Phải làm giảm điện trở R và điện kháng X của đường dây bằng cách :
+ Có bán kính cung cấp điện hợp lý.
+ Chọn dây dẫn có điện trở suất nhỏ, có tính dẫn điện tốt.
+ Tăng cường tiết diện dây dẫn, có hệ sô dự phòng cao.
+ Hạn chế tối đa các mối nối, các mối nối phải có R tiếp xúc nhỏ nhất
2 - Phải lựa chọn cấp điện áp lưới điện phù hợp với công suất chuyên tải và bán

kính cung cấp điện, điều chỉnh điện áp đầu nguồn luôn đạt điện áp định mức.
3 - Đặt thiết bị bù công suất vô công cho thiết bị điện.
Câu hỏi 9: Công tơ điện vô công và công tơ điện hữu công có gì khác nhau? Tại
sao các cực đấu dây của hai loại công tơ này lại giống nhau?
Trả lời:
Công tơ vô công dùng để đếm điện năng vô công, công tơ hữu công dùng để
đếm điện năng hữu công, quy định về sơ đồ đấu dây của cuộn dây dòng điện và
cuộn dây điện áp của hai loại công tơ như sau (Hình 1, hình 2):
1- Công tơ Hữu công:
Với lưới điện cao thế
Với lưới điện hạ thế
dòng điện Ia đi với điện áp Uab
- dòng điện Ia đi với điện áp Uao
dòng điện Ib đi với điện áp Ubc
- dòng điện Ib đi với điện áp Ubo
dòng điện Ic đi với điện áp Uca
- dòng điện Ic đi với điện áp Uco
2- Công tơ Vô công:


Với lưới điện cao thế và hạ thế
−
dòng điện Ia đi với điện áp Ubc
−
dòng điện Ib đi với điện áp Uca
−
dòng điện Ic đi với điện áp Uab
Cách đấu dây bên trong công tơ vô công hoặc hữu công được tuân theo quy
định về cực tính và thứ tự pha của cuộn dây dòng điện và điện áp trên sơ đồ. Để
tiện cho việc đấu dây các cực đấu dây trên hàng boóc và cách đấu dây bên ngoài

của hai loại công tơ này được làm giống nhau. Muốn nhận biết 2 loại công tơ nói
trên ta cần phải xem ký hiệu kWh, kVArh ở mặt ngoài công tơ.
Câu hỏi 10: Trình bày cấu tạo và nguyên lý làm việc của máy biến áp lực? Tại
sao nói máy biến áp lực vừa là nguồn điện trung gian lại vừa là phụ tải của lưới
điện?
Trả lời:
Cấu tạo: Xem hình ảnh
Nguyên lý làm việc :
Máy biến áp được chế tạo theo nguyên lý cảm ứng điện từ. Khi có điện áp xoay chiều
đặt vào cuộn sơ cấp W1 , trong cuộn dây sơ cấp sẽ có 1 dòng điện i 1 chạy qua, dòng
điện i1 cảm ứng trong lõi thép 1 từ thông Φ 1. Từ thông Φ 1 móc vòng qua cuộn dây thứ
cấp W2 sinh ra trong cuộn dây thứ cấp 1 sức điện động cảm qua. Do cuộn dây thứ cấp
của máy biến áp có trở kháng nên tại cuộn dây thứ cấp xuất hiện 1 điện áp giáng U 0
lúc này sức điện động:
E2 = i2 (Z0 + Z2) = i2Z0 x i2Z2 = U0 + U2
U0 là điện áp giáng trên nội bộ cuộn dây W2
U2 là điện áp giáng trên phụ tải mạch ngoài Z2
Mỗi máy biến áp lực đều có một dung lượng tới hạn làm nhiệm vụ cung cấp
điện trực tiếp cho phụ tải, nó đóng vai trò một nguồn điện trung gian phân phối
năng lượng điện của nguồn điện. Trong vận hành mỗi máy biến áp lực tiêu thụ
một lượng công suất không tải P0 và công suất ngắn mạch PN nên trong hệ thống
điện máy biến áp đóng vai trò phụ tải.
U1~
7

W1

8
U2~

W2

Cấu tạo máy biến áp
- Φ 1 là từ thông.
1. Thùng dầu phụ
- U1 là điện áp sơ cấp
2. Ống chỉ thị mức dầu
- U2 là điện áp thứ cấp
3. Ống nối thùng dầu chính và thùng
- w1 là cuộn dây sơ cấp
dầu phụ
- W2 là cuộn dây thứ cấp
4. Thùng dầu chính
5. Sứ MBA
6. Cánh tản nhiệt
7. Lõi thép MBA
8. Cuộn dây sơ cấp và cuộn dây thứ
cấp
9. Dầu máy biến áp (trong thùng dầu)


-

-

Câu hỏi 13: Dầu biến thế làm nhiệm vụ gì trong máy biến áp? Nêu các tiêu chuẩn
quan trọng nhất của dầu máy trong vận hành? Phương pháp quản lý dầu máy biến
áp trong vận hành?
Trả lời:
Dầu biến áp làm 2 nhiệm vụ :

1- Cách điện cho máy biến áp .
2- Làm mát cho máy biến áp theo nguyên tắc đối lưu tuần hoàn.
Có 3 chỉ tiêu quan trọng nhất của dầu máy biến áp trong vận hành:
1- Điện áp chọc thủng [kV]
Thử nghiệm Điện áp chọc thủng của dầu bằng cốc thử dầu, khoảng cách phóng
điện giữa 2 cực mang điện áp cao trong môi trường chứa đầy dầu là 2,5cm.
Cấp điện áp dưới 15kV:
+ 30kV với dầu mới trong MBA chưa qua vận hành.
+ 25kV với dầu trong MBA đang vận hành.
Cấp điện áp dưới 15kV đến 35kV:
+ 35kV với dầu mới trong MBA chưa qua vận hành.
+ 30kV với dầu trong MBA đang vận hành.
Cấp điện áp dưới 110kV:
+ 45kV với dầu mới trong MBA chưa qua vận hành.
+ 40kV với dầu trong MBA đang vận hành.
Cấp điện áp 110kV đến 220kV:
+ 60kV với dầu mới trong MBA chưa qua vận hành.
+ 55kV với dầu trong MBA đang vận hành.
Cấp điện áp 500kV:
+ 70kV với dầu mới trong MBA chưa qua vận hành.
+ 65kV với dầu trong MBA đang vận hành.
2- Nhiệt độ chớp cháy kín: Không thấp hơn 1350 C, suy giảm không quá
5% so với lần phân tích trước.
3- Trị số axít: không quá 0,25mg KOH trong 1g dầu.
Quản lý dầu trong vận hành :
Bình thường mỗi năm phải thí nghiệm định kỳ mẫu dầu 1 lần.
MBA làm việc trong tình trạng đầy tải hoặc quá tải thường xuyên thì phải rút
ngắn thời gian thí nghiệm định kỳ.
Khi sự cố cháy máy biến áp thường là kèm theo dầu bị cháy, chất lượng dầu
MBA suy giảm, phải thay dầu.

Khi đại tu MBA phải thay dầu.
Khi mức dầu trong máy biến áp giảm thấp, phải bổ xung dầu theo hướng dẫn
của nhà chế tạo.
Dầu bổ xung vào máy phải có cùng gốc dầu hoặc có gốc dầu tương đương.


-

Phải kiểm định lại dầu trước khi đổ vào máy theo các tiêu chuẩn kỹ thuật
của ngành điện.
Câu hỏi 21: Phân biệt :
- Điện năng hữu công và điện năng vô công
- Công suất hữu công và công suất vô công
- Điện năng tiêu thụ và tổn thất điện năng
Trả lời:
Điện năng hữu công:
Là điện năng được chuyển hóa thành
công hữu ích dưới dạng cơ năng, nhiệt
năng, hóa năng tính trong một khoảng
thời gian
AP = P . t [kWh]
Công suất hữu công:
Là công suất tiêu thụ được biến thành
công suất tác dụng dưới dạng cơ năng,
nhiệt năng, hóa năng, quang năng...
Công suất hữu công được xác định tại 1
thời điểm.
P = S.cosϕ [kW]
Điện năng tiêu thụ:
Điện năng tiêu thụ là lượng điện năng

mà phụ tải đã tiêu thụ tính trong một
khoảng thời gian.
A = Pt + jQt [kwh]

Điện năng vô công:
Là điện năng được chuyển hóa thành
công vô ích tồn tại trong từ trường và
điện trường (cuộn dây điện từ, tụ điện...)
tính trong một khoảng thời gian
AQ = Q . t [kVArh]
Công suất vô công:
Là công suất tiêu thụ điện được chuyển
hóa dưới dạng điện trường và từ trường.
Công suất vô công được xác định tại 1
thời điểm.
Q = S.sinϕ [kVAr]
Tổn thất điện năng:
Tổn thất điện năng là năng lượng điện
bị mất mát trên hệ thống điện trong quá
trình vận hành tính trong một khoảng
thời gian.
∆ A = ∆Pt [kwh]

Câu hỏi 24: Nêu những nguyên nhân gây ra tổn thất điện áp và tổn thất điện
năng? Tổn thất điện áp có liên quan gì đến tổn thất điện năng? Nêu các biện pháp
làm giảm tổn thất điện áp và tổn thất điện năng? Tại sao khi vận hành lệch pha tổn
thất điện năng lại tăng lên?
Trả lời:
Những nguyên nhân gây ra tổn thất điện áp và tổn thất điện năng :
Tổn thất điện áp và tổn thất điện năng sinh ra trong quá trình truyền tải và

tiêu thụ điện. Nguyên nhân là do :
1- Trên đường dây dẫn điện có điện trở RΩ và điện kháng XΩ.
2- Do các máy biến áp có tổn thất công suất ở trong cuộn dây và tổn thất không
tải ở trong lõi thép


3- Do tiêu thụ nhiều công suất vô công trên lưới điện, chủ yếu do các phụ tải có
thành phần điện cảm như cuộn dây máy biến áp, cuộn dây động cơ điện,
cuộn cảm có lõi thép... làm giảm cosϕ của lưới điện.
4- Do chế độ vận hành của lưới điện :
+ Tổn thất càng lớn khi công suất tiêu thụ điện của phụ tải càng lớn.
+ Tổn thất càng lớn khi thời gian sử dụng công suất cực đại càng kéo dài
(thời gian sử dụng công suất cực đại ký hiệu là TMax).
+ Do máy biến áp thường xuyên vận hành trong tình trạng non tải hoặc
không tải.
+ Do tình trạng lệch tải các pha, tình trạng này thường xảy ra trong lưới
điện phân phối hạ thế.
Tổn thất điện áp liên quan trực tiếp đến tổn thất điện năng vì :
− Khi lưới điện không tải chỉ tồn tại điện áp không có dòng điện đi qua thì
sẽ không có tổn thất điện áp và tổn thất điện năng
∆U=0, ∆A=0.
Khi lưới điện có tải, trong dây dẫn sẽ có dòng điện I chạy qua. Do dây dẫn có
điện trở R và điện kháng X nên trên dây dẫn xuất hiện tổn thất điện áp
∆U ≠ 0
− Tổn thất điện áp:

∆ U%xx=

P.R + Q.X
Uđm2 .

x

100
1000

− Tổn thất điện năng được tính bằng:
∆A= ∆P.t

giả thiết nếu phụ tải của mạng điện không thay đổi ta có
∆A = 3I2max Rτ.10-3


Trong đó:
− Imax là dòng điện cực đại.
− R là điện trở của đường dây.
− τ là thời gian tổn thất công suất lớn nhất, là thời gian mà mạng điện liên
tục chuyên chở công suất lớn nhất P max (hay Imax) sẽ gây ra một tổn thất
điện năng trong mạng điện đúng bằng tổn thất điện năng thực tế của mạng
điện sau 1 năm vận hành.
Rõ ràng tổn thất điện năng và tổn thất điện áp có liên quan trực tiếp đến nhau,
chúng đều phụ thuộc vào điện trở đường dây (R) và tình trạng mang tải của mạng
điện.
Các biện pháp làm giảm tổn thất điện áp và tổn thất điện năng :
1. Nâng cao hệ số công suất cosϕ ở các hộ dùng điện chủ yếu là các xí nghiệp cụ thể
là lựa chọn công suất của động cơ hoặc loại động cơ cho phù hợp, nâng cao hệ số
phụ tải kB...hạn chế làm việc không tải.
cosϕ là hệ số công suất được tính bằng:
P

P là công suất tác dụng

S

S là công suất biểu kiến

cosϕ =
Phân phối công suất tác dụng và công suất phản kháng trong mạng điện theo
một phương thức hợp lý nhất. Giảm công suất phản kháng chuyên tải trong mạng
điện. Bù vô công bằng máy bù đồng bộ hoặc bằng tụ điện tĩnh.
2. Máy biến áp vận hành theo phương thức tổn thất điện năng ít nhất, vận hành
kinh tế trạm biến áp bằng cách hòa đồng bộ máy biến áp.
3. Nâng cao mức điện áp vận hành của mạng điện.
4. Nâng cao cấp điện áp định mức của mạng điện.
5. Lựa chọn sơ đồ nối dây hợp lý nhất cho mạng điện
Thí dụ:
− Nên dùng mạng điện kín thay cho mạng điện hở.
− Bán kính cung cấp điện phù hợp theo tiêu chuẩn cho phép.
− Kiểm tra thường xuyên tình trạng tổn thất điện áp, tổn thất điện năng và thực
hiện cân đảo pha thường xuyên trong lưới điện phân phối hạ thế 220/380V,
trong lưới điện ≥ 110kV cứ 200km lại có 1 lần hoàn thành hoán vị pha để giảm
điện kháng của đường dây.
Trong lưới điện hạ thế 220/380V nếu vận hành lệch pha thì tổn thất điện áp,
tổn thất điện năng tăng lên vì: Khi vận hành lệch pha trên dây trung tính xuất
hiện một dòng điện không cân bằng Io chạy qua và bằng tổng hình học dòng
điện trong các pha.


I0 = IA + IB + IC
(ký hiệu mũi tên để biểu diễn đại lượng véctơ)

khi vận hành lệch pha tổn thất điện năng trên đường dây sẽ tăng lên vì ngoài tổn
thất điện áp trên dây pha còn có thêm tổn thất điện áp trên dây trung tính.
Câu hỏi 25: Tụ bù có vai trò gì trong việc giảm tổn thất điện năng trên lưới điện?
Trả lời:
Tụ bù có vai trò tích cực trong việc giảm tổn thất điện năng trên lưới điện
Trong thực tế phụ tải điện là
+đường dây truyền tải dài,dung kháng khá lớn.
+các động cơ điện không đồng bộ có cosϕ rất thấp, ngoài ra các phụ tải khác như
các máy biến thế phân xưởng, các lò điện kiểu cảm ứng, máy biến thế hàn, quạt
điện, đèn tuýp, các loại đèn huỳnh quảng cáo cũng tiêu thụ khá nhiều công suất
phản kháng và cũng có cosϕ thấp. Đương nhiên khi đường dây chuyên tải thêm
một lượng công suất phản kháng Q lớn sẽ làm hạn chế nhiều đến khả năng dẫn
điện của dây dẫn, làm cho dây dẫn bị phát nóng và làm cho tổn thất điện năng tăng
lên.
Thí dụ: Mạng điện có phụ tải là P- jQ thì tổn thất công suất trong mạng là:
∆P1 =

P2 + Q2
2

U

R và ∆Q1 =

P 2 + Q2

X

2

U

P- jQ là cách biểu diễn dưới dạng phức
P là công suất tác dụng.
kW
Q là công suất phản kháng.
kVAr
X là điện kháng đường dây.
Ω
R là điện trở đường dây.
Ω
U là điện áp của điểm đặt tụ bù. V(kV).
Nếu ta đặt tụ bù ngay tại hộ dùng điện, tụ bù sẽ đưa vào lưới một dòng điện
mang tính chất điện dung IC và phát ra 1 công suất phản kháng gọi là Q bù. Công
suất phản kháng cần chuyên tải trên đường dây sẽ giảm xuống còn là Q - Qbù
∆P2 =

P2 + (Q - Qbù)2
R và
2

∆Q2 =

P2 + (Q - Qbù)2
X
2

U
U
Như vậy tụ bù có tác dụng hạn chế công suất vô công phát sinh trên lưới điện cải

thiện được cosϕ và giảm được tổn thất điện năng.


+
+
+
+

+
+
+
+

Câu hỏi 26: Sự khác nhau và ưu nhược điểm trong việc đặt tụ bù phía cao thế và
phía hạ thế?
Trả lời:
Đặt tụ bù phía cao thế
Có lợi ở chỗ:
Giá thành đầu tư tính theo kVAr/đồng rẻ hơn phía hạ thế vì khi bù phía cao thế
thường ít dùng thiết bị điều chỉnh dung lượng bù.
Bù được cả dung lượng Qpt của phụ tải phía hạ thế và dung lượng Qo trong nội bộ
MBT
Không có lợi ở chỗ:
Tụ điện cao thế thường lắp ở cấp điện áp trung áp nên yêu cầu lắp đặt sẽ phức tạp
hơn, chiếm nhiều diện tích và không gian hơn.
Do dung lượng tụ không cao lắm nên chỉ dùng các thiết bị đóng cắt và bảo vệ đơn
giản như cầu dao cầu chì, ở trạm biến áp 110kV đầu cáp cấp đến nhóm tụ thường
đặt 1 máy cắt không đặt thiết bị điều chỉnh dung lượng bù vì giá thành đầu tư sẽ
cao lên rất nhiều. Trong lưới điện chỉ có các trạm phát bù có dung lượng lớn người
ta mới đưa vào hệ thống điều chỉnh dung lượng bù, trong trường hợp này người ta

dùng nhiều máy cắt điện và các tủ hợp bộ rơ le điều khiển tự động.
Đặt tụ bù phía hạ thế
Có lợi ở chỗ :
Quản lý vận hành và sửa chữa đơn giản vì ở điện áp thấp sẽ dễ lắp đặt, chiếm ít
diện tích và không gian.
Thường được đặt các thiết bị đóng cắt, điều khiển và bảo vệ. Dễ dàng điều chỉnh
được dung lượng bù theo chế độ công suất, điện áp, cosϕ.
Không có lợi ở chỗ:
Giá thành đầu tư tính theo kVAr/ đồng đắt hơn phía cao thế một ít vì có thêm các
thiết bị điều chỉnh dung lượng bù.
Chỉ bù được trong phạm vi công suất phụ tải hạ thế của một máy biến áp.
-Tính toán tụ bù:
Dung lượng tụ bù được xác định theo công thức:
Qbù = P( tgϕ 1 - tgϕ 2)α .
Qbù = P.∆ tgϕ .α .

(1)

Trong đó:
− P là phụ tải tính toán của các hộ tiêu thụ điện kw,
− ϕ 1 là góc ứng với hệ số công suất công suất trung bình cos ϕ 1 trước khi
bù .


− ϕ 1 là góc ứng với hệ số công suất công suất trung bình cos ϕ 2 sau khi bù .
Thường cosϕ 2 lấy bằng 0,8- 0,95.
− α hệ số điều chỉnh dung lượng bù thực tế khi có thêm giải pháp nâng cao
cosϕ không cần lắp thiết bị bù.
Có thể dùng bảng tính sẵn (1-1) kết hợp với công thức (1):
khi biết cosϕ 1 và cosϕ 2 tra bảng (1-1) bằng cách gióng 2 trị số cosϕ 1 và cosϕ 2

về một toạ độ ta có trị số
∆ tgϕ = ( tgϕ 1 - tgϕ 2)
Dung lượng tụ bù

Qbù = P. ∆tgϕ.

3- Các chỉ tiêu:
Hệ thống điện có 2 chỉ tiêu quan trọng là:
∗ Điện áp U.
∗ Tần số f .
Hai chỉ tiêu U, f dùng để xác định tính ổn định của hệ thống điện. Nếu hệ thống
điện không bảo đảm được hai chỉ tiêu trên sẽ dẫn đến tình trạng làm việc không
bình thường của các phụ tải. Tốc độ quay của động cơ điện không đều hoặc động
cơ không thể khởi động được, đèn điện không đủ sáng, chất lượng sản phẩm công
nghiệp không đạt yêu cầu...Để chuyên tải điện năng đi xa cần phải nâng cao điện
áp của nguồn điện, bán kính cung cấp điện càng xa càng phải dùng cấp điện áp
cao hơn. Thí dụ: Điện áp 500kV có chiều dài trên 1000km, trong khi đó lưới điện
110kV có chiều dài hơn 200km. Việc sử dụng điện áp cao cho lưới điện chuyên tải
nhằm mục đích giảm tổn thất điện năng. Tại cuối đường dây phải hạ dần điện áp
xuống theo từng cấp phù hợp với điện áp sử dụng của phụ tải. Để thay đổi điện
áp phải dùng máy biến thế lực.
Máy biến thế lực có vai trò biến đổi điện áp để truyền tải và phân phối điện
năng
4- Các dạng sự cố của hệ thống điện:
Hệ thống điện thường vận hành trong chế độ 3 pha đối xứng: Điện áp 3 pha
bằng nhau và lệch pha 1200. Trong điều kiện bình thường phụ tải các pha đối
xứng. Khi bị sự cố dòng điện tăng lên đột biến có trị số lớn hơn nhiều lần dòng
điện định mức gây ra tình trạng mất đối xứng cho hệ thống điện. Sự cố ngắn
mạch gây ra ứng suất nhiệt, ứng suất cơ phá hỏng thiết bị điện, gây nguy hiểm
cho con người.

Có 5 trạng thái ngắn mạch:
∗ Ngắn mạch 3 pha.
∗ Ngắn mạch 2 pha không chạm đất
∗ Ngắn mạch 2 pha chạm đất.


∗ Ngắn mạch 1 pha chạm đất.
∗ Ngắn mạch 2 pha chạm đất tại 2 điểm khác nhau
Trong vận hành trạng thái ngắn mạch nào cũng nguy hiểm dễ gây ra phá hỏng
thiết bị điện, gây cháy nổ, hoả hoạn. Hệ thống rơ le bảo vệ có nhiệm vụ tự động cắt
điện từng phần hoặc toàn bộ để loại bỏ vùng bị sự cố ra khỏi hệ thống điện. Nếu hệ
thống này làm việc không hiệu quả thì tình trạng sự cố sẽ kéo dài, mức độ nguy
hiểm càng tăng lên.
5- Nguyên nhân gây ra sự cố ngắn mạch hệ thống:
Một hệ thống được coi là có tính an toàn, chất lượng tốt đó là hệ thống có suất sự
cố thấp nhất, thời gian xảy ra sự cố ngắn nhất.
Để đảm bảo được yêu cầu nói trên hệ thống điện cần phải:
∗ Có hệ số dự phòng cao.
∗ Có phương thức vận hành hợp lý.
∗ Không để xảy ra quá tải hệ thống.
∗ Quá tải máy biến áp.
∗ Phải có nguồn điện dự phòng.
Điện năng sản xuất ra cần phải được tiêu thụ hết. Khi sự cố xảy ra sẽ gây thiệt hại
rất lớn đến nền kinh tế quốc dân. Chi phí cho việc khắc phục sự cố rất tốn kém,
chính vì vậy phải cần tìm mọi giải pháp về mặt kỹ thuật để giải quyết nhanh. Trong
quá trình vận hành sự cố là điều khó tránh khỏi.
Có 2 nguyên nhân cơ bản gây ra sự cố:
- Nguyên nhân khách quan:
∗ Do sét đánh vào hệ thống điện với cường độ lớn, điện áp cao. Các thiết bị
chống sét làm việc không hiệu quả.

∗ Do thiên tai lũ lụt gây ra.
- Nguyên nhân chủ quan:
∗ Do trình độ kỹ thuật non kém.
∗ Do không thực hiện đúng quy trình quản lý vận hành, đại tu bảo dưỡng thiết bị.
∗ Do chất lượng thiết bị kém.
∗ Do phá hoại như: Đào đường cuốc phải cáp, ném chất cháy vào thiết bị điện và
đường cáp ...