Thực hành lắp đặt và kiểm tra trạm biến áp phân phối

MỞ ĐẦU
Giáo trình môn học “Thực hành lắp đặt và kiểm tra trạm biến áp phân phối” được
biên soạn để phục vụ cho công tác giảng dạy và học tập tại Xưởng Thực hành, Trường
Đại học Điện lực. Nội dung của giáo trình được biên soạn theo đặc điểm của môn học
thực hành đó là ngắn gọn, dễ hiểu, không đi sâu phân tích về mặt lý thuyết. Vì vậy bạn
đọc cần tham khảo thêm các giáo trình có liên quan đối với môn học để việc giảng
dạy, học tập có hiệu quả hơn.
Đối tượng của giáo trình là sinh viên hệ đại học khối chuyên ngành kỹ thuật điện:
hệ thống điện, điện công nghiệp, tự động hóa v.v… của trường đại học Điện lực. Học
sinh, sinh viên các hệ cao đẳng, trung cấp khối chuyên ngành kỹ thuật điện có thể sử
dụng giáo trình này làm tài liệu tham khảo.
Để giáo trình có tính thực tiễn cao, khi biên soạn giáo trình chúng tôi đã cố gắng
cập nhật những kiến thức mới, những quy trình, quy định trong thực tế sản xuất của
ngành điện có liên quan đến môn học.
Nội dung của giáo trình được biên soạn với dung lượng 30 tiết, gồm 10 tiết lý
thuyết, 20 tiết thực hành được chia thành 2 phần:
phần I – lý thuyết cơ bản về trạm biến áp phân phối ; gồm có 2 chương:
chương 1. Lựa chọn kết cấu, thiết bị điện cho trạm biến áp phân phối.
chương 2. Kiểm tra trạm biến áp phân phối.
Phần II – thực hành lắp đặt và kiểm tra trạm biến áp phân phối; gồm 7 bài tập thực
hành:
bài 01. Tháo lắp trạm biến áp phân phối ngoài trời điện áp 22kV.
bài 02. Tháo lắp tủ điện phân phối hạ áp.
bài 03. Đo điện trở cách điện máy biến áp.
bài 04. Đo dòng không tải máy biến áp.
bài 05. Đo điện trở một chiều các cuộn dây máy biến áp.
bài 06. Đo điện trở hệ thống nối đất trạm biến áp phân phối.
bài 07. Tháo và kiểm tra ruột máy biến áp.
Phần cuối là các câu hỏi củng cố và nâng cao kiến thức.
Tiến độ giảng dạy được phân phối như sau: 10 tiết đầu giảng dạy phần lý thuyết
của hai chương 1 và chương 2. 20 tiết còn lại (đã được quy đổi từ 36 giờ thực hành

1


trên thiết bị) thực hiện 7 bài thực hành từ bài số 01 đến bài số 07, trong đó có cả phần
nội dung kiểm tra kết thúc môn học.
Sinh viên được học môn này sau khi đã hoàn thành xong chương trình lý thuyết
các môn cơ sở và chuyên ngành về kỹ thuật điện (đo lường điện, khí cụ điện, nhà máy
điện và trạm biến áp.v.v…).
Mục đích của môn học là:
-

Trang bị cho sinh viên những hiểu biết cơ bản về trình tự thiết lập, phương
pháp lựa chọn, kiểm tra tình trạng thiết bị khi thiết kế, lắp đặt và vận hành
trạm biến áp phân phối.

-

Hình thành tác phong công nghiệp, kỹ năng tay nghề và tư duy khoa học cho
sinh viên sau khi ra trường.

Do nội dung của môn học gắn lý thuyết với thực tiễn sản xuất, do khả năng và
trình độ có hạn nên giáo trình này không tránh khỏi sai sót. Rất mong nhận được sự
góp ý của bạn đọc.
Mọi chỉ dẫn và góp ý xin gửi về tác giả: Th.s Trần Ngọc Châu - Xưởng Thực
hành - Trường Đại học Điện lực - 235 Hoàng Quốc Việt - Hà Nội.
Xin chân thành cảm ơn.
Tác giả

2

MỤC LỤC
PHẦN I.......................................................................................................................................4
LÝ THUYẾT CƠ BẢN VỀ TRẠM BIẾN ÁP PHÂN PHỐI ....................................................4
................................................................................................................................................4
CHƯƠNG 1...........................................................................................................................4
LỰA CHỌN KẾT CẤU, THIẾT BỊ CHO TRẠM BIẾN ÁP PHÂN PHỐI ..................4
1.3.LỰA CHỌN CÁC THIẾT BỊ TRẠM BIẾN ÁP PHÂN PHỐI ...................................8
2.1. CÁC DẠNG SỰ CỐ THƯỜNG XẢY RA TRONG MÁY BIẾN ÁP.....................19
2.2. DÙNG PHƯƠNG PHÁP THỬ NGHIỆM ĐỂ PHÁT HIỆN SỰ CỐ VÀ PHƯƠNG
PHÁP LOẠI TRỪ SỰ CỐ................................................................................................29
2.3. NỘI DUNG CÔNG TÁC SỬA CHỮA, THÍ NGHIỆM MÁY BIẾN ÁP................31
THỰC HÀNH LẮP ĐẶT VÀ KIỂM TRA TRẠM BIẾN ÁP ................................................33
PHÂN PHỐI ............................................................................................................................33
BÀI THỰC HÀNH SỐ: 01.................................................................................................34
THÁO LẮP TRẠM BIẾN ÁP PHÂN PHỐI NGOÀI TRỜI ĐIỆN ÁP 22kV..............34
BÀI THỰC HÀNH SỐ: 02.................................................................................................40
THÁO LẮP TỦ ĐIỆN PHÂN PHỐI HẠ ÁP 500A.........................................................40
BÀI THỰC HÀNH SỐ: 03.................................................................................................47
ĐO ĐIỆN TRỞ CÁCH ĐIỆN CỦA MBA........................................................................47
BÀI THỰC HÀNH SỐ: 04.................................................................................................53
ĐO DÒNG KHÔNG TẢI CỦA MBA...............................................................................53
ĐO ĐIỆN TRỞ MỘT CHIỀU CÁC CUỘN DÂY MBA.................................................57
BÀI THỰC HÀNH SỐ 06..................................................................................................60
ĐO ĐIỆN TRỞ HỆ THỐNG NỐI ĐẤT TBAPP.............................................................60
TÀI LIỆU THAM KHẢO.........................................................................................................70

3

PHẦN I

LÝ THUYẾT CƠ BẢN VỀ TRẠM BIẾN ÁP PHÂN PHỐI

CHƯƠNG 1

LỰA CHỌN KẾT CẤU, THIẾT BỊ CHO TRẠM BIẾN ÁP PHÂN PHỐI
1.1.

CÁC TRÌNH TỰ THIẾT LẬP 1 TRẠM BIẾN ÁP PHÂN
PHỐI(TBAPP) MỚI
4


Người tiêu thụ (khách hàng) phải cung cấp thông tin cho cơ quan cung cấp điện
ngay từ đầu dự án.
1.1.1. Thông tin ban đầu
Trước khi thương thảo với khách hàng, cần xác định các yếu tố cơ bản sau:
+ Nhu cầu công suất lớn nhất.
Xác định thông số này phải tính đến khả năng phát triển tải trong tương lai. Các
yếu tố để đánh giá trong giai đoạn này là:
- Hệ số sử dụng
Ksd
- Hệ số đồng thời
Kđt
+ Sơ đồ mặt bằng và mặt đứng của trạm biến áp tương lai.
Sơ đồ phải chỉ rõ phương tiện tiếp cận trạm biến áp với kích thước hạn chế có
thể, ví dụ như hành lang vào, độ cao trần với khả năng chịu tải.
Nghiên cứu dự án
Từ thông tin cung cấp, người thiết kế phải chỉ ra:

+ Loại hệ thống cung cấp và xác định:
- Kiểu hệ thống điện: dây trên không hay cáp ngầm.
- Chi tiết kết nối: liên kết đơn, lưới mạch vòng, các đường dây cung cấp đi
song song…
- Giới hạn công suất đặt.
+ Điện áp định mức và điện áp lớn nhất của thiết bị đang tồn tại hay sẽ có trong
tương lai.
+Trang bị đo đếm để xác định:
- Giá thành xây dựng trạm.
- Quy định thanh toán (tiêu thụ và chi phí).
1.1.3. Thực hiện
Trước khi lắp đặt phải được cấp có thẩm quyền của ngành điện phê duyệt. Các
yêu cầu xin phê chuẩn phải kèm theo các thông tin sau (dựa trên những điều nêu trên):
- Xin cấp điểm đấu dây cho trạm biến áp.
- Vị trí đặt trạm biến áp.
- Sơ đồ nguyên lý của trạm biến áp.
- Thông số kỹ thuật của thiết bị chính.
- Sơ đồ mặt bằng bố trí thiết bị.
- Có lắp đặt tụ bù hay không?
- Có máy phát dự phòng hay không?
1.1.4. Thí nghiệm nghiệm thu:
Thí nghiệm nghiệm thu phải được thực hiện trước khi hội đồng nghiệm thu cho
phép đóng điện.Thí nghiệm bao gồm:
- Đo điện trở nối đất.
- Kiểm tra và thí nghiệm các hạng mục theo quy định của tất cả các thiết bị trung
áp, máy biến áp.
- Kiểm tra và thí nghiệm lắp đặt phần hạ áp trong trạm.
- Kiểm tra tất cả khóa liên động (cơ hoặc điện) và các trình tự tự động.
- Kiểm tra hoạt động rơ le bảo vệ và chỉnh định.
5

Sau khi thí nghiệm và kiểm tra do cơ quan thí nghiệm độc lập tiến hành, một giấy
phép được ban hành cho phép trạm biến áp hoạt động.
Khi nhận giấy chứng nhận, đại diện phía cấp điện phải đóng điện nguồn và kiểm
tra hoạt động của thiết bị đo đếm.
1.2.

LỰA CHỌN KẾT CẤU TRẠM BIẾN ÁP PHÂN PHỐI

Tuỳ theo yêu cầu sử dụng, vị trí đặt và đặc tính của phụ tải mà các trạm biến áp có
kết cấu, kiểu dáng khác nhau.
Hiện nay trên lưới điện có 3 kiểu trạm biến áp thông dụng là: Trạm biến áp kiểu
trong nhà, trạm biến áp kiểu ngoài trời, trạm biến áp kiểu hợp bộ. Mỗi kiểu có ưu
nhược điểm riêng. Người thiết kế cần căn cứ vào đặc điểm, điều kiện của khách hàng
mà lựa chọn cho họ kiểu xây dựng thích hợp.
1.2.1. Trạm biến áp kiểu trong nhà
Trạm biến áp kiểu trong nhà là loại trạm có các máy biến áp, các thiết bị điện
trung áp và tủ điện hạ áp đặt trong nhà. Trạm có tường xây, mái bằng bê tông cửa bằng
thép, có cửa thông gió tự nhiên làm bằng lưới thép kết hợp với các tấm nan chớp làm
bằng bê tông hoặc có thông gió cưỡng bức bằng quạt gió. Các máy biến áp được đặt
trên nền bê tông trong những ngăn riêng, thiết bị điện được lắp trên tường trạm. Các
thiết bị điện đều dùng loại trong nhà có kích thước nhỏ gọn, nhẹ nhàng. Việc thao tác
cầu dao được thực hiện bằng tay qua bộ truyền động. Giữa người vận hành và thiết bị
mang điện có rào ngăn cố định bằng rào chắn, đảm bảo khoảng cách an toàn cho
người. Các thanh cái trung áp được lắp trên các sứ đỡ cách điện rất thuận tiện cho việc
đấu nối. Các đầu cáp trung áp đến và đi đều lắp cầu dao cách ly. Các thiết bị đóng cắt
điện hạ áp và các đồng hồ đo đếm điện được lắp trên tủ điện hạ áp. Hệ thống tiếp đất
của trạm biến áp nằm ngoài tường trạm. Thiết bị chống sét của trạm thường được bố
trí trên nóc trạm hoặc trên thanh cái phía trung áp.

Trạm biến áp kiểu trong nhà an toàn cho người, dễ lắp đặt, quản lý vận hành và
sửa chữa nhưng chiếm nhiều diện tích, cần phải có đường di chuyển máy biến áp khi
lắp đặt hoặc đại tu sửa chữa. Xung quanh tường trạm phải có hành lang để đảm bảo
thông gió tự nhiên. Với những trạm nằm trong khu vực nhà xưởng hoặc cơ quan phải
có vị trí đặt trạm phù hợp với yêu cầu quản lý vận hành hoặc đại tu sửa chữa. Trong
trạm biến áp phải làm hố dầu để chống cháy và thu gom dầu sự cố.
1.2.2. Trạm biến áp kiểu ngoài trời
Trạm biến áp kiểu ngoài trời có máy biến áp và các thiết bị điện đặt ở ngoài trời.
Hầu hết các trạm đều lắp cầu chì tự rơi. Các trạm biến áp này thường tận dụng tối đa
mặt bằng lắp đặt, hoặc được đặt ở các vùng đất trống trải ít người qua lại, có kết cấu
đơn giản rất thích hợp với các vùng ngoại vi thành phố.
Có 2 kiểu trạm biến áp ngoài trời:
a)Trạm treo
Là kiểu trạm mà tất cả các thiết bị điện cao hạ áp và cả máy biến áp đều được đặt
trên cột ly tâm loại 10 – 14m(2 cột hoặc 1cột).
6


Ưu điểm của loại trạm này là đơn giản, rẻ tiền, xây lắp nhanh, ít tốn đất. nhược
điểm là kém mỹ quan và không an toàn.
Kiểu trạm này được sử dụng ở những nơi quỹ đất hạn hẹp và điều kiện mỹ quan
cho phép. ở các thành phố, thị trấn, kiểu trạm này đang được dùng phổ biến. Tuy nhiên
các đường dây trên không trung và hạ áp cùng với hàng trăm hàng ngàn TBAPP kiểu
treo cũng làm mất mỹ quan đô thị cần phải được dần dần thay thế bằng đường cáp
ngầm và trạm kiốt.
b)Trạm bệt
Máy biến áp đặt trên bệ bê tông ngoài trời, thiết bị điện trung áp còn lại được lắp
trên các xà bằng thép kẹp trên cột. Hai cột điện bê tông cốt thép cao từ 8 - 10m,
khoảng cách giữa 2 cột là 2,8m. Xung quanh trạm có xây tường rào cao 2m. Trạm có
cửa ra vào. Mỗi trạm có một ghế thao tác đặt trên bệ bê tông xây. Các máy biến dòng,

các thiết bị đóng cắt điện hạ áp và các đồng hồ đo đếm điện được lắp trong tủ điện, Tủ
điện hạ áp đặt trong nhà xây bằng gạch, mái bê tông có cửa thông gió tự nhiên bằng
lưới thép kết hợp với các tấm nan chớp làm bằng bê tông.
Kiểu trạm bệt rất tiện lợi cho điều kiện nông thôn, do ở đây quỹ đất đai không hạn
hẹp lắm, lại rất an toàn cho người và gia súc, chính vì thế hiện nay các TBAPP nông
thôn hầu hết dùng kiểu trạm bệt.
1.2.3. Trạm biến áp kiểu hợp bộ

Hình ảnh trạm treo

Còn gọi là trạm kiốt, vỏ trạm có khung chịu lực, bọc ngoài bằng thép tấm dầy
1,5mm- 2mm. Toàn bộ phần sắt được mạ kẽm, sơn tĩnh điện. Trạm kiốt được chế tạo
thành 3 khoang riêng rẽ:
- Khoang trung áp.
- Khoang máy biến áp.
- Khoang hạ áp.
Các trạm biến áp kiốt có hình khối hộp chữ nhật, có kích thước của các khoang
phù hợp với kích thước của máy biến áp và thiết bị điện trung, hạ áp. Các khoang đều
làm cửa riêng thuận tiện và an toàn cho kiểm tra, sửa chữa và thí nghiệm.
Các khoang đều trang bị khoá liên động để ngăn ngừa những sai sót của người vận
hành có nguy cơ dẫn đến tai nạn chết người. Các thiết bị điện trung áp và máy biến áp
được lắp đặt và đấu nối hoàn chỉnh trong tủ hợp bộ. Cấp điện đến các trạm biến áp
kiốt là các đường cáp ngầm trung áp. Các trạm biến áp hợp bộ thường sử dụng công
nghệ cao. Thiết bị có chất lượng tốt, có kết cấu gọn nhẹ, nhưng vì giá thành cao nên
hiện nay chưa được dùng phổ biến trên lưới điện.

Hình 1.1: Hình ảnh TBA hợp bộ
Tương lai trạm biến áp hợp bộ sẽ
được dùng rộng rãi đáp ứng được
yêu cầu về nhiều mặt: An toàn, kỹ

thuật, mỹ thuật, hiện đại.
7


Sau khi đã lựa chọn được kết cấu TBA, tiến hành thiết lập sơ đồ nguyên lý cung
cấp điện của TBAPP phù hợp, để làm căn cứ tính toán lựa chọn các thiết bị điện theo
yêu cầu của hộ tiêu thụ điện.

1.3.LỰA CHỌN CÁC THIẾT BỊ TRẠM BIẾN ÁP PHÂN PHỐI
TBAPP bao gồm các thiết bị điện được kết nối với nhau theo một nguyên tắc chặt
chẽ tạo nên một cơ cấu đồng bộ, hoàn chỉnh. Mỗi thiết bị điện cần được lựa chọn đúng
để thực hiện tốt chức năng trong sơ đồ cấp điện và góp phần cho TBAPP vận hành
đảm bảo các chỉ tiêu kỷ thuật, kinh tế và an toàn.
1.3.1.Các yêu cầu về điều kiện vận hành của các thiết bị điện
Trong điều kiện vận hành các thiết bị điện, sử dụng cách điện và các bộ phận dẫn
điện khác có thể ở một trong ba chế độ cơ bản sau :
-

Chế độ làm việc lâu dài.
Chế độ quá tải (đối với một số thiết bị điện có thể cho phép quá tải đến 1,3 - 1,4
so với định mức).
- Chế độ ngắn mạch.
Ngoài ra còn có thể nằm trong chế độ làm việc không đối xứng,ở đây ta không
xét.
Trong chế độ làm việc lâu dài, các khí cụ điện, sứ cách điện và các bộ phận dẫn
điện khác sẽ làm việc tin cậy nếu chúng được chọn theo đúng điện áp và dòng điện
định mức.
Trong chế độ quá tải, dòng điện qua khí cụ điện và các bộ phận dẫn điện khác sẽ
lớn hơn so với dòng điện định mức. Sự làm việc tin cậy của các phần tử trên được đảm
bảo bằng cách quy định giá trị và thời gian điện áp hay dòng điện tăng cao không vượt

quá giới hạn cho phép.
Trong tình trạng ngắn mạch, các khí cụ điện, sứ cách điện và các bộ phận dẫn điện
khác vẫn đảm bảo sự làm việc tin cậy nếu quá trình lựa chọn chúng có các thông số
theo đúng điều kiện ổn định động và ổn định nhiệt. Dĩ nhiên, khi xảy ra ngắn mạch, để
hạn chế tác hại của nó cần phải nhanh chóng loại bỏ bộ phận hư hỏng ra khỏi mạng
điện.
Đối với aptomat và cầu chì khi lựa chọn còn thêm điều kiện khả năng cắt của
chúng.
Ngoài ra còn phải chú ý vị trí đặt thiết bị, nhiệt độ môi trường xung quanh, mức
độ ẩm ướt, mức độ nhiễm bẩn và chiều cao lắp đặt thiết bị so với mặt biển.
8


Khi thành lập sơ đồ thay thế để tính dòng điện ngắn mạch nhằm lựa chọn các khí
cụ điện và các bộ phận dẫn điện khác, ta cần xác định điểm ngắn mạch tính toán ứng
với tình trạng làm việc nguy hiểm nhất (phù hợp với điều kiện làm việc thực tế).
Việc lựa chọn các khí cụ điện và các bộ phận điện khác phải thỏa mãn yêu cầu
hợp lý về kinh tế và kỹ thuật.
1.3.2.Lựa chọn máy biến áp
Máy biến áp là thiết bị điện có vai trò rất quan trọng trong lưới điện, nó làm nhiệm
vụ đổi điện áp và truyển tải công suất.
Máy biến áp phân phối biến đổi điện áp trung xuống hạ áp nhằm cấp điện trực tiếp
cho các hộ tiêu thụ.
Phổ biến nhất là máy biến áp dầu. dầu được đổ đầy trong thùng máy biến áp, vừa
làm nhiệm vụ cách điện và làm mát. Bản thân dầu trong biến áp cũng được làm mát tự
nhiên bằng hệ thống cánh tản nhiệt hoặc làm mát cưỡng bức.
Có hai loại máy biến áp dầu:
a) Thùng chứa đầy dầu và kín hoàn toàn ( công suất tới 10 MVA)
Được triển khai do một công ty hàng đầu của Pháp năm 1963, phương pháp này
được điện lực quốc gia Pháp chấp nhận năm 1972 và hiện nay được sử dụng rộng rãi

trên thế giới.
Việc giãn nở của dầu được bù nhờ biến dạng đàn hồi của các cánh làm mát bên
hông thùng dầu. Kỹ thuật “chứa đầy” có nhiều ưu điểm quan trọng so với các phương
pháp khác :
- Sự oxy hóa chất lỏng điện môi (với oxy khí quyển) hoàn toàn bị loại trừ.
- Không cần thiết bị làm khô không khí và do đó không cần bảo trì thường xuyên
(kiểm tra và thay đổi chất hút ẩm bảo hòa).
- Bảo vệ đơn giản chống sự cố bên trong nhờ thiết bị DGPT (bộ phát hiện khí, áp
suất và nhiệt độ).
- Đơn giản khi lắp đặt: nhẹ hơn và thấp hơn so với loại có thùng dầu phụ và thao
tác trên các đầu trung và hạ áp dễ dàng.
- Dễ dàng phát hiện sự rò rỉ dầu; nước không thể vào trong thùng.
b) Thùng dầu phụ áp suất khí quyển
Việc giãn nở của dầu cách điện có thể thực hiện nhờ thay đổi mức dầu trong thùng
phụ đặt trên thùng chính của máy biến áp. Không gian bên trên dầu trong thùng phụ
chứa đầy không khí có thể đầy thêm khi mức dầu giảm và thoát ra một phần khi mức
này tăng. Khi không khí được lấy vào từ môi trường ngoài, nó đi qua một bộ lọc, qua
một thiết bị hút ẩm (thường chứa các hạt chống ẩm silicagien) trước khi vào thùng
phụ.
Thùng dầu phụ là bắt buộc cho máy biến áp > 10MVA (10 MVA hiện là giới hạn
trên của máy biến áp chứa đầy dầu).
Với máy biến áp phân phối, người ta còn chế tạo máy biến áp khô.
Thường ký hiệu máy biến áp như sau:
Kiểu máy – công suất – U1/ U2
Ví dụ: 4JB 5444-3LA-250-24/0,4 là máy biến áp phân phối do Siemens chế tạo,
kiểu 4JB 5444-3LA, công suất 250kVA, điện áp UC = 24 kV, UH = 0,4kV.
9


Lựa chọn máy biến áp bao gồm lựa chọn số lượng, công suất, chủng loại, kiểu cách

và các tính năng khác của máy biến áp.
Một máy biến áp quá lớn sẽ gây nên đầu tư thừa và tổn hao không tải cao, song tổn
hao có tải thấp.
Một máy biến áp quá nhỏ sẽ làm hiệu suất giảm khi đầy tải (hiệu suất cao nhất
trong vùng từ 50- 70 % đầy tải) do đó tải tối ưu không đạt được. Trong điều kiện quá
tải lâu dài, sẽ gây hậu quả nghiêm trọng cho máy biến áp do lão hóa cách điện cuộn
dây và trong trường hợp xấu nhất làm hư cách điện và hỏng máy.
Số lượng máy biến áp đặt trong một trạm phụ thuộc vào độ tin cậy cung cấp điện
cho phụ tải của trạm đó.
- Với phụ tải loại 1 là phụ tải quan trọng, không được phép mất điện thì phải đặt
hai máy biến áp.
- Với phụ tải loại 2 như xí nghiệp sản xuất hàng tiêu dùng, khách sạn, siêu thị v.v...
thì phải tiến hành so sánh giữa phương án cấp điện bằng một đường dây - một máy
biến áp với phương án cấp điện bằng đường dây lộ kép và trạm hai máy. Trong thực
tế, với những hộ tiêu thụ loại này thường dùng phương án lộ đơn - một biến áp cộng
với máy phát dự phòng.
- Với phụ tải loại 3 như phụ tải ánh sáng sinh hoạt, thôn xóm, khu chung cư, trường
học, thường đặt một biến áp.
Sau khi đã xác định được số lượng máy biến áp đặt trong trạm, cần xác định công
suất máy biến áp đảm bảo cả hai yêu cầu: kỹ thuật và kinh tế.
Để chọn công suất tối ưu cho máy biến áp, các yếu tố sau phải được tính đến:
+ Liệt kê công suất của thiết bị được lắp đặt.
+ Xác định chu kỳ tải có chú ý đến thời gian tải và quá tải.
+ Xác định hệ số sử dụng cho mỗi hạng mục tải Ksd.
+ Xác định hệ số đồng thời của các phụ tải Kđt.
+ Chọn dung lượng máy biến áp trong số các gam công suất có tính đến tất cả các
khả năng mở rộng trong tương lai.
Công suất máy biến áp được xác định theo các công thức sau:
Với trạm một máy:
SđmB ≥ Stt

Với trạm hai máy:
SđmB ≥
Trong đó:
SđmB - Công suất định mức của máy biến áp, nhà chế tạo cho.
Stt - Công suất tính toán, là công suất yêu cầu lớn nhất của phụ tải mà người thiết
kế cần tính toán xác định nhằm lựa chọn máy biến áp.
1,4
- Hệ số quá tải.
Cần lưu ý rằng hệ số quá tải có trị số phụ thuộc thời gian quá tải. Lấy hệ số quá tải
1,4 chỉ đúng trong trường hợp trạm đặt hai máy bị sự cố một, máy còn lại cho phép
quá tải 1,4 trong thời gian 5 ngày 5 đêm, mỗi ngày quá tải không quá 6 giờ và hệ số tải
10


trước khi quá tải không quá 0,75. Nếu không thỏa mãn các điều kiện trên thì phải tra
đồ thị để xác định hệ số quá tải cho phép hoặc không cho máy biến áp quá tải.
Các công thức trên chỉ đúng với máy biến áp sản xuất nội địa hoặc biến áp đã được
nhiệt đới hóa. Nếu dùng máy ngoại nhập phải đưa vào công thức hệ số hiệu chỉnh
nhiệt độ kể đến sự chệnh lệch nhiệt độ giữa môi trường chế tạo và môi trường sử dụng
máy:
Khc = 1 Trong đó:
t0 - Nhiệt độ môi trường chế tạo, 0C
t1 - Nhiệt độ môi trường sử dụng, 0C.
Ngoài số lượng và công suất, khi chọn dùng máy biến áp cần quan tâm đến các
thông số kỹ thuật khác như : biến áp dầu hay biến áp khô, làm mát tự nhiên hay nhân
tạo, một pha hay ba pha, ba cuộn dây hay tự ngẫu, điều chỉnh điện áp thường hay điều
áp dưới tải v.v...
Phụ tải cần xác định trong giai đoạn tính toán thiết kế TBAPPPT gọi là phụ tải tính
toán. Cần lưu ý phân biệt phụ tải tính toán và phụ tải thực tế khi TBA đi vào hoạt
động. Phụ tải tính toán có giá trị gần đúng dùng để tính toán thiết kế TBA, còn phụ tải

thực tế được xác định bằng các đồng hồ đo điện trong quá trình vận hành TBA.
Để xác định được phụ tải tính toán ở giá trị gần đúng nhất, một trong những yêu
cầu quan trọng là thống kê được toàn bộ các loại phụ tải và các đặc tính liên quan để
làm căn cứ xác định hệ số đồng thời (kđt) và hệ số sử dụng (ksd) của phụ tải.
Trong điều kiện vận hành bình thường, công suất tiêu thụ thực của thiết bị thường
bé hơn trị định mức của nó. Do đó hệ số sử dụng (K sd) được dùng để đánh giá trị công
suất tiêu thụ thực. Hệ số này cần được áp dụng cho từng tải riêng biệt (nhất là cho các
động cơ vì chúng hiếm khi chạy đầy tải).
Trong mạng công nghiệp, hệ số này ước chừng là 0,75 cho động cơ. Với đèn đây
tóc, nó bằng 1.
Với ổ cắm, hệ số này phụ thuộc hoàn toàn dạng thiết bị cắm vào ổ điện.Thông
thường thì sự vận hành đồng thời của tất cả các tải có trong một lưới điện là không bao
giờ xảy ra. Hệ số đồng thời (Kđt) sẽ được dùng để tính toán phụ tải.
Hệ số Kđt thường được dùng cho một nhóm tải (được nối cùng tủ phân phối hoặc tủ
phân phối phụ).
Việc xác định Kđt đòi hỏi sự hiểu biết chi tiết của người thiết kế về mạng và điều
kiện vận hành của từng tải riêng biệt trong mạng. Do vậy, khó mà có thể cho giá trị
chính xác cho mọi trường hợp.
Trong lựa chọn máy biến áp thì việc xác định đúng công suất tính toán của phụ tải
là quan trọng nhất và cũng là khó khăn nhất. Cần căn cứ vào thông tin thu nhận được
của thời điểm thiết kế để xác định phụ tải tính toán nhằm chọn được công suất máy
biến áp phù hợp.
1.3.3.Lựa chọn dao cách ly, cầu dao phụ tải, cầu chì trung áp
11


Trong lưới điện cao áp, dao cách ly ít khi đặt riêng rẽ, mà thường kết hợp với cầu
chì và máy cắt điện.
Dao cách ly(DCL) được chế tạo nhiều chủng loại, kiểu cách khác nhau, có dao
cách ly ngoài trời, trong nhà; dao cách ly một, hai , ba, trụ sứ; dao cách ly lưỡi dao

chém thẳng, quay ngang; dao cách ly một cực (cầu dao một pha), ba cực (cầu dao liên
động 3 pha). Ở lưới trung áp ngoài dao cách ly thông thường, người ta còn chế tạo dao
cắt phụ tải để có thể đóng cắt mạch điện khi đang mang tải.
Nhiệm vụ chủ yếu của dao cách ly là cách ly phục vụ cho sửa chữa kiểm tra.
Cũng có thể cho dao cách ly đóng cắt dòng không tải của máy biến áp nếu công
suất máy không quá lớn.
Dao cắt phụ tải(DCPT) thường dùng kết hợp với cầu chì thành bộ DCPT-CC (còn
gọi là máy cắt phụ tải), trong đó DCPT làm nhiệm vụ thao tác đóng cắt mạch điện, còn
CC làm nhiệm vụ bảo vệ chống ngắn mạch.
Cầu chì(CC) đặt phía trung áp trong TBAPPPT để bảo vệ ngắn mạch cho máy biến
áp.
Cầu chì được chế tạo nhiều loại, nhiều kiểu, ở điện áp trung và cao phổ biến nhất là
loại cầu chì ống.
Ở cấp điện áp trung, người ta còn chế tạo cầu chì tự rơi(CCTR), bình thường
CCTR nối liền mạch điện, khi dây chảy đứt, đầu trên của cầu chì tự động nhả chốt
hãm làm cho ống cầu chì rơi xuống, tạo ra khoảng cách ly giống như mở cầu dao. Vì
thế cầu chì tự rơi làm cả hai chức năng của cầu chì và cầu dao.
CCTR = CC + DCL
DCL

CCTR

CC

Dao cách ly,cầu dao phụ tải và cầu chì cao áp được lựa chọn theo các điều kiện ghi
theo các bảng sau.
Bảng 1.1: Các điều kiện chọn dao cách ly
Đại lượng chọn và kiểm tra
1.
2.

3.
4.

Điện áp định mức (kV)
Dòng điện định mức (A)
Dòng ổn định động (kA)
Dòng ổn định nhiệt (kA)

Điều kiện

- UđmDCL ≥ UđmLĐ
-

IđmDCL ≥ Icb
Iđ.đm ≥ ixk

-

Inh.đm ≥ I∞

Bảng 1.2: Các điều kiện chọn cầu chì
Đại lượng chọn và kiểm tra
1.
2.
3.
4.

Điện áp định mức (kV)
Dòng điện định mức (A)
Dòng cắt định mức (kA)

Công suất cắt định mức (MVA)

Điều kiện
-

UđmCC ≥ UđmLĐ
IđmCC ≥ Icb

-

12

Icđm ≥ I”


-

Scđm ≥ S”

Bảng 1.3: Các điều kiện chọn dao cắt phụ tải
Đại lượng chọn và kiểm tra
Điều kiện
- UđmDCL ≥ UđmLĐ
1. Điện áp định mức (kV)
2. Dòng điện định mức (A)
- IđmDCL ≥ Icb
3. Dòng ổn định động (kA)
Iđ.đm ≥ ixk
4. Dòng ổn định nhiệt (kA)
5. Dòng định mức của cầu chì (A) - I

nh.đm ≥ I∞
6. Dòng cắt định mức của CC (kA)
7. Công suất cắt định mức của CC
- Iđmcc ≥ Icb
(MVA)
- Icđm ≥ I”
- Scđm ≥ S”
Trong các công thức trên:
UđmLĐ - điện áp định mức của lưới điện
Icb
- dòng điện cưỡng bức, nghĩa là dòng làm việc lớn nhất đi qua thiết bị cần
kiểm tra, xác định theo sơ đồ cụ thể.
I∞, I” - dòng ngắn mạch vô cùng và siêu quá độ.
Ixk
- dòng điện xung kích:
Ixk = 1,8. .IN
S”
- công suất ngắn mạch:
S” =
.Utb .I”
tnh.đm - Thời gian ổn định nhiệt định mức, nhà chế tạo cho tương ứng với I nh.đm
tqđ
- thời gian quy đổi, xác định bằng cách tính toán và tra đồ thị. Tuy nhiên trong
trường hợp tính toán thực tế không cần chính xác cao, người ta có thể lấy trị số t qđ
bằng thời gian tồn tại ngắn mạch, nghĩa là bằng thời gian cắt ngắn mạch, khi đó điều
kiện ổn định nhiệt dòng ngắn mạch là :
Inh.đm ≥ I∞
tc - thời gian cắt, thời gian tồn tại ngắn mạch.
Các thiết bị điện có dòng định mức lớn hơn hay bằng 1000A thì không cần kiểm tra
điều kiện ổn định nhiệt.

1.3.4. Lựa chọn các aptomat trong tủ phân phối hạ áp
a) Tính chọn lọc giữa các thiết bị bảo vệ phía trước và sau máy biến áp
Trạm biến áp với đo lường phía hạ áp cần phải đảm bảo tính tác động chọn lọc
giữa cầu chì trung áp và aptomat hoặc cầu chì hạ áp. Cỡ chì phía trung áp sẽ được
chọn tùy theo đặc tính của máy biến áp.
Đặc tính cắt của aptomat phía hạ áp phải được chọn tùy theo điều kiện ngắn mạch
hoặc quá tải phía sau vị trí đặt nó. Aptomat sẽ cắt đủ nhanh nhằm đảm bảo cầu chì
phía trung áp không bị ảnh hưởng bất lợi do dòng điện lớn đi qua chúng.
13


Những đường cong đặc tính cắt của cầu chì trung áp và aptomat được cho trên đồ
thị biểu diễn quan hệ thời gian cắt ứng với trị số dòng điện đi qua [t= f (I)]. Cả hai
đường cong đều thuộc dạng tỉ lệ nghịch giữa thời gian /dòng (đường đặc tính của
aptomat có đột biến tại giá trị dòng mà aptomat sẽ tác động cắt nhanh).
Dạng tiêu biểu của các đường cong được vẽ trên hình 1.1
Để đảm bảo tính chọn lọc toàn bộ đường đặc tính của cầu chì trung áp phải nằm
trên và bên phải của đường đặc tính aptomat.
Để đảm bảo cầu chì trung áp không bị ảnh hưởng:
- Phạm vi tiền hồ quang tối thiểu ứng với đặc tính của cầu chì trung áp cần nằm
bên phải đặc tính làm việc của aptomat tương ứng bằng 1,35 hoặc lớn hơn, (ví dụ tại
thời điểm T, đường đặc tính của aptomat tương ứng trị số tác động 100A thì cầu chì
trung áp phải có trị số dòng tác động là 135A hoặc lớn hơn,v.v…).
- Thời gian tác động của cầu chì trung áp so với aptomat phải lớn hơn gấp 2 lần tại
một số trị dòng điện.Ví dụ dòng điện là I, theo đặc tính của aptomat thì thời gian tác
động là 1,5s, tương ứng với dòng I này theo đặc tính của cầu chì thời gian tác động
phải 3s.
Các hệ số 1,35 và 2 dựa trên tiêu chuẩn của nhà chế tạo về sai số chế tạo lớn nhất
của cầu chì trung áp và aptomat (Catalogue của hãng Merlin Gerin”Catalogue
distribution HT MT 96 “ trang G29).

Để có thể so sánh 2 đường cong đặc tính như đã nói trên, cần phải chuyển đổi
dòng điện phía sơ về phía thứ hoặc ngược lại.
Hình 1.2 minh họa những yêu cầu đã nêu trên.

Đặc tính tiền hồ quang tối thiểu của cầu
chì trung áp. B/A ≥ 1,35 tại thời điểm bất
kỳ. D/C ≥ 2 ở các giá trị dòng bất kỳ

Thời
gian

D

Đặc tuyến tác
động của AT

C

A

dòng

B

14


Hình 1.2: Sự phối hợp giữa tác động của cầu chì trung áp và đặc tính cắt của aptomat (AT)
phía hạ áp khi thực hiện bảo vệ máy biến áp.

Thông thường,dòng ngắn mạch 3 pha đầu ra phía hạ áp của máy biến áp phân phối
đạt trị số 14- 25 lần dòng định mức của máy biến áp.
b) Lựa chọn aptomat
Aptomat là thiết bị đóng cắt hạ áp, có chức năng bảo vệ quá tải, ngắn mạch và
chống sụt điện áp.
Do có ưu điểm hơn hẳn cầu chì là khả năng làm việc chắc chắn, tin cậy, an toàn,
đóng cắt đồng thời ba pha và khả năng tự động hóa cao, nên aptomat mặc dù có giá đắt
hơn vẫn ngày càng được dùng rộng rãi trong lưới điện hạ áp công nghiệp cũng như
lưới điện sinh hoạt.
Aptomat được chọn theo ba điều kiện:
UđmA ≥ UđmLĐ
IđmA ≥ Itt
IcđmA ≥ IN
Với lưới hạ áp vì ngắn mạch xa nguồn:
IN = Icb = I∞ = I”
Và
ixk = 1,8 IN
Để tính ngắn mạch hạ áp, cho phép lấy kết quả gần đúng bằng cách cho TBAPP là
nguồn, trong tổng trở ngắn mạch chỉ cần tính kể từ tổng trở biến áp tới điểm cần tính
ngắn mạch.
Tổng trở biến áp qui về hạ áp xác định theo công thức sau:

Trong đó
,
Tổng trở cáp :

do nhà chế tạo cho.

Zc = r0L + jx0L =

+ jx0L

Với cáp lõi đồng
Với cáp lõi đồng
Khi không có bảng tra x0, có thể lấy gần đúng:
x0 = (0,08 ÷ 0,1) (
)
Tổng trở của aptomat, thanh góp tra bảng.
1.3.5. Lựa chọn cáp hạ áp
Có 3 phương pháp lựa chọn tiết diện dây dẫn và cáp:
- Chọn tiết diện theo mật độ kinh tế của dòng điện Jkt;
- Chọn tiết diện theo tổn thất điện áp cho phép ∆Ucp;
- Chọn tiết diện theo dòng điện phát nóng cho phép Icp.
Cáp hạ áp được nối từ đầu ra phía hạ áp máy biến áp tới tủ phân phối hạ áp. Do
khoảng cách từ máy biến áp tới tủ phân phối thông thường là ngắn, nên khi tính toán
lựa chọn cáp, cho phép dùng phương pháp chọn tiết diện dây dẫn theo dòng điện phát
nóng cho phép Icp .
15


Tiết diện cáp dù được chọn theo phương pháp nào cũng phải kiểm tra lại các tiêu
chuẩn kỹ thuật sau đây:
∆Ubt ≤ ∆Ubtcp
∆USC ≤ ∆Usccp
Isc
≤ Icp
Trong đó:
∆Ubt - tổn thất điện áp của đường dây trong trường hợp làm việc bình thường
∆Ubtcp - tổn thất điện áp cho phép khi đường dây làm việc bình thường.
∆USC - tổn thất điện áp của tuyến đường dây khi xảy ra sự cố nguy hiểm nhất

∆Usccp - tổn thất điện áp cho phép khi sự cố.
Isc - dòng điện lớn nhất qua dây dẫn khi sự cố.
Icp - dòng điện cho phép ứng với tiết diện dây được chọn, nhà chế tạo cho.
Ngoài ra, cáp được chọn còn phải thỏa mãn các điều kiện về độ bền cơ học, điều
kiện môi trường đặt cáp v.v…
1.3.6. Tính toán hệ thống nối đất TBAPP
Trong lưới điện cung cấp điện người ta thực hiện nối đất với nhiều mục đích khác
nhau: nối đất làm việc, nối đất chống sét, nối đất an toàn.
a) Nối đất trong trạm biến áp
Hệ thống nối đất (còn gọi là hệ thống tiếp địa) trong trạm biến áp thực hiện cả 3
chức năng: làm việc, chống sét, an toàn.
Kết cấu hệ thống nối đất của trạm biến áp như sau:
Người ta sử dụng cọc sắt góc L70 x 70 x7 hoặc L60 x 60 x 6 dài 2,5m, đóng ngập
sâu xuống đất 0,7m, các cọc này được nối với nhau bằng cách hàn vào thép thanh 40 x
4mm ở độ sâu 0,8m, hai cọc gần nhau đảm bảo khoảng cách a ≥ 2,5m, tạo thành mạch

16


0,7m

0,8m

Mặt đất
L 60x60x6
40x4

2,5m

mối hàn

a≥2,5m

a≥2,5m

Hình 1.3: Kết cấu hệ thống nối đất trạm biến áp

vòng xung quanh trạm ( hình 1.4a).
Với trạm treo đặt ở hè phố, do bề ngang hè phố hẹp, không thể thực hiện hệ thống
nối đất mạch vòng kín thì dung hình tia nối đất (hình 1.4b).
1

2

1

2

2

1

2

TBA

1

2

2

1

1

a)
3
1

2

1

2

3

1

1

2

1

2

1

b)
Hình 1.4: Hai hình thức nối đất cho TBAPP
a) Nối đất mạch vòng; b) Nối đất hình tia
1. cọc thép góc ; 2. Thanh nối 40x4 ; 3. Cột trạm treo

Việc nối từ các thiết bị trong trạm vào hệ thống nối đất được thực hiện như sau: từ
hệ thống nối đất làm sẵn 3 đầu nối (còn gọi là con bài).
17


- Trung tính máy biến áp nối vào 1 con bài bằng dây đồng mềm có tiết diện tối
-

thiểu 95mm2 → M - 95
Đuôi của 3 chống sét van nối với 1 con bài của hệ thống nối đất bằng dây đồng
mềm nhiều sợi tiết diện ≥ 25mm2.
Toàn bộ các phần bằng sắt của trạm (cổng sắt, xà sắt, vỏ biến áp, vỏ tủ phân
phối, cửa sắt) nối vào 1 con bài bằng thép Ф10.

b) Tính toán Rđ của hệ thống nối đất.
Trình tự tính toán hệ thống nối đất như sau:
1. Xác định điện trở nối đất của 1 cọc (thanh thép góc L60 x 60 x 6)
R1c = 0,00298 ρ
với ρ - điện trở suất của đất (Ω/cm). Từ số liệu ρ đo được cần nhân với hệ số mùa
để tìm trị số lớn nhất trong năm:
ρmax = km . ρ (Ω/cm).
2. Xác định sơ bộ số cọc theo biểu thức:
n=

R1c

η c R yc

ηc - hệ số sử dụng cọc , tra sổ tay.

Trong đó:

Ryc- điện trở nối đất yêu cầu, Ryc = 4(Ω).
3. Xác định điện trở thanh nối
Rt =

0,366 ρ 0
2l 2
log
l
bt

Trong đó: ρ 0 - điện trở suất của đất ở độ sâu chôn thanh (0,8 m);
l - Chiều dài ( chu vi) mạch vòng, cm;
b - bề rộng thanh nối, b = 4 cm.
t - chiều sâu chôn thanh nối t = 0,8 m = 80 cm.
Điện trở nối đất thực tế của thanh nối xét đến hệ số sử dụng thanh ηt, tra sổ tay:
R 't =

Rt
ηt

(Ω).

4. Điện trở nối đất cần thiết của toàn bộ số cọc là:
Rc =

4R ' t
(Ω).
R 't − 4

5. Số cọc cần đóng là:
n=

R1c
η c Rc

18


CHƯƠNG 2

KIỂM TRA TRẠM BIẾN ÁP PHÂN PHỐI

2.1. CÁC DẠNG SỰ CỐ THƯỜNG XẢY RA TRONG MÁY BIẾN ÁP
2.1.1. Máy biến áp bị quá nhiệt
a. Quá nhiệt do quá tải.
Quá tải có thể do công suất đặt của máy biến áp không đủ so với công suất yêu cầu
của phụ tải nên gây ra sự quá tải thường xuyên ở mức độ nào đó. Trường hợp này
MBA bị quá nhiệt trong thời gian dài thường gây ta sự phá hủy cách điện toàn diện
(thường gọi máy biến áp bị om) từ trong ra ngoài. Ở phía ngoài do tản nhiệt tốt nên
màu sắc cuộn dây có thể vẫn tươi nhưng bên trong cách điện bị giòn, chuyển thành
màu sẫm, các thông số về điện trở, cơ, lí, hóa tính đều thay đổi theo xu hướng xấu đi.
Các đặc tính của dầu máy biến áp cũng thay đổi: điện áp đánh thủng giảm, hàm lượng
axít trong dầu tăng, nhiệt độ chớp cháy giảm, dầu bị đổi màu thành màu sẫm. Mức độ
hủy hoại cách điện phụ thuộc vào mức độ quá tải, nếu quá tải ít thì có thể coi là chế độ

làm việc bình thường vì máy biến áp nào cũng có một năng lực quá tải nhất định. Tất
nhiên điều kiện này còn phụ thuộc vào các điều kiện khác, chẳng hạn nhiệt độ môi
trường, điều kiện làm mát của máy biến áp v.v… Để duy trì sự làm việc của máy lâu
dài cần tăng cường làm mát cho máy hoặc trạm (đặt thêm quạt gió, mở thêm cửa làm
mát, làm thông thoáng trạm, cố gắng phân tải đều cho các pha tránh quá tải cục bộ).
Sự quá tải có thể xảy ra do đồ thị phụ tải biến đổi nhiều theo giờ hoặc theo mùa.
Quá tải dạng này thường xảy ra trong thời gian ngắn nhưng biên độ phụ tải có thể vượt
xa định mức, thậm chí nhiều trường hợp tràn dầu ra ngoài, gây sự cố nghiêm trọng. Sự
quá tải nặng làm cho dây quấn của máy rung và do đó khả năng xảy ra chập nặng. Mặt
khác do nhiệt độ tăng, sự đối lưu của dầu trở nên mãnh liệt hơn, cuốn theo cả cặn dầu
nổi lên làm cho cách điện của dầu bị giảm nhanh, tạo điều kiện cho sự phóng điện xảy
ra. Các tiếp điểm của bộ chuyển mạch phân pha cũng bị nóng lên quá mức bình
thường làm cho tuổi thọ của chúng giảm nhanh, thậm chí có thể xảy ra sự cố. Phương
pháp khắc phục là cắt bớt các phụ tải không quan trọng, tăng cường làm mát máy
trong thời gian quá tải, hiệu chỉnh rơle khí, nếu có thể cắt máy khỏi lưới khi sự quá tải
đạt đến trị số được coi là nguy hiểm.
b. Quá nhiệt do nhiệt độ môi trường quá cao.
Nhiệt độ môi trường quá cao có thể do máy biến áp đặt trong phòng kín, điều kiện
thông gió kém (các cửa thông gió lâu ngày bị bụi bặm hoặc mạng nhện bám…). Cần
19


tiến hành đo nhiệt độ ở các khu vực cách máy biến áp 1,5m đến 2m trên chiều cao
lưng chừng máy. Nếu nhiệt độ này cao hơn nhiệt độ môi trường ngoài trạm (8 ÷ 10)0C
thì phải có biện pháp thông gió kịp thời. Đối với máy biến áp dưới 1000 kVA có thể
đặt quạt thông gió cưỡng bức đối lưu không khí trong và ngoại trạm, đối với máy lớn
hơn 1000 kVA cần phải có một hệ thống thông gió đặc biệt. Thường việc thông gió
được tính toán sao cho độ tăng nhiệt của không khí giữa đầu vào và đầu ra trạm không
quá 150C (chỉ tiêu này ở các nước phát triển là 90C). Quá nhiệt độ đối với các máy biến
áp ngoài trời thường là do nắng nóng hoặc trạm bị che khuất, không có gió thổi hoặc

gần một nguồn nhiệt thải nào đó. Cách khắc phục đối với trường hợp này là đặt thêm
quạt gió cho các bộ tản nhiệt của máy.
c. Quá nhiệt do mức dầu quá thấp.
Mức dầu trong máy biến áp giảm dần do bị rò rỉ ở đáy thùng mà không biết, do bị
trào ra ngoài trong những lần tải quá mức. khi mức dầu xuống dưới một mức độ nào
đó, một phần lõi thép nhô lên trên dầu, sự làm mát sẽ kém đi làm cho máy bị quá
nhiệt. Nếu mức dầu xuống dưới miệng ống tản nhiệt, sự làm mát do đối lưu của dầu
không còn nữa, máy sẽ bị quá nhiệt. Biện pháp khắc phục duy nhất là đổ thêm dầu cho
đến mức quy định.
d. Quá nhiệt do sự đối lưu của dầu kém.
Trong cuộn dây của máy biến áp có rãnh dầu ngang và dọc, nếu các rãnh dầu này
bị tắc sẽ làm cho quá trình đối lưu của dầu bị hạn chế và máy biến áp lúc đó sẽ bị quá
nhiệt. Sự quá nhiệt trong trường hợp này thường xảy ra cục bộ (một cuộn dây, một pha
nào đó). Sự đối lưu của dầu bị hạn chế còn do tắc một phần trong ống hoặc bộ tản
nhiệt. Cách khắc phục là kiểm tra tất cả các rãnh thông dầu trên cuộn dây và trong các
bộ tản nhiệt.
e. Trong máy biến áp có các mạch vòng ngắn mạch.
 Hỏng cách điện giữa các lá thép mạch từ.
Trường hợp này xảy ra làm xấu chất lượng dầu (giảm nhiệt độ chớp cháy, tăng hàm
lượng axít), tổn hao trong lõi thép tăng làm cho máy bị nóng. Nguyên nhân làm hỏng
cách điện là hơi ẩm ngưng tụ trong lớp dầu phía trên gông từ tạo thành một lớp nhũ
tương (hỗn hợp hơi ẩm và dầu nóng) làm gỉ các lá thép. Để phát hiện dạng sự cố này
cần phải làm các thí nghiệm sau:

- Kiểm tra mặt ngoài của gông: dùng giẻ trắng, sạch lau lên trên mặt gông, nếu
gông bị gỉ thì giẻ sẽ bị bẩn.

- Thí nghiệm đo tổn hao không tải: nếu lõi thép bị chập tổn hao không tải sẽ tăng.

20

- Làm các thí nghiệm phân tích dầu để kiểm tra các thông số kĩ thuật của nó: nếu
điện áp đánh thủng của dầu giảm, độ axít tăng thì có thể nghĩ tới hiện tượng chập
mạch từ.

- Kiểm tra cách điện giữa các bulông ép hoặc đai trụ với các lá thép của mạch từ.
 Ngắn mạch cục bộ các lá thép và cháy trong mạch từ.
Hiện tượng của dạng sự cố này là xuất hiện khí trong rơle khí. Nếu bị nặng, lượng
khí nhiều, rơle khí sẽ tác động báo tín hiệu. Nhiệt độ chớp cháy của dầu giảm. Dầu bị
đổi màu và có mùi đặc biệt do bị phân tích (cracking). Nguyên nhân của sự cố là do
một chi tiết kim loại nào đó làm ngắn mạch các lá thép của mạch từ hoặc do các lá
thép chạm nhau ở hai điểm. Việc nối đất các lá thép không đúng cũng có thể làm ngắn
mạch chúng và tạo thành các mạch vòng ngắn mạch. Sự cố dạng này đặc biệt nguy
hiểm đối với các máy biến áp cao áp (điện áp giữa các lá thép cũng cao). Cách kiểm
tra tương tự như trường hợp trên.
 Ngắn mạch vòng dây.
Khi ngắn mạch một hoặc một số vòng dây nào đó, các vòng dây ngắn mạch bị
nóng lên nhanh chóng. Dầu máy biến áp bị phân tích và tạo khí. Rơle khí sẽ tác động
báo tín hiệu hoặc cắt máy biến áp ra khỏi lưới. Khí trong rơle là loại khí cháy được,
màu xám trắng hoặc xanh. Nhiệt độ máy tăng nhanh nhưng dòng sơ cấp tăng không
nhiều nên aptomat bảo vệ không tác động. Điện trở các pha đo bằng dòng một chiều
không bằng nhau. Nếu sự cố nặng rơle dòng điện cực đại và rơle so lệch có thể tác
động.
Nguyên nhân sự cố có thể là:

- Hỏng cách điện vòng dây do mài mòn tự nhiên hoặc do quá tải kéo dài mà
không được làm mát tốt. Khi làm việc, do lực điện động các vòng dây chuyển dịch so
với nhau và gây ra sự mài mòn cách điện, mặt khác sự mài mòn ở đây còn được hiểu
là sự suy giảm khả năng cách điện của chúng do sự già hóa theo thời gian, nhiệt độ và

sự tác động về mặt hóa học của dầu máy biến áp.

- Hỏng cách điện do mức dầu xuống quá thấp. Mức dầu xuống quá thấp gây sự
quá nhiệt và do đó hủy hoại cách điện với tốc độ rất nhanh.

- Hỏng cách điện ở những chỗ hoán vị hoặc chuyển tiếp sợi dây do bọc không tốt
hoặc ép nén không đúng chế độ công nghệ. Việc ép nén cuộn dây không đúng chế độ
công nghệ có thể hiểu theo hai khía cạnh: yếu quá làm cho các vòng dây bị lỏng lẻo so
với nhau do đó có thể chuyển dịch tương đối so với nhau hoặc chặt quá có thể làm
hỏng cách điện ngay khi ép.
Việc phát hiện sự cố có thể tiến hành theo các bước sau:
21


- Kiểm tra bên ngoài dây quấn. Quan sát màu sắc bên ngoài cuộn dây xem có chỗ
nào bị biến màu không, cấp điện (điện áp từ thấp đến cao) vào cuộn dây trong thời
gian ngắn rồi cắt điện và sờ cuộn dây xem có chỗ nào trên cuộn dây có nhiệt độ không
bình thường không hoặc có khói không.

- Tiến hành thí nghiệm ngắn mạch, so sánh điện áp ngắn mạch, dòng điện ngắn
mạch của các pha với nhau. Pha nào có dòng ngắn mạch lớn và điện áp ngắn mạch nhỏ
là pha có vòng dây ngắn mạch.

- Đo điện trở các pha bằng dòng điện một chiều, pha nào có điện trở nhỏ hơn là
pha có vòng dây ngắn mạch.

- Kiểm tra tình trạng làm việc của các thiết bị làm mát. Động tác này được thực
hiện ngay khi phát hiện thấy máy biến áp bị quá nhiệt mà chưa cần biết vì lí do gì.
 Ngắn mạch giữa các pha.
Trong trường hợp này tất cả các rơle đều tác động (rơle dòng, rơle khí và rơle sai

lệch), các ống chì trung áp sẽ nổ, dầu máy biến áp sẽ bị phụt ra ngoài theo ống phòng
nổ. Nguyên nhân của sự cố này là do cách điện bị hỏng hoặc già hóa, do lực điện động
lớn (quá dòng) làm ngắn mạch đầu vào hoặc đầu ra. Cần phải tháo máy, quan sát bên
ngoài xem có chỗ nào phóng điện hoặc chạm trực tiếp không, dùng Mê-gôm-mét đo
điện trở cách điện giữa các pha.
 Đánh thủng ra vỏ.
Hiện tượng của sự cố này là tất cả các rơle đều tác động, ống chì trung áp nổ, dầu
phụt ra ngoài qua ống phòng nổ. Nguyên nhân của sự cố này là hỏng cách điện chính,
giống như trường hợp ngắn mạch giữa các pha. Cách phát hiện là phải tháo máy ra
khỏi vỏ, quan sát bề mặt bên ngoài cuộn dây để tìm những chỗ phóng điện, dùng Mêgôm-mét để kiểm tra cách điện, kiểm tra các khoảng cách cách điện xem đã thích hợp
chưa, thí nghiệm dầu để kiểm tra các đặc tính của nó xem có đạt không.
 Ngắn mạch các sợi chập song song các vòng dây của dây quấn hình xoắn ở chỗ
hoán vị.
Biểu hiện của dạng sự cố này là tồn hao ngắn mạch tăng. Cách điện các sợi chập
song song làm xuất hiện dòng điện cân bằng chạy trong vòng kín tạo bởi chúng. Cần
tiến hành đo tổn hao ngắn mạch từng pha, xem xét kĩ để phát hiện những chỗ hỏng
cách điện, đặc biệt những chỗ có màu tối.
 Ngắn mạch các sợi chập song song trong dây quấn xoắn ốc liên tục ở đầu hoặc
đầu cuối dây.
Biểu hiện là tổn hao không tải tăng khi dòng điện không tải định mức. Nguyên
nhân giống như khi ngắn mạch các vòng dây. Cần tiến hành đo tổn hao và dòng điện
không tải, quan sát tỉ mỉ cuộn dây để phát hiện chỗ chập.
22


 Nối song song các cuộn dây có số vòng dây khác nhau.
Trong trường hợp này dòng điện cân bằng chạy trong các cuộn dây khá lớn làm
nóng cuộn dây nhanh. Cần kiểm tra bằng các thiết bị chuyên dùng, đo điện áp từng
cuộn dây, đo điện áp ở các điểm sẽ được nối với nhau xem có bằng không không,
kiểm tra tình trạng cách điện ở những chỗ có màu tối.

2.1.2. Tiếng kêu không bình thường của máy biến áp
a. Xà ép gông bị lỏng.
Trường hợp này thường xảy ra do sơ suất của nhà chế tạo, sửa chữa và do quá trình
làm việc máy bị rung do đó êcu bắt xà ép gông bị lỏng ra. Tiếng kêu trong trường hợp
này thường không đều, thỉnh thoảng xen lẫn tiếng có tần số cao. Xiết lại các bu lông
bắt gông ép đến trị số lực quy định.
b. Các mối ghép giữa trụ và gông bị hở quá mức.
Do lỗi của nhà sản xuất hoặc trong lần sữa chữa trước làm không cẩn thận.
Trường hợp này cũng thường xảy ra đối với các máy biến áp mà lõi thép được
ghép rời gông và trụ. Khe hở nói trên có thể do khâu cắt lá thép (sai số kích thước hoặc
sai số góc lớn) hoặc cũng có thể do khâu ghép lá thép không chính xác. Tiếng kêu
trong trường hợp này không đều, lúc to, lúc nhỏ thậm chí có khi mất hẳn. Cần kiểm tra
lại khe hở ghép và lỗi do ghép (thiếu hoặc thừa một thếp lá thép nào đó trong một lớp).
c. Các lá thép ở mép ngoài bị rung.
Trong quá trình ghép mạch từ có thể do không cẩn thận đã để một lá thép nhô ra
ngoài, khi làm việc các lá thép này bị hút và gây ra tiếng kêu. Tiếng kêu trong trường
hợp này có tần số cao, rất ít khi gặp trong máy biến áp dầu.
d. Máy biến áp bị quá tải hoặc bị mất đối xứng nghiêm trọng.
Khi bị quá tải nặng, từ thông tản tăng, hút các chi tiết kết cấu gây ra hiện tượng
rung và kêu. Sự mất đối xứng làm cho từ thông trong mạch từ không được cân bằng
cũng gây ra tiếng kêu. Kiểm tra mức độ mất đối xứng của phụ tải hoặc cắt bớt tải ta có
thể khẳng định được ngay đúng hay không.
e. Ngắn mạch giữa các pha hoặc giữa các vòng dây.
Hiện tượng này tương tự như trường hợp quá tải và mất đối xứng
f. Điện áp đặt vào máy biến áp tăng quá định mức.
Khi điện áp tăng quá định mức mạch từ bị bão hòa, từ thông tản tăng mạnh gây ra
tiếng kêu tần số thấp và tiếng kêu giảm nhanh khi ta giảm điện áp.
h. Trong nhiều trường hợp do lỏng bulông nắp máy.
Cũng có thể gây ra tiếng kêu nhưng không đều.
23

Căn cứ vào đặc điểm của tiếng kêu và qua một vài thí nghiệm, chẳng hạn giảm
điện áp bằng cách thay đổi vị trí chuyển mạch, đo điện trở dây quấn, giảm tải... ta có
thể đi đến kết luận nguyên nhân gây kêu trong máy và từ đó có giải pháp xử lý thích
đáng.
2.1.3. Các sự cố đứt mạch trong máy biến áp
a. Đứt dây nối đất.
Trong máy biến áp, mạch từ và các chi tiết kết cấu như xà ép gông, bulông... đều
được nối đất. Việc nối đất được thông qua vỏ hoặc nắp máy, từ vỏ máy người ta sẽ nối
xuống hệ thống tiếp đất của trạm. Dây nối đất bị đứt thường xảy ra khi máy biến áp bị
quá điện áp hoặc do khi chế tạo, sửa chữa tiếp đất bắt không chặt.
b. Đứt trong dây quấn.
Nếu sự đứt xảy ra khi máy biến áp đang làm việc sẽ xuất hiện hồ quang và rơle khí
sẽ làm việc, dầu máy biến áp bị phân tích. Sự đứt cũng có thể xảy ra do đầu ra bắt
không chặt hoặc do lực điện động khi ngắn mạch làm rung và do đó làm nới lỏng đầu
ra so với bulông, hoặc do sự ngắn mạch làm đứt dây dẫn. Có thể kiểm tra để phát hiện
đứt dây dẫn theo các phương pháp sau đây:
- Kiểm tra bằng ampe-mét mắc trong mạch các pha. Nếu ampe-mét nào không có
dòng là pha đó bị đứt.
- Kiểm tra bằng mê-gôm-mét khi dây quấn đấu hình Y. Pha nào mê-gôm-mét chỉ
điện trở cách điện khác không là pha đó bị đứt.
- Đo điện trở của dây quấn bằng phương pháp dòng một chiều khi dây quấn đấu
hình ∆.
Trong ba lần đo nếu một pha bị đứt hoàn toàn thì sẽ có hai lần kết quả như nhau,
còn một lần đo có kết quả gấp đôi. Sự cố đứt xảy ra trong pha nằm giữa hai đầu ra đó
(ứng với trị số điện trở lớn nhất). Nếu đứt không hoàn toàn (gần đứt) điện trở đo được
giữa hai đầu của nó lớn hơn hai lần đo trước một ít.
c. Đứt một hoặc một số sợi chập song song trong vòng dây.
Sự cố dạng này làm tăng tổn hao và điện áp ngắn mạch. Nguyên nhân đứt giống

như trường hợp trên; cần kiểm tra máy theo các phương pháp sau:
- Đo điện trở dây quấn bằng phương pháp dòng điện một chiều.
Điện trở pha nào lớn pha đó có sợi chập song song bị đứt.
- Đo tổn hao và điện áp ngắn mạch.
Tổn hao và điện áp ngắn mạch phải đo riêng từng pha. Pha nào có tổn hao ngắn
mạch và điện áp ngắn mạch tăng pha đó có sợi chập song song bị đứt.
24


2.1.4. Điện áp thứ cấp của máy biến áp không bình thường.
a. Điện áp sơ cấp như nhau; điện áp thứ cấp khi không tải như nhau nhưng khi
có tải thì khác nhau nhiều.
Hiện tượng này có thể do các sự cố sau:
- Tiếp xúc xấu ở sứ đầu vào (đầu ra của dây quấn) của một trong các pha.
- Đứt trong dây quấn sơ cấp của máy biến áp kiểu trụ nối theo sơ đồ tam giác –
sao (∆/Y) hoặc tam giác – tam giác (∆/∆).
b. Điện áp sơ cấp như nhau; điện áp thứ cấp khác nhau cả khi không tải lẫn khi
có tải
- Đã bị ngược một pha (lẫn đầu đầu và đầu cuối) trong dây quấn thứ cấp đấu
sao.
- Đứt trong dây quấn sơ cấp của máy biến áp nối theo sơ đồ sao – sao (Y/Y).
Trong trường hợp này có ba điện áp dây không bằng không.
-

Đứt trong dây quấn thứ cấp của máy biến áp khi nối Υ/Y hoặc ∆/Y

Trong trường hợp này chỉ có một điện áp dây không bằng không còn hai điện áp
dây bằng không. Khi nối dây quấn theo sơ đồ ∆/∆, sự đứt trong dây quấn thứ cấp chỉ
phát hiện được bằng cách đo điện trở dây quấn hoặc căn cứ vào nhiệt độ các pha để
kết luận. Để có thể biết được pha nào nóng ít nhất thì phải cho máy biến áp làm việc

với ít nhất 60% phụ tải định mức của nó.
Tất cả các trường hợp sự cố nói trên muốn khắc phục cần phải rút ruột máy ra
ngoài mới kiểm tra và xử lí được.
- Điện áp thứ cấp của hai máy biến áp làm việc song song không bằng nhau do
khác tỉ số biến áp.
Trường hợp này ít xảy ra, để phát hiện cần đo điện áp của cả hai máy biến áp khi
không tải. Nếu tiếp tục cho làm việc, do có dòng cân bằng chảy trong hai máy nên khả
năng mang tải hai máy sẽ khác nhau nhiều. Nếu hai máy biến áp làm việc song song
có điện áp ngắn mạch khác nhau hai máy này sẽ mang tải không theo tỉ lệ công suất
định mức và máy có điện áp ngắn mạch lớn sẽ mang tải ít (so với công suất định mức).
Nếu hai máy biến áp làm việc song song mà một trong hai máy bị nóng khác
thường (so với máy kia) thì phải nghĩ đến các tình huống vừa nêu.
2.1.5. Các sự cố ở đầu vào và đầu ra của máy biến áp.
Các sự cố ở đầu vào và ra của máy biến áp chủ yếu tập trung ở các mối nối chuyển
tiếp giữa dây quấn và đầu ra, giữa các đầu ra với các ty sứ , giữa ty sứ và cáp dẫn (đến
và đi). Sự cố cũng có thể trong chính thân sứ.

25