BÁO CÁO THÍ NGHIỆM NHÀ MÁY ĐIỆN VÀ TRẠM BIẾN áp

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ

BÁO CÁO THÍ NGHIỆM
NHÀ MÁY ĐIỆN VÀ TRẠM BIẾN ÁP
GVHD: Ths. Nguyễn Hoàng Minh Tuấn
Họ và tên
Hà Bé Thiện

MSSV
1814129

Võ Văn Tâm

1713061

Khay Vechet

1814892

Trần Hồng Trung Tín

1713516

Hà Huy Tấn

1813951

Trần Đình Trung
Lê Hồng Vũ

1814526
1920078

Tp. Hồ Chí Minh, 2021


Bài 1: TÍNH TỐN TỔN THẤT TRONG TRẠM BIẾN ÁP

Hai MBA làm việc song song:

𝑆𝑀𝐵𝐴1 = 𝑆𝑀𝐵𝐴2 = 40𝑀𝑉𝐴
𝑆𝐿𝑜𝑎𝑑 = 35𝑀𝑉𝐴

I.

Tính tốn lý thuyết.
1. Thơng số MBA
𝑋𝑀𝐵𝐴

𝑈𝑁 % ∗ 𝑈đ𝑚 2
10.5 ∗ 1102
=
∗ 10 =
∗ 10 = 31.7625(Ω)
𝑆𝑀𝐵𝐴
40000

𝑅𝑀𝐵𝐴 =

Δ𝑃𝑁 ∗ 𝑈đ𝑚 2
𝑆𝑀𝐵𝐴 2

175 ∗ 1102
∗ 10 =
∗ 103 = 1.323(Ω)
2
40000
3

𝑍𝑀𝐵𝐴 = √𝑅𝑀𝐵𝐴 2 + 𝑋𝑀𝐵𝐴 2 = 31.79
𝑍𝑀𝐵𝐴 % = 𝑍𝑀𝐵𝐴 ∗

𝑆𝑀𝐵𝐴
𝑈đ𝑚
→

2

∗ 10−3 ∗ 100% = 10.5%

𝑋
= 24
𝑅

2. Một MBA làm việc.
𝑆𝐿𝑜𝑎𝑑 2
35 2
𝛥𝑃𝑁 = (
) ∗ 𝛥𝑃𝑁 = ( ) ∗ 175 = 133.98(𝑘𝑊)

𝑆𝑀𝐵𝐴
40
𝛥𝑃 = 𝛥𝑃0 + 𝛥𝑃𝑁 = 185.98(𝑘𝑊)


𝑺𝑴𝑩𝑨 (𝑴𝑽𝑨)

𝜟𝑷𝟎 (𝒌𝑾)

𝜟𝑷𝑵đ𝒎 (𝒌𝑾) 𝑺𝑳𝒐𝒂𝒅 (𝑴𝑽𝑨)

𝜟𝑷𝑵 (𝒌𝑾)

𝜟𝑷(𝒌𝑾)

40

52

175

25

68.359

120.36

40

52

175

30

98.44

150.44

40

52

175

35

133.98

185.98

40

52

175

40

175

227

40

52

175

45

221.48

273.48

40

52

175

50

273.44

325.44

40

52

175

55

330.86

382.86

3. Hai MBA làm việc song song.
1 𝑆𝐿𝑜𝑎𝑑 2
1
35 2
𝛥𝑃𝑁 = ∗ (
) ∗ 𝛥𝑃𝑁 = ∗ ( ) ∗ 175 = 66.99(𝑘𝑊)
2 𝑆𝑀𝐵𝐴
2
40
𝛥𝑃 = 2 ∗ 𝛥𝑃0 + 𝛥𝑃𝑁 = 170.99(𝑘𝑊)

𝑺𝑴𝑩𝑨 (𝑴𝑽𝑨)

𝜟𝑷𝟎 (𝒌𝑾)

40

52

175

40

52

40

II.

𝜟𝑷𝑵 (𝒌𝑾)

𝜟𝑷(𝒌𝑾)

25

34.18

138.18

175

30

49.22

153.22

52

175

35

66.99

170.99

40

52

175

40

87.5

191.5

40

52

175

45

110.74

214.74

40

52

175

50

136.72

240.72

40

52

175

55

165.43

269.43

Mô phỏng Etap.
1. 𝑺𝑳𝒐𝒂𝒅 = 𝟐𝟓𝑴𝑽𝑨

𝜟𝑷𝑵đ𝒎 (𝒌𝑾) 𝑺𝑳𝒐𝒂𝒅 (𝑴𝑽𝑨)

a. Một MBA làm việc.

b. Hai MBA làm việc song song.


2. 𝑺𝑳𝒐𝒂𝒅 = 𝟑𝟎𝑴𝑽𝑨
a. Một MBA làm việc.

b. Hai MBA làm việc song song.


3. 𝑺𝑳𝒐𝒂𝒅 = 𝟑𝟓𝑴𝑽𝑨
a. Một MBA làm việc

b. Hai MBA làm việc song song.


4. 𝑺𝑳𝒐𝒂𝒅 = 𝟒𝟎𝑴𝑽𝑨
a. Một MBA làm việc

b. Hai MBA làm việc song song.


5. 𝑺𝑳𝒐𝒂𝒅 = 𝟒𝟓𝑴𝑽𝑨
a. Một MBA làm việc

b. Hai MBA làm việc song song


6. 𝑺𝑳𝒐𝒂𝒅 = 𝟓𝟎𝑴𝑽𝑨

a. Một MBA làm việc.

b. Hai MBA làm việc song song.


7. 𝑺𝑳𝒐𝒂𝒅 = 𝟓𝟓𝑴𝑽𝑨
a. Một MBA làm việc.

b. Hai MBA làm việc song song.


III.

Tổng kết.
Một MBA làm việc

𝑺𝑴𝑩𝑨
(𝑴𝑽𝑨)

𝜟𝑷𝟎
(𝒌𝑾)

𝜟𝑷𝑵đ𝒎
(𝒌𝑾)

𝑺𝑳𝒐𝒂𝒅
(𝑴𝑽𝑨)

40_Tâm

52

175

40_Tấn

52

40_Thiện

𝜟𝑷
𝑬𝒕𝒂𝒑

Hai MBA làm việc
𝜟𝑷𝑵
(𝒌𝑾)

𝜟𝑷
(𝒌𝑾)

𝜟𝑷
𝑬𝒕𝒂𝒑

𝜟𝑷𝑵
(𝒌𝑾)

𝜟𝑷
(𝒌𝑾)

25

68.359

120.36

69

34.18

138.18

34

175

30

98.44

150.44

99

49.22

153.22

49

52

175

35

133.98

185.98

134

66.99

170.99

67

40_Tín

52

175

40

175

227

175

87.5

191.5

88

40_Trung

52

175

45

221.48

273.48

221

110.74

214.74

110

40_Vechet

52

175

50

273.44

325.44

273

136.72

240.72

136

40_Vũ

52

175

55

330.86

382.86

330

165.43

269.43

165

❖ Nhận xét:
- Do Etap chỉ có chỉ có tổn thất đồng mà khơng có tổn thất sắt nên kết quả -Etap mơ
phỏng gần giống kết quả tính tay tổn thất đồng.
- Do đó muốn kết quả Etap mơ phỏng giống kết quả tổn thất 𝛥𝑃 thì phải thêm tải
sắt giả sử ở thanh góp 110kV.
IV. Trình bày sơ lược thí nghiệm khơng tải và thí nghiệm ngắn mạch trong
MBA. Ý nghĩa của hai thí nghiệm này.
1. Thí nghiệm khơng tải :
❖ Tổn thất không tải máy biến áp
Tổn thất không tải bao gồm:
- Tổn thất sắt PFe do từ trễ và dòng điện xoáy trong lõi thép gây nên.
- Tổn thất điện môi của vật liệu cách điện.
- Tổn thất đồng do dịng điện khơng tải.
- Tổn thất 2, 3 rất nhỏ nên có thể bỏ qua. Do đó, tổn thất sắt quyết định
tổn thất không tải MBA P0 = PFe
Chú ý: Với những máy biến áp mới, sau đại tu hay di chuyển ta sẽ thí
nghiệm hạng mục khơng tải của máy biến áp.


❖ Mục đích thí nghiệm khơng tải MBA
Xác định:
- I0% - Dịng điện khơng tải (dùng từ hóa lõi thép).
- P0% - Tổn hao không tải (Không phụ thuộc vào tải).

Thơng qua I0%; P0% ta có thể phát hiện:
- Chạm chập, đứt cuộn dây máy biến áp.
- Chất lượng lõi thép,
- Ví dụ:
• Lõi thép có thể bị xơ lệch khi di chuyển tới nơi lắp đặt.
• Vật liệu làm lõi từ rồi kỹ thuật thiết kế mạch từ chưa tốt gây tổn hao không tải lớn.
Gián tiếp kiểm tra cách điện máy biến áp.
Phương pháp thí nghiệm khơng tải máy biến áp.
- Ở mỗi đơn vị thí nghiệm sẽ có thiết bị đo khơng tải khác nhau, có thể đo gián tiếp
qua Vonmet, Ampemet hay trực tiếp hiển thị giá trị I0%; P0% như Hioky PW,
Norma D4000.
- Nguyên tắt:
• Hạng mục đo không tải phải được làm trước các hạng mục liên quan đến
nguồn DC để tránh ảnh hưởng của từ dư. Hoặc ta phải khử từ trước khi tiến
hành đo khơng tải.
• Điện áp thí nghiệm U> 5%Uđm
• Đưa điện áp thí nghiệm khơng tải vào cuộn hạ áp, các cuộn cịn lại để hở
mạch.
• Ví dụ: MBA 22/0,4kV ta sẽ đưa áp và cuộn dây LV, cuộn HV để hở mạch.
• Tăng dần dần điện áp đặt vào cuộn dây máy biến áp đến giá trị định mức.
Trong q trình lên khơng được giảm điện áp để tránh ảnh hưởng của từ trễ.
• Khi điện áp thí nghiệm U < Uđm ta phải quy đổi Pđo theo Uđm
2. Thí nghiệm ngắn mạch MBA
– Thí nghiệm ngắn mạch xác định hai thông số cơ bản của máy biến áp: Thông số
điện áp ngắn mạch và tổn hao ngắn mạch. Các thông số này được sử dụng trong các trường
hợp sau:
•
•
•
•

•

Tính tốn xác định hiệu suất máy biến áp.
Tính toán xác định biến đổi điện áp theo phụ tải của MBA.
Tính chọn vận hành song song máy biến áp.
Tính tốn vận hành kinh tế trạm biến áp.
Tính chọn giá trị tác động của bảo vệ Rơ le.


-

Đối với các máy biến áp đã vận hành, thường đã có các thơng số điện áp ngắn mạch
và tổn hao ngắn mạch (xác định khi thí nghiệm lắp mới điện). Các thơng số này
khơng đổi trong q trình vận hành bình thường của máy. Do đó trong thí nghiệm
định kỳ, khơng qui định phải tiến hành thí nghiệm ngắn mạch máy biến áp.

-

Trong trường hợp máy biến áp không rõ cơng suất định mức (khơng có nhãn máy,
lý lịch máy), ta có thể xác định gần đúng cơng suất định mức của máy biến áp theo
dải điện áp ngắn mạch trong tiêu chuẩn IEC – 76.


Bài 2: TÍNH TỐN TỔN THẤT TRONG TRẠM BIẾN ÁP

𝑆𝑁 3 = 5200𝑀𝑉𝐴, 𝑆𝑁 1 = 3500𝑀𝑉𝐴
( )

Cho thông số:

( )

𝑆𝑀𝐵𝐴1 = 𝑆𝑀𝐵𝐴2 = 40𝑀𝑉𝐴
Tính tốn lý thuyết.
1. Hai MBA có tổ đấu dây Y/Y nối đất.
❖ Chọn 𝑆𝐶𝐵 = 100𝑀𝑉𝐴, 𝑈𝐶𝐵1 = 110𝑘𝑉, 𝑈𝐶𝐵2 = 22𝑘𝑉
I.

𝑍𝐶𝐵
𝐼𝐶𝐵1 =
𝐼𝐶𝐵2 =

𝑈𝐶𝐵1 2
1102
=
=
= 121
𝑆𝐶𝐵
100

𝑆𝐶𝐵

100

=

√3 ∗ 𝑈𝐶𝐵1
𝑆𝐶𝐵
√3 ∗ 𝑈𝐶𝐵2

√3 ∗ 100

=

100
√3 ∗ 22

= 0.525 (𝑘𝐴)
= 2.624 (𝑘𝐴)

❖ Nguồn:
𝑋1 = 𝑋2 =

𝑈𝐻𝑇 2
𝑆𝑁 (3)

→ 𝑋1 = 𝑋2 =
𝑋0 3 =

3𝑈𝐻𝑇 2
𝑆𝑁 (1)

− 2𝑋1 =

→ 𝑋0 =

=

1102
= 2.327(Ω)

5200

2.327
= 0.0192 (đ𝑣𝑡đ)
121
3 ∗ 1102
− 2 ∗ 2.327 = 5.717(Ω)
3500

5.717
= 0.0472 (đ𝑣𝑡đ)
121

𝑋
= 20 → 𝑅1 = 𝑅2 = 0.00096(đ𝑣𝑡đ)
𝑅
→ 𝑅0 = 0.0024(đ𝑣𝑡đ)


→ 𝑍1 = 𝑍2 = 0.00096 + 𝑗0.0192(đ𝑣𝑡đ)
→ 𝑍0 = 0.0024 + 𝑗0.0472(đ𝑣𝑡đ)

❖ MBA:
𝑋𝑀𝐵𝐴

𝑈𝑁 % ∗ 𝑈đ𝑚 2
10.5 ∗ 1102
=
∗ 10 =
∗ 10 = 31.7625(Ω)

𝑆𝑀𝐵𝐴
40000

𝑅𝑀𝐵𝐴 =

𝛥𝑃𝑁 ∗ 𝑈đ𝑚 2
𝑆𝑀𝐵𝐴 2

175 ∗ 1102
∗ 10 =
∗ 103 = 1.323(Ω)
2
40000
3

𝑍𝑀𝐵𝐴 = √𝑅𝑀𝐵𝐴 2 + 𝑋𝑀𝐵𝐴 2 = 31.79
𝑍𝑀𝐵𝐴 % = 𝑍𝑀𝐵𝐴 ∗
𝑋0 = 𝑋1 = 𝑋2 =

𝑆𝑀𝐵𝐴
𝑈đ𝑚

2

∗ 10−3 ∗ 100% = 10.5%

𝑈𝑁 % ∗ 𝑆𝐶𝐵
10.5 ∗ 100
=
= 0.2625(đ𝑣𝑡đ)

100 ∗ 𝑆𝑀𝐵𝐴
100 ∗ 40

𝑋
= 24 → 𝑅1 = 𝑅2 = 0.011(đ𝑣𝑡đ)
𝑅
𝑍0 = 𝑍1 = 𝑍2 = 0.011 + 𝑗0.2625(đ𝑣𝑡đ)
a. Trường hợp ngắn mạch khi máy cắt 22kV ngắt.
Sơ đồ tương đương TTT,TTN,TTK


-

Dòng ngắn mạch ba pha tại (2):
𝑍1_2 = 0.00096 + 𝑗0.0192 + 0.011 + 𝑗0.2625 = 0.01196 + 𝑗0.2817(đ𝑣𝑡đ)
𝐼𝑁 (3) =

1
= 0.1504 − 𝑗3.543(đ𝑣𝑡đ)
𝑍1_2

𝐼𝑁 (3) = (0.1504 − 𝑗3.543) ∗ 2.624 = 9.31∠ − 87.57(𝑘𝐴)
-

Dòng ngắn mạch một pha chạm đất tại (2):
𝑍0_2 = 0.0024 + 𝑗0.0472 + 0.011 + 𝑗0.2625 = 0.0134 + 𝑗0.3097(đ𝑣𝑡đ)
𝐼𝑁 (1) = 3𝐼0 =

3
2 ∗ 𝑍1_2 + 𝑍0_2

= 0.1466 − 𝑗3.4298(đ𝑣𝑡đ)

𝐼𝑁 (1) = (0.1466 − 𝑗3.4298) ∗ 2.624 = 9.01∠ − 87.57(𝑘𝐴)


b. Trường hợp ngắn mạch máy cắt 22kv đóng.
Sơ đồ tương đương TTT,TTN,TTK:

-

Dòng ngắn mạch ba pha tại (2):
𝑍1_2 =

(0.011 + 𝑗0.2625) ∗ (0.011 + 𝑗0.2625)
+ 0.00096 + 𝑗0.0192
0.011 + 𝑗0.2625 + 0.011 + 𝑗0.2625
= 6.46 ∗ 10−3 + 𝑗0.15045(đ𝑣𝑡đ)
𝐼𝑁 (3) =

1
= 0.28487 − 𝑗6.6345(đ𝑣𝑡đ)
𝑍1_2

𝐼𝑁 (3) = (0.28487 − 𝑗6.6345) ∗ 2.624 = 17.425∠ − 87.55(𝑘𝐴)
-

Dòng ngắn mạch một pha chạm đất tại (2):
𝑍0_2 =

(0.011 + 𝑗0.2625) ∗ (0.011 + 𝑗0.2625)
+ 0.0024 + 𝑗0.0472
0.011 + 𝑗0.2625 + 0.011 + 𝑗0.2625
= 7.9 ∗ 10−3 + 𝑗0.17845(đ𝑣𝑡đ)

𝐼𝑁 (1) = 3𝐼0 =

3
2 ∗ 𝑍1_2 + 𝑍0_2

= 0.2713 − 𝑗6.2467(đ𝑣𝑡đ)

𝐼𝑁 (1) = (0.2713 − 𝑗6.2467) ∗ 2.624 = 16.41∠ − 87.55(𝑘𝐴)


2. Hai MBA có tổ đấu dây 𝛥/Y nối đất.
a. Trường hợp ngắn mạch máy cắt 22kv cắt.

-

Dòng ngắn mạch ba pha tại (2):
𝑍1_2 = 0.00096 + 𝑗0.0192 + 0.011 + 𝑗0.2625 = 0.01196 + 𝑗0.2817(đ𝑣𝑡đ)
𝐼𝑁 (3) =

1
= 0.1504 − 𝑗3.543(đ𝑣𝑡đ)
𝑍1_2

𝐼𝑁 (3) = (0.1504 − 𝑗3.543) ∗ 2.624 = 9.31∠ − 87.57(𝑘𝐴)
-

Dòng ngắn mạch một pha chạm đất tại (2):
𝑍0_2 = 0.011 + 𝑗0.2625(đ𝑣𝑡đ)
𝐼𝑁 (1) = 3𝐼0 =

3
2 ∗ 𝑍1_2 + 𝑍0_2

= 0.1533 − 𝑗3.6259(đ𝑣𝑡đ)

𝐼𝑁 (1) = (0.1533 − 𝑗3.6259) ∗ 2.624 = 9.523∠ − 87.57(𝑘𝐴)


b. Trường hợp ngắn mạch máy cắt 22kv đóng.

-

Dịng ngắn mạch ba pha tại (2):
𝑍1_2 =

(0.011 + 𝑗0.2625) ∗ (0.011 + 𝑗0.2625)
+ 0.00096 + 𝑗0.0192
0.011 + 𝑗0.2625 + 0.011 + 𝑗0.2625
= 6.46 ∗ 10−3 + 𝑗0.15045(đ𝑣𝑡đ)
𝐼𝑁 (3) =

1
= 0.28487 − 𝑗6.6345(đ𝑣𝑡đ)
𝑍1_2

𝐼𝑁 (3) = (0.28487 − 𝑗6.6345) ∗ 2.624 = 17.425∠ − 87.55(𝑘𝐴)
-

Dòng ngắn mạch một pha chạm đất tại (2):

𝑍0_2 =

(0.011 + 𝑗0.2625) ∗ (0.011 + 𝑗0.2625)
= 5.5 ∗ 10−3 + 𝑗0.13125(đ𝑣𝑡đ)
0.011 + 𝑗0.2625 + 0.011 + 𝑗0.2625
𝐼𝑁 (1) = 3𝐼0 =

3
2 ∗ 𝑍1_2 + 𝑍0_2

= 0.2954 − 𝑗6.9294(đ𝑣𝑡đ)

𝐼𝑁 (1) = (0.2954 − 𝑗6.9294) ∗ 2.624 = 18.2∠ − 87.57(𝑘𝐴)


II.

Mô phỏng Etap
1. Các thông số.
a. Thông số nguồn.

b. Thông số thanh góp.

c. Thông số MBA.


2. Hai MBA có tổ đấu dây Y/Y nối đất.
a. Mơ phỏng ngắn mạch máy cắt thanh góp 22kV ngắt.
● Ngắn mạch ba pha.

● Ngắn mạch 1 pha chạm đất.


● Ngắn mạch hai pha chạm nhau.

● Ngắn mạch hai pha chạm nhau chạm đất.


b. Mơ phỏng ngắn mạch máy cắt 22kV đóng.
● Ngắn mạch ba pha.

● Ngắn mạch 1 pha chạm đất.