Báo cáo chuyên đề : Phân tích tầm quan trọng của bộ điều chỉnh điện áp dưới tải 110KV. So sánh sự giống nhau, khác nhau của bộ điều chỉnh điện áp dưới tải và bộ điều chỉnh điện áp không điện

Chia sẻ: Tuyen Ngo Van | Ngày: | Loại File: DOC | Số trang:27

0
950
lượt xem
391
download

Báo cáo chuyên đề : Phân tích tầm quan trọng của bộ điều chỉnh điện áp dưới tải 110KV. So sánh sự giống nhau, khác nhau của bộ điều chỉnh điện áp dưới tải và bộ điều chỉnh điện áp không điện

Mô tả tài liệu
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Ngày nay trong quá trình công nghiệp hoá, hiện đại hoá đất nước, điện năng đóng vai trò cực kỳ quan trọng. Bởi vì nó là nguồn năng lượng được sử dụng rộng rãi nhất hiện nay. Đối với hệ thống điện nói chung và trạm biến áp nói riêng, máy biến áp có vai trò rất quan trọng, nó dung để chuyên tải điện năng từ nhà máy điện đến các hộ tiêu thụ. Vì vậy việc vận hành kinh tế các máy biến áp ở trạm 110kV là vấn đề thiết yếu....

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Báo cáo chuyên đề : Phân tích tầm quan trọng của bộ điều chỉnh điện áp dưới tải 110KV. So sánh sự giống nhau, khác nhau của bộ điều chỉnh điện áp dưới tải và bộ điều chỉnh điện áp không điện

  1. XÍ NGHIỆP ĐIỆN CAO THẾ MIỀN BẮC PHÂN XƯỞNG 110KV THÁI BÌNH BÁO CÁO CHUYÊN ĐỀ PHÂN TÍCH TẦM QUAN TRỌNG CỦA BỘ ĐIỀU CHỈNH ĐIỆN ÁP DƯỚI TẢI MÁY BIẾN ÁP 110KV. SO SÁNH SỰ GIỐNG NHAU, KHÁC NHAU CỦA BỘ ĐIỀU CHỈNH ĐIỆN ÁP DƯỚI TẢI VÀ BỘ ĐIỀU CHỈNH ĐIỆN ÁP KHÔNG ĐIỆN Người viết chuyên đề: Ngô Văn Tuyến Bậc thợ: 3/5 Nghề đang làm: Công nhân VH trạm Đơn vị: Trạm 110 kV Vũ Thư (E11.5) Phân xưởng QLVHLĐ 110 kV Thái Bình Xí nghiệp Điện cao thế miền Bắc Người hướng dẫn: Vũ Minh Ngọc Chức danh: Kỹ thuật viên. -0-
  2. Chuyên đề nâng bậc CNVH trạm năm 2009 XÍ NGHIỆP ĐIỆN CAO THẾ MIỀN BẮC PHÂN XƯỞNG 110KV THÁI BÌNH BÁO CÁO CHUYÊN ĐỀ PHÂN TÍCH TẦM QUAN TRỌNG CỦA BỘ ĐIÊU CHỈNH ĐIỆN ÁP DƯỚI TẢI MÁY BIẾN ÁP 110KV. SO SÁNH SỰ GIỐNG NHAU, KHÁC NHAU CỦA BỘ ĐIỀU CHỈNH ĐIỆN ÁP DƯỚI TẢI VÀ BỘ ĐIỀU CHỈNH ĐIỆN ÁP KHÔNG ĐIỆN Thái Bình, tháng 12 năm 2009 1
  3. Chuyên đề nâng bậc CNVH trạm năm 2009 Mục Lục PHẦN MỞ ĐẦU ....................................................................................................... 3 PHẦN I ...................................................................................................................... 5 KHÁI NIỆM VỀ ĐIỀU ÁP DƯỚI TẢI .................................................................... 5 1. Khái niệm chung về bộ điều chỉnh điện áp dưới tải ............................................. 5 2. Giới thiệu một số bộ điều chỉnh điện áp dưới tải đang được dùng cho các trạm 110kV khu vực Thái Bình. ........................................................................................ 6 1.Trạm 110kV Thành phố. ........................................................................................ 6 3.Trạm 110kV Thái Thụy. ........................................................................................ 7 4. Trạm 110kV Tiền Hải. .......................................................................................... 7 5. Trạm 110kV Hưng Hà........................................................................................... 7 3. Sơ đồ tổng quát về hệ thống cung cấp điện cho các trạm biến áp 110kV ............ 8 PHẦN II .................................................................................................................. 10 CẤU TẠO, NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC .................................................................. 10 CỦA BỘ ĐIỀU CHỈNH ĐIỆN ÁP DƯỚI TẢI ...................................................... 10 1. Cấu tạo. ................................................................................................................ 10 a. Cách bố trí cuộn dây trong bộ điều chỉnh điện áp dưới tải ................................. 10 b. Nguyên lý làm việc của bộ điều chỉnh điện áp dưới tải. ..................................... 11 PHẦN III ................................................................................................................. 19 SO SÁNH GIỮA CÁC BỘ ĐIỀU CHỈNH ĐIỆN ÁP DƯỚI TẢI ......................... 19 1. Phân tích sự giống và khác nhau về nguyên lý làm việc của bộ điều chỉnh điện áp dưới tải dập hồ quang trong chân không và dập hồ quang trong dầu. ............... 19 a. Sự giống nhau: ..................................................................................................... 19 b. Sự khác nhau: ...................................................................................................... 19 2. So sánh sự giống và khác nhau của bộ điều chỉnh điện áp dưới tải và bộ điều chỉnh điện áp không điện. ....................................................................................... 20 PHẦN IV ................................................................................................................. 23 TẦM QUAN TRỌNG CỦA BỘ ĐIỀU ÁP DƯỚI TẢI ......................................... 23 ƯU NHƯỢC ĐIỂM CỦA NÓ. ............................................................................... 23 1. Phân tích tầm quan trọng..................................................................................... 23 2. Ưu điểm ............................................................................................................... 23 3. Nhược điểm. ........................................................................................................ 23 PHẦN V .................................................................................................................. 24 NHỮNG KHIẾM KHUYẾT VÀ SỰ CỐ THƯỜNG GẶP.................................... 24 KẾT LUẬN: ............................................................................................................ 25 TÀI LIỆU THAM KHẢO ....................................................................................... 26 2
  4. Chuyên đề nâng bậc CNVH trạm năm 2009 PHẦN MỞ ĐẦU Ngày nay trong quá trình công nghiệp hoá, hiện đại hoá đất nước, điện năng đóng vai trò cực kỳ quan trọng. Bởi vì nó là nguồn năng lượng được sử dụng rộng rãi nhất hiện nay. Đối với hệ thống điện nói chung và trạm biến áp nói riêng, máy biến áp có vai trò rất quan trọng, nó dung để chuyên tải điện năng từ nhà máy điện đến các hộ tiêu thụ. Vì vậy việc vận hành kinh tế các máy biến áp ở trạm 110kV là vấn đề thiết yếu. Thái Bình là một tỉnh nông nghiệp chiếm 90%, một vài năm gần đây Thái Bình phát triển mạnh về công nghiệp như khu công nghiệp Nguyễn Đức Cảnh, khu công nghiệp Phúc Khánh, khu công nghiệp Tiền Hải và một số khu công nghiệp khác nằm rải rác ở các Huyện trong tỉnh. Tỉnh Thái Bình có 07 huyện và 01 thành phố trực thuộc tỉnh, trong đó ngành điện đã đầu tư xây dựng mạng lưới điện đến 100% địa bàn trong tỉnh. Trước đây Thái Bình có một nhà máy điện tua bin khí với 02 tổ máy, mỗi tổ máy có công suất 17MW đã được phát hoà lưới điện quốc gia. Hiện nay nhà máy không hoạt động nữa vì lượng khí ít và các tổ máy đã quá cũ. Cùng với sự phát triển ngày càng tăng của phụ tải điện trong lưới điện Thái Bình hiện nay Phân xưởng Thái Bình có 06 trạm biến áp 110kV đang vận hành là các trạm 110kV Thành Phố (E11.3), trạm 110kV Long bối(E3.3), trạm 110kV Tiền Hải (A36), trạm 110kV Thái Thụy (E11.2), trạm 110kV Hưng Hà (E11.4), trạm 110kV Vũ Thư (E11.5) và trạm 110kV Kiến Xương đang trong thời gian hoàn thiện và đưa vào đóng điện trong thời gian tới. Các trạm 110kV là các điểm nút cấp điện cho các trạm 35kV, 10kV của toàn tỉnh phục vụ cho sản xuất và sinh hoạt, phục vụ cho mục tiêu CNH – HĐH và các hoạt động chính trị, kinh tế, văn hoá xã hội của tỉnh. Vì vậy nhiệm vụ của Phân xưởng QLVHLĐ 110Kv Thái Bình là: 1. Đảm bảo cho các thiết bị trong phạm vi quản lý vận hành an toàn, liên tục, tin cậy cao với mục đích giúp tỉnh Thái Bình: - Ổn định chính trị - Đảm bảo an ninh quốc phòng - Phát triển kinh tế - Vui chơi, giải trí, sinh hoạt 2. Cung cấp điện cho khách hàng đạt chỉ tiêu kỹ thuật về điện áp với mục đích giúp Điện lực Thái bình kinh doanh với hiệu quả cao, giảm tổn thất. Vậy Phân xưởng 110kV Thái Bình nói riêng, Xí nghiệp Điện cao thế miền Bắc nói chung đang có một nhiệm vụ vô cùng quan trọng, đó là trách nhiệm của mỗi cán bộ công nhân viên đang làm việc tại các trạm 110kV, chúng ta phải hiểu được tầm quan trong của các bộ chuyển nấc dưới tải trong các máy biến áp 110kV để vận hành nó sao cho an toàn, kinh tế. 3
  5. Chuyên đề nâng bậc CNVH trạm năm 2009 Được sự nhất trí của Xí nghiệp Điện cao thế miền Bắc, Phân xưởng 110 kV Thái Bình, được sự giúp đỡ của các đồng chí lãnh đạo và các bạn bè đồng nghiệp, tôi tiến hành thực hiện chuyên đề: “Phân tích tầm quan trọng của bộ điều chỉnh điện áp dưới tải máy biến áp 110kV; so sánh sự giống khác nhau của bộ điều chỉnh điện áp dưới tải và bộ điều chỉnh điện áp không điện”. Nội dung chuyên đề gồm 5 phần 1. Những khái niệm chung về bộ điều chỉnh điện áp dưới tải 2. Cấu tạo, nguyên lý làm việc của bộ bộ điều chỉnh điện áp dưới tải . 3. Phân tích tầm quan trọng, ưu nhược điểm của bộ điều chỉnh điện áp dưới tải. 4. Những khiếm khuyết, sự cố thường gặp của bộ điều chỉnh điện áp dưới tải trong vận hành và cách xử lý. 5. Các chế độ làm việc của bộ bộ điều chỉnh điện áp dưới tải và bảo vệ của nó. 4
  6. Chuyên đề nâng bậc CNVH trạm năm 2009 PHẦN I KHÁI NIỆM VỀ ĐIỀU ÁP DƯỚI TẢI 1. Khái niệm chung về bộ điều chỉnh điện áp dưới tải Trong thực tế người ta có thể điều chỉnh điện áp( điện thế) phía dây quấn cao áp hoặc hạ áp, điều chỉnh có thể nhẩy cấp hay liên tục, có thể điều thế dưới tải (dòng điện và điện áp) hoặc điều thế không điện, trường hợp này điều chỉnh lúc ngắt điện cả phía sơ cấp và phía thứ cấp. Điều chỉnh nhẩy cấp bằng cách thay đổi số vòng dây, mức điện áp điều chỉnh nhỏ nhất là điện áp trên một vòng dây. Thường điều chỉnh số vòng dây, giữ từ thông trong lõi thép không đổi. Người ta cũng điều chỉnh bằng cách giữ vòng dây không đổi và thay đổi từ thông trong lõi thép. Trong thực tế, việc thay đổi vòng dây bao giờ cũng kèm theo thay đổi từ thông. Điều chỉnh liên tục bằng cách thay đổi từ thông móc vòng giữa dây quấn sơ cấp và dây quấn thứ cấp, liên quan đến máy biến áp có phần tịnh tiến hoặc chuyển động quay. Trường hợp riêng nối tiếp cuộn kháng bão hòa phía đầu ra của máy biến áp. Thay đổi điện áp bằng cách thay đổi điện kháng bão hòa (thay đổi kích từ). Điếu chỉnh điện áp nhảy cấp không điện đòi hỏi máy biến áp ngắt điện cả hai phía cao áp và hạ áp. Máy biến áp 3 pha còn phải luôn giữ số vòng dây ở các pha bằng nhau. Chuyển mạch phải chắc chắn để dòng điện không phá hỏng mặt tiếp xúc. Cấu tạo phần dây quấn điếu chỉnh so cho ở mọi vị trí của đầu phân áp hai dây cuốn đối xứng nhau để không có từ trường tản không đối xứng, nguyên nhân sinh ra lực điện động lớn ở dây quấn. Những máy biến áp có công suất lớn, yêu cầu nối với lưới điện liên tục, máy cần điều thế dưới tải. Những chuyển mạch di chuyển các nấc khi đang mang tải, vì vậy khi chuyển dịch từ một nấc sang nấc bên cạnh sẽ có thời gian bị ngắn mạch do đó người ta phải có biện pháp hạn chế dòng điện ngắn mạch. Có hai biện pháp hay được sử dụng, đó là dùng điện kháng hoặc dùng điện trở nối thêm vào mạch. mỗi biện pháp đều có ưu, nhược điểm của nó. Ngày nay có rất nhiều hãng sản xuất bộ điều chỉnh điện áp dưới tải của Cộng hòa Dân chủ Đức, Trung Quốc, Liên xô... Nhưng trong phạm vi chuyên đề này tôi chỉ phân tích bộ chuyển nấc dưới tải dập hồ quang trong dầu của Liên xô và dập hồ quang trong chân không của hãng MR Cộng hòa Dân chủ Đức, đang được vận hành tại một số trạm 110kV do Phân xưởng QLVHLĐ Thái Bình quản lý. 5
  7. Chuyên đề nâng bậc CNVH trạm năm 2009 2. Giới thiệu một số bộ điều chỉnh điện áp dưới tải đang được dùng cho các trạm 110kV khu vực Thái Bình. 1.Trạm 110kV Thành phố. a. Bộ OLTC dùng cho MBA 25.000kVA. - Kiểu : M3 - 4 Bungari 1989 N0 3632 - Số nấc: 19 - Tần số: 50Hz. - Khối lượng dầu: 287 kg. - Điện áp động cơ: 380V - Dòng điện động cơ: 1,42A - Điện áp điều khiển: 220V AC - Công suất: 0,75kW - Số vòng quay trên trục điều khiển: 33 vòng. b. Bộ OLTC dùng cho MBA 40.000kVA. - Kiểu: MR(Đức). - Năm sản xuất: 1998 - Loại: V- III200Y (xem lại ký hiệu cho chính xác nhé) - Điện áp động cơ: 380/220V - Dòng điện động cơ: 2,1/3,5A - Công suất động cơ: 1,75kW - Khối lượng dầu: 300kg 2.Trạm 110kV Long bối. Bộ OLTC dùng cho MBA 25.000kVA - Tiêu chuẩn sản xuất: IEC214 - Nhà sản xuất: MR - Nước sản xuất: CHLBĐ - Kiểu: ED - 100S - Điện áp danh định: 220/380V - Số pha: 3 pha. - Tần số: 50Hz - Phạm vi điều chỉnh:  9 x1,78%. - Dòng điện định mức: 200  600A. - Công suất động cơ: 0,75kW. - Tốc độ động cơ đồng bộ: 1500 vòng/phút. - Điện áp điều khiển: 220V 6
  8. Chuyên đề nâng bậc CNVH trạm năm 2009 3.Trạm 110kV Thái Thụy. Bộ OLTC dùng cho MBA 25.000kVA. - Tiêu chuẩn sản xuất: IEC214. - Hãng sản xuất: MR. - Nước sản xuất: CHLBĐ. - Kiểu: VVIII200  600Y76W. (xem lại ký hiệu cho chính xác nhé) - Tần số: 50Hz. - Dòng điện định mức: 200  600A. - Số nấc điều chỉnh: 19 - Phạm vi điều chỉnh:  9 x1,78%. 4. Trạm 110kV Tiền Hải. Bộ OLTC dùng cho MBA 40.000kVA. - Tiêu chuẩn sản xuất: IEC214. - Hãng sản xuất: MR. - Nước sản xuất: CHLBĐ. - Kiểu: VVIII200  600Y76W. (xem lại ký hiệu cho chính xác nhé) - Tần số: 50Hz. - Dòng điện định mức: 200  600A. - Số nấc điều chỉnh: 19 - Phạm vi điều chỉnh:  9 x1,78%. 5. Trạm 110kV Hưng Hà. Bộ OLTC dùng cho MBA 25.000kVA. - Hãng sản xuất: MR. - Nước sản xuất: CHLBĐ. - Kiểu: VVIII 250Y- 76-1019 - Tần số: 50Hz. - Dòng điện định mức: 250A - Số nấc điều chỉnh: 19( 9) - Phạm vi điều chỉnh:  16%. 6. Trạm 110kV Vũ Thư. a.Bộ OLTC dùng cho MBA T1 25.000kVA. - Nước sản xuất: Trung Quốc. - Kiểu: CV III 350Y/63- 10193W 7
  9. Chuyên đề nâng bậc CNVH trạm năm 2009 - Tần số: 50Hz. - Dòng điện định mức: 350A - Số nấc điều chỉnh: 19 - Phạm vi điều chỉnh:  9x1,78%. b.Bộ OLTC dùng cho MBA T2 25.000kVA. - Hãng sản xuất: MR. - Nước sản xuất: CHLBĐ. - Kiểu: VVIII 250Y- 76-1019 - Tần số: 50Hz. - Dòng điện định mức: 250A - Số nấc điều chỉnh: 19( 9) - Phạm vi điều chỉnh:  16%. 3. Sơ đồ tổng quát về hệ thống cung cấp điện cho các trạm biến áp 110kV 110kV 110kV MBA Hệ Đường dây 110kV 110kV 35kV thống 220kV Phụ Tải 35kV 10kV Phụ Tải 10kV Từ mô hình trên ta thấy: - Điện áp cung cấp cho các trạm 110kV đưa vào cuộn sơ cấp các máy biến áp được lấy từ các trạm 220kV của hệ thống điện quốc gia, mặc dù các trạm 220kV đã vận hành theo quy trình nhưng điện áp luôn thay đổi theo thời gian và công suất phát của hệ thống. - Qua các trạm 110kV điện áp được hạ xuống còn 35, 22,10 hoặc 6,3kV truyền tải công suất điện đến các hộ tiêu dùng, các hộ này dùng điện năng biến đổi thành các dạng năng lượng khác như: nhiệt năng, quang năng, cơ năng ... đặc biệt là cơ năng từ công thức tính mô men quay của động cơ : P M  9550 n Trong đó: M - là mô men trục động cơ P - Công suất điện tiêu thụ của động cơ n - Tốc độ quay của trục động cơ 9550 là hệ số cho phép đơn vị của M là N/m khi P được tính là kW 8
  10. Chuyên đề nâng bậc CNVH trạm năm 2009 Thực nghiệm và tính toán người ta thấy mô men trục động cơ là yếu tố quyết định tốc độ quay của trục động cơ và nó có quan hệ bậc hai với điện áp theo hàm M = f(U2) Tức là nếu U - điện áp cấp cho động cơ là định mức thì M - mô men là định mức và n - tốc độ quay là định mức - khi máy đang mang tải định mức.  sản phẩm làm ra đạt yêu cầu kỹ thuật Nếu điện áp giảm 10% chỉ còn 0,9Uđm thì mô men giảm 0,92 = 0,81 tức chỉ đạt 81% Mđm và làm cho tốc độ động cơ giảm đáng kể, ảnh hưởng rất lớn đến chất lượng sản phẩm và kéo theo nhiều vấn đề tiếp theo đặc biệt là giá thành sản phẩm liên quan đến người tiêu dùng ... mặt khác khi điện áp giảm các động cơ muốn đảm bảo làm việc được, dòng phải tăng dẫn đến tổn thất công suất trên đường dây tăng, ảnh hưởng rất lớn đến chỉ tiêu kinh doanh, vì thế Công ty điện lực I đã giao nhiện vụ cho các trạm 110kV thuộc Xí nghiệp Điện cao thế miền Bắc, yêu cầu duy trì điện áp thanh cái 35 và 10kV theo mùa, theo ngày, theo giờ như bảng sau: 1. Mùa hè: Thanh cái Thanh cái TT Thời gian 35kV 10kV 1 Cao điểm Từ 18h-20h và từ 10h-11h 37,5 11 2 Thấp điểm Từ 22h- 5h 36 10,5 3 Bình thường Từ 06h-09h và từ 12h-17h 36,5 10,75 2. Mùa đông: Thanh cái Thanh cái TT Thời gian 35kV 10kV 1 Cao điểm Từ 17h-21h và từ 09h-11h 37,5 11 2 Thấp điểm Từ 23h- 04h 36 10,5 3 Bình thường Từ 05h-08h và từ 12h-16h 36,5 10,75 Từ những phân tích trên ta thấy việc duy trì đảm bảo điện áp định mức là một việc vô cùng quan trọng và nó có ý nghĩa chiến lược quyết định chất lượng sản phẩm, giá thành sản phẩm, với ngành điện nó còn quyết định giá thành điện năng, uy tín khách hàng và là niềm tin của người tiêu dùng. Chính vì vậy những năm đầu của thập kỷ 60 các máy biến áp 110kV phần lớn chế tạo có bộ điều áp không tải tức là khi thiết kế người ta tính điện áp yêu cầu và để nấc cố định, khi phụ tải tăng cao điện áp nguồn giảm thì điện áp cấp cho các hộ tiêu thụ cũng giảm theo, khi phụ tải giảm điện áp hệ thống tăng thì điện áp hộ tiêu thụ cũng tăng theo, nó làm cho điện áp giao động trong phạm vi rất lớn, còn việc thay đổi tỷ số biến chỉ thực hiện được khi đã cắt máy ra khỏi vận hành tức là điều chỉnh không điện áp. 9
  11. Chuyên đề nâng bậc CNVH trạm năm 2009 Khắc phục nhược điểm này một số nước đã chế tạo ra bộ chuyển nấc dưới tải, thay đổi được tỷ số biến máy biến áp trong khi máy đang vận hành cấp điện cho phụ tải, nhưng phần lớn là khi chuyển nấc có phát sinh hồ quang và dập hồ quang trong dầu, nó làm cho tuổi thọ của bộ chuyển nấc giảm, cách điện dầu giảm, dẫn vận hành không an toàn ... Ngày nay hãng MR của Cộng hòa dân chủ Đức đã chế tạo bộ chuyển nấc dưới tải dập hồ quang trong chân không nó có tính ưu việt rất cao và được dùng rộng rãi cho các máy biến áp 110kV, 220kV đảm bảo cho ngành điện của chúng ta không những cung cấp điện đủ, an toàn mà còn có chất lượng cao cho nền kinh tế quốc dân phát triển bền vững. PHẦN II CẤU TẠO, NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA BỘ ĐIỀU CHỈNH ĐIỆN ÁP DƯỚI TẢI 1. Cấu tạo. a. Cách bố trí cuộn dây trong bộ điều chỉnh điện áp dưới tải Sơ đồ nguyên lý, giới thiệu quá trình hoạt động của một pha, máy biến áp 3 pha có 3 bộ tương tự ghép lại và có chung một bộ truyền động thực hiện lệnh làm việc thay đổi tỷ số biến máy biến áp. 0 A A A 10 10 10 9 11 9 11 9 11 8 12 8 12 8 12 7 13 7 13 7 13 6 14 6 14 6 14 b b b a c a c 5 15 a c 5 15 5 15 4 16 4 16 4 16 3 17 3 17 3 17 2 18 2 18 2 18 1 19 1 19 1 19 10
  12. Chuyên đề nâng bậc CNVH trạm năm 2009 Theo nguyên lý cách đấu dây trên ta thấy: W1 = Wchính + Wphụ - Cuộn dây phụ gồm 09 cuộn dây nhỏ ghép nối tiếp nhau - Từ nấc 1 đến nấc 10 ta có a trùng với b, chiều quấn dây của cuộn dây phụ và cuộn dây chính cùng chiều. - Khi tăng số nấc lên, số vòng dây cuộn dây phụ giảm dần  tỷ số biến k giảm theo. - Nấc 10 là nấc trung gian, nên người ta còn gọi là nấc danh định, có điện áp định mức bằng điện áp định mức máy biến áp. - Từ nấc 11 đến nấc 19 ta có a trùng với c, chiều quấn dây của cuộn dây chính và cuộn dây phụ ngược chiều nhau. - Khi tăng số nấc lên, số vòng dây cuộn dây phụ tăng dần  tỷ số biến k vẫn giảm theo. - Đầu ra của bộ chuyển nấc nối vào trung tính máy biến áp. - Nấc 1 và nấc 19 toàn bộ 9 cuộn dây phụ đều tham gia, từ nấc 1 đến nấc 10 thì 9 cuộn dây phụ cùng chiều với cuộn dây chính, từ nấc 10 đến nấc 19 thì 9 cuộn dây phụ ngược chiều với cuộn dây chính, ta có thể điều chỉnh nấc tùy theo điện áp phía 110kV để điện áp đầu ra phía 35, 10kV đạt định mức hay mức điện áp theo yêu cầu. Ví dụ có thể vận hành ở nấc 1 nếu điện áp phía 110kV là 133,423 kV và vận hành ở nấc 19 nếu điện áp phía 110kV chỉ đạt 96,5 kV. b. Nguyên lý làm việc của bộ điều chỉnh điện áp dưới tải. b.1. Nguyên lý làm việc của bộ điều chỉnh điện áp dập hồ quang trong chân không dùng điện trở hạn chế dòng điện ngắn mạch của hãng MR(CHLB Đức) Như ta đã biết chân không là một môi trường dập hồ quang rất hiệu quả khi điện áp làm việc nhỏ hơn 35kV. Với máy biến áp 110kV 3 cuộn dây cuộn 110kV đấu sao thì gần trung tính điện áp thấp rất thuận tiện cho việc dập hồ quang trong chân không, mặt khác cùng một công suất phía 110kV điện áp cao nên dòng điện nhỏ, cuộn 110kV là cuộn sơ cấp nên khi thay đổi số vòng dây w1 là thay đổi được tỷ số biến máy biến áp, đảm bảo cả điện áp lưới trung và hạ áp đảm bảo điện áp cấp cho phụ tải trong phạm vi định mức. Từ những lý do trên nên bộ chuyển nấc dưới tải được chế tạo lắp đặt tại cuộn dây 110kV và ở phần trung tính máy biến áp. Các con số 10, 11 đặc trưng cho vị trí các nấc máy đang vận hành trong đó có từ 01 đến 19 nấc, nấc 10 là nấc trung gian (danh định) Số 0 thể hiện trung tính máy biến áp. Các giai đoạn 1 đến 9 là thể hiện hoạt động của một lần chuyển nấc. 11
  13. Chuyên đề nâng bậc CNVH trạm năm 2009 Cụ thể cuộn dây w1 máy biến áp được cấu tạo gồm hai phần cuộn dây chính và cuộn dây phụ  w1 = wchính + wphụ Giả sử máy đang vận hành ở nấc 10 với điện áp đặt vào là 115kV tỷ số biến của máy là k ta được điện áp trung áp là 38,5kV, điện áp hạ áp là 11kV Nếu điện áp phía 110kV tức là điện áp đặt vào cuộn dây sơ cấp w1 giảm muốn điện áp trung và hạ không đổi ta phải thực hiện như sau: w1 u1 u uw k   u2  1  1 2 w2 u2 k w1 Như vậy muốn điện áp U2 không đổi khi điện áp U1 giảm thì cuộn dây w1 phải giảm vì cuộn dây w2 là cố định. w1 = wchính + wphụ trong đó wchính cố định  phải giảm số vòng dây wphụ và bộ chuyển nấc thực hiện theo nguyên tắc từ nấc 1 đến nấc 19 số vòng dây giảm dần và từ nấc 19 đến nấc 1 số vòng dây tăng dần. 12
  14. DIỄN BIẾN CÁC VI TRÍ TRONG QUÁ TRÌNH CHUYỂN NẤC 10 11 10 11 10 11 10 11 1 2 1 2 1 2 1 2 R R R R 5 4 5 4 5 4 5 4 3 3 3 3 Vị Trí 1 Vị Trí 2 Vị Trí 3 Vị Trí 4 10 11 10 11 10 11 10 11 10 11 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 R R R R R 5 4 5 4 5 4 5 4 5 4 3 3 3 3 3 Vị Trí 5 Vị Trí 6 Vị Trí 7 Vị Trí 8 Vị Trí 9 - 12 -
  15. Từ những phân tích trên ta thấy khi máy đang vận hành nấc 10 mà điện áp lưới 110kV giảm muốn điện áp trung và hạ thế máy biến áp không đổi ta phải chuyển máy biến áp lên nấc 11 tức là giảm số vòng dây wphụ  w1 giảm  k giảm, nếu điện áp giảm tiếp ta chỉ việc chuyển máy biến áp lên nấc 12 và cứ như vậy việc thay đổi nấc phù hợp ta sẽ được điện áp lưới trung và hạ áp theo yêu cầu. Việc chuyển từ nấc này sang nấc khác sẽ được thực hiện qua chín vi trí theo sơ đồ nguyên lý. Ví dụ lúc máy đang làm việc ở nấc 10 các tiếp điểm 1,2 tiếp vào nấc 10, các tiếp điểm 4,5 trong buồng dập hồ quang tiếp lại, tiếp điểm 3 tiếp vào vị trí trung tính máy biến áp, dòng tải chủ yếu đi từ 1-5-3 còn 2-4-3 rất ít vì phải qua điện trở R. Khi chuyển nấc: Vị trí 1: tiếp điểm 1,2 tiếp vào nấc 10, tiếp điểm 4,5 trong buồng dập hồ quang tiếp lại, tiếp điểm 3 tiếp vào trung tính máy biến áp, dòng điện chủ yếu đi trong nhánh 1-5-3 , còn nhánh 2-4-3 rất ít vì phải qua điện trở R Vị trí 2: tiếp điểm 2 được rời ra vị trí trung gian dòng điện hoàn toàn không qua nhánh 2-4-3 Vị trí 3: tiếp điểm 4 trong buồng dập hồ quang chân không mở ra. Vị trí 4: tiếp điểm 4 vẫn mở và tiếp điểm 2 chuyển vào vị trí nấc 11 Vị trí 5: tiếp điểm 2 vẫn tiếp vào vị trí nấc 12, tiếp điểm 4 đóng lại, đây là giai đoạn nguy hiểm nhất vì điện áp một số vòng dây phụ từ nấc 10 đến nấc 11 bị nối tắt qua điện trở R Vị trí 6: tiếp điểm 1 vẫn tiếp vào nấc 10 , tiếp điểm 5 mở ra, lúc này dòng điện tập chung qua nhánh 2-4-3 có điện trở R Vị trí 7: tiếp điểm 5 vẫn mở , tiếp điểm 1 được rời khỏi nấc 10 Vị trí 8: tiếp điểm 5 vẫn mở tiếp điểm 1 tiếp vào nấc 11 Vị trí 9: tiếp điểm 5 đóng lại dòng điện chủ yếu qua nhánh 1-5-3 và các tiếp điểm 1,2 đã tiếp vào vị trí nấc 11, tiếp điểm 3 tiếp vào vị trí trung tính MBA. Như vậy qua 9 giai đoạn, bộ chuyển nấc dưới tải đã hoàn thành được một lần chuyển từ nấc 10 lên nấc 11, trong quá trình này ta thấy các giai đoạn 5,6,8 là các giai đoạn có phát sinh hồ quang nhưng môi trường dập hồ quang là chân không nên rất nhanh và an toàn không làm hư hỏng dầu cách điện. Qua tính toán ta thấy khi điện áp lưới 110kV thay đổi ta phải vận hành vị trí các nấc phù hợp như bảng sau: - 13 -
  16. Chuyên đề nâng bậc CNVH trạm năm 2009 Nấc Điện áp (kV) 1 133,423 2 131,367 3 129,329 4 127,282 5 125,235 6 123,188 7 121,141 8 119,094 9 117,047 10 115,000 11 112,953 12 110,906 13 108,859 14 106,812 15 104,765 16 102,718 17 100,671 18 98,624 19 96,577 Như vậy hãng MR đã chế tạo bộ chuyển nấc dưới tải dập hồ quang trong chân không có 19 nấc và mỗi nấc điện áp chênh lệch 1,78% Để có được các lần chuyển nấc bộ chuyển nấc được thực hiện bằng bộ truyền động cấu tạo đặc biệt với các bộ phận sau: - Động cơ điện 3 pha - Khởi động từ, áptômát - Tiếp điểm hành trình, các khóa chuyển mạch, chuyển chế độ - Trục truyền dẫn, chỉ thị - Giá đỡ, bộ đếm và các bộ phận khác. Phần hai ta đã phân tích cấu tạo nguyên lý làm việc của bộ chuyển nấc dưới tải dập hồ quang trong chân không, bây giờ ta xét cấu tạo, nguyên lý làm việc của bộ chuyển nấc dưới tải dập hồ quang trong dầu. 14
  17. b.2. Nguyên lý làm việc của bộ điều chỉnh điện áp dập hồ quang trong dầu dùng kháng điện hạn chế dòng điện ngắn mạch của Liên Xô. DIỄN BIẾN CÁC VỊ TRÍ KHI CHUYỂN NẤC 10 11 10 11 10 11 10 11 1 2 1 2 1 2 1 2 K1 K2 K1 K2 K1 K2 K1 K2 X1 X2 X1 X2 X1 X2 X1 X2 I I I I Vị Trí 1 Vị Trí 2 Vị Trí 3 Vị Trí 4 10 11 10 11 10 11 1 2 1 2 1 2 K1 K2 K1 K2 K1 K2 X1 X2 X1 X2 X1 X2 I I I Vị Trí 5 Vị Trí 6 Vị Trí 7 - 15 -
  18. Các con số 10, 11 đặc trưng cho vị trí các nấc máy đang vận hành trong đó có từ 01 đến 19 nấc, nấc 10 là nấc trung gian (danh định) Giả sử máy đang ở nấc 10 cần chuyển lên nấc 11, quá trình diễn biến của các vị trí như sau: Vị trí 1 : Tiếp điểm 1,2 tiếp vào nấc 10, cuộn dây chính nối vào cả hai cuộn kháng 1,2, tiếp điểm K1 và K2 cùng đóng, dòng điện tải đi theo hai nhánh - Nhánh 1 cuộn dây chính-cuộn kháng 1- tiếp điểm K1-tiếp điểm 1 nấc 10 - Nhánh 2 cuộn dây chính-cuộn kháng 2- tiếp điểm K2-tiếp điểm 2 nấc 10 - Dòng tải chia làm 2 nên nhỏ, cuộn kháng không có tác dụng hạn chế. Vị trí 2 : Tiếp điểm K2 mở dòng điện không qua nhánh 2 mà tập trung hết vào nhánh 1 qua các phần tử: X1 - K1 - 1- nấc 10 Vị trí 3 : Tiếp điểm 2 chuyển sang nấc 11 Vị trí 4 : Tiếp điểm K2 đóng, dòng qua hai nhánh vừa là dòng tải vừa là dòng ngắn mạch của cuộn dây phụ giữa hai nấc 10 và 11 Vị trí 5 : Tiếp điểm K1 mở, dòng không qua nhánh 1 mà tập trung ở nhánh 2: X2 - K2 - 2 - nấc 11 Vị trí 6 : Tiếp điểm 1 chuyển về nấc 11 Vị trí 7 : Tiếp điểm K2 đóng lại, dòng điện lại chia đều cho hai nhánh và đã chuyển hoàn toàn sang nấc 11 Như vậy qua 7 giai đoạn bộ chuyển nấc đã hoàn thành xong nhiệm vụ chuyển từ nấc 10 lên nấc 11. Trong quá trình chuyển nấc nguy hiểm nhất là giai đoạn 4 vì có dòng ngắn mạch của một số vòng dây phụ giữa nấc 10 và nấc 11 qua các cuộn kháng X1 và X2 . Các giai đoạn có phát sinh hồ quang là: giai đoạn 2,4,7 và hoàn toàn hồ quang được dập tắt trong dầu. Từ việc nêu cấu tạo, cách bố trí cuộn dây phụ và nguyên lý các giai đoạn của một quá trình chuyển nấc ta rút ra sự giống, khác nhau giữa hai bộ chuyển nấc dưới tải dập hồ quang trong dầu và dập hồ quang trong chân không như sau: 2. Các chế độ làm việc của bộ điều chỉnh điện áp dưới tải. - Khi đóng điện vận hành máy biến áp có bộ điều chỉnh điện áp dưới tải, bộ điều áp dưới tải phải làm việc được ở các chế độ sau: - Chế độ điều chỉnh điện áp bằng tay, có thể từ phòng điều khiển trung tâm hoặc tại chỗ. - Chế độ điều chỉnh điện áp tự động, chủ yếu bằng bộ tổ hợp rơ le TAPCON-230 của hãng MR. a. Chế độ điều chỉnh điện áp bằng tay. Ở chế độ này người trực ca vận hành căn cứ vào điện áp thứ cấp máy biến áp để điều chỉnh các nấc của bộ điều áp cho phù hợp, thông thường người ta phải căn cứ vào cuộn thứ cấp nào của - 16 -
  19. Chuyên đề nâng bậc CNVH trạm năm 2009 máy biến áp có công suất lớn để làm cơ sở điều chỉnh và phần lớn là thực hiện điều chỉnh nấc tại phòng trung tâm, chúng ta chỉ được phép điều chỉnh mỗi lần hai nấc, thời gian chuyển nấc cách nhau 15 phút. b. Chế độ điều chỉnh điện áp tự động: Ở chế độ này bộ điều áp phát một lệnh khóa mạch điều chỉnh điện áp bằng tay lại và chúng ta chọn điện áp cơ sở cho bộ chuyển nấc tự động bằng điện áp của cuộn dây thứ cấp nào có tải lớn trong quá trình vận hành, trong bộ điều áp tự động (thông thường dùng tổ hợp rơ le Tapcon 230 của hãng MR) có mạch giám sát điện áp thứ cấp máy biến áp, nếu điện áp giảm hoặc tăng quá điện áp danh định ( tức là ngưỡng đặt) thì bộ phận tự động này phát lệnh cho bộ chuyển nấc thực hiện chuyển nấc máy biến áp, trong mạch tự động cũng có mạch giám sát và mỗi lần chuyển phải cách nhau 15 phút, Khi máy biến áp bị quá tải mạch dòng phía đầu vào máy biến áp cũng cung cấp tín hiệu để khóa không cho bộ điều áp dưới tải làm việc, khi mạch đếm số lần chuyển nấc quá 3 lần tổ hợp này cũng phát lệnh khóa không cho bộ điều áp tự động làm việc. Tất cả các khiếm khuyết trên đều có tín hiệu báo cho trực ca vận hành biết. Tại sao hiện nay tất cả các trạm biến áp 110kV chế độ điều chỉnh điện áp tự động không đưa vào làm việc. Ở Việt nam hệ thống điện quốc gia nó chung và lưới điện 110kV nói riêng, điện áp không ổn định, luôn luôn giao động với phạm vi thay đổi rất rộng theo mùa, theo ngày, theo giờ, thậm trí theo tải chính vì vậy phải có sự điều chỉnh điện áp linh hoạt, hợp lý, có thể điều chỉnh hai nấc liền, có thể điều chỉnh một nấc với yêu cầu điện áp đầu ra mịn, đồ thị tương đối bằng phẳng. Công suất dư trên hệ thống quá ít, hệ thống luôn luôn ở trạng thái thiếu công suất. Mặt khác sự cố trên hệ thống sẩy ra liện tục đặc biệt là lưới 110kV có những đường dây quá cũ không đảm bảo cung cấp điện đủ, an toàn, chất lượng cho sự phát triển không ngừng của hạ tầng kinh tế, đặc biệt là cơ chế thị trường đang ngày càng mở rộng với đầy đủ các thành phần kinh tế. Các trạm 110kV của chúng ta chưa thể vận hành ở chế độ từ xa qua hệ thống SKADA được nên vận hành hệ thống điều áp bằng tay là hợp lý nhất. 3. Bảo vệ bộ điều chỉnh điện áp dưới tải trong máy biến áp. Như trên ta đã phân tích bộ điều chỉnh điện áp dưới tải có một ý nghĩa vô cùng quan trong trong việc cung cấp điện đủ, an toàn, chất lượng cho sự phát triển bền vững của nền kinh tế quốc dân, do đó khi thiết kế người ta đã chú ý đến sự an toàn cao nhất tránh các sự cố, đặc biệt là khả năng tiếp xúc kém của các tiếp điểm. Trong các thiết bị có dầu, khi sự cố dầu bị phân tích thành khí và dãn nở mạch, để cân bằng áp lực, khí và dầu được đưa ngược về bình dầu phụ. Cụ thể thùng công tắc K của bộ cuyển nấc dưới tải liên thông với bình dầu phụ của nó bằng một ống dẫn dầu đường kính 27mm trên đó người ta có đặt một rơ le bảo vệ gọi là rơ le dòng dầu, nó tác động theo nguyên tắc: giám sát tốc độ dòng dầu 17
  20. Chuyên đề nâng bậc CNVH trạm năm 2009 qua nó, nếu tốc độ dòng dầu lớn hơn tốc độ định trước là rơ le tác động cắt máy biến áp ra khỏi vận hành. Như vậy để bảo vệ bộ chuyển nấc dưới tải người ta đã sử dụng tính chất giãn nở của dầu cách điện khi có hồ quang hoặc nhiệt độ tăng cao đột ngột, bảo vệ này ta có thể coi là một bảo vệ chính của máy biến áp vì nó tác động rất nhanh và chính xác 4. Những giải pháp để vận hành an toàn bộ điều chỉnh điện áp dưới tải. Để vận hành an toàn cho bộ chuyển nấc dưới tải chúng ta phải lưu ý nhưng điểm sau: 1. Khi thực hiện lệnh làm việc cho bộ chuyển nấc phải thao tác rất khoát, quan sát xem đã có tín hiệu cho phép bộ chuyển nấc làm việc chưa, và khi thực hiện xong một lần chuyển nấc bộ chuyển nấc có dừng không. 2. Khi quan sát thấy bộ chuyển nấc chuyển từ nấc này sang nấc kia khi xong mà không dừng thì phải ấn nút "dừng khẩn cấp" ngay, ra tại chỗ quay tay bộ chuyển nấc về vị trí ngần nhất theo chiều ngược lại. 3. Trước khi tiến hành kiểm tra mạch phải cắt át tô mát cấp điện 3 pha cho động cơ trong bộ điều áp dưới tải và tháo các chì điều khiển ra. 4. Để đảm bảo điện áp có đồ thị tương đối bằng phẳng, khi điện áp giao động nên chuyển nấc một, khi đó thời gian chuyển nấc tiếp theo có thể thực hiện bất kỳ lúc nào, nhưng sau đó phải đảm bảo thời gian theo quy trình. 5. Khi máy biến áp quá tải dưới 5%, vẫn cho phép chuyển nấc nhưng nên chuyển xuống, hạn chế chuyển lên vì theo “Quy trình vận hành - sửa chữa máy biến áp" của Tổng Công ty Điện lực Việt nam ban hành năm 1998 điều 50 trang 25 có quy định: Không được phép chuyển nấc điều chỉnh trong trường hợp máy biến áp đang quá tải nếu dòng phụ tải vượt quá dòng định mức của bộ điều áp dưới tải. 18

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

Đồng bộ tài khoản