Bài giảng Thiết kế đường dây và trạm điện - Chương III: Máy biến áp điện lực

ợc. - Nếu k2cp Smax hay SB > Smax / kqtscStảiSBSBSB T1 T2 S2 S1 T3 ... Tn-1 Tn t2 t1 t3 tn-1 ... tn S3Smin ... Smax t 0* Bước 2 : Kiểm tra điều kiện T2 < 6hT2T2b ) Quá tải sự cốStảiSB T1 T2 S2 S1 T3 ... Tn-1 Tn t2 t1 t3 tn-1 ... tn S3Smin ... Smax t 010h10h Tn tn-1 Smax* Bước 3 : Kiểm tra điều kiện k1 < 0,93b ) Quá tải sự cốStảic ) Quá tải ngắn hạn	Trong trường hợp đặc biệt, để hạn chế cắt phụ tải, có thể vận hành theo khả năng quá tải ngắn hạn của MBA không cần phải tính K1 , K2 và T2 như trên mà sử dụng bảng sau :Khả năng quá tải1,31,451,61,7523Thời gian quá tải (phút)120804520101,5Sự hao mòn về chất cách điện có thể bằng sự hao mòn khi vận hành với Sđm trong 10 giờ với nhiệt độ môi trường xung quanh bằng định mức (200C). Qui tắc này chỉ dành cho nhân viên vận hành.BT1 : Chọn MBA phù hợp nhất trong các MBA sẵn có sau : 75 MVA, 63 MVA, 60 MVA, 50 MVA, 40 MVA, 32 MVA, 25 MVA theo 2 cách :a/ Theo điều kiện quá tải bình thường.b/ Theo điều kiện quá tải sự cố.StảiSBSB 70 8 4 10 18 16 24 t 0Stải ( MVA ) 68 66 54 50 46 22 46Bài tậpIII. CÁC LOẠI MBAMBA 1 pha, 3 phaMBA 2 cuộn dây MBA 3 cuộn dây MBA tự ngẫu MBA cĩ cuộn phân chia1 - MBA 2 cuộn dâyUCUHCấu tạoKý hiệuUCUHSCSHChiều truyền công suấtSC  SH Sđm của MBA là công suất của cuộn cao, công suất cuộn hạ và cũng là công suất của mạch từ.  Sơ đồ nối các cuộn dâyCuộn caoCuộn hạĐồ thịvectơKý hiệutổ nối dây Cuộn cao Cuộn hạY/Y- 0Y/-11Y/-11ABCABCABCabcabcabcOoBACbacBACBACbacbacBAbaBAbaBAba1 - MBA 2 cuộn dây2 - MBA 3 cuộn dâyUCUTUHCấu tạoKý hiệuUCUTUHSCSTSHChiều truyền công suấtSC  SH + STST  SH + SCSH  SC + ST Sđm của MBA là công suất của cuộn có công suất lớn nhất ( và cũng là công suất mạch từ ), các cuộn còn lại có thể bằng Sđm (100%) hoặc bằng 2/3 Sđm (66,7%) được ký hiệu qui ước theo thứ tự cao/trung/hạ, ví dụ 100/100/100 ; 100/100/66,7 ; 100/ 66,7/66,7  Sơ đồ nối các cuộn dâyCuộn caoCuộn hạĐồ thịvectơKý hiệutổ nối dây Cuộn cao Cuộn hạY/Y- 0Y/-11Y/-11ABCABCABCabcabcabcOoBACbacBACBACbacbacBAbaBAbaBAba2 - MBA 3 cuộn dây3 - MBA cĩ cuộn dây phân chiaMBA có cuộn phân chia giống MBA 3 cuộn dây ( có mạch từ, cuộn dây sơ cấp với điện áp U1 , công suất bằng công suất định mức (S1=Sđm), còn hai cuộn kia giống nhau đều có điện áp U2 , có công suất S2 bằng nhau và bằng một nửa công suất định mức của MBA ( S21 = S22 = Sđm/2 ). Khi một cuộn nghỉ MBA chỉ có thể làm việc với Sđm /2. Trong thực tế có thể chế tạo kết hợp vừa tự ngẫu vừa ba cuộn dây hoặc vừa ba cuộn dây vừa có cuộn phân chia .MBA có cuộn phân chia MBAtự ngẫu và có cuộn phân chia MBA3 cuộn dây và có cuộn phân chia 4 - MBA tự ngẫuUCUTMBA thông thường+UTUCZ1Z2Cầu phân ápMBA tự ngẫuUCUTSB = StừSB = Stừ + SđiệnS = SđiệnUTUCITICUchUntIchIntUch = UTIch = IT - ICUnt = UC - UTInt = IC Sơ đồ tương đương Công suất điện truyền trực tiếp từ cao sang trungCông suất từ truyền qua mạch từVới :Ta có :Xét: Hệ số có lợi, hệ số tính toán, hệ số mẫu của MBA tự ngẫu ( 0    1 )4 - MBA tự ngẫu* So sánh MBAT và MBAB MBAT và MBAB cĩ cùng SđmChi phí chế tạoTổn hao trong MBAPhạm vi sử dụngKhối lượng đồng GCu Khối lượng sắt GFeTổn hao đồng PCu Tổn hao sắt PFea) Chi phí chế tạo* Khối lượng sắt GFe : * Khối lượng đồng GCu : Vậy :(1),(2) MBA tự ngẫu nhỏ hơn, nhẹ hơn, rẻ hơn MBA thông thường có cùng Sđmb) Tổn thất* Tổn thất sắt PFe : * Tổn thất đồng PCu : Vậy :(3),(4) MBA tự ngẫu có tổn thất ít hơn MBA thông thường có cùng Sđmc) Phạm vi ứng dụng* MBA tự ngẫu chỉ sử dụng khi điện áp Cao và Trung có trung tính nối đất trực tiếp, nếu không khi có một pha phía Cao chạm đất, điện áp Trung của các pha không chạm đất tăng lên không phải lần mà lớn hơn nhiều lần. UACUBCUCCUCTUATUBTc) Phạm vi ứng dụng* Vì về cấu trúc giữa cuộn Cao và Trung có liên hệ về điện nên sóng sét có thể truyền từ Cao sang Trung và ngược lại, cho nên khi sử dụng cần đặt thêm chống sét ở 2 cực Cao và Trung của MBA tự ngẫu Cuộn Hạ ( nếu có ) thường được đấu  để loại bỏ thành phần sóng hài bậc 3c) Phạm vi ứng dụng*  càng bé càng có lợi, nghĩa là UT càng gần UC càng có lợi Ví dụ : * UC = 110 kV, UT = 22 kV   = 1 – 22 / 110 = 0,8 * UC = 22 kV, UT = 0,4 kV   = 1 – 0,4 / 22 = 0,98 Khi UC lớn hơn UT nhiều không sử dụng MBA tự ngẫu c) Phạm vi ứng dụng* Cuộn Hạ ( nếu có ) chỉ liên hệ với Cao và Trung qua mạch từ, mà mạch từ chỉ sản xuất theo .Sđm nên công suất truyền tối đa qua cuộn Hạ cũng chỉ là .Sđm . Khi truyền công suất từ Hạ lên Cao và Trung ( ở NMĐ ) phải chọn MBA theo Sđm / Ví dụ :220 kV110 kV100 MVA220 kV110 kV100 MVASB = 200 MVA(SH = 100 MVA)SB = 100 MVA(SH = 100 MVA)* Các chế độ vận hành của MBATChế độ 1 : Công suất truyền từ Cao sang Trung và Hạ SC = ST + SH ST - công suất từ Cao sang Trung theo chế độ tự ngẫu (a)SH - công suất từ Cao sang Hạ theo chế độ biến áp thông thường (b)Dòng điện chạy trong cuộn nối tiếp Vậy, công suất cuộn nối tiếp bằngICInt(a)Ich(a)Int(b)ITIH Dòng điện trong cuộn chung Công suất chạy trong cuộn chung sẽ làTừ đó thấy rằng công suất trong cuộn nối tiếp lớn nhất và sẽ là điều kiện giới hạn công suất truyền tải trong chế độ này, nghĩa là* Các chế độ vận hành của MBATChế độ 1 : Công suất truyền từ Cao sang Trung và Hạ SC = ST + SH ICInt(a)Ich(a)Int(b)ITIHICInt(a)Ich(a)Ich(b)ITIHChế độ 2 : Công suất truyền từ Cao và Hạ sang Trung ST = SC + SH Trong cuộn nối tiếp chỉ có truyền từ cao sang trung theo chế độ tự ngẫuVà công suất truyền trong cuộn nối tiếp bằng* Các chế độ vận hành của MBATDòng điện trong cuộn chung Do cộng công suất nên điều kiện giới hạn truyền tải này là do cuộn chung quyết định, mà cuộn chung chỉ tính toán với .SđmB và là chế độ làm việc xấu nhất của MBA tự ngẫu cần chú ý.* Các chế độ vận hành của MBATDo đó, công suất trong cuộn chung sẽ làChế độ 2 : Công suất truyền từ Cao và Hạ sang Trung ST = SC + SH ICInt(a)Ich(a)Ich(b)ITIHICInt(a)Ich(a)IC(a)IH* Các chế độ vận hành của MBATChế độ 3 : Công suất truyền từ Cao và Trung sang Hạ SH = SC + ST Trong chế độ này, công suất truyền từ Hạ lên Cao và Trung đều ở chế độ biến áp thông thường không có chế độ tự ngẫu. Cho nên điều kiện giới hạn sẽ do cuộn Hạ quyết định, trong khi cuộn Hạ chỉ tính toán theo công suất mẫu SH = .Sđm . Mặc dù trong cuộn chung dòng điện có lớn nhưng không thể vượt .Sđm nên không thể gây quá tải cuộn này đựơc. Đây là chế độ làm việc của MBA tự ngẫu không có lợi dụng ưu thế của mình.Công suất MBA tự ngẫu phải chọn theo điều kiện4 - MBA tự ngẫu MBA tự ngẫu 750 MVA4 - MBA tự ngẫu MBA tự ngẫu 220 MVA4 - MBA tự ngẫu MBA tự ngẫu 500/220 kV ở trạm Phú LâmIV. CHỌN CƠNG SUẤT MBA	Trước khi tiến hành chọn công suất MBA cần có các thông số:- Điện áp các cấp UC , UT , UH- Phụ tải và đồ thị phụ tải công suất qua các cuộn dây của MBA ( đối với MBA 2 cuộn dây chỉ cần đồ thị phụ tải chung qua MBA )- Khả năng ứng dụng loại MBA ( 1 pha, 3 pha, tự ngẫu, 3 cuộn dây, tăng, hạ )- Thông số giới hạn của các loại MBA do các hãng sản xuất 	Khi không có MBA có công suất thích hợp có thể dùng 2 MBA song song thành 1 và được xem như là một MBA, không giả thiết vận hành 1 máy khi máy kia nghỉ, khi cần sửa chữa... nghỉ cả 2 máy.IV. CHỌN CƠNG SUẤT MBA1 - Chọn MBA ghép bộ với máy phát điện SB ≥ SFSB ≥ nSFSB ≥ SFSB ≥ SF / α- Không xét đến công suất tự dùng được lấy rẽ nhánh từ đầu máy phát điện. Trường hợp phụ tải không lớn lắm ( < 15% Sđm ) và bằng UđmF thường được rẽ nhánh từ đầu máy phát qua kháng điện có thể chọn công suất MBA tương ứng với công suất máy phát nghĩa là MBA có khả năng tải hết công suất của máy phát điện khi phụ tải ở đây nghỉ.SBSFSBSFSBSFSBSFSFIV. CHỌN CƠNG SUẤT MBA2 - Chọn MBA trong NMĐ có thanh góp ở điện áp máy phát điện - Theo điều kiện bình thường cả hai MBA có khả năng tải toàn bộ công suất thừa : 	SB  ½ (m.SF –  Smin)- Kiểm tra theo điều kiện khi một MBA nghỉ : Với MBA còn lại với khả năng quá tải sự cố tải toàn bộ công suất thừa của các máy phát điện thì tốt, nhưng không phải là điều kiện bắt buộc:	Kqtsc.SB  m.SF -  Smin Nếu MBA khi quá tải sự cố không thỏa mãn điều kiện trên có thể giảm bớt công suất phát, MBA sẽ tải theo khả năng quá tải, phần công suất giảm này hệ thống sẽ sử dụng công suất dự phòng bù vào. Do đó chỉ cần phần công suất giảm này không được vượt quá công suất dự phòng của hệ thống :	(m.SF –  Smin) – Kqtsc.SB  Sdự phòng = SHT . Kdự trữHTSBSBSFSFSmin/maxSmin/maxSHTKdự trữIV. CHỌN CƠNG SUẤT MBA3 - Chọn MBA trong TBASmaxSBSmaxSBSBSmaxSBSBSBSB  SmaxSB  Smax / kqtscT2 ≤ 6hk1 ≤ 0,93SB  Smax / 2kqtscT2 ≤ 6hk1 ≤ 0,93Trường hợp theo điều kiện trên đưa đến công suất MBA quá lớn, do thang chế tạo MBA nhảy vọt mới xét đến khả năng quá tải bình thườngIV. CHỌN CƠNG SUẤT MBASB  SmaxT + SmaxHSB  (SmaxT + SmaxH) / kqtscT2 ≤ 6hk1 ≤ 0,93SmaxHSmaxTSBSmaxHSmaxTSBSB3 - Chọn MBA trong TBAIV. CHỌN CƠNG SUẤT MBASB  SmaxT + SmaxHα.SB  SmaxHSmaxHSmaxTSBSmaxHSmaxTSBSBSB  (SmaxT + SmaxH) / kqtscα.SB  SmaxH / kqtscT2 ≤ 6hk1 ≤ 0,933 - Chọn MBA trong TBABài tậpHT90 MVA115 MVA20/30 MVASHT=2000 MVAKdự trữ = 4%115 MVA20/30 MVA90 MVABT1 : MBA đã chọn có phù hợp hay không? Giải thích rõ vì sao?