A. Trạm Biến ÁpGiới thiệu: 
  – Ta có thể thấy Máy biến áp được dùng ở mọi nơi, từ máy biến áp dân dụng dùng trong quạt điện đến máy biến áp dùng để ổn áp hoặc dùng trong các main board điện tử.v.v. Một trong những ứng dụng phổ biến  là dùng trong điện lực: Trạm biến áp điện lực tăng hạ áp trong truyền tải điện.
  –  Từ các loại máy biến áp nhỏ (máy biến áp khô giải nhiệt bằng gió, hiện tại đã chế tạo được công suất trên 2000 KVA), đến các máy biến áp lớn hơn có cuộn dây đặt ngập trong dầu (dầu để cách điện và tản nhiệt ra lá thép xung quanh máy).

I. Thuyết Minh Trạm biến áp:   – Để truyền tải công suất điện lớn từ nơi sản xuất đến nơi tiêu thụ, thì giải pháp tăng điện áp để hạn chế tổn thất công suất và giảm giá thành đầu tư đường dây là một lựa chọn tối ưu.   – Lượng công suất tải truyền đi càng lớn thì điện áp càng cao.
1. Điện áp: Người ta phân ra làm 4 cấp điện áp:

   2. Phân loại Trạm Biến áp theo điện lực: Theo cách phân loại trên, ta lại có 2 tên trạm biến áp:

   3. Công Suất Máy Biến áp

   4. Các đơn vị cần quan tâm trên trạm:

II. Tính Toán Và Lựa Chọn Trạm Biến Áp Hạ Áp :
   1. Xác định trung tâm phụ tải và vị trí đặt trạm:

   2. Xác định số lượng biến áp (hộ loại 1, 2 và 3):

   3. Xác định công suất trạm biến áp (là S hoặc P nếu cho biết nhu cầu sử dụng trạm):

   4. Xác định chế độ vận hành kinh tế Trạm Biến áp: Đối với trạm từ 2 Máy Biến Áp Trở lên. 

   5. Lựa Chọn Đầu Phân Áp:

   6. Tiêu Chuẩn Áp Dụng và bản vẽ:

III. Các loại trạm biến áp như:
1. Trạm Biến Áp ngoài trời:   – Trạm ngoài trời thích hợp cho các trạm trung gian công suất lớn. Vì máy biến áp, thiết bị phân phối có kích thước lớn nên có đủ diện tích để lắp đặt các thiết bị này, tiết kiệm được chi phí xây dựng khá lớn.
  –  Bao gồm các trạm: Trạm hợp bộ, trạm nền (đặt lên nền bê tông), trạm giàn(< 3×100 KVA), trạm treo (< 3×75 KVA), trạm kín (lắp đặt trong nhà), trạm trọn bộ(nhà lắp ghép). Tùy theo giá thành và nhu cầu mà ta lựa chọn các loại biến áp khác nhau.

   a.Trạm Treo:

   b. Trạm Giàn:

   c. Trạm nền:

d. Trạm Hợp Bộ (integrated distribution substation – IDS): công suất từ 250 đến 2000 KVA 

  Download tại: http://www.thibidi.com/vn/4/50.html2. Trạm Biến Áp trong nhà:

a. Trạm Kín:

   b. Trạm Trọn Bộ:

 – Các ưu điểm của trạm kiểu này là :
   + Tối ưu hóa về vật liệu và sự an toàn do :

   + Giảm thời gian nghiên cứu và thiết kế, giảm chi phí lắp đặt do:

   + Vô cùng đơn giản trong lắp đặt thiết bị và kết nối.    + Các trạm kiểu này chắc chắn, gọn đẹp thường được dùng ở các nơi quan trọng như cơ quan ngoại giao,văn phòng, khách sạn….
    C. Trạm Gis: là trạm dùng thiết bị phân phối kín cách điện bằng khí SF6, Đặc điểm của trạm loại này là diện tích xây dựng trạm nhỏ hơn khoảng vài chục lần so với trạm ngoài trời.
3. Các Sơ Đồ Đấu Dây Trạm Biến Áp:

B. Tủ Bù Điện :

I. Thuyết Minh: 

  Trong lưới điện tồn tại 2 loại công suất :

   – Công suất hữu dụng P (kW) là công suất sinh ra công có ích trong các phụ tải.- Công suất phản kháng Q (kVAr) là công suất vô ích, gây ra do tính cảm ứng của các loại phụ tải như : động cơ điện, máy biến áp, các bộ biến đổi điện áp…

 Để đánh giá ảnh hưởng của CSPK đối với hệ thống người ta sử dụng hệ số công suất  cosj, trong đó : j=arctg P/Q.

   a. CSPK Q không sinh công nhưng lại gây ra những ảnh hưởng xấu về kinh tế và kỹ thuật:

  – Về kinh tế : chúng ta phải trả tiền cho lượng CSPK tiêu thụ.

  – Về kỹ thuật CSPK gây ra sụt áp trên đường dây và tổn thất công suất trên đường truyền.

Vì vậy, ta cần có biện pháp bù CSPK Q để hạn chế ảnh hưởng của nó. Cũng tức là ta nâng cao hệ số cosj.

   b. Lợi Ích Khi nâng cao hệ số công suất cosφ:

II. Các biện pháp nâng cao hệ số công suất cosj :

   1. Phương pháp nâng cao hệ số cosj tự nhiên: Nâng cao cosφ tự nhiên có nghĩa là tìm các biện pháp để hộ tiêu thụ điện giảm bớt được lượng CSPK mà chúng cần có ở nguồn cung cấp.

    2. Phương pháp nâng cao hệ số  cosj nhân tạo: Phương pháp này được thực hiện bằng cách đặt các thiết bị bù CSPK ở các hộ tiêu thụ điện. Các thiết bị bù CSPK bao gồm :

      a. Máy bù đồng bộ : chính là động cơ đồng bộ làm việc trong chế độ không tải.

        * Ưu điểm : máy bù đồng bộ vừa có khả năng sản xuất ra CSPK, đồng thời cũng có khả năng tiêu thụ CSPK của mạng điện.

       * Nhược điểm : máy bù đồng bộ có phần quay nên lắp ráp, bảo dưỡng và vận hành phức tạp. máy bù đồng bộ thường để bù tập trung với dung lượng lớn.

      bTụ bù điện : làm cho dòng điện sớm pha hơn so với điện áp do đó, có thể sinh ra CSPK cung cấp cho mạng điện.

        * Ưu điểm : 

       * Nhược điểm :

III. Tụ bù trong hệ thống cung cấp điện: Bản Vẽ mạch điều khiển Tụ Bù: link Download

   1. Cấu tạo và cách thức lắp đặt của bộ tụ bù :
      a. Điện trở phóng điện :

      b. Cách đấu nối tụ bù 

   2. Vị trí đặt tụ bù trong mạng điện phân phối:

   3. Các phương thức bù CSPK bằng tụ bù :
Có hai phương thức bù tụ chính là :
   a. Bù tĩnh ( bù nền) : bố trí bù gồm một hoặc nhiều tụ tạo nên lượng bù không đổi. việc điều khiển có thể thực hiện bằng:

     + Ưu điểm : đơn giản và giá thành không cao.
     +  Nhược điểm : khi tải dao động có khả năng dẫn đến việc bù thừa.Việc này khá nguy hiểm đối với hệ thống sử dụng máy phát.
 –> Vì vậy, phương pháp này áp dụng đối với những tải ít thay đổi.

     b. Bù động ( sử dụng bộ tụ bù tự động) : sử dụng các bộ tụ bù tự động, có khả năng thay đổi dung lượng tụ bù để đảm bảo hệ số công suất đạt được giá trị mong muốn.      + Ưu điểm : không gây ra hiện tượng bù thừa và đảm bảo được hệ số công suất mông muốn.
     + Nhược điểm : chi phí lớn hơn so với bù tĩnh.
 –>  Vì vậy, phương pháp này áp dụng tại các vị trí mà công suất tác dụng và công suất phản kháng thay đổi trong phạm vi rất rộng. 
   4. Tính toán Công Suất Phản Kháng và chọn Tủ Tụ Bù:a. Phương Pháp Tính Đơn Giản: (để chọn tụ bù cho một tải nào đó thì ta cần biết công suất(P) và hệ số công suất (Cos φ) của tải đó):
Giả sử ta có công suất của tải là P
Hệ số công suất của tải là Cos φ1 → tg φ1 ( trước khi bù )
Hệ số công suất sau khi bù là Cos φ2 → tg φ2.
Công suất phản kháng cần bù là Qb = P (tgφ1 – tgφ2 ).
Từ công suất cần bù ta chọn tụ bù cho phù hợp trong bảng catalog của nhà cung cấp tụ bù. 
b. Phương Pháp Bù Tối Ưu Dựa Vào Điều Kiện Không Đóng Tiền Phạt: – Xét hoá đơn tiền điện liên quan đến dung lượng kVArh đã tiêu thụ và ghi nhận số kVArh phải trả tiền sau đó, chọn hoá đơn tiền giá kVArh cao nhất phải trả (không xét đến trường hợp ngoại lệ).
Ví dụ: 15965 kVArh trong tháng giêng
Tính tổng thời gian hoạt động trong tháng đó, ví dụ : 220h số giờ xét để tính là những giờ mà hệ thống điện chịu tải lớn nhất và tải đạt giá trị đỉnh cao nhất. ngoài thời gian kể trên việc tiêu thụ công suất phản kháng là miễn phí.
– Giá trị công suất cần bù:
[kVAr] = = Qbù . kVAr : số kVAr phải trả tiền.
T : số giờ hoạt động
– Dung lượng bù thường được chọn cao hơn giá trị tính toán một chút.
– Một số hãng cung cấp qui tắc thước loga thiết kế đặt biệt cho việc tính toán này theo các khung giá riêng. Công cụ trên và các dữ liệu kèm theo giúp ta chọn lựa thiết bị bù và sơ đồ điều khiển thích hợp, đồng thời ràng buộc của các sóng hài điện áp trong hệ thống điện. các sóng hài này đòi hỏi sử dụng định mức tụ dư ( liên quan đến giải nhiệt, định mức áp và dòng điện ) và các cuộn kháng hoặc mạch để lọc sóng hài. 
IV. Tủ tụ bù tự động (PFR) :
   1. Nguyên lý làm việc của bộ tụ bù tự động

 – Tủ tụ bù tự động gồm các thành phần cơ bản sau :

 –  Nguyên lý hoạt động của PFR dựa theo sơ đồ trên :

       –> tính ra được hệ số công suất. Do sử dụng phương pháp số nên sẽ đo được chính xác hệ số công suất ngay cả khi có sóng hài.

   2. Giới thiệu bộ tụ bù tự động Mikro :

Trên thị trường hiện nay có nhiều loại tụ bù tự động như Shizuki, Epcos, Toyo, Mikro … Nhưng được sử dụng nhiều ở các tổng trạm là Mikro. 
     a. Mikro có 4 chương trình hoạt động như sau :

    + Chế độ manual (n-A) : Khi chương trình này được chọn, các cấp của tụ sẽ được điều khiển bằng tay bằng cách nhấn phím “UP” hay “DOWN”. Các bước tụ được đóng luân chuyển dựa trên nguyên tắc đóng trước – ngắt trước (first in – first out).
    + Chế độ rotational (rot) : chế độ này sẽ tự động đóng ngắt các cấp tụ theo hệ số công suất đặt,
cài đặt độ nhạy và thời gian đóng lặp lại đã đặt trước. Các bước tụ được đóng luân chuyển dựa
trên nguyên tắc đóng trước – ngắt trước (first in – first out).
    + Chế độ automatic (aut) : chế độ này nhằm tối ưu hóa trình tự đóng cắt các cấp tụ điện. 

    + Chế độ four – quarant (Fqr) : như chế độ aut nhưng cho phép hoạt động ở cả chế độ thu và phát CSPK.

     b. Các tham số quan trọng của PFR :
        + Hệ số công suất đặt (Set cosφ) : thường nằm trong khoảng 0,92 – 0,95
        + Hệ số C/K : Hệ số này được tính theo công thức sau : 

Hoặc được xác định theo bảng sau : 

        + Độ nhạy : Thông số này thiết lập tốc độ đóng cắt. Độ nhạy lớn tốc độ đóng sẽ chậm và ngược lại độ nhạy nhỏ tốc độ cắt sẽ nhanh. Độ nhạy này hiệu ứng cho cả thời gian đóng và cắt tụ.                                             Độ nhạy = 60s/ bước
        + Thời gian đóng lặp lại : Đây là khoảng thời gian an toàn để ngăn chặn việc đóng lại tụ của cùng một cấp khi tụ này chưa xả điện hoàn toàn. Thông số này thường đặt lớn hơn thời gian xả của tụ lớn nhất đang sử dụng.
        + Cấp định mức : là bước tụ nhỏ nhất sử dụng.
        + Độ méo dạng tổng do sóng hài :
Bộ PFR chỉ có thể đo được TDH khi tổng tải phải lớn hơn 10% tổng tải định mức.
Giá trị các tham số quan trọng của bộ tụ bù PFR được thống kê trong bảng sau :

   c. Thủ tục cài đặt các thông số điều khiển :

  d. Các cảnh báo thường gặp :
Dưới đây là bảng giải thích các cảnh báo xảy ra trên bộ điều khiển tụ bù MIKRO.

V. Những ảnh hưởng không tốt của tụ bù tới hệ thống điện
   1. Hiện tượng bù thừa CSPK :
   + Bù thừa CSPK Q –> dòng điện sẽ nhanh pha hơn so với điện áp.

   ==> Hệ thống tải sẽ mang tính dung .

   ==> Tổng trở đối với thành phần dòng điện có tần số cao sẽ giảm. Do đó, làm tăng ảnh hưởng của các thành phần sóng hài bậc cao.

   2. Ảnh hưởng của tụ bù tới máy phát điện :
  – Trong trường hợp bù chung và tụ bù nằm trên đường cung cấp ra tải của MPĐ. Khi mất điện lưới, máy phát sẽ hoạt động và cấp điện cho tải. Tuy nhiên ban đầu các phụ tải mô tơ được đóng điện nên phụ tải chính chỉ là bộ tụ điện và một vài phụ tải nhỏ khác
  -> Phụ tải MPĐ lúc này mang tính điện dung (tương tự như trường hợp bù quá mức nói trên).
  -> Điện dung này kết hợp với điện cảm của stator MPĐ tạo nên một mạch dao động LC.
  -> Sinh ra các dao động điện áp với tần số cộng hưởng nào đó. Điều này sẽ gây ra một số ảnh hưởng nguy hiểm như sau :
     + Điện áp ra của stator bị dao dộng hoặc bị méo sóng. Nên AVR không thể khắc phục hoàn toàn sự dao động này do nguồn nuôi AVR cũng chính là nguồn bị dao động. Vì vậy, đôi khi dẫn đến hiện tượng máy phát khó khởi động.
      + Có thể gây ra hiện tượng quá áp trên tụ bù. Điều này có thể gây nổ các bộ tụ bù do tụ là phần tử rất nhạy cảm với điện áp.
  –  Với máy biến áp thì điện cảm của phần lưới vô cùng nhỏ (trừ trường hợp lưới điện vùng xa…) và công suất nguồn gần như vô hạn nên các dao động này không phát sinh và không tự khuyếch đại lên được.

VI. Quản lý và vận hành hệ thống tụ bù
   1. An toàn khi lắp đặt, vận hành và sửa chữa tụ điện :

   2. Các bước chuẩn bị trước khi đóng điện vào tụ điện :
Trước khi đóng điện vào tụ điện phải kiểm tra các hạng mục sau:

   3. Điều kiện chọn các thiết bị đóng cắt cho giàn tụ:

   4. Vận hành hệ thống tụ bù :
  – Trong vận hành tụ bù hạ áp cần 1 số chú ý:

  – Khi vận hành tụ điện cần đảm bảo 2 điều kiện sau:

   + Trong vận hành nếu thấy tụ điện bị phình ra phải cắt tụ ngay ra khỏi mạng vì đó là hiện tượng của sự cố nguy hiểm, có thể nổ tụ.
   +  Nếu đặt tụ bù tại tủ phân phối chính EMDB của Tổng trạm thì khi chạy máy phát điện dự phòng cần cắt bộ tụ ra khỏi lưới để tránh sự giao động điện áp mà bộ AVR không đáp ứng được dẫn đến máy phát không hoạt động được.

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *