Bạn có biết những điều kiện nào cần thiết cho việc vận hành song song các máy biến áp không?

Ngoài ra, do tính chất mùa vụ mạnh mẽ của phụ tải điện, một số máy biến áp có thể được rút khỏi hoạt động trong mùa tải thấp, điều này không chỉ giúp giảm tổn thất không tải của máy biến áp, nâng cao hiệu suất mà còn giảm dòng kích thích phản kháng, cải thiện hệ số công suất của lưới điện và nâng cao hiệu quả kinh tế của hệ thống lưới điện.

Vậy những yêu cầu để các máy biến áp hoạt động song song là gì? Đây là một câu hỏi rất phổ biến. Trước tiên, chúng ta hãy xem xét các yêu cầu để đặt các máy biến áp cạnh nhau, và sau đó thảo luận về các điều kiện để đặt cạnh nhau.

(1) Nói chung, xem hình dưới đây:

Trong hình này, chúng ta thấy hai máy biến áp, được đánh dấu là T1 và T2.

Phương pháp khôi phục hệ thống:

Trên thực tế vận hành, hai thanh dẫn điện được cấp nguồn bởi các máy biến áp riêng.

Do đó, cả hai cầu dao mạch vào QF1 và QF2 đều đóng, trong khi cầu dao nối thanh cái QF3 của một đoạn thanh cái đơn lẻ mở; nếu có sự cố với máy biến áp hoặc phía điện áp trung bình của một đường dây vào nhất định, chẳng hạn như sụt áp nghiêm trọng (điện áp thấp hơn hoặc mất điện áp) hoặc sự cố, thì cầu dao đường dây vào của đoạn này sẽ được mở, và sau đó cầu dao nối thanh cái QF3 được đóng; khi hệ thống được khôi phục, có hai phương pháp khôi phục:

Phương pháp khôi phục 1: Mở cầu dao nối bus QF3, sau đó đóng cầu dao mạch vào tương ứng. Phương pháp này đơn giản, nhưng sau khi mất điện, cần phải khởi động lại tải trên bus, ví dụ như động cơ.

Phương pháp khôi phục 2: trước tiên đóng cầu dao mạch điện đầu vào tương ứng, sau đó cho các máy biến áp chạy song song, rồi mở cầu dao nối thanh cái. Phương pháp này phức tạp hơn một chút, nhưng tải không cần phải trải qua sự cố mất điện lần thứ hai để khởi động lại.

Hãy cùng xem xét các điều kiện để các máy biến áp được đặt cạnh nhau:

Thứ nhất: các điều kiện của chính máy biến áp.

Bao gồm: phương pháp đấu dây của máy biến áp giống với tỷ số biến đổi, điện áp trở kháng của máy biến áp giống nhau và điện áp thứ cấp của máy biến áp giống nhau.

Thứ hai: điều kiện đường dây

Bao gồm: phía điện áp trung bình phải thuộc cùng một mạng lưới phân phối, pha, góc pha ban đầu và tần số phải giống nhau, biên độ điện áp cũng phải giống nhau. Đồng thời, phía điện áp trung bình phải chịu được xung điện khởi động của phía điện áp thấp.

(2) Khi hệ thống được trang bị máy phát điện, hãy xem hình sau:

Hình này phức tạp hơn một chút so với Hình 1. Trong hình có một máy phát điện độc lập, và cầu dao của máy phát điện và cầu dao đầu vào của lưới điện có mối quan hệ liên kết và đầu tư lẫn nhau.

Do tính phức tạp của mối quan hệ loại bỏ, tại ABB, PLC thường được sử dụng để xây dựng logic loại bỏ. Chúng ta hãy mô tả ngắn gọn như sau:

1) Trong quá trình vận hành bình thường, đường dây nối giữa các tuyến xe buýt được mở và các tuyến xe buýt đến từ mỗi đoạn được đóng lại.

2) Nếu nguồn điện lưới của một phân đoạn nhất định bị sự cố, hãy mở đường dây vào của phân đoạn đó, sau đó đóng cầu dao nối.

3) Khi sự cố được khắc phục và hệ thống được khôi phục, hệ thống sẽ được khôi phục theo hai cách: máy biến áp mắc song song và không song song. Điều kiện mắc song song của máy biến áp tương tự như trên.

4) Nếu sự cố xảy ra ở một phần nhất định của nguồn điện lưới không khắc phục được, và phần khác của nguồn điện lưới lại xảy ra sự cố, hoặc hai phần của nguồn điện lưới xảy ra sự cố cùng lúc, hệ thống sẽ khởi động máy phát điện. Tùy thuộc vào hoạt động khởi động của máy phát điện mà hệ thống sẽ quyết định xem việc kết nối thanh cái có được đưa vào hoạt động hay không.

5) Khi nguồn điện lưới được khôi phục, có hai cách xử lý: cách thứ nhất như thể hiện trong Hình 2, đường dây điện lưới và đường dây máy phát điện được khóa liên động, và chỉ được phép đóng một phía. Lúc này, mở đường dây máy phát điện, sau đó đóng đường dây điện lưới; cách thứ hai không có mối quan hệ khóa liên động giữa đường dây điện lưới và đường dây máy phát điện. Sau khi nguồn điện lưới được khôi phục, dưới sự hướng dẫn của hệ thống, máy phát điện được đồng bộ hóa gần như hoàn toàn với nguồn điện lưới, sau đó đóng đường dây điện lưới, và sau đó máy phát điện được di tản.

Phương pháp thứ hai có thể ngăn tải khởi động lại sau lần mất điện thứ hai. Ta có thể thấy rằng tình trạng của các máy biến áp mắc song song cũng tương tự như tình huống chung.

(3) Vận hành song song các máy biến áp khi công suất tải của một máy biến áp không đủ

Điều kiện mắc song song máy biến áp vẫn như trước. Trong điều kiện này, khi xảy ra ngắn mạch ở phía tải, giá trị dòng ngắn mạch phải được nhân với số lượng máy biến áp mắc song song. Hãy xem hình dưới đây:

Trong hình vẽ, hai đường dây vào và đường dây nối thanh cái được đóng lại, và các máy biến áp T1 và T2 đang hoạt động song song.

Khi tải của một đoạn thanh cái bị ngắn mạch, cả hai máy biến áp đều cung cấp dòng ngắn mạch đến điểm ngắn mạch, do đó dòng ngắn mạch tại tải bằng hai lần dòng ngắn mạch của một máy biến áp đơn lẻ.

Do đó, điều kiện để các máy biến áp hoạt động song song là: khả năng đóng cắt của máy cắt mạch cấp nguồn trên mỗi đoạn của thanh cái phải gấp đôi khả năng đóng cắt của máy cắt mạch đầu vào. Nếu không đáp ứng được điều kiện này, các máy biến áp không được phép hoạt động song song.

Theo quy định trong bản đặc tả, đối với hoạt động song song của các máy biến áp trong khoảng thời gian ngắn của quá trình chuyển mạch, khả năng đóng cắt của máy cắt mạch phía tải có thể được lựa chọn trong điều kiện bình thường mà không cần tăng gấp đôi.

(4) Ưu điểm và mục đích của việc vận hành song song các máy biến áp

Cải thiện hiệu quả kinh tế vận hành máy biến áp. Khi tải tăng đến mức công suất của một máy biến áp không đủ, có thể mắc song song máy biến áp thứ hai, và khi tải giảm đến mức không cần cả hai máy biến áp cùng cung cấp điện, có thể cho một máy biến áp ngừng hoạt động.

Đặc biệt ở vùng nông thôn, đặc điểm tiêu thụ điện theo mùa rất rõ rệt, và việc vận hành song song các máy biến áp có thể được chuyển đổi tùy theo quy mô tải điện. Bằng cách này, tổn thất của chính máy biến áp có thể được giảm thiểu và mục đích vận hành kinh tế có thể đạt được.

Nâng cao độ tin cậy của nguồn cung cấp điện. Khi một trong các máy biến áp chạy song song bị hỏng, chỉ cần nhanh chóng ngắt kết nối khỏi lưới điện, một hoặc hai máy biến áp còn lại vẫn có thể cung cấp điện bình thường; khi một máy biến áp được sửa chữa, nó sẽ không ảnh hưởng đến hoạt động bình thường của các máy biến áp khác, do đó giảm thiểu sự cố và hư hỏng. Phạm vi và tần suất mất điện trong quá trình bảo trì có thể nâng cao độ tin cậy của nguồn cung cấp điện.

Tiết kiệm điện năng, hiện thực hóa việc tiết kiệm điện và tăng hiệu quả. Ví dụ, một trạm biến áp được trang bị hai máy biến áp có công suất 4000kVA và 3150kVA. Sau khi tính toán điều kiện vận hành của hai máy biến áp, sau một năm vận hành song song, lượng điện tiết kiệm được là 102.000 kWh, hiệu quả tiết kiệm điện rất rõ rệt và chi phí đầu tư ban đầu được giảm thiểu.