Khi số mạch nối với cấp điện áp U = (35 ÷ 220) KV ít thì người ta thường sử dụng sơ đồ đơn giản. Đặc điểm của các dạng sơ đồ này là không xây dựng hệ thống thanh góp cấp điện áp cao, số lượng máy cắt ít thậm chí có khi không cần đặt máy cắt ở cấp điện áp cao cho nên giảm nhiều chi phí về thiết bị điện, vật liệu xây dựng và giá thành thiết bị phân phối, đồng thời thời gian thi công cũng nhanh chóng.

Dạng sơ đồ bộ máy biến áp – đường dây:

Sơ đồ bộ máy biến áp – đường dây là một trong những dạng sơ đồ đơn giản hoá được sử dụng phổ biến ở các trạm biến áp. Trong sơ đồ này các phần tử của bộ được mắc nối tiếp với nhau, không có liên hệ ngang với các bộ khác. Khi có hư hỏng ở một phần tử bất kỳ của bộ thì cả bộ đó ngừng cung cấp điện.

Xét sơ đồ bộ MBA-ĐD của các trạm biến áp nối vào đường dây chính như hình dưới.

Dạng sơ đồ bộ máy biến áp - đường dây

Đường dây D1 và máy biến áp B1 tạo thành một bộ (có đặt máy cắt MC2): Khi ngắn mạch trên đường dây tại điểm N1 thì các máy cắt MC1 và MC2 sẽ cắt dẫn đến mất điện toàn bộ sơ đồ. Khi sự cố máy biến áp thì MC2 , MC3 sẽ cắt.

Để giảm giá thành chi phí của trạm có thể thay thế máy cắt MC2 phía cao áp của máy biến áp bằng dao cách ly tự động CL . Trong trường hợp này muốn sửa chữa máy biến áp thì cắt máy cắt MC3 sau đó cắt dao cách ly tự động Cl lúc này CL chỉ cắt dòng điện không tải của máy biến áp, thao tác này cho phép tùy thuộc vào công suất máy biến áp và cấp điện áp.

Hiện nay với máy biến áp dùng thép cán nguội, ở cấp điện áp 35KV thì dòng không tải Ikt ≤ 1% Iđm , còn ở cấp điện áp 110KV thì Ikt ≤ 2,5% Iđm . Do đó dao cách ly tự động có thể cho phép cắt dòng không tải của các máy biến áp công suất lớn.

Ví dụ với cấp điện áp (20 ÷ 35)KV khi khoảng cách hai cực của dao cách ly tự động Cl d=(1,3÷1,5)m thì cho phép cắt dòng từ hoá của máy biến áp có công suất nhỏ hơn 40MVA ( máy biến áp TD-40.000/35 có Io =0.65% Iđm =4.3A). Ở cấp điện áp 110KV khi d=2,5 m , quy trình cho phép cắt dòng không tải của MBA đến 80MVA ( TDH-80.000/110 có Ikt =1,5% Iđm =6.3A) .

Khi ngắn mạch trong máy biến áp thì bảo vệ rơ le sẽ tác động cắt MC3 sau đó đưa tín hiệu đến cắt MC1 ( Tín hiệu này có thể truyền bằng cáp riêng theo đường dây thông tin hay đường kênh cao tần của cáp cao áp) . Sau khi MC1 cắt ra thì dao cách ly tự động CL tự động mở ra. Dưới tác dụng của thiết bị tự động đóng lặp lại đường dây (TĐL) máy cắt MC1 đầu đường dây chính sẽ được tự động đóng lại để cung cấp cho các trạm biến áp khác.

Việc cắt máy cắt MC1 có thể thực hiện bằng cách khác mà không cần phải có xung đi cắt MC1 như ở trên. Khi này phải dùng dao ngắn mạch NM đặt ở đầu cực của máy biến áp. Khi ngắn mạch trong máy biến áp thì bảo vệ rơ le tác động cắt MC3 và đưa tín hiệu đóng dao ngắn mạch NM tạo ngắn mạch nhân tạo giữa đường dây với đất, lúc này dòng ngắn mạch lớn làm cho MC1 sẽ cắt tin cậy. Sau đó dao cách ly tự động CL mở ra và thiết bị TĐL tự động đóng trở lại MC1 để cung cấp cho các bộ khác.

Việc bố trí dao ngắn mạch tùy theo mạng điện: Trong mạng trung tính cách điện thì phải đặt dao ngắn mạch trên cả hai pha để tạo ngắn mạch hai pha chạm đất, còn trong mạng trung tính trực tiếp nối đất thì chỉ cần đặt ở một pha để tạo ra dạng ngắn mạch một pha.

Muốn đóng máy biến áp trở lại ta thao tác như sau:

  • Đóng dao CL1 ở phía cao áp và đóng dao cách ly CL2 phía hạ áp.
  • Đóng dao cách ly tự động CL
  • Đóng máy cắt MC3 

Dao cách ly CL1 dùng để sửa chữa dao cách ly tự động Cltđ 

Cần lưu ý là dao cách ly tự động không cần đặt nếu trạm biến áp là trạm cụt.

Sơ đồ cầu

Sơ đồ này có số máy cắt ít hơn số mạch nhưng độ tin cậy cung cấp điện vẫn cao, được sử dụng tại các trạm có hai đường dây và hai máy biến áp, thực chất là hai bộ đường dây – máy biến áp có liên hệ ngang bằng cầu nối dùng máy cắt điện.

Trong sơ đồ cầu máy cắt có thể đặt về phía đường dây hoặc về phía máy biến áp, tuỳ thuộc vào vị trí máy cắt mà ta có hai loại sơ đồ cầu: Sơ đồ cầu trong và sơ đồ cầu ngoài.

Sơ đồ cầu ngoài:

Là sơ đồ cầu có đặt máy cắt về phía máy biến áp. Trong sơ đồ này ở phía máy biến áp B1, B2 được bố trí hai máy cắt MC3 và MC4, còn ở các mạch đường dây chỉ bố trí dao cách ly Cl7, CL8. Ở mạch cầu nối ta đặt máy cắt MC5 ngoài ra còn có cầu dao cách ly CL5 và CL6 được sử dụng khi sửa chữa MC5.

sơ đồ cầu ngoài

Chế độ làm việc bình thường thì máy cắt MC5 thường đóng, Cl5 và CL6 mở (hoặc 1 đóng, một mở). Để sửa chữa MC5 trước tiên ta phải đóng CL5 và CL6 rồi mới cắt máy cắt MC5 và hai dao  cách ly hai đầu máy cắt rồi thực hiện các biện pháp an toàn để đưa MC5 ra sửa chữa.

Khi sự cố hay sửa chữa một máy biến áp hoặc máy cắt mạch máy biến áp thì hai đường dây vẫn làm việc song song.

Ví dụ: Khi muốn sửa chữa máy biến áp B1

  • Cắt máy cắt MC1 và MC3
  • Mở hai dao cách ly hai đầu MC1 và MC3.
  • Thực hiện các biện pháp an toàn để sửa chữa máy biến áp B1

Lúc này nguồn N2 sẽ cung cấp cho cả hai đường dây qua máy biến áp B2.

Khi xảy sự cố hoặc cần sửa chữa đường dây: Giả sử sửa chữa đường dây D1

  • Cắt các máy cắt MC3 và MC5 => máy biến áp B1 tạm thời ngừng cung cấp điện
  • Mở dao cách ly CL7 => Đường dây D1 hoàn toàn bị cách ly
  • Đóng hai máy cắt MC3 và MC5 trở lại để 2 máy biến áp B1, B2 cung cấp điện cho đường dây D2.
  • Thực hiện các biện pháp an toàn để sửa chữa đường dây D1.

Sau khi sửa chữa xong muốn đóng lại đường dây D1 thì phải thao tác như sau:

  • Tháo nối đất an toàn
  • Cắt máy cắt MC3 và MC5
  • Đóng lại dao cách ly CL7
  • Đóng lại các máy cắt MC3 và MC5.

=> Phạm vi sử dụng: Trong sơ đồ cầu ngoài để thao tác đóng cắt một máy biến áp đơn giản hơn nhiều so với đóng cắt một đường dây. Vì vậy sơ đồ này được sử dụng ở những trạm biến áp có đồ thị phụ tải thay đổi nhiều, tại những giờ phụ tải cực tiểu sẽ cắt bớt một máy biến áp nhằm giảm tổn thất điện năng và các đường dây nối vào trạm có chiều dài bé xác suất sự cố nhỏ.

Sơ đồ cầu trong:

Là sơ đồ cầu có đặt máy cắt về phía đường dây. Trong sơ đồ này mỗi đường dây được bảo vệ bằng một máy cắt riêng còn cao áp máy biến áp không dùng máy cắt mà dùng dao cách ly. Ở mạch cầu nối ta đặt máy cắt MC5 ngoài ra còn có cầu dao cách ly CL5 và CL6 được sử dụng khi sửa chữa MC3, MC4, MC5.

  • Chế độ làm việc bình thường thì máy cắt MC5 thường đóng, Cl5 và CL6 mở (hoặc một đóng, một mở).
  • Khi có sự cố hoặc cần sửa chữa đường dây: Giả sử cần sửa chữa đường dây D1
    • Cắt MC3
    • Cắt hai dao cách ly hai đầu MC3
    • Thực hiện các biện pháp an toàn để sửa chữa đường dây D1.

sơ đồ cầu trong

  • Lúc này các máy biến áp B1 và B2 vẫn làm việc bình thường cung cấp điện cho đường dây D2.
  • Khi xảy ra sự cố trong máy biến áp B1: MC1, MC3, MC5 cắt ra => Đường dây D1 bị mất điện. Để khôi phục lại sự làm việc của đường dây D1 nhân viên vận hành phải cắt dao cách ly CL1 sau đó đóng lại máy cắt MC3 và MC5 rồi thực hiện các biện pháp an toàn để sửa chữa máy biến áp B1.

 

  • Khi cần sửa chữa máy biến áp B1: Cắt máy cắt MC1 sau đó mở dao cách ly CL1, như vậy CL1 phải cắt dòng không tải của máy biến áp nên ta cần phải kiểm tra khả năng cắt của dao cách ly CL1 theo điều kiện: Icdcl ≥ I0 . Nếu không thoả mãn thì ta phải thao tác như khi sự cố máy biến áp.

=> Phạm vi sử dụng: Trong sơ đồ cầu trong việc thao tác đóng cắt đường dây đơn giản hơn nhiều so với việc đóng cắt một máy biến áp vì vậy sơ đồ được sử dụng ở những trạm BA ít đóng cắt máy biến áp có ĐTPT bằng phẳng, đường dây dài, xác suất sự sự cố lớn.

Trong cả hai sơ đồ cầu cách ly CL5-CL6 được dùng khi sửa chữa hoặc kiểm tra bất kỳ một trong 3 máy cắt: MC3, MC4, MC5. Ở chế độ vận hành bình thường 2 dao cách ly này: 1 đóng, 1 mở. Muốn sửa chữa máy cắt (MC3):

  • Đóng dao cách ly đang mở.
  • Cắt MC3 cần sửa chữa mở các dao cách ly lắp kèm theo với MC3.
  • Thực hiện các biện pháp an toàn để sửa chữa MC3.

Lức này MC4 sẽ bảo vệ cho cả hai đường dây D1 và D2, lúc này nếu ngắn mạch trên đường dây D1 hoặc D2 thì MC2 sẽ cắt làm mất điện toàn bộ.

  • Muốn sửa chữa MC5 :
    • Đóng dao cách ly CL5, CL6.
    • Mở MC5 và hai dao cách ly hai đầu.
    • Thực hiện các biện pháp an toàn để tiến hành sửa chữa .

Lúc này nếu xảy ra ngắn mạch trên bất kỳ đường dây nào thì cả hai máy cắt MC3 và MC4 đều cắt dẫn đến mất điện toàn bộ.

P/s: Công việc thiết kế, lắp đặt điện của bạn đã theo chuẩn quốc tế chưa ???
Tham khảo ngay: Ebook – Hướng dẫn Thiết kế, Lắp đặt điện theo tiêu chuẩn IEC

Các dạng sơ đồ nối điện đơn giản trong nhà máy và trạm biến áp
4.9 (97.14%) 7 votes