NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ CHẾ
TẠO MÁY BIẾN ÁP SIÊU CAO
ÁP 450.000 kVA-500/225/35 kV

Điện năng đóng vài trò rất quan trọng đối với sự phát triển
của nền kinh tế quốc dân, trong đó hệ thống điện là “mạch
máu” cung cấp năng lượng nuôi mọi hoạt động kinh tế xã
hội, phục vụ đời sống, đảm bảo an ninh quốc phòng cho mỗi
quốc gia. Điện năng từ nguồn đến nơi tiêu thụ thường phải
biến đổi qua nhiều cấp điện áp, do đó tổng công suất các máy
biến áp thường bằng khoảng 5-7 lần tổng công suất các máy
phát điện.
Ở nước ta hiện nay, mặc dù điện năng phát triển với tốc độ
bình quân 15% một năm nhưng nhu cầu về điện tăng khoảng
18%, do đó tình trạng cung không đủ cầu sẽ còn kéo dài.
Ngoài việc tập trung xây dựng các loại nguồn điện, hệ thống
truyền tải và phân phối điện cũng cần được đầu tư phát triển.
Nhà nước đã xây dựng chiến lược nội địa hóa sản phẩm thiết
bị điện, trong đó Việt Nam phải làm chủ việc thiết kế, chế tạo
thiết bị điện có điện áp đến 220 kV.
Research on manufaturing design of ultra-
high-voltage transformer 450.000kva-
500/225/35kV

This article focuses on introducing the
research on manufaturing design of ultra-
high-voltage transformer 450.000kVA-
500/225/35kV made successfully for the first
time in Vietnam and Southeast Asia by

dưỡng phải thuê chuyên gia nước ngoài đảm nhiệm. Đối với
người Việt Nam việc thiết kế, chế tạo các thiết bị điện áp siêu
cao là nhiệm vụ “bất khả kháng”. Năm 2005, một loạt máy
biến áp 216.000 kVA- 500/15,75 kV của nhà máy Thuỷ điện
IALY bị sự cố, gây thiệt hại lớn cho ngành điện cũng như
nền kinh tế Việt Nam. Tập đoàn Điện lực Việt Nam (EVN)
đã giao cho EEMC nghiên cứu sửa chữa phục hồi các tổ máy
này. Lúc bấy giờ máy biến áp IALY là sản phẩm 500 kV
mới, có đặc thù kết cấu phức tạp, trình độ công nghệ cao,
thậm chí cán bộ kỹ thuật của EEMC cũng chưa hiểu gì về
máy 500 kV. Tuy nhiên với tinh thần quyết tâm cao, khao
khát làm chủ công nghệ ở trình độ thế giới, EEMC đã đăng
ký công trình NCKH cấp Bộ, nhằm nghiên cứu sửa chữa,
phục hồi các tổ máy biến áp này. Sự thành công của việc sửa
chữa các tổ máy biến áp 500 kV đã giúp ngành điện hoàn
toàn chủ động trong việc vận hành hệ thống điện 500 kV, và
cũng từ đó máy biến áp 500 kV không còn là “bất khả
kháng” đối với cán bộ kỹ thuật Việt Nam nữa. Sự thành
thành công của đề tài, càng làm tăng uy tín của EEMC trong
ngành điện cũng như trong cả nước, và đồng thời mở ra cơ
hội cho việc nghiên cứu chế tạo máy biến áp 500 kV sắp tới.
Phát huy những thành công trong việc sửa chữa máy biến áp
500 kV, năm 2008, EEMC đã mạnh dạn đăng ký đề tài
NCKH cấp Nhà nước “Nghiên cứu thiết kế, chế tạo tổ máy
biến áp 450.000 kVA-500 kV”, với các thông số kỹ thuật
thỏa mãn tiêu chuẩn IEC, tương đương với các sản phẩm
cùng loại của các nước tiên tiến. Đây là công trình NCKH
lớn nhất của ngành Cơ khí điện Việt Nam từ trước đến nay.
Hiện nay trên thế giới mới chỉ có hơn chục nước chế tạo
được loại máy biến áp siêu cao áp 500 kV này.

ngoài trời.
Tần số: 50Hz
Điện áp danh định:
Điện áp cuộn cao áp (HV): 500/ 8 x1,25% kV (điều chỉnh
điện áp dưới tải)
Điện áp cuộn trung áp (MV):225/ kV(Cuộn cao áp và trung
áp đấu tự ngẫu)
Điện áp cuộn hạ áp (LV): 35 kV
Công suất danh định ( Cao/Trung/Hạ):
ONAN: 90.000/90.000/30.000 kVA
ONAF: 112.500/112.500/37.500 kVA
OFAF: 150.000/150.000/50.000 kVA
Tổ nối dây: YNa 0 d11
Mức cách điện:
Kiểu làm mát:

ONAN/ONAF/OFAF (làm mát tự nhiên/quạt cưỡng bức/bơm
dầu cưỡng bức)
Dòng điện ngắn mạch của hệ thống:
- Phía 500 kV: 50 kA/2s
- Phía 225 kV: 25 kA/2s
- Phía 35kV: 20 kA/2s
Mức tiếng ồn: Dưới 80 dB ở khoảng cách 3 m theo tiêu
chuẩn IEC-60551
Khả năng chịu quá tải của máy biến áp:
Theo tiêu chuẩn IEC-60354 và phù hợp với quy trình vận
hành MBA
Giới hạn độ tăng nhiệt độ:
Lớp dầu trên: 550C
Cuộn dây: 600C

sẽ tự động phát tín hiêu cho máy ngắt. Máy ngắt lập tức làm
việc tách máy biến áp ra khỏi hệ thông lưới điện. Ngoài ra,
máy biến áp còn lắp 3 thiết bị đo nhiệt độ các bối dây, nhiệt
độ dầu lớp trên bên trong máy để theo dõi chế độ làm việc
của máy. Bộ phận đo nhiệt độ này cũng tự động cung cấp tín
hiệu cho hệ thống quạt cũng như hệ thống bảo vệ máy.
Ở mỗi chân sứ 500, 220 và 35 kV, sứ trung tính có bố trí
từ 3-4 biến dòng để đo dòng điện trong các bối dây cũng như
bảo vệ máy khi quá tải, hoặc khi có sự cố trên lưới điện . Các
máy biến dòng này được nối vào các thiết bị bảo vệ để theo
dõi chế độ làm việc cũng như bảo vệ máy trong quá trình vận
hành. Hai bên hông máy bố trí 2 giàn tản nhiệt (hệ thống làm
mát). Trên mỗi giàn làm mát có bố trí 1 bơm dầu, quạt mát và
đồng hồ đo lưu lượng dầu. Việc đóng ngắt các bơm này thực
hiện ở tủ điều khiển tự động bên hông máy do sự tăng giảm
của phụ tải.

III. CÁC GIẢI PHÁP TRONG TÍNH TOÁN THIẾT KẾ
Máy biến áp tự ngẫu 3 pha 450 MVA-500± 8x1,25% /225/35
kV bao gồm
3 máy biến áp tự ngẫu 1 pha 150.000 kVA 500/±
8x1,25%/225/35 kV. Mặc dù đã giảm về công suất còn 1/3,
tách máy ra làm 3 máy, nhưng máy biến áp tự ngẫu 1 pha
này vẫn rất lớn về công suất, to về kích thước, làm khó khăn
trong vận chuyển và lắp ráp, thi công. Nhà sản xuất phải đầu
rất nhiều thiết bị cho phù hợp, vì vậy sẽ tốn kém rất nhiều,
tính khả thi thấp. Muốn đề tài thực thi, chúng tôi phải tận
dụng những thiệt bị công nghệ hiện có, đầu tư những thứ cần
thiết để nâng cao chất lượng sản phẩm, phù hợp với trình độ
công nghệ chế tạo Máy bién áp 500 kV.

dây 35 kV lắp trên trụ chính, và cuộn 35 kV lắp trên trụ phụ.
Sau mỗi lần thay đổi tỷ lệ công suất lại tiến hành thử nghiệm
nhiều lần ở nhiều góc độ khác nhau. Các số liệu đo được là
cơ sở để tìm ra các qui luật quan hệ giữa các thông số của
máy biến áp thực.
Việc xây dựng mô hình nghiên cứu để tìm ra qui luật quan hệ
của các kết cấu với thông số của loại máy biến áp tự ngẫu
một pha đặc biệt này đã giúp cho chúng tôi có thêm số liệu
tham khảo. Từ đó đã có những hiệu chỉnh hợp lý trong tính
toán . Vì vậy các số liệu sau thí nghiệm đo được của máy 500
kV phù hơp với số liệu đã được tính toán.
- Vấn đề về phân bố điện trường:
Giải quyết vấn đề phân bố điện trường trong máy biến áp tự
ngẫu truyền tải 500 kVvới điện áp thử xung sét 1550 kV là
cả một vấn đề hết sức phúc tạp. Bất cứ một cơ sở sản xuất
máy biến áp nào trên thế giới cũng phải hết sức thận trọng
trong vấn đề này. Điện trường phần bố ở đầu vào 500 kV, tập
trung ở các góc bối dây 220 kV, bối dây điều chỉnh của cuộn
dây 500 kV các bối dây 35 kV là những vùng nguy hiểm của
máy. Vì vậy, việc thiét kế bố trí các vành chắn phải trên cơ
sở nghiên cứu tính toán khả năng dự phòng độ bền xung sét
của các vùng trọng yếu này trong máy. Để giảm cường độ tác
động của điện trường ở những vùng này, phải bố trí các vành
chắn góc. Các vành chắn góc phải giải quyết rất nhiều yêu
cầu về kỹ thuật, yêu cầu độ chính xác cao, yêu cầu về đối lưu
dầu tản nhiệt trong máy, yêu cầu về tính ổn định cơ học khi
có lực điện động tác động, yêu cầu về tính kinh tế và cuối
cùng là đảm bảo tính khả thi.
Ngoài các vấn đề trên, đề tài đã áp dụng một số kết cấu tối ưu
của các nước phát triển như: Đức, Nga, Mỹ, Nhật Đó là

hàn kín như kiểu máy của Pháp. Kết cấu này khắc phục triệt
để vấn đề chảy dầu đáy máy.

IV. CÁC GIẢI PHÁP CÔNG NGHỆ:
- Để thiết kế được thực thi, người thiết kế các chi tiết hoặc
các kết cấu, phải tìm hiểu kỹ các tính năng thiết bị hiện có
của các cơ sở trong nước để khai thác, đồng thời phải tìm ra
các giải pháp công nghệ trên cơ sở trình độ công nghệ hiện
có của cô công ty, để sản phẩm làm ra đảm bảo chất lượng
cao .
- Để chế tạo và lắp ráp an toàn máy biến áp này, EEMC đã
bỏ ra gần trăm tỷ đồng để cải tạo nhà xưởng, hệ thống lọc và
sấy không khí, đầu tư thiết bị công nghệ phù hợp với công
nghệ chế tạo máy 500 kV.
- Công nghệ đã giải quyết được mạch từ ghép 2 nửa với đối
với loại máy biến áp công suất 150.000 kVA có đường kính
lớn hơn 1m, bao gồm các rãnh dầu ngang , dọc; là kết cấu
tiên tiến nhất trên thế giới hiện nay. Đây cũng là phương
pháp công nghệ mới đầu tiên được nghiên cứu và thực thi tại
Việt Nam. Việc nghiên cứu chế tạo đồ gá để lắp ráp mạch từ
có khối lượng gần 70 tấn với 62.600 loại lá tôn dày 0,23 mm
có kích thước khác nhau mà trong quá trình dựng lên không
bị biến dạng. Công nghệ quấn dây trục đứng để giải quyết
các bối dây 500 kV có khối lượng hơn 11 tấn, đã giúp cho
vấn đề nâng cao chất lượng sản phẩm. Các thiết bị sử dụng
trong lắp ráp gá ghép, Các kết cấu công nghệ giải quyết các
vấn đề tổn hao không tải và có tải như sử dụng toàn bộ đai
thuỷ tinh, công nghệ đai mạch từ đã làm giảm tổn hao đáng
kể cho máy.
- Công nghệ chế tạo bối dây đã giải quyết được một cách

Bộ Khoa học và Công nghệ, Bộ Công Thương, Tập đoàn
Điện lực Việt Nam, Tổng Công ty Truyền tải và của Công ty
Truyền tải điện I đã tạo mọi điều kiện ủng hộ về tinh thần,
tài chính, tài liệu cho EEMC hoàn thành nhiệm vụ.
Chúng tôi tin tưởng rằng trong những năm tới các Máy biến
áp 110, 220 kV, Máy biến áp 500 kV do EEMC chế tạo sẽ
cung cấp đủ nhu cầu của ngành Điện trong việc phát triển
lưới điện 500 kV cũng như chống quá tải các trạm 500 kV
trên toàn quốc mà không cần nhập ngoại, góp phần vào sự
nghiệp Công nghiệp hoá và hiện đại hoá đất nước.