Giáo trình Quản lý - Vận hành hệ thống điện

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI
VŨ HẢI THUẬN
QUẢN LÝ-VẬN HÀNH
HỆ THỐNG ĐIỆN
HÀ NỘI - 2009
LỜI NÓI ĐẦU
Hiện nay tất cả các lĩnh vực của nền kinh tế quốc dân như công nghiệp, nông nghiệp, giao thông vận tải, tiêu dùng, đều sử dụng điện năng
Điện năng được sản xuất tại các nhà máy điện, truyền tải theo các đường dây và máy biến áp đến các hộ dùng điện ở xa (hộ tiêu dùng là các loại máy móc, thiết bị biến đổi điện năng thành các dạng năng lượng khác như nhiệt năng, cơ năng, hoá năng)
Trong một số trường hợp, điên năng chỉ biến đổi dạng của nó, ví dụ biến đổi dòng điện xoay chiều 3 pha thành dòng điện xoay chiều 1 pha, biến đổi dòng điện xoay chiều thành dòng điện một chiều, biến đổi dòng điện từ tần số này sang dòng điện tần số khác theo đó được truyền tải theo mạng điện tới các hộ tiêu thụ tương ứng
Hệ thống điện được hiểu theo nghĩa rộng là toàn bộ các khâu: sản xuất, biến đổi, truyền tải, phân phối, tiêu thụ
Giữa các phần tử của hệ thống có sự liên hệ về điện, về cơ, về từ và các loại khác
Hệ thống điện có thể chia làm 2 loại:
Các phần tử chuyển hoá
Các phần tử truyền tải 
Khi phân tích chế độ vận hành, phương thức quản lý không nhất thiết mọi trường hợp phải chú ý đến các đặc tính của các phần tử, ví dụ như khi phân tích điều chỉnh điện áp thì có thể bỏ qua các động cơ sơ cấp, khi phân tích ổn định phải chú ý đến các động cơ sơ cấp
Đặc điểm của hệ thống điện Việt Nam là:
Các phần tử sản xuất điện năng là hỗn hợp
Có đường dây siêu cao áp
Mạng điện kín.
Môn học quản lý - vận hành hệ thống điện đề cập đến những kiến thức hết sức cần thiết liên quan đến hai lĩnh vực:
Vận hành hệ thống điện
Quản lý hệ thống điện 
Bài giảng môn học Quản lý – vận hành hệ thống điện bao gồm 6 chương được biên soạn theo đề cương môn học đã được hội đồng khoa học trường đại học Nông nghiệp Hà Nộ thông qua và Bộ Giáo dục và Đào tạo phê duyệt. 
Do trình độ có hạn và thời gian biên soạn còn hạn chế, nên bài giảng chắc chắn sẽ còn nhiều thiếu sót. Chúng tôi cám ơn những nhận xét, đánh giá của độc giả. Mọi ý kiến phản hồi xin gửi về địa chỉ: Bộ môn Hệ thống điện – Khoa Cơ Điện - Trường đại hoạc Nông nghiệp Hà Nội 
 Tác giả 
Vũ Hải Thuận 
Chương 1: ĐẠI CƯƠNG VỀ VẬN HÀNH HỆ THỐNG ĐIỆN 
&1. ĐẶC ĐIỂM HỆ THỐNG ĐIỆN 
I, Đặc điểm công nghệ của hệ thống điện (HTĐ)
1. Các đặc điểm 
Quá trình sản xuất năng lượng nói chung và điện năng nói riêng có một số đặc điểm khác biệt với các ngành sản xuất công nghiệp khác
a. Hệ thống điện năng được sản xuất, phân phối và biến đổi thành các dạng năng lượng khác trong một khoảng khắc thời gian, hay nói cách khác không có tích trữ ở bất cứ chỗ nào vì vậy:
Hệ thống điện phức tạp gồm nhiều phần tử cách xa nhau nhưng lại tạo thành một cơ cấu phức tạp duy nhất
Điện năng được sản xuất ra được tiêu dùng ngay trong hệ thống
Sự cân bằng công suất tác dụng và công suất phản kháng xảy ra tại bất cứ thời điểm nào
	b. Các quá trình quá độ trong hệ thống điện xảy ra rất nhanh, các quá trình sóng được hoàn thành trong một phần ngàn hoặc thậm trí một phần triệu của giây, các quá trình do ngắn mạch, làm mất ổn định xảy ra trong một phần mười hoặc cùng lắm là một vài giây. Do đặc tính này nên các phần tử của HTĐ phải có phản ứng rất nhanh để điều khiển chế độ
c. Hệ thống điện gắn liền với tất cả các lĩnh vực công nghiệp, sinh hoạt hằng ngày, thông tin liên lạc v.v.. vì vậy độ tin cậy cung cấp điện, độ dự trữ công suất hợp lý là hết sức quan trọng và cần thiết
Đặc điểm này dẫn đến các phần tử của hệ thống điện phải được bảo dưỡng định kỳ để phục hồi khả năng làm việc và thay thế các thiết bị hết hạn sử dụng kỹ thuật 
2. Một số hệ quả của đặc điểm công nghệ 
	a. Không thể sản xuất được điện năng nếu không có đủ khả năng tiêu thụ (các quá trình chuyển hoá và truyền tải điện năng trong tất cả các phần tử của HTĐ đều có hao tổn) do hệ quả này cho nên:
Sự giảm sút điện năng phát ra do các nhà máy điện bị sự cố, sửa chữa hoặc vì các lý do nào khác sẽ dẫn đến giảm điện năng cấp cho các hộ tiêu thụ nếu không có công suất dự trữ
Sự giảm thấp công suất tiêu thụ tạm thời do các hộ tiêu thụ phải sửa chữa, sự cố sẽ không cho phép sử dụng toàn bộ công suất của các nhà máy điện nếu không có các thiết bị điều chỉnh 
Không thể có sự không cân bằng giữa tổng công suất phát ra và tổng công suất tiêu thụ trong hệ thống
Không nắm được các đặc điểm này sẽ dẫn đến sai sót nghiêm trọng trong công tác vận hành hệ thống
Các quá trình quá độ trong HTĐ diễn biến rất nhanh đã buộc phải sử dụng các thiết bị tự động đặc biệt, những thiết bị này thường là tác động rất nhanh phải đảm bảo cho các quá trình quá độ diễn biến trong phạm vi cho phép. Muốn lựa chọn đúng và chỉnh định các thiết bị tự động này ( như thiết bị bảo vệ chống quá điện áp, thiết bị bảo vệ rơ le, thiết bị tự động điều khiển.) phải chú ý đến sự làmviệc của toàn bộ hệ thống điện như là một cơ cấu duy nhất
Sự liên quan giữa HTĐ và các lĩnh vực khác của nền kinh tế quốc dân dẫn đến việc phải phát triển kịp thời các hệ thống điện, sự phát triển của HTĐ phải nhịp nhàng, cân đối 
II.Các đặc tính năng lượng của hệ thống điện 
HTĐ là là một đối tượng phức tạp nên những tính chất tổng hợp của HTĐ không những phụ thuộc riêng vào tính chất của các phần tử mà phụ thuộc vào cả sự phối hợp giữa những phần tử với nhau
Chúng ta quy ước:
P1: Công suất đầu vào (kW)
P2: Công suất đầu ra (kW)
P: Hao tổn công suất trong quá trình truyền tải
: Hệ số sử dụng hữu ích của các phần tử bằng tỷ số giữa công suất đầu ra và công suất đầu vào
: Suất tiêu hao công suất bằng tỷ số giữa công suất đầu vào và công suất đầu ra
Đặc tính năng lượng của các các phần tử bao gồm:
a, Đặc tính tiêu hao:
P1=f1(P2)
b, Đặc tính hao tổn công suất 
P= P1-P2 =f2(P2)
c, Đặc tính hiệu suất sử dụng:
d, Đặc tính suất tiêu hao:
Từ các công thức trên ta có thể có mối quan hệ sau:
	Đối với các phần tử truyền tải điện thì chỉ dùng đặc tính hao tổn hoặc đặc tính hiệu suất sử dụng, trong nhiều trường hợp, những đặc tính này không những chỉ phụ thuộc vào công suất truyền tải mà còn phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác. Ví dụ như hao tổn công suất và hiệu suất sử dụng của máy biến áp và đường dây tải điện không những phụ thuộc vào dòng điện, mà còn phụ thuộc vào cả công suất tác dụng và công suất phản kháng , điện áp của lưới điện
Tất cả các đặc tính năng lượng thường được xây dựng với các tham số chất lượng định mức, .nếu những tham số này không bằng định mức vì lý do nào đó thì không sử dụng được đặc tính đó mà phải xây dựng lại 
Khi nghiên cứu HTĐ thực tế, cần xét một cách lý tưởng hoá, nghĩa là xét trọn bộ và không chú ý tới những quá trình thực xảy ra trong từng phần tử một
&2. CẤU TRÚC CỦA HỆ THỐNG ĐIỆN 
TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ĐIỆN VIỆT NAM
I. Cấu trúc hệ thống điện
Cấu trúc nguồn điện 
Cấu trúc của nguồn điện phải thỏa mãn các điều kiện sau:
Cung cấp đủ năng lượng cho phụ tải với độ tin cậy cao;
Cung cấp đủ công suất tác dụng và công suất phản kháng cho phụ tải trong mọi tình huống vận hành, với độ tin cậy cao;
Thỏa mãn hai điều kiện trên với giá thành sản xuất điện năng nhỏ nhất.
Nếu hệ thống chỉ có các nhà máy nhiệt điện thì vấn đề đảm bảo năng lượng không khó khăn vì hệ thống có thể chủ động cung cấp năng lượng sơ cấp cho các nhà máy nhiệt điện. Tuy nhiên nếu hệ thống bao gồm cả nhà máy thủy điện và nhiệt điện thì sẽ gặp khó khăn trong vấn đề đảm bảo năng lượng, vì năng lượng của thủy điện phụ thuộc vào lượng nướcvì vậy, để đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện thì phải tăng công suất dự trữ tại các nhà máy nhiệt điện, làm cho giá thành hệ thống điện tăng cao. Do đó phải có tỉ lệ hợp lý về công suất giữa các nhà máy nhiệt điện và các nhà máy thủy điện.
Việc đảm bảo công suất cung cấp điện cho các phụ tải phụ thuộc vào công suất dự trữ, độ linh hoạt của nguồn điện và cấu trúc của lưới điện. Trong mọi chế độ vận hành, công suất khả phát của các tổ máy tham gia vận hành phải lớn hơn công suất đang phát hiện tại một lượng công suất nào đó gọi là dự trữ quay, để đáp ứng các sự cố và điều chỉnh tần số khi phụ tải tăng. 
Khoảng cách giữa công suất khả phát và công suất tối thiểu của hệ thống cùng với tốc độ nhận tải của các tổ máy tạo thành độ linh hoạt của nguồn điện. Nếu nguồn điện có độ linh hoạt yếu thì sẽ không đáp ứng được công suất phụ tải trong các chế độ tối thiểu, không đáp ứng được chất lượng điều chỉnh tần số trong trường hợp sự cố hoặc là thời kỳ thời tiết không thuận lợi Để có độ linh hoạt và hiệu quả kinh tế cao thì hệ thống điện phải có tỷ lệ hợp lý giữa các tổ máy nhiệt điện, và thủy điện. Hệ thống điện có các tổ máy thủy điện và tuabin khí sẽ có độ linh hoạt rất cao vì các tổ máy này có tốc độ nhận tải cao và công suất tối thiểu nhỏ.
Các nhà máy điện có nhiệm vụ điều chỉnh tần số thì các tổ máy phát phải được trang bị các bộ điều tốc và một số tổ máy nhất định phải có thêm bộ điều chỉnh tần số.
Trong một số nhà máy có thể trang bị hệ thống tự động phân bố tối ưu công suất giữa các tổ máy.
Để điều chỉnh điện áp thì các tổ máy phát điện phải được trang bị các bộ tự động điều chỉnh kích từ, một số tổ máy ở vị trí đặc biệt được trang bị tự động điều chỉnh kích từ loại mạnh để đảm bảo ổn định tĩnh.
2.Cấu trúc của lưới điện 
Lưới hệ thống điện nối liền các nhà máy điện và các trạm biến áp khu vực thành hệ thống điện. Lưới hệ thống được thiết kế thành các mạnh vòng và vận hành kín. 
Một phần quan trọng của lưới hệ thống là các đường dây dài siêu cao áp nối các hệ thống con với nhau để đảm bảo cung cấp điện cho các hệ thống khi có sự cố, tuy nhiên khi đó cũng gặp phải các khó khăn về ổn định tĩnh, thừa công suất phản kháng trong chế độ non tải, tổn thất vầng quang
Sự phân bố công suất trên lưới hệ thống phụ thuộc vào chế độ làm việc của các nguồn điện và cấu trúc hệ thống. Khi thiết kế cần phải tránh tình trạng có đường dây mang tải nặng, một số khác lại non tải.
Để đảm bảo độ tin cậy thì cấu trúc lưới hệ thống phải là cấu trúc thừa (về công suất), cho phép bảo dưỡng định kỳ các đường dây mà không làm giảm thấp độ tin cậy.
Để đảm bảo cân bằng công suất phản kháng và điều chỉnh điện áp, tổn thất điện áp trên lưới điện phải ở mức cho phép, phải có hệ thống điều chỉnh điện áp ở nguồn điện, ở các máy biến áp, các nguồn phát và tiêu thụ công suất phản kháng (điều chỉnh vô cấp hoặc hữu cấp).
Lưới hệ thống thường là bộ phận thụ động trong lưới điện, tuy nhiên hiện nay các lưới điện hiện đại đã phát triển thành các lưới điện tích cực gọi là lưới điện linh hoạt (FACTS: Flexible AC Transmission System). Các thiết bị này cho phép điều khiển dòng công suất trên đường dây, giữ tải của các đường dây gần giới hạn nhiệt; nâng cao khả năng truyền tải công suất giữa các phần của hệ thống, do đó giảm được dự trữ chung của hệ thống; phòng ngừa được sự cố lan truyền do hạn chế được sự cố, hỏng hóc của các phần tử; giảm được sự dao động điện áp có thể gây hại cho các phần tử và làm giảm giới hạn truyền tải điện.
Các thiết bị sử dụng trong lưới điện linh hoạt bao gồm:
Bộ giảm dao động điện áp:
	Gồm có bộ tụ nối tiếp với đường dây, nối song song với bộ tụ là bộ điện kháng và điện trở nối tiếp, dòng điện đi qua bộ này được điểu chỉnh bằng thyristor. Bộ giảm dao động điện áp cho phép điều chỉnh trơn và tức thời tổng trở của đường dây, do đó có tác dụng hạn chế các dao động điện áp, có tác dụng tốt cho ổn định động của hệ thống điện.
Máy bù tĩnh SVC (Static Var Compensator)
Gồm có bộ tụ điện và kháng điện nối song song. Một trong hai bộ này được điều chỉnh trơn từ cảm kháng đến dung kháng. SVC cho phép điều chỉnh và giữ vững điện áp, hạn chế các dao động điện áp, có lợi cho ổn định của hệ thống điện.
Bộ bù tĩnh Statcom (Static Synchronous Compensator) 
Là sự hoàn thiện của SVC. Statcom chỉ gồm các bộ tụ điện, điện áp ra của nó được điều khiển bằng bộ converter, sử dụng gate-turn off thyristor. Nếu điện áp ra lớn hơn điện áp lưới thì nó phát công suất phản kháng, còn nếu thấp hơn thì nó tiêu thụ công suất phản kháng.
Bộ tụ bù dọc được điều khiển bằng thyristor 
Bao gồm nhiều bộ tụ điện nối tiếp nhau và nối tiếp với đường dây. Mỗi bộ tụ điện được nối tắt qua kháng điện, dòng qua kháng điện được điều chỉnh bằng thyristor. Bộ này cho phép điều chỉnh liên tục tổng trở của đường dây từ tổng trở tự nhiên đổ xuống, do đó cho phép điều chỉnh dòng công suất trong lưới điện. Điện kháng của đường dây có thể được điều khiển từ cảm tính đến dung tính do đó có tác dụng chế ngự các dao động. Có tác dụng tốt cho ổn định động.
Bộ điều chỉnh pha bằng thyristor 
Thiết bị này cho phép điều chỉnh trơn góc pha của điện áp trước và sau máy biến áp điều chỉnh mắc nối tiếp trên đường dây. Bộ này cho phép điều chỉnh dòng công suất tác dụng trên lưới.
Bộ hãm động (Dynamic Brake)
 Là bộ phụ tải điện trở được điều khiển bằng thyristor, nối gần máy phát điện, khi xảy ra dao động công suất lớn do ngắn mạch thì bộ này hoạt động làm hạn chế dao động công suất phát của máy phát, nâng cao ổn định động.
II. Tổng quan về hệ thống điện Việt Nam
Do yếu tố lịch sử và địa lý, HTĐ Việt Nam được chia thành ba HTĐ miền, cụ thể như sau:
Hệ thống điện miền Bắc bao gồm 28 tỉnh, thành phố phía Bắc từ Quảng Ninh đến Hà Tĩnh, HT điện miền Bắc liên kết với HTĐ Quốc gia qua 4 TBA 500 kV là Hoà Bình (2*450MVA), Hà Tĩnh (1*450MVA), Nho Quan (1*450MVA) và Thường Tín (1*450MVA): liên kết với HT điện miền Trung qua đường dây 220kV Hà Tĩnh - Đồng Hới.
Hệ thống điện miền Trung bao gồm 9 tỉnh, thành phố từ Quảng Bình đến Khánh Hoà và 5 tỉnh Tây Nguyên. HT điện miền Trung liên kết với HTĐ Quốc gia qua 2 TBA 500 kV là Đà Nẵng (1*450MVA) và Pleiku (1*450MVA); liên kết với HT điện miền Bắc qua đường dây 220 kV Nha Trang - Đa Nhim, 2 đường dây 110 kV Cam Ranh – Tháp Chàm, Cam Ranh - Đa nhim, ngoài ra HT điện miền Nam còn cấp điện độc lập cho TBA 110 kV Đắc Nông của tỉnh Đắc Nông (6 MVA) qua đường dây 110 kV Thác Mơ - Bù Đăng - Đắc Nông
Hệ thống điện miền Nam bao gồm 23 tỉnh, thành phố phía Nam từ Ninh Thuận đến Cà Mau. HT điện miền Nam liên kết với HT Quốc gia qua 4 TBA 500 kV là Phú Lâm ( 2*450 MVA), Tân Định (2*450 MVA), Nhà Bè ( 2*600 MVA) và Phú Mỹ 500 ( 2*450 MVA). HT điện miền Nam liên kết với HT điện miền Trung qua đường dây 220kV ĐA Nhim – Cam Ranh, 2 đường dây 110kV Tháp Chàm – Cam Ranh, Đa Nhim – Cam Ranh.
Ngoài ra, hiện nay toàn bộ phụ tải các tỉnh Hà Giang, Tuyên Quang và một phần phụ tải các tỉnh Yên Bái, Quảng Ninh (thuộc HT điện miền Bắc) đang nhận điện từ Trung Quốc với tổng công suất là 150 -350 MW nhằm giảm thiểu nguy cơ thiếu điện ở khu vực phía Bắc nói riêng và cả nước nói chung.
Để có đánh giá tình hình vận hành và phát triển hệ thống điện Việt Nam những nằm gần đây, mốc thời gian được giới thiệu là từ khi đưa đường dây 500kV vào vận hành 
(27/05/1994) hợp nhất ba hệ thống điện miền Bắc, Trung và Nam thành hệ thống điện Quốc gia.
Sau ngày hợp nhất, HT điện Việt Nam liên tục đạt được tốc độ tăng trưởng phụ tải trung bình ~ 13,85%, đặc biệt năm 2002 đạt tới 16,93%. Do tốc độ tăng trưởng của phụ tải rất cao nên HT điện quốc gia thường xuyên phải đối mặt với khả năng thiếu năng lượng vào mua khô và thiếu công suất phủ đỉnh vào mùa lũ. Trước đòi hỏi của thực tế, ngành điện đã đầu tư phát triển, nâng cấp, cải tạo và xây dựng mới nhiều công trình về nguồn điện, lưới truyền tải và lưới phân phối, bên cạnh đó đã đa dạng hoá hình thức đầu tư, mở rộng các thành phần kinh tế cùng tham gia sản xuất điện đáp ứng nhu cầu phụ tải ... nghiệm bằng điện áp xoay chiều.
Thời gian đặt điện áp một chiều không quan trọng như thử nghiệm đối với điện áp xoay chiều.
Có thể ngừng thử nghiệm trước khi thiết bị có nguy cơ bị hư hỏng.
Có thể đo đồng thời dòng rò và điện trở cách điện.
Có thể nghi lại diễn biến các dữ liệu để đánh giá.
Kích thước và trọng lượng của thiết bị thử nghiệm một chiều nhỏ hơn thiết bị thử nghiệm bằng điện áp xoay chiều.
Nhược điểm
Sự phân bố ứng suất điện áp trên dây quấn máy biến áp, động cơ, máy phát điện khác nhau đối với điện áp một chiều.
Sau thử nghiệm bằng điện áp một chiều có điện tích tồn dư cần phải phóng hết.
Thời gian tiến hành thử nghiệm điện áp một chiều dài hơn thử nghiệm điện áp xoay chiều cao áp.
Những khuyết tật, hư hỏng không phát hiện được bằng điện áp một chiều có thể phát hiện bằng điện áp xoay chiều.
Điện áp có thể phân bố không đều trong hệ thống cách điện.
Điện trở phụ thuộc vào nhiệt độ và điện áp.
Điện tích không gian hình thành có thể gây hư hỏng cách điện về sau.
&2. THỬ NGHIỆM MáY BIẾN áP BẰNG ĐIỆN áP MỘT CHIỀU
I. Đo điện trở cách điện
Thử nghiệm này được tiến hành ở điện áp định mức hoặc trên định mức nếu có điện trở đối với đất thấp hoặc điện trở giữa các dây quấn bị xuống cấp. Giá trị đo thử nghiệm thay đổi theo nhiệt độ, độ ẩm, điện áp thử nghiệm và kích thước của máy biến áp. Thử nghiệm này được tiến hành trước hoặc sau khi sửa chữa hoặc bảo dưỡng.
Trình tự thử nghiệm:
Không cắt nối đất vỏ và lõi máy biến áp và đảm bảo vỏ và lõi được nối đất tốt.
Tháo tất cả đầu nối cao áp, hạ áp và trung tính, chống sét, hệ thống quạt, dụng cụ đo hoặc hệ thống điều khiển nối với dây quân máy biến áp.
Trước khi thử nghiệm nối tất cả sứ xuyên cao áp, đảm bảo cầu nối cá bộ phận kim loại và dây đất sạch. Đối vơi dây quấn hạ áp tiến hành tương tự.
Sử dụng mêgôm kế thang đo nhỏ nhất 20MΩ.
Tiến hành đo điện trở giữa các bộ phận của dây quân và đất. Các dây quấn được đo phải tháo nối đất để đo điện trở cách điện của chúng.
Đọc giá trị mêgôm kế duy trì trong thời gian một phút. Đo điện trở giữa hai dây quấn của máy biến áp:
Giữa dây quấn cao áp và hạ áp và đối với đất.
Dây quấn cao áp đối với đất.
Giữa dây quấn hạ áp với cao áp và với đất.
Dây quấn hạ áp với đất.
Dây quân cao áp với dây quấn hạ áp.
Sơ đồ nối dây thử nghiệm điện trở cách điện của máy biến áp 1 pha được cho trên hình vẽ. Giá trị mêgôm kế phải ứng với nhiệt độ và quy chuẩn về 200C. Nếu giá trị thử nghiệm tại chỗ lớn hơn một nửa giá trị thử nghiệm xuất xưởng hoặc 1000MΩ thì hệ thống cách điện của máy biến áp coi là an toàn đối với thử nghiệm cao áp.
Đối với máy biến áp ba dây quấn trình tự thí nghiệm như sau:
Cao áp vơi hạ, trung áp và đất (H-LTG)
Trung áp với cao áp, hạ áp và đất (T-HLG)
Hạ áp với cao, trung áp và đất (L-HTG)
Cao, hạ và trung áp với đất (HLT-G)
Cao và trung áp với hạ áp và đất (HT-LG)
Hạ và trung áp với cao áp và đất (LT-HG)
Cao và hạ áp với trung áp và đất (HL-TG)
Không tiến hành thử nghiệm dây quấn máy biến áp không đổ dầu vì trị số điện trở cách điện của không khí thấp hơn của dầu. Không thử nghiệm điện trở cách điện của máy biến áp trong chân không. Giá trị điện trở đối với máy biến áp khô và máy biến áp đổ nhựa phải so sánh với điện trở cách điện cấp A của máy điện quay mặc dù không có giá trị điện trở tiêu chuẩn cực tiểu.
Nếu không có thông tin chắc chắn về điện trở cách điện của máy biến áp thì có thể sử dụng công thức sau để tính:
 điện trở cách điện cực tiểu đo bằng mêgôm kế 500V sau 1 phút giữa dây quấn với đất, với các dây quấn khác nhau. S là dung lượng định mức của dây quấn (kVA). E là điện áp của dây quấn thử nghiệm (nếu là máy biến áp ba pha và thử nghiệm ba dây quấn riêng rẽ như một dây quấn thì E là điện áp định mức của dây quấn một pha (điện áp dây khi nối tam giác và điện áp pha khi nối hình sao). S là dung lượng định mức của toàn bộ dây quấn ba pha). C là hằng số ở 200C cho ở trong bảng sau:
60Hz
25Hz
Máy biến áp dầu có bình dãn dầu
1,5
1,0
Máy biến áp dầu không có bình dãn dầu
30,0
20,0
Máy biến áp khô hoặc đổ nhựa
30,0
20,0
Hệ số hiệu chỉnh nhiệt độ
Nhiệt độ
Máy điện quay cấp
Máy biến áp
Cáp
0C
0F
A
B
Dầu
Khô
Mã tự nhiên
Mã 6R-S
Tính năng tự nhiên
Chịu nhiệt tự nhiên
Chịu nhiệt GR-S
Chịu ôzôn tự nhiên GR-S
Vải sợi
Giấy tẩm
0
32
0.21
0.40
0.25
0.40
0.25
0.12
0.47
0.42
0.22
0.14
0.10
0.28
5
41
0.31
0.50
0.36
0.45
0.40
0.23
0.60
0.56
0.37
0.26
0.20
0.43
10
50
0.45
0.63
0.50
0.50
0.61
0.46
0.76
0.73
0.58
0.49
0.43
0.64
15.6
60
0.71
0.81
0.74
0.75
1.00
1.00
1.00
1.00
1.00
1.00
1.00
1.00
20
68
1.00
1.00
1.00
1.00
1.47
1.83
1.24
1.28
1.53
1.75
1.94
1.43
25
77
1.48
1.25
1.40
1.30
2.27
3.67
1.58
1.68
2.48
3.29
4.08
2.17
30
86
2.20
1.58
1.98
1.60
3.52
7.32
2.00
2.24
4.03
6.20
8.62
3.20
35
95
3.24
2.00
2.80
2.05
5.45
14.60
2.55
2.93
6.53
11.65
18.20
4.77
40
104
4.80
2.50
3.95
2.50
8.45
29.20
3.26
3.85
10.70
25.00
38.50
7.15
45
113
7.10
3.15
5.60
3.25
13.10
54.00
4.15
5.08
17.10
41.40
81.00
10.70
50
122
10.45
3.98
7.85
4.00
20.00
116.00
5.29
6.72
27.85
78.00
170.00
16.00
55
131
15.50
5.00
11.20
5.20
6.72
8.83
45.00
345.00
24.00
60
140
22.80
6.30
15.85
5.40
8.58
11.62
73.00
775.00
36.00
65
149
34.00
7.90
22.40
8.70
15.40
118.00
70
158
50.00
10.00
31.75
10.00
20.30
193.00
75
167
74.00
12.60
44.70
13.00
26.60
313.00
II. Thử nghiệm hấp thụ điện môi
Thử nghiệm hấp thụ điện môi là sự mở rộng của thử nghiệm đo điện trở cách điện của máy biến áp. Thử nghiệm được tiến hành bằng cách đặt điện áp sau 10phút và đọc giá trị đo điện trở cách điện ở từng khoảng thời gian 1 phút. Giá trị điện trở đo được trong quá trình thử nghiệm được vẽ trên đồ thị điện trở thay đổi theo thời gian. Hệ thống cách điện tốt nếu đường biểu diễn điện trở cách điện là đường tăng theo thời gian. Tiến hành hai thử nghiệm xác định chỉ số phân cực và tỷ số hấp thụ điện môi.
III. Thử nghiệm cao áp một chiều 
Đặt điện áp một chiều cao áp trên điện áp định mức để đánh giá điều kiện cách điện dây quấn máy biến áp. Máy biến áp có điện áp lớn hơn 34.5kV thì không thử nghiệm điện áp một chiều cao áp. Khi bảo dưỡng thì chỉ tiến hành thử với điện áp không vượt quá 65% trị số điện áp thử nghiệm khi xuất xưởng.
Thử nghiệm điện áp một chiều cao áp có thể áp dụng thử nghiệm điện áp tăng dần và đọc dòng điện rò từng bước. Khi phát hiện dòng rò quá lớn có thể cắt điện trước khi hư hỏng cách điện. Đây chính là lý do thử nghiệm một chiều cao áp được coi là thử nghiệm không phá hỏng mẫu.
Trình tự thử nghiệm như sau:
Máy biến áp phải qua thử nghiệm điện trở cách điện trước khi tiến hành thử nghiệm cao áp. Đảm bảo chắc chắn vỏ và lõi máy biến áp được nối đất. Tháo đầu nối cao áp, hạ áp và trung tính, hệ thống điều khiển hạ áp, hệ thống quạt, dụng cụ đo.
Ngắt mạch bằng cầu nối các sứ xuyên cao áp, hạ áp xuống đất.
Nối thiết bị thử nghiệm cao áp giữa dây quấn cao áp và đất. Tăng dần điện áp thử nghiệm đến giá trị mong muốn. Cho phép đặt điện áp thử nghiệm trong 1 phút sau đó giảm dần điện áp về không.
Tháo đầu nối hạ áp với đất và nối thiết bị thử vào dây quấn hạ áp và đất. Nối ngắn mạch dây quấn cao áp và đất. Tăng dần điện áp thử nghiệm đến giá trị mong muốn. Cho phép đặt điện áp thử nghiệm trong 1 phút rồi giảm dần điện áp về không.
Nếu tiến hành hai thử nghiệm mà không gây đánh thủng hoặc hư hỏng thì máy biến áp thỏa mãn điều khiển cách điện và có thể đóng điện.
Tháo các cầu nối và tháo các đầu nối sơ cấp và thứ cấp các thiết bị khác có thể tháo rời. Khi thực hiện thử nghiệm cao áp cần chú ý:
Máy biến áp dầu có hai hệ thống cách điện mắc nối tiếp, một hệ thống cách điện thể rắn và hệ thống có dầu cách điện. 
Khi thử nghiệm bằng điện áp một chiều hoặc xoay chiều cao áp, sự phân bố điện áp rơi như sau:
Điện áp
% cách điện giấy-xenlulô
% dầu
Xoay chiều
25
75
Một chiều
75
25
Khi sử dụng thử nghiệm cao áp một chiều trong máy biến áp dầu, cách điện thể rắn có thể bị quá điện áp. Cách điện có thể giảm dần ở gần trung tính và khi vận hành có ứng suất thấp. Tuy nhiên khi thử nghiệm cách điện một chiều nó có thể bị đánh thủng và cần sửa chữa ngay. Cách điện yếu có thể được phát hiện bằng cách đo điện áp thấp.
Tiến hành thử nghiệm cao áp cho bảo dưỡng sẽ biết được các kết quả sau:
Chắc chắn bộ phận cách điện yếu sẽ bị đánh thủng.
Bộ phận cần phải thay thế.
Có đội ngũ cán bộ kỹ thuật thực hiện công việc.
Tổn hao của máy biến áp cho đến khi sửa chữa.
&3. THỬ NGHIỆM THIẾT BỊ ĐIỆN BẰNG ĐIỆN ÁP XOAY CHIỀU
Thử nghiệm thiết bị bằng điện áp xoay chiều là việc làm hiển nhiên và rõ ràng nhất về thông tin của thiết bị vì bình thường các thiết bị làm việc ở điện áp xoay chiều.
Thử nghiệm điện áp xoay chiều có thể phân thành:
Thử nghiệm xác định hệ số công suất và hệ số tiêu tán.
Thử nghiệm cao áp xoay chiều.
Thử nghiệm tần số 1-10Hz
Thử nghiệm cộng hưởng nối tiếp
Thử nghiệm điện áp đo cảm ứng
Trong đó thử nghiệm hệ số công suất và tiêu tán không phá hỏng mẫu bởi vì điện áp thử nghiệm thường không vượt quá điện áp pha của thiết bị cần thử. (Nguyên lý cơ bản của thử nghiệm không phá hỏng mẫu là phát hiện sự thay đổi của đặc tính cách điện cần đo, có thể phối hợp với ảnh hưởng ô nhiễm và các tác nhân phá hủy mà không vượt quá ứng suất của cách điện).
Thử nghiệm cao áp, tần số 1-10Hz, cộng hưởng nối tiếp là các thử nghiệm phá hỏng mẫu bởi vì điện áp thử nghiệm cao hơn điện áp vận hành, gây quá áp chất cách điện. Ảnh hưởng thử nghiệm cao áp lặp lại có tính chất tích lũy, do đo các thử nghiệm này không được sử dụng cho mục đich bảo dưỡng trừ mục đích xem xét đặc biệt hoặc thử nghiệm nghiệm thu.
Thử nghiệm điện áp cảm ứng tiến hành trong nhà máy chế tạo, trong quá trình sản xuất thiết bị điện. Tuy nhiên khi có yêu cầu đặc biệt vẫn có thể tiến hành thử nghiệm này.
I.Thử nghiệm hệ số công suất của cách điện máy biến áp
Thử nghiệm hệ số công suất đối với máy biến áp để xác định sự xuống cấp của cách điện do nhiễm ẩm cacbon hoặc các dạng ô nhiễm khác. Khi tiến hành thử nghiệm cần phải chú ý:
Máy biến áp phải được ngắt điện và hoàn toàn được cách ly.
Vỏ máy biến áp phải được nối đất tốt.
Mọi sứ xuyên cao áp và hạ áp kể cả trung tính được ngắn mạch thành dầu tương đương, trung tính không nối đất.
Máy biến áp có đầu phân thế đặt ở vị trí cắt trung tính, vị trí này cho trong lý lịch máy.
Máy biến áp hai dây quấn
Trong máy biến áp hai dây quấn ba pha hoặc một pha hệ thống cách điện dây quấn gồm hệ thống ba lớp cách điện: cách điện dây quấn cao áp, CH; cách điện dây quấn hạ áp, CL; cách điện giữa dây quấn cao áp và hạ áp, CHL.
CHL = CH + CHL – CH (thử nghiệm 1 trừ thử nghiệm 2)
CHL = CH + CHL – CH (thử nghiệm 3 trừ thử nghiệm 4). Hai kết quả này phải gần như nhau.
Các thử nghiệm hệ số công suất của máy biến áp hai dây quấn:
N0 thử nghiệm
Dây quấn có điện
Dây quấn nối đất
Dây quấn bảo vệ
Đo cách điện
1
HV
LV
-
CH và CHL
2
HV
-
LV
CH
3
LV
HV
-
CL và CHL
4
LV
-
HV
CL
Máy biến áp ba dây quấn
Hệ thống cách điện như hình vẽ: 
CHL- thử nghiệm 1 trừ thử nghiệm 2
CLT- thử nghiệm 3 trừ thử nghiệm 4
CHT- thử nghiệm 5 trừ thử nghiệm 6
Các thử nghiệm hệ số công suất máy biến áp ba dây quấn:
N0 thử nghiệm
Dây quấn có điện
Dây quấn nối đất
Dây quấn bảo vệ
Đo cách điện
1
HV
LV
TV
CH và CHL
2
HV
-
LV và TV
CH
3
LV
TV
HV
CL và CLT
4
LV
-
HV và TV
CL
5
TV
HV
LV
CT và CHT
6
TV
-
HV và LV
CT
7
Tất cả
-
-
CH, CL và CT
Máy biến áp tự ngẫu
CHT- thử nghiệm 1 trừ thử nghiệm 2
CHT- thử nghiệm 3 trừ thử nghiệm 4
MBATN được coi tương tự MBA2DQ trừ dây quấn cao áp là tổ hợp dây quấn CA và HA không thể tách riêng. Để ngắn mạch dây quấn cao áp trong tổ MBA ba pha 7 sứ xuyên được nối chung là H1, H2, H3, X1, X2, X3 và H0 X0
N0 thử nghiệm
Dây quấn có điện
Dây quấn nối đất
Dây quấn bảo vệ
Đo cách điện
1
HV và LV
TV
-
CH và CHT
2
HV và LV
-
TV
CH
3
TV
HV và LV
-
CT và CHT
4
TV
-
HV và LV
CT
d,Máy biến áp đo lường
Các MBA đo lường dùng để biến đổi điện áp cao xuống điện áp tiêu chuyẩn là 100V (Máy biến điện áp) và dòng điện lớn xuống dòng điện tiêu chuẩn là 5A (Máy biến dòng) dùng cho mục đích đo lường và bảo vệ rơ le.
Vì điện áp định mức hạ áp của máy biến điện áp thấp (100V) nên thường thử nghiệm máy biến điện áp ở dây quấn cao áp. Phải thận trọng khi thử nghiệm để đảm bảo cách ly máy biến điện áp với nguồn.
Trình tự thí nghiệm như sau:
N0 thử nghiệm
Dây quấn có điện
Dây quấn nối đất
Dây quấn nối đất bảo vệ
Dây quấn không nối đất
Đo cách điện
1 Toàn bộ
H1 và H0
X2
-
-
HV với đất
2 H1
H1
X2
H1
-
Với đất
3 H0
H0
X2
H1
-
Với đất
4 H1-H0 kích thích
H1
X2
-
H0
Iex
5 H0-H1 kích thích
H0
X2
-
H1
Iex
6 Thử nghiệm vòng nối
II.Thử nghiệm điện áp xoay chiều cao áp
Mục đích: đánh giá tình trạng dây quấn của máy biến áp. Thử nghiệm này áp dụng cho mọi cấp điện áp từ 35kV trở lên. Thử nghiệm bảo dưỡng máy biến áp với 65% điện áp thử nghiệm khi xuất xưởng, có thể sử dụng điện áp định mức trong 3 phút thay cho thử nghiệm với 65% điện áp thử nghiệm khi xuất xưởng. Tuy nhiên thử nghiệm này nói chung không sử dụng vì có thể làm hư hại cách điện dây quấn. Giá trị điện áp xoay chiều thử nghiệm không vượt quá 75% điện áp thử nghiệm xuất xưởng. 
Uđm dây quấn MBA, kV
Utn xuất xưởng, kV
U nghiệm thu tại chỗ, kV
Thử nghiệm bảo dưỡng theo chu kỳ, kV
1,20
10
7,5
6,50
2,40
15
11,20
9,75
4,80
19
14,25
12,35
8,70
26
19,50
16,90
15,00
34
25,50
22,10
18,00
40
30,00
26,00
25,00
50
37,50
32,50
34,50
70
52,50
45,50
46,00
95
71,25
61,75
69,00
140
105,00
91,00
III.Thử nghiệm điện áp cảm ứng
Thử nghiệm khả năng chịu đựng và được tiến hành ở mức điện áp cao hơn điện áp vận hành bình thường. Trong thử nghiệm này cách điện giữa các vòng dây và giữa các pha chịu 65% điện áp thử nghiệm tại nhà máy nhưng đối với tần số cao hơn 50Hz, 200-300Hz. Thử nghiệm này được lặp lại sau 5 năm hoặc lâu hơn đối với các máy biến áp lớn.
Ta đặt điện áp lên các cực của dây quấn điện áp bằng hai lần điện áp bình thường nhưng trong thời gian không quá 60sec.
Thử nghiệm điện áp cảm ứng có thể làm cho dòng không tải (dòng kích từ) tăng quá mức do đó tần số thử nghiệm không tăng quá cao để dòng không tải không quá 30% trị số định mức. Thông thường cần tần số 120 Hz hoặc lớn hơn. Khi tần số thử nghiệm trên 120 Hz điều khiển thử nghiệm là nặng nề đối với cách điện, do đó thời gian phải giảm như trong bảng sau:
Tần số (Hz)
Thời gian thử nghiệm (sec)
< 120
60
180
40
240
30
300
20
400
18
Điện áp được đặt ở giá trị dưới một phần tư trị số điện áp thử nghiệm rồi tăng dần nhưng trong khoảng thời gian không quá 15sec. Sau khi duy trì thời gian theo bảng trên, giảm dần điện áp tới giá trị một phần tư điện áp thử nghiệm rồi hở mạch.
Khi máy biến áp có một dây quấn nối đất làm việc trong hệ thống trung tính nối đất cần đề phòng điện áp tĩnh điện lớn giữa dây quấn và đất.
Trường hợp máy biến áp có một đầu dây quấn cao áp nối đất, trong khi thử nghiệm điện áp cảm ứng đất của mỗi dây quấn có thể lấy tại một điểm đã chọn của dây quấn, hoặc của dây quấn máy biến áp tăng áp làm nguồn điện áp.
Máy biến áp ba pha được thử nghiệm bằng điện áp pha. Điện áp thử nghiệm sẽ cảm ứng sang từng pha và tới đầu pha lân cận.
HẾT