Đề tài Trạm biến áp trung gian - Đi sâu nghiên cứu tủ hợp bộ trung áp của hãng Schneider với các vấn đề điều khiển giám sát và bảo vệ

bộ Hình 2.3 : Cấu trúc của tủ hợp bộ Chất khí dập hồ quang SF6 ( Sunphua hexaflorit ) Khí SF6 đƣợc sử dụng thành công trong nhiều năm qua để làm chất cách điện đối với thiết bị bảo vệ và đóng cắt mạch điện . SF6 là loại khí trơ , tích điện âm và là loại khí không cháy khí SF6 đƣợc sử dụng trong máy cắt trung thế và cao thế trong hơn 30 năm qua . Trong 10 năm trở lại đây SF6 đƣợc sử dụng nhiều trong cầu dao phụ tải trung thế . SF6 cũng thích hợp làm chất cách điện trong các thiết bị điện khác . 15 Vỏ bọc bên ngoài Các tủ này đƣợc cấu tạo từ sắt mạ kẽm dày 10 – 15 mm có màu kim loại sáng. Bốn bên uốn cong vuông góc đảm bảo chịu lực và độ bền cao . Tất cả các thiết bị đều đƣợc kết nối với nhau chắc chắn bằng rivê hay bulông . Nắp đóng phía sau đƣợc gia cố vào tủ và bấm rivê phía dƣới đảm bảo giải phóng tức thời trong trƣờng hợp hồ quang bên trong phát sinh và ngăn chặn hơi thoát ra . Vách ngăn này đƣợc cố định bằng bulông M6 , có thể dễ dàng tháo dời vách ngăn khi cần kết nối với thanh cái . Cửa tủ đƣợc tính toán sao cho có thể chịu đƣợc áp lực khi xảy ra sự cố bên trong . Phía trên cửa , ngăn thiết bị phụ đƣợc thiết kế theo chuẩn sao cho phù hợp với bảng đấu nối và các thiết bị kích thƣớc nhỏ , hay các chuẩn cao hơn phù hợp với rơle bảo vệ hoặc thiết bị có chiều dày hơn 40 mm CẦU CHÌ Kích thƣớc cầu chì Sắp xếp các cầu chì bảo vệ máy biến áp phụ thuộc trên các điểm, các tiêu chí sau: - Mức điện áp mà cầu chì có thể đáp ứng. - Công suất máy biến áp. - Tản nhiệt của cầu chì. - Công nghệ cầu chì (nhà sản xuất). Hình 2.4 : Cầu chì Fusarc CF 16 Cầu chì thay thế IEC và UTE kiến nghị , quy định rằng khi một cầu chì đã bị hỏng , cả ba cầu chì phải đƣợc thay thế. Loại mức điện áp (kV) điện áp hoạt động (kV) mức dòng địên (A) Dòng ngắn mạch lớn nhất I1 (kA) Dòng ngắn mạch nhỏ nhất I3(A) Cuộn khán g (mΩ) Tổn thất (W) chiều dài L * (mm) Đƣờn g kính Φ* (mm) Trọn g lƣợng (kg) 51311 010MO 51006 549 MO 51006 550 MO 51006 551 MO 51006 552 MO 36 20/36 4 6.3 10 16 20 20 20 36 34 46 58 2.109 750 380 252 197 51 39 50 98 120 537 50.5 1.9 51006 553 MO 25 79 133 133 55 3.1 51006 554 MO 51006 555 MO 31.5 40 101 135 103 70 171 207 76 5.4 51006 556 MO 51006 557 MO 50 63 200 250 47 35 198 240 86 6.5 Bảng 2.2 : Các thông số của cầu chì 17 Lắp đặt Với kích thƣớc và khối lƣợng đã đƣợc giảm thiểu các tủ loại này dễ vận chuyển và lắp đặt . Việc liên kết nhiều tủ đƣợc thực hiện dễ dàng nhờ các pano tháo dời ở ngăn thanh cái đặt phía trên . Tiếp sau đó nhân viên kĩ thuật sẽ thao tác hoàn toàn ở mặt trƣớc Nguồn cấp Mô tả thanh nối M16 630 A/20 kA (I)Vít tăng cường 400 A/15 kA bảo vệ (Q) không vít Cáp cách điện 18/30 kV (chuẩn UNE) ELASTIMOLD Bảo vệ khửu nối 400 A/15kA - M400LR 35 – 185mm2 nối „T” M400TB/M440TB - Max 630mm2 PIRELLI Bảo vệ khửu nối PMA- 4/400/36 25 – 240MM 2 nối „T” PMA-5/400/36AC Bảng 2.3 : Bảng lựa chọn đầu nối 18 2.2.3.3 Các loại tủ khác Hình 2.5 : Sơ đồ tủ CAS – 36 3l Diện tích mm2 Mặt sau A (mm) Ví trí cáp ra Mặt phải B (mm) Mặt trái C (mm) 50 320 320 570 70 350 350 600 95 380 380 630 120 400 400 650 150 425 425 675 185 460 460 710 240 500 500 750 Bảng 2.5 : Thông số của tủ CAS – 36 3l Các kích thƣớc A, B và C (100mm, nhỏ nhất, phù hợp với tiêu chuẩn: Bán kính uốn = 15 x đƣờng kính Cáp cách điện 18/30 kV 19 Hình 2.6 : Sơ đồ tủ CAS – 36 2l + Q Diện tích mm2 Mặt sau A (mm) Ví trí cáp ra Mặt phải B (mm) Mặt trái C (mm) 50 100 100 100 70 100 100 110 95 130 130 120 120 150 150 125 150 180 180 130 185 220 220 140 240 260 260 155 Bảng 2.6 : Thông số của tủ CAS – 36 2l + Q Các kích thƣớc A, B và C (100mm, nhỏ nhất, phù hợp với tiêu chuẩn: Bán kính uốn = 15 x đƣờng kính Cáp cách điện 18/30 kV 20 Hình 2.7: Sơ đồ tủ CAS – 36 2l +2Q diện tích mm2 Ví trí cáp ra Mặt sau A (mm) mặt trái C (mm) 50 100 100 70 100 110 95 130 120 120 150 125 150 180 130 185 220 140 240 260 155 Bảng 2.7 : Thông số của tủ CAS – 36 2l +2Q Các kích thƣớc A, B và C (100mm, nhỏ nhất, phù hợp với tiêu chuẩn: Bán kính uốn = 15 x đƣờng kính Cáp cách điện 18/30 kV 21 2.3 Sơ đồ mạch động lực và điều khiển : Hình 2.8 : Sơ đồ mạch động lực và điều khiển Hình 2.8 miêu tả sơ đồ mạch động lực và điều khiển thiết bị hợp bộ 22 Trong đó: Máy biến áp T1 : Với cuộn dây sơ cấp nối cuộn thứ cấp nối Y trung tính nối đất. Mạch động lƣc với các máy cắt : Q0, Q1, Q2, Q9 Các biến dòng TA11, TA12, TA13, TA21, TA22, TA41, TA42, TA43. Điện áp sơ cấp 35 kV và thứ cấp la 22kV Biến áp đo lƣờng ba cuộn dây Y /Y/ Biến dòng TA31 đo dòng của dây trung tính Phía sơ cấp có chống sét van ngoài ra còn có cầu dao cách li và các máy cắt khác Thiết bị đo và điều khiển bao gồm : volmet, ampemet, Wh, var Các thiết bị bảo vệ bao gồm : rơ le F87T. Ro le này lấy tín hiệu từ dòng sơ cấp và dòng thứ cấp để so sánh với nhau. Đây là rơ le so lệch. Nếu nhƣ các giá trị đặt vƣợt ngƣỡng thì rơ le này gửi tín hiệu đến nhả cầu dao Q0 phía sơ cấp và thứ cấp Tủ hợp bộ đƣợc thiết kế kĩ thuật rất kín kẽ đặc biệt là các phƣơng thức bảo vệ và đƣợc tích hợp trên nó các thiết bị hiện đại nhƣ các bộ tự động điều chỉnh điện áp, các bộ điều khiển các bộ đo lƣờng. 2.4. Cấu trúc thanh cái và đặc điểm Ngƣời ta thƣờng sử dụng thanh cái đồng , nhôm , thép trong các thiết bị phân phối điện năng . Thƣờng chỉ dùng thanh cái thép trong thiết bị xoay chiều công suất nhỏ với dòng điện làm việc không quá 300A . Với dòng một chiều có thể dùng thanh dẫn thép có dòng điện lớn hơn . Đồng có độ dẫn điện tốt nhất , độ bền cơ học cao , có khả năng chống ăn mòn hóa học , do vậy nên nó đƣợc sử dụng trong các thiết bị phân phối lắp ở vùng ven biển hay khu vực có bụi công nghiệp . Nhôm có điện trở suất lớn hơn đồng từ 1,6 ÷ 2 lần , trọng lƣợng riêng bé hơn đồng , không có khả năng chống ăn mòn hóa học , do đó nhôm đƣợc 23 dùng trong thiết bị phân phối cách xa khu vực có bụi muối hay bụi công nghiệp . Tiết diện thanh dẫn đƣợc chọn theo chỉ tiêu khinh tế hoặc theo điều kiện phát nóng và kiểm tra ổn định lực điện động , ổn định nhiệt khi có dòng điện ngắn mạch . Khi ngắn mạch thanh dẫn chịu tác động của lực điện động vì vậy trong vật liệu thanh dẫn sẽ xuất hiện ứng lực . Để kiểm tra độ ổn định động của thanh cái khi ngắn mạch cần xác định đƣợc ứng suất trong vật liệu thanh cái do lực động điện gây ra và so sánh ứng suất này với ứng suất cho phép . Độ ổn định nhiệt của thanh cái phải đảm bảo khi có dòng điện ngắn mạch đi qua thì nhiệt độ thanh cái không vƣợt quá trị số giới hạn cho phép lúc ngắn mạch . Sự cố xảy ra với thanh cái rất ít nhƣng vì thanh cái là đầu mối liên hệ của nhiều phần tử trong hệ thống nên khi xảy ra ngắn mạch trên thanh cái nếu không đƣợc loại trừ một cách nhanh chóng và tin cậy thì có thể gây ra những hậu quả nghiêm trọng và làm tan rã một hệ thống . Với thanh cái có thể không xét đến quá tải vì khả năng chịu quá tải của thanh cái là rất lớn . Vì vậy thanh cái cũng cần có những bảo vệ và những bảo vệ đó cần thỏa mãn những đòi hỏi cao về chọn lọc khả năng tác động nhanh và độ tin cậy . Đối với hệ thống thanh cái phân đoạn hay hệ thống nhiều thanh cái , khi xảy ra sự cố trên một thanh cái nào đó thì cần phải cách li thanh cái đó ra khỏi hệ thống càng nhanh càng tốt .  Các nguyên nhân gây ra sự cố trên thanh cái có thể là: Hƣ hỏng cách điện do già cỗi vật liệu . Quá điện áp . Mặt cắt hƣ do sự cố ngoài thanh cái . Thao tác nhầm . 24 Sự cố ngẫu nhiên do vật dụng rơi chạm vào thanh cái .  Các dạng hệ thống bảo vệ thanh cái : Kết hợp bảo vệ thanh cái với bảo vệ các phần tử nối với thanh cái. Bảo vệ so lệch thanh cái . Bảo vệ so sánh pha . Bảo vệ có khóa có hƣớng . 25 CHƢƠNG 3. HỆ THỐNG GIÁM SÁT VÀ ĐIỀU KHIỂN TRONG TỦ HỢP BỘ SCHNEIDER 3.1. Đặt vấn đề Tủ hợp bộ trung áp của Schneider đƣợc chế tạo để trang bị cho các trạm biến áp trung gian và đƣợc lắp đặt trong các nhà điều hành nhằm giúp các nhân viên vận hành thực hiện các chức năng vận hành nhƣ quạt mát , bộ chuyển nấc On Load Tap Changer ( OLTC ) từ xa . Ngoài ra nó còn cho biết các thông số vận hành máy biến áp nhờ việc đƣa vào tủ các tín hiệu , các chỉ thị thông số vận hành.Việc điều khiển từ xa đƣợc thực hiện tại tủ ở cả hai chế độ bằng tay và tự động . Các thông số đƣợc tín hiệu hóa và hiển thị thƣờng xuyên về nhiệt độ dầu và nhiệt độ cuộn dây , tình trạng làm việc của hệ thống làm mát , mức dầu trong máy..... giúp cho vận hành máy an toàn , tin cậy và hiệu quả 3.2. Thiết bị đo , giám sát 3.2.1. Đồng hồ chỉ thị nhiệt độ cuộn dây Cuộn dây là phần tử có nhiệt độ cao nhất trong máy biến áp , hơn nữa nó tăng nhanh khi tải tăng , trong khi đó độ tăng của nhiệt độ dầu diễn ra rất từ từ . Vì vậy để giám sát độ tăng nhiệt độ do tải tăng đột ngột cần phải đo nhiệt độ cuộn dây . Khi chƣa mang tải , không có dòng điện chạy qua nhiệt điện trở , nhiệt kế sẽ chỉ nhiệt độ dầu trong máy biến áp (Toil). Khi máy biến áp mang tải dòng điện từ máy biến dòng chạy qua cuộn dây nhiệt điện trở , sẽ nung nóng cuộn điện trở , đồng hồ sẽ đo đƣợc độ tăng nhiệt độ * Các lƣu ý: - Điện trở nhiệt quấn trong bầu nhiệt của bộ cảm biến , nó tùy thuộc vào dòng điện cung cấp từ máy biến dòng , do vậy cần phải chọn biến dòng phù 26 hợp với dòng của cuộn dây nhiệt điện trở . - Bầu đo phải đặt trong đầu máy biến áp để việc trao đổi nhiệt xảy ra nhanh chóng . Dầu sẽ chui qua lỗ nhỏ ở đáy bộ cảm biến cho đến khi phủ kín toàn bộ điện trở nhiệt . Hình 3.1 : Đồng hồ chỉ thị nhiệt độ cuộn dây AKM-SERIES-35 27 3.2.2. Đồng hồ chỉ thị nhiệt độ dầu Hình 3.2 : Đồng hồ chỉ thị nhiệt độ dầu AKM-SERIES-34 Thiết bị này đƣợc thiết kế để đo nhiệt độ dầu cách điện trong máy biến áp . Thiết bị này có từ 1 đến 4 thiết bị chuyển mạch để điều khiển thiết bị làm mát và mạch bảo vệ máy biến áp ( báo tín hiệu hoặc ngắt máy). 28 Các thông số kĩ thuật tổng quát . Bộ phận chỉ thị : Bộ phận chỉ thị nhiệt độ là loại kim chỉ , kiểu ống dẹt , cong dãn nở do áp suất thay đổi theo nhiệt độ . Khi nhiệt độ thay đổi tín hiệu đƣợc truyền qua bộ chuyển đổi và hiển thị nhiệt độ bằng kỹ thuật số trong tủ điều khiển từ xa . Bộ cảm biến dùng phần tử PT100 Ống mao dẫn bằng đồng , phía ngoài đƣợc bảo vệ bằng ống kim loại mềm không rỉ . Vỏ đƣợc làm bằng hợp kim nhôm , phù hợp với điều kiện khí hậu nhiệt đới, tất cả các bộ phận đƣợc chế tạo bằng vật liệu chống ăn mòn hoặc xử lý bề mặt , phía trên có lỗ thoát khí tránh đọng hơi ẩm trên mặt kính đồng hồ . Cơ cấu chuyển mạch : Đồng hồ đƣợc lắp 4 cặp tiếp điểm N/O và N/C để thuận tiện cho việc đấu nối với các thiết bị điều khiển hệ thống làm mát và thiết bị bảo vệ ( báo tín hiệu hoặc ngắt máy) : Khởi động và dừng quạt ; báo nhiệt độ cao và ngắt máy . Dải đo tiêu chuẩn : 0÷ 120 o C ; 0÷ 200 o C -20÷ 130 o C ; 0÷ 150 o C -20÷ 140 o C ; 0÷160 o C ; 0÷ 200 o C Dung sai đo lƣờng 1,5% Mức cách điện các cặp tiếp điểm chịu 2kV-50Hz/1 phút 29 3.2.3. Đồng hồ đo mức dầu Hình 3.3 : Đồng hồ đo mức dầu Các thông số kỹ thuật Thiết bị này dùng để đo mức dầu trong thùng dầu phụ máy biến áp và thùng dầu phụ của bộ OLTC . Thiết bị này gồm một đồng hồ đĩa ( hoặc kim chỉ ) nằm phía sau mặt khung đồng hồ và một phao liên kết . Việc thực hiện giá trị trên đồng hồ sử dụng lực từ trƣờng. Mặt đĩa đồng hồ đƣợc phủ một lớp men một nửa màu trắng , một nửa màu đỏ . Ta có thể nhìn thấy sự thay đổi màu sắc của đĩa trên mặt đồng hồ để xác định mức dầu , trên mặt đĩa có đánh dấu vạch MIN/MAX tƣơng ứng với nhiệt độ từ -20 ÷ +85°C. Phao nổi theo sự dao động của mức dầu , khi phao dịch chuyển kéo theo miếng từ tính xoay theo và xoay đĩa mặt số đồng hồ , hiển thị mức dầu tƣơng ứng trên bình dầu theo nhiệt độ . Giữa mặt đĩa đồng hồ và thân đồng hồ đƣợc cách ly hoàn toàn không cho dầu tràn vào khoang mang mặt số đồng hồ. Khi mức dầu ở vị trí MIN trên mặt đồng hồ quan sát thấy màu đỏ . Vị trí phân cách giữa màu đỏ và màu trắng chỉ thị mức dầu trên thùng dầu . 30 Vỏ đồng hồ làm bằng hợp kim , chịu đƣợc mọi thời tiết , phù hợp với việc vận hành ngoài trời . Cấp bảo vệ IP54 Bên trong đồng hồ đƣợc lắp hai cặp tiếp điểm để nối với mạch báo tín hiệu khi mức dầu MIN/MAX. Công suất tiếp điểm 3A-125/250VAC ( trở kháng ); 0,5A-125VDC ; 0,25A- 125VDC ( tải thuần cảm ). Mức cách điện chịu thử của các cặp tiếp điểm 2kV-50Hz/1 phút. Dải nhiệt độ làm việc: từ -20°C ÷ 120°C. Phao dịch chuyển: có thể di chuyển theo hƣớng xuyên tâm ( LA ) lắp cho bình dầu phụ của bộ OLTC, dịch chuyển theo hƣớng trục ( LB ) lắp cho bình dầu phụ của máy biến áp. 3.3. Thiết bị điều khiển 3.3.1. Các thiết bị điều khiển đƣợc lắp ráp trong tủ: - Bộ tự động điều chỉnh điện áp TAPCON 230 . Bộ tự động điều chỉnh điện áp TAPCON 230 . Đƣợc đặt trong hộp bảo vệ có nắp treo và cửa sổ kiểm tra . Hộp bảo vệ thích hợp cho cả lắp bảng phẳng và lắp nhô ra . Mặt trƣớc có một số khóa chức năng để cài đặt các tham số điều khiển riêng . Hiển thị trạng thái vận hành đƣợc thực hiện theo 4 dòng , 16 màn hình hiển thị chữ số Liquid Crystal Display - Chế độ hiển thị bằng Tinh thể Lỏng ( LCD ) và diốt phát sáng . 31 Bộ tự động điều chỉnh điện áp điện tử đƣợc điều khiển bởi bộ điều khiển cực nhỏ . Bên cạnh máy biến thế điện và máy biến thế dòng bộ điều chỉnh có các tín hiệu đầu vào kèm theo các công tắc rơle đầu ra có điện áp cũng nhƣ không có điện áp . Ngoài những phần cài đặt tùy chọn thông dụng và cá biệt cho hệ thống điều khiển , bộ điều chỉnh TAPCON 230 còn chức năng mới cải tiến tên là “ NORMSET ” để lựa chọn tham số dễ dàng và nhanh chóng . Chức năng “ NORMSET ” để chỉ cơ cấu tự động làm cấu hình bộ điều chỉnh máy biến áp đơn giản hơn rất nhiều . Nếu mức điện áp mong muốn đƣợc nhập vào trong khi Chức năng “ NORMSET ” đang hoạt động , bộ điều chỉnh điện áp sẽ xem xét điều kiện đƣờng dây / lƣới điện đã cho và tự động thực hiện điều chỉnh tất cả các đầu vào ( gồm có một phần tham số cài đặt trƣớc và các giá trị tham chiếu chuẩn ) , đã đƣợc cài đặt trong các bộ điều chỉnh thông thƣờng. Chức năng “ NORMSET ” có nghĩa là hoạt động tự động đơn giản đáng kể cấu hình của hoạt động bộ điều chỉnh điện áp . Ngƣời điều hành chỉ làm một việc khi nghiệm thu xong chế độ NORMSET là nhập mức điện áp mong muốn và sau đó đƣa thiết bị vào chế độ vận hành . Tất cả các tham số khác cho việc điều chuyển điện áp đơn giản sẽ đƣợc cài đặt trƣớc tại xƣởng chế tạo . Nếu giá trị hiện thời vƣợt ra ngoài độ rộng đƣợc cài đặt , một quá trình chuyển thích hợp sẽ đƣợc khởi động tại bộ chuyển nấc dƣới tải . Thay đổi điện áp bảo đảm từ quá trình hoạt động chuyển tƣơng ứng với điện áp chuyển của máy biến áp và đƣợc bộ điều chỉnh kiểm tra mức độ thích hợp , có sử dụng độ rộng băng đƣợc cài đặt trƣớc . Sau này có thể đánh giá đƣợc giá trị tối ƣu của độ rộng băng theo kết quả thu đƣợc từ việc thử nghiệm này . Nếu xảy ra hiện tƣợng lệch hệ thống , độ rộng băng mới sẽ đƣợc sử dụng làm cơ sở , nó sẽ đƣợc thử nghiệm lại và đƣợc điều chỉnh lại nếu cần . 32 Tham số thời gian đƣợc bộ điều chỉnh khống chế giống nhƣ cách này , đảm bảo việc tự điều chỉnh tối ƣu nhất của bộ điều chỉnh chỉ sau một vài quá trình điều chỉnh Bộ điều chỉnh thực hiện mà không cần thông báo rằng các cài đặt đƣợc thực hiện chính – cụ thể hoặc theo yêu cầu – cụ thể nhƣ LCD , vận hành song song và chỉ thị vị trí vẫn có thể đƣợc yêu cầu trong chế độ chuẩn và sẽ đƣợc xem xét trong suốt quá trình xác định các tham số tối ƣu. Các tham số của bộ điều chỉnh có thể đƣợc cài đặt bằng PC thông qua giao diện ( RS 232 ) tích hợp với bộ điều khiển. Sụt đƣờng điện áp phụ tải , ví dụ : Sụt điện áp của đƣờng dây nhánh từ máy biến thế tới tải có thể đƣợc bù đắp bằng mô hình đƣờng dây ( Bù điện áp sụt trên đƣờng dây ) hoặc bằng cách tăng dòng tải phụ của mức điện áp , quá dòng và quá áp giám sát quá điện áp của bộ điều chỉnh . Các chức năng của bộ điều chỉnh điện áp TAPCON 230 hoàn toàn tƣơng thích với chức năng bộ điều chỉnh điện áp thế hệ trƣớc . Hoàn toàn có thể điều khiển song song hai nhóm máy bao gồm tổng cộng 8 ngƣời sử dụng mà không cần một thiết bị bổ sung nào nhờ có một hệ thống thanh cái bên trong . - Bộ chỉ thị nấc PQ144 do hãng MR ( cộng hòa liên bang Đức ) cung cấp đồng bộ cùng bộ OLTC , thƣờng xuyên cho biết vị trí nấc vận hành của bộ điều chỉnh điện áp. - Các khóa chuyển chế độ: chọn chế độ điều khiển tại chỗ hoặc từ xa việc điều khiển đảm bảo liên không để không thể điều khiển đồng thời tại chỗ hay từ xa. - Các nút đƣợc đặt ở mặt trƣớc chia thành 2 nhóm cơ bản khác nhau : 33 Các nút điều khiển . Các nút chức năng cho menu hƣớng dẫn . - LED đƣợc đặt trong phần trên của mặt trƣớc phục vụ cho việc thông báo các trạng thái hệ thống sau: Hiển thị trạng thái vận hành . Khóa quá dòng điện . Khóa điện áp thấp . Giám sát quá điện áp . Vận hành song song . NORMSET - Ngoài ra còn có các nút ấn để thao tác tăng giảm nấc điều chỉnh điện áp từng nấc một , khởi động và dừng hệ thống , quạt làm mát... - Hệ thống tín hiệu hóa và báo động đƣợc lắp ráp với bộ vi xử lí và đèn tín hiệu đặc biệt để chỉ thị và phát tín hiệu báo động , cùng với các rơ le lặp lại để cắt máy . Bộ xử lí báo động còn thực hiện giải trừ còi , tắt đèn tín hiệu khi sự cố thoáng qua. - Bộ chỉ thị nhiệt độ dầu và nhiệt độ cuộn dây máy biến áp bằng thiết bị hiện số do hãng AKM ( Thụy Điển ) chế tạo . - Đèn chiếu sáng phía trong tủ , có cực hạn để tự động ngắt đèn. o Ngoài ra trong tủ còn trang bị các thiết bị chuyên dùng nhƣ : Thiết bị cảm biến và bộ xử lí thông tin về nhiệt độ và độ ẩm , bộ sấy , áptômát bảo vệ , còi , các cọc đấu nối....để đảm bảo các tính năng hoạt động của tủ 34 3.3.2 . Các chức năng chính của tủ: - Chọn chế độ điều khiển hệ thống quạt làm mát từ xa “ bằng tay ” hay “ tự động ” . - Khởi động và dừng hệ thống quạt làm mát. - Chọn chế độ điều khiển bộ đổi nấc OLTC từ xa “ bằng tay ” hay “ tự động ” . - Đổi nấc bộ OLTC tăng hoặc giảm nấc bằng tay nhờ nút ấn từng nấc một - Nút ấn dừng khẩn cấp. - Quan sát nhiệt độ lớp dầu trên và nhiệt độ cuộn dây máy biến áp. - Quan sát vị trí nấc đang vận hành của bộ OLTC 3.3.3. Hệ thống đèn tín hiệu báo các trạng thái làm việc bình thƣờng bao gồm: - Nguồn cung cấp. - Bộ OLTC vận hành bằng tay. - Quạt không vận hành(off). - Quạt vận hành nhóm 1(ON). - Quạt vận hành nhóm 2(ON). - Quạt vận hành toàn bộ(ON). - Quạt vận hành tự động. - Bộ OLTC đang đổi nấc. 35 3.4. Thiết bị cảnh báo 3.4.1. Báo động bằng đèn trong các trƣờng hợp sau: - Sự cố trong các quạt làm mát. - Sự cố động cơ bộ truyền động đổi nấc. 3.4.2. Các trƣờng hợp báo động bằng tín hiệu đèn , còi: - Rơ le ga cấp 1 tác động. - Nhiệt độ dầu cấp 1 ( >900C ) . - Nhiệt độ cuộn dây cấp 1 ( > 1000C ) . - Quá dòng hoặc quá áp hoặc điện áp thấp . - Mức dầu máy biến áp ( MIN ) . - Mức dầu máy biến áp ( MAX ) . - Mức dầu bộ OLTC ( MIN ) . - Mức dầu bộ OLTC ( MAX ) . - Mất nguồn AC . 3.4.3. Báo động bằng đèn , còi và phát tín hiệu cắt máy nhờ các rơle lặp lại trong các trƣờng hợp sau: - Nhiệt độ dầu MAX ( >950C ) . - Nhiệt độ cuộn dây MAX ( >1050C ) . - Van an toàn tác động . - Rơ le ga cấp 2 tác động . - Rơ le ga dòng dầu tác động . - Các rơ le áp suất tác động . 36 3.5. Thiết bị bảo vệ 3.5.1. Cầu dao phụ tải và dao tiếp đất Hình 3.3 : Cầu dao phụ tải và dao tiếp đất 1. Sứ cách điện 2. Đầu nối phía trên 3. Đầu nối phía dƣới 4. Vỏ bọc bằng thép không gỉ 5. Cơ cấu truyền động 6. Cơ cấu truyền động cầu dao phụ tải 7. Cơ cấu truyền động dao tiếp đất 8. Chìa khóa 9. Chỉ thị điện áp 10. Van an toàn 11. Chỉ thị trạng thái nạp\ nhả lò xo 12. Cầu chì bảo vệ 37 Bộ ngắt mạch cách điện bằng SF6 bao gồm : cầu dao phụ tải và dao tiếp đất đƣợc trang bị cơ cấu truyền động có khóa liên động riêng biệt . Khi cầu dao phụ tải mở và dao tiếp đất đóng lại chỉ có thể mở dao tiếp đất bằng truyền động cơ khí (7).Khóa liên động dao tiếp đất tự động mở và cho phép cầu dao phụ tải đóng lại . Bằng bộ truyền động (6) có thể đóng cầu dao phụ tải và từ vị trí này có thể mở lại cầu dao phụ tải . 3.5.2. Rơ le bảo vệ RS 2001 ( Rơ le dòng dầu bảo vệ bộ OLTC ) Số seri của rơ le bảo vệ RS2001 và bộ đổi nấc dƣới tải phải giống nhau. Việc lắp đặt , dầu nối điện và kiểm tra vận hành của rơ le bảo vệ phải đƣợc tiến hành bởi ngƣời có đủ chuyên môn và phải tuân theo hƣớng dẫn vận hành này. Không đƣợc phép thay đổi thiết bị trƣớc khi tham khảo ý kiến của hãng MR . Việc không tuân thủ theo các hƣớng dẫn vận hành và việc không làm đúng qui cách trong lắp đặt , đấu điện , kiểm tra vận hành có thể gây nguy hiểm cho bộ đổi nấc và máy biến áp và có thể gây nguy hiểm cho ngƣời vận hành cũng nhƣ tài sản . Rơ le bảo vệ có nhiêm vụ báo hiệu sai sót của chuyển mạch trong khoang dầu , lúc mà áp suất trong bộ đổi nấc tăng đột ngột , dòng dầu chảy ra sẽ làm rơ le tác động. Chú ý: Rơ le bảo vệ phải đƣợc đấu nối điện sao cho máy biến áp phải đƣợc ngắt điện ngay lập tức khi rơ le bảo vệ tác động. Cấu tạo Vỏ làm bằng kim loại nhẹ chống ăn mòn và có các mặt bích để nối với các đƣờng ống từ bộ OLTC và bình dầu phụ. 38 Cửa sổ kiểm tra vị thí van đƣợc đặt ở mặt trƣớc của vỏ. Các tiếp điểm chuyển mạch đƣợc đặt trong hộp và đƣợc gắn kín chống thấm dầu từ khoang dầu của rơ le. Ngoài ra, hai nút kiểm tra đƣợc đặt trong hộp tiếp điểm có chức năng kiểm tra hoạt động ngắt của rơ le cũng nhƣ điều chỉnh về vị trí ban đầu. Rơ le Bộ phận kích hoạt của rơ le bao gồm van bản lề với một nam châm vĩnh cửu. Nam châm có nhiệm vụ tác động lƣỡi gà mang tiếp điểm và cố định van bản lề ở vị trí vận hành “ INSERVICE ”. Vận hành Rơ le bảo vệ tác động khi có dầu cháy từ bộ đổi nấc tới bình dầu phụ. Dầu chảy kích hoạt van bản lề lât sang vị trí “OFF”, bộ tiếp điểm nhả ra chuyển tín hiệu đến máy ngắt, ngắt điện vào máy biến áp. Chỉ dẫn lắp đặt Lắp ráp Rơ le bảo vệ đƣợc gắn trên ống dẫn dầu từ bộ đổi nấc tới bình dầu phụ. Vị trí càng gần bộ đổi nấc càng tốt. Trƣớc khi lắp cần kiểm tra hoạt động của rơ le bảo vệ. Mở nắp hộp bằng cách vặn 3 vít M6 và tác động thử vào: Nút kiểm tra tắt “ OFF ”, van bản lề nằm nghiêng. Nút kiểm tra vận hành “ INSERCE ”, van bản lề thẳng đứng. Lắp rơ le bảo vệ theo vị trí nằm ngang vói các nút kiểm tra hƣớng lên trên 39 . Mũi tên trên nắp hộp chứa cực phải hƣớng về phía dẫn đến bình dầu phụ. Sử dụng ống dẫn có đƣờng kính tối thiểu 25 mm nối giữa rơ le bảo vệ với bộ đổi nác và bình dầu phụ. Rơ le bảo vệ phải đƣợc gắn đỡ chắc chắn chống các rung động Cần đặt một van giữa rơ le và bình dầu phụ. Đấu nối điện Tiếp điểm có thể là loại N/O hay N/C. Các tiếp điểm loại khác có thể theo yêu cầu. Trong bất kỳ trƣờng hợp nào, việc đấu nối phải đảm bảo khi rơ le tác động ngay lập tức ngắt nguồn điện vào máy biến áp. Đƣờng kính cáp dẫn dể đấu điện 9-15 mm. Nối đất bằng vít M6 trong hộp nối cực. Không cần tháo rơ le bảo vệ khi đổ đầy dầu vào máy biến áp. Chuẩn bị đƣa vào vận hành Trƣớc khi đƣa máy vào vận hành, cần kiểm tra lại rơ le . Đảm bảo rằng bộ ngắt mạch của máy biến áp làm việc khi ấn nút kiểm tra tắt “ OFF ” . Kiểm tra dể chác chắn máy biến áp chỉ đƣợc cấp điện trở lại khi rơ le bảo vệ đƣợc chuyển sang chế độ làm việc bằng cách ấn nút “INSERCE”. Tác động của rơ le bảo vệ Trƣớc khi vận hành lại, cần đảm bảo nguyên nhân gây ra sự cố đã đƣợc khắc phục và máy biến áp cũng nhƣ bộ đổi nấc không bị hƣ hỏng gì. Tuyệt đối cấm đóng điện lại máy biến áp trƣớc khi kiểm tra vì có thể dẫn 40 đến hỏng hóc nghiêm trọng cho máy biến áp và bộ đổi nấc OLTC. Khi rơ le bảo vệ tác động, cần tiến hành theo các bƣớc sau: Xác định thời điểm tác dộng. Xác định vị trí làm việc của bộ đổi nấc. Ngắt dừng mô tơ truyền động bằng cách nhả công tắc bảo vệ mô tơ đẻ ngăn bộ đổi nấc bị kích hoạt do điều khiển từ xa. Kiểm tra nắp bộ đổi nấc, nếu có dầu rò rỉ ra, cần đóng ngay van từ bình dầu phụ. Kiểm tra xem van bản lề của rơ le bảo vệ đang nằm ở vị trí dừng hay vị trí hoạt dộng . Nếu van bản lề ở vị trí vận hành , việc tác động sai có thể xảy ra. Nếu nguyên nhân của việc ngắt mạch không đƣợc tìm ra, cần tháo và kiểm tra khóa chuyển mạch/ khóa lựa chọn Nếu van bản lề ở vị trí dừng, cần tháo và kiểm tra ống đệm của khóa chuyển mạch/ khóa lựa chọn. Càn làm rõ các vấn đề sau: Độ lớn của tải vào thời điểm ngắt mạch. Bộ đổi nấc có hoạt động tốt trƣớc và sau khi ngắt mạch không. Có thiết bị bảo vệ nào của máy biến áp tác động vào thời điểm ngắt mạch không. 3.5.3. Rơ le hơi ( rơ le BUCHHOLZ ) Công cụ - Rơ le hơi (Rơ le Buchholz) đƣợc thiết kế để bảo vệ sự cố cũng nhƣ làm 41 giảm tới mức thấp nhất bất kỳ hƣ hỏng nào xảy ra trong máy biến áp. Rơ le có chức năng bảo vệ trong các trƣờng hợp sau: - Ngắn mạch các lá thép trong mạch từ. - Hỏng tiếp điểm. - Quá nhiệt ở một số bộ phận trong các cuộn dây. - Ngắt mạch giữa các pha. - Chạm đất. - Sứ cách điện bị đánh thủng bên trong. Ngoài ra rơ le còn có thể ngăn ngừa sự cố khác trong máy biến áp nhƣ rỉ dầu , hoặc sự cố trong hệ thống tuần hoàn dầu. Chỉ dẫn chung - Việc lắp đặt, đấu nối điện và kiểm tra vận hành của rơ le bảo vệ phải đƣợc tiến hành bởi ngƣời có đủ chuyên môn và phải tuân thủ theo hƣớng dẫn vận hành này. - Việc không tuân theo các hƣớng dẫn vận hành và việc không làm đúng quy cách trong lắp đặt , đấu điện , kiểm tra vận hành có thể gây nguy hiểm cho ngƣời vận hành cũng nhƣ tài sản . - Rơ le bảo vệ có nhiệm vụ báo tín hiệu ( Báo động cấp 1) khi có khí trong khoang chứa khí của rơ le ngƣỡng tác động , hoặc khi áp suất trong máy tăng đột ngột , tạo dòng dầu chảy ngƣợc lên phía bình dầu phụ làm rơ le tác động ( Báo động cấp 2 ). Chú ý: Rơ le bảo vệ phải đƣợc đấu nối điện sao cho máy biến áp phải đƣợc ngắt điện ngay lập tức khi rơ le bảo vệ tác động ( Báo động cấp 2 ) . 42 Cấu tạo Vỏ làm bằng kim loại nhẹ chống ăn mòn và có các mặt bích để nối với các đƣờng ống từ máy biến áp và bình dầu phụ . Cửa sổ quan sát, kiểm tra vị trí van đƣợc dặt ở mặt bên của vỏ trên mặt kính có khắc vạch chỉ thể tích khoang chứa khí. Các tiếp điểm chuyển mạch đƣợc đặt trong hộp và đƣợc gắn kín chống thấm dầu từ khoang dầu của rơ le. Ngoài ra có nút kiểm tra đƣợc đặt trong hộp tiếp điểm có chức năng kiểm tra hoạt động ngắt của rơ le cũng nhƣ điều chỉnh về vị trí ban đầu. Rơ le Bộ phận kích hoạt của rơ le bao gồm phao trên trục có gắn nam châm vĩnh cửu , nam châm vĩnh cửu có nhiệm vụ tác động lƣỡi gà mang tiếp điểm ( Báo động cấp 1 ). Bộ phận kích hoạt của rơ le bao gồm van bản lề với một nam châm vĩnh cửu. Nam châm có nhiệm vụ tác động lƣỡi gà mang tiếp điểm và cố định van bản lề ở vị trí vận hành ( Báo động cấp 2). Vận hành Sự cố nhẹ ( Báo động cấp 1 ) : Khi gặp sự cố nhẹ trong máy biến áp, những bọt khí nổi lên trên bầu chứa khí của rơ le đến khi lƣợng khí đầy khoang chứa làm phao rơi xuống đóng tiếp điểm báo tín hiệu hoạt động . Sự cố nặng ( Báo động cấp 2 ) : Khi có sự cố xảy ra liên tục trong máy biến áp, khí ga sinh ra dữ dội trong máy biến áp làm tăng áp lực trong máy tạo ra dòng dầu chảy về phía bình dầu phụ . Dòng dầu qua rơ le tác động van bản lề đóng tiếp điểm đi ngắt máy . Trong trƣờng hợp trong rơ le không còn dầu ( mức 43 dầu trong máy cạn dƣới rơ le ga ) làm cho phao mang tiếp điểm báo động cấp 2 rơi xuống , đóng tiếp điểm đi ngắt máy . Chỉ dẫn lắp đặt Lắp ráp Rơ le bảo vệ đƣợc gắn trên ống dẫn dầu từ máy tới bình dầu phụ . Trƣớc khi lắp cần kiểm tra hoạt động của rơ le bảo vệ. Mở nắp hộp bằng cách vặn 3 vít M6 và tác động thử vào: Nút kiểm tra: để khiểm tra tình trạng hoạt động của các cặp tiếp điểm. Lắp rơ le bảo vệ theo vị trí nằm ngang vói các nút kiểm tra hƣớng lên trên. Mũi tên trên nắp hộp chứa cực phải hƣớng về phía dẫn đến bình dầu phụ. Sử dụng ống dẫn có đƣờng kính tối thiểu 80 mm nối giữa rơ le ga với thùng dầu chính của máy và bình dầu phụ . Rơ le bảo vệ phải đƣợc gắn đỡ chắc chắn chống các rung động Cần đặt một van giữa rơ le và bình dầu phụ. Đấu nối điện Tiếp điểm nhả có thể là loại N/O hay N/C. Các tiếp điểm loại khác có thể theo yêu cầu. Trong bất kỳ trƣờng hợp nào , việc đấu nối phải đảm bảo khi rơ le tác động ngay lập tức ngắt nguồn điện vào máy biến áp. Đƣờng kính cáp dẫn dể đấu điện 9-15 mm. Nối đất bằng vít M6 trong hộp nối cực. Chuẩn bị đƣa vào vận hành 44 Trƣớc khi đƣa máy vàn vận hành, cần kiểm tra lại rơ le theo 5.1 Đảm bảo rằng bộ ngắt mạch của máy biến áp làm việc khi ấn nút kiểm tra tắt. Kiểm tra để chắc chắn máy biến áp chỉ đƣợc cấp điện trở khi rơ le bảo vệ đƣợc chuyển sang chế độ làm việc. Tác động của rơ le bảo vệ Trƣớc khi vận hành lại, cần đảm bảo nguyên nhân gây ra sự cố đã đƣợc khắc phục và máy biến áp cũng nhƣ bộ đổi nấc không bị hƣ hỏng gì. Khi rơ le bảo vệ tác động, cần tiến hành theo các bƣớc sau: Xác định thời điểm tác dộng. Xác định vị trí làm việc của bộ đổi nấc. Kiểm tra xem van bản lề của rơ le bảo vệ đang nằm ở vị trí dừng hay vị trí hoạt động. Độ lớn của tải vào thời điểm ngắt mạch. Bộ đổi nấc có hoạt động tốt trƣớc và sau khi ngắt mạch không. Có thiết bị bảo vệ nào của máy biến áp tác động vào thời điểm ngắt mạch không. Kiểm tra mẫu khí trong rơ le ga , qua kết quả xem xét và phân tích mẫu khí có thể xảy ra một số trƣờng hợp sau: + Khí màu trắng : Sinh ra do hồ quang điện khi tiếp xúc với giấy các tông cách điện hoặc vải . + Khí màu vàng : Sinh ra bởi gỗ và các tông cách điện. + Khí màu xám : Do mạch từ bị phá vỡ. 45 + Khí màu đen : Do có hồ quang sinh ra làm cháy dầu cách điện. - Tuyệt đối không đƣợc đóng điện lại máy biến áp trƣớc khi kiểm tra , xác định rõ nguyên nhân gây ra tác động rơ le vì có thể dẫn đến hỏng hóc nghiêm trọng cho máy biến áp. 3.5.4. Van phòng nổ ( van an toàn cho máy biến áp dầu ) Hình 3.2 : Van phòng nổ VS 150 46 Mục đích Thùng máy biến áp chứa đầy dầu , trong cấc trƣờng hợp đặc biệt sẽ tạo ra áp suất bên trong . Do đó cần bố trí một hoặc một số van an toàn phù hợp với áp suất lớn nhất cho phép . Khi có sự cố bên trong làm tăng áp lực của dầu , áp lực này sẽ nhanh chóng đƣợc xả nhờ van an toàn . Nhờ đó sẽ ngăn ngừa đƣợc các hƣ hỏng, nhƣ làm biến dạng vỏ máy , hoặc có thể gây cháy nổ . Nó cần thiết để bảo vệ thùng máy biến áp bằng cách xả ngay tức thời lƣợng quá áp suất đang tăng lên nhanh chóng , đảm bảo cấu trúc ban đầu của máy không bị hƣ hỏng , biến dạng. Đặc trƣng tổng quát - Thân van: Gồm thân và mặt bích để bắt vào bên trong hông thân vỏ máy. - Nắp van: Là miếng gƣơng van đƣợc nén ép để bịt kín van, đƣợc điều chỉnh bằng lực ép lò xo. - Tấm chắn: để tránh nguy hiểm khi dầu nóng phun ra ngoài. - Cấp bảo vệ IP65 - Công suất khóa chuyển mạch 10A-250VAC, 1A-125VDC. Các loại van an toàn: Van an toàn đƣợc chế tọa có nhiều loại đƣờng kính khác nhau, áp lực định mức thỏa mãn yêu cầu phạm vi ứng dụng khác nhau: Kiểu Đƣờng kính Áp lực định mức Ứng dụng T200 200mm 0,3÷0,7bar Máy biến áp lớn T125-VS150 125mm 0,3÷1bar Máy biến áp lớn VS100 100mm 0,3÷1bar Máy cỡ trung bình T80-VS80 80mm 0,3÷1bar Máy biến áp nhỏ T50 50mm 0,1÷1bar Hộp cánh-Thùng nhỏ Bảng 3.1 : Thông số của các van phòng nổ 47 Hƣớng dẫn lắp và sử dụng: - Van an toàn đƣợc lắp ở vị trí nơi mà sự cố dễ xảy ra nhất. - Đƣờng kính ống thoát phù hợp lƣợng dầu của máy biến áp và số lƣợng van an toàn. - Khí và bọt khí nằm trong gƣơng van sẽ ảnh hƣởng tiêu cực tới tốc độ mở của van. Do đó trƣớc khi vận hành máy biến áp phải cho xả hết khí đọng tích tụ trong ống thoát khí. Kiểm tra định kỳ máy biến áp phải kiểm tra xem có khí tích tụ không. - Áp suất làm việc đƣợc hiệu chuẩn thấp hơn áp suất cho phép của vỏ máy, cụ thể nó đƣợc điều chỉnh tác động khi áp suất đạt 0,5kG/cm². - Việc nối điện đẩm bảo sao cho khi van an toàn tác động phải ngắt ngay máy biến áp khỏi nguồn điện. - Trƣớc khi đóng diện trở lại phải kiểm tra và khắc phục nguyên nhân gây tác động van an toàn. 48 CHƢƠNG 4. KHAI THÁC AN TOÀN TỦ HỢP BỘ TRUNG ÁP 4.1. Đặt vấn đề Mức độ nguy hiểm khi sử dụng các hệ thống điện là rất cao nếu chúng ta không tìm hiểu tính năng , đặc điểm , cách thức sử dụng của chúng hoặc sử dụng một cách cẩu thả và chủ quan.Vận hành sai có thể dẫn tới bị thƣơng nghiêm trọng hoặc làm chết ngƣời , làm hƣ hỏng các thiết bị và tài sản của ngƣời sử dụng và làm giảm hiệu quả sử dụng của các thiết bị . Do đó khi vận hành hoặc sử dụng bất kì một hệ thống điện nào cũng đòi hỏi sự an toàn , tay nghề của ngƣời vận hành , độ tin cậy của các thiết bị bảo vệ , khắc phục nhanh chóng khi có các sự cố xảy ra . 4.2. Vận hành an toàn hệ thống 4.2.1. Các quy định chung vận hành hệ thống một cách an toàn: Đáp ứng tất cả các tiêu chuẩn , quy chuẩn về an toàn điện đối với ngƣời quản lý vận hành hệ thống và cộng đồng có liên quan ; đƣợc giám sát chặt chẽ bởi các cơ quan quản lý an toàn của nhà nƣớc ; các vấn đề kỹ thuật an toàn liên quan đến sự cố lƣới điện đƣợc đơn vị quản lý vận hành ngăn ngừa bởi các hệ thống bảo vệ từ cục bộ đến toàn hệ thống . Mức độ an toàn về quản lý vận hành hệ thống : Luôn đƣợc kiểm tra định kỳ , bất thƣờng ; bảo đảm công việc bảo dƣỡng , quản lý chất lƣợng thiết bị nghiêm ngặt . Mức độ an toàn về quản lý vận hành hệ thống : Luôn đƣợc kiểm tra định kỳ, bất thƣờng ; bảo đảm công việc bảo dƣỡng , quản lý chất lƣợng thiết bị nghiêm ngặt . Tất cả các nhân viên liên quan đến phần lắp ráp , vận hành , bảo trì và sửa chữa phải có đủ khả năng và trình độ phù hợp. 49 Bảo vệ an toàn cơ sở vật chất của hệ thống : Quản lý nghiêm ngặt ngƣời , xe , phƣơng tiện ra, vào, qua, lại ; tuần tra của các nhân viên bảo vệ ; chƣớng ngại vật đề phòng đột nhập ; chỉ huy liên lạc thƣờng xuyên để thực hiện phòng chống đột nhập. Khi vận hành , điều hành hệ thống phải tuân thủ qui chế an toàn , bao gồm : Qui định chung , đảm bảo chất lƣợng , cơ chế quản lý và đánh giá an toàn , giáo dục an toàn , ghi chép và báo cáo ; quản lý vận hành , quản lý mức độ ảnh hƣởng của điện áp cảm ứng , điện trƣờng , quản lý bảo dƣỡng , các biện pháp ứng phó khẩn cấp . Khi thực hiện điều chỉnh chuyển nấc điện áp phải cắt điện ở cả 2 phía cao áp và hạ áp . Điều chỉnh đặt đúng khi mỏ chỉ nấc chỉ đúng số chỉ nấc , chuôi tay quay đƣợc cài vào rãnh định vị . Sau khi chuyển nấc phải đo lại điện trở một chiều nấc đó đạt tiêu chuẩn mới đƣợc đóng điện . Trạm biến áp phải có đủ các thiết bị chống sét , bảo vệ và không bị chạm chập . Đối với trạm có ngƣời trực mỗi giờ phải ghi lại các thông số vận hành của máy. 4.2.2. An toàn trong vận hành tủ trung áp: Mỗi tủ đƣợc trang bị một sơ đồ nguyên lí dƣới dạng sơ đồ đơn tuyến và có các chỉ thị cho thấy trạng thái của các thiết bị trong tủ . Trên các cần xoay đền có chỉ dẫn hƣớng quay của cần khi thao tác vận hành . Ngoài ra còn có các bảng chỉ dẫn quy trình vận hành theo từng bƣớc đƣợc dán trên cửa tủ để đảm bảo vận hành an toàn và dễ dàng . Tiếp đất : Tất cả các tủ đều đƣợc trang bị thanh tiếp đất chính , thanh này đƣợc thiết kế lắp đặt sao cho dễ dàng kết nối với các tủ khác . Cầu dao phụ tỉa và dao tiếp đất cũng nhƣ các bộ phận khác đều đƣợc kết nối đến thanh tiếp đất . Những nơi dùng bản lề đƣợc tiếp đất bằng dây đồng mềm hoặc dây kim loại bện . Các bộ phận kim loại khác làm bằng thép mạ đƣợc liên kết với nhau đảm bảo 50 tiếp đất lien tục trên từng bộ phận . Chỉ thị điện áp đƣợc lắp đặt trên các tủ cho phếp kiểm tra sự tồn tại hoặc mất điện áp ở cáp nối vào tủ . Điều này phù hợp với tiêu chuẩn IEC 61958 . 4.2.3. Kiểm tra và bảo dƣỡng tủ: Việc kiểm tra và bảo dƣỡng tủ đƣợc tiến hành hàng năm tùy theo điều kiện vận hành và môi trƣờng xung quanh , tốt nhất là theo tƣ vấn của nhà chế tạo . Quy trình này thƣờng đƣợc thƣc hiện theo tuần tự sau :  Kiểm tra vỏ tủ xem có chỗ hở nào không . Bởi thiết bị nằm trong tủ sẽ bị nguy hiểm nếu có vật lạ , ngƣời .... chạm vào khi đang vận hành . Nếu tủ bị méo , biến dạng xem có ảnh hƣởng đến các bộ phận trong tủ .  Nếu tủ là dạng lắp đặt ngoài trời , phải xem kĩ xem có rò rỉ không .  Sau khi cắt điện và nối đất , phải làm vệ sinh bên trong tủ , thông gió tủ để loại các khí xâm thực đọng trong tủ .  Kiểm tra quạt thông gió và các thiết bị lọc gió .  Lau sạch các bề mặt cách điện , để tránh hiện tƣợng rò điện , phóng điện bề mặt .  Tuyệt đối tránh lắp các vật nhọn trong tủ, vì dễ tạo điêu kiện phóng điện.  Kiểm tra phần nối đất .  Kiểm tra dao cách li sơ cấp. Lƣu ý phần đồng có bị sunphua hóa không , nếu có phải tẩy sạch .  Sau khi làm vệ sinh bên ngoài , bên trong và chỉnh định , bƣớc tiếp theo là thử nghiệm cách điện so với đất . Kết quả thử nghiệm này đem so sánh với kết quả lần trƣớc , để xem cách điện có bị rò yếu đi không . Cần chú ý nhiệt độ và độ ẩm môi trƣờng khi thử nghiệm cách điện . Các số liệu thử nghiệm phải đƣợc lƣu lại để so sánh với các lần thử nghiệm tiếp theo .  Kiểm tra các phần khóa liên động . 51 4.3. Ngững hƣ hỏng thƣờng gặp 4.3.1. Những hƣ hỏng của rơle : Rơle đóng một vai trò quan trọng trong suốt quá trình hoạt động của hệ thống. Vì vậy, việc quan tâm đến những hƣ hỏng để tìm cách khắc phục là rất cần thiết. Hƣ hỏng của rơ le khởi động còn do chính bản thân nó gây ra , xuất phát từ việc lắp đặt , thiết kế chọn dùng hoặc vật liệu của rơ le này bị thoái hoá qua sử dụng đã nhiều năm. Những hƣ hỏng thƣờng gặp của rơle nhƣ: lá mang tiếp điểm bị méo mó , tiếp điểm bị cháy sém rỗ sần sùi , lõi thép bị kẹt . Những hƣ hỏng này làm cho rơle không đóng đƣợc tiếp điểm . Chú ý trong việc sửa chữa lại rơ le bị hƣ hỏng phải làm y nguyên nhƣ trƣớc, nếu làm biến đổi đặc tính gốc của nó đã đƣợc chọn dùng trong hệ thống , cũng có thể không tránh khỏi những sự cố rơ le nhƣ đã nêu ở trên. Sau khi đã phán đoán rơ le khởi động bị hƣ hỏng cần xác định lại sự việc cho chắc chắn để tiến hành sửa chữa . Cách xác định hƣ hỏng của rơ le khởi động, nếu có điều kiện, tốt hơn hết là dùng một rơ le khác còn tốt thay vào vào khởi động thử . Nếu khởi động đƣợc động cơ, điều đó chứng tỏ rơle cũ đã bị hƣ hỏng. Công việc sửa chữa rơle căn cứ vào những hƣ hỏng cụ thể của từng bộ phận đƣợc xác định khi kiểm tra. Để tránh nhầm lẫn trong việc tháo và lắp, khi tháo ra khỏi hệ thống , phải đánh đấu từng chỗ nối bằng ký hiệu riêng tự quy ƣớc . Mỗi bên của một cặp đầu nối giữa mạch điện còn lại là rơle đƣợc tháo ra phải có cùng ký hiệu, đồng thời đánh dấu vị trí lắp của rơ le . 4.3.2 : Đứt dây ( hoặc hở mạch ) một pha : Thực tế vận hành hệ thống điện cho thấy , có thể xảy ra trƣờng hợp hở mạch một hoặc hai pha do đứt dây hoặc đầu tiếp xúc của máy cắt điện bị hở , gây nên chế độ vận hành không toàn pha trong hệ thống . Thƣờng gặp nhất là chế độ đứt dây một pha. 52 Ở chế độ vận hành không đủ cả ba pha sẽ xuất hiện chế độ không cân bằng và thành phần dòng điện thứ tự nghịch chạy vào máy điện quay. Một số trƣờng hợp đứt dây , đầu dây dẫn bị đứt rơi xuống đất gây nên sự cố phức hợp : vừa đứt dây vừa chạm đất . 4.3.3 : Các vòng dây trong máy biến áp chạm chập nhau : Chạm chập các vòng dây trong máy biến áp có thể xảy ra do quá điện áp khí quyển hoặc cách điện bị già cỗi . Dòng điện sự cố chạy trong mạch vòng bị chập có thể lớn hơn gấp nhiều lần dòng điện định mức của máy biến áp tùy theo số vòng bị chập . Dòng điện này tạo nên những xung lực lớn xô đẩy các vòng dây của máy biến áp và trong nhiều trƣờng hợp có thể làm hỏng cuộn dây . Bảo vệ quá dòng điện đặt ở máy biến áp thƣờng khó phất hiện sự cố chập các vòng dây , vì theo quan hệ cân bằng sức từ động , dòng điện pha sự cố có thể tăng lên không đáng kể so với giá trị định mức . Tuy nhiên sự cố các vòng dây chạm nhau có liên quan đến thay đổi áp suất của dầu ( do lực điện động khi các vòng dây bị xô đẩy tạo nên , do hồ quang tại chỗ chạm chập làm dầu bốc hơi..... ) hoặc làm cho nhiệt độ dầu tăng cao , khi ấy rơle khí hoặc rơle quá nhiệt có thể tác động cắt máy biến áp ra khỏi hệ thống . 4.4. Đề xuất các giải pháp hữu ích Nghiên cứu , phát triển, hoàn thiện bảng điều khiển để vận hành tại trung tâm điều khiển ; thao tác vận hành chắc chắn, xác định đã tuân thủ các trình tự vận hành ; đào tạo vận hành theo lộ trình nâng cao có tính kế tục ( phòng đào tạo vận hành bằng thiết bị mô phỏng ) . Thiết kế bảo vệ nhiều cấp : Khóa liên động ( ngăn ngừa thao tác sai ) ; ngăn ngừa lan rộng khác thƣờng ; thiết bị tự động dừng cung cấp điện , và đƣa hệ thống về trạng thái ban đầu , an toàn ; thiết bị sớm phát hiện khác thƣờng của hệ thống ; ngăn ngừa phát tán điện trƣờng ra xung quanh. 53 KẾT LUẬN Trạm biến áp trung gian cùng với các thiết bị điều khiển bảo vệ tạo nên một mắt xích quan trọng trong hệ thống cung cấp điện . Khi mà khả năng công nghệ cũng nhƣ khả năng ứng dụng những lí thuyết điều khiển hiện đại vào việc điều khiển giám sát và bảo vệ thì các tủ hợp bộ phục vụ cho các trạm biến áp trung gian trở nên hoàn thiện và hiện đại hơn. Hãng Schneider với tủ hợp bộ trung thế đã nâng cao đƣợc khả năng cung cấp điện với chất lƣợng cao , các vấn đề về an toàn và độ tin cậy cao. Khả năng giao diện thân thiện với con ngƣời giúp cho vấn đề vận hành khai thác có những bƣớc tiến dài . Sau khi nghiên cứu và hoàn thành đồ án thì vấn đề cung cấp điện với các thiết bị hiện đại đã giúp cho em nhận thức đƣợc khoa học kĩ thuật và công nghệ là sự phát triển không ngừng đòi hỏi ngƣời làm công tác kĩ thuật luôn phải học hỏi cập nhật kiến thức. Bản đồ án đã giới thiệu đƣợc về trạm biến áp trung gian về tủ hợp bộ của hãng Schneider với các thiết bị động lực và điều khiển. Đặc biệt là các thiết bị giám sát. Cũng trong bản đồ án này em cũng đã giới thiệu thêm một số thiết bị phụ trợ khác giúp cho quá trình điều khiển cũng nhƣ giám sát chính xác hơn và tin cậy hơn. Mặc dù vậy, do điều kiện khách quan và chủ quan, đặc biệt là vấn đề thời gian chƣa cho phép em tìm hiểu sâu một số thiết bị hiện đại khác, đây cũng là hƣớng mở của đề tài, sau này nếu có điều kiện em sẽ tiếp tục nghiên cứu và tìm hiểu thêm để không ngừng nâng cao hiểu biết về nghề nghiệp và công nghệ. 54 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] TRịnh Hùng Thám – Nguyễn Hữu Khái - Đào Quang Thạch – Lã Văn Út , (1996) Nhà máy điện và trạm biến áp Hà Nội , Nhà xuất bản Khoa học và Kĩ Thuật [2] Bùi Ngọc Thƣ , (2002) Mạng cung cấp và phân phối điện Hà Nội , Nhà xuất bản Khoa học và Kĩ Thuật [3] Lã Văn Út, (2000) Ngắn mạch trong hệ thống điện Hà Nội , Nhà xuất bản Khoa học và Kĩ Thuật [4] Phạm Văn Hòa , (2000) Ngắn mạch trong hệ thống điện Hà Nội , Nhà xuất bản Giáo Dục [5] Nguyễn Công Hiền – Nguyễn Xuân Phú – Nguyễn Bội Khuê , (1998) Cung cấp điện Hà Nội , Nhà xuất bản Khoa học và Kĩ Thuật [6] Trần Quang Khánh , (2009) Vận hành hệ thống điện Hà Nội , Nhà xuất bản Khoa học và Kĩ Thuật [7] Ngô Đức Minh – Vũ Văn Thắng – Nguyễn Đức Tƣờng , (2009) Nhà máy điện Hà Nội , Nhà xuất bản Khoa học và Kĩ Thuật [8] Trần Bách , (2008) Lưới điện và hệ thống điện T1 , T2 , T3 Hà Nội , Nhà xuất bản Khoa học và Kĩ Thuật [9] Nguyễn Văn Đạm , (1999) Mạng lưới điện Hà Nội , Nhà xuất bản Khoa học và Kĩ Thuật [10] Ngô Hồng Quang – Vũ Văn Tầm, (2001) Thiết kế cấp điện Hà Nội , Nhà xuất bản Khoa học và Kĩ Thuật [11] GS. TSKH Thân Ngọc Hoàn – TS. Nguyễn Tiến Ban, (2007) Trạm phát và lưới điện tàu thủy Hà Nội , Nhà xuất bản Khoa học và Kĩ Thuật. MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU ...................................................................................................... 1 CHƢƠNG 1. TRẠM BIẾN ÁP TRUNG GIAN ............................................... 2 1.1. Khái quát về trạm biến áp trung gian ............................................................. 2 1.1.1. Tổng quan về trạm biến áp : ........................................................................ 2 1.1.2. Phân loại trạm biến áp ................................................................................. 3 1.2. Chức năng của trạm biến áp trung gian. ........................................................ 4 1.3. Nhiệm vụ của Trạm biến áp trung gian. ........................................................ 5 1.4. Đặc điểm của TBATG ................................................................................... 5 1.5 Sơ Đồ trạm biến áp trung gian: ....................................................................... 7 CHƢƠNG 2. TỦ HỢP BỘ TRUNG ÁP CỦA HÃNG SCHNEIDER ............ 9 2.1. Đặt vấn đề ....................................................................................................... 9 2.2. Cấu trúc chung của tủ hợp bộ ....................................................................... 10 2.2.1. Giới thiệu chung: ....................................................................................... 10 2.2.2. Hệ thống tủ trung thế bao gồm :................................................................ 11 2.2.3. Hình dạng và kích thƣớc tủ: ..................................................................... 13 2.2.3.1. Kích thƣớc và trọng lƣợng ..................................................................... 13 2.2.3.2. Cấu trúc của tủ hợp bộ .......................................................................... 14 2.2.3.3 Các loại tủ khác ....................................................................................... 18 2.3 Sơ đồ mạch động lực và điều khiển : ............................................................ 21 2.4. Cấu trúc thanh cái và đặc điểm .................................................................... 22 CHƢƠNG 3. HỆ THỐNG GIÁM SÁT VÀ ĐIỀU KHIỂN TRONG TỦ HỢP BỘ SCHNEIDER ....................................................................... 25 3.1. Đặt vấn đề ..................................................................................................... 25 3.2. Thiết bị đo , giám sát .................................................................................... 25 3.2.1. Đồng hồ chỉ thị nhiệt độ cuộn dây ........................................................... 25 3.2.2. Đồng hồ chỉ thị nhiệt độ dầu .................................................................... 27 56 3.2.3. Đồng hồ đo mức dầu ................................................................................. 29 3.3. Thiết bị điều khiển........................................................................................ 30 3.3.1. Các thiết bị điều khiển đƣợc lắp ráp trong tủ: ........................................... 30 3.3.2 . Các chức năng chính của tủ: ................................................................... 34 3.3.3. Hệ thống đèn tín hiệu báo các trạng thái làm việc bình thƣờng bao gồm: ............................................................................................................................. 34 3.4. Thiết bị cảnh báo ......................................................................................... 35 3.4.1. Báo động bằng đèn trong các trƣờng hợp sau:.......................................... 35 3.4.2. Các trƣờng hợp báo động bằng tín hiệu đèn , còi trong sau: .................... 35 3.4.3. Báo động bằng đèn , còi và phát tín hiệu cắt máy nhờ các rơle lặp lại trong các trƣờng hợp sau: .................................................................................... 35 3.5. Thiết bị bảo vệ .............................................................................................. 36 3.5.1. Cầu dao phụ tải và dao tiếp đất ................................................................. 36 3.5.2. Rơ le bảo vệ RS 2001 ( Rơ le dòng dầu bảo vệ bộ OLTC ) .................... 37 3.5.3. Rơ le hơi ( rơ le BUCHHOLZ ) ............................................................... 40 3.5.4. Van phòng nổ ( van an toàn cho máy biến áp dầu ) .................................. 45 CHƢƠNG 4. KHAI THÁC AN TOÀN TỦ HỢP BỘ TRUNG ÁP ............. 48 4.1. Đặt vấn đề ..................................................................................................... 48 4.2. Vận hành an toàn hệ thống ........................................................................... 48 4.2.1. Các quy định chung vận hành hệ thống một cách an toàn: ....................... 48 4.2.2. An toàn trong vận hành tủ trung áp: ......................................................... 49 4.2.3. Kiểm tra và bảo dƣỡng tủ: ........................................................................ 50 4.3. Ngững hƣ hỏng thƣờng gặp ......................................................................... 51 4.3.1. Những hƣ hỏng của rơle : .......................................................................... 51 4.3.2 : Đứt dây ( hoặc hở mạch ) một pha :......................................................... 51 4.3.3 : Các vòng dây trong máy biến áp chạm chập nhau : ................................ 52 4.4. Đề xuất các giải pháp hữu ích ...................................................................... 52 KẾT LUẬN ........................................................................................................ 53 TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................ 54