Giới Thiệu Công Nghệ Mới - Máy Cắt Tụ

Giới thiệu dàn tụ bù ngang 110 kV.Trong hệ thống điện, để cân bằng công suất phản kháng Q giữa nguồn phát điện và phụ tải là một việc không đơn giản và không dễ thực hiện. Khi truyền tải một lượng điện năng tới phụ tải qua rất nhiều cấp điện áp tương ứng với nhiều cấp biến đổi qua MBA làm suy giảm công suất phản kháng. Và trong các phụ tải lại có các phụ tải tiêu thụ Q. Việc bù công suất phản kháng trong hệ thống điện không chỉ đảm bảo cho việc cân...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Giới Thiệu Công Nghệ Mới - Máy Cắt Tụ Công nghệ mới nhất cho máy cắt tụI. Giới thiệu dàn tụ bù ngang 110 kVTrong hệ thống điện, để cân bằng công suất phản kháng Q giữa nguồn phát điện và phụtải là một việc không đơn giản và không dễ thực hiện. Khi truyền tải một lượng điện năngtới phụ tải qua rất nhiều cấp điện áp tương ứng với nhiều cấp biến đổi qua MBA làm suygiảm công suất phản kháng. Và trong các phụ tải lại có các phụ tải tiêu thụ Q. Việc bùcông suất phản kháng trong hệ thống điện không chỉ đảm bảo cho việc cân bằng côngsuất phản kháng mà còn làm giảm tổn thất công suất và điện năng cũng như để ổn địnhđiện áp tại các điểm nút đặt thiết bị bù. Để thực hiện, tại các điểm nút lưới 110kV và lướitrung áp người ta lắp các dàn tụ bù ngang để bù Q cho hệ thống.Trong các dàn tụ bù ngang, việc đóng xung điện vào các dàn tụ và nạp điện vào các tụđiện sẽ sinh ra các đại lượng điện thay đổi đột biến gây ra dao động cho lưới về quá dòngđột ngột và quá điện áp đột ngột làm chọc thủng cách điện của các thiết bị điện trong hệthống và làm hỏng các thiết bị. Đặc biệt với các trạm vận hành hai dàn tụ song song thìcác dao động điện sinh ra khi đóng các dàn tụ (back to back switching) là có biên độ lớnhơn và nguy hiểm hơn cho các thiết bị trong hệ thống.Hiện nay, trong hệ thống điện của Việt Nam, để ngăn chặn các dao động điện khi đóngxung điện cho các dàn tụ có ảnh hưởng tới hệ thống cần thiết kế dàn tụ mắc nối tiếp vớikháng điện khô có giá thành đắt bằng hoặc thậm chí đắt hơn bộ máy cắt cùng cấp điện ápđể cản dịu biên độ xung của các dao động này. Để bảo vệ cho máy cắt không bị xếpchồng cộng hưởng quá điện áp khi đóng máy cắt cho dàn tụ, phải lựa chọn thời điểmđóng qua điểm có trị số điện áp 0 vôn cho tất cả 3 pha của máy cắt. Việc này có thể thựchiện được bằng cách điều chỉnh độ lệch thời gian đóng giữa các pha của máy cắt bằngcách sử dụng rơ le đồng bộ điều khiển lựa chọn thời điểm đóng từng pha máy cắt dàn tụ.Giá thành một rơ le đồng bộ điều khiển lựa chọn đóng cho dàn tụ cũng đắt gần bằng mộtbộ máy cắt cùng cấp điện áp.Để thiết kế cho một dàn tụ bù ngang 110 kV theo hiện tại thì phải bỏ ra một diện tích đấtcho ngăn lộ lớn hơn diện tích đất đối với một ngăn lộ bình thường. Chúng ta đã biết khilắp các kháng điện khô đòi hỏi phải có một khoảng không gian xung quanh tương đối lớnđể đảm bảo an toàn không làm ảnh hưởng đến các thiết bị xung quanh do từ trường củakháng điện khô sinh ra. Khi thiết kế lắp đặt kháng điện thì phải trang bị các chống sét bảovệ cho cả 3 pha, giá thành chống sét cũng không rẻ hơn nhiều so với máy cắt.vận hành dàn tụ bù ngang 110 kV trên lưới hiện có trên hệ thống sẽ phải chi phí đầu tưrất lớn về mua sắm thiết bị điện và phải đầu tư một diện tích đất khá lớn. Để khắc phụccác nhược điểm này trên thế giới đã có công nghệ mới cho máy cắt tụ do hãng SouthernState (COELME) chế tạo.II. Giới thiệu công nghệ mới cho máy cắt tụVới công nghệ chế tạo máy cắt (MC) này, việc thi công một ngăn lộ tụ bù ngang sẽ tiệnlợi rất nhiều về các mặt: thi công nhanh, đầu tư thấp (không phải thêm 3 bộ kháng khô và3 bộ chống sét van). Không phải sử dụng diện tích đất lớn để thi công lắp đặt. Khi đóngdàn tụ bằng máy cắt này thì việc lựa chọn thời điểm đóng tại điểm có điện áp bằng 0 Vđược thực hiện tin cậy đơn giản hơn so với việc sử dụng rơ le lựa chọn đồng bộ đóng.Máy cắt với buồng dập hồ quang bằng khí SF6, cơ cấu truyền động lò xo, điện trở đóngtrước làm cản dịu các quá trình dao động điện sinh ra khi đóng MC các dàn tụ. Máy cắtcó thể chế tạo với các cấp điện áp từ 36 kV - 170 kV, dòng điện đóng cắt dàn tụ lên tới650A.Xét với một dàn tụ bù ngang 72 kV- 400A khi đóng dàn tụ đơn không có bộ chặn quátrình quá độ (không có kháng điện), khi đóng MC các dao động về điện áp có trị số tăngtới 1,7 x U định mức và quá dòng điện trị số tăng tới 1,7 x I định mức.Khi thiết kế máy cắt với điện trở đóng trước, tại thời điểm đóng tụ các dao động điện sẽđược triệt tiêu và được giới hạn quá điện áp có trị số biên độ với 1,2 U định mức. Còndòng điện thì chỉ dao động ở biên độ rất nhẹ.Khi đóng máy cắt, mạch tiếp điểm điện trở sẽ được thực hiện tiếp xúc trước trong khoảngthời gian 5-15 ms, sau đó mạch tiếp điểm làm việc mới tiếp xúc. Sử dụng nguyên lý nàycác dòng điện xung được giới hạn tới 90%.Máy cắt tụ được thiết kế hợp bộ với độ tin cậy cao, cho phép hạn chế dao động khi đóngtụ không quá 20% quá điện áp, giảm dòng điện quá độ tới 90%, thiết kế nhỏ gọn, đơngiản, dễ lắp đặt.Về nguyên lý máy cắt tụ là một máy cắt SF6 có bộ truyền động cơ khí kiểu lò xo. Qúatrình đóng được sử dụng bằng năng lượng tích năng của lò xo đóng do động cơ điện tựđộng tích năng sau mỗi lần thao tác đóng MC. Trong quá trình đóng đồng thời tích năngnăng lượng cho lò xo cắt, năng lượng cắt được sử dụng bằng năng lượng tích năng của lòxo cắt.Điểm khác biệt quan trọng nhất so với máy cắt thông thường là trụ cực máy cắt gồm haiphần, phần dưới là buồng sứ cách điện, buồng trên là buồng cắt với cơ cấu hai mạch dẫnđiện: Mạch điện trở đóng trước và mạch làm việc.Điện trở đóng là khối tổ hợp của các phần tử điện trở hình đĩa tròn xếp chồng xen kẽ vớicác lá tròn bằng nhôm để phân chia dòng. Chúng được ép chặt bằng lò xo và được đặt ởvị trí trên nóc của trụ cực máy cắt, một đầu được nối tới đầu cực cao áp trên của MC. Đầudưới được nối với điện trở trượt, tiếp điểm chính, tiếp điểm động. Trong trụ cực được nạpkhí SF6 để dập hồ quang và tăng cường cách điện.Ngoài ra trụ cực MC còn có tầng sứ đỡ cách điện, bên trong được nạp khí SF6 và cóthanh truyền động cách điện. Các bộ phận khác như tủ truyền động bên trong có các cơcấu truyền động cơ khí lò xo gồm các lò xo tích năng đóng, lò xo tích năng cắt, các trụctruyền động, các cánh tay đòn, các chốt hãm, các bộ tiếp điểm phụ, động cơ tích năng lòxo đóng, hộp truyền động, các thiết bị điện điều khiển MC như rơ le, khởi động từ, cuộnđóng, cuộn cắt, khoá chế độ, nút thao tác tại chỗ/t ...