IV. PHẦN PHỤC VỤ GDV THAM KHẢO THÊM

1. Đường dây tải điện

* Dây dẫn: Thường sử dụng chất liệu nhôm lõi thép (AC), dây nhôm (A), dây

đồng (CU) dùng để truyền tải dòng điện từ đầu nguồn đến thiết bị sử dụng điện (phụ tải). Hiện nay, nhiều khu vực sử dụng cáp vặn xoắn thay vì dùng cáp trân để đảm bảo an toàn

* Cột điện: Dùng để đỡ, định vị đường dây và các thiết bị điện, gồm các loại cột cao thế, trung thế, hạ thế (Chữ A, Vuông, Ly tâm). Thường được làm bằng chất liệu Sắt, Thép, Bê tông lõi thép.

* Xà: Dùng để đỡ dây và cố định khoảng cách giữa các dây. Thường làm bằng sắt, thép, bê tông … Kích thước xà tùy thuộc vào vấp điện áp, cấp điện áp càng lớn thì kích thước xà càng lớn.

* Sứ: Thường làm bằng sứ, thủy tinh cách điện.Dùng để cách điện giữa dây và xà. Có hai loại sứ: sứ đứng và sứ chuỗi. Sứ đứng dùng cho cấp điện áp từ 0,4 đến 35(kV). Sứ chuỗi dùng cho cấp điện áp từ 10(kV) trở lên.

Lèo

* Lèo: là khoảng dây điện được đấu với sứ tại các cột nối 2 khoảng cột với nhau.

* Dây néo: là loại dây cáp (thép) dùng để néo (giữ) cột điện xuống đất ở các vị trí góc, đầu đường dây, cuối đường dây để cột điện không bị nghiêng, đổ.

* Cách nhận biết cấp điện áp của 1 đường dây tải điện đang vận hành

qua sứ, khoảng cách: Do những điều kiện trên, ở cùng một cấp điện áp, số lượng sứ trong một chuỗi

sứ có thể không giống nhau giữa các đường dây, giữa các vị trí cột khác nhau hay khu vực khác nhau trên cùng một đường dây. Tuy nhiên giữa cấp điện áp này với cấp điện áp khác thì số lượng sứ có cách biệt rõ nên phân biệt không quá khó. Cấp điện áp đường dây 35kV 66kV 110kV 220kV Số lượng sứ/chuỗi 3-4 5-6 7-9 11-16

Cấp điện áp đường dây Đến 35kV trên 35kV Khoảng cách giữa các dây pha D ≤ 35 cm ≥ 35 cm Khoảng cách chiều cao sứ đứng D ≤ 35 cm ≥ 35 cm

2. Dao cách ly (DS): - Là thiết bị có chức năng tạo khoảng hở nhìn thấy được nhằm tăng cường ổn

định về tâm lý cho công nhân sửa chữa đường dây và thiết bị. Dao cách ly chỉ có thể đóng cắt dòng không tải.Dao cách ly thường được bố trí trên cột.Trong lưới điện cao áp, dao cách ly ít khi đặt riêng rẽ, mà thường được kết hợp với cầu trì và máy cắt điện.

- Dao cách ly được chế tạo nhiều chủng loại, kiểu cách khác nhau, có dao cách ly ngoài trời, trong nhà; dao cách ly một, hai, ba trụ sứ; dao cách ly lưới chém thẳng, quay ngang; dao cách ly một cực (cầu dao một lửa), ba cực (cầu dao liên động). Dao cách ly thường được đóng mở bằng tay thông qua cơ cấu chuyển động đặt trên cột.

+ Dao cách ly được chế tạo với nhiều cấp điện áp khác nhau, 1 pha hay 3 pha, lắp đặt trong nhà và ngoài trời.

+ Dao cách ly được chọn các điều kiện định mức: dòng và áp cùng điều kiện ổn định động và ổn định nhiệt.

Dao cách ly 110kV Cầu dao phụ tải(có hộp dập hồ quang)

Cầu dao chém đứng cao áp Cầu dao chém ngang cao áp

3. Cầu chì tự rơi (Fuse Cut Out) – FCO (cao áp): - Là 1 loại thiết bị dùng để bảo vệ các Trạm Biến Áp, các thiết bị quan trọng trên

lưới và đầu các đường cáp ngầm tránh khỏi sự cố khi có quá điện áp cảm ứng do sét đánh, cũng như quá điện áp nội bộ, LA được đặt trước và song song với thiết bị được bảo vệ. Khi có quá điện áp, các khe hở sẽ phóng điện và trị số của điện trở phi tuyến lúc này cũng rất nhỏ cho dòng điện đi qua.Sau khi quá điện áp được đưa xuống đất thì điện áp dư đặt lên chống sét van nhỏ dưới mức đã định làm điện trở phi tuyến trở lên rất lớn, ngăn không cho dòng điện đi qua.

Khi dòng xoay chiều đi qua trị số 0 thì hồ quang sẽ tự động bị dập tắt.trong điều kiện bình thường điện áp đặt lên chống sét van là điện áp pha của lưới điện.Lúc này điện trở phi tuyến có trị số rất lớn hay nói cách khác là nó cách điện. nhưng khi xuất hiện quá diện áp sẽ phóng điện trước thiết bị mà nó bảo vệ, trị số điện trở phi tuyến giảm xuống rất bé và dẫn dòng xung xuống đất. khi tình trạng quá điện áp đã qua, chống sét van trở về trạng thái cách điện như lúc ban đầu.

Cầu chì tự rơi FCO lắp trước máy biến áp phía cao thế.

4. Các loại chống sét:

- Thiết bị chống sét có rất nhiều loại, tuỳ theo phạm vi sử dụng và công nghệ chế tao chúng ta có các loại sau:

* Chống sét sừng: hay còn gọi là khe hở phóng điện, thường dùng làm bảo vệ phụ hoặc làm một bộ phận trong chống sét khác.

* Chống sét ống: được dùng để bảo vệ các đường dây không treo dây chống sét hoặc bảo vệ phụ cho các trạm biến áp…

* Chống sét van: dùng bảo vệ chính chống sóng quá điện áp truyền từ đường dây vào trạm, trên thanh cái, máy biến áp.

Vị trí FCO

Chống sét van

* Kim thu sét: thường được bố trí nhiều kim để bảo vệ sét đánh trực tiếp vào trạm biến áp.

* Dây thu sét: bố trí dọc tuyến dây dẫn (hoặc đan chéo thành lưới trên phạm vi

trạm biến áp) để bảo vệ dọc chiều dài các đường dây dẫn điện (hoặc khu vực trạm). * Dây chống sét trên dường dây:

Dây chống sét

5. Máy cắt: - Máy cắt điện là thiết bị điện dùng để đóng cắt mạch điện ở mọi chế độ vận

hành: chế độ không tải, chế độ tải định mức, chế độ sự cố, trong đó chế độ đóng cắt dòng ngắn mạch là chế độ nặng nề nhất để bảo vệ các phẩn tử của hệ thống điện.

- Phân loại máy cắt điện, ưu khuyết điểm của từng loại. Dựa vào cấu tạo của MC người ta chia thành các loại MC sau:

* MC nhiều dầu: Dầu làm nhiệm vụ cách điện và dập hồ quang - Ưu điểm: Nguyên lý cấu tạo đơn giản, dễ chế tạo và rẻ tiền. - Nhược điểm: Thời gian cắt lớn cỡ 0,15 – 0,2s. Kích thước và khối lượng

lớn.Bảo dưỡng và sửa chữa phức tạp, dầu cần làm sạch sau một số lần cắt dòng điện lớn nhất định (nhỏ), dễ gây cháy nổ, ngày nay MC dầu ít được chế tạo.

* MC ít dầu: Dầu chỉ làm nhiệm vụ dập hồ quang. - Ưu điểm: Nguyên lý cấu tạo đơn giản, dễ chế tạo và rẻ tiền. Về kích thước và

khối lượng, thời gian đóng cắt nhỏ hơn MC dầu. - Nhược điểm: Công suất cắt ngắn mạch nhỏ hơn MC dầu. Mặt khác vì ít dầu

nên dầu mau bị bẩn, chất lượng dầu giảm nhanh. Do không có thiết bị hâm nóng dầu nên không thể đặt ở nơi có nhiệt độ thấp. Hiện nay số lượng MC này đang ít dần do không cạnh tranh được với các MC tiên tiến khác.

* MC không khí nén: Không khí được nén lại ở áp suất cao để thổi hồ quang. - Ưu điểm: Khả năng cắt lớn có thể đạt tới 100kA, thời gian cắt bé nên tiếp điểm

có tuổi thọ cao. Loại MC này không dễ cháy nổ như MC dầu. - Nhược điểm: Loại MC này có thiết bị nén khí đi kèm nên thường chỉ sử dụng

tại các trạm có số lượng MC lớn. * MC khí SF6: Khí SF6 trong máy ngắt làm nhiệm vụ cách điện và dập hồ

quang. - Ưu điểm: khí SF6 có độ bền điện cao. Hệ số dẫn nhiệt của khí SF6 cao gấp 4

lần không khí vì vậy có thể tăng mật độ dòng điện trong mạch dẫn điện của MC, giảm khối lượng đồng. Khả năng dập hồ quang của buồng dập kiểu thổi dọc khí SF6 cao gấp 6 lần MC không khí vì vậy giảm được thời gian cháy của hồ quang tăng tuổi thọ của tiếp điểm. Khí SF6 là loại khí trơ, khó cháy, không mùi, không độc hại nên khó bị thay đổi tính chất. Được chế tạo ở mọi cấp điện áp từ 3kV – 800kV, khả năng cắt lớn, kích thước nhỏ gọn, độ an toàn và độ tin cậy cao, tuổi thọ cao và chi phí bảo dưỡng thấp.

- Nhược điểm: Khí SF6 có nhiệt độ hoá lỏng thấp vì vậy loại khí này chỉ dùng ở

áp suất không cao để tránh phải dùng thiết bị hâm nóng. Mặt khác khí chỉ có thể đảm bảo chất lượng khi không có tạp chất.

* MC chân không: Máy ngắt chân không là hồ quang được dập tắt trong môi trường chân không.

- Ưu điểm: Kích thước nhỏ gọn, không gây ra cháy nổ, tuổi thọ cao khi đóng cắt dòng điện định mức, gần như không cần bảo dưỡng định kỳ, thời gian đóng cắt nhỏ.Dùng rộng rãi ở lưới điện trung áp với dòng định mức tới 5000A.

- Nhược điểm: Giá thành cao.

Máy Cắt Hợp Bộ DTC Máy Cắt Hợp Bộ HuynDai

Hệ thống tủ máy cắt hợp bộ - TBA 110kV TP Thanh Hóa

6. Ắc Quy - Ắc quy là thiết bị biến đổi năng lượng điện năng thành hoá năng (khi náp điện

vào ắc quy) và biến đổi hoá năng thành điện năng (khi cho Ắc quy phóng điện). Ắc quy để cung cấp điện một chiều cho phụ tải.

- Có hai loại Ắc quy: + Ắc quy Axit (Ắc quy nước): làm bằng PbO2 ép chặt trong khung hình tổ ong

làm bằng chì. + Ắc quy Kiềm (Ắc quy khô): làm bằng Ni(OH)2 nén chặt trong các khung được

khoan nhiều lỗ nhỏ làm bằng thép mạ kền. - Ắc quy Kiềm có tuổi thọ cao hơn và ít ảnh hưởng đến môi trường.

Ắc quy được tính toán và sử dụng theo dòng điện nạp 1 chiều. Dòng từ bé 5Ah đến 250Ah (Ampe giờ).

7. Tụ điện - Là một loại linh kiện điện tử thụ động tạo bởi hai bề mặt dẫn điện được ngăn

cách bởi điện môi. Khi có chênh lệch điện thế tại hai bề mặt, tại các bề mặt sẽ xuất hiện điện tích cùng điện lượng nhưng trái dấu.

Sự tích tụ của điện tích trên hai bề mặt tạo ra khả năng tích trữ năng lượng điện trường của tụ điện. Khi chênh lệch điện thế trên hai bề mặt là điện thế xoay chiều, sự tích luỹ điện tích bị chậm pha so với điện áp, tạo nên trở kháng của tụ điện trong mạch điện xoay chiều. Về mặt lưu trữ năng lượng, tụ điện có phần giống với ắc qui.Mặc dù cách hoạt động của chúng thì hoàn toàn khác nhau, nhưng chúng đều cùng lưu trữ năng lượng điện.

Ắc qui có 2 cực, bên trong xảy ra phản ứng hóa học để tạo ra electron ở cực này và chuyển electron sang cực còn lại. Tụ điện thì đơn giản hơn, nó không thể tạo ra electron - nó chỉ lưu trữ chúng. Tụ điện có khả năng nạp và xả rất nhanh.Đây là một ưu thế của nó so với ắc qui.

(Tụ bù trung thế) (Tụ bù hạ thế)

(Tụ bù trung tần)

- Trong thực tế người ta dùng hệ thống tụ để bù công suất phản kháng cho lưới điện, nhờ đó nâng cao hệ số công suất Cosφ trên lưới, dẫn đến giảm tổn thất điện năng trên lưới. Góp phần điều chỉnh điện áp và ổn định điện áp cho mạng điện. Có hai phương pháp bù cơ bản:

+ Bù dọc: là phương pháp nối tiếp các thiết bị bù thường là tụ điện tĩnh (hoặc máy bù đồng bộ) chen vào các đường dây tải điện dùng trong hệ thống truyền tải xa. Tác dụng của bù dọc là nhằm thay đổi giá trị điện kháng của đường dây, mục đích để giảm tổn thất điện áp trên đường dây và giúp tăng độ ổn định điện áp của hệ thông khi có sự cố.

+ Bù ngang: là biện pháp nối rẽ các thiết bị bù (bộ tụ điện tĩnh, hoặc máy bù đồng bộ) vào trên lưới truyền tải và phân phối điện. Tác dụng của bù ngang là nhằm bù công suất phản kháng trên đường dây, để nâng cao hệ số công suất Cosφ, dẫn đến tăng khả năng tải công suất tác dụng trên đường dây, giúp giảm tổn thất truyền tải và góp phần điều chỉnh và ổn định điện áp của lưới điện cung cấp điện

8. Máy nạp điện - Là một thiết bị dùng để biến đổi dòng điện xoay chiều ở đầu vào thành dòng

một chiều ở đầu ra để nạp điện cho hệ thống Ắc quy và cung cấp cho các phụ tải. - Nguyên lý làm việc chung của các máy nạp là dùng một máy biến áp cách ly

có tác dụng phối hợp giữa điện áp nguồn xoay chiều với điện áp ra một chiều cung cấp cho các phụ tải, đồng thời có nhiệm vụ cách ly mạch xoay chiều với mạch một chiều, đầu ra của biến áp này được đưa qua bộ chỉnh lưu nửa chu kỳ,

9. Mạch điều khiển, đo lường * Mạch nhất thứ:

- Mạch điện nhất thứ là mạch điện tiếp nhận các nguồn điện cao áp đến trạm, biến đổi điện áp của nguồn điện nhận được, sau đó phân phối đi nguồn điện có điện áp biến đổi.

- Mạch nhất thứ gồm có các cáp dẫn đến và đi (cáp trên không hoặc cáp ngầm) nối vào các thanh cái (thanh góp) thông qua các máy cắt điện và dao cách ly; điện áp của nguồn điện nhận được biến đổi nhờ các máy biến áp lực; cóa các thiết bị bảo vệ cao áp (cầu chì cao áp, chống sét van …);

- Các máy biến dòng điện để biến đổi dòng điện cao áp thành dòng điện hạ áp có cường độ dòng điện nhỏ hơn (cung cấp tín hiệu dòng điện cho các thiết bị đo đếm và rơle bảo vệ);

- Các máy biến điện áp để biến đổi điện áp cao thành điện áp hạ áp (cung cấp tín hiệu điện áp cho các thiết bị đo đếm điện và rơle bảo vệ); có

- Máy biến áp tự dùng để biến đổi điện áp cao thành điện áp hạ áp (nguồn điện hạ áp tự dùng để cung cấp cho mạch điện nhị thứ, mạch điện chiếu sáng …).

Ngoài ra trong mạch nhất thứ của trạm biến áp có thể có các máy bù đồng bộ, các tụ điện bù. Mạch điện nhất thứ mà việc ở điện áp cao (cấp điện áp là 6kV, 10kV, 22kV, 35kV, 110kV, 220kV …).

* Mạch nhị thứ: - Mạch nhị thứ gồm các mạch điện có chức năng kiểm soát sự vận hành của

mạch nhất thứ (điều khiển, chỉ thị trạng thái, đo đếm thông số điện và bảo vệ mạch điện nhất thứ).

- Mạch điện nhị thứ có các cáp nhị thứ, các dây dẫn điện, các thiết bị nhị thứ (thiết bị đo đếm điện, thiết bị điều khiển, rơle bảo vệ …) được nối mạch theo trình tự nhất định.

- Mạch nhị thứ làm việc ở điện áp thấp, dùng dòng điện một chiều (chiếm phần lớn của mạng điện nhị thứ trong trạm) và dòng điện xoay chiều (chiếm phần nhỏ của mạng điện nhị thứ).

- Mạch điện nhị thứ được lắp đặt trong các tủ bảng điện; trong các tủ truyền động điều khiển thiết bị điện, trong mương cáp ống cáp và hộp cáp. Ngoài ra mạch điện nhị thứ trong trạm biến áp còn có các mạch điện hạ áp khác là mạch điện chiếu sáng, mạch điện thiết bị thông tin liên lạc.

- Dùng để điều khiển sự làm việc của các thiết bị điện nhất thứ. Đây là loại mạch điều khiển.Mạch điều khiển đóng, cắt máy cắt điện, điều khiển đóng mở dao

cách ly, mạch điều khiển các thiết bị làm mát và bộ điều áp dưới tải máy biến áp.Nguồn cấp điện cho điều khiển đóng cắt máy cắt, dao cách ly thường dùng nguồn một chiều cung cấp độc lập từ các dàn ắc quy 48V, 110V, 220V đặt tại trạm.Chỉ có một số ít trường hợp dùng nguồn xoay chiều điều khiển.

- Dùng để đo, đếm các thông số vận hành điện. Có hai loại mạch điện thực hiện chức năng đo đếm điện, đó là mạch biến dòng điện và mạch biến điện áp. Hai mạch này riêng rẽ không nối với nhau, tuy có thể cùng nối điện để cấp tín hiệu dòng và áp cho một thiết bị đo đếm. Mạch dòng điện mắc nối tiếp tùe cuộn dây thứ cấp của máy biến dòng điện đến các cuộn dây dòng điện nối tiếp của các thiết bị đo đếm. Mạch biến điện áp mắc song song cuộn dây thứ cấp của máy biến điện áp nối với các cuộn dây điện áp của các thiết bị đo đếm.

- Dùng để bảo vệ mạch điện nhất thứ, bằng cách cung cấp liên tục các thông số vận hành (tín hiệu dòng điện và điện á ) trạm cho các rơle bảo vệ, để các rơle tác động cắt các máy cắt điện, cắt điện loại trừ các phần tử mạch điện nhất thứ bị sự cố trong khi đang vận hành ra khỏi lưới điện, đảm bảo cho các phần tử khác liên tục vận hành bình thường.

- Dùng để chỉ trạng thái làm việc của thiết bị điện nhất thứ (mạch chỉ thị trạng thái) khi vận hành bình thường và báo hiệu khi sự cố (mạch điện báo sự cố).

- Mạch này có chức năng truyền tín hiệu xa: tín hiệu bảo vệ, tín hiệu đo lường … Được sử dụng trong hệ thống SCADA.

10. Bảo vệ Rơle - Trong quá trình vận hành hệ thống điện có thể xảy ra các sự cố và tình trạng

làm việc không bình thường của thiết bị. Trong phần lớn các trường hợp, các sự cố xảy ra kèm theo hiện tượng dòng điện tăng cao và điện áp giảm khá thấp đặc biệt là các sự cố ngắn mạch. Việc dòng điện chạy qua thiết bị điện tăng cao phát nóng quá mức cho phép dẫn đến cách điện bị già hóa, hư hỏng thiết bị… Do đó, để duy trì hoạt động bình thường của hệ thống và các hộ tiêu thụ khi xuất hiện sự cố cần phải phát hiện và loại trừ càng nhanh càng tốt điểm sự cố ra khỏi hệ thống. Chỉ có thiết bị tự động bảo vệ mới có thể thực hiện tốt các yêu cầu trên.Thiết bị này được gọi là bảo vệ rơle.

Thiết bị rơ le

- Phân loại: + Bảo vệ chính: là loại bảo vệ thực hiện tác động nhanh khi xảy ra sự cố trong

phạm vi hay đối tượng cần bảo vệ đã được xác định thì nó phải tác động đầu tiên. + Bảo vệ dự phòng: là loại bảo vệ thay thế cho bảo vệ chính trong trường hợp

bảo vệ chính không làm việc hoặc trong tình trạng sửa chữa nhỏ và khi bảo vệ chính không tác động thì nó có nhiệm vụ tác động loại trừ điểm sự cố ra khỏi hệ thống. Bảo vệ dự phòng phải tác động với thời gian lớn hơn tác động của bảo vệ chính, nhằm để cho bảo vệ chính loại trừ phần tử bị sự cố ra khỏi hệ thống trước khi bảo vệ này tác động.

* Các loại Rơ le bảo vệ cho MBA: - Các rơle tác động theo dòng điện: + Rơle bảo vệ quá dòng điện phía sơ cấp: F50/51P pha, chạm đất. + Rơle bảo vệ quá dòng điện phía thứ cấp: F50/51S pha, chạm đất. + Rơle bảo vệ so lệch dòng điện: F87T. + Rơle bảo vệ quá dòng điện dây trung tính: F50/51G + Rơle bảo vệ chạm đất các cuộn dây: F50REF - Các rơle không tác động theo dòng điện: + Rơle hơi: F96-1, 96-2. + Rơle nhiệt độ dầu: F26O. + Rơle nhiệt độ cuộn dây: F26W. + Rơle mức dầu thân máy: F33 + Rơle áp suất thân máy, bộ đổi nấc dưới tải F63.

* Các rơle bảo vệ cho đường dây: - Rơle bảo vệ quá dòng điện không thời gian, có thời gian: F50/51L pha, chạm

đất . - Rơle so lệch pha cao tần: F85 - Rơle quá dòng có hướng (pha chạm đất): F67, 67N. - Rơle bảo bệ khoảng cách : F21, 44. - Mã số của các bảo vệ thường gặp theo tiêu chuẩn ANSI:

1 F21: Bảo vệ khoảng cách 2 F25: Rơ le kiểm tra đồng bộ 3 F27: Bảo vệ kém áp 4 F28: Thiết bị phát hiện cháy 5 F30: Rơ le cảnh báo 6 F49: Bảo vệ quá tải 7 F50: Bảo vệ quá dòng cắt nhanh (không hướng) 8 F50N: Bảo vệ quá dòng chạm đất cắt nhanh (không hướng) 9 F51: Bảo vệ quá dòng có thời gian (không hướng)

10 F51N: Bảo vệ quá dòng chạm đất có thời gian (không hướng) 11 50BF: Bảo vệ chống hư hỏng máy cắt 12 F59: Bảo vệ quá áp 13 F67: Bảo vệ quá dòng có hướng 14 F67N: Bảo vệ quá dòng chạm đất có hướng 15 F79: Tự động đóng lại 16 F81: Rơ le sa thải phụ tải theo tần số 17 F85: Thiết bị trao đổi tín hiệu của bảo vệ với đầu đối diện 18 F87B: Rơ le so lệch thanh cái 19 F87T: Rơ le so lệch máy biến áp 20 F90: Tự động điều chỉnh điện áp 21 F94: Rơ le trung gian 22 FR: Máy ghi sự cố 23 FL: Thiết bị xác định điểm sự cố