NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ CHẾ TẠO MÁY BIẾN ÁP SIÊU CAO ÁP 450.000 kVA-500/225/35 kV Điện năng đóng vài trò rất quan trọng đối với sự phát triển của nền kinh tế quốc dân, trong đó hệ thống điện là “mạch máu” cung cấp năng lượng nuôi mọi hoạt động kinh tế xã hội, phục vụ đời sống, đảm bảo an ninh quốc phòng cho mỗi quốc gia. Điện năng từ nguồn đến nơi tiêu thụ thường phải biến đổi qua nhiều cấp điện áp, do đó tổng công suất các máy biến áp thường bằng khoảng 5-7 lần tổng công suất các máy phát điện. Ở nước ta hiện nay, mặc dù điện năng phát triển với tốc độ bình quân 15% một năm nhưng nhu cầu về điện tăng khoảng 18%, do đó tình trạng cung không đủ cầu sẽ còn kéo dài. Ngoài việc tập trung xây dựng các loại nguồn điện, hệ thống truyền tải và phân phối điện cũng cần được đầu tư phát triển. Nhà nước đã xây dựng chiến lược nội địa hóa sản phẩm thiết bị điện, trong đó Việt Nam phải làm chủ việc thiết kế, chế tạo thiết bị điện có điện áp đến 220 kV. Research on manufaturing design of ultra- high-voltage transformer 450.000kva- 500/225/35kV This article focuses on introducing the research on manufaturing design of ultra- high-voltage transformer 450.000kVA- 500/225/35kV made successfully for the first time in Vietnam and Southeast Asia by Engineer. Nguyen Thi Nguyet, Dong Anh Electrical Equipment Manufacturing Joint Stock Company (EEMC). On July, 2010, the first unit of the facility was plated to celebrate 1000 years of Thang Long-Hanoi. I NHỮNG THUẬN LỢI VÀ KHÓ KHĂN Công ty CP Chế tạo Thiết bị điện Đông Anh (EEMC) đã từng bước làm chủ công nghệ, chế tạo thành công các máy biến áp 110 kV, 220 kV. Thành công của việc nghiên cứu, thiết kế chế tạo các máy biến áp này đã thúc đẩy đội ngũ cán bộ kỹ thuật của công ty nghiên cứu sửa chữa phục hồi, tiến đến nghiên cứu thiết kế chế tạo thành công Máy biến áp siêu cao áp 500 kV. Đây là sự thay đổi về chất bởi vì chế tạo thiết bị điện từ 220 kV chuyển sang 500 kV là thách thức to lớn về cả lý thuyết, bí quyết công nghệ mà đội ngũ cán bộ kỹ thuật phải tập trung giải quyết Đối với các nước có nền công nghiệp phát triển đang quan tâm đến vấn đề thiết kế chế tạo máy biến áp có công suất Máy biến áp 500 kV lần đầu tiên chế tạo tại Việt Nam lớn, điện áp cao đến 750 và 1000 kV, còn đối với máy biến áp 500 kV thế giới đã đi trước chúng ta hơn 30 năm. Từ khi nước ta có hệ thống điện 500 kV tất cả các máy biến áp 500 kV đều phải nhập ngoại. Mọi công việc lắp đặt, bảo dưỡng phải thuê chuyên gia nước ngoài đảm nhiệm. Đối với người Việt Nam việc thiết kế, chế tạo các thiết bị điện áp siêu cao là nhiệm vụ “bất khả kháng”. Năm 2005, một loạt máy biến áp 216.000 kVA- 500/15,75 kV của nhà máy Thuỷ điện IALY bị sự cố, gây thiệt hại lớn cho ngành điện cũng như nền kinh tế Việt Nam. Tập đoàn Điện lực Việt Nam (EVN) đã giao cho EEMC nghiên cứu sửa chữa phục hồi các tổ máy này. Lúc bấy giờ máy biến áp IALY là sản phẩm 500 kV mới, có đặc thù kết cấu phức tạp, trình độ công nghệ cao, thậm chí cán bộ kỹ thuật của EEMC cũng chưa hiểu gì về máy 500 kV. Tuy nhiên với tinh thần quyết tâm cao, khao khát làm chủ công nghệ ở trình độ thế giới, EEMC đã đăng ký công trình NCKH cấp Bộ, nhằm nghiên cứu sửa chữa, phục hồi các tổ máy biến áp này. Sự thành công của việc sửa chữa các tổ máy biến áp 500 kV đã giúp ngành điện hoàn toàn chủ động trong việc vận hành hệ thống điện 500 kV, và cũng từ đó máy biến áp 500 kV không còn là “bất khả kháng” đối với cán bộ kỹ thuật Việt Nam nữa. Sự thành thành công của đề tài, càng làm tăng uy tín của EEMC trong ngành điện cũng như trong cả nước, và đồng thời mở ra cơ hội cho việc nghiên cứu chế tạo máy biến áp 500 kV sắp tới. Phát huy những thành công trong việc sửa chữa máy biến áp 500 kV, năm 2008, EEMC đã mạnh dạn đăng ký đề tài NCKH cấp Nhà nước “Nghiên cứu thiết kế, chế tạo tổ máy biến áp 450.000 kVA-500 kV”, với các thông số kỹ thuật thỏa mãn tiêu chuẩn IEC, tương đương với các sản phẩm cùng loại của các nước tiên tiến. Đây là công trình NCKH lớn nhất của ngành Cơ khí điện Việt Nam từ trước đến nay. Hiện nay trên thế giới mới chỉ có hơn chục nước chế tạo được loại máy biến áp siêu cao áp 500 kV này. Khác với việc thiết kế chế tạo Máy biến áp 110, 220 kV, khi nghiên cứu thiết kế chế tạo tổ Máy biến áp 500 kV, công ty phải đầu tư lại toàn bộ nhà xưởng để đạt tiêu chuẩn quốc tế về: Độ ẩm, độ sạch của không khí. Để phục vụ cho việc thử nghiệm tổ máy biến áp này, nhà nước đã đầu tư nâng cấp Trung tâm Thử nghiệm điện Quốc gia hàng trăm tỷ đồng. Công trình nghiên cứu thiết kế chế tạo máy biến áp 500 kV đã trở thành một thách thức đối với ngành Cơ khí Điện lực Việt Nam nói chung và EEMC nói riêng. Giá trị công trình lên tới 120 tỷ VNĐ đòi hỏi ban lãnh đạo và toàn thể đội ngũ công nhân viên chức công ty EEMC tập trung mọi nguồn lực đảm bảo cho việc chế tạo thành công. II TIÊU CHUẨN, THÔNG SỐ CHẾ TẠO MÁY BIẾN ÁP 500 KV Máy biến áp được tính toán thiết kế, lựa chọn vật liệu - phụ kiện, chế tạo và thử nghiệm phù hợp với các chỉ tiêu thông số kỹ thuật theo tiêu chuẩn: IEC - 60076. II.1 ĐIỀU KIỆN LÀM VIỆC: - Độ cao so với mực nước biển : 1000m - Nhiệt độ môi trường tối đa : 450C - Nhiệt độ môi trường trung bình : 350C - Nhiệt độ môi trường thấp nhất : 00C - Độ ẩm cực đại : 100% - Độ ẩm trung bình : 85% - Khí hậu : Nhiệt đới - Mức độ ô nhiễm môi trường : Nặng (cấp 3) - Tốc độ gió dự kiến : 160 km/h II.2 CÁC THÔNG SỐ KỸ THUẬT CHÍNH: Kiểu: 1 pha, 3 trụ Loại máy biến áp: 1 pha, 3 trụ ngâm trong dầu, làm việc ngoài trời. Tần số: 50Hz Điện áp danh định: Điện áp cuộn cao áp (HV): 500/ 8 x1,25% kV (điều chỉnh điện áp dưới tải) Điện áp cuộn trung áp (MV):225/ kV(Cuộn cao áp và trung áp đấu tự ngẫu) Điện áp cuộn hạ áp (LV): 35 kV Công suất danh định ( Cao/Trung/Hạ): ONAN: 90.000/90.000/30.000 kVA ONAF: 112.500/112.500/37.500 kVA OFAF: 150.000/150.000/50.000 kVA Tổ nối dây: YNa 0 d11 Mức cách điện: Kiểu làm mát: ONAN/ONAF/OFAF (làm mát tự nhiên/quạt cưỡng bức/bơm dầu cưỡng bức) Dòng điện ngắn mạch của hệ thống: - Phía 500 kV: 50 kA/2s - Phía 225 kV: 25 kA/2s - Phía 35kV: 20 kA/2s Mức tiếng ồn: Dưới 80 dB ở khoảng cách 3 m theo tiêu chuẩn IEC-60551 Khả năng chịu quá tải của máy biến áp: Theo tiêu chuẩn IEC-60354 và phù hợp với quy trình vận hành MBA Giới hạn độ tăng nhiệt độ: Lớp dầu trên: 550C Cuộn dây: 600C II.3 CÁC ĐẶC TÍNH KỸ THUẬT CỦA MÁY: Tổ máy biến áp 450.000 kVA-500 kV gồm 3 máy biến áp 1 pha. Mỗi máy được nghiên cứu đầy đủ tính năng hiện đại và các chỉ tiêu kỹ thuật tiên tiến dựa trên cơ sở tiêu chuẩn IEC; Máy làm việc hoàn toàn tự động và có hệ thống bảo vệ nhờ hệ thống thiết bị cung cấp tín hiệu; bảo vệ được bố trí trên thân máy. Các tín hiệu này được nối vào các tủ điều khiển và các máy ngắt và các thiết bị bảo vệ và đo lường đặt trong trạm . Máy được thiết kế điều chỉnh dưới tải phía 500 kV, có điều khiển tại chỗ và từ xa. Việc điều chỉnh đồng thời các bộ điều [...]... nghiên cứu thiết kế và chế tạo thành công ở Việt Nam Máy có kết cấu gọn, đẹp về hình thức, tốt về chất lượng, các tính năng kỹ thuật tương đương với các máy cùng loại của các nước tiên tiến Máy biến áp hiện nay đang sẵn sàng chờ chuyển đi lắp đặt để khai thác V KẾT LUẬN: Thành công của đề tài Nghiên cứu thiết kế chế tạo máy biến áp siêu cao áp 500 kV là mốc son đỏ mà tập thể Công ty CP Chế tạo Thiết. .. trí mạch từ lệch, các bối dây bố trí trên 2 trụ lệch Để nghiên cứu vấn đề này, chúng tôi phải thiết kế và chế tạo máy biến áp tự ngẫu 1 pha “Mô hình thu nhỏ” có các thông số tương tự như thông số của máy biến áp 500 kV đang nghiên cứu: 1500 kVA-50/22.5/3.5 kV Phần điều chỉnh bố trí trên cuộn dây 50 kV ± 8x1,25% Sau khi hoàn thành việc chế tạo máy mô hình, chúng tôi đã tiến hành thí nghiệm rất nhiều... bên hông máy do sự tăng giảm của phụ tải III CÁC GIẢI PHÁP TRONG TÍNH TOÁN THIẾT KẾ Máy biến áp tự ngẫu 3 pha 450 MVA-500± 8x1,25% /225/35 kV bao gồm 3 máy biến áp tự ngẫu 1 pha 150.000 kVA 500/± 8x1,25%/225/35 kV Mặc dù đã giảm về công suất còn 1/3, tách máy ra làm 3 máy, nhưng máy biến áp tự ngẫu 1 pha này vẫn rất lớn về công suất, to về kích thước, làm khó khăn trong vận chuyển và lắp ráp, thi công... sản xuất phải đầu rất nhiều thiết bị cho phù hợp, vì vậy sẽ tốn kém rất nhiều, tính khả thi thấp Muốn đề tài thực thi, chúng tôi phải tận dụng những thiệt bị công nghệ hiện có, đầu tư những thứ cần thiết để nâng cao chất lượng sản phẩm, phù hợp với trình độ công nghệ chế tạo Máy bién áp 500 kV Việc lựa chọn phương án tối ưu để nghiên cứu thiết kế chế tạo Máy biến áp 500 kV là một vấn đề phức tạp Phương... trên cơ sở khả thi công nghệ của nhà máy, qua nghiên cứu kết cấu các loại vỏ máy của các nước đã quyết định chọn kết cấu vỏ kiểu bậc, gân đứng, đáy hàn kín như kiểu máy của Pháp Kết cấu này khắc phục triệt để vấn đề chảy dầu đáy máy IV CÁC GIẢI PHÁP CÔNG NGHỆ: - Để thiết kế được thực thi, người thiết kế các chi tiết hoặc các kết cấu, phải tìm hiểu kỹ các tính năng thiết bị hiện có của các cơ sở trong... giải pháp công nghệ trên cơ sở trình độ công nghệ hiện có của cô công ty, để sản phẩm làm ra đảm bảo chất lượng cao - Để chế tạo và lắp ráp an toàn máy biến áp này, EEMC đã bỏ ra gần trăm tỷ đồng để cải tạo nhà xưởng, hệ thống lọc và sấy không khí, đầu tư thiết bị công nghệ phù hợp với công nghệ chế tạo máy 500 kV - Công nghệ đã giải quyết được mạch từ ghép 2 nửa với đối với loại máy biến áp công... nghệ của EEMC hiện tại Kết cấu này hoàn toàn mới, từ trước đến nay chưa có trong như sách vở lý thuyết Máy biến áp tự ngẫu 1 pha 500 kV có kết cầu đặc biệt , cho nên việc tính toán không giống hoàn toàn như máy biến áp tự ngẫu 110, 220 kV thông thường Để đảm bảo việc tính toán thiết kế của máy biến áp thành công, chúng tôi phải giải quyết những vấn đề mới: Như việc tính toán kết cấu máy bố trí mạch từ... Nếu trong quá trình vận hành máy biến áp, trong máy có hiện tượng không bình thường sẽ sinh khí, sinh dòng dầu chạy ngược rơle hơi sẽ tự động phát tín hiêu cho máy ngắt Máy ngắt lập tức làm việc tách máy biến áp ra khỏi hệ thông lưới điện Ngoài ra, máy biến áp còn lắp 3 thiết bị đo nhiệt độ các bối dây, nhiệt độ dầu lớp trên bên trong máy để theo dõi chế độ làm việc của máy Bộ phận đo nhiệt độ này cũng... xác các kết cấu bảo vệ điện áp xung sét bởi hệ thống chống sét thiết kế trên các bối dây Ngoài ra việc thi công chính xác kết cấu bối dây đã tăng thêm khả năng chịu lực cơ học - Công nghệ chế tạo vỏ: Trên cơ sở sử dụng các trang thiết bị chủ yếu chế tạo các máy 220 kV, vỏ máy sau khi gia công đảm bảo được kích thước hình học, về độ kín, về tính cơ học khi vận chuyển Vỏ được tính toán và chế tạo với... đã áp dụng công nghệ sấy hiện đại : Sấy hơi dầu Thời gian sấy giảm còn 1/5 so với trước đây Các công nghệ này được nghiên cứu áp dụng trên cở sở công nghệ của các nước phát triển phù hợp cho máy 500 kV Đến nay, đề tài đã hoàn thành và đã thử nghiệm những hạng mục cuối cùng Tổ máy biến áp tự ngẫu truyền tải 1 pha, 3 cấp điện áp: 450.000 kVA-500/225/35 kV có khối lượng gần 652 tấn lần đầu tiên được nghiên . nước chế tạo được loại máy biến áp siêu cao áp 500 kV này. Khác với việc thiết kế chế tạo Máy biến áp 110, 220 kV, khi nghiên cứu thiết kế chế tạo tổ Máy. đề thiết kế chế tạo máy biến áp có công suất Máy biến áp 500 kV lần đầu tiên chế tạo tại Việt Nam lớn, điện áp cao đến 750 và 1000 kV, còn đối với máy