Bộ khoa học và công nghệ Bộ Công thơng Công ty Cổ phần Chế tạo Thiết bị điện Đông Anh BO CO TNG HP KT QU NGHIấN CU Tên đề tài: Nghiên cứu thiết kế chế tạo Dao cách ly có điều khiển 220kV và máy cắt điện áp đến 35kV. 8811 MỤC LỤC MỞ ĐẦU 1 CÁC CHỮ VIẾT TẮT DÙNG TRONG BÁO CÁO 4 PHẦN A. CƠ SỞ NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI 6 1. Hiện trạng hệ thống điện Việt Nam và nội dung nghiên cứu 6 1.1. Hiện trạng cung cấp điện năng ở nước ta và xuất xứ đề tài 6 1.2. Mục tiêu và nội dung nghiên cứu 7 1.2.1. Mục tiêu nghiên cứu: 7 1.2.2. Phạm vi nghiên cứu: 7 1.2.3. Nội dung nghiên cứu: 7 2. Hiện trạng điện lực Việt Nam và hiện trạng sử dụng dao cách ly và máy cắt trong trạm điện. 9 2.1. Những vấn đề chung 9 2.2. Hiện trạng điện lực Việt Nam 9 2.3. Dự báo nhu cầu dùng điện 14 2.4. Chương trình phát triển nguồn điện 19 2.5. Hiện trạng sử dụng máy cắt cao áp trong trạm biến áp. 21 B. NỘI DUNG KHOA HỌC CÔNG NGHỆ ĐÃ THỰC HIỆN 27 B1.NGHIÊN CỨU VỀ DAO CÁCH LY ĐIỆN ÁP ĐẾN 220kV 28 1. Giới thiệu chung 28 2. Các loại dao cách ly hiện có trên thị trường 29 2.1. Loại dao đơn 29 2.2. Loại đóng ở giữa. 30 3. Lựa chọn mẫu dao cách ly để nghiên cứu trong đề tài 31 3.1. Mẫu dao cách ly cao thế của hãng Crompton 31 3.2. Mẫu dao cách ly cao thế của hãng AREVA. 36 3.2.1. Dao cách ly ngắt mạch trung tâm. 38 3.2.2. Dao cách ly ngắt mạch cả hai phía 44 3.2.3. Dao cách ly ngắt mạch kiểu khớp gối ( SPO và SPOL). 46 3.2.4. Dao cách ly ngắt mạch kiểu SPV (Pantograph & Semi-Pantograph Disconnectors) 48 3.2.5. Dao ngắt mạch kiểu thẳng đứng. 51 3.3. Đánh giá 56 4. Tìm hiểu và đánh giá thị phần sản phẩm của Areva 56 5. Nghiên cứu dòng sả n phẩm dao cách ly S2DA 58 5.1. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động 58 5.1.1. Phần đế và chân đế 58 5.1.2. Sứ cách điện quay tròn 59 5.1.3. Phần dẫn động 60 5.1.4. Thanh dao 63 5.1.5. Tiếp điểm chính. 64 5.1.6. Hộp điện truyền động bằng động cơ 64 5.1.7. Dao tiếp địa. 65 5.1.8. Khoá điều liên động cơ khi có dao tiếp địa. 66 5.1.9. Mạch điện nhị thứ. 69 5.2. Nghiên cứu lắp ráp dao cách ly 69 6. Kết quả thực hiện lắp ráp chế tạo sản phẩm dao cách ly 220kV 69 7. Quy trình công nghệ lắp ráp và hiệu chỉnh dao cách ly 110kV, 220kV 70 B2. NGHIÊN CỨU MÁY CẮT TRUNG THẾ ĐIỆN ÁP ĐẾN 35kV 71 1. Giới thiệu chung về máy cắt. 72 1.1. Giới thiệu chung 72 1.2. Cấu tạo chung 73 1.3. Nguyên lý hoạt động 73 2. Các loạ i máy cắt trung thế 74 2.1. Máy cắt không khí nén 74 2.2. Máy cắt dầu 75 2.3. Máy cắt khí SF6. 79 2.4. Máy cắt chân không. 83 3. Lựa chọn máy cắt cho nghiên cứu khoa học 91 3.1. Tại sao lại nghiên cứu dòng máy cắt buồng dập chân không? 91 3.2. Nghiên cứu dòng sản phẩm máy cắt VD4. 98 3.2.1. Phân tích đánh giá dòng sản phẩm SION của SIEMENS. 98 3.2.2. Phân tích đánh giá dòng sản phẩm VD4 của ABB 100 3.2.3. Thị phần thiết bị trung thế của ABB 104 3.2.4. Nghiên cứu máy cắt trung thế dòng sản phẩm VD4 105 4. Giải pháp thự c hiện. 114 4.1. Giải pháp kỹ thuật 114 4.2. Sản xuất phần vỏ máy. 114 4.3. Sản xuất bộ phận tiếp điểm chính 115 4.4. Sản xuất bộ phận truyền động cơ khí 115 4.5. Lắp ráp thi công mạch điều khiển nhị thứ. 117 4.6. Sản xuất phụ kiện: 117 5. Giải pháp công nghệ. 117 6. Xây dựng phòng thí nghiệm 118 C. KẾT LUẬN 119 D. TÀI LIỆU THAM KHẢO 121 E. PHỤ LỤC 122 1. Tài liệu hướng dẫn lắp ráp dao cách ly 110-220kV. 2. Bản vẽ dao cách ly 110-220kV. 3. Bản vẽ máy cắt. BÁO CÁO KHOA HỌC trang 1 MỞ ĐẦU Đề tài Nghiên cứu chế tạo dao cách ly có điều khiển 220kV và máy cắt điện áp đến 35kV thực hiện theo cơ sở sau: 1. Cơ sở thực hiện nghiên cứu đề tài khoa học - Thực hiện theo Quyết định của Bộ trưởng Bộ Khoa học Công nghệ, về việc Phê duyệt đề tài độc lập cấp Nhà nước (Quyết định s ố 2839/QĐ-BKHCN ngày 30/11/2007). - Thực hiện Quyết định của Bộ trưởng Bộ Công Thương giao nhiệm vụ nghiên cứu KHCN cho Công ty Cổ phần Chế tạo Thiết bị điện Đông Anh (Quyết định số 6363/QĐ-BCT). - Thực hiện Hợp đồng nghiên cứu khoa học và phát triển công nghệ, đã ký giữa Bộ Khoa học-Công nghệ, Bộ Công Thương và Công ty Cổ phần Chế tạo Thiết bị điện Đông Anh (Hợp đồng số 06/HĐ-ĐTĐL ký ngày 18/12/2007). - Căn cứ nhu cầu phát triển hệ thống lưới điện Quốc gia, đã được Thủ tướng Chính phủ phê duyệt (Quyết định của Thủ tướng Chính phủ phê duyệt “ Quy hoạch phát triển điện lực Quốc gia giai đoạn 2006-2015 có xét đến 2025” Quyết định số 110/2007/QĐ-TTg). BÁO CÁO KHOA HỌC trang 2 2. Mục tiêu đề tài Đã nghiên cứu thiết kế chế tạo, thử nghiệm đạt tiêu chuẩn quốc tế, tạo ra sản phẩm mới : Dao cách ly có điều khiển điện áp 110kV và 220kV. Đã hợp tác nghiên cứu chuyển giao công nghệ, chế tạo thử một máy cắt điện áp đến 35kV. Sau khi hoàn thành chế tạo thử nghiệm, đến nay công ty đã sản xuất được 5 bộ dao cách ly 110kV và 3 bộ dao cách ly có điều khiển 220kV. Đó là những bộ dao cách ly cao áp đầu tiên sản xuất thành công ở Việt Nam. 3. Hoàn thành đầy đủ về nội dung, chủng loại, khối lượng các sản phẩm của đề tài Theo yêu cầu hợp đồng nghiên cứu KHCN, cần hoàn thành 01 bộ dao cách ly có điều khiển điện áp 220kV, đến nay đã thiết kế chế tạo lắp ráp, thử nghiệm đạt tiêu chuẩn 3 bộ dao cách ly 220kV và 5 bộ dao cách ly 110kV. Trong đó đã có sản phẩm được đưa vào vận hành tại trạm biến áp 110kV như trạm 110kV Thuỷ điện Krông H’năng, Trạm 110kV Thuỷ điện Vĩnh Sơn 5… Dao cách ly cao thế, sau khi thiết kế chế tạo, đã kiểm tra thử nghiệm đạt tiêu chuẩn Quốc tế IEC60298. Các hạng mục kiểm tra thử nghiệm: − Kiểm tra xem xét trực tiếp: hoàn chỉnh lắp ráp đầy đủ các bộ phận. − Đo, kiểm tra kích thước dung sai theo bản vẽ. − Đo điện trỏ một chiều mạch chính, thực hiện ở tất cả các cực. − Thử nghiệm điện áp cao (142kV với dao 110kV và 395kV với dao 220kV). − Thử chịu điện áp điều khiển và mạch phụ ( giữa mạch phụ và mạch điều khiển, kết nối mạ ch phụ, mạch điều khiển và giá dao cách ly). − Kiểm tra vận hành cơ khí của bộ truyền động và xác định sự tác động của mạch điều khiển và mạch phụ tới phần cơ khí. BÁO CÁO KHOA HỌC trang 3 − Thử tác động của các bộ phận cơ khí, các cơ cấu mạch điều khiển, mạch phụ. − Kiểm tra các chu trình hoạt động ở điện áp một chiều 220VDC. 4. Hoàn thành các chỉ tiêu chất lượng chủ yếu, hoàn thành các yêu cầu khoa học của đề tài. Trên cơ sở nghiên cứu, hợp tác chuyển giao công nghệ, đầu tư thiết bị, nâng cao trình độ, đã tạ o ra sản phẩm mới đạt chất lượng. kết quả kiểm tra đo lường thử nghiệm, chứng tỏ sản phẩm dao cách ly 220kV, đạt các tieu chuẩn chất lượng, theo tiêu chuẩn IEC 60298. trang 4 CÁC CHỮ VIẾT TẮT DÙNG TRONG BÁO CÁO CÁC TỔ CHỨC - CHỨC DANH ANSI - Viện tiêu chuẩn Hoa kỳ DIN - Tổ chức tiêu chuẩn Đức EEMC - Công ty Cổ phần Chế tạo Thiết bị điện Đông Anh EVN - Tập đoàn điện lực Việt Nam IEC - Uỷ ban kỹ thuật điện quốc tế ISO - Tổ chức Tiêu chuẩn quốc tế KCN - Khu công nghiệp TP.HCM - Thành phố Hồ Chí Minh CÁC THUẬT NGỮ KINH TẾ - KỸ THUẬT ĐTP -` Điện thương phẩm GIS - Trạm hợp bộ cách điện khí. GDP - Tổng sản phẩm quốc nội HV,CA - Điện áp cao MV,TA - Điện áp trung LV,HA - Hạ áp ĐƠN VỊ SỬ DỤNG Công suất -kW - kilo watss -MW - mega watss trang 5 Điện năng -kWh - kilo watss giờ -GWh - giga watss giờ, triệu kWh Dung lượng -kVA - kilo volt ampe -MVA - mega volt ampe Dòng điện -A - Ampe -kA - kilo ampe Điện áp -V - volt -kV - kilo volt Tần số -Hz - hertz, 1/S BÁO CÁO KHOA HỌC trang 6 PHẦN A. CƠ SỞ NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI 1. Hiện trạng hệ thống điện Việt Nam và nội dung nghiên cứu 1.1. Hiện trạng cung cấp điện năng ở nước ta và xuất xứ đề tài. Do nhu cầu phát triển kinh tế, phục vụ sản xuất và đời sống nhân dân, hệ thống điện (HTĐ) Việt Nam không ngừng được mở rộng và phát triển. Đ iều đó đồng nghĩa với việc mở rộng hay xây mới các trạm biến áp truyền tải, trạm biến áp phân phối, hệ thống tủ bảng điện động lực và điều khiển đi kèm. Với chủ trương nội địa hoá các sản phẩm phục vụ ngành điện tạo thế cạnh tranh về giá thành phát triển sản xuất cũng như t ự chủ được nguồn cung cấp, đáp ứng thời gian thi công cũng như thuận lợi trong vận hành, thay thế và bảo dưỡng thiết bị đang là một đòi hỏi cấp thiết. Trong khi đó với một trạm biến áp luôn bao gồm các phần sau: Thiết bị chính máy biến áp lực,máy biến áp tự dùng. Thiết bị đóng cắt nhất thứ (máy cắt,cầu dao,tiếp địa), Thiế t bị đo lường như biến điện áp (TU) ,biến dòng điện. Phần xây dựng trạm. Phần cáp điện động lực và điều khiển. Phần cấp nguồn tự dùng và phân phối nguồn AC,DC Hệ thống tủ bảng điện phân phối trung thế. Hệ thống tủ điện điều khiển,bảo vệ nhị thứ… V ới hệ thống lưới điện Việt Nam gồm các cấp điện áp siêu cao áp 500kV, cấp trung gian 220, 110kV, cấp trung áp bao gồm 35, 22, 15, 10, 6kV và cấp hạ áp 0,4kV. Tương ứng với các cấp điện áp như trên ta có mô hình phát triển trạm đã định hình cụ thể như sau: Trạm trung gian siêu cao áp: 500/220kV Trạm trung gian cao áp : 220/110kV Trạm trung gian trung áp: 110/TA (TA- trung áp) Trạm tải ( trạm dùng điện) : TA/HA (HA-hạ áp) Hạ áp là điện áp dùng điện (0,4kV đôi khi là 6kV cho các động cơ trung th ế…) Hiện nay hầu hết thiết bị chính trong trạm đã sản xuất được ở trong nước như: Máy biến áp lực đã nhiều sản phẩm cấp điện áp đến 220kV và hiện tại đang chế tạo tổ máy biến áp 3x150MVA-500/225/23kV tại Công ty Cổ phần Chế tạo Thiết bị điện Đông Anh. BÁO CÁO KHOA HỌC trang 7 Thiết bị đo lường: TU, TI cấp trung áp điện áp lên tới 38,5kV đã được chế tạo tại Công ty Thiết bị đo điện EMIC, Công ty Cổ phần chế tạo Thiết bị điện Đông Anh (EEMC). Các tủ điện điều khiển máy biến áp, tủ điều khiển đưòng dây, tủ đấu dây trung gian, tủ bảo vệ, tủ truyền thông (+RTU) Phần cáp đ iện hiện nay cũng đã sản xuất được một phần ở trong nước như cáp đồng trần, cáp nhôm (EEMC), cáp lực và điều khiển (Lioa-Nexan) Các tủ trung thế cấp điện áp 38,5kV và hạ thế cũng đã sản xuất, lắp ráp trong nước điển hình như các công ty EDH, 3C, EEMC Phần xây dựng trạm đã thực hiện được toàn phần. Còn các thiết đị đóng cắt chính: hiện tạ i cầu dao cách ly cấp điện áp đến 220kV đã được sản xuất tại Công ty Cổ phần Chế tạo Thiết bị điện Đông Anh (EEMC). Tuy nhiên còn máy cắt là thiết bị quan trọng nhất trong phần thiết bị đóng cắt nhất thứ của trạm thì lại chưa có một đơn vị nào lắp ráp sản xuất. Trong khi đó giá thành của máy cắt cũng cao nhất trong phần thiết bị đóng cắt chính. Hiện tại, máy cắt ở tất cả các cấp điện áp đang là thiết bị nhập khẩu hoàn toàn. Với số lượng trạm biến áp trên toàn quốc rất nhiều và ngày càng gia tăng về số lượng, hơn nữa các trạm cũ đòi hỏi còn yêu cầu cải tạo thay thế cho phù hợp nên số lượng máy cắt cần thiết là rất lớn. Một câu hỏ i đặt ra là có thể nội địa hoá một phần rồi tiến đến sản xuất toàn phần các loại máy cắt trong nước nhằm chủ động thiết bị, công nghệ, thời gian và giảm giá thành xây dựng trạm biến áp? Đó là vấn đề cần được quan tâm giải quyết. 1.2. Mục tiêu và nội dung nghiên cứu 1.2.1. Mục tiêu nghiên cứu: • Đánh giá và chứng minh sự cần thiết nghiên cứu, chế t ạo dao cách ly đến 220kV và máy cắt trung thế đến 35kV • Đề xuất giải pháp kỹ thuật, công nghệ và tính toán chọn quy mô áp dụng. 1.2.2. Phạm vi nghiên cứu: • Dao cách ly điện áp đến 220kV. • Máy cắt trung thế đến 35kV. 1.2.3. Nội dung nghiên cứu: − Nội dung 1. [...]... bnh vin, tũa nh Trm bin ỏp 11 0kV Vnh Yờn Thit b úng ct n S v lng Mỏy ct 11 0kV Cỏi 03 Cu dao cỏch ly 11 0kV kốm tip a 2 phớa Cỏi 02 Cu dao cỏch ly 11 0kV kốm tip a 1 phớa Cỏi 08 Cu dao cỏch ly 11 0kV Cỏi 02 Mỏy ct trung th 38, 5kV, kiu Fix ( c nh ) Cỏi 12 Cu dao trung th 38, 5kV kốm tip a 2 phớa Cỏi 10 Cu dao trung th 38, 5kV kốm tip a 1 phớa Cỏi 16 Cỏi 24 Mỏy ct trung th 2 4kV, kiu drawout, kốm liờn ng tip... Thu in 11 0kV Nm Pung Thit b úng ct n S v lng Mỏy ct 11 0kV Cỏi 05 Cu dao cỏch ly 11 0kV kốm tip a 2 phớa Cỏi 06 Cu dao cỏch ly 11 0kV kốm tip a 1 phớa Cỏi 04 Mỏy ct trung th 2 4kV, kiu Drawout Cỏi 07 Cỏi 08 Mỏy ct trung th 7. 2kV, kiu drawout, liờn ng tip a Trm bin ỏp Nh mỏy Tụn Hoa Sen Thit b úng ct n S v lng Mỏy ct 11 0kV Cỏi 05 Cu dao cỏch ly 11 0kV kốm tip a 2 phớa Cỏi 04 Cu dao cỏch ly 11 0kV kốm tip... nh thc t dao cỏch ly úng gia 3 tr 22 0kV - Crompton 2 tr 11 0kV - Areva BO CO KHOA HC trang 30 B1 Hỡnh minh ho y ca dao cỏch ly 22 0kV 3 La chn mu dao cỏch ly nghiờn cu trong ti Thc hin kho sỏt v so sỏnh tỡm ra mu dao cỏch ly nghiờn cu, nhm ỏp ng cỏc yờu cu v tiờu chun k thut, cụng ngh sn xut, kh nng thc hin lp rỏp v sn xut trong nc Hin ti trờn th trng s hóng sn xut dao cỏch ly in ỏp n 22 0kV khụng... 72,5 n 42 0kV, ch yu s dng trong cỏc trm nh hoc trm ln ngoi tri nh trm ng dõy n hoc dao cỏch ly phõn on Cỏc tip im gm cú 2 li dao chuyn ng c iu khin riờng theo chiu quay ca tr s v cú cựng chung mt b truyn ng Dao cỏch ly úng gia cú hai loi l dao cỏch ly úng gia kiu 3 tr v dao cỏch ly úng gia kiu 2 tr Hỡnh 2.2 Dao cỏch ly úng gia 3 tr Hỡnh 2.3 Dao cỏch ly úng gia 2 tr Hỡnh nh thc t dao cỏch ly úng gia... trang 21 Trm bin ỏp 11 0kV Phỳc Yờn E25.1 Thit b úng ct n S v lng Mỏy ct 11 0kV Cỏi 03 Cu dao cỏch ly 11 0kV kốm tip a 2 phớa Cỏi 04 Cu dao cỏch ly 11 0kV kốm tip a 1 phớa Cỏi 04 Mỏy ct trung th 38, 5kV, kiu Fix ( c nh) Cỏi 05 Mỏy ct trung th 38, 5kV, kiu Drawout Cỏi 04 Cu dao trung th 38, 5kV kốm tip a 2 phớa Cỏi 10 Cu dao trung th 38, 5kV kốm tip a 1 phớa Cỏi 16 Cỏi 24 Mỏy ct trung th 2 4kV, kiu drawout, liờn... ta yờu cu khụng ch liờn ng gia dao tip a v dao chớnh ca BO CO KHOA HC trang 28 B1 dao cỏch ly cú dao tip a c lp trờn ú m cũn liờn ng gia dao tip a vi tt c cỏc dao chớnh ca cỏc dao cỏch ly ni vi thanh cỏi ú Mt phng phỏp liờn ng l trong khoỏ thao tỏc c ch to kốm theo tip im khoỏ liờn ng 2 Cỏc loi dao cỏch ly hin cú trờn th trng 2.1 Loi dao n Cú tip im chuyn ng gm cú mt li dao n m nú cú hỡnh ch U v mt b... biu 3.1 Mu dao cỏch ly cao th ca hóng Crompton Dao cỏch ly cao th ca hóng Crompton sn xut ch yu ch cú 2 dũng sn phm l : Dũng sn phm dao cỏch ly úng gia, xoay ngang (HCB) Dũng sn phm dao cỏch ly úng c 2 bờn, xoay ngang (HDB) BO CO KHOA HC trang 31 B1 + Tng quan Dao cỏch ly loi vn hnh bng tay v s dng ng c cú th c cung cp Khoỏ liờn ng c gia dao chớnh v li tip a l tiờu chun Tt c dao cỏch ly cú kim tra... khớ dao ca mt dao cỏch ly cc cao ỏp cú tip im hỡnh ch U thng c thit k bi vỡ li dao khi quay vo tip im s cú tip xỳc tt v lau sch cỏc cht bn hoc im r ca tip im Trong khi úng, li dao ca dao cỏch ly cú tip im hỡnh nhn chuyn ng t v trớ thng ng sang v trớ nm ngang sau ú ti cui hnh trỡnh li dao li c y vo trong tip im tnh Hỡnh 2.1 Dao cỏch ly n BO CO KHOA HC trang 29 B1 2.2 Loi úng gia õy l loi dao cỏch ly. .. chỳ v lng Mỏy ct trung th 2 4kV, kiu drawout, Nhp Cỏi 06 kốm liờn ng tip a ngoi Mỏy ct trung th 7. 2kV, kiu drawout, Nhp Cỏi 07 kốm liờn ng tip a ngoi Trm bin ỏp 3 5kV Xi mng Phỳ Th Thit b úng ct n S v lng Mỏy ct trung th 38. 5kV, kiu Fix Cỏi 02 Cu dao trung th 38, 5kV kốm tip a 2 phớa Cỏi 02 Cu dao trung th 38, 5kV kốm tip a 1 phớa Cỏi 05 Mỏy ct trung th 7. 2kV, kiu kốm cu dao cỏch ly + liờn ng tip a Cỏi 06... liờn ng c khớ bng phng phỏp dựng ly chng c khớ, ngha l mt li dao ang úng thỡ chng li cỏc li dao khỏc ang v trớ m Vi nhng dao cỏch ly 11 0kV (22 0kV) úng ct bng ng c in ngi ta cng dựng phng phỏp lm thờm tip im ph trong mch iu khin m bo chc chn khi ct dao tip a thỡ mi úng c dao cỏch ly hoc ngc li lm tip a thanh cỏi ngi ta t mt dao tip a trờn mt dao thanh cỏi ca mt l hoc trờn t TU chng li s úng tip a vo . ráp dao cách ly 110-22 0kV. 2. Bản vẽ dao cách ly 110-22 0kV. 3. Bản vẽ máy cắt. BÁO CÁO KHOA HỌC trang 1 MỞ ĐẦU Đề tài Nghiên cứu chế tạo dao cách ly có điều khiển 22 0kV và máy cắt điện. nghiên cứu KHCN, cần hoàn thành 01 bộ dao cách ly có điều khiển điện áp 22 0kV, đến nay đã thiết kế chế tạo lắp ráp, thử nghiệm đạt tiêu chuẩn 3 bộ dao cách ly 22 0kV và 5 bộ dao cách ly 11 0kV. . tế, tạo ra sản phẩm mới : Dao cách ly có điều khiển điện áp 11 0kV và 22 0kV. Đã hợp tác nghiên cứu chuyển giao công nghệ, chế tạo thử một máy cắt điện áp đến 3 5kV. Sau khi hoàn thành chế tạo