CHƯƠNG 5: VẬN HÀNH TRẠM BIẾN ÁP HỢP BỘ GIS §5.1 KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ TRẠM HỢP BỘ GIS Cơ cấu chuyển mạch (GIS-Gas Insulated Switchgear) cấu chuyển mạch bao gồm máy cắt, dao cách ly, chống sét, …Các phận với hỗ trợ nhựa epoxy khí êlêga SF6 (có đặc tính cách điện tốt đặt (nằm) phận mang điện vỏ kim loại (được nối đất) Hiện nay, sử dụng rộng rãi trạm biến áp dùng cho truyền tải phân phối, tồ nhà nhà máy, xí nghiệp 72kV trở thành hệ thống chuyển mạch giới, đặc biệt Nhật Bản đặc điểm bật nêu đây: Giảm kích thước cấu trúc So với hệ thống chuyển mạch truyền thống kích thước thiết bị giảm nhiều nhờ đặc tính cách điện tốt khí SF6 Nhờ đó, diện tích khơng gian cần cho trạm biến áp giảm đáng kể, đồng thời cho phép xây dựng trạm biến áp cao áp với công suất lớn kể nhà… Hiệu suất độ tin cậy cao Do khí SF6 khơng có ưu điểm trội đặc tính cách điện mà cịn có ưu điểm trội đặc tính dập hồ quang nên chế tạo máy cắt nhỏ gọn có cơng suất lớn hiệu suất làm việc cao Ngoài ra, phận quan trọng tiếp điểm, dẫn, dây dẫn, cách điện… đặt khí SF6 đặt thùng (vỏ), đồng thời không bị ảnh hưởng mơi trường bên ngồi nên khó bị hư hỏng muối ăn mòn, bụi bẩn … Hơn nữa, trọng tâm thiết bị thấp nên nâng cao độ tin cậy làm việc điều kiện địa chấn, động đất Độ an toàn cao Bởi phận mang điện dây dẫn, dẫn tiếp điểm bọc kín vỏ nối đất (được điền đầy khí SF6) nên khơng có nguy bị điện giật Ngồi ra, khí SF6 khơng cháy nên có bị rị rỉ khí xảy tai nạn (sự cố) khơng phải lo lắng hoả hoạn có độ an tồn cao Tiết kiệm nguồn lực hài hồ với mơi trường Nhờ sử dụng khí SF6 nên giảm kích thước thiết bị, diện tích đặt trạm biến áp, tiết kiệm nguồn lực Ngồi ra, phần ngắt đặt vỏ kim loại nên độ ồn q trình đóng - cắt nhỏ, nhờ tránh tiếng ồn.Hơn nữa, cấu trúc, hình dạng thiết bị nhỏ nên dễ dàng thiết kế kết cấu trạm hài hoà với mơi trường xung quanh Hợp lý hố cơng tác bảo dưỡng Do tiếp điểm, dây dẫn, dẫn… bao bọc khí SF6 khơng bị hư hỏng han gỉ, ăn mịn nên hợp lý hố cơng tác bảo dưỡng (giảm khối lượng, hạng mục, thời gian… bảo dưỡng) Ngoài ra, hiệu ứng làm nóng cao nên khí SF6 xác định làm loại khí thải phải tuân theo Hội nghị lần thứ ba (COP3 – Conference Of Parties 3) bàn Công ước khung biến đổi khí hậu tổ chức Kyoto tháng 12/1997 Các biện pháp chống tình trạng xây dựng quy trình rút thải khí SF6 cách tái chế giảm thiệt hại, ảnh hưởng; thay Cấu trúc kết cấu GIS 1.1 Cấu tạo thiết bị 117 Quá trình phát triển GIS đánh dấu biến đổi cấu tạo Chuyển từ dạng chứa pha (chứa phận (mang) điện cao áp vỏ nối đất cho pha riêng biệt) sang dạng chứa chung ba pha (chỉ chứa pha vỏ) cuối dạng chung toàn pha (chứa toàn phận pha vỏ) Gần đây, GIS kiểu siêu gọn (kiểu compact) - chứa vài thiết bị vỏ - dần trở thành dòng sản phẩm chủ đạo Ngồi ra, dù cấp điện áp khơng 120kV kiểu hợp (kiểu cubicle) - chứa tất thiết bị cho đường dây truyền tải (một lộ) vỏ dạng hộp – thường dùng Trên hình 5.1 ví dụ cấu trúc GIS Máy biến dòng điện Máy biến Dao cách ly Dao nối đất điện áp Máy cắt Tủ đóng cắt Dao cách ly Dao nối đất H.I-2-1 Cấu trúc GIS Các đầu cáp Thanh Chống sét Thanh Hình 5.1 Cấu trúc TBA hợp GIS 1.2 GIS dạng hợp (C-GIS) So với GIS truyền thống cách điện khí SF6 nén áp suất 0,3  0,5MPa CGIS cách điện SF6 nén áp suất 0,03  0,16MPa không bị áp suất âm xét đến thay đổi nhiệt độ; đồng thời tất thiết bị cho lộ chứa vỏ dạng hộp Về máy cắt, sử dụng máy cắt SF6 máy cắt chân không Dưới dây đặc điểm C-GIS: - Nhờ sử dụng vỏ dạng hộp nên thiết bị xếp hợp lý đồng thời tận dụng không gian (tăng mật độ xếp), giảm nhiều kích cỡ, cấu trúc - Mặc dù khí SF6 nén áp suất thấp tương ứng với vỏ dạng hộp khí SF6 có đặc tính cách điện tốt so với khơng khí khoảng lần nên giảm đáng kể kích thước thiết bị - Đối với thân vỏ dạng hộp áp suất khí 0,2Mpa nên khơng cần phải tuân theo quy định thùng chịu áp lực (tại Nhật Bản) cấu trúc kín đơn giản - Nhờ sử dụng cấu chuyển mạch dạng hộp nên hình dáng, kết cấu trạm biến áp ngồi trời quận nội thành phù hợp, hài hồ với mơi trường xung quanh - Do kích thước C-GIS nhỏ gọn nên vận chuyển cẩu xe moóc, đồng thời vận chuyển lắp đặt giống trạng thái lắp đặt nhà máy nên thời gian xây lắp rút ngắn nhiều 118 - Do C-GIS dễ dàng đấu nối với nguồn điện máy biến áp thông qua cáp Nên thiết kế cấu hình tuỳ ý; đồng thời dễ dàng thoả mãn (đáp ứng) điều kiện nào, chẳng hạn hạn chế nhiều tồ nhà, cấu hình hệ thống… 1.3 Hệ thống nối đất Hệ thống nối đất GIS có dạng: - Hệ thống nối đất điểm Đệm dẫn điện - Hệ thống nối đất nhiều điểm Các hệ thống nối đất thể hình 5.2 Đệm cách điện Dịng điện cảm ứng Thanh đấu song song Đầu nối đất Tấm cách điện (b) Hệ thống nối đất nhiều điểm (a) Hệ thống nối đất điểm Trong hệ thống nối đất điểm, tất vỏ nối đất qua nối đất nhất, vỏ nối đất cách ly với tối đa khoảng 10m Ngược lại, hệ thống nối đất nhiều điểm, tất vỏ nối đất nhiều điểm vỏ nối đất không cách ly với Tuy có vài trường hợp dạng chứa pha sử dụng hệ thống nối đất điểm, gần hệ thống nối đất nhiều điểm sử dụng cho dạng chứa pha dạng chứa chung pha Đối với trường hợp sử dụng hệ thống nối đất nhiều điểm, dòng điện cảm ứng điện từ chạy thành vịng kín (bao gồm vỏ nối đất dây dẫn, dẫn nối đất) có dịng điện chạy mạch chính, nên đấu song song pha gắn hình 5.2(b) nhằm giảm dịng điện cảm ứng chạy đến dẫn nối đất Trong trường hợp dòng điện cảm ứng cỡ khoảng 80  90% dòng điện mạch chạy vỏ nối đất cần lựa chọn kim loại tổn hao (khi dẫn) nhôm làm vật liệu chế tạo vỏ Bảng 5.1 Các đặc điểm hệ thống nối đất Hệ thống Đặc điểm Do vỏ nối đất điểm dòng điện cảm ứng Nối điện từ không chạy vỏ nên độ đất tăng nhiệt độ vỏ thấp điểm Khơng có tượng tăng nhiệt độ kim loại gắn vào hệ thống Do từ thông tản giảm khoảng Nối 1/3 lần so với hệ thống nối đất đất điểm nên giảm độ tăng nhiều nhiệt độ cục khung điểm 119 Chú ý Khi dòng điện danh định lớn(> 6000A) cần phải phòng ngừa q nhiệt cục cho khung từ thơng rị bên ngồi (từ thơng tản) lớn Cần ngăn ngừa tăng điện cách điện vỏ xung đóng-cắt Do dịng điện cảm ứng điện từ chạy vỏ nên cần cẩn thận lựa chọn vật liệu làm vỏ thiết bị Lưu ý tới dịng điện chạy xuống đất 2 Do khơng có đệm cách Chú ý tới kích thước dây dẫn, điện nên không xảy phóng điện dẫn nối đất cách điện xung đóng-cắt Có thể ngăn chặn q trình truyền xung tới hệ thống điều khiển hạ áp Nâng cao (cải thiện) độ tin cậy hệ thống nối đất §5.2 CÁC THIẾT BỊ ĐIỆN TRONG TRẠM HỢP BỘ GIS Máy cắt khí SF6 Cấu trúc GCB (Gas Circuit Breaker) : Mặc dù phận máy cắt đặt GIS buồng dập hồ quang, dẫn chính, phận truyền động… giống máy cắt riêng biệt có điểm đặc trưng sau: - Mặt tiếp giáp đầu dây GCB thiết bị khác không đấu với sứ xun cách điện khơng khí mà đấu với đệm cách điện - Về cấu hình (hình dạng) máy cắt, kiểu đặt đứng sử dụng nhiều trường hợp phương điện giảm không gian lắp đặt Ngoài ra, xem xét hạn chế chiều cao vận chuyển cho thấy nên thiết kế GIS có kích thước nhỏ tốt để vận chuyển hợp nhiều thiết bị - Có vài kiểu (chứa máy biến dịng điện, dẫn nhánh, dao nối đất vỏ với máy cắt) nhằm giảm thiểu kích cỡ GIS nhiều Cơ cấu vận hành lắp phía xét phương diện bảo quản độ tin cậy 1.1 Cấu tạo phận dập hồ quang Trên hình 5.3 ví dụ minh hoạ cho cấu tạo buồng dập hồ quang kiểu thổi Vòi phun Xy-lanh thổi Thanh piston Dịng khí Tiếp điểm Tiếp điểm động Tiếp điểm tĩnh Hồ quang Piston Tiếp điểm dập hồ quang động Khí SF6 nén Lớp bảo vệ Tiếp điểm dập hồ quang tĩnh Hình 5.3 Cấu tạo buồng dập hồ quang kiểu thổi Khi phát lệnh “mở”, nối với cấu vận hành phận dập hồ quang chuyển động theo chiều “mở” làm cho tiếp điểm động, xy-lanh thổi vòi phun chuyển động chiều Tại thời điểm này, vị trí cố định nên khí SF6 xy-lanh thổi nén chạy theo chiều mũi tên Theo cách này, hồ quang phát sinh vòi dập tắt khí SF6 1.2 Vịi phun cách điện Vịi cách điện có chức buồng chứa hồ quang phát sinh bên ức chế (ngăn cản) hồ quang lan rộng giai đoạn ngắt dịng điện lớn Đồng thời có 120 chức kênh (hướng dịng) phun (thổi) khí (được nén buồng thổi) vào hồ quang có hiệu tạo dịng chảy khí nóng tức thời Hơn nữa, giai đoạn ngắt dịng lớn, vịi phun có chức tăng áp suất hồ quang thổi ngược nhiệt dịng hồ quang phía buồng thổi; đồng thời có chức tự dập hồ quang (làm nguội) tăng mật độ khí 1.3 Tiếp điểm tiếp điểm dập hồ quang Bên cạnh chức dẫn dòng điện chạy mạch điện chính, tiếp điểm cịn cần có chức dẫn dòng điện tới tiếp điểm dập hồ quang ngắt Nhằm đáp ứng chức này, bề mặt tiếp điểm thường mạ bạc, đồng thời tiếp điểm thiết kế cho phần dẫn chuyển tách rời với Các chức tiếp điểm dập hồ quang dập hồ quang tiếp điểm luân chuyển dịng điện hồ quang Ngồi ra, tiếp điểm dập hồ quang tĩnh thường có chức ngăn chặn luồng khí bên từ buồng thổi sau bắt đầu trình dập tăng áp suất buồng thổi; tiếp điểm dập hồ quang động có chức làm kênh dẫn khí nóng (để dẫn khí ngồi cho tốt) nhằm làm nguội hồ quang Trên hình 5.4 vị trí tương đối tiếp điểm dập hồ quang vịi phun q trình dập Buồng thổi Vòi phun Tiếp điểm dập hồ quang tĩnh Tiếp điểm dập hồ quang động Hồ quang HÌnh 5.4 Vị trí tương đối tiếp điểm dập hồ quang vịi phun q trình dập 1.4 Điện dung tiếp điểm Tụ điện thường đấu tiếp điểm máy cắt khí cao áp nhằm giảm điện áp độ phục hồi tần số cao ngắn mạch, cải thiện phân bố điện áp tiếp điểm cải thiện phân bố điện áp phận ngắt (bộ phận dập hồ quang) GCB nhiều điểm dập Đặc biệt để giảm kích thước cải tiến GCB, nhiều tụ điện sứ có số điện mơi tương đối lớn có khả chịu áp cao đấu nối tiếp song song nhiều trường hợp Hệ thống điện trở đóng cách đấu mạch trở kháng song song với mạch điện thời điểm đóng máy cắt nhằm ngăn chặn xung đóng (xung đóng lặp lại) xuất đóng trở lại đường dây dài khơng tải ngăn chặn dịng điện (dịng điện từ hố) đột biến kích thích máy biến áp Trình tự hoạt động hệ thống điện trở đóng mơ tả tên hình 5.5 Như hình vẽ, tiếp điểm điện trở đấu song song với tiếp điểm đóng trước tiếp điểp đóng sau 121 Tiếp điểm Tiếp điểm điện trở (a) Đóng Tiếp điểm Tiếp điểm điện trở Tiếp điểm Tiếp điểm điện trở Tiếp điểm (b) Đang mở (d) Đang đóng Tiếp điểm điện trở (c) Mở Hình 5.5 Trình tự hoạt động hệ thống điện trở đóng Q trình dập hồ quang GCB có điểm đáng lưu ý sau: a Do tiếp điểm tách lệnh mở nên có dịng điện chạy tiếp điểm dập hồ quang b Khi tiếp điểm dập hồ quang tách xuất hồ quang vịi cách điện (buồng hồ quang) c Khí SF6 nén buồng thổi mở máy cắt thổi mạnh (dịng khí với tốc độ lớn) tràn vào vịi làm nguội hồ quang d Khí SF6 lấy nhiệt từ hồ quang chuyển thành khí nóng cỡ vài nghìn 0C chạy từ phía xi (phía tĩnh) lên phía ngược (phía động) vịi e Khi dịng điện tiến tới điểm đường kính hồ quang giảm dần, nhiệt độ hồ quang sụt nhanh lượng toả khí (chạy với tốc độ lớn) bao quanh hồ quang dịng điện tới điểm hồ quang dập tắt f Điện áp phục hồi độ điện áp phục hồi xuất tiếp điểm sau ngắt Tại lúc này, tồn dịng khí nóng (nhiệt độ chưa sụt giảm) xung quanh buồng dập hồ quang nên cường độ điện môi tiếp điểm phận dẫn dòng điện với vỏ giảm dần Điện áp phục hồi độ Dòng điện Điện áp phục hồi Điểm Điện áp hồ quang Hình 5.6 Q trình ngắt dịng điện lớn 122 Bảng 5.2 Đặc điểm hệ thống truyền động Mơi trường Hệ thống trì truyền lượng truyền động động Môi trường chuyển Ưu điểm lượng truyền động Mơi trường hoạt động (khơng khí) Khơng khí Khơng khí dễ có, đồng thời Khơng khí (chất lưu có (chất lưu có khơng cần thiết thể nén) thể nén) phải tích trữ, bảo quản Lị xo Thuỷ lực Lị xo loại kim Bộ phận khí Chất Khí N2 (chất thuỷ lưu (chất nén) không nén) lưu lực lưu thể - Dễ dàng đấu nối phận - Do khơng có rị khí rị rỉ dầu nên lượng trì (bảo tồn) tốt - Phản ứng động lực tốt - Không cần phải ý đến vấn đề bôi trơn biện pháp chống lại han gỉ Nhược điểm - Có thể có độ trễ thời điểm hoạt động - Cần phải ý đến ẩm biện pháp chống lại han gỉ… - Gây độ ồn lớn làm việc - Cần xem xét yếu tố ma sát phận bảo dưỡng phận - Khó khăn việc cải tiến, nâng cao tốc độ công suất - Cần phải có cấu tạo kín, khít - Khí N2 dầu phải bịt kín Dao cách ly, dao tiếp địa Dao cách ly : sử dụng nhằm cách ly mạch mang điện; DCL thực đóng ngắt dịng tuần hồn dịng điện trị số nhỏ khơng thực việc đóng cắt dịng điện phụ tải.Tại thời điểm thực q trình đóng cắt DCL, truyền động cách điện điều khiển từ cấu truyền động bên tiếp điểm động dạng lưỡi dao chuyển động theo phương thẳng đứng phương ngang Mặc dù chuyển động thẳng thường áp dụng cho tiếp điểm động, chuyển động tròn áp dụng cho cấp điện áp 7284kV cách tích hợp tiếp điểm động DCL với tiếp điểm động dao tiếp địa Đối với DCL sử dụng cho phía cái: nhằm loại trừ ảnh hưởng sản phẩm phân huỷ thời điểm cắt dịng điện tuần hồn tới làm việc cách điện, lấy cấu trúc mà không đặt đệm cách điện phía DCL cấu trúc tiêu chuẩn Dao tiếp địa: Dao tiếp địa thường sử dụng phối hợp (kết hợp) với DCL lắp đặt phần cái.Có loại dao tiếp địa: a Loại dao tiếp địa dùng cho đường dây truyền tải b Loại dao tiếp địa dùng cho công việc Đối với dao tiếp địa dùng cho đường dây truyền tải, u cầu cần thực đóng ngắt dịng điện cảm ứng từ đường dây ngừng làm việc (trong trường hợp lộ kép) thực dẫn liên tục Đối với hệ thống cắt dòng điện, hệ thống ngắt đơn giản sử dụng trường hợp cắt dịng điện có trị số nhỏ, cịn hệ thống thổi hệ thống có phận dập hồ quang sử dụng cho trường hợp cắt dịng điện có trị số lớn Tuy mục đích dao tiếp địa 123 nối đất mạch điện sử dụng để đo điện trở cách điện, đo điện trở mạch điện chính, đo tỷ số biến dịng điện xác định vị trí cố cáp điện Cơ cấu truyền động DCL / dao tiếp địa Cơ cấu truyền động DCL/ dao tiếp địa chia thành: thao tác điện thao tác tay Cơ cấu truyền động thao tác điện sử dụng trường hợp điều khiển từ xa đóng cắt dịng điện; cịn cấu truyền động thao tác tay sử dụng trường hợp tiến hành thí nghiệm bảo dưỡng.Tuy cấu truyền động khơng khí áp dụng làm cấu truyền động vận hành điện lúc ban đầu cấu truyền động lò xo-điện động cấu truyền động điện động trở thành dòng sản phẩm chủ đạo Do DCL/Dao tiếp địa kiểu thổi việc cắt dòng điện lớn đòi hỏi tốc độ cao nhằm tạo hiệu suất thổi nên cấu truyền động lò xo-điện động sử dụng a Cơ cấu truyền động khơng khí b Cơ cấu truyền động lị xo điện động c Cơ cấu truyền động điện động Thanh : Thanh GIS chia thành loại: - Kiểu pha chứa vỏ kim loại nối đất, pha độc lập với - Kiểu pha chứa chung vỏ kim loại nối đất Bảng 5.3 Đặc điểm ứng dụng cấu hình Cấu hình tam giác cân Sơ đồ Ứng dụng Đặc điểm Cấu hình tam giác Thanh dẫn (thanh cái) Thanh dẫn (thanh cái) Vỏ Vỏ - Khi nhánh pha đơn từ pha cần đưa GIS, dạng áp dụng nhằm đảm bảo cách điện pha - Trong trường hợp nhánh đơn pha đưa từ pha, dễ dàng đảm bảo khoảng cách cách điện pha - Phần không gian phía sử dụng cho việc đảo pha thành cơng - Khơng gian phía sử dụng vùng làm mát khí khuyếch tán tự nhiên lúc có dịng điện trị số lớn qua - Do điện trường đáy vỏ lớn nên kích thước vỏ phải lớn Các phận khác 4.1 Bộ phận đấu cáp 124 - Khi nhánh đơn pha từ pha không cần đưa ngồi giống GIB (thanh cách điện khí) dạng áp dụng - Nhờ có dẫn đặt theo cấu hình tam giác nên có cân điện tốt - Bởi điện trường đáy vỏ thấp nên kích thước vỏ giảm - Khó khăn việc đưa nhánh đơn pha từ pha - Khó thực việc đảo pha Khi cáp đưa khỏi GIS, vỏ đầu cáp sử dụng để đấu nối cho khí SF6 vỏ GIS khơng bị rị rỉ Cấu tạo phận mơ tả hình 5.7 Đầu đấu nối Vỏ Vịng bảo vệ Khí SF6 4.2 Bộ phận đấu nối với sứ xuyên Sứ xuyên sử dụng để đấu nối với đường dây truyền tải máy biến áp Có loại sứ xuyên: Loại phân tụ điện giấy tẩm dầu loại đặt khí Hiện sứ xuyên kiểu đặt khí sử dụng nhiều xét phương diện cách điện hồn tồn khí làm việc điều kiện địa chấn Sứ xuyên Ống nối Hình 5.7 Cấu tạo phận đấu cáp Trên hình 5.8 cấu tạo sứ xun khơng khí – khí Dưới phận sứ xuyên: - Vỏ: Sứ cách điện thường dùng làm kết cấu sứ xuyên Gần đây, cách điện polyme - bao gồm xy-lanh FRP (Fiber-glass Reinforced Plastic- chất dẻo tăng cường sợi thủy tinh cao su silicon) – đưa vào sử dụng xét phương diện tính kinh tế, trọng lượng nhẹ chống cháy nổ - Đầu cực : Đầu cực mạch điện nơi đấu nối với mạch điện ngồi GIS - Vịng chắn: Vịng chắn (vịng bảo vệ) điện cực dùng để cải thiện phân phối điện áp ngăn chặn vầng quang điện Với chức bảo vệ cho phần sứ xun có chắn đặt khí chắn ngồi đặt khơng khí Nhằm đơn giản kết cấu nên chắn sử dụng cho cấp điện áp siêu cao Đầu cực mạch điện Vịng chắn Sứ cách điện Thanh dẫn SF6 gas Tấm chắn Tấm chắn CT Hình 5.8 Cấu tạo sứ xun khơng khí -khí Sứ xuyên cho mối nối dầu-khí: Việc đấu nối trực tiếp GIS máy biến áp thực nhiều trường hợp xuất phát phương diện giảm diện tích cần thiết, thực chống nhiễm dễ bảo dưỡng Sứ xuyên dầu-khí (loại phân tụ giấy tẩm dầu) sử dụng để đấu nối GIS máy biến áp Sứ xuyên loại có mặt bích máy đo mức dầu gắn mặt bích nhằm gửi tín hiệu cảnh báo trường hợp bị lẫn khí SF6 vào dầu Hơn nữa, phận xếp gắn với phía chứa dầu nơi áp lực khơng tác động xem xét tính kinh tế cho mục đích giảm chấn (chống rung) máy biến áp hiệu chỉnh trình lắp ráp Trên hình 5.9 cấu tạo mối nối GIS-Máy biến áp 125 Phía máy biến áp Lỗ mở tay Máy đo mức dầu Bộ phận xếp Phía GIS Sứ xun dầu-khí Hình 5.9 Cấu tạo mối nối GIS - Máy biến áp 4.3 Bộ phận xếp Bộ phận xếp sử dụng GIS với mục đích sau: - Nhằm giảm sai khác chế tạo, lắp ráp lắp đặt đế (nền) lắp ráp GIS - Nhằm giảm di dời đế (nền) dịch chuyển tương đối (tịnh tiến) có động đất, biến dạng sau vận hành thời gian dài - Nhằm giảm trình giãn nở nhiệt tương đối vỏ GIS đế (nền) - Tạo phân tách phận khôi phục dễ dàng trường hợp có cố - Nhằm giảm độ rung truyền qua vỏ 4.4 Thiết bị dị điện áp Có loại thiết bị dị điện áp: Vỏ loại thiết bị dò áp cố định dùng để kiểm tra điện áp đường dây truyền Thanh dẫn tải đặt C-GIS loại thiết bị dò áp xách tay dùng để kiểm tra cắt C1 điện (ngừng máy) làm việc Nguyên tắc dò giống Anten Thiết bị dò điện áp sử Chỉnh lưu dụng nhằm phát xem có điện R áp xoay chiều đặt phận mang điện gắn GIS Màn hình hiển thị phân biệt tồn điện tích theo C2 cách phát gián tiếp (khơng tiếp xúc) dịng điện cảm ứng tĩnh điện Hình 5.10 Sơ đồ nguyên lý làm việc thiết bị dò điện áp lên điện cực đặt điện trường 4.5 Buồng ngăn khí : Những phận cần tách riêng GIS tách riêng buồng ngăn khí độc lập Thể tích buồng ngăn khí cần xem xét với độ tăng áp suất có cố Hơn nữa, yêu cầu phải lắp đặt lọc để hút ẩm khí phân huỷ buồng ngăn khí.Buồng ngăn khí phải thiết lập buồng giám sát khí cần cho việc vận hành bảo dưỡng GIS Buồng giám sát khí phải có cấu tạo kín phù hợp để khơng bị rị rỉ khí mơi trường sang buồng giám sát khí liền kề Thêm vào đó, giám sát khí trang bị cho buồng giám sát khí Buồng giám sát khí chia thành loại: loại dùng cho 126 tất mạch điện (nhằm hạn chế ảnh hưởng cố tới mạch điện liên quan) loại dùng cho vài mạch điện (do phận liên quan tới thường làm việc cố phát sinh) Cấu tạo loại dùng cho tất mạch điện phức tạp có ưu điểm khơi phục thời gian tương đối ngắn Ngược lại, loại dùng cho vài mạch điện có cấu tạo đơn giản cần nhiều thời gian để khôi phục Hơn nữa, có ưu nhược điểm giống GIS phía đường dây truyền tải; nhìn chung buồng giám sát khí cần phải có tất thiết bị tất mạch điện tách biệt tất thiết bị Do đó, cần phải thảo luận ưu nhược điểm với người liên quan 4.6 Cách điện định hình : Cách điện định hình sản xuất cách trộn nhựa epoxy vật liệu làm đầy Nhơm hoạt tính, thạch anh (silica: SiO2)… sử dụng làm vật liệu làm đầy, đồng thời mục đích trộn tăng độ bền Cách điện định hình sử dụng để làm đệm hình nón, đệm hình trụ, cách điện, trụ cách điện…Đối với trường hợp GIS, nhiều trường hợp cần buồng ngăn khí cho phục hồi cố, bảo dưỡng mở rộng nên đệm hình trụ sử dụng nhiều Đệm hình trụ tiện lợi buồng ngăn khí khơng cần thiết có cấu tạo từ đến chân Đệm hình trụ có ưu điểm tính kinh tế dễ dàng sử dụng so với đệm hình nón §5.3 HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN VÀ GIÁM SÁT - Vận hành : Vận hành hệ thống điều khiển giám sát phải thực cách an toàn, thục chắn - Bộ thị trạng thái đóng cắt: Bộ thị trạng thái đóng cắt khí điện trang bị cho máy cắt, dao cách ly dao tiếp địa trạng thái đóng cắt kiểm tra mắt - Cảnh báo khố: Cảnh báo áp lực khí giảm Tín hiệu cảnh báo gửi áp lực khí thấp áp lực khí thấp cho phép áp lực khí cảnh báo Những áp lực có quan hệ sau: Áp lực khí danh định > Áp lực khí cảnh báo  Áp lực khí thấp cho phép Các giá trị cụ thể xác định cách thảo luận người liên quan Hệ thống giám sát khí SF6 bao gồm máy đo áp lực (máy đo tích hợp), tiếp điểm mật độ, tiếp điểm áp lực… Do đặc tính làm việc GIS (cách điện, dập hồ quang, công suất) phụ thuộc vào mật độ khí SF6 nên phương pháp giám sát áp suất nhiệt độ quy đổi 200C thay cho áp suất nhiệt độ tức thời (nói cách khác mật độ) thích hợp Vì vậy, tiếp điểm áp suất tích hợp với nhiệt độ sử dụng khoá mật độ - Khố vận hành Khi mật độ khí áp lực vận hành máy cắt giảm thấp giá trị thấp cho phép mạch thao tác máy cắt bị khố Ngồi cần phải khoá mạch thao tác dao cách ly dao nối đất, khả cắt dòng yêu cầu xác định thảo luận người có liên quan - Liên động Liên động điện cần thiết trang bị thiết bị đóng ngắt cấu thành GIS Vận hành dao cách lý dao nối đất với điều kiện thiết bị đóng ngắt liên quan mở 127 Liên động điện xem liên động theo nguyên tắc, việc gắn liên động khí định rõ việc thảo luận người có liên quan Vì hệ thống liên động thiết lập kể panel điều khiển khác, chi tiết hệ thống liên động kết cấu mạch định thảo luận người liên quan §5.4 VẬN HÀNH TRẠM HỢP BỘ GIS Yêu cầu trước lăp đặt vận hành Thiết bị GIS trạm Tao Đàn sản xuất theo dạng mô đun, nên việc lắp đặt dễ dàng ghép mô đun thiết bị lại với - Nhà đặt thiết bị phải xây dựng hồn chỉnh, móng thiết bị lót thép dầm thép chữ I, toàn sàn nhà phải sơn cách điện (hoặc lót gạch chịu lực) - Hệ thống nối đất trạm có điện trở  0,5 - Trong nhà phải lắp cầu trục để phục vụ cho công việc lắp đặt bảo trì thiết bị - Mơi trường lắp đặt thiết bị phải thoả mãn điều kiện sau: o Phải có đồng hồ đo nhiệt độ mơi trường o Thiết bị kiểm tra độ ẩm, độ ẩm cho phép: < 80% o Thiết bị kiểm tra độ bụi, độ bụi cho phép: < 20CPM Trình tự lắp thiết bị Gồm bước sau: - Đặt mô đun vào vị trí thiết kế, cân chỉnh độ cao, sau cố định mơ đun xuống sàn đặt thiết bị cách hàn - Ghép mô đun cách ghép nối dẫn mô đun với mô đun thứ ghép cho tất mơ đun cịn lại (khi ghép mơ đun phải cân chỉnh độ cao, thẳng hàng xong cố định mơ đun xuống sàn đặt thiết bị) - Khi ghép tất mô đun thiết bị xong bắt đầu lắp ghép tất PT (thanh cái, MBT, đường dây) - Cuối lắp chống sét van đầu vào MBT - Đối với đầu nối cáp vào thiết bị GIS phụ thuộc vào dự án, đấu nối vào thiết bị GIS theo qui trình nhà sản xuất đầu nối cáp phụ thuộc vào tiết diện cáp Kết cấu Hệ thống GIS có pha đặt ống riêng (GIS 220kV) GIS 110kV pha chung 1ống bơm đầy khí SF6 để cách điện, thiết kế theo dạng mơđun có ưu điểm là: độ an toàn cao, dễ dàng vận hành, lắp ráp, bảo trì linh hoạt cho việc mở rộng trạm tương lai, thiết bị có cấu trúc gọn nhẹ, đặt kín nhà nên chịu ảnh hưởng môi trường Các phân cách cách điện, kín khí ngăn tạo nên gồm dao cách ly cầu dao nối đất bảo dưỡng Máy cắt dùng khí SF6 để cách điện dập hồ quang có cấu truyền động đóng cắt dầu thuỷ lực (GIS 220kV) truyền động đóng cắt lò xo (GIS 110kV) Các máy biến dòng điện dùng để đo lường bảo vệ kiểu lõi hình xuyến, bố trí trước sau máy cắt, cách điện sơ cấp khí SF6, nên tuổi thọ cao Các máy biến điện áp đo lường bảo vệ thứ cấp gồm có dây quấn 128 Đầu đấu nối cáp đường dây vào thiết bị GIS thích hợp với loại cáp cao áp có tiết diện lên đến 2000mm2 Cầu dao nối đất nối đất đường dây loại cầu dao tốc độ cao có khả đóng dịng ngắn mạch hồn tồn, đạt tốc độ đóng nhanh nhờ cấu tác động lị xo truyền động động cơ, thao tác tay Cầu dao nối đất bảo trì đặt trước sau máy cắt truyền động động Ống dẫn (Bus duct) nối trực tiếp từ thiết bị GIS đến thân máy biến áp (sứ xuyên MBA nằm bên ống này), có đoạn ống dạng lò xo chịu dãn nở nhiệt dung sai lắp đặt, ngăn ngừa rung động MBA trình vận hành Hệ thống GIS trạm trang bị đồng hồ giám sát mật độ khí SF6 có bù nhiệt cho thiết bị, ngăn lộ áp suất khí chia thành vùng với vùng áp suất khí SF6 định mức khác nhau: + GIS 220kV: Vùng : Máy cắt áp suất định mức 700kPa Vùng : Dao cách ly áp suất định mức 500kPa Vùng : Dao cách ly áp suất định mức 500kPa Vùng : Dao cách ly đường dây, PT đường dây, đầu nối cáp áp suất định mức 500kPa + GIS 110kV: chia thành vùng giống GIS 220kV áp suất định mức cho tất vùng 600kPa Tại thiết bị có thiết bị giải phóng áp suất khí SF6 với áp suất làm việc là: 1800kPa (GIS 220kV) 800kPa (GIS110kV) Mỗi ngăn lộ có tủ điều khiển chứa tất thiết bị cần thiết cho việc điều khiển, tín hiệu hoá, giám sát, Sự khác thiết bị GIS 110kV 220kV GIS 220kV GIS 110kV - pha bố trí ống riêng biệt - Áp suất khí SF6 đoạn ống chứa thiết bị không giống nhau: đoạn chứa MC: 700kPa, đoạn chứa thiết bị khác: 500kPa - Cơ cấu truyền động máy cắt áp suất dầu thuỷ lực (25Mpa) pha bố trí chung ống Áp suất khí SF6 đoạn ống chứa thiết bị giống nhau: 600kPa Cơ cấu truyền động máy cắt lò xo 129 5.5 CÁC SỰ CỐ VÀ BIỆN PHÁP KHẮC PHỤC Sự già hoá vật liệu cách điện Các vật liệu cách điện GIS chia thành loại: khí SF6 cách điện định hình (nhựa epoxy) Sự suy giảm vật liệu cách điện dẫn đến hư hỏng gây hại cho thiết bị 2.1 Khí phân huỷ sản phẩm phân huỷ Phóng điện có mức lượng thấp: Khí SF6 bị phân tích thành chất Sunphua nguyên tử Flo (F) nhiệt phóng điện SF6 → SFx + (6-x)F 0 1000M Kiểm tra thời gian bơm dầu Kiểm tra bơm dầu hoạt động theo áp suất (24MPa bơm hoạt động đến 25MPa bơm dừng) Chú ý: kiểm tra điều kiện không điện, áp suất khí SF6 định mức thực công việc giám sát nhân viên đào tạo chuyên ngành có kinh nghiệm 2.2 Dao cách ly Các hạng mục kiểm tra hàng ngày Độ ẩm khí SF6 Vận hành điện tay Sự hoạt động truyền động khí Mạch điều khiển Chú ý: kiểm tra điều kiện khơng điện áp suất khí SF6 định mức Kiểm tra tức thời 3.1 Máy cắt: Có thể thay phận (nếu cần), bôi trơn vệ sinh 132 Khi có tượng bất thường trình vận hành Khi vận hành vượt điều kiện định mức Sau 2000 lần cắt dòng điện nhỏ khơng tải Sau 1000 lần cắt dịng điện định mức (4000A) Sau 10 lần cắt dòng điện ngắn mạch định mức (50kA) 3.2 Dao cách ly Khi có tượng bất thường trình vận hành Khi số lần vận hành vượt 2000 lần Kiểm tra phận bất thường mà ta phát Kiểm tra phận bên đặc biệt tiếp điểm nối Chú ý: kiểm tra điều kiện khơng điện, áp suất khí SF6 định mức thực việc giám sát nhân viên đào tạo chuyên ngành có kinh nghiệm Thí nghiệm trước đưa vào vận hành Hạng mục Thủ tục kiểm tra Tiêu chuẩn I Phần chung 1/ Kiểm tra Thực công việc kiểm tra mắt theo Đúng theo bảng mắt vẽ duyệt bao gồm hạng mục: vẽ duyệt việc lắp đặt - Tên thiết bị GIS - Bảng thông số kỹ thuật - Kiểm tra ống dẫn khí nối đất - Sơn lại chổ bị tróc sơn 2/ Kiểm tra Kiểm tra đấu dây thiết bị với tủ điều Đúng theo bảng đấu dây khiển chổ (LCP) với sơ đồ mạch vẽ duyệt thông mạch tất sợi cáp 3/ Đo điện trở 1/ Mạch (bao gồm PT) 1/ Lớn cách điện Điểm đo: pha đất 2000M (Thiết bị đo Megger 1000V) 2/ Mạch điều khiển mạch phụ khác (bao 2/ Lớn gồm tất core cáp) 2M (Thiết bị đo Megger 500V) 4/ Đo điện trở Đo phương pháp điện áp rơi (điểm đo Rr1.2  Rs tiếp xúc theo sơ đồ) Rr: giá trị kiểm Thiết bị đo: DC 100A tra xuất xưởng Rs: giá trị kiểm Khi đo qui đổi nhiệt độ môi trường đo tra 200C trường 5/ Hàm lượng Đo hàm lượng nước khí SF6 tất Máy cắt: