Tài liệu Sơ đồ nối điện của nhà máy điện và trạm biến áp doc

Nhóm Nhà máy điện - Bộ môn Hệ thống điện - ĐHBK Đà Nẵng 21 + Nhược điểm: Khi có ngắn mạch trên một phân đoạn bất kỳ thì tất cả các máy cắt nguồn đều cắt ra, toàn bộ sơ đồ bị mất điện..

Trang 1

Nhóm Nhà máy điện - Bộ môn Hệ thống điện - ĐHBK Đà Nẵng 15

Chương 3

SƠ ĐỒ NỐI ĐIỆN CỦA NHÀ MÁY ĐIỆN VÀ TRẠM BIẾN ÁP

3 1 Các yêu cầu cơ bản của sơ đồ nối điện trong Nhà máy điện và trạm biến áp

1 Khái niệm chung:

Sơ đồ nối điện là tập hợp tất cả những thiết bị điện chính như máy phát, máy biến áp, đường dây, máy cắt, thanh góp, thiết bị thao tác, v.v được nối với nhau theo một thứ tự nhất định

Sơ đồ nối điện rất đa dạng nhưng khi thiết kế cần thỏa mãn các yêu cầu cơ bản sau:

a Vai trò, vị trí của nhà máy điện hay trạm biến áp:

Các nhà máy điện và trạm biến áp trong hệ thống điện có vai trò, vị trí khác nhau hoàn toàn, ví dụ một số nhà máy sẽ làm việc ở đỉnh phụ tải, một số nhà máy làm việc phụ thuộc đồ thị phụ tải nhiệt, nên sơ đồ nối điện của các nhà máy này sẽ khác nhau Đối với trạm biến áp cũng vậy: Có trạm chỉ có một phụ tải, có trạm cung cấp cho một số hộ tiêu thụ riêng lẻ, hay một cụm phụ tải của một vùng rộng lớn và cũng có khi dùng để liên lạc với hệ thống cho nên sơ đồ nối điện cũng khác nhau

b Độ tin cậy cung cấp điện:

Yêu cầu đảm bảo cung cấp điện tùy thuộcmức độ quan trọng của hộ tiêu thụ quyết định

- Hộ loại I: Là tất cả những hộ mà khi ngừng cung cấp điện sẽ gây nguy hiểm cho

tính mạng con người, ảnh hưởng lớn đến an ninh, trật tự, chính trị làm hỏng thiết bị - sản phẩm hàng loạt gây thiệt hại lớn cho nền kinh tế quốc dân

Vì vậy đối với các hộ này yêu cầu cung cấp điện liên tục ngay cả khi sự cố, thời gian mất điện tối đa cho phép bằng thời gian tự động đóng nguồn dự phòng khoảng (0,5

÷ 0,7) giây cho nên hộ loại I phải được cung cấp điện bằng hai đường dây từ hai nguồn độc lập

- Hộü loại II: Là những hộ tiêu thụ mà khi ngừng cung cấp điện chỉ làm ngưng trệ

sản xuất, làm cản trở giao thông vận tải, ảnh hưởng sinh hoạt khu dân cư lớn, thành phố Thời gian cho phép mất điện dài hơn hộ loại I để các nhân viên vận hành thực hiện thao tác (sửa chữa hay) đóng nguồn dự phòng bằng tay Hộ loại này có thể cung cấp điện bằng 1 đường dây nhưng phải có nguồn dự phòng

- Hộ loại III : Là tất cả những hộ còn lại, đây là những hộ kém quan trọng vi vậy

thời gian mất điện cho phép dài hơn nhưng không quá một ngày đêm

Các sơ đồ nối điện phải đảm bảo tính tin cậy khi hư hỏng bất cứ bộ phận nào trên sơ đồ thì những bộ phận còn lại vẫn đảm bảo cung cấp điện theo mức đô yêu cầu

- Yêu cầu đơn giản, linh hoạt, thuận tiện thao tác, an toàn phục vụ:

Trang 2

Sơ đồ nối điện càng đơn giản, càng rõ ràng thì tính đảm bảo làm việc càng tốt và càng an toàn cho người phục vụ Sơ đồ linh hoạt phải cho phép vận hành nhiều tình trạng khác nhau, do đó sơ đồ phải có nhiều thiết bị, nhưng khi đó xác xuất sự cố sẽ tăng lên nghĩa là tính đơn giản và tính linh hoạt thường mâu thuẩn nhau Vì vậy cần xét chính xác từng trường hợp cụ thể Tính an toàn quyết định chủ yếu bởi cách bố trí các thiết bị trong sơ đồ

- Tính kinh tế của sơ đồ :

Quyết định chủ yếu bởi sự tồn tại của các thiết bị và hình thức thanh góp Yêu cầu chi phí vận hành hàng năm bé nhất : Zmin

2 Phân loại sơ đồ nối điện chính :

a Theo số pha:

- Sơ đồ 1 sợi (tức 1 pha)

- Sơ đồ 2 sợi

- Sơ đồ 3 sợi (ba pha)

Sơ đồ 3 sợi rườm rà nhưng biểu diễn được cho cả 3 pha, còn sơ đồ 1 sợi thì đơn giản dùng 1 sợi đại diện cho cả 3 pha và nó được sử dụng rộng rãi nhất Tại những nơi đối xứng ta dùng sơ đồ 1 sợi, nhưng những chỗ bất đối xứng ta phải dùng sơ đồ 3 sợi

b Theo phương pháp sử dụng máy cắt, dao cách ly:

Người ta chia thành 2 nhóm :

- Mỗi mạch được bảo vệ bằng 1 máy cắt (Sơ đồ một hệ thống thanh góp)

- Mỗi mạch được bảo vệ bằng 2 máy cắt (Sơ đồ tam giác) Số lượng máy cắt bằng (1÷ 2) lần số mạch

Cả hai loại sơ đồ thuộc nhóm thứ I hoặc thứ II có thể có hoặc không có hệ thống thanh góp

Trang 3

3 2 Sơ đồ cấu trúc

1 Nhà máy có một cấp điện áp cao:

2 Nhà máy có hai cấp điện áp cao:

F2F1

Trang 4

3.3 Sơ đồ Hệ thống một thanh góp

1 Sơ đồ Hệ thống một thanh góp không phân đoạn :

a Mô tả sơ đồ: Trong sơ đồ này các nguồn cung cấp và các đường dây đều nối

vào thanh góp qua một máy cắt và hai dao cách ly

(Trên mỗi mạch đều cần phải đặt một máy cắt điện để cắt mạch điện ở chế độ làm việc bình thường cũng như sự cố.)

- Dao cách ly CL11, CL21, CL31, CL41, CL51 ở giữa máy cắt và thanh góp gọi là dao cách ly thanh góp

- Dao cách ly CL12, CL22, CL32, CL42, CL52 ở về phía đường dây gọi là dao cách ly đường dây

(Các dao cách ly này được dùng để tạo khoảng cách an toàn trông thấy khi sửa chữa các phần tử trong mạch)

Nguồn N1(N2) có thể là máy phát điện, máy biến áp hoặc đường dây tải điện Nếu nguồn cung cấp là máy phát điện (hoặc máy biến áp) thì không cần đặt dao cách ly giữa máy phát (máy biến áp) và máy cắt vì khi sửa chữa máy cắt thì máy phát sẽ nghỉ Bình thường tất cả các máy cắt và dao cách ly đều ở vị trí đóng, hai nguồn N1 và N2 cung cấp điện cho các phụ tải

b Thao tác sơ đồ:

• Sửa chữa máy cắt: Ví dụ sửa chữa MC1

- Cắt máy cắt MC1

- Cắt các dao cách ly CL12, CL11

- Thực hiện các biện pháp an toàn để đưa máy cắt MC1 ra sửa chữa (Nối đất an toàn, đặt biển báo, rào chắn, )

Hình 3-1

Trang 5

Khi sửa chữa xong MC1 ta tiến hành đóng điện lại cho đường dây D1 như sau:

- Mở nối đất an toàn

- Đóng các dao cách ly CL11, CL12

ơ Như vậy đường dây D1 bị mất điện trong suốt quá trình sửa chữa MC1

• Khi cần sửa chữa, kiểm tra đường dây: Ví dụ sửa chữa đường dây D2

- Cắt máy cắt MC2 (Thao tác bằng tay)

- Cắt dao cách ly CL22

- Thực hiện các biện pháp an toàn để tiến hành sửa chữa đường dây D2

Sau khi sửa chữa xong đóng điện lại cho đường dây D2 theo trình tự ngược lại

• Khi có ngắn mạch xảy ra trên đường dây: Ví dụ ngắn mạch trên đường dây D2

- Bảo vệ rơle sẽ đưa tín hiệu đến cắt máy cắt MC2

- Thực hiện các biện pháp an toàn để tiến hành sửa chữa đường dây D2

• Thao tác sửa chữa thanh góp:

- Cắt tất cả các máy cắt mạch đường dây nối vào thanh góp theo thứ tự đường dây kém quan trọng cắt trước: MC1, MC2, MC3

- Cắt tất cả các máy cắt nguồn nối vào thanh góp: MC4, MC5

- Cắt tất cả các dao cách ly thanh góp: CL11, CL21, CL31, CL41, CL51

- Thực hiện các biện pháp an toàn để sửa chữa thanh góp: Nối đất an toàn

ơ Khi sửa chữa thanh góp thì toàn bộ sơ đồ bị mất điện

• Khi có ngắn mạch trên thanh góp:

- Bảo vệ rơle đưa tín hiệu đi cắt các máy cắt nguồn (MC4, MC5) và máy cắt của những đường dây có nguồn cung cấp từ hai phía hoặc có nguồn dự trữ (MC2, MC3)

ơ Toàn bộ sơ đồ bị mất điện

- Cắt tất cả các máy cắt mà bảo vệ rơle chưa đưa tín hiệu cắt (MC1)

- Cắt tất cả các dao cách ly thanh góp: CL11, CL21, CL31, CL41, CL51

- Thực hiện các biện pháp an toàn để sửa chữa thanh góp: Nối đất an toàn

Sau khi sửa chữa TG xong ta khôi phục lại sự làm việc của sơ đồ như sau:

-Đóng tất cả các dao cách ly thanh góp: CL11, CL21, CL31, CL41, CL51

- Đóng tất cả các máy cắt nguồn nối vào thanh góp: MC4, MC5

- Đóng các máy cắt mạch đường dây nối vào thanh góp theo thứ tự đường dây quan trọng đóng trước : MC3, MC2, MC1

(Sửa chữa dao cách ly TG : sinh viên tự thực hiện)

Trang 6

Chú ý: Dao cách ly phải đặt đúng chiều như trong hình để đảm bảo sau khi dao

cách ly cắt ra thì đầu lưỡi không có điện

c Ưu - nhược điểm và phạm vi sử dụng:

* Ưu điểm: - Sơ đồ đơn giản, giá thành không lớn, DCL chỉ làm nhiệm vụ tạo

khoảng cách an toàn khi sửa chữa, đóng cắt lúc không có dòng điện nghĩa là làm đúng chức năng của nó Để đảm bảo an toàn người ta dùng các bộ khoá liện động để dao cách

ly chỉ được đóng cắt sau khi MC đã cắt

- Sơ đồ này cho phép xây dựng các thiết bị phân phối trọn bộ (KPY) thi công lắp ráp đơn giản, nhanh chóng và vận hành chắc chắn

* Nhược điểm: Độ tin cậy cung cấp điện thấp

- Để sửa chữa thanh góp hoặc dao cách ly thanh góp của bất cứ mạch nào cũng đều phải cắt tất cả các nguồn nối vào thanh góp dẫn đến mất điện toàn bộ

- Khi sửa chữa máy cắt của bất kỳ mạch nào thì mạch ấy phải ngừng cung cấp điện trong suốt thời gian sửa chữa (có thể vài ngày)

- Khi ngắn mạch trên thanh góp hay dao cách ly thanh góp tất cả các nguồn đều bị cắt ra và như vậy toàn bộ phụ tải đều bị ngừng cung cấp điện

- Khi ngắn mạch trên đường dây mà máy cắt trên mạch ấy không cắt, thì toàn bộ các máy cắt của nguồn sẽ cắt và cũng dẫn đến mất điện toàn bộ

* Phạm vi sử dụng: Vì nhược điểm trên nên sơ đồ hệ thống một thanh góp không

phân đoạn chủ yếu dùng trong các thiết bị điện công suất nhỏ, không quan trọng, có một nguồn cung cấp và nó còn dùng trong các sơ đồ điện tự dùng của nhà máy điện hoặc trạm biến áp, nhưng trong trường hợp này phải dùng nguồn dự trữ

2 Sơ đồ Hệ thống một thanh góp có phân đoạn :

a Phân đoạn bằnd dao cách ly:

Thanh góp được phân thành nhiều đoạn nhỏ gọi là những phân đoạn và các phân đoạn này được nối với nhau bằng dao cách ly phân đoạn

Thường số phân đoạn bằng số nguồn cung cấp và mỗi một nguồn sẽ được nối vào một phân đoạn, các đường dây được phân bố đều trên các phân đoạn

• Sơ đồ phân đoạn bằng một dao cách ly như hình 3-3a

Bình thường dao cách ly phân đoạn CLpđ có thể đóng hoặc mở, mỗi tình trạng vận hành có ưu - nhược điểm riêng

- Vận hành với dao cách ly phân đoạn đóng:

+ Ưu điểm: Nguồn và phụ tải phân bố đều, cả hai phân đoạn làm việc song song đảm bảo vận hành kinh tế

Trang 7

+ Nhược điểm: Khi có ngắn mạch trên một phân đoạn bất kỳ thì tất cả các máy cắt nguồn đều cắt ra, toàn bộ sơ đồ bị mất điện Khi ngắn mạch trên các đường dây thì dòng ngắn mạch sẽ lớn

ơ Thường chế độ vận hành này được áp dụng ở các nhà máy điện

- Vận hành với dao cách ly phân đoạn mở:

+ Ưu điểm: Khi có ngắn mạch trên một phân đoạn nào thì chi có phân đoạn đó bị mất điện, phân đoạn còn lại vẫn làm việc bình thường Hơn nữa khi ngắn mạch trên đường dây thì dòng ngắn mạch sẽ bé hơn nên ta có thể chọn khí cụ điện hạng nhẹ

+ Nhược điểm: Các nguồn và phụ tải làm việc riêng rẽ nên vận hành không kinh tế

ơ Thường chế độ vận hành này được áp dụng ở các trạm biến áp

Khi phân đoạn bằng một dao cách ly (hình 3-3a) thì ta có thể sửa chữa từng phân đoạn hay dao cách ly thanh góp của phân đoạn mà chỉ có phân đoạn đó bị mất điện

Ví dụ: Sửa chữa phân đoạn I

Giả thiết dao cách ly phân đoạn đang đóng, khi đó để sửa chữa phân đoạn I thì ta thực hiện các bước thao tác sau:

- Cắt tất cả các máy cắt mạch đường dây và máy cắt nguồn nối vào phân đoạn I

- Cắt các dao cách ly thanh góp nối vào phân đoạn I

- Cắt dao cách ly phân đoạn CLpđ (Cắt lúc có dòng điện không tải rất nhỏ )

- Thực hiện các biện pháp an toàn để đưa phân đoạn I vào sửa chữa

ơ Lúc này chỉ có phân đoạn I mất điện còn các mạch nối vào phân đoạn II vẫn làm việc bình thường

* Giả sử đang vận hành với dao cách ly phân đoạn đóng thì xuất hiện ngắn mạch trên thanh góp, khi đó bảo vệ rơle sẽ đưa tín hiệu đến cắt tất cả các máy cắt nguồn (MC3và MC4) ơ Toàn bộ sơ đồ bị mất điện Lúc này nhân viên vận hành phải xử lý như sau:

- Cắt tất cả máy cắt của các mạch mà bảo vệ rơle chưa cắt

PĐI

N1

PĐII

N2Hình 3.3a

Trang 8

- Cắt tất cả các dao cách ly thanh góp của các mạch đường dây nối vào thanh góp

- Mở dao cách ly phân đoạn CLpđ

- Chỉnh định thời gian tác động của bảo vệ rơle cho các máy cắt nguồn về giá trị nhỏ nhất

- Đóng máy cắt MC1 để xem ngắn mạch có phải trên phân đoạn I không (đúng)

ơ Khôi phục sự làm việc của phân đoạn II:

- Đóng lại máy cắt nguồn nối vào phân đoạn II (phải chỉnh định lại thông số bảo vệ rơle như trường hợp làm việc bình thường)

- Đóng lại các máy cắt mạch đường dây theo thứ tự ưu tiên

Chú ý: Sau khi sửa chữa phân đoạn I xong để khôi phục sự làm việc của phân đoạn

I ta thường cắt tất cả các máy cắt nối vào phân đoạn II rồi mới đóng lại dao cách ly phân đoạn

Tuy nhiên khi sửa chữa dao cách ly phân đoạn thì toàn bộ hai phân đoạn đều mất điện Để khắc phục nhược điểm này ta phân đoạn thanh góp bằng 2 dao cách ly (hình 3-3b) Khi đó, ta có thể sửa chữa từng dao cách ly phân đoạn mà chỉ có một phân đoạn mất điện Ví dụ muốn kiểm tra, sửa chữa dao cách ly phân đoạn I chúng ta thực hiện các bước thao tác sau:

- Cắt tất cả các máy cắt nối vào phân đoạn I (MC1, MC2, MC3)

- Cắt tất cả các dao cách ly thanh góp nối vào phân đoạn I (CL11, CL21, CL51)

- Cắt CLpđ1 (CLpđ1 cắt dòng không tải của phân đoạn I)

- Thực hiện các biện pháp an toàn để sửa chữa

PĐI

N1

PĐII

N2Hình 3.3b

Trang 9

Nhược điểm lớn nhất của việc phân đoạn bằng dao cách ly là các dao cách ly phải thao tác có điện mà ở thanh góp không phân đoạn chúng chỉ làm nhiệm vụ cách ly Hơn nữa trong chế độ vận hành với dao cách ly phân đoạn đóng, nếu xảy ra ngắn mạch trên bất kỳ phân đoạn nào đều xảy ra mất điện toàn bộ Để khắc phục nhược điểm này ta phân đoạn thanh góp bằng máy cắt phân đoạn (hình 3-4)

Máy cắt phân đoạn bình thường có thể đóng hoặc mở, đối với thiết bị phân phối ở nhà máy điện thì thường đóng, còn đối với trạm giảm áp thì thường mở Nếu máy cắt phân đoạn thường mở thì phải trang bị thêm thiết bị TĐD (tự động đóng nguồn dự trữ) để tự động đóng trở lại máy cắt phân đoạn MCpđ khi máy cắt của một nguồn nào đó bị mở ra

Khi ngắn mạch trên bất kỳ phân đoạn nào (giả sử phân đoạn I) thì máy cắt phân đoạn và tất cả các máy cắt của nguồn có liên quan trực tiếp với phân đoạn bị sự cố sẽ bị cắt ra (MC5 cắt) ơ Phân đoạn I bị mất điện, còn phân đoạn II vẫn làm việc bình thường, các hộ quan trọng được cung cấp bằng 2 đường dây từ 2 phân đoạn khác nhau vẫn được cung cấp điện còn những đường dây đơn nối vào phân đoạn I bị mất điện

Sau khi sửa chữa phân đoạn I xong, đóng các dao cách ly CLpđ1, CLpđ2, MCpđ, đóng hai dao cách ly hai đầu máy cắt MC5 rồi đóng máy cắt MC5 Cuối cùng đóng tất cả các đường dây nối vào phân đoạn I theo thứ tự ưu tiên

Chú ý: TCắt MC5 = Tcắt MC6 > Tcắt MCpđ ( khi có ngắn mạch trên phân đoạn I thì bảo vệ rơle của 2 máy cắt MCpđ và MC6 đều khởi động nhưng máy cắt phân đoạn cắt trước nên bảo vệ rơle MC6 ngừng khởi động (chưa đưa tín hiệu đi cắt máy cắt MC4 vì vậy phân đoạn II không bị mất điện)

Sau đây xét một sơ đồ cung cấp điện có dự phòng cho các hộ tiêu thụ quan trọng (hình 3-5)

PĐI

N1

PĐII

N2Hình 3-4

Trang 10

Ở nhà máy và phụ tải đều dùng sơ đồ một hệ thống thanh góp được phân đoạn bằng máy cắt Máy cắt MCpđ1 thường đóng, máy cắt MCpđ2 thường mở

Tuy có những ưu điểm trên nhưng sơ đồ hệ thống một thanh góp phân đoạn bằng một máy cắt vẫn còn những nhược điểm sau :

- Khi sửa chữa một phân đoạn nào đó thì các hộ tiêu thụ quan trọng sẽ bị mất nguồn dự trữ, còn các hộ cung cấp bằng 1 đường dây sẽ mất điện hoàn toàn trong suốt thời gian sửa chữa

Khi ngắn mạch trên 1 phân đoạn thì các máy cắt nối vào phân đoạn đó cắt ra nhưng tất cả các nguồn vẫn còn tiếp tục cung cấp cho phân đoạn kia Sơ đồ hình 3-6 được sử dụng rộng rãi ở cấp (6 - 10) KV của các trạm biến áp cỡ lớn đường dây nhiều và thiết bị phân phối ở nhà máy thủy điện nhỏ

3 Sơ đồ hệ thống một thanh góp phân đoạn nối mạch vòng:

Trong thiết bị phân phối cấp điện áp máy phát của các nhà máy nhiệt điện trung tâm thường sử dụng sơ đồ như hình 3-7

- Khi ngắn mạch tại N2 thì máy cắt MC1 và

MC3 cắt ơ PĐ1 của thanh góp TG2 bị mất

điện hoàn toàn

Để tăng độ tin cậy cung cấp điện ở mạch

máy cắt phân đoạn PĐ2 người ta thường trang

bị thêm thiết bị tự động đóng nguồn dự trữ

(TĐD), lúc này dưới tác dụng của thiết bị

TĐD máy cắt phân đoạn Mcpđ2 đóng lại ơ

PĐ1 được cung cấp điện từ đường dây D2

- Khi ngắn mạch tại N1 thì máy cắt

MCpđ1 và các máy cắt có liên quan đến

phân đoạn I (PĐI) của thanh góp TG1 bị cắt

ra, lúc này máy cắt phân đoạn hai MCpđ2û tự

động đóng lại

- Khi sửa chữa 1 phân đoạn sẽ mất bớt nguồn

cung cấp Có thể khắc phục bằng cách nối một

nguồn cung cấp vào cả hai phân đoạn bằng hai máy

cắt như hình 3-6 , như vậy sẽ dẫn đến thiết bị phân

phối cồng kềnh, đắt tiền Trong sơ đồ này khi có sự

cố trên nguồn thì cả hai máy cắt của nguồn đó nối

vào 2 phân đoạn đều bị cắt

MC1 MC2

MC4 MC3

Trang 11

- Sơ đồ này là sơ đồ 1 hệ thống thanh góp được phân đoạn bằng máy cắt, trong đó số phân đoạn bằng số nguồn cung cấp và các phân đoạn được nối với nhau qua kháng điện phân đoạn nhằm hạn chế dòng ngắn mạch, còn các đường dây ở cấp điện áp máy phát thường được lấy qua kháng điện đường dây

- Tác dụng của kháng điện đường dây: Nhờ có kháng điện đường dây làm giảm dòng ngắn mạch khi xảy ra ngắn mạch sau kháng mà ta có thể chọn được các khí cụ điện hạng nhẹ (Máy cắt hợp bộ) sau kháng Đồng thời tạo điện áp dư trên thanh góp khi có ngắn mạch trên đường dây sau máy cắt hợp bộ

Để đơn giản sơ đồ và tăng cao độ tin cậy người ta thường dùng kháng điện nhóm hay kháng điện kép Ưu điểm của kháng điện kép là có thể cung cấp cho nhiều đường dây mà đầu nối vào thanh góp điện áp máy phát chỉ có một

- Mạch tự dùng được lấy qua biến áp tự dùng (hoặc qua kháng điện nếu điện áp tự dùng cùng cấp với điện áp máy phát Utd = Uf) Khi số phân đoạn bằng bốn trở lên thường nối các phân đọan thanh góp thành mạch vòng kín (hình 3-7) Tác dụng của việc nối mạch vòng:

- Nhờ nối mạch vòng mà làm giảm sự chênh lệch điện áp giữa các phân đoạn

Ví dụ khi máy phát ở một phân đoạn bất kỳ nghỉ thì phụ tải ở phân đoạn đó sẽ được cung cấp từ hai phía, do đó tổn thất điện áp qua kháng điện sẽ bé và cho phép chọn kháng điện phân đọan có dòng định mức bé hơn trường hợp không nối mạch vòng

- Nhờ nối mạch vòng mà khi có sự cố trên bất kỳ phân đoạn nào thì các máy phát nối vào các phân đoạn còn lại vẫn làm việc song song

Trong sơ đồ nối mạch vòng dòng định mức của kháng điên phân đọan thường chọn bằng (50-60)% dòng định mức của máy phát, còn điện kháng bằng (8-12)%

Trang 12

+ Thao tác sửa chữa dao cách ly phân đoạn CL12:

- Cắt tất cả các máy cắt nối vào phân đoạn 2

- Cắt tất cả các dao cách ly nối vào phân đoạn 2

- Thực hiện các biện pháp an toàn để tiến hành sửa chữa dao cách ly CL12 + Sau khi sửa chữa dao cách ly CL12 xong ta khôi phục lại sự làm việc của phân đoạn 2 như sau:

- Đóng tất cả các dao cách ly đang mở

- Đóng tất cả các máy cắt nối vào phân đoạn 2 ( trừ máy cắt mạch máy phát)

- Đóng máy cắt mạch máy phát cần chú ý đến hoà đồng bộ

+ Khi có ngắn mạch tại N1: Bảo vệ rơle đưa tín hiệu cắt các máy cắt nối vào phân đoạn 3 (Máy cắt đầu đường dây đơn thường không cắt) Lúc này nhân viên vận hành phải xử lý như sau:

- Cắt các máy cắt mạch đường dây mà bảo vệ rơle chưa đưa tín hiệu cắt

- Cắt dao cách ly CLK1

- Đóng các máy cắt nối vào phân đoạn 3

- Đóng máy cắt mạch máy phát F3 (chú ý đến hoà đồng bộ)

- Thực hiện các biện pháp an toàn để sửa chữa sự cố

Nhược điểm của sơ đồ: Vì có mạch vòng nên thiết bị phân phối cồng kềnh, phức

tạp, đắt tiền và khó khăn trong vận hành

Trang 13

3.4 Sơ đồ Hệ thống hai thanh góp

- Khi xảy ra ngắn mạch trên thanh góp thì toàn bộ các mạch đang làm việc sẽ bị mất điện

- Khi sửa chữa máy cắt của một mạch bất kỳ thì mậch đó bị mất điện trong suốt thời gian sửa chữa

ơ Để khắc phục những nhược điểm này ta dùng sơ đồ hai hệ thống thanh góp như hình sau

Ví dụ : đường dây D1 được bảo vệ bằng MC1; CL1 và CL2 là các dao cách ly thanh góp, CL3 là dao cách ly đường dây

Trang 14

3 Các chế độ vận hành:

• Bình thường thường sơ đồ vận hành song song trên hai thanh góp: Máy cắt nối đóng, cả hai thanh góp đều có điện và làm việc song song với nhau giống như sơ đồ một hệ thống thanh góp được phân đoạn bằng máy cắt Các mạch nguồn và đường dây được phân bổ đều trên hai HTTG Ví dụ: D1, D3 và nguồn B1 làm việc trên TG1 (các dao cách ly nối vào thanh góp 1 đóng còn các dao cách ly nối vào thanh góp 2 mở) còn D2,D4 và B2 làm việc trên TG2 (các dao cách ly nối vào thanh góp 2 đóng còn các dao

cách ly nối vào thanh góp 1 mở)

(khi đó MC1 đóng, CL1 và CL3 đóng còn CL2 cắt, )

• Trong một số trường hợp có thể vận hành trên một thanh góp và thanh góp này gọi là thanh góp làm việc (TGLV), thanh góp còn lại gọi là thanh góp dự trữ ( TGDT) Trong chế độ vận hành này thì máy cắt nối mở, hai dao cách ly mạch máy cắt nối có ít nhất một dao mở, các dao cách ly nối với TGLV đóng còn các dao cách ly nối với TGDT mở Lúc này sơ đồ vận hành như sơ đồ một hệ thống thanh góp không phân đoạn

4 Các thao tác cơ bản: Giả thiết bình thường sơ đồ vận hành song song trên hai

thanh góp: Máy cắt nối đóng, đường dây D1, D3 và nguồn B1 làm việc trên TG1 còn đường dây D2, D4 và B2 làm việc trên TG2

a Thao tác sửa chữa thanh góp TG1: Để sửa chữa hệ thống thanh góp làm việc ta

cần thao tác chuyển tất cả các mạch đang làm việc trên thanh góp này về làm việc trên thanh góp còn lại

(Chuyển toàn bộ các mạch về làm việc trên một thanh góp TG2)

- Khoá nguồn thao tác của MCN để tránh cắt nhầm

- Đóng các dao cách ly thanh góp của các mạch đang làm việc trên TG1 vào TG2

- Cắt tất cả các DCL các mạch nối vào TG1

- Cắt MCN và hai DCL hai bên

- Thực hiện biện pháp an toàn để sửa chữa TG1

b Thao tác sữa chữa dao cách ly thanh góp CL1: Để sửa chữa dao cách ly thì yêu

cầu hai đầu dao cách ly phải không có nghĩa là dao cách ly nối với thanh góp nào thì thanh góp đó phải mất điện

(Chuyển toàn bộ các mạch về làm việc trên một thanh góp TG2)

- Khoá nguồn thao tác của MCN để tránh cắt nhầm

- Đóng các dao cách ly thanh góp của các mạch đang làm việc trên TG1 vào TG2 (trừ dao cách ly mạch đường dây D1)

- Cắt tất cả các DCL các mạch nối vào TG1

- Cắt máy cắt MC1 và dao cách ly CL3

- Cắt MCN và hai DCL hai bên

- Thực hiện biện pháp an toàn để sửa chữa TG1

c Thao tác khôi phục sự làm việc của các mạch khi sự cố trên một thanh góp:

Trang 15

Giả sử thanh góp TG1 bị sự cố Các MC của các mạch nối vào TG1 cắt, MCN cắt, TG1 mất điện Phải thao tác chuyển toàn bộ các mạch trước đây làm việc trên TG1 về làm việc trên TG2 theo trình tự sau:

- Cắt tất cả các máy cắt của các mạch đang làm việc trên thanh góp một mà bảo vệ rơle chưa đưa tín hiệu cắt

- Cắt tất cả các dao cách ly thanh góp nối vào TG1

- Đóng các dao cách ly thanh góp của các mạch vào TG2

- Đóng các MCĐ của các mạch vào TG2 theo thứ tự nguồn trước, đường dây sau

- Thực hiện biện pháp an toàn sửa chữa TG1

ơ Như vậy các đường dây làm việc trên TG1 chỉ mất điện trong một khoảng thời gian thao tác để chuyển nó sang làm việc trên TG2

Nếu như ta cho vận hành trên một thanh góp thì khi ngắn mạch trên thanh góp này toàn bộ sơ đồ sẽ bị mất điện Để tránh điều này xảy ra người ta thực hiện các biện pháp:

- Vận hành song song trên hai thanh góp (ở TBPP điện áp ≥ 35KV)

- Phân đoạn thanh góp làm việc như hình dưới (sơ đồ này thường gặp ở các nhà máy điện)

• TGLV được phân thành 2 phân đoạn là PĐ1 và PĐ2 Hai phân đoạn nối với TGDT bằng MCN1 và MCN2 ở vị trí thường cắt

• Bình thường các mạch được phân bổ làm việc trên hai phân đoạn, giống như sơ đồ một HTTG có phân đoạn TGDT bình thường không có điện, nó được dùng để có thể thay thế từng phân đoạn một của TGLV khi cânö sữa chữa

• Khi ngắn mạch trên một phân đoạn, thì phân đoạn đó sẽ mất điện Sau đó ta thao tác chuyển các mạch trước dây làm việc trên PĐ này về làm việc trên TGDT

Trang 16

d Sữa chữa máy cắt của một mạch:

Giả sử sơ đồ đang vận hành trên một thanh góp làm việc TGLV Khi sữa chữa máy cắt MC1, có thể thao tác để dùng MCN kết hợp vớiTGDT tạm thời thay thế cho MC1 theo trình tự sau:

− Kiểm tra thanh góp dự trữ

− Thử thanh góp dự trữ bằng điện (đóng hai CL hai bên MCN và đóng MCN)

− Nếu TGDT tốt thì cắt MCN ra

− Cắt MC1 và hai cách ly CL1 và CL3

− Thực hiện biện pháp an toàn để tháo đầu nối của MC1 và lắp cầu nối CN (như hình

vẽ)

− Đóng hai dao cách ly CL3 và CL2

− Đóng máy cắt nối MCN

− Chỉnh định thông số BVRL của MCN cho phù hợp với bảo vệ của đường dây D1

ơ Như vậy khi sửa chữa máy cắt của một mạch nào thì mạch đó phải mất điện trong thời gian khá lâu để thao tác sơ đồ, ta có thể khắc phục nhược điểm này bằng cách lắp thêm dao cách ly CLS Khi đó trình tự thao tác sửa chữa MC1 như sau:

− Kiểm tra thanh góp dự trữ

− Thử thanh góp dự trữ bằng điện (đóng hai CL hai bên MCN và đóng MCN)

− Nếu TGDT tốt thì đóng dao cách ly CLS

− Cắt MC1 và hai cách ly CL1 và CL3

− Thực hiện biện pháp an toàn để tháo đầu nối của MC1

− Chỉnh định thông số BVRL của MCN cho phù hợp với bảo vệ của đường dây D1

CLS

Trang 17

Rõ ràng trong quá trình sửa chữa máy cắt đường dây không bị mất điện Tuy nhiên phải lắp thêm dao cách ly CLS cho tất cả các mạch làm cho thiết bị phân phối cồng kềnh đồng thời khi sửa chữa máy cắt sơ đồ phải vận hành trên một thanh góp nếu lúc này xảy

ra ngắn mạch trên thanh góp này ơ mất điện toàn bộ Khắc phục ta dùng sơ đồ hai hệ thống thanh góp có thanh góp vòng

5 Ưu - nhược điểm: Qua phân tích các thao tác cơ bản của sơ đồ ta rút ra được các

ưu nhược điểm của sơ đồ như sau:

• Khôi phục nhanh chóng sự làm việc của sơ đồ khi có ngắn mạch trên thanh góp

• Khi sửa chữa máy cắt của một mạch bất kỳ thì mạch đó chỉ ngừng làm việc trong thời gian thao tác sơ đồ

b Nhược điểm: Dao cách ly phải thao tác lúc có điện

Trang 18

3.5 Các dạng sơ đồ nối điện đơn giản

Khi số mạch nối với cấp điện áp U = (35 ÷ 220) KV ít thì người ta thường sử dụng

sơ đồ đơn giản Đặc điểm của các dạng sơ đồ này là không xây dựng hệ thống thanh góp cấp điện áp cao, số lượng máy cắt ít thậm chí có khi không cần đặt máy cắt ở cấp điện áp cao cho nên giảm nhiều chi phí về thiết bị điện, vật liệu xây dựng và giá thành thiết bị phân phối, đồng thời thời gian thi công cũng nhanh chóng

1 Dạng sơ đồ bộ máy biến áp - đường dây: Sơ đồ bộ máy biến áp-đường dây là

một trong những dạng sơ đồ đơn giản hoá được sử dụng phổ biến ở các trạm biến áp Trong sơ đồ này các phần tử của bộ được mắc nối tiếp với nhau, không có liên hệ ngang với các bộ khác Khi có hư hỏng ở một phần tử bất kỳ của bộ thì cả bộ đó ngừng cung cấp điện

Xét sơ đồ bộ MBA-ĐD

của các trạm biến áp nối vào

đường dây chính như trên

hình 3-14

- Đường dây D1 và máy biến

áp B1 tạo thành một bộ ( có

đặt máy cắt MC2)ü: Khi ngắn

mạch trên đường dây tại điểm

N1 thì các máy cắt MC1 và

MC2 sẽ cắt dẫn đến mất điện

toàn bộ sơ đồ Khi sự cố máy

biến áp thì MC2 , MC3 sẽ cắt

Hình 3 - 14

Để giảm giá thành chi phí của trạm có thể thay thế máy cắt MC2 phía cao áp của máy biến áp bằng dao cách ly tự động CLtđ (hình b) Trong trường hợp này muốn sửa

chữa máy biến áp thì cắt máy cắt MC3 sau đó cắt dao cách ly tự động Cltđ lúc này

CLtđ chỉ cắt dòng điện không tải của máy biến áp, thao tác này cho phép tùy thuộc vào công suất máy biến áp và cấp điện áp Hiện nay với máy biến áp dùng thép cán nguội, ở cấp điện áp 35KV thì dòng không tải Ikt ≤ 1% Iđm , còn ở cấp điện áp 110KV thì Ikt ≤ 2,5% Iđm Do đó dao cách ly tự động có thể cho phép cắt dòng không tải của các máy biến áp công suất lớn Ví dụ với cấp điện áp (20 ÷ 35)KV khi khoảng cách hai cưcû của dao cách ly tự động Cltđ d=(1,3÷1,5)m thì cho phép cắt dòng từ hoá của máy biến áp co ï công suất nhỏ hơn 40MVA ( máy biến áp TD-40.000/35 có Io=0.65% Iđm=4.3A) Ở cấp điện áp 110KV khi d=2,5 m , quy trình cho phép cắt dòng không tải của MBA đến 80MVA ( TDH-80.000/110 có Ikt =1,5%Iđm=6.3A)

Khi ngắn mạch trong máy biến áp thì bảo vệ rơ le sẽ tác động cắt MC3 sau đó đưa tín hiệu đến cắt MC1 ( Tín hiệu này có thể truyền bằng cáp riêng theo đường dây thông tin hay đường kênh cao tần của cáp cao áp) Sau khi MC1 cắt ra thìï dao cách ly tự động

CLtđ tự động mở ra Dưới tác dụng của thiết bị tự động đóng lặp lại đường dây (TĐL)

Trang 19

máy cắt MC1 đầu đưòng dây chính sẽ được tự động đóng lại để cung cấp cho các trạm biến áp khác

Việc cắt máy cắt MC1 có thể thực hiện bằng cách khác mà không cần phải có xung

đi cắt MC1 như ở trên Khi này phải dùng dao ngắn mạch NM đặt ở đầu cực của máy biến áp Khi ngắn mạch trong máy biến áp thì bảo vệ rơ le tác động cắt MC3 và đưa tín hiệu đóng dao ngắn mạch NM tạo ngắn mạch nhân tạo giữa đường dây với đất, lúc này dòng ngắn mạch lớn làm cho MC1 sẽ cắt tin cậy Sau đó dao cách ly tự động CLtđ mở ra và thiết bị TĐL tự động đóng trở lại MC1 để cung cấp cho các bộ khác

Việc bố trí dao ngắn mạch tùy theo mạng điện : Trong mạng trung tính cách điện thì phải đặt dao ngắn mạch trên cả hai pha để tạo ngắn mạch hai pha chạm đất, còn trong mạng trung tính trực tiếp nối đất thì chỉ cần đặt ở một pha để tạo ra dạng ngắn mạch một pha

Muốn đóng máy biến áp trở lại ta thao tác như sau :

- Đóng dao CL1 ở phía cao áp và đóng dao cách ly CL2 phía hạ áp

- Đóng dao cách ly tự động CLtđ

- Đóng máy cắt MC3

Dao cách ly CL1 dùng để sửa chữa dao cách ly tự động Cltđ

Cần lưu ý là dao cách ly tự động không cần đặt nếu trạm biến áp là trạm cụt

2 Sơ đồ cầu:

B2 B1

SƠ ĐỒ CẦU NGOÀI

Sơ đồ này có số máy cắt ít hơn só

mạch nhưng độ tin cậy cung cấp điện

vẫn cao, được sử dụng tại các trạm có