Nghiên cứu thiết kế chế tạo dao cách ly có điều khiển 220 kv và máy cắt điện áp đến 35 kv

Bộ khoa học và công nghệ Bộ Công thương Công ty Cổ phần Chế tạo Thiết bị điện Đông Anh BÁO CÁO TỔNG HỢP KẾT QUẢ NGHIấN CỨU Tên đề tài: Nghiên cứu thiết kế chế tạo Dao cách ly có điều k

Bộ khoa học và công nghệ Bộ Công thương

Công ty Cổ phần Chế tạo Thiết bị điện Đông Anh

BÁO CÁO TỔNG HỢP KẾT QUẢ NGHIấN CỨU

Tên đề tài: Nghiên cứu thiết kế chế tạo Dao cách ly có điều khiển 220kV và máy cắt điện áp đến 35kV

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 sản 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

5.1.9 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 loại 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 thực 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

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 số 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)

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 mạch phụ, mạch điều khiển và giá dao cách ly)

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 tạo 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

CÁC TỔ CHỨC - CHỨC DANH

EEMC - Công ty Cổ phần Chế tạo Thiết bị điện Đông Anh

IEC - Uỷ ban kỹ thuật điện quốc tế

HV,CA - Điện áp cao

MV,TA - Điện áp trung

ĐƠN VỊ SỬ DỤNG

-GWh - giga watss giờ, triệu kWh

Dung lượng -kVA - kilo volt ampe

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 Điều 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 tự 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),

Thiết 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…

Với 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 thế…) 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

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 điện 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 tại 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 hỏi 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 tạo 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

• Nghiên cứu tham khảo tiêu chuẩn quốc tế, các yêu cầu đặc tính cơ bản (tiêu chuẩn chung, tiêu chuẩn quy cách,thử nghiệm)

• Chọn mẫu dao cách ly điện áp đến 220kV

• Tính toán thiết kế, lắp ráp dao cách ly 220kV

• Nghiên cứu thử nghiệm điển hình

• Nghiên cứu tính toán lắp đặt tại trạm biến áp

− Nội dung 2

• Thu thập thông tin và dữ liệu về việc sử dụng máy cắt trung thế tại nước ta

• Tổng quan về các loại máy cắt sử dụng trong hệ thống điện

• Nghiên cứu luận chứng sự cần thiết nghiên cứu và chế tạo nội địa hoá máy cắt trung thế trong nhà

• Nghiên cứu lựa chọn các giải pháp kỹ thuật cơ bản

• Nghiên cứu đề xuất biện pháp áp dụng

Lưới truyền tải siêu cao áp 500kV

Lưới truyền tải co áp 220/110kV

Lưới phân phối 22/ (35kV ở miền núi)

Lưới hạ áp 0,4kV

2.2 Hiện trạng điện lực Việt Nam

Hiện trạng lưới điện Việt Nam

Installed capacity - 2009

Hydro 36.0%

Coal 10.5%

CCGT 18.5%

FO&DO 5.9%

IPP&Others 29.1%

Công suất đặt và sản xuất điện 2009

Import Diesel/Small HPPs IPP/BOT

Gas turbine (Oil/Gas) Oil-fired

Coal thermal Hydropower Peak Demand

Khối lượng lưới truyền tải đến 2009

36410 31137

Power Gen.-GWh Growth Rate

Sản xuất điện giai đoạn 2006- 2009 tăng bình quân 12,8%/năm

(bao gồm cả điện mua từ Trung Quốc)

Điện sản xuất và mua 3tháng đầu năm 2010 tăng đột biến 20,8% so với cùng kỳ

Năm 2009:

Điện thương phẩm (TWh):76

Điện sản xuất (TWh):87

Pmax(MW): 13867

Tốc độ tăng trưởng 2001-2009: 14,5%/năm

Nhu cầu điện 2001-2009

17.0%

15.5%

13.7% 12.9% 14.4% 13.9% 12.8% 12.8%

0 10000

Tăng B

quân

2006-2009

Tăng B.quân 2008-2009Điện th Phẩm

TM & K/Sạn, Nhà Hàng Quản lý & T.dùng dân cư

Tốc độ tăng trưởng điện năng các ngành 2001-2009:

Tổng điện thương phẩm: tăng 14,5%

Trong đó: - Công nghiệp - XD: 17,6%

- Quản lý & tiêu dùng dân cư: 11,6%

- Thương mại & khách sạn, nhà hàng: 13,9%

Qua các con số thống kê trên cho thấy sản lượng điện phục vụ cho phát triển

kinh tế và đời sống nhân dân ngày càng tăng

2.3 Dự báo nhu cầu dùng điện

Dự báo nhu cầu dùng điện theo 2 phương pháp: phương pháp trực tiếp và

phương pháp gián tiếp

Phương pháp trực tiếp: dự báo nhu cầu điện toàn quốc, các miền, các công ty điện lực, các tỉnh giai đoạn 2015 đến 2020

Phương pháp gián tiếp

Nhu cầu điện (GWh) 45603 97111 164961 257260 381160Pmax (MW) 9255 19117 31495 47607 68440

Nhu cầu dùng điện của các công ty điện lực giai đoạn đến 2020

Kết quả dự báo theo kịch bản

Phương án cơ sở

Điện sản xuất (GWh) 98.866 182.154 286.094 429.977 620.113Công suất cực đại

2010 2015 2020 2025 2030

kWh/USD(2005) 1,36 1,39 1,28 1,07 0,87

Dự báo nhu cầu dùng điện của các ngành

Kết luận: trong tất cả các dự báo ta nhận thấy nhu cầu sử dụng điện ngày càng

tăng từ các vùng, ngành, phục vụ sản xuất công nghiệp, thương mại , công trình

xây dựng, bệnh viện …và sinh hoạt của nhân dân

Cập nhật và dự kiến tiến độ nguồn 2010-2012

Cập nhật và dự kiến tiến độ nguồn 2013-2015

Vào vận hành năm 2015 8166

Để tìm hiểu hiện trạng sử dụng máy cắt cao áp trong trạm biến áp ta xem xét

một số trạm 110kV và trạm trung áp làm thí dụ điển hình Trên đây chỉ xét tới một

số trạm phục vụ cho nhu cầu sinh hoạt của nhân dân, trạm phục vụ sản xuất ở các nhà máy, khu công nghiệp, bệnh viện, tòa nhà…

Trạm biến áp 110kV Vĩnh Yên

vị

Số lượng

Cầu dao cách ly 110kV kèm tiếp địa 1 phía Cái 08

Trong nước đã SX được

Trong nước đã SX được

Máy cắt trung thế 38,5kV, kiểu Fix ( cố định ) Cái 12 Nhập

ngoại

Cầu dao trung thế 38,5kV kèm tiếp địa 2 phía Cái 10

Trong nước đã SX được

Cầu dao trung thế 38,5kV kèm tiếp địa 1 phía Cái 16

Trong nước đã SX được

Máy cắt trung thế 24kV, kiểu drawout, kèm

Nhập ngoại

Trạm biến áp 110kV Phúc Yên E25.1

vị

Số lượng

Cầu dao cách ly 110kV kèm tiếp địa 1 phía Cái 04

Trong nước đã SX được

Máy cắt trung thế 38,5kV, kiểu Fix ( cố định) Cái 05 Nhập

Cầu dao trung thế 38,5kV kèm tiếp địa 1 phía Cái 16

Trong nước đã SX được

Máy cắt trung thế 24kV, kiểu drawout, liên

Nhập ngoại

Trạm biến áp Thuỷ điện 110kV Nậm Pung

vị

Số lượng

Cầu dao cách ly 110kV kèm tiếp địa 1 phía Cái 04

Trong nước đã SX được

Máy cắt trung thế 24kV, kiểu Drawout Cái 07 Nhập

ngoại

Máy cắt trung thế 7.2kV, kiểu drawout, liên

Nhập ngoại

Trạm biến áp Nhà máy Tôn Hoa Sen

vị

Số lượng

Cầu dao cách ly 110kV kèm tiếp địa 1 phía Cái 04

Trong nước đã SX được

Máy cắt trung thế 24kV, kiểu drawout, kèm

Nhập ngoại

Hệ thống tủ điện trung thế 24kV Nhà máy Xi Măng Lusk Huế

Thiết bị đóng cắt Đơn

vị

Số lượng

Ghi chú

Máy cắt trung thế 24kV, kiểu drawout,

Nhập ngoại

Hệ thống tủ điện trung thế Khu liên hợp gang thép Hà Tĩnh

Thiết bị đóng cắt Đơn

vị

Số lượng

Ghi chú

Máy cắt trung thế 24kV, kiểu drawout,

Nhập ngoại

Máy cắt trung thế 7.2kV, kiểu drawout,

Nhập ngoại

Trạm biến áp 35kV Xi măng Phú Thọ Thiết bị đóng cắt Đơn

vị

Số lượng

được

Cầu dao trung thế 38,5kV kèm tiếp địa 1

Trong nước đã SX

được

Máy cắt trung thế 7.2kV, kiểu kèm cầu

Nhập ngoại

Trạm biến áp cấp nguồn cho toà nhà Vietcombank Thiết bị đóng cắt Đơn

vị

Số lượng

Máy cắt trung thế 24kV, kiểu drawout,

Nhập ngoại

Trạm biến áp dự án Bệnh viện miền trung Thiết bị đóng cắt Đơn

vị

Số lượng

Ghi chú

Cầu dao phụ tải 24kV kèm liên động tiếp

Nhập ngoại

Máy cắt trung thế 24kV, kiểu drawout,

Nhập ngoại

Kết luận:

Tuy rằng thiết kế các trạm biến áp 110kV, trạm trung áp có khác nhau nhưng số lượng máy cắt và dao cách ly khá nhiều Đến 2009 cả nước có 746 trạm 110kV, dung lượng 25862MVA

- Tất cả các dao cách ly cao áp từ 110kV đến 220kV tính đến trước khi

có đề tài này đều nhập khẩu 100%

- Tất cả các loại máy cắt sử dụng trong trạm điện nhập khẩu hoàn toàn

- Chỉ xét đến cấp điện nông thôn: 97,6% số xã ( 8880/9101 xã).Với mỗi

xã ít nhất có một đường dây trung thế thì số máy cắt cần dùng nhỏ nhất đã là

8880 máy

- Xét đến việc cung cấp điện cho các thành phố, khu công nghiệp, nhà máy sản xuất, khu chế xuất, khu liên hợp, bệnh viện, trường học, toà nhà cao

các ngành, các công trình xây dựng dân dụng và công nghiệp, nhu cầu sinh hoạt của nhân dân ngày càng cao, do đó yêu cầu tất yếu sẽ có nhiều trạm, tủ điện và máy cắt cần lắp đặt mới

- Ngoài ra, còn số lượng máy cắt cần bảo dưỡng, sửa chữa và thay thế máy cắt cũ, hỏng trong lưới điện hiện tại

Vậy nếu ta nội địa hoá một phần và từng bước tiến đến sản xuất hoàn thiện phần máy cắt trung thế, sẽ giảm giá thành, tiết kiệm thời gian, dịch vụ bảo hành đáp ứng nhu cầu tốt xây dựng mới hay phát triển mở rộng trạm biến áp

1 Hiện trạng hệ thống điện Việt Nam và nội dung nghiên cứu 61.1 Hiện trạng cung cấp điện năng ở nước ta và xuất xứ đề tài 61.2 Mục tiêu và nội dung nghiên cứu 71.2.1 Mục tiêu nghiên cứu: 71.2.2 Phạm vi nghiên cứu: 71.2.3 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 92.1 Những vấn đề chung 92.2 Hiện trạng điện lực Việt Nam 92.3 Dự báo nhu cầu dùng điện 142.4 Chương trình phát triển nguồn điện 192.5 Hiện trạng sử dụng máy cắt cao áp trong trạm biến áp .21

B NỘI DUNG KHOA HỌC CÔNG NGHỆ ĐÃ THỰC HIỆN

B1.NGHIÊN CỨU VỀ DAO CÁCH LY ĐIỆN ÁP ĐẾN 220kV

1 Giới thiệu chung

Dao cách ly là thiết bị được thiết kế sử dụng cho việc đóng cắt dòng điện không đáng kể và để cách ly thiết bị, nhằm đảm bảo cho thiết bị làm việc an toàn

Dao cách ly được sử dụng để tách mạch giữa máy cắt, máy biến áp chính, cuộn kháng điện, cách ly giữa các trạm từ đường dây truyền tải đến các máy phát điện Dao cách ly chỉ được mở ra khi dòng điện đi qua nó không tồn tại và đã được cắt bằng một máy cắt hoặc các máy cắt Dao cách ly được đóng trước khi đóng một máy cắt hoặc các máy cắt

Dao cách ly phải cắt được dòng điện điện dung nghĩa là cắt không tải cho một đường dây mang điện áp cao

Dao cách ly hiện đại thường được trang bị thêm động cơ điện dùng cho đóng cắt

có điều khiển, tiếp điểm phụ trong mạch liên động được chèn vào mạch điều khiển của cầu dao đảm bảo chắc chắn rằng không thể thao tác được dao cách ly khi đang

có dòng tải đi qua hoặc có thể cho phép đóng điện cho các phụ tải

Các dao thường lắp kèm thêm dao tiếp địa Để bảo đảm an toàn khi cắt dao tiếp địa mới được đóng dao cách ly hoặc ngược lại người ta dùng thêm khoá liên động

cơ khí bằng phương pháp dùng lẫy chống cơ khí, nghĩa là một lưỡi dao đang đóng thì chống lại các lưỡi dao khác đang ở vị trí mở

Với những dao cách ly 110kV (220kV) đóng cắt bằng động cơ điện người ta cũng dùng phương pháp làm thêm tiếp điểm phụ trong mạch điều khiển đảm bảo chắc chắn khi cắt dao tiếp địa thì mới đóng được dao cách ly hoặc ngược lại

Để làm tiếp địa thanh cái người ta đặt một dao tiếp địa trên một dao thanh cái

dao cách ly có dao tiếp địa được lắp trên đó mà còn liên động giữa dao tiếp địa với tất cả các dao chính của các dao cách ly nối với thanh cái đó

Một phương pháp liên động là trong khoá thao tác được chế tạo kèm theo tiếp điểm khoá liên động

2 Các loại dao cách ly hiện có trên thị trường

2.1 Loại dao đơn

Có tiếp điểm chuyển động gồm có một lưỡi dao đơn mà nó có hình chữ U và một bộ tiếp điểm tĩnh Bộ truyền động cơ khí dao của một dao cách ly cực cao áp

có tiếp điểm hình chữ U thường được thiết kế bởi vì lưỡi dao khi quay vào tiếp điểm sẽ có tiếp xúc tốt và lau sạch các chất bẩn hoặc điểm rỗ của tiếp điểm Trong khi đóng, lưỡi dao của dao cách ly có tiếp điểm hình nhẫn chuyển động từ vị trí thẳng đứng sang vị trí nằm ngang sau đó tại cuối hành trình lưỡi dao lại được đẩy vào trong tiếp điểm tĩnh

Hình 2.1 Dao cách ly đơn

2.2 Loại đóng ở giữa

Đây là loại dao cách ly thông dụng có điện áp từ 72,5 đến 420kV, chủ yếu sử

dụng trong các trạm nhỏ hoặc trạm lớn ngoài trời như trạm đường dây đến hoặc

dao cách ly phân đoạn

Các tiếp điểm gồm có 2 lưỡi dao chuyển động được điều khiển riêng theo chiều quay của trụ sứ và có cùng chung một bộ truyền động

Dao cách ly đóng giữa có hai loại là dao cách ly đóng giữa kiểu 3 trụ và dao

cách ly đóng giữa kiểu 2 trụ

Hình 2.2 Dao cách ly đóng giữa 3 trụ Hình 2.3 Dao cách ly đóng giữa 2 trụ

Hình minh hoạ đầy đủ của dao cách ly 220kV

3 Lựa chọn mẫu dao cách ly để nghiên cứu trong đề tài

Thực hiện khảo sát và so sánh để tìm ra mẫu dao cách ly nghiên cứu, nhằm đáp ứng các yêu cầu về tiêu chuẩn kỹ thuật, công nghệ sản xuất, khả năng thực hiện lắp ráp và sản xuất trong nước

Hiện tại trên thị trường số hãng sản xuất dao cách ly điện áp đến 220kV không nhiều, do vậy ta chỉ thực hiện xem xét và đánh giá một số hãng tiêu biểu

3.1 Mẫu dao cách ly cao thế của hãng Crompton

Dao cách ly cao thế của hãng Crompton sản xuất chủ yếu chỉ có 2 dòng sản phẩm là :

• Dòng sản phẩm dao cách ly đóng giữa, xoay ngang (HCB)

• Dòng sản phẩm dao cách ly đóng cả 2 bên, xoay ngang (HDB)

+ Hình minh hoạ sản phẩm cầu dao 110kV

Minh hoạ sản phẩm loại - HCB Minh hoạ sản phẩm loại - HDB

+ Tính năng sản phẩm

* Được chấp nhận rộng rãi trên thế giới

* Được lắp đặt tại công trình

* Trong thời gian tồn tại tự bôi trơn vòng bi nhôm đúc chết

* Được thiết kế và thí nghiệm theo Class M2 - kiểm tra cơ cấu vận hành cơ khí, theo IEC 62271-102

* Vận hành tin cậy

* Vận hành bằng tay hoặc động cơ

+ Thông số kỹ thuật dòng sản phẩm HCB:

+ Thông số kỹ thuật dòng sản phẩm HDB

+ Tiêu chuẩn quản lý chất lượng

3.2 Mẫu dao cách ly cao thế của hãng AREVA

AREVA là một trong các hãng nổi tiếng thế giới về sản xuất thiết bị trong ngành

điện như: Máy biến áp lực (Power Transformer), thiết bị truyền tải và cung cấp điện (Transmission and generation products), thiết bị phân phối (Distribution product ), thiết bị đo lường ( Tu,TI), thiết bị bảo vệ ( Relay protection)

Một số hình ảnh minh hoạ sản phẩm của AREVA

Dao cách ly điện áp 110 kV và 220kV là một trong những sản phẩm được nghiên cứu trong đề tài này

Thanh dao và tiếp điểm chính Dao tiếp địa

Hộp điện động cơ truyền động Một công đoạn lắp ráp

Thử nghiệm trong điều kiện ẩm thấp,

mưa gió

Thử nghiệm trong phòng thí nghiệm