Quy trình vận hành máy cắt 500kV loại HPL550B2

Máy cắt HPL 550B2 do hãng ABB chế tạo, là máy cắt dập hồ quang bằng khí SF6, có bộ truyền động lò xo, nó được thiết kế làm việc ngoài trời theo tiêu chuẩn IEC 56, điện áp định mức là 550kV. Máy cắt có cấu tạo 3 pha tách biệt, mỗi pha của MC gồm 1 trụ cực có 2 buồng cắt. Mỗi pha có 1 bộ truyền động riêng biệt. Bộ truyền động lò xo loại BLG 1002A đã được lắp ráp và hiệu chỉnh toàn bộ ở nhà chế tạo cùng với các trụ cực. Tất cả các chi tiết trong trụ cực đã được lắp ráp, hiệu chỉnh, thí nghiệm xuất xưởng và nạp khí SF6 bảo quản từ 0.12 ÷ 0.13 Mpa ở 20o C. Máy cắt có 1 mạch đóng, 2 mạch cắt làm việc song song, 1 mạch chống đóng lại nhiều lần. Máy cắt có trang bị bộ sấy chống ngưng tụ ẩm đặt trong tủ bộ truyền động. Mỗi pha máy cắt có 1 đồng hồ đo áp lực khí SF6 trong trụ cực. Máy cắt có mạch tín hiệu báo khi áp lực khí SF6 xuống thấp cấp 1 (0.62 MPa) và khóa thao tác khi áp lực SF6 xuống cấp 2 (0.60 MPa). Phần cắt bao gồm hai buồng cắt giống nhau được ghép qua cơ cấu truyền động phía trên. Thanh dẫn trên và thanh dẫn dưới được nối với nhau qua hệ thống tiếp điểm (xem hình mô tả buồng cắt). Mỗi buồng cắt được nối song song với 1 tụ điện. Máy cắt HPL 550B2 không có điện trở đóng trước.

MỤC LỤC TRANG CHƯƠNG 1: QUY ĐỊNH CHUNG

CHƯƠNG 2: VẬN HÀNH VÀ BẢO DƯỠNG MÁY CẮT

MỤC 2.1 - NGHIỆM THU MÁY CẮT TRƯỚC KHI ĐƯA

VÀO VẬN HÀNH

MỤC 2.2 - KIỂM TRA MÁY CẮT TRONG VẬN HÀNH

MỤC 2.3 - BẢO DƯỠNG MÁY CẮT

CHƯƠNG 3: MÔ TẢ, LẮP ĐẶT MÁY CẮT

MỤC 3.1 - MÔ TẢ MÁY CẮT, CÁC BỘ PHẬN CHÍNH

CỦA MÁY CẮT

MỤC 3.2 - NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC BỘ TRUYỀN ĐỘNG

MỤC 3.3 - NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA BUỒNG CẮT

CHƯƠNG IV: THÍ NGHIỆM MÁY CẮT

CHƯƠNG I: QUI ĐỊNH CHUNG Điều 1 Phạm vi áp dụng:

- Quy trình này đưa ra những kiến thức và quy định hướng dẫn sử dụng, vận hành máy cắt 500kV loại HPL 550B2

Điều 2 Đối tượng áp dụng:

- Trạm trưởng, trạm phó, kỹ thuật viên, cán bộ kỹ thuật, cán bộ an toàn

- Công nhân trực vận hành trạm và công nhân sửa chữa trạm

Điều 3 Các nhân viên vận hành trạm biến áp phải học tập quy trình và

được kiểm tra trước khi đảm nhận công tác vận hành máy cắt ở các trạm biến áp

Điều 5 Thông số kỹ thuật cơ bản của máy cắt:

A0: Trung tâm điều độ hệ thống điện quốc

gia A1: Trung tâm điều độ hệ thống điện miền

Bắc

B01: Phòng điều độ Công ty Truyền tải điện 1

AC: Dòng điện xoay chiều

DC: Dòng điện một chiều

MC: Máy cắt

trị đỉnh)

08 Khả năng chịu điện áp cao tần số công nghiệp KV 760

10 Khả năng chịu điện áp xung thao tác KV 1175

25 Công suất động cơ tích năng lò xo đóng W 1175

27

Điện trở đóng trước / 1 buồng cắt

Máy cắt HPL 550B2: Không có điện trở đóng

trước

Ω

CHƯƠNG 2: VẬN HÀNH VÀ BẢO DƯỠNG MÁY CẮT

MỤC 1: NGHIỆM THU MÁY CẮT TRƯỚC KHI ĐƯA VÀO VẬN HÀNH

Điều 6: Sau khi lắp đặt máy cắt, hoặc sau khi sửa chữa đại tu máy cắt,

cần thiết tập hợp đầy đủ các tài liệu sau:

- Biên bản lắp đặt máy hoặc các biên bản tháo lắp sửa chữa

- Biên bản thí nghiệm máy cắt và các phụ kiện Các số liệu lắp ráp, thí nghiệm máy cắt và các phụ kiện liên quan phải phù hợp với các số

liệu của nhà chế tạo và đạt tiêu chuẩn vận hành

Điều 7: Các thông số tiêu chuẩn chấp nhận cho máy cắt SF6 loại HPL

cấp điện áp từ 220kV đến 550kV với bộ truyền động loại BLG 1002A như sau

7.1) Thời gian

Thời gian cắt cuộn cắt 1 19 + 3 ms Thời gian cắt cuộn cắt 2 19 + 3 ms Thời gian đóng – cắt <47 ms 7.2) Motor và mạch điều khiển:

Thời gian nạp cho motor max 20s Điện áp thao tác cuộn cắt 1 220 V DC Điện áp thao tác cuộn cắt 2 220 V DC Điện áp thao tác cuộn đóng 1 và

2

220 V DC

7.3) Điện trở:

Điện trở tiếp điểm chính cho mỗi buồng cắt < 40 µΩ

Điều 8: Yêu cầu về hạng mục kiểm tra, nghiệm thu trước khi tiếp

nhận máy cắt

8.1 Số serial:

8.2 Trụ cực máy cắt:

- Kiểm tra máy cắt và bộ truyền động đã được lắp đặt hoàn chỉnh theo đúng hướng dẫn lắp đặt

- Kiểm tra tất cả các khớp nối được xiết chặt theo hướng dẫn lắp đặt

- Đảm bảo tất cả các cực đang ở vị trí mở, các vị trí lỗ chỉnh sẵn trong cơ

cấu truyền động phải thẳng hàng với các lỗ khoan sẵn trên vỏ bộ truyền động

- Nối thiết bị nạp gas để nạp gas từ một vùng an toàn

- Nạp khí gas cho mỗi trụ cực sau khi thực hiện vận hành thử 3 lần như hướng dẫn trong tài liệu lắp đặt

- Kiểm tra bộ sấy

- Đảm bảo điều hòa nhiệt độ, nên đặt 10 độ C

8.5 Các thông số:

- Các thông số tiêu chuẩn được kiểm tra theo điều 5 và điều 7 đã đề cập

ở trên, hoặc theo tài liệu hướng dẫn của nhà sản xuất,

- Sau đây là các thông số cần được kiểm tra:

• Thời gian đóng

• Thời gian cắt cuộn cắt 1

• Thời gian cắt cuộn cắt 2

• Thời gian đóng-cắt

• Điện áp thấp nhất điều khiển cuộn đóng

• Điện áp thấp nhất điều khiển cuộn cắt 1

• Điện áp thấp nhất điều khiển cuộn cắt 2

• Điện trở tiếp xúc tiếp điểm chính (µΩ)

• Áp lực khí gas (MPa (abs)) Chú ý: Các thông số được kiểm tra cho cả 3 pha, các lần đóng-cắt phải

có thời gian trễ >300ms, máy cắt có thể có 2 cuộn đóng hay 2 cuộn cắt tùy thuộc vào yêu cầu làm việc của máy cắt

Nếu các mục trên được thực hiện đầy đủ Máy cắt có thể được bàn giao và tiếp nhận

MỤC 2: KIỂM TRA MÁY CẮT TRONG VẬN HÀNH

Điều 9: Máy cắt khi làm việc bình thường, toàn bộ các thiết bị của

máy cắt: bộ truyền động, trụ cực, hệ thống chỉ thị, hệ thống điều khiển, mạch

đóng, cắt của máy cắt phải sẵn sàng làm việc

Điều 10: Nhân viên vận hành phải căn cứ vào các đồng hồ, chỉ thị đặt tại tủ máy cắt để kiểm tra và ghi chỉ số, trạng thái máy cắt theo quy định Điều 11: Mỗi ca ít nhất một lần nhân viên vận hành phải kiểm tra máy

cắt theo các nội dung sau:

- Kiểm tra tiếng kêu, rung bất thường của máy cắt

- Kiểm tra áp lực khí SF6

- Kiểm tra trạng thái của lò xo tích năng

- Kiểm tra tình trạng sứ không bị rạn nứt

- Kiểm tra tủ máy cắt: Hệ thống sấy, chiếu sáng, phát nhiệt ở các hàng kẹp

- Kiểm tra trạng thái máy cắt, bộ đếm máy cắt

- Kiểm tra phát nhiệt đầu cốt máy cắt (theo quy định)

Điều 12: Trong khi vận hành, nếu thấy máy cắt có những hiện tượng

không bình thường như: rò rỉ khí SF6, lò xo tích năng không làm việc, sứ bị

nứt vỡ, phát nhiệt đầu cốt máy cắt phải tìm mọi biện pháp để giải quyết

đồng thời báo cáo ngay cho các cấp điều độ(A0, B0), trạm trưởng và ghi

chép đầy đủ vào sổ sách theo quy định

MỤC 3: BẢO DƯỠNG MÁY CẮT

Điều 13: Nhiệm vụ bảo dưỡng chung của máy cắt được thực hiện theo

quy định của nhà sản xuất cho trong bảng sau:

Nhiệm vụ Chu kỳ kiểm tra Ghi chú

Điều kiện máy cắt làm việc

Yêu cầu năng lực

- Máy cắt ngăn lộ đường

dây và ngăn lộ máy biến áp

- Đại tu toàn bộ - 5000 lần

đóng/cắt

- 30 năm hoặc

10.000 lần đóng/cắt

Điều kiện máy cắt làm việc:

a1) Máy cắt đang làm việc

b1) Lò xo đóng không nạp, máy cắt mở, cách ly và nối đất Nếu thực hiện

soi phát nhiệt, nên làm khi dòng tải định mức trước khi máy cắt được cách

ly

c1) Lò xo đóng không nạp, máy cắt mở, cách ly và nối đất Buồng cắt được

tháo dỡ

d1) Lò xo đóng không nạp, máy cắt mở, cách ly và nối đất Toàn bộ bộ

truyền động của máy cắt được tháo dỡ

Các yêu cầu về năng lực:

a2) Công nhân vận hành không cần huấn luyện đặc biệt

b2) Chuyên gia ABB thực hiện lắp ráp, hiệu chỉnh và bảo dưỡng

c2) Chuyên gia ABB thực hiện lắp ráp, hiệu chỉnh và bảo dưỡng Sự giúp đỡ

tư vấn từ ABB có thể cần thiết trong những trường hợp đặc biệt

Điều 14: Bảo dưỡng buồng cắt theo tổng dòng ngắn mạch

Bảo dưỡng buồng cắt khi số lần ngắn mạch x dòng ngắn mạch (kA) đạt

gần tới giá trị đường cong cho trước của nhà sản xuất (xem hình dưới)

Hình: Đường cong quy định số lần cắt ngắn mạch theo dòng ngắn mạnh

Ví dụ: Với dòng cắt ngắn mạch là 5 kA thì sau 1000 lần cắt ngắn

mạch, máy cắt cần bảo dưỡng buồng cắt

Đối với các lý do khác, cần hạn chế mở buồng cắt để không gây những tổn hại tới các thành phần trong buồng cắt Việc mở buồng cắt yêu cầu những hướng dẫn đặc biệt và chỉ được thực hiện bởi những chuyên gia

đã được đào tạo

Đường đặc tính để xác định số lần cắt ngắn mạch cho phép có thể được tính toán xấp xỉ như sau:

Điều 15: Bảo dưỡng, thay thế tiếp điểm hồ quang theo tổng dòng ngắn

mạch

Đồ thị sau cho biết số lần cắt ngắn mạch mà các tiếp điểm hồ quang trong máy cắt loại HPL có thể tiếp tục làm việc được trước khi lượng kim loại ở tiếp điểm bị mất do quá trình đốt nóng trở nên quá lớn và chúng cần

được thay thế

Hình: Đường cong cho biết số lần cắt ngắn mạch cần phải bảo dường tiếp điểm hồ quang

Điều 16: Vệ sinh mặt ngoài máy cắt

Sứ đỡ phải được vệ sinh sạch sẽ các chất muối và các tạp chất ô nhiễm khác Thời gian định kỳ vệ sinh phụ thuộc vào điều kiện cụ thể tại địa phương, ví dụ như lượng ô nhiễm môi trường…

Các máy cắt HPL được bao bọc hoàn toàn bởi vỏ bọc và có thể làm sạch bằng cách phun nước áp suất cao mà không bị ảnh hưởng hư hại tới các phần quan trọng của máy cắt

Điều 17: Bôi trơn máy cắt

Chỉ sử dụng các loại mỡ bôi trơn theo quy định Điều này đặc biệt quan trọng khi điều kiện thời tiết lạnh < - 25 độ C

Khi được cung cấp, máy cắt đã được bôi trơn với mỡ loại Grease “G”

và 'M" (xem tài liệu nhà cấp hàng để biết thêm chi tiết), và thông thường không cần bôi trơn lại ngoại trừ khi đại tu lớn

Điều 18: Bảo dưỡng bộ truyền động

Khi cần thiết, bộ truyền động được làm sạch bằng máy chân không Các linh kiện, thiết bị trong bộ truyền động luôn luôn được bôi trơn và không yêu cầu bảo dưỡng Việc tra mỡ được tiến hành sau khoảng 2000 lần vận hành Các loại mỡ sử dụng theo quy định của nhà sản xuất

Một số phần kim loại trong bộ truyền động được bao phủ trên bề mặt bởi hợp chất manganese phosphate và sau đó được nhúng vào dầu chống ăn mòn Đó là các chốt, lẫy, bánh răng, các linh kiện kết nối hệ thống….Các lò

xo đóng và cắt được chống mài mòn bằng cách sơn các hợp chất hỗn hợp Khi cấp hàng, bộ truyền động cũng được trang bị để chống sự ăn mòn của hơi nước, nó chỉ có tác dụng bảo vệ trong quá trình vận chuyển Mặc dù được bảo vệ nhưng các thiết bị trên vẫn có sự mài mòn nhỏ sau một vài năm đặc biệt là máy cắt vận hành trong môi trường có sự ăn mòn lớn Khi đó, các điểm này cần được làm sạch và cung cấp các chất chống ăn mòn mới theo quy định của nhà sản xuất Một trong các chất chống ăn mòn khuyến cáo là Grease “G” hoặc Tectyl 506

Các linh kiện dự phòng phải được bảo quản trong nhà, để trong các vỏ bọc tiêu chuẩn (độ ẩm tuyệt đối <50%, nhiệt độ +200C(±10°C)) Đặc biệt với các thành phần nhựa, cao su cần tránh ánh nắng mặt trời và phải được bảo vệ khô ráo

CHƯƠNG III: MÔ TẢ, LẮP ĐẶT MÁY CẮT MỤC 1: MÔ TẢ MÁY CẮT, CÁC BỘ PHẬN CHÍNH CỦA MÁY CẮT Điều 19 Tên và chủng loại máy cắt

Máy cắt HPL 550B2 do hãng ABB chế tạo, là máy cắt dập hồ quang bằng khí SF6, có bộ truyền động lò xo, nó được thiết kế làm việc ngoài trời theo tiêu chuẩn IEC - 56, điện áp định mức là 550kV

Máy cắt có cấu tạo 3 pha tách biệt, mỗi pha của MC gồm 1 trụ cực có 2 buồng cắt Mỗi pha có 1 bộ truyền động riêng biệt Bộ truyền động lò xo loại BLG 1002A đã được lắp ráp và hiệu chỉnh toàn bộ ở nhà chế tạo cùng với các trụ cực

Tất cả các chi tiết trong trụ cực đã được lắp ráp, hiệu chỉnh, thí nghiệm xuất xưởng và nạp khí SF6 bảo quản từ 0.12 ÷ 0.13 Mpa ở 20o

song với 1 tụ điện Máy cắt HPL 550B2 không có điện trở đóng trước

Điều 20: Môi trường dập hồ quang của máy cắt

Máy cắt HPL 550B2 dùng khí SF6 để cách điện và dập hồ quang, buồng dập hồ quang có 2 ngăn, nguyên lý dập hồ quang kiểu Puffer, buồng dập hồ loại 1 ngăn (khác so với nguyên lý dập hồ quang Auto Puffer là kiểu buồng dập hồ có 2 ngăn khí SF6 được ngăn cách bởi van áp lực có cấu tạo

đặc biệt, phục vụ cho quá trình đóng cắt)

Ưu điểm của máy cắt dùng khí SF6 làm điện môi trong môi trường dập hồ quang:

* Thích nghi tốt với yêu cầu của lưới điện cao áp:

- Tính dẫn điện của của hồ quang giảm rất nhanh, khả năng hấp thụ các điện tử tự do cao, nghĩa là khí SF6 có thể tạo khả năng dập hồ quang tốt

- Thực hiện ngắt với điện áp phục hồi cao, tạo giải pháp tốt cho vấn

đề cắt ngắn mạch đường đây

- Khả năng cắt dòng không bị hạn chế

- Thực hiện đóng lại với tốc độ cao Trong quá trình O – CO, khả năng dập hồ quang của lần cắt thứ hai ngang với lần cắt đầu tiên

* Độ tin tưởng cao:

- Máy cắt có cấu tạo đơn giản chắc chắn

* Không gây ảnh hưởng tới môi trường xung quanh:

- Khí SF6 là khí không dễ cháy và không độc Việc điều khiển máy cắt không bị ồn

- Khí SF6 bên trong được bao kín chặt nên không ảnh hưởng tới môi trường

* Việc theo dõi đơn giản và bảo dưỡng rất ít:

- Việc kiểm tra áp lực khí SF6 và nạp bổ sung áp lực (nếu cần) không cần ngắt máy cắt ra khỏi vận hành

- Đặc tính vận lý, hóa học và điện của khí SF6 là rất tốt Sản phẩn phân ly của SF6 được khử bởi tác nhân hút

- Phần tiếp điểm chính dẫn dòng không bị ảnh hưởng của hồ quang phần ngắt hồ quang được làm bằng vật liệu chịu nhiệt, chịu lửa

- Cơ cấu bên trong không đòi hỏi bất ký sự bảo dưởng định kỳ nào

Điều 21 Các bộ phận chính của máy cắt

Điều 22: Buồng cắt của máy cắt

Hình: Mô tả các thành phần chính trong buồng cắt

Buồng cắt được bao bọc bằng vỏ sứ và chứa đầy khí SF6, và được thiết

kế để có thể chịu được điện thế cao Mỗi pha gồm 2 buồng cắt nối tiếp Số lượng buồng cắt được thiết kế phụ thuộc vào cấp điện áp và yêu cầu về khả năng cắt Chức năng của buồng cắt tham khảo thêm ở chương “Nguyên lý làm việc của buồng cắt”

Buồng cắt có các thành phần chính như sau:

Điều 23: Sứ đỡ cách điện

Chức năng chính của sứ đỡ là đảm bảo khoảng cách thích hợp từ phần cao áp và buồng cắt đối với đất Sứ đỡ cũng chứa SF6 và có cùng áp suất với khí SF6 trong buồng cắt Bên trong sứ đỡ chính là các thanh truyền động, có tác dụng liên kết và truyền động giữa bộ tryền động và các tiếp điểm trong buồng cắt

1 - Sứ cách điện phía trên

2 - Sứ cách điện phía dưới

3 – Bộ phận cách ly truyền động

4 - Thanh truyền động dẫn hướng phía trên

5 - Vòng đệm kín

Điều 24: Bộ phận truyền động

Bộ phận truyền động, được lắp đặt ở vị trí thấp hơn sứ đỡ, bao gồm các cơ cấu truyền động, lò xo đóng - cắt, lẫy, tay đòn, bánh răng, thanh chặn và các cuộn dây nhị thứ (có tác dụng truyền tín hiệu điện từ hệ thống điều khiển tới máy cắt) Chi tiết xem thêm ở chương “Nguyên lý làm việc của bộ truyền động”

24.1) Vỏ bộ truyền động

24.2) Cơ cấu cắt của bộ truyền động

24.3) Cơ cấu cắt nhanh bổ sung (Opening device “High-speed”)

Vỏ bộ truyền động

Cơ cấu truyền động (lò xo cắt)

Điều 25 Giá đỡ

Máy cắt hãng ABB có 2 chủng loại giá đỡ, loại thứ nhất là giá đỡ 3 pha riêng biệt, tức là mỗi pha có 1 giá đỡ riêng và loại thứ hai là giá đỡ 3 pha liên kết với nhau bởi 2 đoạn giá đỡ chung nằm ngang Giá đỡ thường được làm từ thép mạ nóng

Máy cắt loại HPL550 B2 là loại máy cắt có giá đỡ 3 pha riêng biệt

Điều 26 Tụ điện

Đối với máy cắt có 2 hoặc nhiều buồng cắt thì điện áp danh định cũng như điện áp quá độ khi thao tác và quá điện áp xung sét sẽ không được phân

bố đều trên mỗi buồng cắt Để tránh hiện tượng một trong những buồng cắt

bị ứng suất cao hơn, các tụ điện được ghép nối song song với các buồng cắt Giá trị điện dung thường là 900 – 1600pF Cùng sự phát triển của công nghệ chế tạo máy cắt, hãng ABB thậm chí đã thử nghiệm được máy cắt có điện áp

danh định lên tới 550kV mà không cần tụ điện (theo ABB)

Điều 27 Điện trở đóng trước

Điện trở đóng trước cho máy cắt đường dây thường được sử dụng ở cấp điện áp 550 – 800kV Mục đích là giảm điện áp quá độ khi đóng đường

Cơ cấu cắt nhanh

bổ sung

dây không tải hoặc khi tự động đóng lại khi đường dây bị sự cố Điện trở đóng trước vận hành với cùng bộ truyền động như tiếp điểm chính

Điều 28 Tủ điều khiển

Tủ điều khiển của máy cắt bao gồm các rơ le trung gian, các kẹp cực, tiếp điểm, các mạch đóng, cắt, chống giã giò, các khóa điều khiển, khóa chế độ,

bộ đếm số lần thao tác, bộ hiển thị trạng thái lò xo

Người vận hành có thể điều khiển đóng cắt máy cắt từ các nút điều khiển trong tủ điều khiển Ngoài ra, tủ điều khiển của máy cắt cũng được kết nối với phòng điều khiển trong nhà và người vận hành có thể thực hiện thao tác đóng máy cắt từ trong phòng điều khiển thông qua hệ thống máy tính hoặc

hệ thống bảng điều khiển Chú ý thực hiện chuyển chế độ Local/Remote khi

thực hiện các thao tác từ các vị trí khác nhau

MỤC 2: NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC BỘ TRUYỀN ĐỘNG

Điều 29 Cấu tạo bộ truyền động

Máy cắt HPL550B2 sử dụng BTĐ lò xo loại BLG – 1002A Bộ truyền động lò xo BLG 1002A dùng cho vận hành máy cắt được tích hợp với các lò

xo cắt Các lò xo cắt được nạp tự động bằng cơ cấu truyền động khi thực hiện đóng máy đóng, nhờ vậy, năng lượng cần thiết cho việc cắt máy cắt