Nghiên cứu thiết kế lắp đặt hệ thống cáp ngầm cao áp 220kv và thí nghiệm sau lắp đặt

Nghiên cứu thiết kế lắp đặt hệ thống cáp ngầm cao áp 220kv và thí nghiệm sau lắp đặt Nghiên cứu thiết kế lắp đặt hệ thống cáp ngầm cao áp 220kv và thí nghiệm sau lắp đặt Nghiên cứu thiết kế lắp đặt hệ thống cáp ngầm cao áp 220kv và thí nghiệm sau lắp đặt luận văn tốt nghiệp,luận văn thạc sĩ, luận văn cao học, luận văn đại học, luận án tiến sĩ, đồ án tốt nghiệp luận văn tốt nghiệp,luận văn thạc sĩ, luận văn cao học, luận văn đại học, luận án tiến sĩ, đồ án tốt nghiệp

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI Nguyễn Trọng Khánh NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ, LẮP ĐẶT HỆ THỐNG CÁP NGẦM CAO ÁP 220KV VÀ THÍ NGHIỆM SAU LẮP ĐẶT LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT CHUYÊN NGÀNH: HỆ THỐNG ĐIỆN NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS NGUYỄN ĐÌNH THẮNG Hà Nội – Năm 2017 Luận văn tốt nghiệp cao học LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan Luận văn cơng trình nghiên cứu thực cá nhân tôi, chưa công bố cơng trình nghiên cứu Các số liệu, nội dung trình bày luận văn hồn tồn hợp lệ đảm bảo tuân thủ quy định bảo vệ quyền sở hữu trí tuệ Tơi xin chịu trách nhiệm đề tài nghiên cứu Học viên Nguyễn Trọng Khánh Luận văn tốt nghiệp cao học LỜI CẢM ƠN Để hồn thành đề tài luận văn thạc sĩ cách hoàn chỉnh, bên cạnh nỗ lực cố gắng thân có hướng dẫn nhiệt tình q Thầy Cơ môn Hệ Thống Điện – Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội, đóng góp ý kiến bổ sung từ đồng nghiệp: Cơng ty Thí Nghiệm Điện Miền Bắc, Công ty Truyền Tải Điện, công ty xây lắp cơng trình cáp ngầm giúp tơi nghiên cứu thực luận văn thạc sĩ Xin chân thành bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến thầy giáo PGS.TS Nguyễn Đình Thắng người hết lịng giúp đỡ tạo điều kiện tốt cho tơi từ chọn đề tài đến hồn thành luận văn Xin chân thành cảm ơn thầy hội đồng bảo vệ luận văn: PGS.TS Trần Bách, TS Nguyễn Xuân Tùng, TS Nguyễn Hữu Kiên, TS Nguyễn Đức Huy, TS Trần Mạnh Hùng Xin chân thành cảm ơn đồng nghiệp nghành điện giúp tác giả tài liệu kỹ thuật, tạo điều kiện tốt cho suốt thời gian nghiên cứu thực luận văn Hà Nội, tháng 09 năm 2017 Học viên thực hiện: Nguyễn Trọng Khánh Luận văn tốt nghiệp cao học MỤC LỤC MỤC LỤC HÌNH ẢNH CHƯƠNG ĐẶT VẤN ĐỀ VÀ GIỚI THIỆU CHUNG VỀ HỆ THỐNG CÁP NGẦM CAO ÁP 220KV 1.1 Đặt vấn đề 1.2 So sánh việc sử dụng cáp ngầm hay đường dây không hệ thống truyền tải điện đến 220kV 1.3 Một số cơng trình cáp ngầm 220kV Việt Nam 1.4 Cấu trúc cáp 1.4 Cấu trúc đầu cáp 1.4.1 Đầu nối trời 1.4.2 Đầu nối vào thiết bị GIS 1.2.3 Đầu nối vào máy biến áp có thùng dầu vị trí gắn cáp: 1.5 Cấu trúc thiết bị khác toàn tuyến cáp 1.5.1 Cấu trúc hộp nối 1.5.2 Hộp nối chuyển đổi 10 1.5.3 Hộp nối tiếp đất 10 1.5.4 Hộp nối đảo pha vỏ cáp 10 1.5.5 Thiết bị giới hạn điện áp vỏ 11 1.5.6 Chống sét van 11 CHƯƠNG 12 CÁC VẤN ĐỀ KỸ THUẬT KHI THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG CÁP NGẦM CAO ÁP 220KV 12 2.1 Giới thiệu chung 12 2.2 Các kỹ thuật thi công 14 2.2.1 Các kỹ thuật đặt cáp mương cáp 14 2.2.2 Các kỹ thuật đặt cáp ống dẫn nhựa HDPE chôn ngầm 14 2.2.3 Các kỹ thuật đặt cáp hầm khơng khí 16 Luận văn tốt nghiệp cao học 2.2.4 Kỹ thuật khoan hầm cáp ngầm xun qua cơng trình đường giao thông, khu dân cư, sông, ao, hồ 17 2.3 Cơ sở lý thuyết phương pháp luận cho việc thiết kế cơng trình cáp: 18 2.4 Vị trí đấu vỏ cáp trực tiếp nối đất 23 2.5 Vị trí đấu nối đảo pha vỏ cáp 26 2.6 Vấn đề điện áp vỏ vị trí đặt điện áp vỏ 31 2.7 Quá điện áp lan truyền từ đường dây không 35 2.8 Sợi cáp quang lớp chắn kim loại 36 2.9 Khái niệm thành phần, đại lượng điện 38 2.9.1 Điện trường cáp 38 2.9.2 Điện dung cáp 40 2.9.3 Điện trở chiều lõi cáp 41 2.9.4 Tổn thất điện môi cáp 41 2.9.5 Điện áp đánh thủng cách điện 43 2.9.6 Điện cảm 44 2.9.7 Điện trở tác dụng (xoay chiều) lõi dẫn cáp 46 2.9.8 Tổn thất lớp vỏ kim loại 49 2.9.9 Dòng điện ngắn mạch cho phép 52 CHƯƠNG 55 CÁC VẤN ĐỀ VỀ THÍ NGHIỆM CÁP 220KV VÀ CÁC HẠNG MỤC THÍ NGHIỆM CÁP 220KV TẠI HIỆN TRƯỜNG 55 6.1 Giới thiệu chung 55 6.2 Các nguyên nhân gây hư hỏng hệ thống cáp ngầm chất tượng hư hỏng 56 6.2.1 Cây điện 58 6.2.2 Cây nước 59 6.2.3 Phóng điện cục 59 6.3 Các hạng mục thí nghiệm trường 62 6.3.1 Kiểm tra thứ tự pha lõi cáp thứ tự đảo pha chắn kết hợp đo điện trở cách điện 62 Luận văn tốt nghiệp cao học 6.3.2 Thử điện áp tăng cao chắn điện áp tăng cao chiều 63 6.3.3 Đo điện trở chiều toàn tuyến cáp 64 6.3.4 Đo tổng trở cáp 65 6.3.5 Đo điện dung 74 6.3.6 Thí nghiệm điện áp tăng cao tần số 20Hz-300Hz 74 6.3.7 Thí nghiệm phóng điện cục (thông thường kết hợp với thử điện áp tăng cao xoay chiều) 78 6.3.8 Thí nghiệm chống sét van đặt đầu tuyến cáp 80 6.4 Ứng dụng thực tiễn thí nghiệm cáp ngầm 220kV nhà máy thủy điện Huội Quảng 85 6.4.1 Lập phương án thí nghiệm: 85 6.4.2 Kết thí nghiệm thực tế 89 KẾT LUẬN CHUNG LUẬN VĂN VÀ KIẾN NGHỊ 95 TÀI LIỆU THAM KHẢO 97 Luận văn tốt nghiệp cao học MỤC LỤC HÌNH ẢNH Chương Hình 1.1 Cấu trúc điển hình cáp điện 220kV với cách điện XLPE Hình 1.2 Đầu nối ngồi trời Hình 1.3 Cấu tạo đầu cáp gắn vào trạm GIS Hình 1.4 Đầu nối vào máy biến áp có thùng dầu vị trí gắn cáp Hình 1.5 Hộp nối Hình 1.6 Hộp nối chuyển đổi 10 Hình 1.7 Hộp nối tiếp đất 10 Hình 1.8 Hộp nối đảo pha vỏ cáp 11 Chương Hình 2.1 Một số cấu hình đặt cáp 13 Hình 2.2 Một số hình ảnh trình lắp đặt cáp ngầm cao áp 13 Hình 2.3 Mặt cắt ngang kỹ thuật chơn cáp ống dẫn 15 Hình 2.4 Mặt cắt ngang kỹ thuật đặt cáp hầm cáp 17 Hình 2.5 Khoan hầm đặt cáp 18 Hình 2.6 Hốn vị cáp song song để giảm U cảm ứng cáp lực bố trí theo 23 hình ba hình phẳng Hình 2.7 Các hầm nối đất trực tiếp 24 Hình 2.8 Mơ tả việc áp dụng kết nối tiếp đất điểm nhiều 25 điểm Sơ đồ khơng vẽ hộp nối cách ly để thí nghiệm cách điện vỏ cáp Hình 2.9 Mơ tả việc áp dụng kết nối tiếp đất hai đầu vỏ cáp với 25 cáp đoạn ngắn Hình 2.10 Gradient U cảm ứng (vỏ-dây đất) cố điểm vị trí 26 khác hệ thống bó cáp đặt mặt phẳng Hình 2.11 Đảo pha khơng hốn vị cáp đảo pha có hốn vị cáp 27 Hình 2.12 Đảo pha với phân đoạn đảo pha liên tục 28 Hình 2.13 Điểm cuối hệ thống đảo pha nối đất điểm 28 Hình 2.14 Đồ thị biểu diễn điện áp vỏ cáp với phân đoạn 31 Hình 2.15 Gradient điện áp cảm ứng vỏ lớn (từ vỏ đến vỏ) loại 32 Luận văn tốt nghiệp cao học cố khác hệ thống cáp đảo pha Hình 2.16 Đồ thị hiển thị nhiệt độ thân cáp dọc theo chiều dài 38 Hình 2.17 Điện trường điểm x cáp 38 Hình 2.18 Sơ đồ thành phần điện dung cáp 40 Hình 2.19 Sự phụ thuộc tanδ vào tần số 42 Hình 2.20 Sơ đồ bố trí cáp đơn pha 45 Hình 2.21 Quan hệ hệ số bề mặt x 47 Hình 2.22 Quan hệ RAC/RDC 48 Hình 2.23 Đường từ cảm họ vịng trịn đồng tâm 49 Hình 2.24 Cách hốn vị vỏ cáp 51 Chương Hình 3.1 Cây điện lớp vật liệu cách điện cáp ngầm 59 Hình 3.2 Dạng sóng điện áp dịng điện phóng điện cục 60 Hình 3.3 Các dạng phóng điện cục 61 Hình 3.4 Kiểm tra thứ tự pha lõi cáp 62 Hình 3.5 Đo điện trở cách điện 63 Hình 3.6 Thử điện áp tăng cao chắn điện áp tăng cao chiều 63 Hình 3.7 Đo điện trở chiều tồn tuyến cáp 64 Hình 3.8 Sơ đồ đo tổng trở thứ tự thuận-nghịch dùng nguồn pha 67 Hình 3.9 Sơ đồ đo tổng trở thứ tự thuận-nghịch dùng nguồn pha 69 Hình 3.10 Sơ đồ đo tổng trở thứ tự khơng dùng nguồn pha 70 Hình 3.11 Sơ đồ điện dẫn phản kháng B1 dùng nguồn pha 71 Hình 3.12 Sơ đồ điện dẫn phản kháng B1 dùng nguồn pha 72 Hình 3.13 Sơ đồ điện dẫn phản kháng B0 73 Hình 3.14 Mạch cộng hưởng thử ngiệm điện áp cao điều chỉnh tần số ACRF 73 Hình 3.15 Sơ đồ đo PD tổng quát cho cáp điện 79 Hình 3.16 Các HFCT gắn vào dây nối chắn cáp hầm nối 80 đất hầm đảo pha vỏ cáp Hình 3.17 HFCT (phối hợp với UHF sensor) đặt dây nối đất khu vực đầu cáp gắn với hệ thống GIS 80 Luận văn tốt nghiệp cao học Hình 3.18 Thử điện áp tăng cao kết hợp đo dòng rò chống sét 82 Hình 3.19 Sơ đồ thực phép đo tổn hao cơng suất 83 Hình 3.20 Sơ đồ ngun lý kiểm tra đặc tính V-A chiều 83 Hình 3.21 Thử nghiệm cấu ghi lại số lần tác động đếm sét/bộ giám 84 sát Hình 3.22 Thử nghiệm đồng hồ đo dòng rò đếm sét/bộ giám sát 84 Hình 3.23 Thử điện áp xoay chiều tăng cao, kết hợp đo phóng điện cục tồn 87 tuyến cáp Hình 3.24 Kết liệu đo phóng điện cục 90 Hình 3.25 Kết liệu đo phóng điện cục 90 Hình 3.26 Phóng điện vầng quang 91 Hình 3.27 Phóng điện bề mặt 92 Hình 3.28 Phóng điện bên cáp 93 Hình 3.29 Tham khảo dạng phóng điện cục xuất thân cáp 94 Luận văn tốt nghiệp cao học CHƯƠNG ĐẶT VẤN ĐỀ VÀ GIỚI THIỆU CHUNG VỀ HỆ THỐNG CÁP NGẦM CAO ÁP 220KV 1.1 Đặt vấn đề Với đặc thù địa lý phụ tải hệ thống điện nước ta hệ thống đường dây truyền tải cao áp 220kV-500kV đóng vai trò quan trọng Các đường dây truyền tải 220kV với chiều dài 16000km thường đường dây không với hệ thống cột đỡ cồng kềnh, tốn diện tích đất Nhưng với phát triển nhanh đất nước thành phố lớn, dân cư đơng đúc, với nhiều cơng trình tịa nhà cao tầng, bến cảng, khu công nghiệp đặc biệt việc đòi hỏi yêu cầu thẩm mỹ thành phố đại việc xây dựng đường dây truyền tải cao áp không gặp nhiều khó khăn Đường dây 220kV khơng làm an tồn cho cơng trình lận cận, quỹ đất dành cho đường dây gây không nhiều Do việc xây dựng đường dây tải điện cao áp hệ thống cáp ngầm trở thành phần tất yếu hệ thống điện đại thành phố Trước đo điều kiện nước ta hạn chế, việc hạ ngầm cáp 220kV việc vơ vùng khó Trước tiên chi phí cho việc hạ ngầm cáp, giá thành cho việc hạ ngầm cáp cao nhiều lần so với đường dây khơng, cơng trình có ln phải thuê hoàn toàn đơn vị nước Sau hạn chế cơng nghệ trình độ nhân lực thi công, nên việc hạ ngầm cáp 220kV chưa triển khai Ngày với phát triển, hội nhập nhanh kinh tế-khoa học kỹ thuật, ngành điện nước ta đặc biệt tổng công ty truyền tải điện quốc gia triển khai nhiều cơng trình hạ ngầm cáp 220kV Trong luận văn trình bày vấn đề cáp ngầm 220kV, công việc thiết kế lắp đặt, thử nghiệm Sẽ khó khăn so với cáp lực trung cáp lực 110kV, phương pháp thử nghiệm cáp tốn khó nhiều so với cáp ngầm có điện áp thấp 1.2 So sánh việc sử dụng cáp ngầm hay đường dây không hệ thống truyền tải điện đến 220kV a Hạ ngầm đường dây cao áp cáp lực thích hợp cho trường hợp sau: Page Luận văn tốt nghiệp cao học Hình 3.21 Thử nghiệm hoạt động cấu đo dòng rò: Sử dụng thiết bị tạo dòng điện mA chuẩn, bơm dòng điện (mA) vào giám sát Sơ đồ thực sau: Hình 3.22 Đánh giá kết Bộ đếm sét/bộ giám sát dòng rò đạt yêu cầu đáp ứng điều kiện sau: Cơ cấu ghi lại số lần tác động hoạt động tốt Cơ cấu thị dịng rị làm việc bình thường, với thang chia dịng, khơng bị kẹt cấu đo dịng g Thử nghiệm phóng điện cục bộ: Thiết bị phương pháp chung thực theo quy định IEC 60270, IEEE Std C37.301 Đo mức độ phóng điện cục Mức độ phóng điện cục đo theo tiêu chuẩn IEC 60270 Page 84 Luận văn tốt nghiệp cao học Đối với thử nghiệm nhà máy,đoạn cáp xem đạt giá trị đo phóng điện cục bên không vượt 10 pC 3.4 Ứng dụng thực tiễn thí nghiệm cáp ngầm 220kV nhà máy thủy điện Huội Quảng Thơng số - Kiểu(Type): YJLW03 cáp XLPE - Tiết diện lõi cáp(Cross section area): 1x800 mm2 nhà chế tạo - Điện áp định mức(Rated Voltage): 127/220 kV công bố: - Hãng sản xuất(Manufacture): Baosheng Cable Co.,Ltd - Điện dung(Capacitance): C=0.18 µF/1km - Điện trở chiều(DC Resistance):R=0.221Ω/1km (tại 20oC) - Chiều dài: 680 mét Thông số khác: - Khối lượng: 13.9kg/m - Đường kính ngồi: 99.0 mm - Dịng điện định mức quy định theo cách lắp đặt: o 914(A): Cáp chôn trực tiếp o 964(A): Cáp kéo ống HDPE o 1070(A): Cáp đặt hầm khơng khí, sợi đặt theo hình (tam giác đều) o 1076(A): Cáp đặt hầm khơng khí,các sợi đặt mặt phẳng - Vị trí lắp đặt cáp: Từ máy biến áp đầu cực 220kV đến trạm GIS phân phối 220kV Cáp chia làm đoạn có hầm chứa hộp nối thẳng, vỏ cáp nối đất trực tiếp 3.4.1 Lập phương án thí nghiệm: a Phương pháp thử: Đối với cáp lực 220kV: Căn theo tiêu chuẩn: IEC 60229, IEC 62067 hướng dẫn nhà chế tạo Điện áp thí nghiệm xoay chiều tăng cao UTN= 216 kV Thời gian trì điện áp 60 phút Đối với hệ thống GIS: Căn theo tiêu chuẩn: IEC 62271-203:2003 hướng dẫn nhà chế tạo Điện áp thí nghiệm xoay chiều tăng cao UTN= 380 kV Page 85 Luận văn tốt nghiệp cao học b Công tác chuẩn bị: - Cáp lực 220kV làm đầu cáp kết nối với hệ thống GIS Tách đấu nối chống sét van đầu cực máy biến áp - Kiểm tra áp lực khí SF6 GIS so sánh với giá trị yêu cầu nhà chế tạo Khí SF6 nạp vào phải thí nghiệm đạt yêu cầu kỹ thuật - Kiểm tra độ kín mối nối siết chặt bu lông khớp nối - Vận chuyển, tập kết thiết bị thí nghiệm trường, kiểm tra lắp đặt thiết bị thí nghiệm - Khoanh vùng làm việc xung quanh khu vực thí nghiệm treo biển cảnh báo có điện cao áp - Rút người làm việc khỏi khu vực thí nghiệm c Trình tự tiến hành cơng việc: -Thí nghiệm vỏ bọc cáp Đo điện trở cách điện vỏ bọc cáp: Sử dụng thiết bị đo điện trở cách điện Mêgômmet kyoritsu 3125 Merger S1-568 để đo điện trở cách điện lớp vỏ bọc cáp kim loại với đất Giá trị điện trở cách điện đo phù hợp với yêu cầu cho phép nhà chế tạo Thí nghiệm điện áp chiều tăng cao đo dòng rò vỏ bọc cáp: Sử dụng hợp tạo cao áp chiều PTS – 130 (200) 4120-10 để thử nghiệm Điện áp 10 kV DC đặt lên lớp vỏ bọc cáp kim loại, thời gian trì điện áp 01 phút đo dòng điện rò vỏ bọc cáp với đất Kết đạt yêu cầu thời gian trì điện áp khơng có phóng điện xảy - Đo điện trở cách điện điện dung lõi cáp: Sử dụng thiết bị đo điện trở cách điện Merger S1-568 để đo điện trở cách điện lõi dẫn điện với vỏ bọc cáp, đo pha hai pha lại nối đất Giá trị điện trở cách điện đo phải phù hợp với yêu cầu cho phép nhà chế tạo Sử dụng thiết bị đo điện trở cách điện Merger S1-568 để đo điện dung lõi cáp so với chắn - Thí nghiệm chịu đựng điện áp xoay chiều tăng cao kết hợp đo phóng điện cục bộ: Điện áp thí nghiệm (Voltage test): 216 kV Page 86 Luận văn tốt nghiệp cao học Tần số thí nghiệm (Frequency test): 30 ÷ 300 Hz Thời gian thí nghiệm (Timing test): 60 phút Đặt HFCT thiết đặt sẵn sơ đồ đo phóng điện cục Đấu nối sơ đồ thí nghiệm hình vẽ: Hình 3.23 Thí nghiệm pha, hai pha lại nối đất, thực sau: Nối đầu cao áp thiết bị tạo cao áp tới pha cần thử Tăng chậm điện áp từ 0V đến giá trị U=1,75*U0 ≈ 222 kV 10 giây sau giảm xuống cịn 1,5*U0=190,5 kV Để điện áp giá trị tiến hành lấy tín hiệu PD vị trí đặt HFCT Sau hồn thành việc lấy tín hiệu PD lưu kết quả- tiếp tục nâng điện áp lên 216 kV trì khoảng thời gian 60 phút, sau trì 60 phút điện áp thí nghiệm cao áp, ta giảm điện áp kV, cắt nguồn tiếp địa đối tượng thử Kết thí nghiệm đạt yêu cầu khơng có tượng phóng điện xảy q trình thí nghiệm, tiếp tục thí nghiệm pha cịn lại theo trình tự mục Page 87 Luận văn tốt nghiệp cao học - Chú thích: Trước đấu nối sơ đồ phải tính tốn sơ giá trị tần số sảy cộng hưởng, xem giá trị có nằm khoảng 30MHz đến 300Mh z không Cụ thể: Điện dung cáp là: Cx= Co*L=0.18 * 0.680 =0.1224 µF (theo số liệu nhà chế tạo) Điện dung divider đo điện áp 0.001µF Điện dung tổng sơ đồ đo C = 0.1244 + 0.001 = 0.1254µF Tần số để xảy cộng hưởng:ZL=ZC => f= f CH  2 LCx Nếu sử dụng kháng điện có điện cảm 220H f CH  * 3.14 220 * 0.1254 *106  30.545 Hz Nếu sử dụng kháng điện nối tiếp, điện cảm tổng 440H f CH  * 3.14 440 * 0.1254 *106  21.599 Hz Nếu sử dụng kháng điện song song, điện cảm tổng 110H f CH  * 3.14 110 * 0.1254 *106  43.198 Hz Như sử dụng sơ đồ kháng điện nối tiếp cộng hưởng không đảm bảo cho tần số nằm khoảng 30Hz÷300Hz giới hạn tần số thiết bị thí nghiệm Sử dụng sơ đồ kháng điện kháng điện song song tần số đảm bảo theo yêu cầu tần số thử nghiệm dải tần số quy định thiết bị Ở tác giả chọn phương án sử dụng kháng điện, tần số thử 30.545 Hz Dòng điện thử nghiệm: I  Ic  U  U * *  * f * C  216 *103 * * 3.14 * 30.5 * 0.1254 *106  1.597( A) Zc Công suất thử nghiệm: S=U*IC=216*1.597=334.95 kVA - Đo điện trở chiều toàn tuyến cáp - Đo tổng trở tồn tuyến cáp (nếu có u cầu đơn vị chủ sở hữu) Page 88 Luận văn tốt nghiệp cao học 3.4.2 Kết thí nghiệm thực tế a Kết đo điện trở cách điện chắn lõi cáp Điện trở cách điện (MΩ) Pha A Pha B Pha C Màn chắn – Đất 30200 35600 34400 Lõi cáp – Màn chắn 100000 100000 100000 Ghi chú: Thời gian đo 60s b Kết thí nghiệm điện áp tăng cao chiều chắn Pha A Pha B Pha C Điện áp thí nghiệm (kV DC) 10 10 10 Thời gian phút phút phút Dòng rị (µA) 42 56 52 Kết Khơng sảy Khơng sảy Khơng sảy phóng điện phóng điện phóng điện Pha A Pha B Pha C 123,1 124,4 122,9 Điện trở chiều (mΩ) Pha A Pha B Pha C Tại nhiệt độ môi trường 300C 15,749 15,764 15,778 Quy nhiệt độ 200C 15,154 15,168 15,182 Pha A Pha B Pha C 216 216 216 60 phút 60 phút 60 phút c Kết đo điện dung cáp: Điện dung (pF) d Kết đo điện trở chiều: e Thí nghiệm điện áp xoay chiều tăng cao Điện áp thí nghiệm (kV AC) UTest=1,7 U0 Thời gian Kết Không sảy Không sảy Không sảy phóng điện phóng điện phóng điện g Kết đo phóng điện cục bộ: - Sử dụng thiết bị đo phóng điện cục hãng OMICRON phần mềm MPD600 phân tích kết đo phóng điện cục Page 89 Luận văn tốt nghiệp cao học - Dạng PD xuất điện áp lõi cáp 216kV: Hình 3.24 : Mơ phóng điện cục điện áp 216kV - Dạng PD xuất điện áp lõi cáp 190.5kV: Hình 3.25 : Mơ phóng điện cục điện áp 190.5kV Phân tích kết đo phóng điện cục bộ: để phân tích dạng phóng điện cáp ta cần so sánh kết đo với dạng mẫu phóng điện cục kiểm chứng phòng thí nghiệm Các dạng mẫu nghiên cứu công bố rộng rãi tài liệu hãng sản xuất thiết bị thí Page 90 Luận văn tốt nghiệp cao học nghiệm số phịng thí nghiệm vật liệu giới Trong q trình thử đoạn cáp bao gồm dạng phóng điện sau:  Phóng điện vầng quang (hình 3.26): xuất đầu cốt sứ xuyên, vị trí góc cạnh-đỉnh nhọn sơ đồ đấu nối, dây dẫn điện áp cao có tiết diện nhỏ Hình 3.26 Phóng điện vầng quang Trong q trình thử nghiệm trường khó tránh khỏi dạng phóng điện này, dạng phóng điện xuất kết đo làm cho việc quan sát tín hiệu phóng điện bên điện mơi khó khăn Nên hạn chế dạng phóng điện vầng quang thử nghiệm cách dùng ống dẫn điện áp cao tiết diện hình học lớn thay cho sợi dây nhỏ, loại bỏ đỉnh nhọn kim loại vị trí có điện áp cao Page 91 Luận văn tốt nghiệp cao học Trong kết đo phóng điện cục thực tế (hình 3.24 3.25) ta hoàn toàn nhận thấy xuất dạng phóng điện vầng quang đo  Phóng điện bề mặt (hình 3.27): Xuất bề mặt sứ xuyên hai đầu cáp, bề mặt thiết bị tăng cao điện áp sơ đồ đo Hình 3.27 Phóng điện bề mặt Q trình thử nghiệm trường dạng phóng điện xuất bề mặt thiết bị mang điện áp cao như: bề mặt sứ xuyên hai đầu cáp, bề mặt kháng điện, bề mặt thiết bị divider đo điện áp Dạng phóng điện xuất kết đo làm cho việc quan sát tín hiệu phóng điện bên điện mơi khó khăn Nên hạn chế dạng phóng điện vầng quang thử nghiệm cách vệ sinh bề mặt phần cách điện vị trí điện áp cao phần nối Page 92 Luận văn tốt nghiệp cao học đất Trong kết đo phóng điện cục thực tế (hình 3.24 3.25) ta hồn tồn nhận thấy xuất dạng phóng điện bề mặt đo  Phóng điện bên điện mơi cáp (hình 3.28): Mục đích quan trọng đo phóng điện cục kiểm tra xem có phóng điện bên lớp XLPE, lớp XLPE lớp chắn lõi, lớp XLPE lớp chắn cách điện hay khơng Hình 3.28 Phóng điện bên cáp Nếu kết đo xuất dạng phóng điện mơ hình 3.28 hình 3.29 điện mơi cáp xuất phóng điện cục bộ, tiến hành thêm bước để xác định vị trí xuất phóng điện cục cách phối hợp thời gian phản hồi tín hiệu xung PD nhận HFCT vị trí đặt Page 93 Luận văn tốt nghiệp cao học HFCT khác Trong kết đo phóng điện cục thực tế (hình 3.24 3.25) khơng thấy xuất dạng phóng điện bên điện mơi Hình 3.29: Tham khảo dạng phóng điện cục xuất thân cáp Kết luận cơng việc thí nghiệm: - Thơng thường số liệu thí nghiệm đánh giá theo tiêu chuẩn chung, tiêu chuẩn bên: nhà thầu cung cấp thiết bị, đơn vị thí nghiệm, chủ đầu tư, thống khung tiêu chuẩn để đánh giá chất lượng cáp - Như trường hợp này, từ kết số liệu ta đánh giá chất lượng cáp tốt  Khơng sảy phóng điện thử điện áp tăng cao  Không xuất xung PD khác thường  Điện trở cách điện cao khơng suy giảm q trình đo  Điện trở chiều tương đồng với giá trị nhà chế tạo đưa Page 94 Luận văn tốt nghiệp cao học KẾT LUẬN CHUNG LUẬN VĂN VÀ KIẾN NGHỊ Nghiên cứu tính tốn thiết kế, đặc biệt phương pháp thí nghiệm chẩn đốn chất lượng cáp ngầm 220kV vấn đề khó Việt Nam Mặc dù có số cơng trình cáp ngầm 220kV vận hành năm qua quy mô chưa lớn, sợi cáp không dài cáp trung việc nghiên cứu phương pháp chẩn đốn thí nghiệm cịn gặp nhiều khó khăn Khó khăn điện áp cao nên thiết bị thí nghiệm điện áp tăng cao cho cáp đắt tiền, cơng nghệ thí nghiệm chẩn đốn ln đổi mới, cơng việc thí nghiệm chẩn đốn cịn gặp nhiều vướng mắc Để góp phần cho việc vận hành an tồn cơng trình cáp ngầm 220kV tác giả luận văn nêu lên đầy đủ bước từ lúc lắp đặt thiết thử nghiệm trường đảm bảo đóng điện Luận văn tập trung nhiều vào bước thí nghiệm phương pháp thí nghiệm, phương pháp tác giả thực nhiều thực tế cơng trình Luận văn mang nhiều ý nghĩa thực tế, lý thuyết tác giả nêu kiến thức sở cho cáp điện, bước để có hệ thống cáp ngầm Chương 1, tác giả giới thiệu toàn thiết bị hệ thống cáp ngầm (cáp quang nằm cáp lực yêu cầu đặc biệt số đơn vị chủ đầu tư nên tác giả khơng trình bày thiết bị quang học hệ thống cáp) Các thiết bị trình bày chi tiết cấu tạo, có hình ảnh thực tế, cách lắp đặt đấu nối Phương pháp lắp đặt cáp thực tiễn, cơng trình thực tế nước ta Trong phần tác giả giới thiệu thêm số chuyên môn xây lắp điện cho hệ thống cáp ngầm Các phần lý thuyết điện trường, từ trường cáp ngầm, phần số cơng trình nghiên cứu trước Tác giả tham khảo thêm đưa thêm số khái niệm chuyên ngành chẩn đoán thí nghiệm hay dùng thực tế, ví dụ như: Điện dung đo, điện cảm, tổng trở cáp, điện trở chiều, tổn hao điện môi Chương luận văn tóm tắt từ quy trình thí nghiệm đơn vị công tác tác giả (cơng ty thí nghiệm điện Miền Bắc) tham khảo thêm quy trình tập đồn điên lực Việt Nam, quy trình thử nghiệm tổng cơng Page 95 Luận văn tốt nghiệp cao học ty truyền tải điện, số quy trình thử nghiệm cáp hãng giới kinh nghiệm thực tế Chương tài liệu để độc giả tham khảo tài liệu hướng dẫn thực tế cho công việc thí nghiệm chẩn đốn cáp ngầm Kiến nghị: Nội dung luận văn nhiều phần thời gian nghiên cứu có hạn nên cịn số hạn chế Cụ thể sau: o Vấn đề phân tích tài để chọn phương án tối ưu kinh tế chưa xét đến o Vấn đề điện từ trường đưa nghiên cứu, tính toán xem xét khả ảnh hưởng điện từ trường lên hệ thống cáp ngầm, phục vụ cho mục đích tính tốn lựa chọn thiết bị Luận văn chưa nêu ảnh hưởng điện trường, từ trường đến người, đến môi trường khu dân cư o Vấn đề ảnh hưởng từ lộ cáp ngầm tới lộ cáp ngầm lưới điện khác song song chưa nghiên cứu tới o Các vấn đề đo phóng điện cục chưa nêu số vướng mắc như: cách đánh giá đo phóng điện cục mơi trường nhiễu, cách loại trừ nhiễu đo Page 96 Luận văn tốt nghiệp cao học TÀI LIỆU THAM KHẢO IEC 60228: Conductor of insulated cable IEC 60229: Test on cable oversheaths which have a special protective function and are applied by extrusion IEC 60287: Electric cable: Calculation of the current rating IEC 62067: Power cables with extruded insulation and their accessories for rated voltages above 150 kV (Um = 170 kV) up to 500 kV (Um = 550 kV) – Test methods and requirements IEC 60270 High-voltage test techniques - Partial discharge measurements Quy Trình thí nghiệm chống sét van (EVN) Quy trình thí nghiệm thông số cáp điện đường dây Công ty Thí Nghiệm Điện Miền Bắc Quy trình thí nghiệm điện áp tăng cao xoay chiều Cơng ty Thí Nghiệm Điện Miền Bắc Quy trình thí nghiệm điện trở cách điện Cơng ty Thí Nghiệm Điện Miền Bắc 10 Quy trình thí nghiệm điện áp tăng cao chiều Cơng ty Thí Nghiệm Điện Miền Bắc 11 Tài liệu giới thiệu cấu tạo thông số kỹ thuật hãng cáp LS-Vina 12 Tài liệu giới thiệu cấu tạo thông số kỹ thuật hãng cáp Nexans 13 Tài liệu giới thiệu cấu tạo thông số kỹ thuật hãng cáp Prysmian 14 Tạp chí OMICRON 1, số 1/2010 15 Tạp chí OMICRON 2, số 2/2011 16 Tạp chí khoa học cơng nghệ Tập 44, số 2/2006: 17 Trần Bách, (2004), “Lưới điện hệ thống điện, Tập 1”, Nhà xuất khoa học kỹ thuật, Hà Nội 18 Trần Bách, (2004), “Lưới điện hệ thống điện, Tập 3”, Nhà xuất khoa học kỹ thuật, Hà Nội 19 Lê Văn Doanh (chủ biên), Phạm Văn Chới, Nguyễn Thế Cơng, Nguyễn Đình Thiên, (2009) “Bảo dưỡng thử nghiệm thiết bị hệ thống điện”, Nhà xuất khoa học kỹ thuật, Hà Nội Page 97 Luận văn tốt nghiệp cao học 20 Nguyễn Bình Thành, Nguyễn Trần Quân, Lê Văn Bảng (1983), “Cơ sở lý thuyết trường điện từ, Nhà xuất Đại học trung học chuyên nghiệp, Hà Nội 21 Nguyễn Đình Thắng, Vũ Thanh Hải, (2006), “Hiện tượng lão hóa dạng nước vật liệu cách điện Polyme-những đặc điểm nhận dạng phương pháp tạo nước phịng thí nghiệm”, Khoa học cơng nghệ, (02), tr.92 22 Nguyễn Đình Thắng (1997), “Điện từ trường phát nhiệt hệ thống cáp đơn lưới điện cao áp ba pha”, Tạp chí điện lực (tháng 6/1997, 7/1997) 23 Thiết kế kỹ thuật hệ thống cáp ngầm 220kV nhà máy thủy điện Huội Quảng 24 XLPE AC land cable system User’s Guide (ABB) 25 Võ Viết Đạn (1972), “Giáo trình kỹ thuật điện cao áp”, Đại học Bách Khoa, Hà Nội Page 98 ... trình hạ ngầm cáp 220kV Trong luận văn trình bày vấn đề cáp ngầm 220kV, công việc thiết kế lắp đặt, thử nghiệm Sẽ khó khăn so với cáp lực trung cáp lực 110kV, phương pháp thử nghiệm cáp tốn khó... tăng cường áp dụng cơng nghệ giám sát sợi cáp quang vào hệ thống cáp ngầm Ngày nay, hệ thống cảm biến đo nhiệt độ sợi quang kiểu phân tán (DFOTS) áp dụng hầu hết hệ thống cáp cao áp nhằm phát... thuật đặt cáp mương cáp Phương pháp đặt cáp thông thường dùng vùng đô thị có đặc điểm có cấu trúc khí tốt, bảo vệ tốt cho cáp tác động khí Độ sâu mương đặt cáp: Độ sâu mương đặt cáp phụ thuộc vào