Đáng tiếc là cầu chảy phía sơ cấp này không phối hợp tốt với đường cong “khoá dòng” tương đương lớn nhất của recloser, bởi vì thời gian chảy nhỏ nhất của cầu chảy ở dòng điện 478 A (0,[r]
(1)Sấy khô máy biến áp tự ngẫu siêu cao áp cảm ứng tần số
Mới đây, hai máy biến áp tự ngẫu siêu cao áp GE 750 MVA, 500 kV, vận hành 30 năm, sấy khô trường công nghệ gia nhiệt tần số thấp (low frequency heating - LFH) Nói chung trường, khó sấy máy biến áp siêu cao áp ướt để đạt độ khô chấp nhận sử dụng phương pháp tuần hồn dầu nóng truyền thống.
Theo qui trình LFH, dịng điện tần số thấp (gần dòng điện chiều) đặt vào cuộn dây, nhờ nâng nhiệt độ đồng cuộn dây cách từ từ an tồn lên tới 110oC
Qui trình LFH hoàn thành hai máy, thời gian hai tuần Một lượng nước đáng kể rút độ ẩm xenlulô hạ thấp xuống 1%
Đây trường hợp ứng dụng công nghệ sấy khô LFH cho máy lớn thực trường
Dựa số lượng cịn hạn chế phép đo, Cơng ty điện lực Hydro One - Canađa sẵn sàng kết luận công nghệ gia nhiệt tần số thấp (LFH) ưu việt phương pháp sử dụng trước Với độ ẩm dư đạt 1%, Hydro One khôi phục lực chịu tải máy biến áp mà không sợ tượng tạo bọt
Phần mở đầu
Mục đích chủ yếu việc sấy khô máy biến áp điện lực trường giảm hàm lượng ẩm xenlulô Hơi ẩm tạo q trình xenlulơ bị lão hố (sản phẩm phụ trình này) xâm nhập từ bên ngồi máy biến áp (qua gioăng, ống thở, rị rỉ, v.v.) Hơi ẩm làm giảm đặc tính điện máy biến áp hạn chế khả chịu tải cho phép nguy hình thành bọt nước
(2)một máy tương tự trạm đưa khỏi vận hành thiết bị theo dõi trực tuyến phát tín hiệu báo động độ ẩm cao Kết khảo sát cho thấy độ ẩm nhân tố góp phần gây cố Theo ước tính, độ ẩm máy biến áp cố xấp xỉ 1,5% Phân tích sâu cho thấy hàm lượng ẩm máy khác lắp đặt họ mức tương tự Kết họ phải hạ thấp công suất nhiều máy biến áp vận hành thực chương trình sấy máy tồn diện để giảm nguy cố tiếp diễn Trước đây, chương trình sấy máy thực phương pháp tuần hồn dầu nóng kết hợp rút chân không (hot oil circulation plus vacuum — HOV) qui trình chuẩn máy biến áp nhỏ Do máy biến áp kỳ có kích thước lớn ẩm ngấm sâu xenlulô nên yêu cầu phải thực nhiều chu kỳ tuần hoàn dầu/rút chân không Điều dẫn tới phải cho máy biến áp ngừng vận hành thời gian dài Để nâng cao hiệu rút ẩm, người ta sử dụng bơm khuếch tán để đạt độ chân không sâu — 50 microbar Vậy mà kết cuối cho thấy hiệu sấy khô phương pháp HOV không đáng kể Mặc dầu độ ẩm bề mặt giảm mạnh độ ẩm trung bình không thay đổi Không đạt mục tiêu đề hàm lượng ẩm 1% Ngoài ra, thời gian cho máy ngừng hoạt động kéo dài hai tháng máy có kích thước lớn, tương ứng khối lượng dầu lớn Để thực cơng trình phải huy động nguồn lực đáng kể (nhân lực thiết bị) ảnh hưởng đến dự án khác máy biến áp Độ chân không sâu cần thiết để rút ẩm làm phát sinh chỗ rò rỉ tác động ứng suất lên phận lão hoá Nhiều lần người ta phải cho ngừng rút khơng khí chưa đạt độ chân không đề lo ngại ảnh hưởng đến kết cấu thùng máy biến áp Như phải tìm phương pháp áp dụng cho máy biến áp lớn cơng nghệ gia nhiệt tần số thấp (LFH), áp dụng cho hai máy biến áp tự ngẫu 750 MVA, 500 kV, với kết tốt nhiều
Giới thiệu công nghệ gia nhiệt tần số thấp
Theo phương pháp LFH, dòng điện đưa vào cuộn dây để làm nóng máy biến áp hiệu hơn, nhiệt độ cao Dòng điện sử dụng có tần số — 50 mHz, điều có hai ưu điểm
Thứ nhất, tần số thấp, điện áp trở kháng giảm nhiều, có nghĩa điện áp đặt vào yêu cầu thấp Phương pháp LFH áp dụng rút dầu khỏi máy với điện áp thấp vậy, khơng có rủi ro phóng điện bề mặt
(3)số thấp, đạt nhiệt độ cao toàn cuộn dây suốt thời gian sấy khô mà đảm bảo an tồn
Dịng điện đặt vào cuộn dây cao áp, nói chung 20 — 50% dòng điện danh định Dòng điện đặt vào bị giới hạn nhiệt độ cuộn dây cuộn dây cảm ứng Có thể thay đổi tần số chút để khống chế cơng suất truyền sang cuộn dây hạ áp, cuộn ngắn mạch suốt trình sấy Trong trình sấy LFH, nhiệt độ cuộn dây cho phép đạt tới 110oC Nhiệt độ theo dõi qua phép đo liên tục điện trở cuộn dây Nhiệt độ đỉnh cuộn dây 110oC, nên ảnh hưởng khơng đáng kể tới lão hố giấy cách điện máy biến áp
Thiết bị LFH có biến đổi điện để biến dịng điện xoay chiều tần số 50/60 Hz thành dòng điện tần số thấp mong muốn Hệ thống điều khiển theo dõi nhiệt độ cuộn dây, điện áp, cường độ tần số dòng điện đặt, nhiệt ngẫu (đặt bên máy biến áp) độ chân không Để đảm bảo an tồn, khơng vượt q nhiệt độ tối đa cuộn dây không sử dụng độ chân không thấp đặt điện áp LFH
Trong trình gia nhiệt cuộn dây, người ta phun dầu nóng lên lõi/các cuộn dây để gia nhiệt thêm cách điện ngồi Các vịi phun tạm thời lắp bên nắp thùng dầu Phun dầu nóng cho phép đưa nhiệt độ cách điện đạt 90oC
Qui trình LFH điển hình bao gồm bước sau:
• Tuần hồn dầu nóng đặt dịng điện LFH lên cuộn dây để gia nhiệt sơ lõi/cuộn dây
• Xả dầu rút chân khơng để hút ẩm
• Bỏ chân khơng; đặt dịng điện LFH phun dầu nóng, sau rút chân khơng Lặp lại q trình tăng dần nhiệt độ lên 110oC
• Rút chân khơng lần cuối
• Bỏ chân khơng để tháo bỏ vịi phun tạm thời
• Nạp dầu khơ khử khí vào thùng máy biến áp phương pháp chân không
Do đạt nhiệt độ cao đáng kể so với phương pháp xử lý dầu nóng truyền thống (110oC so với 80oC) nên việc rút ẩm phương pháp LFH hiệu hơn, thời gian thực ngắn
Bảng Tóm tắt ưu điểm LFH so với HOV
(4)khô thùng máy lực HOV Cao là1,1% đến tuần Từ trung bình đếnnặng nề 100%
LFH Dễ dàng đạt
dưới 1% tuần Từ khơng có đếnthấp 75% Hydro One sấy khô máy biến áp trường công nghệ LFH Năm 2007, công ty Hydro One tiến hành sấy khô trường hai máy biến áp 750 MVA, 500 kV cơng nghệ LFH Cơng trình sấy thực cho máy sửa chữa xưởng Hydro One Máy thứ hai sấy khô trường lần cho máy ngừng vận hành Hai máy máy biến áp tự ngẫu ba pha 750 MVA, 500/230/28 kV, làm việc 33 năm Hàm lượng ẩm máy ước tính khoảng 1,5% trước tiến hành sấy khô
Do hai máy máy tự ngẫu nên thiết bị LFH bơm dòng điện vào cuộn nối tiếp/song song dòng điện cảm ứng sang cuộn dây thứ ba Thiết bị LFH theo dõi nhiệt độ cuộn dây (đo điện trở liên tục) cuộn dây khơng nóng lên với tốc độ Khi cần thiết, người ta giảm tần số để dịng điện khơng cảm ứng sang cuộn dây thứ ba (bởi cuộn dây thứ ba nóng lên nhanh hơn) Các nhiệt ngẫu bố trí lõi từ, cuộn dây, kết cấu dây nối thùng sấy để theo dõi chặt chẽ q trình sấy Các vịi phun dầu tạm thời lắp đặt bên nắp thùng thông qua nắp lỗ người chui vào cải tạo
Đã tiến hành tổng cộng 11 chu kỳ LFH/chân không cho lần sấy khô Ban đầu dầu nóng bơm tuần hồn để loại bỏ ẩm bề mặt Dầu nóng gia nhiệt với thiết bị bên LFH, thiết bị nâng dầu cuộn dây lên nhiệt độ khoảng 80oC Tiếp theo rút chân khơng Sau thực 11 chu kỳ LFH/phun dầu nóng sau rút chân khơng Trong thời gian 11 chu kỳ này, nhiệt độ cuộn dây nâng dần từ 85oC lên 110oC Dầu nóng nâng lên nhiệt độ 95oC thực chu kỳ sấy
(5)gia nhiệt Sấy khô máy thứ tổng cộng 12 ngày, máy thứ hai 11 ngày
Theo tính tốn, lượng nước rút lần sấy khô máy thứ 150 lít, máy thứ hai 160 lít Người ta lấy mẫu cách điện từ hai máy sau sấy khô, kết cho thấy độ ẩm trung bình xenlulơ 0,7% máy thứ 0,3% máy thứ hai 150 lít 160 lít nước rút thời gian sấy máy tương ứng với việc giảm hàm lượng ẩm xenlulô xấp xỉ 1% Mà theo ước tính, độ ẩm xenlulơ trước sấy máy 1,5%, sau sấy giảm 1%, độ ẩm trung bình cuối 0,5%, số phù hợp với kết phân tích mẫu Phân tích tính sấy trường cơng nghệ LFH
Hai cơng trình sấy máy nêu cho thấy phương pháp LFH thực trường có số điểm ưu việt so với phương pháp HOV truyền thống Ưu điểm hiệu sấy cao Như nêu trên, độ ẩm trung bình cuối đạt 0,7% Những lần sấy cơng nghệ HOV khơng đạt kết quả, chí 1% Lượng nước rút chưa đến 100 lít Thời gian sấy phương pháp LFH khoảng tuần so với tuần phương pháp HOV Đây lợi lớn máy biến áp tự ngẫu quan trọng việc vận hành hệ thống điện, bố trí cho máy ngừng vận hành thời gian kéo dài vấn đề khó khăn Hơn sấy phương pháp LFH yêu cầu huy động nguồn lực hơn, thời gian ngắn hơn: thiết bị bơm dầu nhân lực Chỉ cần hai người vận hành thiết bị khử khí dầu/máy bơm chân không người vận hành thiết bị LFH đặt dịng điện LFH Cơng nghệ HOV nói chung yêu cầu nhân lực nhiều phải vận hành theo dõi thiết bị bổ sung nhiều ống dẫn dầu, bơm van q trình tuần hồn dầu nóng kéo dài Cuối cùng, yêu cầu độ chân không theo công nghệ LFH không sâu phương pháp HOV nên ứng suất tác động lên thùng dầu máy biến áp giảm nhẹ Thậm chí thùng máy biến áp chịu độ chân không sâu (nhiều máy biến áp cũ chưa hẳn có khả này) phải cơng sức đáng kể để phát xử lý tất chỗ rò rỉ
Kết luận
(6)Tin tưởng với lần sấy khô thực tương lai, Hydro One có thêm chứng để củng cố ý kiến kết luận Có thêm liệu kết hợp với theo dõi độ ẩm bên máy biến áp đưa vào vận hành trở lại sau sấy tiếp tục khẳng định hiệu phương pháp
Phối hợp cầu chảy phía sơ cấp máy biến áp với recloser phía phụ tải (16-07-2009 12:24:12)
Bài viết trình bày cách phối hợp cầu chảy phía sơ cấp máy biến áp với máy cắt tự động đóng lặp lại (recloser) mạch điện thứ cấp, ví dụ trạm biến áp điện lực
Chúng ta sử dụng phương pháp phối hợp “có độ dư” (conservative), theo bỏ qua hiệu ứng làm mát cầu chảy khoảng thời gian recloser đóng lặp lại (các tiếp điểm mở)
(7)hệ thống đường dây phân phối khơng (có thể 75 tới 80%) mang tính chất tạm thời, kéo dài khoảng vài chu kỳ vài giây Với khả “tác động đóng lặp lại” recloser, loại trừ việc cắt điện lâu dài hệ thống cung cấp cố tạm thời Tuy nhiên, cố vĩnh cửu mà tạm thời, recloser “khoá mạch” sau số lần đóng lặp lại khơng thành cơng (thường ba bốn lần), nhờ cách ly lộ cung cấp có cố khỏi hệ thống
Máy cắt tự động đóng lặp lại (recloser) có hai khả đặt thời gian để phối hợp với thiết bị bảo vệ khác giới hạn khu vực chịu ảnh hưởng cố vĩnh cửu Thường thao tác giải trừ cố (đôi hai thao tác giải trừ cố đầu tiên) thực theo đặc tính đặt thời gian
“nhanh”, tạm thời giải trừ cố tạm thời trước thiết bị bảo vệ phía phụ tải tác động Các thao tác sau thực với thời gian trễ định sẵn phép thiết bị bảo vệ gần cố cắt dịng cố vĩnh cửu, nhờ hạn chế phạm vi ngừng cung cấp điện
Cách bố trí nhiều gọi sơ đồ “tiết kiệm cầu chảy” cầu chảy phản ứng với cố vĩnh cửu phạm vi bảo vệ
(8) Khả cắt lớn recloser cầu chảy,
Giao điểm đường cong chảy thấp cầu chảy với đường cong tác động tương đương lớn recloser (tức đường cong “khoá mạch”)
Theo phương pháp phối hợp “có độ dư”, bỏ qua việc làm mát cầu chảy khoảng thời gian đóng lặp lại (các tiếp điểm mở) Bạn cần tính tổng hiệu ứng nhiệt, tức nhiệt đầu vào tác động recloser Như vậy, đường cong khoá mạch xây dựng cách lấy tổng thời gian giải trừ tổng theo số lượng thích hợp thao tác nhanh chậm, mức dòng khác nhau, theo cơng thức sau:
Trong đó:
TI điểm đường cong khoá mạch tương đương lớn (maximum equivalent lockout curve) recloser, dòng điện chọn (I)
P lượng rút ngắn thời gian chảy cầu chảy mang tải ban đầu
(preloading), thể phần thập phân tổng thời gian chảy cầu chảy
Trj thời gian giải trừ lớn dòng điện I lần tác động thứ j (các tiếp điểm đóng) recloser
n số lần tác động (các tiếp điểm đóng) recloser
(9)Các đường cong nhanh (A) recloser nói chung cơng bố cho điểm thử nghiệm lớn Tuy nhiên đường cong chậm (B, C D) lại công bố cho điểm thử nghiệm danh định phải hiệu chỉnh (theo giá trị lớn nhất) lượng dung sai dương, mà theo giả định 10%
Ví dụ
Xét trường hợp trạm biến áp trung gian nông thôn có máy biến áp, bảo vệ cầu chảy, với ba (hoặc hơn) recloser lộ cung cấp Thơng số danh định cầu chảy phía sơ cấp, máy biến áp, recloser phía phụ tải sau:
Máy biến áp. Máy biến áp ba pha, công suất sở (OA - làm mát không khí đối lưu tự nhiên) 7.500 kVA, điện áp sơ cấp 115 kV, điện áp thứ cấp 13,2 kV Cơng suất làm mát khơng khí cưỡng (FA) 9.375 kVA (125%) Điện kháng ngắn mạch máy biến áp 7,5% Dòng điện cố ba pha lớn phía thứ cấp 478 A (2.000 MVA), nhìn từ phía sơ cấp máy biến áp Tổ đấu dây máy biến áp tam giác/ nối đất
(10)Recloser lộ cung cấp. Recloser phía phụ tải recloser Cooper kiểu W điều khiển thuỷ lực, điện áp danh định 14,4 kV, dòng điện liên tục danh định 560 A Dòng thụ cảm tác động pha 280 A (cuộn dây 140 A), trình tự tác động tác động nhanh (A) ba tác động chậm (C)
Khoảng cách thời gian đóng lặp lại tác động nhanh tác động trễ 0,5 s (tức thời) Giữa lần tác động trễ, khoảng cách thời gian đóng lặp lại s
Bài tập phối hợp, sử dụng phần mềm Coordinaide
Để làm tập phối hợp, chạy chương trình Coordinaide cách nhấn chuột vào liên kết (link) trang website S&C bạn xem Trên trang chủ có liên kết Coordinaide Có thể tìm thấy liên kết bổ sung menu thả xuống từ nhãn (label) “Support” trang sản phẩm áp dụng, ví dụ Cầu chảy S&C kiểu SMD Các liên kết kiểu tab nằm phía bên trái trang, bên nhãn “For more Information” bên phím tab “TCCs for product” (đặc tính thời gian-dịng điện sản phẩm)
Chọn cầu chảy phía sơ cấp, máy biến áp, recloser phía phụ tải, dựa theo hướng dẫn
Bước Nhập thông tin chung
(11)Do: Tuỳ chọn
Bước Nhập thông tin hệ thống chọn thiết bị Điện áp ba pha, kV: 115
Dòng ngắn mạch kỳ vọng, ampe hiệu dụng đối xứng: 10.000 Thiết bị số 1: Cầu chảy
Thiết bị số 2: Máy biến áp (đường cong hư hại) Thiết bị số 3: Recloser
Nhấn “Continue” sau nhập thông tin chọn thiết bị Bạn trở trang “thiết bị”
Bước Chọn nhập tham số thiết bị
Thiết bị số Cầu chảy phía sơ cấp máy biến áp (Chọn tham số) Hãng chế tạo: S&C
Kiểu: SMD-2B Tốc độ: Tiêu chuẩn Dải điện áp, kV: 115-138 Dòng điện danh định, A: 65
(12)hiển thị đường đặc tính thời gian-dịng điện thiết bị số Thiết bị số Máy biến áp (Chọn tham số)
Điện áp sơ cấp pha, kV: 115 [do Coordinaide cung cấp] Điện áp thứ cấp pha, kV: 13,2
Dung lượng pha, kVA: 7.500 Trở kháng ngắn mạch, %: 7,5
Dòng điện cố, A hiệu dụng đối xứng: 10.000 [do Coordinaide cung cấp] Hiển thị điểm từ hố? _Có _Khơng (ngầm định)
Tổ đấu dây: Tam giác/Sao nối đất
Sau chọn tham số thiết bị số 2, nhấn “Continue” Màn hình hiển thị đường đặc tính thời gian-dịng điện thiết bị số
Thiết bị số Recloser lộ cung cấp điện (Chọn tham số)
Phối hợp với: _Thiết bị phía nguồn _Thiết bị phía phụ tải Xem Chú thích Phương pháp phối hợp: _Hệ số làm mát _Có độ dư (mặc định) Xem Chú thích
(13)Dải điện áp, kV: 14,4 [do Coordinaide cung cấp] Trình tự tác động cắt pha: Nhanh / Chậm Đường cong Nhanh: “A”
Đường cong Chậm: “C”
Dòng điện danh định cuộn dây, A: 140
Trình tự tác động cắt nối đất: Bỏ qua ví dụ
Chú thích 1: Recloser đặt phía phụ tải cầu chảy phía sơ cấp, chọn “Phối hợp với thiết bị phía nguồn” (mặc định ví dụ này)
Chú thích 2: Chọn “Phương pháp có độ dư” để bỏ qua hiệu ứng làm mát cầu chảy phía sơ cấp khoảng thời gian lần recloser đóng lặp lại (tiếp điểm mở) Ban nên lặp lại ví dụ cách sử dụng phương pháp xác hơn, có tính đến hệ số làm mát, sau so sánh kết Sau chọn tham số thiết bị số 3, nhấn “Continue” Màn hình hiển thị đường đặc tính thời gian-dòng điện thiết bị số
Bước Chuyển sang trang “Kết quả”
Nhấn vào tab bên ghi nhãn “Kết quả” Bạn có hệ toạ độ loga-loga với đường cong đặc tính thời gian-dòng điện (time-current characteristic – TCC) thiết bị bạn chọn
(14)định đến 100.000 A sang 0,5 đến 10.000 A Bạn bỏ phần gạch chéo đường cong TCC để đọc đồ thị rõ Và bạn zoom (phóng đại) phần cụ thể đồ thị cách nhập giá trị dòng điện dòng điện thời gian vào thích hợp
Nếu muốn xem đường cong TCC kích thước đầy đủ thơng tin tóm tắt đầy đủ, tuỳ trường hợp, bạn cần nhấn vào “Printer Friendly Graph” “Printer Friendly Summary”
Bây giờ, xem lại đường cong TCC ví dụ phối hợp nêu
Thiết bị số 1, cầu chảy phía sơ cấp 65 A, tốc độ tiêu chuẩn, đường cong màu đỏ
Thiết bị số 2, đường cong hư hại máy biến áp, đường cong màu đen Thiết bị số 3, recloser phía phụ tải, đường cong màu da cam Hai đường cong màu da cam đậm đường cong Nhanh (A) đường cong Chậm (C)
recloser, dựa liệu hãng chế tạo recloser công bố Đường cong màu da cam mảnh đường cong khoá dòng tương đương lớn recloser, phản ánh dung sai phía dương
(15)trị ghi nhãn máy, vượt xa giá trị danh định theo chế độ làm mát OA/FA (125% giá trị ghi nhãn máy)
Đáng tiếc cầu chảy phía sơ cấp khơng phối hợp tốt với đường cong “khố dịng” tương đương lớn recloser, thời gian chảy nhỏ cầu chảy dòng điện 478 A (0,42 s) lại nhỏ so với đường cong khố dịng tương đương lớn recloser mức dòng (0,69 s) Lưu ý đường cong recloser phía thứ cấp dịch chuyển bên phải khoảng 15% giá trị dịng điện, để tính đến khơng cân dịng điện phía sơ cấp phía thứ cấp, điều xảy có ngắn mạch pha-pha phía thứ cấp khơng nối đất
Khi gặp tính này, phản ứng tự nhiên chọn cầu chảy phía sơ cấp có dịng điện lớn bậc, cầu chảy có đặc tính thời gian-dịng điện chậm hơn, đôi… đạt phối hợp Mặc dầu giải pháp đưa đến phối hợp trọn vẹn cầu chảy recloser, nhiên lại ảnh hưởng đến việc bảo vệ máy biến áp, kết chưa phải tối ưu Trước lựa chọn cầu chảy lớn cầu chảy có đặc tính thời gian-dịng điện chậm hơn, lặp lại tập cách sử dụng phương pháp xác hơn: phương pháp có tính đến hệ số làm mát