Tạp chí Khoa học Công nghệ Điện: Số 01/2019

Số 1, tháng năm 2019 TẬP ĐOÀN ĐIỆN LỰC VIỆT NAM - TRUNG TÂM THÔNG TIN ĐIỆN LỰC VAI TRỊ CỦA ĐIỆN TỬ CƠNG SUẤT TRONG HIỆN ĐẠI HĨA LƯỚI ĐIỆN TỰ ĐỘNG HÓA Trong số Số tháng năm 2019 Một công cụ khảo sát cho phép công nhân thực điều chỉnh theo thời gian thực Phương pháp giúp tiết kiệm thời gian tiền bạc, đồng thời cung cấp tài liệu 3-D tuyệt vời kết cuối Phụ trách nội dung: PHẠM THỊ THU TRÀ Ban biên tập: NGUYỄN KHẮC ĐIỀM NHỮ THỊ HẠNH CHU HẢI YẾN NGUYỄN THỊ VINH Tổ chức nội dung & xuất bảnï: TRUNG TÂM THƠNG TIN ĐIỆN LỰC (EVNEIC) Tòa soạn trị sự: Tầng 15, Tháp A, Tòa nhà EVN, Số 11 Phố Cửa Bắc, Quận Ba Đình, Tp Hà Nội ĐT: 024.669.46738 Fax: 024.37725192 Email:thongtindienluc@yahoo.com Giấy phép xuất bản: Số 249/XB - BC ngày 23/5/1985 Tài khoản: Trung tâm Thông tin Điện lực: 102010000028666 Ngân hàng TMCP Công thương Việt Nam - Chi nhánh Hà Nội Bạn tiên đoán tương lai tích hợp lưới điện thông minh, quản lý theo thời gian thực Chỉ riêng tiếp cận đường dây điện vùng núi xa xơi hẻo lánh thơi khó khăn (Ảnh: st) Hiện việc bùng nổ tài nguyên lượng phân tán (DER) lại bổ sung thêm vào lưới điện Nên việc vận hành hiệu lưới NGUYỄN THỊ DUNG BÙI THỊ THU HƯỜNG Pestech International sử dụng kỹ thuật số giúp cải thiện quy trình làm việc dự án trạm biến áp Malaysia Dự án trạm biến áp Malaysia thuộc Cơng ty Pestech International (Malaysia) Cơng trình tặng Giải thưởng Cơ sở hạ tầng năm 2018 hạng mục Truyền tải Phân phối Điện Công ty Bentley System (Mỹ) NGUYỄN THỊ THU HUYỀN VŨ GIA HIẾU Điều chỉnh độ võng đường dây theo thời gian thực ĐIỀU CHỈNH ĐỘ VÕNG ĐƯỜNG DÂY điện trở nên phức tạp 10 Vai trò điện tử công suất đại hóa lưới điện Bằng cách thay giao tiếp nối dây cứng giao tiếp truyền thông dựa Tiêu chuẩn IEC 61850, cơng ty điện lực truy cập từ xa tới trạm biến áp để thao tác từ xa 14 Kiot lắp đặt mặt đất dùng để kết nối lượng tái tạo nguồn điện phân tán Sản phẩm kiơt lắp mặt đất (GMK) Cơng ty NOJA Power (Australia) ví dụ tủ đóng cắt điểm kết nối chìa khóa trao tay 18 Cầu chảy VT bạn kiểm tra lần cuối nào? Cần cân nhắc sử dụng điện áp đất thoảng qua siêu âm muốn xác định Phóng điện Cục sử dụng biên độ TEV khơng phải thị xác nguồn thực tế đường dẫn tín hiệu khác 20 Công nghệ sản xuất điện từ than thay đổi chơi Để không bị tụt hậu cân nguồn điện tương lai, phải cải thiện hiệu suất chi phí điện than Các cơng nghệ lĩnh vực nghiên cứu phát triển hứa hẹn làm điều 28 Nghiên cứu ứng dụng truyền tải điện áp cực cao Trung Quốc Bài báo giới thiệu kỹ thuật truyền tải UHV xoay chiều Trung Quốc 31 Thiết kế, chế tạo tích hợp cuộn dây van tỷ lệ AA002E hệ thống điều tốc tổ maùy Giới thiệu sáng kiến tác giả Nguyễn Ngọc Duy, CTTĐ Sơn La thực hiện, giúp nâng cao độ ổn định, tin cậy cho hệ thống van điều tốc tổ máy, tiết kiệm chi phí chủ động vật tư hư hỏng Ảnh bìa: Nguồn: Siemens.com.globalenproductsenergytopicsdigital-substation Để đạt độ võng thích hợp cột đường dây thường tốn nhiều thời gian Tuy nhiên, công cụ khảo sát cho phép công nhân thực điều chỉnh theo thời gian thực Phương pháp giúp tiết kiệm thời gian tiền bạc, đồng thời cung cấp tài liệu 3-D tuyệt vời kết cuối Những người làm công tác khảo sát thường ngại gặp điều dự kiến thực địa Những bất ngờ gây thách thức cần phải giải quyết, làm chậm tiến độ nhiều làm tăng chi phí Nhưng đơi lại có bất ngờ thú vị Giống Even Sellevoll, kỹ sư khảo sát Công ty Geomatikk Survey (Na Uy), chỉnh định thiết bị tích hợp máy tồn đạc (máy quang học điện tử đa sử dụng khảo sát xây dựng cơng trình) máy qt để khảo sát đường dây điện, thiết bị lộ khả mà ông không hay biết Phát bất ngờ thay đổi hồn toàn phương pháp thực nhiệm vụ khảo sát giao ơng, theo chiều hướng tích cực Dự án yêu cầu Geomatikk Survey đo điều chỉnh độ võng đường dây điện cao núi Sognog Fjordane, hạt miền Tây Na Uy (Hình 1) Theo chiến lược ban đầu, Sellevoll đồng nghiệp ông Svein Ivar Vestbø, sử dụng máy tồn đạc qt Trimble SX10 mà cơng ty mua để thực phép đo cần thiết xử lý liệu để tính tốn mức độ điều chỉnh cần thiết đường dây Tuy nhiên, Sellevoll giải thích: “Khi chúng tơi hướng máy SX10 vào đường dây điện đầu tiên, cảm biến tự động khóa vào đường dây đó, khơng có lăng kính Điều thật thú vị chúng tơi khơng biết máy làm Điều có nghĩa chúng tơi khơng khảo sát đường dây cách dễ dàng xác hơn, mà cịn điều chỉnh độ võng đường dây theo thời gian thực, trực tiếp trường Và vậy, dự án ban đầu lên kế hoạch thực nhiều ngày nhiên rút ngắn xuống cịn ngày Cơng nghệ không giúp thay đổi cục diện lĩnh vực này, mà cịn cơng cụ để xác định lại việc khảo sát theo thời gian thực giúp gặt hái nhiều lợi ích doanh thu từ hội kinh doanh ĐO LƯỜNG VÀ THEO DÕI THEO THỜI GIAN THỰC Cuối năm 2018, Sellevoll Vestbø trực thăng lên độ cao 600m lên đỉnh núi Leikanger, thị KHCN Điện, số 1.2019 TỰ ĐỘNG HĨA có thêm bốn điểm kết nối (Hình 2) Với điều khiển thiết bị đo, họ xác định đường căng dây (đường thẳng) điểm đầu đường dây điện thiết lập độ chênh lệch theo chiều thẳng đứng từ đường căng dây xuống đường dây điện có Với chiều dài cáp, chiều cao so với mặt đất chúng 25m nhiệt độ khoảng 17oC, BKK yêu cầu dây cáp cần có độ võng 6,26m điểm thấp so với đường căng dây Sellevoll nói: “Khả nhìn thấy so sánh đường căng dây với đường dây điện có hình lớn điều khiển cho phép thấy đường dây lệch so với dung sai theo thời gian thực Vì vậy, điều chỉnh nâng cáp, chúng tơi theo dõi điều khiển thấy cần thêm 50cm 10cm cáp vị trí” May đo tồn đạc Trimble SX10 (Ảnh: st) trấn nhỏ bờ phía bắc Sognefjord, vịnh hẹp dài sâu Na Uy dài thứ hai giới Treo địa hình núi non dốc đứng, hiểm trở đoạn đường dây dài 450m gồm bốn đường dây điện mà khách hàng họ, Công ty BKK Enotek (Na Uy), vừa lắp đặt Sau lắp đặt cáp, BKK cố gắng xác định thiết lập độ võng phù hợp cách sử dụng khoảng độ võng truyền thống Nhưng địa hình vách đá dựng đứng khoảng cách hai cột điện khiến việc hiệu chuẩn xác đường dây trở nên khó Đội Geomatikk Survey nhận nhiệm vụ đo độ võng hỗ trợ BKK việc điều chỉnh độ võng để đáp ứng dung sai độ cao độ căng dây Để xác định liệu dự án không gian, Sellevoll Vestbø sử dụng máy thu GNSS Trimble R10 cơng nghệ máy tồn đạc SX10 để thiết lập quyền kiểm soát Đứng bên cột điện đầu đường dây, họ nhắm thẳng máy SX10 lên cao thu thập điểm mà cáp kết nối với cột điện, lặp lại quy trình cho đường dây điện Sau đó, họ thiết lập bên cột điện Các phép đo có độ xác tới ± 3cm, nhóm Geomatikk Survey xác định dây số bốn đường dây điện treo thấp, khoảng từ 1,5m đến 2m giới hạn độ võng chấp nhận Với đội thợ BKK bố trí trạm biến áp thung lũng, Sellevoll đồng nghiệp ông dẫn cho đội căng dây qua điện thoại Xử lý liệu thu từ Trimble SX10 (Ảnh: st) QUAN ĐIỂM VỀ CƠNG VIỆC MỚI BKK khơng u cầu qt đường dây điện, Sellevoll Vestbø nhân hội trường để kiểm tra khả quét máy SX10 cung cấp tài liệu 3-D chi tiết cho khách Bắt đầu với đường dây thứ nhất, Sellevoll nhắm máy SX10 vào hàng Thiết lập gần cột điện, vị trí dây cáp khơng máy khóa vào dây cáp, ông báo cho đội thợ biết cần cách mặt đất khoảng 18m, họ quét toàn đoạn dài 450m chỉnh Sau đó, ơng theo dõi chuyển động cáp với hai lần quét, lần quét từ đầu dốc lần quét từ cuối theo thời gian thực, hướng dẫn đội thợ BKK độ võng dốc Với tốc độ thu thập 26.600 điểm giây, lần quét đường dây vị trí xác khoảng 10 phút, quét 3-D bốn đường dây điện hai cột Sellevoll nói: “Trước đây, tơi chưa làm việc này, điện 20 phút Sellevoll nói: “Máy quét nhanh cách đáng kinh ngạc thật tuyệt vời thấy đường dây điều chỉnh trước mắt Và máy SX10 khóa vào đường dây, nên xác Có thể tạo quét 360 độ trực tiếp nhắm vào đường dây lần theo dõi Và máy tự động ghi lại liệu bạn khơng phải tham chiếu điều khiển Với máy tồn đạc truyền thống, phải nhắm địa lý điểm đám mây trình xử lý hậu kỳ, tiết kiệm thủ công vào thiết bị đo vị trí cáp lần cáp di chuyển Nếu nhiều thời gian Trở lại văn phịng, nhóm Geomatikk Survey sử dụng phần trời có gió lớn khó thực nhiều mềm Trimble Business Center để tích hợp liệu điểm đám mây liệu khảo sát Sau đó, họ tạo báo cáo dựa vectơ, với ảnh chụp hình điểm đám mây hỗ trợ, để xác minh đường dây điện điều chỉnh theo yêu cầu kỹ thuật BKK Tài liệu chuẩn bị ngày giao cho BKK vào ngày hôm sau Jan Reime, quản lý dự án BKK cho biết: “Chúng tơi hài lịng với việc đo lường diễn suôn sẻ chúng tơi thực việc theo thời gian thực Phần thưởng cho khách hàng khả gửi báo cáo văn với phép đo thực tế kèm theo.” “Với công nghệ máy tồn đạc truyền thống, chúng tơi khơng Sử dụng máy toàn đạc quét Trimble SX10 để thu phép đo cần thiết xử thể hoàn thành công việc trường báo cáo dự án lý liệu, cơng nhân xác định điều chỉnh đường dây cần thiết theo thời nhanh chóng vậy”, Sellevel cho biết “Khả chuyển đổi gian thực (Ảnh: st) khảo sát máy toàn đạc quét công cụ cho phép đạt hiệu cao nhiều, thời gian chi phí Vì q trình quét cung cấp cho liệu chi tiết tồn dự án, nên chúng tơi xem lại trường nói lần tùy ý, tùy theo cần thiết mà khơng phải rời khỏi văn phịng Và với tính khóa tự động máy SX10, chúng tơi có khả đảm nhận dự án yêu cầu khảo sát theo thời gian thực, mở loạt hội phát triển kinh doanh Thật vậy, dựa thành công ban đầu họ Leikanger, BKK ủy thác Geomatikk Survey quay trở lại phân đoạn khác đường dây điện để đo độ võng Các đồng nghiệp khắp Na Uy nghe tới dự án tất họ tị mị khía cạnh thời gian thực việc khảo sát Sự quan tâm ngày tăng khiến Sellevoll phải thực nhiều chuyến bay trực thăng tương lai Ông biết có nhiều điều bất ngờ hơn, Sellevoll tin tưởng ơng có cơng cụ phù hợp để giải vấn đề gặp phải Biên dịch: Gia Hiếu Theo “Power”, số 1/2019 KHCN Điện, số 1.2019 TỰ ĐỘNG HÓA Pestech International sử dụng kỹ thuật số giúp cải thiện quy trình làm việc dự án trạm biến áp Malaysia Cơng trình tặng Giải thưởng Cơ sở hạ tầng năm 2018 hạng mục Truyền tải Phân phối Điện Công ty Bentley System (Mỹ) Dự án trạm biến áp Malaysia thuộc Công ty Pestech International (Malaysia) Olak Lempit nằm hạt Banting, bang Selangor Darul Ehsan, Malaysia Với vị trí chiến lược cách sân bay quốc tế KLIA lớn Malaysia 30 phút cách cảng vận chuyển Klang nhộn nhịp quốc gia 45 phút, ngơi làng nhanh chóng phát triển thành khu công nghiệp với nhiều nhà máy xưởng chế tạo, văn phòng thương mại, cửa hàng, nhà ở, trường quốc tế Sự tăng trưởng kéo theo nhu cầu tăng nguồn cung cấp điện khu vực Trạm biến áp Olak Lempit mở rộng từ trạm biến áp 275/132kV thành trạm biến áp 500kV Chủ sở hữu trạm biến áp này, Công ty Tenaga Nasional Berhad (TNB Malaysia), kỳ Trạm biến áp Olak Lempit (Ảnh: st) Bản kỹ thuật số trạm biến áp (Ảnh: st) vọng công nghệ trạm biến áp áp dụng cho dự án TNB trao cho Pestech International Berhad hợp đồng trị giá 79,5 triệu RM (ringgit Malaysia) để xây dựng trạm biến áp hệ Olak Lempit Phạm vi công việc cung cấp, lắp đặt, đưa vào vận hành hai máy biến áp tự ngẫu 1050MVA, tủ đóng cắt 500kV, tủ đóng cắt 275kV thiết bị tự dùng với cơng trình xây dựng dân dụng liên quan cho trạm biến áp đầu vào THÁCH THỨC Các rắc rối thường thấy xuất dự án Thời hạn nghiêm ngặt nhóm dự án muốn vượt ngồi số quy trình thủ cơng quen thuộc – Xây dựng định mức vật liệu (BOM), lập bảng kê quản lý cáp kiểm tra vẽ hồn cơng Ngồi ra, với trạm biến áp này, chi phí cung cấp vật liệu cao bất thường phí vận chuyển hàng khơng, lỗi thiết kế gây thiếu hụt vật liệu phải mua sắm khẩn cấp làm tăng chi phí Cuối cùng, trạm biến áp nằm khu đất sử dụng, việc thiếu vẽ hoàn cơng vẽ hồn cơng khơng xác khiến cho việc khớp với trạm biến áp có gặp khó khăn Các cân nhắc khác bao gồm: Phát sai lệch môn - C&S (Quy chuẩn Tiêu chuẩn), Điện, Kiến trúc - kiểm tra lỗi thiết kế để giảm thiểu rủi ro làm lại trình xây dựng Một số cân nhắc tô pô, môi trường kinh tế khiến dự án trở nên phức tạp Bao quanh địa điểm lên kế hoạch đồn điền dầu cọ làng mạc Nhiều nhà thầu làm việc công trường để thi công đường dây truyền tải cơng trình mở rộng khác cho trạm biến áp Sử dụng sở hạ tầng có có thể, đồng thời giảm thiểu chi phí nguyên liệu thiết bị, đặt thêm thách thức kinh tế hậu cần cho dự án Cuối cùng, thiết kế phải có khả mở rộng tương lai, kể việc bổ sung nhà máy điện dự kiến hòa lưới vào năm 2023 Đối mặt với lịch biểu ngặt nghèo 15 tháng biết lợi ích đáng kể mà dự án mang lại cho vùng nhờ tạo nguồn công suất bổ sung, Pestech áp dụng phương pháp tiếp cận mạnh, có tính cộng tác, hiệu quả, kỹ thuật số để thực dự án đầy thách thức GIẢI PHÁP Pestech tạo kỹ thuật số địa điểm có phát Trạm biến áp Olak Lempit đạt Giải thưởng Cơ sở hạ tầng năm 2018 (Ảnh: st) huy lợi sức mạnh giải pháp tích hợp để tạo thiết kế trạm biến áp Các ảnh chụp phương tiện bay không người lái chuyển đổi thành mơ hình thực tế vẽ theo tỷ lệ quan trọng đáng kể dự án trạm biến áp vùng đất sử dụng, nơi mà việc tiếp giáp với trạm biến áp có quan trọng việc đảm bảo bàn giao dự án sn sẻ Ngồi ra, cách tạo bối cảnh kỹ thuật số trạm biến áp có, nhóm dự án thực quy hoạch kho bãi tiếp cận vận chuyển thiết bị giúp giảm thiểu tác động đến mơi trường dân làng gần Từ việc tạo mơ hình 3D vùng để kiểm tra xem có vướng tắc, vật cản, sai lệch, đến việc sử dụng mơ hình thơng minh để tối ưu hóa thiết kế trạm biến áp, phương pháp kỹ thuật số cho phép Pestech có thiết kế hoàn thiện tiết kiệm chi phí Bằng cách cho phép cộng tác liền mạch mơn trước vốn Mơ hình 3D trạm biến áp (Ảnh: st) Với việc tạo sở liệu này, ký hiệu 2D 3D dựa đầu vào nhà chế tạo, nhóm dự án thiết kế mơ hình thơng minh, thay đồ họa điều hướng từ đường tín hiệu đến bố cục 3D (Ảnh: st) KHCN Điện, số 1.2019 TỰ ĐỘNG HĨA khơng có quan hệ với nhau, đồng thời thực mơi trường liệu kết nối để trì thơng tin kỹ thuật xác, cho phép thực mơ hình ảo thiết kế Sean Lee, trợ lý quản lý Pestech, cho biết: “[Chúng tôi] thực phần thiết kế mạch thứ nhị thứ suốt dự án Trạm biến áp Bentley: Quản lý ống dẫn cáp cáp Bentley dùng cho thiết kế tuyến cáp; Navigator (Hoa tiêu) dùng để dẫn bước phát sai lệch liệu; Phần mềm ProjectWise để quản lý tài liệu; phần mềm MicroStation để lập mơ hình 3D Bằng cách sử dụng thư viện ký hiệu, dễ dàng lập mẫu báo cáo phát triển dạng 2D 3D với báo cáo tạo tự động Điều giúp giảm thời gian thiết kế trung bình 50% số chức khác triển khai.” Quản lý cáp ống dẫn cáp tích hợp với quy trình làm việc tổng thể Có thể tạo tự động bảng kê vật liệu dùng cho phụ kiện thang cáp (các khớp nối chữ T, khớp nối chữ thập, mối nối thu nhỏ, v.v.) Mức lấp đầy thang xác định trước, độ dài xác cáp nhiều lõi tạo nút bấm việc định tuyến lại cáp nhiều lõi thực tự động dựa bảng kê cáp KẾT QUẢ Quy trình cơng việc kỹ thuật số Pestech mang lại nhiều lợi ích cho dự án này, cụ thể giảm 50% thời gian lập vẽ, giảm 60% công việc chỉnh sửa sai lệch can thiệp liệu, giảm thời gian rà soát bảng kê cáp từ vài ngày xuống vài giờ, giảm 10 đến 20% lượng cáp linh kiện điện phế thải Các lợi ích giúp Pestech tiết kiệm 200.000 RM so với dự án tương tự Tiến kỹ thuật số Pestech giúp tiết kiệm không cho dự án này, mà cịn góp phần vào thúc đẩy tăng trưởng khơng ngừng tương lai Olak Lempit Biên dịch: Nguyễn Thị Dung Theo “Electricenergyonline”, số 12/2018 Càng ngày việc vận hành hiệu lưới điện trở nên phức tạp hơn, công việc kỹ sư nhà điều hành hệ thống phân phối (DSO) lại khó khăn Hiện có bùng nổ tài nguyên lượng phân tán (DER) điện gió, điện mặt trời tích trữ điện ngày lại bổ sung thêm vào lưới điện Bạn khơng thể tiên đốn tương lai tích hợp lưới điện thơng minh, quản lý Trong lần trị chuyện với kiến trúc sư hệ thống điện, thảo luận bàn đến vấn đề làm cách lưới điện lại trở nên phức tạp Chủ đề phổ biến có nhiều cảm biến hơn, nhiều linh kiện hơn, nhiều DER hơn, nhiều hệ thống để quản lý tất thiết bị tự động hóa Kịch điển hình sau: Một DSO mua hệ thống Quản lý Mất điện (OMS) mới; Giờ DSO giới hạn Tự động hóa Phân phối (DA); DSO sử dụng Hệ thống Quản lý Năng lượng (EMS) họ để quản lý DA giới hạn; DSO có kế hoạch mua hệ thống SCADA phân phối (D-SCADA) không chắn chi phí hệ thống D-SCADA phức tạp việc có hai hình/giao diện khác cho người thao tác phòng điều khiển cơng ty (một hình cho D-SCADA hình cho OMS họ); Sau DSO muốn tích hợp Hệ thống Quản lý Phân phối Tiên tiến (ADMS); DSO biết họ cần Hệ thống Quản lý Năng lượng Phân tán (DERMS) tương lai không xa; DSO quan tâm đến việc tích hợp phát chạm chập giống IOT cảm biến điện áp dịng điện mà khơng thiết phải giao tiếp với hệ thống SCADA công ty; DSO mong muốn kiến trúc mở để họ kết hợp đáp ứng ứng dụng hệ thống tốt tiềm năng; DSO biết có ngày nhiều ứng dụng theo thời gian thực từ nhà cung cấp giải pháp Các lãnh đạo cơng ty muốn đảm bảo họ dễ dàng tích hợp ứng dụng này, chí cịn chưa tồn Như bạn thấy kịch này, DSO phải đối mặt với phức tạp việc quản lý tính không chắn (và hội) lớn hệ thống hệ thống thay đổi nhanh nhiều so với mà cơng ty điện lực trải qua 100 năm hoạt động vừa qua Thách thức việc phải hỗ trợ thiết bị cũ đồng thời DER đại phải theo dõi ứng dụng rời rạc hệ thống OT IT (công nghệ vận hành công nghệ thông tin) gây nhiều khó khăn cho tồn ngành điện Các nhà điều hành cơng ty điện lực có quan điểm lưới điện mà họ muốn liệu kèm với lưới điện, hệ thống họ không thiết kế để xử lý loại luồng liệu từ hệ thống tích hợp hệ thống Các hệ thống SCADA sử dụng để tích hợp hệ thống hệ thống phức tạp Được thiết kế chủ yếu để điều khiển thiết bị thu thập tập liệu đơn giản, hệ thống SCADA khơng tối ưu hóa để quản lý luồng liệu phức tạp khơng hỗ trợ tích hợp cắm điện chạy ứng dụng lưới điện Để khắc phục thách thức này, công ty điện lực sử dụng mẫu hình kiến trúc Bus Tin nhắn Cơng nghệ Vận hành (OTMB) kiến trúc kết hợp OT/IT họ Mẫu hình cung cấp tổ chức bao quát toàn để kết nối tất thành phần hệ thống hệ thống Các kiến trúc OTMB KHCN Điện, số 1.2019 TỰ ĐỘNG HÓA xây dựng phần mềm trung gian lấy OT làm trung tâm Đối với truyền thông hai chiều SCADA, ADMS, OMS, DERM hệ thống OT khác, hệ thống OTMB cung cấp tài sản linh kiện sử dụng giao thức khác (ICCP, DNP3, MODBUS, OPC, REST, v.v.), ứng dụng phân tích IT OT, SQL sở liệu lịch sử Phần mềm trung gian OT giải vấn đề tích hợp để thiết lập truyền thơng hai chiều điều khiển nhiều DER hệ thống sử dụng nhiều giao thức khác Lớp kiến trúc đơn cho phép kỹ sư công ty điện lực hợp quản lý tài sản liệu phân tán mối quan hệ chúng với hệ thống ngôn ngữ giao tiếp Thay xây dựng giải pháp điểm-điểm (trong công ty thông qua đội ngũ chuyên gia tư vấn) hệ thống cần tích hợp vào kiến trúc OT, kiến trúc OTMB cung cấp khn khổ qn, hiệu để tích hợp tất linh kiện giao thức Kiến trúc OTMB không kết nối liệu cần thiết để quản lý luồng liệu hệ thống rời rạc, OTMB mở rộng để thực nhiệm vụ quy trình cơng việc Ví dụ: Chúng giúp quản lý thách thức mà DSO gặp phải việc làm cho khơng gian tên phù hợp với (cịn gọi Quản lý đo lường) hệ thống SCADA OMS Siêu liệu không gian tên yêu cầu bảo trì kịp thời bổ sung linh kiện vào lưới điện thay đổi vị trí linh kiện, nhiều làm nhiều thời gian kỹ thuật viên thao tác Thời gian tốt dùng để tối ưu hóa hoạt động hệ thống hệ thống thay việc di chuyển tẻ nhạt tập tin cấu hình từ máy sang máy khác Mẫu hình phần mềm OTMB triển khai tốt Các linh kiện DA tương lai (FCI, recloser, cap cosure (Kết nối tương lai) DNP3/MODBUS Tương lai Hiện Than Khí đốt Hệ thống phân phối điện Các thiết bị thực địa Điện mặt trời Điện gió Tích trữ điện Lưới điện cực nhỏ Lựa chọn bạn 2.300 linh kiện thực địa BUS TIN NHẮN CÔNG NGHỆ VẬN HÀNH Oracle NMS & DB (Kết nối tương lai) ICCP SCADA Hình Kiến trúc OTMB sử dụng để tích hợp chức SCADA vào NMS biến thành ADMS (Ảnh st) Hình OTMB tạo cầu nối EMS OMS Việc sử dụng tính quản lý đo lường OTMB, đảm bảo không gian tên EMS OMS cập nhật tự động linh kiện thêm vào (Ảnh st) tự động quản lý việc tích hợp khơng gian tên siêu liệu đo lường hệ thống linh kiện rời rạc, có cơng cụ mạnh để hỗ trợ bảo trì quản lý việc đặt tên không phù hợp QUẢN LÝ TƯƠNG LAI VỚI OTMB Kịch giải thích cách OTMB lường trước phát triển tương lai hệ thống Giai đoạn - Tích hợp OMS/EMS OTMB tạo cầu nối EMS có OMS Bước ban đầu đảm bảo thời gian tích hợp nhanh OMS EMS Sử dụng tính quản lý đo lường OTMB đảm bảo không gian tên EMS OMS cập nhật tự động linh kiện bổ sung vào lưới điện ngày tự động hóa nhiều bạn Có lẽ phần giai đoạn này, bạn muốn bổ sung thêm sử gia hoạt động có (cơ sở liệu chuỗi thời gian) vào hệ thống hệ thống bạn Bạn dễ dàng thực điều thông qua OTMB Ngồi ra, OTMB cấu trúc để đặt DMZ an ninh mạng (vùng phi quân sự) Điều tạo cầu nối trao đổi liệu giao thức an toàn xác định rõ mạng hệ thống DA quan trọng OMS bạn, nằm gần hệ thống IT Cơ sở liệu DERMs Bể liệu Sử gia Hệ thống AMI EMS OMS Lựa chọn bạn Hình Một mẫu hình kiến trúc OTMB cho phép tích hợp tất linh kiện hệ thống kế thừa, đại tương lai (Ảnh st) Giai đoạn - Mở rộng tự động hóa phân phối Theo truyền thống, kiến trúc sư DSO triển khai hệ thống D-SCADA để quản lý đội ngũ linh kiện DA cầu dao tự động Kịch hoạt động tốt bạn sử dụng OTMB phần kiến trúc hệ thống hệ thống bạn OTMB cung cấp giao diện chuẩn tích hợp nhanh Một số DSO chọn theo đường khác Như thể Hình 2, Cơng ty Evergy (trước KCP&L Mỹ) triển khai kiến trúc OTMB sử dụng lực SCADA-lite để điều khiển 3.000 linh kiện thực địa trực tiếp từ OMS họ mà không cần sử dụng hệ thống D-SCADA truyền thống Cần lưu ý rằng, nhiều DSO sử dụng phương pháp kết hợp (xem Hình 3) để quản lý đội quân linh kiện DA họ Họ triển khai hệ thống D-SCADA tái sử dụng để quản lý tài sản DA Họ bỏ qua hệ thống DSCADA để tích hợp số linh kiện giống IOT, ví dụ cảm biến dòng điện báo đường dây chạm chập Mở rộng thêm giai đoạn ngày có nhiều hệ thống phân tích theo thời gian thực dựa vào đám mây với giao diện REST để quản lý chức DERMS, ví dụ lên kế hoạch tối ưu hóa tích trữ lưới điện Giai đoạn - Tương lai Như nêu trên, tương lai khó dự đốn, có hai xu hướng rõ ràng: Các tài nguyên lượng phân tán, cảm biến IOT tự động hóa phân phối tăng cao tiếp tục tăng lên theo cấp số nhân Chắc chắn khởi nghiệp thông minh với người sáng lập học trung học phát triển linh kiện ứng dụng OT dùng cho DSO quản lý lưới điện tự động hóa nhiều 20 năm tới Việc triển khai OTMB cho phép DSO thực phương pháp tiến hóa có tổ chức để áp dụng công nghệ tốt năm tới Nó cho phép DSO đưa lựa chọn thông minh giải pháp mà không bị ràng buộc với nhà cung cấp Mặc dù tương lai không chắn, bạn học hỏi nhiều từ kiến trúc sư phần mềm doanh nghiệp từ 20 năm trước Khi phải đối mặt với việc tích hợp bùng nổ HR, kế toán, MRP giải pháp doanh nghiệp khác, kiến trúc sư IT áp dụng giải pháp phần mềm trung gian Các DSO kiến trúc sư OT bắt đầu đón nhận cách tiếp cận với kiến trúc OTMB (phần mềm trung gian lấy OT làm trung tâm) để đảm bảo tảng tích hợp ổn định lấy OT làm trung tâm để quản lý tương lai Biên dịch: Trần Việt Tiến Theo “Transmission&Distribution”, số 11/2018 KHCN Điện, số 1.2019 TỰ ĐỘNG HÓA Lưới điện trải qua q trình tiến hóa khơng ngừng với thâm nhập ngày tăng lượng tái tạo khơng liên tục, dịng cơng suất theo nhiều hướng quản lý phụ tải dựa vào liệu thời gian thực Điều có nghĩa có chuyển đổi từ lưới điện có dịng cơng suất theo chiều dựa sản xuất điện tập trung sang lưới điện động phản ứng nhanh gắn liền với sản xuất điện phân tán Nếu lấy hệ thống điện Mỹ làm ví dụ, q trình đại hóa lưới điện năm 2007 Bộ Năng lượng Mỹ (DOE) đưa khái niệm lưới điện thơng minh, nhằm mục đích áp dụng cơng nghệ kỹ thuật số vào lưới điện Ngồi ra, với kịch lưới điện Mỹ cần khoản đầu tư lớn để nâng cấp sở hạ tầng cũ, ví dụ hồn hảo để thảo luận đại hóa lưới điện Cơ quan Năng lượng Quốc tế (IEA), đánh giá ngành lượng Mỹ (2014), ước tính Mỹ cần khoản đầu tư 2,1 nghìn tỷ USD vào năm 2035 để cải tạo sở hạ tầng lưới điện Câu trả lời chưa hoàn chỉnh: Nói xác khoản đầu tư bơm vào đâu lưới điện? Dựa động lực tại, có ba khả năng: • Tiếp tục đầu tư vào sản xuất điện máy phát điện đồng truyền thống kiểu cổ lưới điện kiểu điều khiển thụ động; • Đầu tư vào tích trữ điện kiểu lưới điện dựa vào sản xuất điện phân tán; Các công ty điện lực tồn cầu dường có cách tiếp cận cởi mở ý tưởng sáng tạo xung quanh lĩnh vực điện tử cơng suất VAI TRỊ CỦA ĐIỆN TỬ CƠNG SUẤT TRONG HIỆN ĐẠI HĨA LƯỚI ĐIỆN • Một giải pháp kết hợp phát huy lợi sở hạ tầng để đạt điều khiển động, tức đại hóa lưới điện có Tùy chọn tất bên liên quan chính, tức nhà hoạch định sách, cơng ty điện lực nhà chế tạo thiết bị nguyên thủy (OEM) chấp nhận, đầu tư vào đại hóa sở hạ tầng lưới điện có ĐIỆN TỬ CƠNG SUẤT NHƯ MỘT CƠNG CỤ ĐỂ HIỆN ĐẠI HĨA LƯỚI ĐIỆN Nếu nhìn vào thiết kế lưới điện, điện tử cơng suất tồn số giai đoạn, bao gồm truyền tải điện đường dài ứng dụng đường biên(1) kiểm soát chất lượng điện tích hợp nguồn điện tái tạo Có lĩnh vực quan trọng mà điện tử công suất cịn chưa thâm nhập vào được, trạm biến áp Máy biến áp trái tim trạm biến áp tất thiết bị bảo vệ xung quanh chúng, thiết kế để hoạt động tần số đường dây Máy biến áp bán dẫn (Ảnh st) 10 Máy biến áp bán dẫn: Máy biến áp điện lực lớn phần quan trọng lưới điện Tuy nhiên, máy biến áp loại lại đắt, cồng kềnh thường mang tải 10-60%, có chi phí sở hữu tổng tăng cao hộ tiêu thụ Máy biến áp bán dẫn (SST) giải vấn đề chúng nhỏ gọn, nhẹ, phản ứng nhanh có hiệu suất cao điều kiện phụ tải nhẹ SST ban đầu nhắm đến ứng dụng đặc biệt ứng dụng ngầm biển tạo lực kéo Tuy nhiên, với tiến lĩnh vực bán dẫn, đặc biệt linh kiện điện tử công suất dựa silicon carbide (SiC), ý tưởng SST theo dự kiến thâm nhập vào ứng dụng lưới điện Hiện có số nguyên mẫu phát triển cách sử dụng linh kiện bán dẫn dựa SiC General Electric phát triển SST 13,8kV/265kV công suất 1MVA, sử dụng MOSFET (transistor bán dẫn oxit kim loại hiệu ứng trường) SiC 10kV hoạt động tần số 20kHz Các nguyên mẫu khác bao gồm SST dựa MOSFET SiC 15kV IGBT (transistor có cực điều khiển cách ly) 15kV Ưu điểm lớn SST so với máy biến áp thơng thường giảm diện tích chiếm chỗ, điều liên quan trực tiếp với thời gian chờ hàng dài máy biến áp thơng thường Ngồi ra, máy biến áp thơng thường thiết kế để hoạt động với dịng cơng suất theo chiều thời gian phản ứng khơng nhanh điều chỉnh điện áp Trong đó, SST có thời gian phản ứng nhanh phối hợp với chuyển đổi điện tử cơng suất khác lưới điện, ví dụ chuyển đổi lắp đặt với nguồn lượng tái tạo lúc có lúc khơng Khả điều khiển tốc độ cao với dịng cơng suất lợi khác SST; nhiên, yêu cầu quan trọng lưới điện AC ngày có cơng nghệ cạnh tranh khác phục vụ cho mục đích (ví dụ điều chỉnh điện áp tải) Tuy nhiên, ứng dụng SST biện minh theo mơ hình lưới điện trung áp DC hạ áp DC (ví dụ lưới điện cực nhỏ) ứng dụng có giới hạn (ví dụ tạo lực kéo ngầm biển) mà giới hạn kích cỡ trọng lượng quan trọng Các SST phải đối mặt với thách thức liên quan đến chi phí tổn hao sản xuất thương mại thiết bị SST có giá cao gấp năm lần so với máy biến áp thông thường hiệu suất SST chưa vượt qua mức hiệu suất máy biến áp thơng thường Ngồi ra, cấp độ thiết bị, công nghệ SiC điện áp cao chưa đủ hoàn chỉnh phải đối mặt với thách thức bao gói thiết kế mạch điều khiển Trạm biến áp bán dẫn Máy biến áp thiết bị trạm biến áp bị tác động tiến điện tử công suất Ý tưởng không áp dụng cho máy biến áp mà với thiết bị bảo vệ khác trạm biến áp, máy cắt điện lọc Trạm biến áp bán dẫn định nghĩa trạm biến áp sử Cân Phát điện Quán tính Nhu cầu Quán tính lưới điện đóng vai trị thiết yếu việc cứu nguy hệ thống bị (Ảnh st) KHCN Điện, số 1.2019 11 TỰ ĐỘNG HĨA thống ổn định điển hình Với gia tăng tỷ trọng lượng tái tạo, đóng góp nhà máy điện thơng thường vào quán tính quay chắn giảm Giảm quán tính lưới điện có nghĩa thay đổi hệ thống động địi hỏi phải có hệ thống bảo vệ thích ứng cho lưới điện Điện tử cơng suất cơng cụ để đại hóa lưới điện (Ảnh st) dụng khả linh kiện bán dẫn công suất lớn để hỗ trợ yêu cầu lưới điện đại có nguồn điện phân tán Một trạm biến áp cần có lực chuyển lượng theo hai chiều đảm bảo hiệu suất tăng cao, an ninh lưới điện tích hợp tốt nguồn lượng phân tán (DER) vào hệ thống điện Những vị trí trạm biến áp mà thiết bị điện tử cơng suất điện áp cao tham gia cấp phân phối điện, nơi có lưới điện AC-DC kết hợp, có tích hợp DER Ban đầu, vai trò trạm biến áp phân phối hỗ trợ sở hạ tầng có thơng qua cải thiện chất lượng điện bảo trì thơng số quan trọng lưới điện điện áp tần số Các dịch vụ phụ trợ cịn quan trọng xe điện (EV) kết nối với lưới điện phân phối, nơi mà chất lượng điện phản ứng cung-cầu động quan trọng ổn định lưới điện Cơ sở hạ tầng lưới điện phân phối hỗ trợ mua bán điện đơn vị ngang hàng với khả định tuyến lượng linh hoạt, có thời gian phản ứng nhanh so với sở hạ tầng lưới điện thông thường Một áp dụng quy mô phân phối điện, thâm nhập thiết bị điện tử cơng suất theo thời gian tạo thuận lợi tác động lên cấu trúc lưới điện cấp truyền tải (ở Mỹ 66kV 33kV) cấp truyền tải (ở Mỹ 110kV cao hơn), tăng cường bền bỉ hỗ trợ hệ thống tương đối yếu Quán tính lưới điện Qn tính xem động quay tích trữ tiềm ẩn hệ thống đóng vai trị thiết yếu việc cứu nguy hệ thống bị Hiện nay, khoảng 70% quán tính hệ thống tổ máy phát điện thông thường cung cấp hệ 12 KINH NGHIỆM CỦA CÁC NHÀ ĐIỀU HÀNH HỆ THỐNG ĐIỆN Ở Bắc Mỹ Theo báo cáo NERC (Cơ quan Độ tin cậy Điện Bắc Mỹ), quán tính hệ thống điện suy giảm số lượng kết nối phát điện dựa biến tần tăng lên Ở Mỹ, đơn vị truyền tải khu vực (RTO) chứng minh nhiễu loạn tần số hệ thống tăng nguồn điện phân tán dựa điện tử công suất Nhà điều hành hệ thống độc lập bang California (CAISO) gợi ý với thâm nhập ngày tăng, mức DER (khoảng 30%) đẩy quán tính hệ thống xuống thấp đến mức mà chạm chập hệ thống buộc tần số lưới điện hạ xuống thấp tiêu chuẩn Tương tự, nghiên cứu Hội đồng độ tin cậy điện bang Texas (ERCOT) quán tính hệ thống thấp nguồn điện gió mức cao, thay nguồn điện thơng thường Ở Châu Âu Các nhà điều hành hệ thống truyền tải điện châu Âu (ENTSO-E) phân tích tác động việc giảm quán tính hệ thống việc điều hành lưới điện EU đưa vấn đề vào danh sách ba lĩnh vực trọng tâm cho R&D National Grid (Vương quốc Anh) tiến hành nghiên cứu tìm hiểu tác động lượng lớn lượng gió kết nối với hệ thống điện Vương quốc Anh kết luận quán tính giảm số lượng máy phát điện đồng Các nghiên cứu trường hợp kết mô từ nhà điều hành hệ thống cho thấy quán tính hệ thống mối quan tâm nhiều lưới điện truyền tải có tỉ lệ thâm nhập cao lượng tái tạo (cụ thể nguồn điện gió) QN TÍNH TỔNG HỢP CỦA LƯỚI ĐIỆN Để giảm thiểu tượng thiếu hụt qn tính, sử dụng linh kiện điện tử công suất để mô hoạt động nhà máy điện thơng thường cung cấp qn tính ‘ảo’ tức quán tính ‘tổng hợp’ cho lưới điện Quán tính lưới điện mơ hình hóa dạng tích trữ, sử dụng thiết bị tích trữ lượng acquy, bánh đà siêu tụ điện, với nghịch lưu dựa điện tử công suất để tạo quán tính quay thiếu hụt, đặc biệt ứng dụng lượng mặt trời Trong trường hợp tuabin gió có động tồn dạng tốc độ thay đổi, nhiều kỹ thuật điều khiển tiên tiến đề xuất để mô hành vi máy phát điện đồng Hỗ trợ quán tính lưới điện thơng qua biến đổi điện thay đổi nhận thức lượng tái tạo, từ chỗ gây hại sang góp phần ổn định lưới điện Những tiến gần vật liệu hứa hẹn cải tiến đáng kể khả hoạt động thiết bị điện tử công suất truyền thống Tuy nhiên, cần có cải tiến thiết kế quy trình chế tạo vật liệu để cạnh tranh chi phí với cơng nghệ có Các cơng ty điện lực tồn cầu dường có cách tiếp cận cởi mở ý tưởng sáng tạo lĩnh vực điện tử công suất, dẫn đến công ty điện lực, OEM đơn vị giảng dạy/học viện nghiên cứu phát triển có sáng kiến chung để ứng phó với vướng tắc thiết kế Tuy nhiên, PTR tin chất bảo thủ thị trường truyền tải phân phối điện, hành trình từ dự án thí điểm đến ứng dụng thực địa (trạm biến áp) linh kiện SiC nhiều thời gian so với thời gian thiết bị điện tử công suất thâm nhập vào ứng dụng khác tạo lực kéo, chuyển đổi gắn với lưới điện sở hạ tầng nạp điện cho xe điện Các công ty điện lực nhà điều hành hệ thống điện nấn ná, quan sát thành công độ tin cậy thiết bị điện tử công suất dựa SiC ứng dụng để tiến lên phía trước mà thiết bị điện tử công suất lắp đặt tràn lan hệ thống điện Biên dịch: Bùi Thị Thu Hường Theo “T&D World”, số 12/2018 Cải tiến đột phá nhiều xảy đường biên, tức ngồi lề ngành cơng nghiệp vốn ổn định hiểu rõ Theo thời gian, thay đổi chuyển dịch vào Công ty Greentech Media (bang Massachusetts, Mỹ) gọi tượng ngành điện Lề Lưới điện (Grid Edge) Lề Lưới điện bao gồm cơng nghệ, giải pháp mơ hình kinh đoanh thúc đẩy dịch chuyển theo hướng lưới điện phi tập trung, phân tán giao dịch (1) BỘ ĐIỀU KHIỂN LƯỚI ĐIỆN CỰC NHỎ Giải pháp lưới điện cực nhỏ Tập đoàn Schneider Electric (Ảnh st) Tập đoàn Schneider Electric (Pháp) lộ giải pháp lưới điện cực nhỏ EcoStruxure có tên EcoStruxure Microgrid Operation cập nhật Trung tâm Kiểm soát Năng lượng Giải pháp phần kiến trúc EcoStruxure IoT Schneider Electric, thiết kế để đơn giản hóa việc triển khai lưới điện cực nhỏ cho khách hàng tại, tạo điều kiện triển khai dễ dàng các lưới điện cực nhỏ hiệu cho nhiều trường hợp sử dụng Kiến trúc EcoStruxure kết nối giải pháp công nghệ vận hành (OT) với công nghệ thông tin (IT) để kết nối thiết bị, kiểm sốt lề, trình ứng dụng phép phân tích Giải pháp điều khiển lưới điện cực nhỏ giúp quản lý hệ thống, quản lý việc sản xuất điện quản lý bảo vệ để lưới điện cực nhỏ ổn định tối ưu hóa EcoStruxure Microgrid Operations cho phép tích hợp nguồn lượng phân tán tái tạo để giúp thúc đẩy ổn định hiệu suất lưới điện cực nhỏ phần tập hợp giải pháp điều khiển lưới điện cực nhỏ EcoStruxure an ninh mạng Schneider Electric EcoStruxure Microgrid Operations phát huy lợi ý tưởng cách tân quan trọng – ví dụ trải nghiệm hợp lý hóa người điều hành, quản lý DER tiên tiến, quản lý lưới điện tiên tiến khả mở rộng quy mơ tính - với tính cốt lõi xây dựng trước thử nghiệm trước để giúp khách hàng mở khóa kiểm sốt lề Với khả này, khách hàng có lưới điện cực nhỏ ổn định nhờ tăng cường sử dụng DER lượng tái tạo, cải thiện thời gian thực tăng cường an ninh mạng Biên dịch: Bùi Thị Thu Hường Theo “T&D World”, số 12/2018 KHCN Điện, số 1.2019 13 NĂNG LƯỢNG TÁI TẠO Gia tăng nhanh nguồn điện phân tán cách người vận hành lưới điện phân phối, mà tính khả thi thương mại nguồn điện quy mơ trung bình khuyến khích phát triển sở hạ tầng Việc nối lưới nguồn điện tạo thách thức có khơng hai, mà khơng cịn vấn đề dễ nữa, chi phí kết nối kỹ thuật phải hợp lý Sản phẩm kiôt lắp mặt đất (GMK) Công ty NOJA Power (Australia) ví dụ tủ đóng cắt điểm kết nối chìa khóa trao tay phát triển với cộng tác Nhà cung cấp dịch vụ lưới phân phối (DNSP) Australia hồn thiện thơng qua nhiều ứng dụng thực tế đa dạng Bằng cách xếp hợp lý thành phần sản phẩm điển hình sản phẩm đa nhất, người dùng cuối đạt hiệu chi phí kỹ thuật cho kết nối đồng thời đảm bảo tính linh hoạt cần thiết ứng dụng Các ứng dụng lắp đặt có bao gồm: cho người vận hành khả nối đất phía phụ tải recloser recloser vị trí cắt Tuân thủ tiêu chuẩn • Máy biến áp cấp điện tự dùng • Máy biến dịng (CT) bổ sung dùng cho bảo khai thác hầm lị, dao tiếp đất dễ dàng khóa vị trí khóa treo vệ so lệch • Thiết bị đo lường đọc số cơng tơ • Tủ đóng cắt di động lắp giá đỡ để kết nối máy phát điện dùng hầm lị với thiết bị • Kết nối đường sắt dùng cho chuyển đổi tự động • Kết nối máy phát điện cá nhân sở hạ tầng tư nhân • Kết nối máy phát điện diesel dùng cho lưới siêu nhỏ Từ quan điểm kỹ thuật, u cầu kèm bao gồm: • Máy cắt điện • Dao tiếp đất phía phụ tải Cửa sổ nhìn trạng thái vị trí KIƠT LẮP TRÊN MẶT ĐẤT DÙNG ĐỂ KẾT NỐI NĂNG LƯỢNG TÁI TẠO VÀ NGUỒN ĐIỆN PHÂN TÁN Móc treo tháo rời Đầu nối HV tiêu chuẩn DIN Profile Các CT đo lường • Đo chất lượng điện TÍNH NĂNG AN TỒN NOJA • Bộ kiểm tra đồng bộ, Bộ tự động hòa đồng Recloser OSM NOJA Power cung cấp bảo bộ, Khóa liên động phụ tải mang điện vệ chạm đất nhạy cảm (SEF) đẳng cấp hàng đầu, với CT • Bảo vệ điện áp dòng điện truyền thống tùy chọn phù hợp cung cấp mức thu nhận SEF tối thiểu • Điều khiển SCADA thơng qua tiêu chuẩn IEC 200mA, với độ xác tăng theo cấp 100mA Chức 61850, DNP3 IEC 60870-5-101/104 Dao tiếp đất • Truy cập kỹ thuật từ xa Thiết bị đóng cắt cốt lõi GMK NOJA Power recloser OSM NOJA Power có điều khiển RC Series Bằng cách lấy sản phẩm trời lắp cột lắp GMK, người dùng cung cấp hầu hết chức bảo vệ, tự động hóa thơng tin liên lạc cần thiết cho kết nối nguồn điện phân tán Với recloser OSM lắp GMK, kết nối không truyền thống thay đầu nối DIN Profile, cho phép lắp đặt trực tiếp cáp ngầm vào thiết bị Hình Ngăn cáp cho thấy máy biến dòng đo lường tùy chọn (Ảnh st) 14 Đưa recloser OSM vào GMK cung cấp nhiều môi trường nhà để lắp đặt thiết bị ngoại vi hệ thống phụ trợ Mức tăng tiêu chuẩn lắp thêm dao tiếp đất liên động khí Bằng cách khóa liên động dao tiếp đất với khóa khí recloser, kỹ sư mang lại Recloser OSM Vị trí lắp đặt máy biến điện áp tự dùng Hình Ngăn HV, cửa cạnh (Ảnh st) đáp ứng yêu cầu mức thu nhận SEF 500mA sản phẩm tiêu chuẩn Các tính an tồn khác GMK bao gồm khả WiFi, cho phép tiếp cận chất vấn an tồn thiết bị mơi trường rủi ro - giữ cho người vận hành cách xa thiết bị HV khoảng cách rõ ràng Năng lực bảo vệ hỗ trợ thêm nhờ Bộ kiểm tra đồng hóa Bộ hịa đồng tự động tích hợp, kích hoạt cảm biến điện áp recloser OSM hai phía ngắt Điều tạo điều kiện khóa liên động an tồn hoạt động đóng cắt thử, đồng thời cho phép đồng hóa phụ tải nguồn thơng qua sử dụng Bộ hòa đồng tự động ANSI25 lắp sẵn Đối với kịch nguồn điện phân tán, GMK cung cấp không gian thoải mái để lắp CT VT đo lường CT cách điện LV, cáp ngầm cách điện luồn qua chúng trình lắp đặt trước lắp đầu nối qua cách điện xuyên GMK Tất thiết bị đo lường nối với khối đầu nối bảng điều khiển GMK, tạo mơi trường làm việc an tồn cho thiết bị đo lường THỬ NGHIỆM TẠI NHÀ MÁY Cuối cùng, chất lượng sống nâng KHCN Điện, số 1.2019 15 GIẢI PHÁP CƠNG NGHỆ Dao tiếp đất Tìm hiểu Hệ thống bảo vệ điều khiển RC10 RC 15 NOJA Power Khóa recloser CÁP ĐIỆN KỸ THUẬT SỐ Điểm lắp thiết bị đo lường/tự dùng Hình Ngăn điều khiển hạ áp GMK NOJA Power (Ảnh st) cao cách đơn giản, cụ thể bổ sung móc treo tháo thiết kế lắp giá đỡ cho phép vận chuyển GMK khắp nơi khu mỏ sở hạ tầng tư nhân cách dễ dàng Thời gian đưa vào vận hành rút ngắn đáng kể tồn hệ thống thử nghiệm nhà máy, giảm thiểu yêu cầu thử nghiệm cơng trình lắp đặt tồn phần Các tính làm cho kỹ thuật kết nối lượng tái tạo hiệu chi phí nhiều, giúp sử dụng hiệu nguồn lực kỹ thuật để chuẩn hóa sản phẩm cho ứng dụng Giám đốc Điều hành NOJA Power Group Neil cho biết: “Sản phẩm GMK cung cấp tất tính truyền thơng bảo vệ tiên tiến ghi liệu tiêu chuẩn phạm vi sản phẩm recloser lắp cột sử dụng chúng cho mạng cáp ngầm Với khơng gian có sẵn kiơt thuộc dẫy GMK2000, CT VT cấp đo lường lắp với công tơ doanh thu thiết bị thông tin liên lạc bổ sung yêu cầu để cung cấp giải pháp trọn gói hoàn chỉnh vỏ bọc nhất.” Biên dịch: Hồ Văn Minh Theo “Transmission&Distribution”, số 11/2018 16 Khi tịa nhà thơng minh phụ thuộc vào ứng dụng tầm xa công suất lớn hơn, chẳng hạn mạng quang thụ động (PON) hệ thống tự động hóa tịa nhà (BAS), cáp điện kỹ thuật số trở thành lựa chọn khả thi để truyền công suất liệu cách an toàn đáng tin cậy qua khoảng cách lớn CÔNG NGHỆ CÁP ĐIỆN KỸ THUẬT SỐ GIÚP GIẢM CHI PHÍ CHO CÁC MẠNG Ngay tải nhiều kilo oát công suất điện, hệ thống điện kỹ thuật số sử dụng cáp điện kỹ thuật số lắp đặt với chi phí thấp nhiều so với mạng truyền thống Không cần ống dẫn cáp cáp bọc thép, không làm thời gian thợ điện Thay vào đó, thuê người lắp đặt cáp thực công tác lắp đặt (tương tự cách lắp đặt cáp PoE(*) truyền thống) Mặc dù tương đối thị trường, nhiên, có vài điều bạn cần biết cơng nghệ cáp điện kỹ thuật số CÔNG NGHỆ CÁP ĐIỆN KỸ THUẬT SỐ HỖ TRỢ TRUYỀN ĐIỆN QUA KHOẢNG CÁCH LỚN Với điện dung tương hỗ thấp, 50pF/foot (164pF/m) để trì tốc độ truyền cơng suất, truyền công suất liệu cách tin cậy qua khoảng cách lớn Điều khiến cho công nghệ trở nên lý tưởng cho địa điểm gặp gỡ lớn nhà ga sân bay, trung tâm hội nghị, khách sạn cao tầng, bệnh viện, sân vận động tòa nhà văn phòng Bộ chuyển đổi cáp điện kỹ thuật số (Ảnh st) Đấu nối hệ thống cáp điện kỹ thuật số (Ảnh st) CÔNG NGHỆ CÁP ĐIỆN KỸ THUẬT SỐ CHO PHÉP TRUYỀN CÔNG SUẤT MỘT CÁCH AN TOÀN Bằng cách truyền “xung” điện DC, cáp điện kỹ thuật số truyền điện liệu qua khoảng cách dài cách an toàn, hiệu Các máy phát thu cảm biến liệu liên tục theo dõi tình trạng đường dây để đảm bảo xung điện nhận Nếu phát có vấn đề - dây dẫn hở bị chạm vào, dây kim loại bị ngắn mạch lắp đặt khơng xác - việc phân phối điện ngừng lại (trong vòng 0,003 giây) để bảo vệ người thiết bị Điều giúp đảm bảo an toàn chạm vào cáp, lo lắng điện giật nguy hiểm CÔNG NGHỆ CÁP ĐIỆN KỸ THUẬT SỐ GIÚP QUẢN LÝ VÀ KIỂM SỐT TỐT HƠN Cơng nghệ điện kỹ thuật số có khả truyền liệu vốn có để quản lý, theo dõi kiểm sốt điện Điều có nghĩa sử dụng công nghệ cho hệ thống cấp nguồn từ xa hệ thống dự phòng tập trung điều khiển từ xa DAS, máy chủ lề di động, hệ thống chiếu sáng LED PoE cảm biến IoT CÔNG NGHỆ CÁP ĐIỆN KỸ THUẬT SỐ MANG LẠI SỰ ĐA DẠNG VÀ LINH HOẠT TRONG LẮP ĐẶT Với thiết kế dạng cáp bện, cáp điện kỹ thuật số trì độ mềm dẻo để tính khơng bị ảnh hưởng q trình lắp đặt Cáp điện kỹ thuật số sử dụng ứng dụng nhà (trong khoảng trống trần sàn tầng hộp kỹ thuật), ứng dụng ngồi trời khơng/ngầm đất Biên dịch: Thanh Hải Theo “Electricalindustry”, số 11/2018 Cáp PoE: Cáp truyền công suất qua đường truyền liệu (*) KHCN Điện, số 1.2019 17 GIẢI PHÁP CÔNG NGHỆ Để không bị tụt hậu cân nguồn điện tương lai, phải cải thiện hiệu suất chi phí điện than Các cơng nghệ lĩnh vực nghiên cứu phát triển hứa hẹn làm điều Mặc dù hầu hết chuyên gia đồng ý trước mắt, than nguồn nhiên liệu chủ yếu để phát điện phụ tải đáy nhiều khu vực, ngành điện than cần nỗ lực để trì tương quan kinh tế đối mặt với đảo lộn nghiêm trọng thị trường quan ngại môi trường ghi nhận rộng rãi Phản ứng ngành điện vấn đề ảnh hưởng đến lĩnh vực thể nhiều mặt Các phương pháp phổ biến đề nghị cải cách sách điều tiết tìm kiếm thừa nhận nhà máy điện than có góp phần đảm bảo độ tin cậy an ninh lượng Gần đây, nhiều bên liên quan lớn tiếng kêu gọi tăng cường đầu tư vào công nghệ phát điện than thơng qua nghiên cứu phát triển (R&D), trình diễn triển khai Nhưng thành công dự án lượng tương lai định phần lớn cách chúng phù hợp với cân lượng tương lai Nói chung, hệ thống linh hoạt, tin cậy sử dụng nguồn nhiên liệu địa, đồng thời giúp giảm thiểu phát thải CO2, có lợi rõ ràng TIỀM NĂNG CỦA CÁC NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN THAN HIỆN CĨ Trong “lộ trình” cơng nghệ lượng hóa thạch lần thứ phát hành vào tháng năm 2018, Viện Nghiên cứu Năng lượng Điện (EPRI) phi đảng phái có trụ sở Mỹ Hội đồng Nghiên cứu Sử dụng Carbon 18 (CURC, liên minh công nghiệp tập trung vào giải pháp công nghệ để giữ nhiên liệu hóa thạch danh mục đầu tư điện “cân bằng” Mỹ) xác định số cơng nghệ giúp than cạnh tranh chi phí với nguồn điện khác điều kiện thị trường tương lai từ năm 2025 đến 2035 Các công nghệ xác định “đã sẵn sàng để thử nghiệm quy mô lớn số chuẩn bị để trình diễn thương mại” Cơng nghệ nước Đến năm 2020, lộ trình đề xuất tiến cần đạt thiết bị theo dõi/phân tích quy trình theo thời gian gần thực nồng độ kim loại dạng vết sử dụng hệ thống xử lý nước thải, với việc thử nghiệm dự án thí điểm cơng nghệ thu hồi độ ẩm khí thải, công nghệ làm mát kết hợp tiên tiến cơng nghệ làm mát trực tiếp khơng khí Đến năm 2025, đạt lợi ích việc làm mát kết hợp tiên tiến, để quản lý nước với hệ thống xử lý trước, màng tiên tiến và/hoặc xử lý nhiệt, bao gói nước thải chất nhiễm cách cố định ổn định chất rắn Vật liệu Phát triển nghiên cứu cải thiện việc chế tạo sửa chữa vật liệu tiên tiến, chịu nhiệt độ cao bền diễn đạt vào năm 2035 Độ linh hoạt EPRI tìm kiếm phương pháp xử lý tạo lớp phủ bảo vệ thành phần, nhằm nâng cao tuổi thọ độ khả dụng lò hơi, nghiên cứu cách kiểm soát tốt tượng mỏi nghiên cứu dịng nước Đến năm 2020, cần có sẵn thiết bị đo phương pháp điều khiển tích hợp, thiết bị mơ hoạt động linh hoạt hệ thống kiểm sốt chất nhiễm cải thiện (có khả vận hành linh hoạt) Các nỗ lực tiến hành để nâng cao độ tin cậy cho tổ máy hoạt động “chế độ chu kỳ”, cách thực cải tiến hàn chế tạo phận vật liệu mới, nhờ vào kỹ thuật chẩn đoán cải tiến, bao gồm cảm biến điều khiển tốt để xác định sớm vấn đề hao mịn CƠNG NGHỆ SẢN XUẤT ĐIỆN TỪ THAN thay đổi chơi HỆ THỐNG TRÊN SIÊU TỚI HẠN TIÊN TIẾN Những tiến đạt Khoảng 250GW công suất siêu tới hạn hòa lưới - 90% (224GW) Châu Á (trong 88,2GW xây dựng, chủ yếu Trung Quốc Nhật Bản), hầu hết 10% lại châu Âu (19,2GW) - việc nâng cao hiệu suất tiếp tục Chẳng hạn nhà máy điện siêu tới hạn Ngoại Cao Kiều (Waigaoqiao) Thượng Hải, Trung Quốc, tăng hiệu suất ban đầu từ 43% lên 47%, “đó thành tựu to lớn” Trong đó, thử nghiệm tiến hành siêu hợp kim niken giúp đạt mục tiêu nước 700oC hệ thống siêu tới hạn tiên tiến (AUSC) (Hình 1) – nâng hiệu suất lên 50% - Mỹ, Châu Âu, Nhật Bản, Trung Quốc; Ấn Độ cam kết cấp vốn đáng kể cho công nghệ AUSC Các kết nghiên cứu đưa thị trường Chẳng hạn, công nghệ SteamH GE, sử dụng siêu hợp kim niken bao gồm HR6W Inconel, hệ thống 650oC – 670oC có bán thị trường họ GE cho biết cơng nghệ có khả đạt hiệu suất (rịng) 49,1% nay, hai công ty tiên phong dự án AUSC chọn công nghệ SteamH GE: Công ty Yildirim cho Dự án Karaburun x 800 MW đốt than nhập Thổ Nhĩ Kỳ Công ty Huaibei Shenergy Power Generation Co cho Nhà máy điện Bình Sơn II, Trung Quốc Tuy nhiên, tiến AUSC đặt thách thức “Các kim loại hợp kim tiên tiến có khả chịu ứng suất trình cháy nhiệt độ cao áp suất cao bắt đầu có sẵn thị trường, để công ty điện lực đầu tư vào nhà máy quy mô đầy đủ, cần phải tiếp tục thử nghiệm chứng minh thêm phù hợp độ tin cậy Đốt nhiên liệu oxy nguyên chất làm tăng sản lượng Hơn 15 dự án quy mơ nhỏ để thí điểm trình diễn trình đốt nhiên liệu oxy nguyên chất thực từ năm KHCN Điện, số 1.2019 19 GIẢI PHÁP CÔNG NGHỆ 1200 Tiềm giảm tỉ CO2/năm 35% - Hiệu suất trung bình tồn cầu 1100 1000 Phát thải CO2, g/kWh Cường độ phát thải CO2 nhà máy đại thấp 30% so với mức trung bình 900 800 47,8% - Nhà máy điện Ngoại Cao Kiều, Trung Quốc Dưới tới hạn 49,1% - GE SteamH Siêu tới hạn Trên siêu tới hạn (USC) USC tiên tiến 700 Hình Tăng hiệu suất tăng nhiệt độ nước Hiệu suất trung bình tồn cầu nhà máy điện than khoảng 35% (Ảnh st) 600 500 Lộ trình CURC-EPRI lạc quan dự án trình diễn quy mô lớn hệ thống sCO2 đốt gián tiếp vận hành vào năm 2035 Một số dự án tiến hành Được Bộ Năng lượng Mỹ (DOE) tài trợ, Echogen Power Systems, Siemens EPRI cộng tác để phát triển nhà máy thí điểm sCO2 đốt than quy mô lớn, chi tiết mục tiêu dự án khởi cơng chưa rõ ràng Trong vào tháng 10 năm 2019 này, SwRI (Viện nghiên cứu Southwest, bang Texas, Mỹ) với Viện Cơng nghệ Khí (bang Illinois, Mỹ), GE Global Research DOE, khởi công xây dựng Nhà máy Điện Biến đổi Siêu tới hạn thí điểm 10 MW, mà theo báo cáo, sử 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 Hiệu suất, % (LHV, ròng) 1980, q trình để loại bỏ nitơ từ khơng khí kỹ thuật nhiệt độ thấp đốt nhiên liệu hóa thạch oxy khí thải tái chế chưa cất cánh, có nhiều hứa hẹn Lộ trình CURC-EPRI lưu ý cách tiếp cận mang lại hiệu suất cao từ việc thu hồi nhiệt ẩn từ khí thải nhiệt độ hữu ích cho chu trình giảm cơng suất tự dùng; chi phí vốn có tiềm thấp thiết bị nhỏ hơn; thu giữ CO2 từ khí thải dễ dàng để sử dụng tích trữ.” Công nghệ chậm chấp nhận Mỹ Vương quốc Anh “thiếu vốn đầu tư Ở Trung Quốc, rào cản liên quan nhiều đến rủi ro dự án Đó tính phức tạp, chi phí cao nhu cầu lượng hệ thống xử lý khí, bao gồm lượng để tách khơng khí xử lý CO2 Nghiên cứu với tiềm rộng lớn tiếp tục Đốt theo mạch vịng hóa học mở đường tiến phía trước Cơng nghệ đốt theo mạch vịng hóa học (CLC) điển hình bao gồm hai lị phản ứng tầng sơi sử dụng oxit kim loại đá vôi làm chất mang; chất mang oxy hóa lị phản ứng khơng khí sau cung cấp oxy để đốt nhiên liệu lò phản ứng nhiên liệu Lợi ích tạo q trình đốt oxy mà khơng cần tách khơng khí kỹ thuật nhiệt độ thấp Mặc dù Lộ trình CURC-EPRI dự kiến dự án thương mại loại khởi công vào năm 2027, công nghệ “giai đoạn lý thuyết”, phát triển đầy hứa hẹn mang lại lợi nhuận lớn thập kỷ tới Nhật Bản tìm cách thiết lập cơng nghệ CLC mình, 20 Hình Dự án chu trình kết hợp tích hợp khí hóa thổi oxy Osaki CoolGen thành phố Hiroshima, Nhật Bản, bắt đầu hoạt động từ năm 2016 Dự án tích hợp hệ thống thu giữ cacbon tìm cách trình diễn hệ thống than tích hợp với hệ thống pin nhiên liệu vào năm 2021 (Ảnh st) có hiệu suất nhiệt rịng mục tiêu 46% có khả thu giữ CO2, dùng cho nhà máy có cơng suất từ 100MW đến 500MW vào năm 2030 dụng tuabin có kích thước đặt bàn GE phát triển (Hình 2) Đồn thổi chu trình lượng CO2 siêu tới hạn Hai phiên chu trình cơng suất CO2 siêu tới hạn (sCO2) thu hút nhiều quan tâm thời gian gần đây: Phiên đốt gián tiếp để thu nhiệt theo cách truyền thống từ trình cháy thơng qua trao đổi nhiệt cho đảo lượng sCO2, phiên đốt trực tiếp sử dụng trình đốt oxy nguyên chất chu trình để tạo dịng sCO2 nước làm quay tuabin cơng suất Cả hai q trình sử dụng sCO2 làm chất lỏng công tác, thiết bị tuabin nhỏ gọn (do mật độ lượng cao CO2), làm giảm chi phí vốn nhà máy Ngồi ra, cơng nghệ cho phép nhà máy đạt hiệu suất ròng cao so với chu trình lượng thơng thường Và hai thu giữ carbon: Các chu trình gián tiếp thu giữ carbon sau đốt tức đốt oxy nguyên chất, chu trình trực tiếp vốn tạo luồng CO2 áp suất đường ống để sử dụng tích trữ Hình Nhà máy điện biến đổi siêu tới hạn (STEP) thí điểm, khởi cơng xây dựng ngày 15 tháng 10 năm 2018, cơng trình carbon dioxide siêu tới hạn (sCO2) công suất 10 MW loại trị giá 119 triệu USD Do hiệu suất sCO2 môi chất nhiệt, thiết bị tuabin STEP có kích thước 1/10 kích thước thành phần nhà máy điện thông thường, mang lại khả thu nhỏ dấu chân môi trường chi phí xây dựng nhà máy Một mơ hình tuabin sCO2 có kích thước đặt bàn, cấp điện cho 10.000 nhà, thể (Ảnh st) Trong đó, Trung tâm Nghiên cứu Năng lượng Môi trường thuộc Đại học North Dakota (Mỹ) dẫn đầu dự án xây dựng nhà máy thí điểm chu trình sCO2 đốt trực tiếp; nhà máy tiếp tục phát triển thêm Chu trình Allam dựa than Chu kỳ Allam sở dự án trình diễn đốt khí tự nhiên 25 MWe (50 MWth) theo dõi nhiều NET Power xây dựng La Porte, bang Texas (Mỹ) Dự án hoạt động vào năm 2020 kỳ vọng có hiệu suất khoảng 58% Tuy nhiên, việc tùy chỉnh Chu kỳ Allam cho than địi hỏi phải bổ sung thêm nhà máy khí hóa để sản xuất khí tổng hợp, điều khiến gặp phải rủi ro tương tự mà cơng nghệ khí hóa phải đối mặt Thử thách lớn tuabin khí thu hồi nhiệt tiên tiến trao đổi nhiệt HỆ THỐNG DỰA TRÊN THAN TÍCH HỢP VỚI PIN NHIÊN LIỆU Sự đời nhà máy điện pin nhiên liệu đốt khí đốt quy mơ cơng ty điện lực, giống cơng viên pin nhiên liệu carbonat nóng chảy Cơng ty Gyeonggi Green Energy công suất 59W Hàn Quốc, giúp thúc đẩy công nghệ pin nhiên liệu tiến lên phía trước Việc sử dụng than rắn pin nhiên liệu “hiện quy mô bàn thử, nhiên, hệ thống pin nhiên liệu khí hóa tích hợp (IGFC) “tỏ hứa hẹn nhất” Công nghệ tích hợp q trình khí hóa than với pin nhiên KHCN Điện, số 1.2019 21 SỬA CHỮA BẢO DƯỠNG liệu nhiệt độ để tạo hệ thống phát điện có hiệu suất cực cao, phát thải thấp Các chuyên gia lưu ý hệ thống IGFC đơn giản tương tự hệ thống IGCC, đảo lượng tuabin khí thay đảo pin nhiên liệu Nhà máy trình diễn IGFC với CCS phát triển Nhật Bản vào hoạt động vào năm 2021 Ra mắt vào tháng năm 2012, dự án IGFC nhà máy IGCC Osaki CoolGen công suất 166MW (Hình 3) tài trợ Tổ chức Phát triển Năng lượng Công nghệ Công nghiệp Nhật Bản điều hành Osaki CoolGen Corp (một liên doanh JPOWER Công ty Điện lực Chugoku) Osaki CoolGen tìm cách chứng minh IGFC với cơng nghệ phân tách thu giữ CO2 ba giai đoạn: Xác minh cơng nghệ khí hóa EAGLE mở rộng; bổ sung thiết bị thu giữ carbon cho hệ thống IGCC; kết hợp hệ thống pin nhiên liệu Mục tiêu để hệ thống IGFC có hiệu suất 55% Tuy nhiên, việc chuyển sang thử nghiệm thực quy mô thử nghiệm hệ thống IGFC phụ thuộc vào thành công nhà máy IGCC mà chúng dựa vào Xây dựng hệ thống IGFC tốn rủi ro, cơng nghệ cịn q Tuy nhiên, cách chuyển đổi nhà máy IGCC sang IGFC, bớt khoản chi phí đáng kể mở khả trở nhà máy IGCC ngun thủy chẳng may q trình IGFC khơng thể đứng vững Biên dịch: Chu Hải Yến Theo “Power”, số 1/2019 CẦU CHẢY VT CỦA BẠN ĐƯỢC KIỂM TRA LẦN CUỐI KHI NÀO? Cần cân nhắc sử dụng điện áp đất thoảng qua (TEV) siêu âm muốn xác định Phóng điện Cục sử dụng biên độ TEV thơi khơng phải thị xác nguồn thực tế đường dẫn tín hiệu khác BỘ TẢN NHIỆT VỎ BẢO VỆ BẢNG ĐIỀU KHIỂN KIỂM SOÁT NHIỆT ĐỘ Bộ tản nhiệt cho vỏ bảo vệ bảng điều khiển Vortec (Ảnh st) Bên vỏ bảo vệ điện nhỏ bang Colorado (Mỹ) khô cằn, thiết bị công nghệ nhỏ gọn tiên tiến giúp trì nguồn điện cho 22 nhiều ngàn nhà khu vực tiếp giáp bốn bang Nhiệt từ khí thải hệ thống đường ống từ nơi khác nhà máy nhiệt điện than nơi đặt thiết bị làm hỏng ổ đĩa máy chủ đa chức nhạy cảm để điều khiển trình Để giữ cho nhà máy nhiệt độ an tồn cho cơng nhân thiết bị điện tử, quạt lắp đặt trần nhà máy để thơng gió cho vỏ bảo vệ, làm mát ổ đĩa vào mùa hè giữ ấm chúng vào mùa đông Nhà máy lắp đặt tản nhiệt cho vỏ bảo vệ bảng điều khiển Vortec để giữ cho bảng điều khiển 480V mát Các tản nhiệt vỏ bảo vệ Vortec thiết kế theo nguyên lý lốc xốy, cung cấp lựa chọn kinh tế khơng có phận chuyển động Các ống lốc xốy chuyển đổi khơng khí nén thành nguồn khơng khí lạnh áp suất thấp để giữ cho vỏ bảo vệ linh kiện điện tử phận bảng điều khiển hoạt động xác Một dịng khơng khí nén vào ống lốc xốy, quay nhanh, tách thành dịng khơng khí nóng lạnh Tính làm mát điều chỉnh dễ dàng cách thay đổi áp suất khơng khí vào, cách thay đổi nguồn ống Các tản nhiệt vỏ bảo vệ lốc xốy trì áp suất nhỏ tủ để giữ cho máy cắt điện khô ráo, ngăn không để máy cắt điện tác động tương lai nóng cuối hè Bộ phận bảo vệ bảng điều khiển Vortec hoạt động môi trường lên tới 175F (79oC) điều nhiệt để giảm chi phí vận hành Biên dịch: Gia Hiếu Theo “T&D World”, số 12/2018 Hình Thùng cầu dao khối nối đất máy cắt điện (Ảnh st) Hình Các phép đo hoạt động siêu âm (Ảnh st) Tháng 10 năm 2017, Công ty HV Diagnostic Services (HVDS - Dịch vụ chẩn đoán HV, New Zealand) tiến hành đánh giá thường kỳ tủ điện 11kV thành phố Whangarei (New Zealand) Trạm biến áp khu vực thuộc địa phương họ Địa điểm Kioreora chứa thiết bị đóng cắt loại BVP17 cũ cho thấy số TEV tăng cao mạch vào hoạt động siêu âm xung quanh ống thoát nước máy biến điện áp (VT) lắp đặt NHANH CHÓNG SẮP XẾP CẮT ĐIỆN Thùng cầu dao (khối nối đất máy cắt điện) có số TEV cao nhất, mức 44dBmV, cao 30dBmV so với mức vỏ kim loại VT khối nối đất xung quanh thấp nhiều Các phép đo mức độ nghiêm trọng cao (trong phép đo lớn 100 đáng lo ngại); Thùng cầu dao 950@6ppc VT 612@6.12ppc thăm dò kép để tìm hướng tín hiệu xác định VT nguồn, Hình (Kênh nằm VT tác động đầu tiên) Hoạt động siêu âm (xem Hình 1) phát từ cách điện xuyên pha màu lam 24dBuV độ khuếch đại 100, đỉnh đường cong, phải giảm độ khuếch đại, phải bắt đầu khảo sát lại Sau nhiều lần thảo luận, nhanh chóng xếp cắt điện vào ngày hôm sau báo cáo tạm thời gửi cho khách hàng vào tối hơm đề nghị kiểm tra ống thoát, cách điện xuyên VT cầu chảy HV bên Nhân viên Cơng ty HVDS có mặt trường thời gian cắt điện để hỗ trợ tư vấn, suy đoán, cầu chảy HV tiếp điểm đầu lõi hút tình trạng tồi tệ thấy Hình Chỉ thống nhìn vào cầu chảy pha màu lam, hiển nhiên cần phải kiểm tra ba pha không ngạc nhiên thấy tỷ lệ hư hại bề mặt tương tự ba pha (các Hình 6) KHCN Điện, số 1.2019 23 TRUYỀN TẢI ĐIỆN May mắn thay, có số thiết bị thay buồng cầu dao, chúng từ ngày đầu tiên, đặt câu hỏi cầu chảy HV cần kiểm tra với định kỳ suốt vòng đời thiết bị? Sau làm tổng thể, chúng sẵn sàng để lắp đặt sau khôi phục mạch điện, kiểm tra lại xác nhận số TEV giảm đáng kể, thùng cầu dao 28dBmV, VT 34dBmV siêu âm rõ ràng Tuy nhiên, mức hoạt động tương tự từ thiết bị bên cạnh (xem Hình 1) lại mạnh với TEV tăng cao (ảnh hưởng đến giá trị thử nghiệm lại này) siêu âm có mặt từ phía pha đỏ, xác nhận hưởng lợi từ cách xử lý Hình Hư hại cầu chảy pha màu lam (Ảnh st) Một thời gian sau đó, phát trình lên Cơng ty EA Technology, đơn vị có chức xây dựng “Quy trình kiểm tra bảo trì máy biến áp điện áp”, mơ tả khả phóng điện lên cụm lắp ráp tiếp điểm phần chuyển động số điều kiện định Một sửa đổi Hình Hư hại bề mặt tương tự ba (Ảnh st) thêm bổ sung liên quan đến việc đặt lò xo beryllium chất lượng cao lên cụm lắp ráp đầu tiếp điểm nhằm cải thiện tính liên tục điện vòng giữ thân lõi hút Hình Tình trạng cầu chảy HV tiếp điểm đầu lõi hút (Ảnh st) Hình Hư hại cầu chảy HV (Ảnh st) 24 TÓM TẮT Vì vậy, tóm lại, TEV siêu âm cần phải cân nhắc muốn xác định phóng điện cục sử dụng biên độ TEV thơi khơng phải thị xác nguồn thực tế đường dẫn tín hiệu khác Cơng ty HVDS cập nhật thiết bị kiểm tra họ vào năm 2018 theo mẫu EA Technology (Vương quốc Anh), UltraTEV Plus2, với cải tiến đường cong phân giải pha, khả ghi lại phép đo ảnh chụp hình, tích hợp thuật tốn phân loại, phóng điện cục cáp, thẻ NFC Biên dịch: Minh Đức Theo “Transmission&Distribution”, số 11/2018 Hiện Trung Quốc, kỹ thuật truyền tải UHV phát triển đầy đủ giai đoạn xây dựng quy mơ lớn Tính đến tháng 11 năm 2017, có dự án UHV xoay chiều 1.000kV 11 dự án UHV chiều ±800kV hoàn thành xây dựng đưa vào vận hành, dự án UHV xoay chiều 1.000kV, hai dự án UHV chiều ±800kV, dự án UHV chiều ±1.100kV xây dựng Bài báo giới thiệu kỹ thuật truyền tải UHV xoay chiều Trung Quốc GIỚI THIỆU Nhu cầu tiêu thụ điện tăng lên khơng ngừng với kinh tế phát triển nhanh chóng Trung Quốc Tuy nhiên 70% điện tiêu thụ miền Hoa Đông miền Hoa Trung, tài nguyên lượng lại cách xa trung tâm phụ tải Trên 80% nguồn than, thủy năng, lượng gió mặt trời nằm miền Tây miền Bắc, có nghĩa trung tâm nguồn lượng cách 800-3000km trung tâm phụ tải Do để đảm bảo nguồn cung cấp điện an tồn, hiệu quả, carbon, Trung Quốc định phát triển công nghệ truyền tải điện áp cực cao (UHV) vượt qua khoảng cách lớn, với công suất lớn, hiệu suất cao Ở Trung Quốc, truyền tải điện áp cực cao (UHV) có nghĩa là, truyền tải điện xoay chiều có cấp điện áp 1.000kV cao hơn, truyền tải điện chiều có cấp điện áp ±800kV cao So với điện áp siêu cao (EHV, 500kV), truyền tải UHV có cơng suất lớn hơn, qua khoảng cách lớn hơn, tổn hao hơn, chiều rộng hành lang tuyến đơn vị công suất truyền tải nhỏ Đối với truyền tải UHV chiều, cho phép truyền tải điện trực tiếp từ nhà máy điện đến trung tâm phụ tải Trung Quốc, ưu hiệu suất vượt trội tăng khoảng cách Nghiên cứu ứng dụng TRUYỀN TẢI ĐIỆN ÁP CỰC CAO (UHV) Ở TRUNG QUỐC truyền tải Truyền tải UHV xoay chiều vừa cho phép truyền tải công suất lớn qua khoảng cách lớn, đồng thời tạo nên hệ thống giúp phân bổ công suất quy mô lớn Đối với trường hợp Trung Quốc, tình trạng lưới điện nhu cầu công suất thúc đẩy phát triển đồng thời UHV xoay chiều UHV chiều Phát triển truyền tải UHV Trung Quốc bắt đầu vào năm 1980 với cơng trình nghiên cứu khả thi Với đặc điểm điện áp cao, công suất lớn vượt qua khoảng cách lớn, UHV phải đối mặt với thách thức, từ môi trường điện từ phức tạp đến điều kiện khí hậu vật lý khác dọc theo đường dây truyền tải Điều dẫn đến loạt khó khăn liên quan đến đặc tính điện từ cách điện trình triển khai xây dựng đường dây Trung Quốc xây dựng sở thử nghiệm, cụ thể sở thử nghiệm UHV xoay chiều Vũ Hán (tỉnh Hồ Bắc), sở thử nghiệm UHV chiều Bắc Kinh, hai sở thử nghiệm UHV độ cao lớn Lasa (Tây Tạng) Côn Minh (tỉnh Vân Nam) sở thử nghiệm cột truyền tải UHV Bá Châu (tỉnh Hà Bắc) Rất nhiều nghiên cứu tiến hành sở này, làm sở cho việc thực dự án trình diễn, cụ thể Dự án trình diễn đường dây UHV xoay chiều 1.000kV Tấn Đông Nam–Nam Dương–Kinh Mơn, Dự án trình diễn đường dây UHV chiều ±800kV Hướng Gia Bá – Thượng Hải Dự án trình diễn đường dây UHV chiều ±800kV Vân Nam-Quảng Đông Từ KHCN Điện, số 1.2019 25 TRUYỀN TẢI ĐIỆN dự án trình diễn thu nhận tổng kết nhiều kinh nghiệm vận hành, sau nghiên cứu nâng cao chất lượng tính kinh tế dự án UHV Cuối cùng, xác lập hệ thống kỹ thuật toàn diện truyền tải UHV xoay chiều chiều Hiện Trung Quốc, kỹ thuật truyền tải UHV phát triển đầy đủ giai đoạn xây dựng quy mơ lớn Tính đến tháng 11 năm 2017, có dự án UHV xoay chiều 1000kV 11 dự án UHV chiều ±800kV hoàn thành xây dựng đưa vào vận hành, dự án UHV xoay chiều 1000kV, hai dự án UHV chiều ±800kV, dự án UHV chiều ±1100kV xây dựng Trong lợi kinh tế truyền tải UHV thừa nhận rộng rãi Trung Quốc, báo tổng kết trình phát triển ứng dụng cơng nghệ truyền tải UHV xoay chiều trình bày kỳ vọng tương lai truyền tải điện UHV CÁC CÔNG NGHỆ THEN CHỐT CỦA TRUYỀN TẢI UHV XOAY CHIỀU Các công nghệ then chốt truyền tải UHV xoay chiều chủ yếu bao gồm triệt điện áp, lựa chọn cấp cách điện thiết bị, thiết kế cách điện ngồi, kiểm sốt mơi trường điện từ 2.1 Triệt điện áp 2.1.1 Quá điện áp thoảng qua Có hai loại điện áp thoảng qua điện áp tần số công nghiệp điện áp cộng hưởng Quá điện áp tần số công nghiệp sở để định điện áp danh định chống sét Nó làm tăng ứng suất điện áp cách điện thời gian ngắn Ở đường dây truyền tải UHV xoay chiều 1.000kV, biện pháp chủ yếu để triệt điện áp tần số công nghiệp thoảng qua trang bị cuộn điện kháng song song đầu đường dây Bằng cách đó, kiểm sốt q điện áp thoảng qua phạm vi 1,4p.u (1p.u = 635kV) dọc theo đường dây, phạm vi 1,3p.u máy cắt điện phía trạm biến áp khoảng thời gian khơng q 0,5s Theo cấp điện áp khoảng thời gian kéo dài tối đa điện áp thoảng qua, có tính đến đặc tính điện ápdịng điện bật đặc tính chịu lượng chống sét, điện áp danh định chống sét xác định 828kV hai cạnh đường dây phía tương ứng với điện áp thoảng qua 1,3p.u Như khác so với điện áp danh định chống sét hệ thống 500kV 1,3 1,4p.u phía cạnh đường dây phía tương ứng Điều giúp loại bỏ yêu cầu cách điện thiết bị 2.1.2 Quá điện áp đóng cắt Quá điện áp đóng cắt yếu tố định cấp cách điện thiết bị UHV xoay chiều Nó bao gồm điện áp sinh việc đóng mạch vào đường dây truyền tải không mang tải, tự động đóng mạch trở lại pha, điện áp ngắt mạch pha ba pha gây giải trừ cố Quá điện áp đóng cắt hệ thống UHV xoay chiều chủ yếu dập chống sét Tuy nhiên điện áp Chống sét 26 Hình Đường dây vào trạm UHV với ba dây chống sét (Ảnh st) Hình Sơ đồ triệt điện áp chống sét điện trở khép mạch máy cắt (Ảnh st) Chiều cao lớn cột đường dây UHV xoay chiều khơng thuận lợi cho việc bảo vệ phóng điện hồ quang đánh ngược đặc biệt bảo vệ hỏng dây chống sét Để giảm thấp tỉ lệ tác động cố che chắn gây ra, áp dụng hai đường dây chống sét để bảo vệ đường dây UHV xoay chiều góc che chắn đường dây chống sét tới dây cạnh nhỏ so với đường dây siêu cao áp 2.1.4 Quá điện áp thoảng qua nhanh Quá điện áp cộng hưởng chủ yếu bao gồm điện áp cộng hưởng khơng tồn pha q điện áp cộng hưởng sóng hài cao Khơng có phương pháp hiệu để triệt điện áp sóng hài, phải tránh cộng hưởng sóng hài giai đoạn thiết kế hệ thống Đối với điện áp cộng hưởng khơng tồn pha, q điện áp triệt cách bố trí cuộn điện kháng nhỏ điểm trung tính cuộn điện kháng song song dự án UHV xoay chiều Phương pháp giải vấn đề dòng điện hồ quang thứ cấp xác định điện áp chiều dài đường dây lớn, khó dập tắt sau khó thiết đặt tự động đóng lặp lại pha Cần lựa chọn điện cảm cuộn kháng nhỏ để giữ dòng điện hồ quang thứ cấp không 12A vậy, thời gian tự đóng lặp lại phạm vi 1s Điện trở khép mạch Máy cắt điện (phóng điện hồ quang đánh ngược), thiết bị đường dây kết nối trạm biến áp (sét đánh trạm), điện áp truyền dọc theo đường dây bị sét đánh vào trạm Hình Nền tảng thử nghiệm điện áp thoảng qua nhanh UHV (Ảnh st) Các điện áp thoảng qua nhanh (VFTO) thường phóng điện khe hở nhiều tiếp điểm dao cách ly thiết bị đóng cắt cách điện chất khí (GIS) gây Đặc điểm có biên độ lớn, thời gian đầu sóng ngắn, tần số cao, xung liên tục VFTO khơng dẫn đến phóng điện bề mặt cách điện thiết bị điện, mà cịn gây nhiễu điện từ cho hệ thống điều khiển bảo vệ Nếu xét GIS áp dụng cho tất trạm biến áp Trung Quốc, lề cách điện hệ thống UHV thấp so với hệ thống EHV nên hợp lý tin VFTO mối đe dọa lớn hệ thống UHV đóng mạch vào đường dây không mang tải điện Do Trung Quốc tiến hành nghiên áp q trình tự động đóng mạch trở lại pha, cứu đặc tính VFTO nhằm tìm các chống sét khơng thể dập chúng phạm vi dải dự kiến, phương cách triệt kiểu điện áp điện trở khép mạch máy cắt điện áp dụng Một hệ thống đo VFTO với tụ phân đồng thời, thể Hình áp tích hợp biến đổi điện trở phát Bằng cách áp dụng biện pháp hệ thống UHV triển có dải tần số 0,06Hz-432MHz Bằng cách xoay chiều, điện áp đóng cắt pha-đất thống kê lớn sử dụng hệ thống hai mạch thử nghiệm dọc theo đường dây truyền tải kiểm soát phạm VFTO UHV thiết lập Hình 5, vi 1,7p.u Trong trạm biến áp, điện áp đóng cắt thu đặc tính thống kê sóng, biên pha-đất thống kê lớn không lớn 1,6p.u điện độ, điện áp dư VFTO từ 5000 lần áp pha-pha thống kê lớn nằm phạm vi 2,9p.u thao tác đóng cắt dao cách ly 2.1.3 Quá điện áp sét Dựa tham số thu nhận được, Quá điện áp sét chủ yếu điện áp tạo sét đánh xác định xác suất, xác định xác vào dây dẫn (hỏng dây chống sét), dây chống sét khơng suất VFTO biên độ lớn giảm KHCN Điện, số 1.2019 27 TRUYỀN TẢI ĐIỆN cách hiệu cách áp dụng tham số kết cấu tối ưu hóa tiếp điểm đóng cắt tốc độ đóng cắt khoảng 0,65m/s tiếp điểm dao cách ly: Phần lớn VFTO hạn chế mức