BÀI 2: VẼ SƠ ĐỒ NỐI ĐIỆN CHÍNH VÀ TỰ DÙNG CỦA CÁC NHÀ MÁY ĐIỆN VÀ TRẠM BIẾN ÁP
1. Các sơ đồ thanh góp cơ bản
1.2. Sơ đồ nối mỗi mạch với hai thanh góp
Sau khi phân tích sự vận hành của sơ đồ hệ thống một thanh góp ta nhận thấy các sơ đồ này có những nhược điểm sau:
- Khi sửa chữa thanh góp hoặc dao cách ly thanh góp của một mạch nào đó thì tất cả các mạch nối vào thanh góp (hay phân đoạn) đều phải ngừng làm việc trong suốt thời gian sửa chữa.
- Khi xảy ra ngắn mạch trên thanh góp thì toàn bộ các mạch đang làm việc sữ bị mất điện.
- Khi sửa chữa máy cắt của một mạch bất ký thì mạch đó bị mất điện trong suốt thời gian sửa chữa.
Để khắc phục những nhược điểm này người ta dùng hệ thống hai thanh góp 1.2.2. Mô tả sơ đồ
Sơ đồ gồm hai hệ thống thanh góp TG1 và TG2, có nhiệm vụ dự trữ qua lại cho nhau và được nối với nhau qua mạch máy cắt nối MCN.
Mỗi mạch được nối với hai THTG qua một máy cắt và 3 dao cách ly (2 dao cách ly thanh góp và dao cách ly nằm về phía đường dây gọi là dao cách ly đường dây)
Ví dụ: Đường dâu D1 được bảo vệ bằng máy cắt MC1; CL1 và CL2 là các dao cách ly thanh góp, CL3 là dao cách ly đường dây.
Hình 2.1.6. Sơ đồ hệ thống hai thanh góp 1.2.3. Các chế độ vận hành
Bình thường sơ đồ vận hành theo chế độ song song trên hai thanh góp; máy cắt nối MCN đóng, cả hai thanh góp đều có điện và làm việc song song với nhau giống như sơ đồ hệ thống một thanh góp được phân đoạn bằng máy cắt. Các mạch nguồn đươck phân bổ đều trên hai HTTG. Ví dụ: D1, D3 và nguồn B1 làm việc trên thanh góp TG1 (các dao cách ly nối vào thanh góp TG1 đóng, còn các dao cách ly nối vào thanh góp TG2 mở) còn D2, D4 và B2 làm việc trên thanh góp TG2 (các dao cách ly nối vào thanh góp TG2đóng, còn các dao cách ly nối vào thanh góp TG1 mở).
Trong một số trường hợp có thể vận hành trên một thanh góp và thanh góp này gọi là thanh góp làm việc (TGLV), thanh góp còn lại là thanh góp dự trữ (TGDT). Trong chế độ vận hành thì máy cắt nối MCN mở, hai dao cách ly mạch máy cắt nối mở, các dao cách ly nối với TGLV đóng còn các dao cách ly nối với TGDT mở. Lúc này sơ đồ vận hành như sơ đồ một hệ thống thanh góp không ohaan đoạn.
1.2.4. Các thao tác cơ bản
Giả thiết bình thường sơ đồ vận hành song song trên hai thanh góp. Mắt cắt nối MCN đóng, đường dây D1, D3 và nguồn B1 làm việc trên thanh góp TG1, còn đường dây D2, D4 và nguồn B2 làm việc trên thanh góp TG2
a) Thao tác sửa chữa thanh góp TG1
Để sửa chữa hệ thống thanh góp làm việc ta cần thao tác để chuyển tất cả các mạch đang làm việc trên thanh góp này về thanh góp còn lại (chuyển tất cả các mạch đang làm việc về thanh góp TG2)
- Khóa nguồn thao tác của máy cắt nối MCN để tránh thao tác nhầm.
- Đóng các dao cách ly thanh góp của mạch đang làm việc trên thanh góp TG1 vào thanh góp TG2.
- Cắt tất cả dao các ly các mạch nối vào thanh góp TG1.
- Cắt máy cắt nối MCN và dao cách ly hai bên.
- Thực hiện các thao tác an toàn để sửa chữa thanh góp TG1.
b) Thao tác sửa chữa dao cách ly thanh góp CL1:
Để sửa chữa dao cách ly thì yêu cầu hai đầu dao cách ly nối với thanh góp nào thì thanh góp đó phải mất điện (chuyển tất cả các mạch đang làm việc về thanh góp TG2).
- Khóa nguồn thao tác của máy cắt nối MCN để tránh thao tác nhầm.
- Đóng các dao cách ly thanh góp của mạch đang làm việc trên thanh góp TG1 vào thanh góp TG2 (trừ dao cách ly mạch đường dây D1).
- Cắt tất cả dao các ly các mạch nối vào thanh góp TG1.
- Cắt máy cắt MC1 và dao cách ly CL3.
- Cắt máy cắt nối MCN và dao cách ly hai bên.
- Thực hiện các thao tác an toàn để sửa chữa thanh góp TG1.
c) Thao tác khôi phục sự làm việc của các mạch khi sự cố trên một thanh góp Giả sử thanh góp TG1 bị sự cố các máy cắt MC của mạch nối vào thanh góp TG1 cắt, TG1 mất điện. Phải thao tác chuyển toàn bộ các mạch trước đây làm việc trên TG1 về làm việc trên TG2 theo trình tự sau:
- Cắt tất cả các máy cắt của các mạch đang làm việc trên thanh góp TG1 mà bảo vệ rơ le chưa đưa tín hiệu cắt.
- Cắt tất cả các dao cách ly thanh góp nối vào TG1.
- Đóng các máy cắt dây của các mạch vào thanh góp TG2 theo thứ tự nguồn trước, đường dây sau.
- Thực hiện các thao tác an toàn để sửa chữa thanh góp TG1.
Như vậy các đường dây làm việc trên thanh góp TG1 chỉ mất điện trong một khoảng thời gian thao tác để nó chuyển sang làm việc trên thanh góp TG2.
Nếu như ta cho vận hành trên một thanh góp thì khi xảy ra ngắn mạch trên thanh góp này toàn bộ sơ đồ sẽ mất điện. Để tránh điều này xảy ra người ta thực hiện các biện pháp:
- Vận hành song song trên hai thanh góp (ở TBPP điện áp ≥ 35kV)
- Phân đoạn thanh góp làm việc như hình 2.1.7 (sơ đồ này thường gặp ở các nhà máy điện)
+ TGLV được phân thành hai phân đoạn PĐ1 và PĐ2. Hai phân đoạn được nối với TGDT bằng MCN1 và MCN2 ở vị trí thường cắt.
+ Bình thường các mạch được phân bổ làm việc trên hai phân đoạn, giống như sơ đồ một HTTG có phân đoạn. TGDT bình thường không có điện, nó được dùng có thể thay thế từng phân đoạn của TGLV khi cần sửa chữa.
+ Khi cắt mạch trên một phân đoạn, thì phân đoạn đó sẽ mất điện. Sau đó ta thao tác chuyển các mạch trước đây làm việc trên PĐ này về làm việc trên TGDT.
Hình 2.1.7. Sơ đồ hệ thống hai thanh góp có 2 MCN d) Sửa chữa máy cắt của một mạch
Hình 2.1.7. Sơ đồ sửa chữa máy cắt của một mạch
Giả sử sơ đồ đang vận hành trên một thanh góp làm việc TGLV. Khi sửa chữa máy cắt MC1, có thể dùng MCN kết hợp với thanh góp dự trữ tạm thời thay thế MC1 theo trình tự như sau:
- Kiểm tra thanh góp dự trữ TGDT.
- Thử TGDT bằng điện (đóng 2 cách ly CL hai bên MCN và đóng MCN).
- Nếu TGDT tốt thì cắt MCN ra.
- Cắt MC1 và hai cách ly CL1 và CL3.
- Thực hiện các biện pháp an toàn để tháo đầu nối của MC1và lắp cầu nối CN như hình 2.1.7.
- Đóng 2 dao cách ly CL2 và CL3.
- Đóng máy cắt nối MCN.
- Chỉnh định thông số BVRL của MCN cho phù hợp với bảo vệ đường dây D1.
Như vậy sau khi sửa chữa máy cắt của một mạch nào thì mạch đó phải mất điện trong thời gian khá lâu để thao tác sơ đồ, ta có thể khắc phục nhược điểm này bằng cách lắp thêm dao các ly DCL. Khi đó trình tự thao tác sửa chữa MC1 như sau:
- Kiểm tra thanh góp dự trữ TGDT.
- Thử TGDT bằng điện (đóng 2 cách ly CL hai bên MCN và đóng MCN).
- Nếu TGDT tốt thì cắt MCN ra.
- Cắt MC1 và hai cách ly CL1 và CL3.
- Thực hiện các thao tác an toàn để sửa chữa thanh góp TG1.
- Chỉnh định thông số BVRL của MCN cho phù hợp với bảo vệ đường dây D1.
Rõ ràng trong qua trình sửa chữa máy cắt đường dây trên không bị mất điện.
Tuy nhiên phải lắp thêm dao các ly DCL cho tất cả các mạch làm cho TBPP cồng kềnh, đồng thời khi sửa chữa máy cắt sơ đồ phải vận hành trên một thanh góp. Nếu lúc này xảy ra ngắn mạch trên thanh góp này mất điện toàn bộ. Khắc phục ta dùng sơ đồ hai hệ thống thanh góp có thanh góp vòng.
e) Ưu nhược điểm
* Ưu điểm: Có thể lần lượt sửa chữa từng thanh góp một mà vẫn đảm bảo cung cấp điện cho phụ tải.
Có thể lần lượt sửa chữa từng dao cách ly thanh góp của một mạch bất kỳ thì chỉ có mạch này mất điện.
Khôi phục nhanh chóng sự làm việc của sơ đồ khi có ngắn mạch trên thanh góp.
Khi sửa chữa máy cắt của một mạch bất kỳ thì mạch đó chỉ ngừng làm việc trong thời gian thao tác sơ đồ.
* Nhược điểm: Dao cách ly phải thao tác lúc có điện.
1.2.5. Sơ đồ nối mỗi mạch với hai thanh góp có mạch vòng
Hình 2.1.8. Sơ đồ hệ thống hai thanh góp có mạch vòng
Sửa chữa máy cắt của một mạch bất kỳ vẫn không gây mất điện dù chỉ là tạm thời. Các mạch đều được nối với thanh góp vòng qua dao cách ly vòng. Ngoài máy cắt MCN liên lạc giữa hai hệ thống thanh góp chính còn có máy cắt vòng MCV nối thanh góp đường vòng với với hai hệ thống thanh góp chính.
Sơ đồ hai hệ thống thanh góp có thanh góp đường vòng đảm bảo liên tục cung cấp điện hơn nhưng tốn nhiều dao cách ly, thiết bị phân phối phức tạp. Sơ đồ này được ứng dụng rộng rãi cho các thiết bị quan trọng có điện áp từ 110KV trở lên.