4.2.1. Recloser:
Phần lớn sự cố trong hệ thống lưới điện phân phối là sự cố thoáng qua.
Chính vì vậy, để tăng cường độ liên tục cung cấp điện cho phụ tải, thay vì sử dụng LBS người ta sử dụng máy cắt thường đóng lại (Recloser).
Đối với các phụ tải công nghiệp với dòng phụ tải lớn trên 100A thường sử dụng Recloser bảo vệ vì dòng cắt sự cố của Recloser lớn hơn nhiều so với LBFCO.
Đối với các phụ tải quan trọng như khu hành chính, bệnh viện ưu tiên sử dụng Recloser nhằm đảm bảo cấp điện liên tục và phân vùng nhanh sự cố.
Các Recloser đang được sử dụng thuộc các hãng: Cooper, ENTEC, NuLec (Schneider), G&W, Whipp & Bourne.
Tổng số recloser là 1315 bộ, trong đó phần lớn:
- Hiệu Cooper là 611 bộ, chiếm 46,5% tổng số recloser: Loại FXB nhiều nhất, chiếm 65,3%; F4C chiếm 10,5% và loại FXD, F6 chiếm 24,2%.
- Hiệu Nuclec là 273 bộ, chiếm 20,8% tổng số recloser.
- Hiệu Entec là 140 bộ, chiếm 10,6% tổng số recloser.
- Hiệu G&W là 70 bộ, chiếm 5,3% tổng số recloser.
- Hiệu Whipp & Bourne là 18 bộ, chiếm 1,4% tổng số recloser.
4.2.1.1 Recloser Cooper:
a) Recloser Cooper NOVA 27:
Hình 4. 1 Recloser Cooper NOVA 27 Thông số kỹ thuật:
Hiệu : Cooper (Mỹ).
Kiểu : NOVA27 (Chân không).
Tiêu chuẩn : IEEE Standard C37.60-2003.
: IEEE Standard C37.61-1973.
: ANSI C37.85-2002.
Điện áp định mức : 27kV.
Điện áp định mức tối đa : 29,2kV.
Điện áp định mức chịu đựng ở tần số công nghiệp (BIL) 50(60)Hz : 35kV Khô trong một phút : 60kV.
Ướt trong 10 giây : 50kV.
Dòng điện định mức : 630A.
Khoảng cách đường rò sứ : 41,5(30,5) inch.
Dòng cắt định mức (In) ở 27kV : 3,5 kA (Thành phần đối xứng).
Chu kỳ đóng cắt dòng sự cố :
Bảng 4. 5 Chu kỳ đóng cắt dòng sự cố NOVA27 Loại % dòng cắt định
mức (%In)
Số lần hoạt động
Giá trị Min X/R NOVA27
15-20 45-55 90-100
88 13 32 Tổng cộng 232
4 8 15
Buồng dập hồ quang : Chân không.
Cách điện : vỏ đúc bằng nhựa epoxy cyclo-aliphatic.
Tỉ số CT : 1000 : 1.
Điện áp cuộn đóng : 240VAC (250VDC).
Trọng lượng recloser không bao gồm trọng lượng tủ điều khiển và biến dòng :
NOVA27 : 91kg (200lbs).
Định mức đóng/cắt không có bảo dưỡng : 2500 (C-O) Nhiệt độ môi trường : -400 C – 550C b) Recloser Cooper VWV27 và WVE27:
Hình 4. 2 Recloser Cooper WVE27 Thông số kỹ thuật:
Hiệu : Cooper (Mỹ).
Kiểu : VWVE27 (Chân không)/ WVE27 (Dầu).
Tiêu chuẩn : ANSI C37.60, C37.85.
Điện áp định mức : 24.9kV.
Điện áp định mức tối đa : 27kV.
Điện áp định mức chịu đựng ở tần số công nghiệp (BIL) 60Hz Khô trong một phút : 60kV.
Ướt trong 10 giây : 50kV.
Dòng điện định mức : 560A - 630A - 800A.
Khoảng cách đường rò sứ : 26 1/2 in.
Dòng cắt định mức (In) ở 24.9kV : 8 / 3 kA (Thành phần đối xứng).
Chu kỳ đóng cắt dòng sự cố :
Bảng 4. 6 Chu kỳ đóng cắt dòng sự cố WVE27 và VWVE27
Loại % dòng cắt định mức (%In)
Số lần hoạt
động Giá trị Max X/R
WVE27
15-20 45-55 90-100
28 20 10 Tổng cộng 58
4 8 15
VWVE27
15-20 45-55 90-100
88 13 32 Tổng cộng 232
4 8 15
Buồng dập hồ quang : WVE27 (dầu), VWVE27 (Chân không).
Cách điện : Dầu.
Tỉ số CT : 500 : 5 - 600 : 5 - 800 : 5.
Điện áp cuộn đóng : 240VAC (250VDC).
Trọng lượng recloser không bao gồm trọng lượng tủ điều khiển và biến dòng :
WVE27 : Bao gồm dầu (840lb); Dầu (38 gal).
VWVE27 : Bao gồm dầu (830lb); Dầu (45 gal).
4.2.1.2 Recloser Nulec:
a. Recloser Nulec U27:
Hình 4. 3 Recloser Nulec U27 Thông số kỹ thuật:
Hiệu máy : NULEC.
Kiểu máy : U27
Kiểu tủ : PTCC-TRO
Loại mạch điều khiển và bảo vệ : CAMP4 (CAMP5)
Điện áp định mức : 27kV
Dòng điện định mức : 630A
Tần số : 50/60Hz
Định mức cắt tải tác dụng chủ yếu (cos = 0,7): 630A Định mức cắt dòng đối xứng : 3,5kA Định mức đóng mạch bất đối xứng đỉnh : 32,5kA Định mức đóng mạch đối xứng hiệu dụng : 3,5kA Số lần đóng cắt tải định mức : 10.000 lần Số lần đóng cắt dòng ngắn mạch 3,5kA : 50 lần Dòng ngắn mạch sau thời gian 3 giây : 3,5kA Thời gian phục hồi dòng ngắn mạch : 180s
Điện áp xung định mức : 35kV
Khả năng chịu điện áp tần số công nghiệp
pha/đất ngang qua tiếp điểm : 60kV
Điện áp Acquy định mức : 2x3V 7,2Ah
Thời gian lưu điện Acquy khi được nạp đầy : 5 ngày.
Cơ cấu đóng/cắt : Cơ cấu từ tính có chốt cài.
Điện trở DC giữa cực sơ cấp và thứ cấp : < 30
Vật liệu vỏ máy cắt : Thép không rỉ
Trọng lượng máy cắt : 118kg
Trọng lượng tủ điều khiển : 35kg
Cách điện các đầu cực/ vỏ chứa buồng cắt : Nhựa Cyclo-Aliphatic Epoxy.
Buồng dập hồ quang : Chân không
Tỉ số biến dòng : 2000/1
Định mức nguồn cung cấp phụ : 50VA
Phạm vi đặt quá dòng pha : 10 - 360A
Phạm vi đặt quá dòng đất : 10 - 360A Phạm vi chọn hệ số nhân thời gian : 0,05 – 2
b. Recloser Nulec N24:
Hình 4. 4 Recloser Nulec N24 Thông số kỹ thuật:
Hiệu : NU-LEC (Australia).
Kiểu : N24
Điện áp định mức : 24kV
Dòng điện định mức : 630A
Tần số : 50/60Hz
Khả năng cắt mạch chính ở hệ số công suất tải 0.7 : 630A
Khả năng cắt dòng xã của cáp : 20A
Khả năng cắt dòng tụ : 250A
Khả năng cắt dòng từ hoá MBA : 25A
Khả năng cắt dòng ngắn mạch đỉnh : 31.5kA Khả năng cắt dòng ngắn mạch hiệu dụng : 3.5kA Dòng ngắn mạch sau thời gian 3 giây : 3.5kA Thời gian phục hồi dòng ngắn mạch : 180s
Đóng cần cơ khí bằng : Cuộn solenoid
Mở cần cơ khí bằng : Lò xo
Điện trở DC giữa cực sơ cấp và thứ cấp : < 100
Trọng lượng : 327kg
Cách điện : SF6
Áp suất khí SF6 (ở 200C) : Từ 10kPa đến 35kPa
Buồng dập hồ quang : Chân không
CT : 2000/1
c. Recloser Nulec R27LL:
Hình 4. 5 Recloser Nulec R27LL Thông số kỹ thuật:
Hiệu : NU-LEC (Australia).
Kiểu : R27LL
Điện áp định mức : 27kV
Mức cách điện xung : 150kV Dòng điện định mức : 630A Dòng ngắn mạch trong 3 giây : 3.5kA Dòng ngắn mạch định mức : 3.5kA Khả năng cắt dòng 25.5kA : 500 lần.
Buồng dập hồ quang : Chân không
Cách điện : SF6
4.2.1.3 Recloser entec:
Hình 4. 6 Recloser entec Thông số kỹ thuật:
Điện áp định mức : 27kV
Tần số : 50/60Hz
Dòng ngắn mạch : 3.5/16kA
Rated making curent : 32.5kA (giá trị đỉnh) Điện áp chịu đựng tần số công nghiệp
Khô : 60kV (1 phút)
Ẩm : 50kV (10 giây)
Điện áp chịu đựng xung sét tiêu chuẩn : 150kV BIL
Chu kỳ vận hành : 10000 lần
Điện nguồn : AC 110 – 240V
DC 34V nguồn điệnngoài
Mạch điều khiển từ bình ắc quy : DC 24V
Tỷ số biến dòng : 1000:1 A
Trọng lượng
Vỏ chính : 160kg
Tủ điện : 84kg
4.2.1.4 Recloser Whipp&Bourne GVR27:
Hình 4. 7 Recloser Whipp&Bourne GVR27 Thông số kỹ thuật:
Hiệu : Whipp & Bourne (Anh Quốc).
Kiểu : GVR27.
Tiêu chuẩn : ANSI/IEEE C37.60.1981
Điện áp định mức : 27kV.
Điện áp chịu đựng xung : 35/150kV.
Dòng điện định mức : 560A - 630A.
Cắt dòng đối xứng : 3.5kA.
Đóng mạch dòng đối xứng : 3.5kA.
Đóng mạch dòng không đối xứng : 32kAp.
Khối lượng máy cắt # 155Kg.
Khối lượng tủ điều khiển dùng pin Lithium # 45Kg.
Khối lượng tủ điều khiển dùng pin Chì # 95Kg.
Tỉ số biến dòng : 100/200/300/1A.
Áp suất lúc nạp đầy SF6 : 0.3/0.5Bar.
Áp suất khí SF6 định mức : 0Bar.
Điện áp cung cấp cho mạch động lực khi dùng pin Lithium : 90V.
Điện áp cung cấp cho mạch động lực khi dùng pin Chì : 60V.
Nhiệt độ môi trường làm việc : -400C đến +500C 4.2.2. LBS:
Hình 4. 8 LBS ABB loại NXA24
Cầu dao phụ tải (LBS – Load Break Switch): LBS có khả năng đóng cắt khi có phụ tải nhờ có buồng dập hồ quang.
LBS thường được lắp trên các đường dây ít xảy ra sự cố thoáng qua hoặc đường dây bọc để tiết kiêm chi phí lắp đặt.
Đối với lưới điện Điện lực, LBS được dùng nhiều trong liên kết mạch vòng, các LBS được lắp đặt tại các vị trí hợp lý để thuận tiện chuyển nguồn cấp điện hoặc giảm thiểu khu vực mất điện khi cắt điện bảo trì, khi xử lý sự cố.
Thông số kỹ thuật của LBS - Điện áp định mức :24kV - Tần số định mức : 50Hz - Ướt trong 10s :60kV - Khô trong 1 phút :70kV
- Điện áp chịu xung sét : 150kV - Dòng điện định mức :630A - Dòng cắt định mức : 630kA
Tổng số LBS là 1837 bộ, trong đó chủ yếu là:
- Hiệu VEI là 490 cái chiếm 26,7% tổng số LBS.
- Hiệu SEL là 384 bộ, chiếm 20,9% tổng số LBS.
- Hiệu ABB là 265 bộ, chiếm 14,4% tổng số LBS.
- Hiệu G&W là 174 bộ, chiếm 9,5% tổng số LBS.
- Hiệu Shingung là 163 bộ, chiếm 8,9% tổng số LBS.
- Hiệu IJIN là 35 bộ, chiếm 1,9% tổng số LBS.
4.2.3 Mô hình kết nối Recloser và LBS
4.2.3.1 Kết nối Recloser và LBS qua đường truyền không dây 3G.
Tại các Recloser và LBS kết nối qua theo giao thức IEC 60870-5-101. Cổng kết nối là RS232 kết nối với modem truyền về trung tâm dữ liệu SCADA.
Hình 4. 9 Phương thức kết nối SCADA bằng không dây
Tại Trung tâm: lắp đặt thiết bị M2M Gateway kết nối với Internet qua một Router có cấp phát địa chỉ IP tĩnh. Thiết lập đường truyền VPN qua dịch vụ Office WAN từ thiết bị IEC104 Gatewaytại các Recloser tới M2M Gateway tại phòng điều khiển theo cơ chế SSH VPN, M2M Gateway được kết nối với mạng LAN của hệ thống SCADA, được cấp phát địa chỉ IP cùng lớp của hệ thống. Địa chỉ Ip của các modem từ các Recloser được cấp phát cùng lớp mạng và được định tuyến lại để cùng lớp với hệ thống mạng LAN của SCADA. Cấu hình kênh IEC 104 với các station tương ứng địa chỉ Ip đã được thiết lập qua mạng VPN đến các thiết bị IEC104 Gateway tại Recloser.
Với cơ chế đồng bộ hoá thời gian từ chuẩn giao thức TCP/IP, giao thức IEC104 giải quyết được vấn đề đồng bộ thời gian của các đối tượng điều khiển khác nhau trên cùng một lớp mạng, với đặc điểm này sẽ cho phép ghép nhiều đối tượng điều khiển khác nhau (các recloser, RTU) lên cùng một kênh IEC104 mà không xảy ra hiện tượng mất đồng bộ do chồng lấn kênh thời gian các đối tượng điều khiển như các giao thức truyền thông nối tiếp (IEC101).
4.2.3.2 Kết nối Recloser và LBS bằng cáp quang
Tại các Recloser và LBS kết nối qua theo giao thức IEC 60870-5-104. Cổng kết nối là RJ45 kết nối với switch truyền về trung tâm dữ liệu SCADA.
Hình 4. 10 Phương thức kết nối SCADA bằng cáp quang