CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ TRẠM 500 KV Ô MÔN 1.1 Địa điểm xây dựng trạm Địa điểm Trạm Biến Áp (TBA) 500kV Ô Môn nằm trên một vùng đất trồng cây ăn trái bên cạnh Nhà máy điện (NMĐ) Ô Môn. Vị trí thuộc Ấp Thới Lợi; Phường Phước Thới, Quận Ô Môn, Thành phố Cần Thơ. Tại vị trí này, TBA 500kV Ô Môn chỉ cần nối đầu ra 220kV của máy biến áp (MBA) 500/220kV với hệ thống thanh cái 220kV của NMĐ Ô Môn. Tại thanh cái 220kV của NMĐ Ô Môn đã có các đường dây 220kV: Ô Môn-Cai Lậy; Ô Môn- Thốt Nốt, Ô Môn-Trà Nóc và Ô Môn- Rạch Giá.
Như vậy, hệ thống điện 500kV Quốc gia sẽ liên hệ trực tiếp với lưới điện khu vực Miền Tây qua các nút thanh cái 220kV NMĐ Ô Môn. Mặt khác, theo quy hoạch tại khu vực Ô Môn sẽ dự kiến phát triển thêm một số NMĐ nữa và đấu nối trực tiếp với TBA 500kV Ô Môn, nên sẽ giảm được rất nhiều các đường dây 500kV đấu nối giữa NMĐ Ô Môn với TBA 500kV Ô Môn sau này. Tổng mặt bằng TBA 500kV Ô Môn chủ yếu dựa trên hướng các đường dây ra vào trạm, đường giao thông, giải pháp mặt bằng bố trí thiết bị điện và các hạng mục khác của trạm. Đồng thời, bố trí tổng mặt bằng của trạm còn căn cứ vào chức năng nhiệm vụ trước mắt cũng như khả năng phát triển sau này của trạm.2 Các giải pháp công nghệ 1.1 Giải pháp đấu nối trạm 1.1 Các đường dây 500kV Ô Môn Với chức năng của TBA 500kV Ô Môn nêu trên, các đường dây 500kV nối vào trạm như sau: - Giai đoạn đầu: + 01 đường dây 500kV Nhà Bè-Ô Môn + 01 đường dây 500kV Phú Lâm-Ô Môn HVTH: Ngô Quang Vinh 1 GVHD: TS.
Trần Hoàng Lĩnh - Giai đoạn sau: + 04 đường dây dự phòng cho phát triển tương lai + Ngoài ra, còn có một số ngăn dự phòng để đấu nối với các NMĐ Ô Môn theo quy hoạch sau này 1.2 Các đường dây 220kV Phía 220kV có 02 ngăn lộ tổng từ MBA 500kV/220kV đến thanh cái 220kV của NMĐ Ô Môn - Giai đoạn đầu: 01 lộ từ MBA AT1 - Giai đoạn sau: 01 lộ từ MBA AT2 1.2 Công suất trạm TBA 500kV Ô Môn là một trạm kết nối giữa hệ thống điện 500kV Quốc Gia với NMNĐ Ô Môn và lưới 220kV của khu vực Miền Tây. Với chức năng chuyển giao công suất qua lại nên quy mô TBA 500kV Ô Môn được lựa chọn như sau: - Giai đoạn đầu Trạm được lắp 1 tổ MBA chính 500kV bao gồm 3 MBA 1 pha, công suất mỗi máy là 450 MVA. Công suất lắp đặt giai đoạn đầu là 150x3=450MVA - Giai đoạn sau Dự kiến lắp thêm 1 tổ MBA chính 500kV thứ 2 cùng chủng loại với công suất lắp đặt giai đoạn sau là 150x3=450MVA Tổng công suất lắp đặt toàn trạm:450x2=900MVA 1.1 Phía 500kV Với quy mô của TBA 500kV Ô Môn nêu trên, sơ đồ hoàn chỉnh của trạm (chưa kể các ngăn lộ dự phòng cho NMĐ Ô Môn 3; 4; 5) sẽ bao gồm: + 02 ngăn lộ cho 02 tổ MBA 500/220kV + 01 ngăn chính thức + 01 ngăn dự phòng - 06 ngăn cho 06 đường dây 500kV + 01 ngăn đường dây 500kV Nhà Bè-Ô Môn HVTH: Ngô Quang Vinh 2 GVHD: TS. Trần Hoàng Lĩnh + 05 ngăn dự phòng: 01 đường dây 500kV Phú Lâm-Ô Môn (Thiết bị được lắp đặt trước trong giai đoạn này) 04 đường dây 500kV dự kiến cho phát triển tương lai Do đó, đối với TBA 500kV Ô Môn dự án chọn sơ đồ 3/2 làm sơ đồ nối điện chính cho trạm với các ưu điểm sau: - Sơ đồ làm việc tin cậy cao - Phù hợp với quy mô của trạm khi có nhiều phần tử nối vào hệ thống thanh cái của trạm (06 phần tử), dễ dàng mở rộng khi thêm ngăn lộ.
- Sử dụng đất ít do khối lượng san gạt mặt bằng cũng ít 1.2 Phía 220kV Để phù hợp với sơ đồ nối điện chính của hệ thống 220kV của NMNĐ Ô Môn, phía 220kV dùng sơ đồ 3/2 máy cắt cho mỗi lộ tổng MBA bao gồm: - 01 ngăn lộ cho MBA 500/220kV chính thức. - 01 ngăn lộ cho MBA 500/220kV dự phòng cho MBA thứ hai 1.3 Phía 35kV Phía 35kV dùng sơ đồ khối MBA lấy điện từ cuộn tam giác của MBA 500/220/35kV cho hệ thống điện tự dùng, các thiết bị đóng cắt 35kV đặt ngoài trời.4 Mặt bằng bố trí thiết bị Căn cứ vào địa hình hiện trạng khu vực dự kiến đặt trạm, đồng thời căn cứ vào tổng mặt bằng của NMĐ Ô Môn, giải pháp bố trí mặt bằng trạm 500kV Ô Môn được thực hiện theo một phương án duy nhất. Mặt bằng trạm 500kV được bố trí về phía tây và sát bên cạnh khu vực trạm 200kV của MNĐ Ô Môn - Bố trí thiết bị 500kV theo đúng sơ đồ nối điện chính đã chọn phù hợp với việc đấu nối trạm vào lưới điện khu vực. - Phần 500kV nằm về phía Tây-Nam để đấu nối với đường dây 500kV từ Nhà Bè và Phú Lâm đến.
HVTH: Ngô Quang Vinh 3 GVHD: TS. Trần Hoàng Lĩnh - Phần MBA 500/220kV nằm về phía Đông để đấu nối phía 220kV của trạm đến thanh cái 220kV của NMĐ Ô Môn. - Giải pháp bố trí thiết bị đảm bảo các khoảng cách an toàn giữa thiết bị với người vận hành. Đồng thời đảm bảo khoảng cách an toàn cho phương tiện vận chuyển trong quá trình lắp đặt trạm cũng như quản lý vận hành trạm sau này.5 Các giải pháp bù 1.1 Bù dọc trên đường dây 500kV Giới hạn truyền tải của các đường dây cao áp được đánh giá theo nhiều tiêu chuẩn khác nhau.
Đối với các đường dây siêu cao áp 500kV truyền tải xa thì giới hạn truyền tải thường được xác định trên cơ sở đảm bảo ổn định tĩnh cũng như ổn định động cho hệ thống. Đối với yêu cầu ổn định tĩnh giới hạn truyền tải được xác định theo công thức: Trong đó: Pmax: Giới hạn truyền tải cực đại của đường dây U1, U2: Điện áp hai đầu đường dây Z, XL, XC: Tổng trở, điện kháng và điện kháng tụ bù trên đường dây δ: Góc lệch giữa vector điện áp của 2 đầu đường dây Công thức trên cho thấy công suất truyền tải cực đại của đường dây siêu cao áp tỷ lệ nghịch với tổng trở của đường dây hay cảm kháng của đường dây. Để có thể nâng khả năng truyền tải của đường dây 500kV thường áp dụng các biện pháp đặt tụ bù dọc trên đường dây nhằm giảm dung kháng cũng như góc lệch “truyền tải” giữa vector điện áp giữa hai đầu đường dây. Mức độ bù dọc trên đường dây siêu cao áp được xác định theo công thức: Trong các đường trên đã áp dụng trên thế giới, hệ số bù dọc thường nằm trong khoảng 35%-75%.
Nếu mức bù quá thấp thì hiệu quả tăng khả năng truyền tải HVTH: Ngô Quang Vinh 4 GVHD: TS. Trần Hoàng Lĩnh của hệ thống giảm đi, ngược lại mức bù quá cao có thể dẫn đến các hiện tượng tự kích, gây ra các dao động lệch pha giữa các tổ máy phát, cản trở việc hoạt động chính xác của hệ thống relay bảo vệ hay có thể gây ra hiện tượng cộng hưởng tần số thấp rất nguy hiểm. Với chiều dài khoảng 150km, điện kháng của đường dây Nhà Bè-Ô Môn xấp xỉ khoảng 40 Ω. Nếu dựa trên thông số của các tụ cao áp thông thường, có thể lắp các tụ từ khoảng 7 Ω-15 Ω tụ trên mỗi đầu đường dây 500kV Nhà Bè – Ô Môn hay tương đương với 14 Ω-30 Ω đối với cả đường dây 500kV (mức bù 35%-75%).
Tuy nhiên việc áp dụng chế độ bù như trên sẽ không cải thiện nhiều về giới hạn ổn định tĩnh cho đường dây nói riêng và toàn hệ thống nói chung do chiều dài đường dây quá ngắn, giới hạn ổn định tĩnh khi không bù là 4800MW (tính theo giá trị góc lệch trung bình giữa hai vector điện áp tại thanh cái 500kV của 2 trạm 500kV Nhà Bè và Ô Môn). Giá trị này cao hơn rất nhiều so với giới hạn phát nóng của đường dây phân pha ACSR4x330 (2800MVA) và giá trị công suất lắp đặt của các MBA ở trạm 500kV Ô Môn (Cao nhất cũng 1050MVA). Mặt khác, các phân tích chế độ quá độ điện từ với chức năng tìm kiếm tần số cộng hưởng (frequency Scanning) đối với hệ thống điện miền Nam năm 2010 bằng chương trình ATP cho thấy hiện tượng cộng hưởng có thể sẽ xảy ra đối với máy phát MNĐ Ô Môn và Phú Mỹ trong một số trường hợp khi đặt bù trên đường dây 500kV Nhà Bè-Ô Môn và Phú Lâm-Ô Môn với mức độ bù 60%. Đây là hiện tượng hết sức nguy hiểm đối với máy phát cũng như các thiết bị điện trong hệ thống.
Trong trường hợp bỏ tụ điện lắp đặt trên đường dây thì hiện tượng này được loại bỏ. Với các phân tích trên, kiến nghị không bù dọc trên đường dây 500kV Nhà Bè-Ô Môn.2 Bù ngang cho đường dây 500kV Các hệ thống đường dây cao áp, nhất là hệ thống siêu cao áp sinh ra một lượng công suất phản kháng rất lớn. Thông thường ở chế độ vận hành vừa và nặng tải, lượng vô công sinh ra từ đường dây có thể so sánh (và triệt tiêu) với tổn thất vô công khi truyền tải. Vấn đề cần lưu ý ở đây là khi đường dây nhẹ tải, đặc biệt là khi HVTH: Ngô Quang Vinh 5 GVHD: TS.
Trần Hoàng Lĩnh cắt tải đột ngột ở một phía đường dây sẽ xuất hiện hiệu ứng Ferranti- hiện tượng tăng đột ngột điện áp trên dọc tuyến đường dây, làm đánh hỏng cách điện, gây trở ngại cho việc đóng lặp lại và trong một số trường hợp làm quá tải các máy phát do phải chịu dòng điện dung khá cao. Nguyên nhân chính của hiện tượng trên là do dung dẫn của đường dây sinh ra công suất phản kháng rất lớn. Để khắc phục tình trạng này người ta sử dụng phương pháp đặt các kháng bù ngang ở hai đầu hoặc trên giữa đường dây. Khi đó điện áp cao nhất trên đường dây bị hở mạch một đầu được xác định theo công thức: Trong đó: l: Chiều dài đường dây β: Tốc độ lan truyền sóng thuận 50 Hz trên đường dây.
Thông thường β nằm trong khoảng 1. 10-3 Z: Điện kháng sóng của đường dây XR: Điện kháng của cuộn kháng bù vào cuối đường dây XS: Điện kháng tương đương của hệ thống LR: chiều dài của đường dây chịu ảnh hưởng của cuộn kháng bù Hình 1.1 Bù ngang cho đường dây 500kV Ô Môn-Nhà Bè HVTH: Ngô Quang Vinh 6 GVHD: TS.
