I. Giới thiệu về quá điện áp trong trạm biến áp 500kV
Quá điện áp trong trạm biến áp 500kV Đức Hòa là một hiện tượng quan trọng cần được nghiên cứu kỹ lưỡng. Hiện tượng này có thể xảy ra do nhiều nguyên nhân, trong đó đáng chú ý nhất là sự tác động của sét và các thao tác đóng mở máy cắt. Quá điện áp khí quyển thường xảy ra khi có sét đánh vào các thiết bị hoặc đường dây truyền tải điện, dẫn đến điện áp cao hơn mức cho phép. Điều này có thể gây ra hư hại cho các thiết bị trong trạm. Sử dụng phần mềm EMTP-RV, luận văn này sẽ phân tích các yếu tố liên quan đến quá điện áp, từ đó đưa ra giải pháp bảo vệ các thiết bị trong trạm. Theo nghiên cứu, vào ngày 13/7/2020, đã xảy ra một sự cố quá điện áp do sét đánh với biên độ dòng sét lên đến 196kA, cho thấy mức độ nguy hiểm của hiện tượng này.
1.1. Nguyên nhân gây ra quá điện áp
Nguyên nhân chính gây ra quá điện áp trong trạm biến áp có thể được phân loại thành hai nhóm chính: quá điện áp khí quyển và quá điện áp nội bộ. Quá điện áp khí quyển thường xảy ra do các hiện tượng thời tiết như sét, trong khi quá điện áp nội bộ thường do các thao tác vận hành như đóng cắt máy cắt. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng, để giảm thiểu nguy cơ xảy ra quá điện áp, cần phải có các biện pháp bảo vệ hiệu quả như lắp đặt chống sét van và thực hiện các quy trình vận hành an toàn. Việc sử dụng phần mềm EMTP-RV giúp mô phỏng và phân tích các kịch bản khác nhau, từ đó đưa ra các giải pháp cụ thể nhằm giảm thiểu rủi ro cho trạm biến áp.
II. Phân tích quá điện áp khí quyển
Quá điện áp khí quyển trong trạm biến áp 500kV Đức Hòa chủ yếu xảy ra do sét đánh. Sét là một hiện tượng tự nhiên với biên độ dòng điện rất lớn, có thể gây ra quá điện áp đáng kể khi lan truyền vào trạm. Các nghiên cứu cho thấy, biên độ dòng sét có thể lên đến hàng trăm kA, dẫn đến áp lực lớn lên các thiết bị điện. Đặc biệt, khi sét đánh vào dây dẫn hoặc thiết bị bảo vệ, điện áp quá độ phục hồi (TRV) có thể xuất hiện, gây ra các vấn đề nghiêm trọng cho hệ thống điện. Để đánh giá chính xác tác động của sét, việc sử dụng mô hình EMTP-RV cho phép mô phỏng các kịch bản khác nhau và phân tích được các tham số như biên độ dòng sét, độ dốc đầu sóng, và cực tính của sét. Từ đó, có thể thiết lập các biện pháp bảo vệ hiệu quả hơn cho trạm biến áp.
2.1. Tác động của sét đến trạm biến áp
Tác động của sét đến trạm biến áp 500kV Đức Hòa không chỉ đơn thuần là gây ra quá điện áp khí quyển, mà còn có thể dẫn đến hư hỏng các thiết bị điện tử và giảm hiệu suất hoạt động của toàn bộ hệ thống. Khi sét đánh vào trạm, dòng điện lớn sẽ tạo ra điện áp cao vượt quá giới hạn cho phép, có thể gây ra các sự cố nghiêm trọng. Theo báo cáo từ sự cố vào tháng 7/2020, dòng sét đã gây ra quá điện áp làm hỏng thiết bị chống sét van, cho thấy tầm quan trọng của việc nghiên cứu và áp dụng các giải pháp bảo vệ. Việc lắp đặt các thiết bị bảo vệ như chống sét van và thực hiện các quy trình vận hành an toàn là cần thiết để đảm bảo an toàn cho trạm biến áp.
III. Phân tích quá điện áp nội bộ
Quá điện áp nội bộ trong trạm biến áp 500kV Đức Hòa chủ yếu xảy ra trong quá trình vận hành, đặc biệt là trong các thao tác đóng cắt máy cắt. Điện áp quá độ phục hồi (TRV) và tốc độ gia tăng điện áp quá độ phục hồi (RRRV) là hai yếu tố quan trọng cần được xem xét. Những yếu tố này có thể gây ra quá điện áp trong nội bộ hệ thống, ảnh hưởng đến hiệu suất và an toàn của thiết bị. Việc tính toán và mô phỏng TRV và RRRV là cần thiết để xác định mức cách điện xung đóng-cắt phù hợp cho trạm. Nghiên cứu cho thấy rằng, việc lựa chọn thông số cho máy cắt điện không chỉ giúp giảm chi phí thiết bị mà còn đảm bảo an toàn trong quá trình vận hành. Bằng cách sử dụng phần mềm EMTP-RV, các kịch bản khác nhau có thể được mô phỏng để đưa ra các giải pháp cụ thể nhằm giảm thiểu rủi ro cho trạm.
3.1. Tính toán TRV và RRRV
Tính toán TRV và RRRV là một phần quan trọng trong việc thiết kế và vận hành trạm biến áp. TRV được định nghĩa là điện áp phục hồi sau khi máy cắt mở, trong khi RRRV là tốc độ gia tăng của điện áp này. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng, việc tính toán chính xác TRV và RRRV giúp xác định mức cách điện cần thiết cho các thiết bị trong trạm. Điều này có ý nghĩa quan trọng trong việc đảm bảo an toàn và hiệu suất hoạt động của trạm. Sử dụng phần mềm EMTP-RV cho phép mô phỏng các kịch bản khác nhau, từ đó đưa ra các giải pháp cụ thể nhằm giảm thiểu rủi ro cho trạm biến áp và nâng cao độ tin cậy cho hệ thống điện.
