Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Trạm biến áp 110kV đóng vai trò nút mạng trọng yếu trong hệ thống điện quốc gia, thực hiện chức năng biến đổi và phân phối điện năng phục vụ cho các trung tâm công nghiệp và khu dân cư. Tại khu vực Hải Phòng, sự phát triển nhanh chóng của các khu công nghiệp tập trung như Khu công nghiệp Tràng Duệ đòi hỏi nguồn cung cấp điện phải đạt mức độ tin cậy và liên tục cao. Trạm biến áp 110kV Tràng Duệ (ký hiệu E2.21) được đầu tư xây dựng nhằm đáp ứng nhu cầu phụ tải cho khu công nghiệp Tràng Duệ, tổ hợp Nhà máy LG Electronics Hải Phòng, cùng địa bàn hai huyện An Dương và An Lão.

Đặc thù khí hậu nhiệt đới gió mùa tại Việt Nam có mật độ dông sét cao, gây nguy cơ quá điện áp khí quyển đe dọa trực tiếp đến an toàn vận hành của các thiết bị điện ngoài trời. Khi sét đánh trực tiếp vào trạm hoặc sóng sét lan truyền từ đường dây tải điện vào thanh cái, biên độ dòng điện và điện áp xung kích có thể phá hỏng lớp cách điện của máy biến áp chính, máy cắt, biến dòng và biến điện áp. Do đó, việc nghiên cứu thực tế cấu trúc thiết bị tại Trạm 110kV Tràng Duệ và thực hiện tính toán thiết kế hệ thống bảo vệ chống sét toàn diện là yêu cầu kỹ thuật cấp thiết.

Nhiệm vụ và mục tiêu nghiên cứu của đồ án bao gồm:

  1. Tìm hiểu, khảo sát tổng quan quy mô, phương thức cấp nguồn, cấu trúc vận hành và hệ thống nhân sự tại Trạm biến áp 110kV Tràng Duệ.
  2. Thu thập, phân tích thông số kỹ thuật chi tiết của các thiết bị nhất thứ và nhị thứ trong trạm, bao gồm máy biến áp lực chính 63MVA, máy biến áp tự dùng, máy cắt SF6, máy cắt chân không, dao cách ly, dao nối đất, biến dòng điện (TI), biến điện áp (TU) và thiết bị phân phối trong nhà.
  3. Nghiên cứu cơ chế phóng điện dông sét và đánh giá tác động của quá điện áp sét đối với lưới điện truyền tải và phân phối tại Việt Nam.
  4. Tính toán thiết kế hệ thống cột thu lôi chống sét đánh trực tiếp vào trạm biến áp, xác định chiều cao hiệu dụng, lập và so sánh các phương án bố trí mặt bằng cột thu lôi để đảm bảo phạm vi bảo vệ an toàn cho toàn bộ công trình và thiết bị.
  5. Nghiên cứu phương pháp tính toán hệ thống nối đất an toàn và nối đất chống sét cho trạm 110/35/22kV.
  6. Tính toán bảo vệ chống sét lan truyền từ đường dây 110kV vào trạm biến áp bằng các phương pháp phân tích sóng quá điện áp và phối hợp cách điện thiết bị bảo vệ (chống sét van).

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

  • Đối tượng nghiên cứu: Trạm biến áp 110kV Tràng Duệ (E2.21) và hệ thống bảo vệ chống sét đánh thẳng, chống sét lan truyền cùng hệ thống nối đất của trạm.
  • Phạm vi không gian: Trạm biến áp 110kV Tràng Duệ đặt tại thôn Trạm Bạc, xã Tràng Duệ, huyện An Dương, thành phố Hải Phòng.
  • Phạm vi thời gian và số liệu: Đồ án tốt nghiệp hệ chính quy ngành Điện Tự động Công nghiệp thực hiện năm 2016 tại Trường Đại học Dân lập Hải Phòng dưới sự hướng dẫn của ThS. Nguyễn Đoàn Phong, dựa trên số liệu vận hành thực tế của trạm từ khi đóng điện ngày 30/11/2014 đến năm 2016.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Đồ án ứng dụng các lý thuyết chuyên ngành kỹ thuật điện cao áp, hệ thống cung cấp điện và giải pháp bảo vệ chống sét công trình công nghiệp:

  • Lý thuyết phóng điện dông sét: Mô hình phóng điện đám mây tích điện xuống đất thông qua quá trình phát triển tia tiên đạo và giai đoạn phóng điện ngược; quan hệ giữa mật độ điện tích, tốc độ tia tiên đạo và biên độ dòng sét xung kích.
  • Lý thuyết bảo vệ chống sét đánh thẳng: Phương pháp tính toán phạm vi bảo vệ của cột thu lôi đơn, cặp cột thu lôi cùng độ cao và khác độ cao, cùng hệ thống đa giác nhiều cột thu sét dựa trên điều kiện hình học đường tròn ngoại tiếp và công thức Hê-rông.
  • Lý thuyết quá điện áp sóng chạy và phối hợp cách điện: Phương pháp truyền sóng điện từ dọc theo đường dây vào trạm biến áp; các phương pháp phân tích điện áp nút gồm phương pháp lập bảng, phương pháp đồ thị và phương pháp tiếp tuyến trên sơ đồ thay thế rút gọn ở trạng thái nguy hiểm nhất.
  • Tiêu chuẩn kỹ thuật và quy trình vận hành: Quy chuẩn kỹ thuật điện, quy trình vận hành và kiểm tra bảo dưỡng máy biến áp lực, máy cắt SF6, quy định về điện trở nối đất an toàn và nối đất chống sét của Tập đoàn Điện lực Việt Nam và Công ty TNHH MTV Điện lực Hải Phòng.

Phương pháp nghiên cứu thực tế được triển khai:

  • Phương pháp thu thập và thống kê số liệu: Khảo sát hồ sơ kỹ thuật xuất xưởng, biên bản thí nghiệm đóng điện và thông số vận hành thực tế của các thiết bị tại Trạm 110kV Tràng Duệ.
  • Phương pháp tính toán giải tích kỹ thuật: Áp dụng các công thức giải tích tính toán chiều cao tác dụng, bán kính bảo vệ tại các độ cao treo xà 11m, 7,5m và mái nhà điều khiển 6m; tính toán kiểm tra điều kiện bảo vệ hoàn toàn diện tích đa giác $D \le 8h_a$.
  • Phương pháp so sánh lựa chọn phương án: Thiết lập các phương án bố trí số lượng và vị trí cột thu lôi (phương án 7 cột và phương án 8 cột), đánh giá về mặt kinh tế, kỹ thuật và khả năng thi công để chọn phương án tối ưu.

Thiết kế và triển khai hệ thống kỹ thuật

Hệ thống bảo vệ chống sét cho Trạm 110kV Tràng Duệ được thiết kế tích hợp qua ba phân hệ kỹ thuật chính:

[Phân hệ thu sét đánh thẳng] ---> Cột thu lôi độc lập & Cột trên xà xích (11m, 12m, 17m)
[Phân hệ tản dòng sét]       ---> Hệ thống tiếp địa cọc - thanh chôn sâu 1,5m (R <= 4 Ohm)
[Phân hệ hạn chế sóng chạy]   ---> Chống sét van phía 110kV, 35kV, 23kV và đoạn dây chống sét 1-2km

1. Phân hệ bảo vệ chống sét đánh trực tiếp

  • Bố trí cột thu lôi: Kết hợp giữa việc tận dụng kết cấu xà trạm 110kV (độ cao xà 11m) để đặt cột thu lôi và xây dựng các cột thu lôi độc lập xung quanh khuôn viên phân phối ngoài trời và nhà điều khiển.
  • Độ cao tác dụng và chiều cao cột: Qua tính toán các nhóm tam giác và tứ giác theo công thức đường kính đường tròn ngoại tiếp $D$, độ cao tác dụng chung cho toàn trạm được xác định $h_a = 6,\text{m}$. Từ đó, chiều cao cột thu lôi phía 110kV (bảo vệ xà cao 11m) đạt $h = 11 + 6 = 17,\text{m}$; cột thu lôi bảo vệ khu vực nhà điều khiển và phân phối 35kV (bảo vệ độ cao 6m) đạt $h = 6 + 6 = 12,\text{m}$.
  • Khoảng cách và nối đất cột thu lôi trên xà: Dòng điện sét từ cột trên xà được dẫn thoát xuống lưới tiếp địa bằng đường ngắn nhất với tối thiểu 3 đến 4 thanh nối đất khuếch tán, đồng thời bố trí các cụm cọc tiếp địa bổ sung tại chân cột nhằm đảm bảo điện trở nối đất xung kích không vượt quá $4,\Omega$.

2. Phân hệ nối đất trạm biến áp

  • Hệ thống nối đất kết hợp giữa cọc thép tiếp địa đóng sâu ngập đất và hệ thống thanh dẹt liên kết thành mạch vòng kín chôn sâu $1,5,\text{m}$ dưới mặt đất tự nhiên.
  • Đảm bảo khoảng cách an toàn điện giữa điểm nối đất của cột thu lôi độc lập và điểm nối vỏ máy biến áp chính lớn hơn $15,\text{m}$ theo đường điện (hoặc ghép chung hệ thống lưới đẳng thế trạm 110kV theo quy phạm). Điểm ngoài cùng giữa hệ thống tiếp địa chống sét và tiếp địa an toàn làm việc cách nhau tối thiểu $6,\text{m}$.

3. Phân hệ bảo vệ chống sét lan truyền

  • Sử dụng chống sét van phi tuyến (loại oxit kim loại) lắp đặt trực tiếp tại các đầu cực 110kV, 35kV và 23kV của hai máy biến áp chính T1, T2.
  • Bảo vệ đoạn đường dây vào trạm từ $1 \div 2,\text{km}$ bằng dây chống sét treo trên toàn bộ các cột vượt tiếp cận trạm nhằm triệt tiêu nguy cơ sét đánh thẳng lân cận trạm và làm giảm độ dốc của sóng quá điện áp truyền vào trạm.

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: Giới thiệu chung trạm biến áp 110kV Tràng Duệ

Chương này trình bày toàn diện về vị trí địa lý, nhiệm vụ cung cấp điện, cơ cấu tổ chức và sơ đồ cấp nguồn của Trạm biến áp 110kV Tràng Duệ (mã hiệu E2.21):

  • Vị trí và thời gian vận hành: Trạm đặt tại thôn Trạm Bạc, xã Tràng Duệ, huyện An Dương, TP. Hải Phòng; chính thức đóng điện đưa vào vận hành khai thác thương mại ngày 30/11/2014.
  • Nguồn cấp và phụ tải: Nguồn điện được cấp từ đường dây 220kV qua trạm 220kV Đồng Hòa (lộ 187 E2.1). Trạm cấp điện cho hai cấp điện áp phân phối 38,5kV và 23kV, cung cấp trực tiếp cho phụ tải huyện An Lão, huyện An Dương, KCN Tràng Duệ và Công ty LG Electronics Hải Phòng.
  • Quy mô máy biến áp: Gồm 02 máy biến áp lực T1 và T2 có công suất định mức 63MVA (115/38,5/23 kV).
  • Cơ cấu quản lý và vận hành: Trạm thuộc quyền quản lý của Công ty TNHH MTV Điện lực Hải Phòng; nhân sự gồm 8 người (1 trạm trưởng, 7 nhân viên trực vận hành, 2 bảo vệ, trong đó có 1 an toàn viên), làm việc theo chế độ 3 ca 4 kíp trực liên tục 24/24h.

Chương 2: Các thiết bị chính trong trạm biến áp 110kV E2.21

Chương 2 mô tả chi tiết các thông số kỹ thuật, cấu tạo và chế độ làm việc của toàn bộ thiết bị nhất thứ, nhị thứ trong trạm:

Thiết bị Nhà sản xuất / Mã hiệu Thông số kỹ thuật chính
Máy biến áp chính T1, T2 Nhà máy Chế tạo Thiết bị điện Đông Anh (EEMC) - Kiểu 63000kVA-115/35/22kV $S_{\text{đm}} = 63,\text{MVA}$ (ONAF), $50,4,\text{MVA}$ (ONAN); $U = 115/38,5/23,\text{kV}$; $I_{\text{đm cao}} = 316,438,\text{A}$; $P_0 = 31,9,\text{kW}$; $I_0 = 0,090%$; $U_k% = 10,46%$ (110-35), $17,72%$ (110-22), $6,34%$ (35-22); Dầu Hyvolt 28.000kg.
Bộ điều áp dưới tải (OLTC) Đức - Kiểu VV III 600Y-76-10191W Dòng $600,\text{A}$, $76,\text{kV}$, 19 nấc ($\pm 9 \times 1,78%$), rơ le điều khiển REG-DA / SPAU 341 C1; Bộ truyền động ED 100 S ($0,75,\text{kW}$).
Máy biến áp tự dùng TD1, TD2 EEMC - Kiểu BAD 180kVA $S = 180,\text{kVA}$; TD1: 35/0,4kV; TD2: 23/0,4kV; Tổ đấu dây Y/Y0-12; làm mát tự nhiên.
Máy cắt 110kV Đức - Kiểu GL312-F1 Máy cắt khí SF6; $U_{\text{đm}} = 123,\text{kV}$; $I_{\text{đm}} = 40,\text{kA}$; $U_{\text{xét}} = 650,\text{kV}$; $I_{\text{cắt đm}} = 40,\text{kA}$; Áp suất nạp SF6 $0,74,\text{MPa}$; Truyền động FK3 (220VDC).
Máy cắt 35kV & 22kV ABB / SIEMENS - VD4, ZN85 Máy cắt chân không hợp bộ; Phía 35kV: $40,5,\text{kV} - 1250\text{A}/1600\text{A} - 25,\text{kA}/3\text{s}$; Phía 22kV: $24,\text{kV} - 630\text{A}/2500\text{A} - 25,\text{kA}/3\text{s}$.
Dao cách ly & Tiếp địa 110kV Tây Ban Nha / ABB - SGCPT-123 & SGF111 $U_{\text{đm}} = 123,\text{kV}$; DCL $I_{\text{đm}} = 1600,\text{A}$, tiếp địa $I_{\text{đm}} = 1250,\text{A}$; Chịu xung $550,\text{kV}$.
Biến dòng (TI) & Biến điện áp (TU) 110kV Pháp / ALSTOM - TI kiểu QDR-123/2; TU kiểu tụ 3 pha TI: $123,\text{kV}$, ổn định nhiệt/động $25,\text{kA}$; TU: $115/\sqrt{3},\text{kV}$, điện dung $12000,\text{pF}$, chịu xung sét $550,\text{kV}$.
Chống sét van Pháp - Kiểu PSC75Y96L (110kV) & PCS54YL (35kV) Phía 110kV: $U_r = 75/102,\text{kV}$, $U_c = 59/80,\text{kV}$, $I_n = 10,\text{kA}$; Phía 35kV: $U_r = 54,\text{kV}$, $U_c = 42,\text{kV}$, $I_n = 10,\text{kA}$.
Tủ phân phối hợp bộ trong nhà ALSTOM / SIEMENS Tủ hợp bộ 35kV dập hồ quang SF6 và tủ 22kV chân không gồm 4 khoang: thanh cái, đầu cáp, điều khiển bảo vệ và máy cắt dạng xe kéo.

Quy định vận hành máy biến áp nêu rõ: MBA được phép quá tải lâu dài 5% điện áp định mức khi đầy tải, hoặc quá tải ngắn hạn 40% trong thời gian không quá 6 giờ/ngày đêm và không quá 5 ngày liên tục với hệ số phụ tải ban đầu không quá 0,93. Nhiệt độ lớp dầu trên không vượt quá $90^\circ\text{C}$; quạt gió tự động khởi động khi nhiệt độ dầu đạt $60^\circ\text{C}$ (hoặc $55^\circ\text{C}$) và tự ngắt khi nhiệt độ giảm xuống $50^\circ\text{C}$.

Chương 3: Hiện tượng dông sét và ảnh hưởng của dông sét đến hệ thống điện Việt Nam

  • Cơ chế phóng điện dông sét: Dông sét bản chất là hiện tượng phóng tia lửa điện giữa mây tích điện và mặt đất qua khoảng cách lớn ($\approx 5,\text{km}$). Quá trình phát triển bắt đầu từ tia tiên đạo có tốc độ di chuyển trung bình lần đầu khoảng $1,5 \times 10^7,\text{cm/s}$, tạo dòng điện sét dạng sóng xung kích có biên độ biến thiên rộng từ vài kA đến hàng trăm kA.
  • Tác hại đến lưới điện: Sét đánh trực tiếp vào đường dây hoặc lân cận tạo ra sóng quá điện áp lan truyền dọc tuyến dây gây chọc thủng chuỗi sứ, ngắn mạch pha - đất hoặc pha - pha, dẫn tới nhảy máy cắt đường dây, nguy cơ rã lưới cục bộ. Khi sóng sét xâm nhập vào trạm biến áp, nếu thiết bị chống sét van không làm việc hiệu quả, quá điện áp sẽ đánh thủng cách điện máy biến áp chính gây thiệt hại kinh tế đặc biệt nghiêm trọng.

Chương 4: Bảo vệ chống sét đánh trực tiếp vào trạm biến áp

Chương 4 thực hiện các bước tính toán chi tiết cho hệ thống cột thu lôi:

  • Nguyên tắc kỹ thuật: Đảm bảo tất cả thiết bị (thanh xà 110kV cao 11m, thanh xà 35kV cao 7,5m, nhà điều khiển cao 6m) nằm hoàn toàn trong phạm vi bảo vệ an toàn.
  • Công thức tính toán: Chiều cao cột $h = h_x + h_a$. Bán kính bảo vệ của cột đơn tại độ cao $h_x$: $$r_x = 1{,}5 \cdot h \cdot \left(1 - \frac{h_x}{p \cdot h}\right) \quad \left(\text{với } h_x \le \frac{2}{3}h\right)$$ Đối với nhóm nhiều cột thu lôi, điều kiện bảo vệ hoàn toàn diện tích đa giác là $D \le 8h_a$ (với $D$ là đường kính đường tròn ngoại tiếp đa giác xác định theo công thức Hê-rông).
  • Tính toán chi tiết Phương án 1 (7 cột thu lôi):
    • Cột 1 và 2 đặt trên xà trạm 110kV (xà cao 11m, cột vươn cao $6,\text{m}$, tổng độ cao $17,\text{m}$).
    • Cột 3, 4, 5 là các cột độc lập cao $17,\text{m}$.
    • Cột 6, 7 là các cột độc lập cao $12,\text{m}$ (bảo vệ nhà điều khiển và khu 35kV).
    • Kết quả kiểm tra độ cao tác dụng cho từng tam giác: nhóm (1,2,3) cần $h_a \ge 3,48,\text{m}$; nhóm (3,4,5) cần $h_a \ge 5,23,\text{m}$; nhóm (1,5,3) cần $h_a \ge 2,94,\text{m}$; nhóm (3,2,4) cần $h_a \ge 3,32,\text{m}$; hình chữ nhật (4,5,6,7) có $D = 46,56,\text{m}$ nên $h_a \ge 5,82,\text{m}$.
    • Chọn $h_a = 6,\text{m}$ cho toàn trạm.

Kết quả tính toán phối hợp các cặp cột thu lôi của Phương án 1 được tổng hợp như sau:

Cặp cột Khoảng cách $a$ (m) Khoảng cách hiệu chỉnh $a'$ (m) Độ cao cột $h$ (m) Độ cao lớn nhất giữa 2 cột $h_0$ (m) Bán kính bảo vệ $R_x$ (m) Bán kính tại điểm giữa $R_{0x}$ (m)
1 - 2 27,00 - 17 13,14 4,88 1,60
1 - 5 22,85 - 17 13,74 4,88 2,06
2 - 4 23,56 - 17 13,63 4,88 1,97
4 - 7 26,90 23,15 17 - 12 8,69 4,88 - 6,75 2,02
5 - 6 26,90 23,15 17 - 12 8,69 4,88 - 6,75 2,02
6 - 7 38,00 - 12 6,57 6,75 0,43

Tổng chiều dài kim thu sét gia công lắp đặt cho phương án 1 là $87,\text{m}$.

  • Khảo sát Phương án 2 (8 cột thu lôi): Bố trí 2 cột trên xà và 6 cột độc lập, phân chia lưới nhỏ hơn để giảm bán kính bao ngoài nhưng tăng chi phí móng cột và tiếp địa độc lập.

Chương 5: Tính toán nối đất cho trạm biến áp 110/35kV

Nội dung chương trình bày nguyên lý tính toán hệ thống nối đất an toàn và chống sét:

  • Xác định điện trở suất tính toán của đất tại mặt bằng trạm Tràng Duệ có xét đến hệ số mùa.
  • Thiết kế mạng lưới tiếp địa mạch vòng kết hợp cọc tiếp địa thép góc đóng sâu $1,5,\text{m}$ liên kết bằng các thanh thép dẹt hàn điện ngấu, đảm bảo điện trở tản xoay chiều tần số công nghiệp $R_{\text{đ}} \le 4,\Omega$ và thỏa mãn yêu cầu điện trở xung kích khi tản dòng sét.

Chương 6: Tính toán bảo vệ chống sét truyền vào trạm biến áp từ đường dây 110kV

Chương này tập trung giải quyết bài toán sóng quá điện áp chạy dọc đường dây 110kV vào trạm:

  • Phương pháp tính toán: Trình bày cơ sở lý thuyết của ba phương pháp tính điện áp trên cách điện thiết bị: phương pháp lập bảng, phương pháp đồ thị và phương pháp tiếp tuyến.
  • Quy trình triển khai:
    1. Thiết lập sơ đồ thay thế rút gọn ở chế độ vận hành nguy hiểm nhất của trạm biến áp (khi số lộ đường dây vào trạm là ít nhất, phản xạ sóng nhiều lần).
    2. Thiết lập hệ phương trình tính toán điện áp tại các nút phân nhánh, đầu cực máy biến áp và vị trí đặt chống sét van.
    3. So sánh điện áp xung cực đại tại các nút với mức chịu đựng xung sét danh định của thiết bị (máy cắt: $650,\text{kV}$, biến dòng/biến điện áp: $550,\text{kV}$) để khẳng định mức độ an toàn và hiệu quả làm việc của chống sét van.

Kết quả và đóng góp

Đồ án đạt được các kết quả kỹ thuật cụ thể:

  1. Hoàn thành bức tranh tổng thể về thiết bị Trạm 110kV Tràng Duệ: Hệ thống hóa đầy đủ và chính xác toàn bộ bảng thông số kỹ thuật xuất xưởng, chế độ chịu tải, khả năng ngắn mạch và điều kiện vận hành an toàn của MBA 63MVA (EEMC), máy cắt SF6 GL312-F1, máy cắt chân không VD4, rơ le tự động điều áp REG-DA và hệ thống tủ phân phối hợp bộ ALSTOM/SIEMENS.
  2. Xây dựng giải pháp chống sét đánh trực tiếp tối ưu: Tính toán định lượng cụ thể phương án bảo vệ bằng 7 cột thu lôi (2 cột cao 17m trên xà xích, 3 cột độc lập cao 17m, 2 cột độc lập cao 12m) với tổng chiều dài thép thu lôi $87,\text{m}$, bảo vệ an toàn $100%$ các điểm cao của xà 110kV ($11,\text{m}$), xà 35kV ($7,5,\text{m}$) và nhà điều khiển ($6,\text{m}$).
  3. Đóng góp kỹ thuật: Cung cấp tài liệu thuyết minh tính toán hoàn chỉnh kết hợp giữa việc tìm hiểu thực tế tại một trạm biến áp mới đưa vào vận hành (năm 2014) với việc áp dụng chuẩn xác các công thức giải tích bảo vệ chống sét công trình công nghiệp điện.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

  • Hạn chế: Phạm vi tính toán trong đồ án tập trung chủ yếu vào giải tích hình học mặt bằng tĩnh cho hệ thống cột thu lôi chống sét đánh thẳng và phương pháp giải tích sóng kinh điển; chưa sử dụng các phần mềm mô phỏng chuyên dụng hiện đại (như EMTP/ATP) để mô phỏng quá trình quá độ điện từ phi tuyến theo thời gian thực khi sét đánh vào đường dây.
  • Hướng phát triển tiếp: Ứng dụng công cụ số mô phỏng phân tích trường điện từ và sóng quá điện áp lan truyền nhiều chiều; nghiên cứu mở rộng phương án tự động hóa trạm không người trực (Unmanned Substation) và tích hợp hệ thống SCADA/DCS giám sát trực tuyến thông số sét đánh và độ suy giảm của van chống sét.

Giá trị tham khảo

Đồ án là tài liệu tham khảo hữu ích cho:

  • Sinh viên chuyên ngành Hệ thống điện, Thiết bị điện, Điện tự động công nghiệp thực hiện đồ án môn học Kỹ thuật cao áp, Thiết kế trạm biến áp hoặc đồ án tốt nghiệp kỹ sư.
  • Kỹ sư thiết kế, cán bộ quản lý vận hành tại các công ty điện lực khi cần tra cứu thông số kỹ thuật thực tế của các dòng thiết bị trạm 110kV (máy cắt GL312-F1, biến áp EEMC 63MVA, bộ điều áp tải VV III, tủ hợp bộ 35/22kV) và phương pháp tính toán cột thu lôi bảo vệ trạm.

Câu hỏi thường gặp

1. Trạm biến áp 110kV Tràng Duệ có công suất định mức và cấp điện áp như thế nào?
Trạm được trang bị 02 máy biến áp chính T1 và T2 do Nhà máy Chế tạo Thiết bị điện Đông Anh sản xuất, công suất định mức mỗi máy là $63,\text{MVA}$ (ở chế độ làm mát ONAF) và $50,4,\text{MVA}$ (ở chế độ làm mát tự nhiên ONAN), với các cấp điện áp danh định $115/38,5/23,\text{kV}$.

2. Máy cắt 110kV tại trạm sử dụng công nghệ dập hồ quang gì và thông số áp suất khí ra sao?
Phía 110kV sử dụng máy cắt khí SF6 kiểu GL312-F1 (Đức sản xuất), dòng cắt định mức $40,\text{kA}$, mức chịu xung sét $650,\text{kV}$. Khối lượng khí SF6 là $12,\text{kg}$, áp suất nạp định mức ở $20^\circ\text{C}$ là $0,74,\text{MPa}$, mức báo tín hiệu áp suất thấp là $0,65,\text{MPa}$ và mức khóa thao tác là $0,61,\text{MPa}$.

3. Để bảo vệ chống sét đánh trực tiếp, phương án 1 đề xuất bố trí bao nhiêu cột thu lôi và chiều cao mỗi loại là bao nhiêu?
Phương án 1 đề xuất sử dụng tổng cộng 7 cột thu lôi: gồm 5 cột có đỉnh đạt độ cao $17,\text{m}$ (trong đó có 2 cột đặt trên xà trạm 110kV cao 11m và 3 cột độc lập) cùng 2 cột đặt độc lập có độ cao $12,\text{m}$ để bảo vệ nhà điều khiển và khu vực phân phối ngoài trời 35kV.

4. Điều kiện hình học nào được áp dụng để đảm bảo toàn bộ diện tích bên trong đa giác cột thu lôi được bảo vệ an toàn?
Toàn bộ vật thể có độ cao $h_x$ nằm trong đa giác tạo bởi các cột thu lôi được bảo vệ an toàn khi đường kính $D$ của đường tròn ngoại tiếp đa giác thỏa mãn điều kiện $D \le 8h_a$ (với $h_a = h - h_x$ là độ cao tác dụng của cột thu sét).

Kết luận

Đồ án tốt nghiệp "Tìm hiểu trạm biến áp 110kV Tràng Duệ và thiết kế hệ thống chống sét trạm 110kV" của sinh viên Đoàn Văn Đông đã phản ánh đầy đủ cấu trúc vận hành thực tế và thông số kỹ thuật chi tiết của trạm E2.21 Hải Phòng. Các nội dung tính toán thiết kế hệ thống bảo vệ chống sét đánh trực tiếp, tính toán nối đất và phân tích sóng sét lan truyền được thực hiện tuần tự, bám sát các phương pháp giải tích tiêu chuẩn ngành điện lực. Công trình là tài liệu tổng hợp có giá trị ứng dụng kỹ thuật và thực tiễn cao cho sinh viên ngành kỹ thuật điện và cán bộ kỹ thuật vận hành trạm biến áp 110kV.