CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU TRẠM BIẾN ÁP 110kV NINH PHƯỚC – NINH THUẬN 1.1 Vị trí, vai trò, lịch sử phát triển 1.1 Giới thiệu chung Trạm biến áp 110/22kV Ninh Phước trực thuộc Chi nhánh điện Cao thế Ninh Thuận - Công ty Lưới điện Cao thế miền Nam được giao nhiệm vụ quản lý vận hành lưới điện 110kV, nhiệm vụ chính của trạm là cung cấp điện cho huyện Ninh Phước, Thuận Nam và một phần cho thành phố Phan Rang - Tháp Chàm. Trạm được xây dựng trên quốc lộ 1A, thôn Hiếu Thiện, xã Phước Ninh, huyện Thuận Nam, tỉnh Ninh Thuận. Trạm biến áp 110/22kV Ninh Phước được xây dựng vào năm 2000. Công suất thiết kế 50MVA, công suất lắp đặt được chia làm hai giai đoạn: - Giai đoạn 1: Trạm được đưa vào vận hành ngày 18 tháng 02 năm 2004 với công suất lắp đặt 25MVA.
- Giai đoạn 2: Hoàn thiện sơ đồ lắp thêm một MBA 25MVA, phân đoạn thanh cái 110kV, 22kV đóng điện vận hành ngày 30 tháng 02 năm 2016 1.2 Qui mô trạm: Phía 110kV gồm: + Ngăn lộ 171: đường dây 110kV Ninh Phước – Tuy Phong; + Ngăn lộ 172: đường dây 110kV Ninh Phước – Tháp Chàm; + Ngăn lộ 131: ngăn lộ tổng 131 vào MBA T1 + Ngăn lộ 132: ngăn lộ tổng 132 vào MBA T2 + Ngăn lộ phân đoạn thanh cái 112 Máy biến áp: 1 + T1: 25MVA – 115/23kV; + T2: 25MVA – 115/23kV; + TD1: 75kVA – 22/0,4kV. + TD2: 100kVA – 22/0,4kV. Phía 22kV: gồm 08 xuất tuyến 22kV, 2 ngăn tụ bù, một máy cắt phân đoạn: + 471: Phước Dân; + 473: Phước Dinh; + 475: Phước Minh; + 477: Phước Diêm. + 472 và 474: Vĩnh Tân.
+ 476 và 478: Thuận Nam + TBN401 và TBN402: Tụ bù cho thanh cái C41 và C42 1.3 Các thiết bị bảo vệ trạm Thiết bị bảo vệ chính của trạm là bảo vệ so lệch và bảo vệ quá dòng. Ngoài ra, để bảo vệ cho đường dây, thanh cái và máy cắt trong trạm còn sử dụng một số loại bảo vệ khác như: Bảo vệ khoảng cách, bảo vệ so lệch thanh cái trở kháng thấp, bảo vệ chống từ chối tác động của máy cắt, bảo vệ cắt nhanh chống các dạng ngắn mạch nhiều pha.4 Hệ thống điện tự dùng - Nguồn tự dùng xoay chiều được cung cấp từ phía thứ cấp máy biến áp tự dùng TD1 (22kV/0.38KV – 75KV A) và TD2 (chưa đưa vào hoạt động) đến vào các tủ, thiết bị chính thông qua các CB nhánh (đều có bảo vệ riêng). Vì vậy rất thuận lợi cho vận hành và sửa chữa hư hỏng. - Nguồn tự dùng một chiều: Sử dụng 01 bộ ắc quy Niken-Cadmi (NiCd), ngõ ra 110VDC, dung lượng 120Ah/5h.
Do có 1 dàn ắc quy 110V là nguồn cung cấp điện tự 2 dùng DC cho toàn trạm nên không có nguồn dự phòng trong trường hợp ắc quy bị sự cố. 22kV 22kV C42 C41 Q0 Q0 MC 412 412-1 M M 1. 800A 800A 6A 6A Q8 Q8 TD2 TD1 75kVA 75kVA 222x2,5%/0,4kV 222x2,5%/0,4kV Khóa liên động U và ATS U Q01 Q02 M I I M 2. 1 Q24 Phụ tải tự dùng AC 380/220V Hình 1.1 Sơ đồ nguồn điện tự dùng AC 3 TC 380/22V TC 380/22V Q21 Q16 Input Input CB CB Máy nạp Máy nạp V01 V02 Output Battery Battery Output CB CB CB CB Q21 Q22 100A 100A Q01 ACCU ACCU Q02 100A 115Ah 115Ah 100A 2/PE DC 110V, 125A PT TỰ DÙNG DC 110V Hình 1.2 Sơ đồ nguồn điện tự dùng DC 1.5 Cách điện – bảo vệ quá áp – nối đất - Theo tiêu chuẩn IEC 815/85; khu vực có độ nhiểm bẩn không khí cấp 3, ứng với đường rò tối thiểu cách điện 2,5cm/kV.
Việc tính toán cách điện có sự phối hợp cách điện đường dây để hạn chế sự phóng điện do sét đánh trên đường dây truyền vào trạm. - Bảo vệ quá điện áp trong trạm bao gồm bảo vệ sét đánh trực tiếp, bảo vệ chống sét truyền từ đường dây vào trạm và bảo vệ quá điện áp thao tác: + Bảo vệ quá điện áp do sét đánh trực tiếp: dùng kim thu sét lắp trên các đỉnh trụ 110kV, trụ ănten. 4 + Bảo vệ quá điện áp do sét truyền từ đường dây vào trạm và quá điện áp cảm ứng qua các cuộn dây máy biến áp, ở các đầu vào 110 kV và đầu ra 22 kV của máy biến áp lực trang bị các chống sét van loại ZnO, còn cuộn cân bằng đấu tam giác có một đầu được nối đất. Ngoài ra ở đầu các đường dây 110 kV cũng trang bị các chống sét van bảo vệ tiếp điểm máy cắt khi máy cắt hở mạch.2 Nguyên lý hoạt động Phía 110kV: Trạm biến áp 110/22kV Ninh Phước nhận điện từ một trong hai nguồn: + Nguồn chính: Từ nhà máy thủy điện Đại Ninh thông qua đường dây 110kV Đại Ninh – Phan Rí - Tuy Phong – Ninh Phước (lộ 171).
+ Nguồn dự phòng: Từ nhà máy thủy điện Đa Nhim thông qua đường dây 110kV Đa Nhim - Ninh Sơn – Tháp Chàm – Ninh Phước (lộ 172). Thông qua 2 đường dây 171, 172 các trạm 110kV Tuy Phong, Ninh Phước, Tháp Chàm có thể nhận hoặc phát công suất qua lại với nhau tùy theo thời điểm trào lưu công suất. Phân đoạn cho thanh góp 110kV là máy cắt 112. Do có máy cắt phân đoạn thanh góp nên hạn chế được sự thao tác nhầm, hạn chế được khu vực mất điện khi sự cố trên phân đoạn thanh góp và an toàn hơn cho việc kiểm tra sửa chữa thiết bị.
Phía 22kV: Thiết bị phân phối 22kV được thiết kế trong ngăn tủ hợp bộ đặt trong nhà phân phối, bao gồm: 2 ngăn lộ tổng 431 và 432; 8 phát tuyến là 22kV ra lưới điện lực; 2 ngăn MBA tự dùng (ngăn lộ TD41, TD42), 2 tủ đo lường PT 22kV/110V (ngăn lộ TUC41, TUC42), 2 ngăn tụ bù (TBN401, TBN402); MC phân đoạn thanh cái 22kV 412. Hiện nay trạm vận hành ở chế độ 1 MBA, MBA T2 đang ở trạng thái dự phòng nguội và thanh cái C42 không có điện, máy cắt 412 mở. MBA T1 mang tải cung cấp cho các phụ tải trên thanh cái C41. Khi có bảo trì sửa chữa hay sự cố MBA T1, để phụ tải không bị gián đoạn cung cấp điện thì MBA T2 phải đưa vào hoạt động cấp điện cho phụ tải qua máy cắt phân đoạn thanh cái 412.3 Sơ đồ nguyên lý trạm 110kV Ninh Phước 6 1.3 Thông số và các thiết bị chính 1.1 Các thông số phía 110kV của trạm Phía 110kV dùng sơ đồ “ hình chữ H”, các thiết bị được đặt ngoài trời có các thông số kỹ thuật sau: Bảng 1.1 Thông số kỹ thuật của các thiết bị điện phía 110kV STT Thiết bị Mã hiệu Uđm (kV) Iđm (A) 1 Máy cắt 3AP1FG 123 1600 2 Dao cách ly MGB&M 123 2000 T1 (25MVA – 110kV) 3 Máy biến áp 115/23 100,4/125,5A T2 (25MVA – 110kV) 4 Máy biến dòng điện AT4 145 1 5 Dao cách ly MGB&M 123 2000A Bảng 1.2 Thông số kỹ thuật của máy cắt SF6 - 3AP1FG Điện áp định mức 123kV Dòng điện định mức 1600A Tần số 50Hz Thời gian mở 31 ±3 (30±4) ms Thời gian đóng 57 ± 6 (55±8) ms Chu trình thao tác O-0,3s –CO-3min-CO Tiêu chuẩn ứng dụng IEC 60056 Mức chịu đựng áp xung 550kV Trọng lượng máy cắt 1500kg Trọng lượng khí SF6 8,1kg Dòng điện cắt ngắn mạch định mức 25kA Điện áp chịu đựng ở tần số công nghiệp 230kV Thời gian chịu đựng dòng ngắn mạch 3s Điện áp định mức của mạch điều khiển 110VDC Điện áp định mức của mạch môtơ 220VAC 7 Bảng 1.3 Thông số kỹ thuật của dao cách ly S&S POWER Điện áp định mức 123kV Dòng điện định mức 2000A Tần số 50Hz Mức chịu đựng áp xung 650kV Trọng lượng 780kg Dòng điện ổn định động 62,5kA Dòng điện ổn định nhiệt 25kA (3s) Điện áp cấp cho động cơ U = 110VDC Điện áp chiếu sáng/sưởi U = 220VAC Bảng 1.4 Thông số kỹ thuật của máy biến áp kiểu tụ (Crompton Greaves) Điện áp định mức 123kV Công suất định mức 150VA Tần số 50Hz Điện áp chiu được xung sét 550kV Trọng lượng 430kg Hệ số quá điện áp cho phép 1,2Un (liên tục) và 1,5 Un (trong 30s) Dầu cách điện của bộ tụ 30±10%kg Dầu cách điện của thùng điện từ 65±10%kg Điện áp chịu đựng ở tần số công nghiệp 230kV Bảng 1.5 Thông số kỹ thuật của máy biến dòng điện Điện áp định mức 145kV Tần số 50Hz Mức chịu đựng áp xung 650kV Trọng lượng 780kg Dòng điện ổn định động 62,5kA Dòng điện ổn định nhiệt 25kA (3s) Điện áp chiu được xung sét 650kV Điện áp chịu đựng ở tần số công nghiệp 75kV 8 Bảng 1.6 Thông số kỹ thuật của máy cắt chân không (3AH1) Điện áp định mức Un = 24kV 2000A ( 3AH1263-4 ) Dòng điện định mức 1250A (3AH1284-2 ) Tần số 50Hz Số pha 03 Dòng điện cắt ngắn mạch Isc = 25kA Dòng điện xung đỉnh Ip = 63kA Điện áp chiu được xung sét 125kV Điện áp chịu đựng ở tần số công nghiệp UF = 50kV Bảng 1.7 Thông số kỹ thuật của chống sét van (3E – P4 096 - 2PL3) Điện áp định mức Ur = 96kV Điện áp làm việc liên tục 77kV Dòng điện phóng định mức In = 10kA Dòng chịu đựng Max 65kA Tần số 48 - 62Hz 1.2 Các thông số phía 22kV của trạm Bảng 1.8 Thông số kỹ thuật của máy biến áp Điện áp định mức 24kV Công suất định mức 150VA Tần số 50Hz Điện áp chiu được xung sét 125kV Điện áp chịu đựng ở tần số công nghiệp 50kV 9 Bảng 1.9 Thông số kỹ thuật của máy biến dòng điện Điện áp định mức 24kV Tần số 50Hz Công suất 3*15VA (4 cuộn thứ cấp) Dòng điện ổn định nhiệt 20kA (1s) Điện áp chiu được xung sét 125kV Điện áp chịu đựng ở tần số công nghiệp 50kV KẾT LUẬN 1 Với thiết kế và quy mô công suất như trên, trạm biến áp 110kV Ninh Phước sẽ là nguồn cung cấp điện quan trọng cho các phụ tải trong huyện Ninh Phước cũng như các khu vực lân cận, góp phần quan trọng vào việc phát triển kinh tế - xã hội của huyện Ninh Phước nói riêng và tỉnh Ninh Thuận nói chung.
Trang thiết bị của trạm được đầu tư mới hoàn toàn và đều là những trang thiết bị hiện đại, đã được thử nghiệm theo đúng quy trình trước khi đưa vào vận hành và đảm bảo đáp ứng tất cả các yêu cầu kỹ thuật hiện hành. Do tính chất quan trọng của trạm nên cần phải có những yêu cầu cao cho hệ thống bảo vệ rơle. Để duy trì sự vận hành an toàn và ổn định lâu dài của trạm cần thiết phải có một hệ thống bảo vệ rơle với các phương thức bảo vệ và rơle phù hợp. Vì vậy, vấn đề cài đặt rơle kỹ thuật số mang tính bức thiết.
