Hệ thống phân phối điện tự dùng và phụ kiện
Hệ thống cấp điện phụ trợ của nhà máy thủy điện là mạng lưới cung cấp điện được thiết lập nhằm đảm bảo cho nhà máy điện vận hành bình thường. Chủ yếu được sử dụng để cung cấp nguồn điện tin cậy cho các thiết bị không phát điện trong nhà máy thủy điện. Chức năng cốt lõi của nó là đảm bảo hoạt động ổn định của các thiết bị và hệ thống quan trọng khi nguồn điện chính sảy ra sự cố. Sau đây là giới thiệu về cấu tạo và chức năng chi tiết của hệ thống:

1. Thành phần cấu tạo của hệ thống

Bộ phận nguồn điện

· Nguồn điện chính: Thông thường được lấy từ phía hạ áp máy biến áp chính của nhà máy thủy điện hoặc từ máy biến áp tự dùng.

· Nguồn điện dự phòng: Bao gồm máy phát điện diesel, nhóm bình ắc quy hoặc nguồn điện lưới kéo từ bên ngoài.

· Nguồn điện khẩn cấp: Như UPS (nguồn điện không gián đoạn) hoặc hệ thống điện một chiều ( DC), được sử dụng để bảo vệ và điều khiển các phụ tải quan trọng.

Mạng lưới phân phối điện

· Tủ phân phối điện cao áp/thấp áp, thanh cái, thiết bị đóng cắt và cáp điện.

· Thiết bị chuyển mạch tự động (ATS): Cho phép chuyển đổi liền mạch giữa nguồn điện chính và nguồn điện dự phòng.

Thiết bị phụ tải

· Hệ thống điều khiển và bảo vệ: PLC, thiết bị bảo vệ rơle, hệ thống giám sát và điều khiển.

· Thiết bị cơ khí phụ trợ: Bơm dầu, bơm nước, thiết bị thông gió và làm mát.

· Chiếu sáng và thông tin liên lạc: Chiếu sáng khẩn cấp, điện thoại điều độ, thiết bị truyền tải dữ liệu.

Bảo vệ và giám sát đo lường

· Bảo vệ quá dòng/ngắn mạch, giám sát đo lường cách điện, đồng hồ phân tích chất lượng điện năng.

· Nền tảng giám sát tập trung: giám sát thời gian thực trạng thái cung cấp điện

2. Chức năng cốt lõi

Cách thức cấp điện của nguồn điện chính

· Trong quá trình hoạt động bình thường, máy biến áp chính hoặc máy biến áp nhà máy tự dùng cung cấp điện cho tất cả các thiết bị phụ trợ trong nhà máy.

Chuyển đổi nguồn điện dự phòng

· Khi nguồn điện chính sảy ra sự cố, hệ thống sẽ tự động chuyển sang máy phát điện diesel hoặc nguồn điện dự phòng bên ngoài, đảm bảo cho các hệ thống quan trọng (như điều khiển cửa van) tiếp tục hoạt động.

Đảm bảo nguồn điện khẩn cấp

· UPS và nhóm bình ắc quy cung cấp nguồn điện từ vài phút đến vài giờ cho các hệ thống điều khiển, bảo vệ và thông tin liên lạc để phòng tránh mất dữ liệu hoặc hư hỏng thiết bị do mất điện đột ngột.

Khả năng khởi động đen

· Khi lưới điện bị ngắt hoàn toàn, nguồn điện dự phòng sẽ được sử dụng để tự động khởi động các tổ máy và từng bước khôi phục hoạt động của nhà máy điện.

3. Những điểm chính trong thiết kế

Cấu hình dự phòng

· Áp dụng thiết kế nguồn điện kép và thanh cái kép, các thiết bị chính (như bơm dầu điều tốc) được trang bị mạch kín độc lập.

· Công suất máy phát điện diesel phải đáp ứng được yêu cầu tải khẩn cấp tối đa.

Tối ưu hóa kết cấu phân phối điện

· Cấp điện chia thành khu vực theo các mức phụ tải, các phụ tải quan trọng (như hệ thống giám sát điều khiển) được kết nối với thanh cái có độ tin cậy cao.

· Kết hợp kiểu bức xạ và kiểu mạng vòng để cân bằng độ tin cậy và giá thành.

Các biện pháp bảo vệ

· Hiết lập bảo vệ so lệch và bảo vệ dòng điện thứ tự không để phòng tránh sự cố nối đất.

· Hệ thống nối đất chống sét phù hợp với tiêu chuẩn IEEE hoặc IEC để giảm nguy cơ bị sét đánh.

Quản lý thông minh

· Hệ thống SCADA tích hợp thực hiện giám sát điều khiển từ xa và chẩn đoán sự cố.

· Định kỳ mô phỏng các thử nghiệm chuyển đổi nguồn điện để xác minh độ tin cậy của hệ thống.

4. Trường hợp ứng dụng điển hình

Vận hành bình thường

· Cung cấp điện liên tục cho hệ thống làm mát, bôi trơn, chiếu sáng, v.v.

Phản ứng khẩn cấp khi xảy ra sự cố

· Khi máy biến áp chính bị ngắt, nguồn điện dự phòng sẽ đảm bảo hoạt động của tời nâng cửa van và máy bơm thoát nước để tránh ngập lụt toàn nhà nhà máy.

Bảo trì và sửa chữa

· Thông qua hộp phân phối điện sửa chữa cung cấp nguồn điện tạm thời để hỗ trợ việc thí nghiệm hiệu chỉnh thiết bị.

Tình huống cực đoan

· Trong các thảm họa như động đất và lũ lụt, máy phát điện diesel và ắc quy phối hợp cùng nhau đảm bảo hoạt động của hệ thống chỉ huy khẩn cấp.

5. Những thách thức thường gặp và đối sách

Các vấn đề về chất lượng điện

Sự giao thoa sóng hài có thể gây ra sự cố bảo vệ, do đó cần phải lắp bộ lọc sóng.

Các yếu tố môi trường

Độ ẩm và nhiệt độ cao ảnh hưởng đến tuổi thọ của thiết bị, do đó phải chọn tủ có cấp độ bảo vệ IP54 trở lên.

Khó khăn trong vận hành và bảo trì

Định kỳ kiểm tra dung lượng của ắc quy để tránh tình trạng bị lão hóa và hỏng hóc.

      Máy phát điện diesel hàng tháng được thử nghiệm không tải.