Thiết bị cấp điện áp máy phát và phụ kiện
Khái quát

Tủ đóng cắt cao thấp áp đầu cực máy phát nhà máy thủy điện là thiết bị quan trọng kết nối giữa máy phát và hệ thống điện, chủ yếu được sử dụng để điều khiển và bảo vệ hoạt động của máy phát. Tủ đóng cắt cao thấp áp thông qua cách tích hợp nhiều thiết bị điện khác nhau để đảm bảo hoạt động an toàn, ổn định và hiệu quả của máy phát. Chúng đóng vai trò quan trọng trong độ tin cậy và an toàn của hệ thống điện.

Cấu tạo

Tủ đóng cắt cao thấp áp thông thường được cấu tạo bởi các bộ phận chính sau:

1. Tủ đóng cắt cao áp（High-Voltage Switchgear）

1. Máy cắt（Circuit Breaker）：

· Chức năng: Dùng để kết nối và ngắt dòng điện cao áp nhằm bảo vệ hệ thống khỏi ảnh hưởng của sự cố ngắn mạch, quá tải v.v..

· Chủng loại : Các loại máy cắt thông dụng bao gồm máy cắt chân không (VCB), máy cắt SF6, v.v.

2. Công tắc cách ly (Isolator)：

· Chức năng: Dùng để ngắt nguồn điện cao áp trong quá trình bảo dưỡng hoặc kiểm tra sửa chữa để đảm bảo an toàn cho nhân viên vận hành.

· Đặc điểm: Công tắc cách ly thông thường không có thiết bị dập hồ quang, chỉ có thể hoạt động trong điều kiện không tải hoặc tải nhẹ.

3. Công tắc nối đất（Earthing Switch）:

· Chức năng: Dùng để nối đất các dòng điện cao áp nhằm đảm bảo tính an toàn của dòng điện trong quá trình bảo dưỡng hoặc kiểm tra sửa chữa.

· Đặc điểm: Công tắc nối đất thường được sử dụng kết hợp với công tắc cách ly để đảm bảo dòng điện sau khi cắt được nối đất đáng tin cậy .

4. Rơ le bảo vệ（Protective Relays):

· Chức năng: Giám sát đo lường các thông số điện cao áp (như điện áp, dòng điện, tần số) và phát hiện sự cố. Khi phát hiện được sự cố, rơle sẽ kích hoạt máy cắt thao tác để ngắt dòng điện.

· Chủng loại: Rơ le bảo vệ thường thấy bao gồm rơ le quá dòng, rơ le điện áp thấp, rơ le bảo vệ so lệch, v.v.

5. Đồng hồ và thiết bị đo lường （Instrumentation and Measuring Devices）:

· Chức năng: Dùng để giám sát đo lường và hiển thị các thông số điện cao áp như vôn kế, ampe kế, công tơ điện, v.v.

· Đặc điểm: Các thiết bị đo lường và đồng hồ cung cấp dữ liệu thời gian thực giúp nhân viên vận hành giám sát trạng thái hoạt động của trạm biến áp.

6. Đơn vị điều khiển và bảo vệ（Control and Protection Units）:

· Chức năng: Bao gồm rơle điều khiển, bộ tiếp điểm, rơle thời gian, v.v., được sử dụng để điều khiển và bảo vệ hoạt động của hệ thống điện áp cao.

· Đặc điểm: Thông qua hệ thống điều khiển logic và tự động hóa, có thể điều khiển chính xác hệ thống điện áp cao.

7. Thiết bị phụ trợ (uxiliary Equipment):

· Chức năng: bao gồm đèn báo tín hiệu, bộ báo động, giao diện truyền thông, v.v., được sử dụng để cung cấp hướng dẫn vận hành và báo động sự cố.

· Đặc điểm: Thiết bị phụ trợ tăng cường khả năng vận hành và độ an toàn của hệ thống.

8. Cáp và thanh cái（Cables and Busbars）:

· Chức năng: Dùng để kết nối các thiết bị khác nhau trong tủ đóng cắt điện cao áp nhằm đảm bảo truyền tải dòng điện đáng tin cậy.

· Đặc điểm: Việc lựa chọn, lắp đặt dây cáp điện và thanh cái cần phải xem xét đến tính năng điện và cường độ cơ học.

2. Tủ đóng cắt điện áp thấp（Low-Voltage Switchgear）

1. Máy cắt（Circuit Breaker）:

· Chức năng: Dùng để kết nối và ngắt dòng điện áp thấp nhằm bảo vệ hệ thống khỏi ảnh hưởng của tình trạng đoản mạch, quá tải và những sự cố khác.

· Chủng loại: Các loại máy cắt thông dụng bao gồm máy cắt hộp nhựa (MCCB), máy cắt loại hình nhỏ (MCB), v.v.

2. Công tắc cách ly（Isolator）：

· Chức năng: Dùng để ngắt nguồn điện áp thấp trong quá trình bảo dưỡng hoặc kiểm tra sửa chữa để đảm bảo an toàn cho nhân viên thao tác.

· Đặc điểm: Công tắc cách ly thường không có thiết bị dập hồ quang và chỉ có thể hoạt động trong điều kiện không tải hoặc tải nhẹ.

3. Công tắc nối đất（Earthing Switch）:

· Chức năng: Dùng để nối đất các dòng điện áp thấp nhằm đảm bảo tính an toàn cho dòng điện trong quá trình bảo dưỡng hoặc kiểm tra sửa chữa.

· Đặc điểm: Công tắc nối đất thường được sử dụng kết hợp với công tắc cách ly để đảm bảo dòng điện được nối đất đáng tin cậy sau khi ngắt điện.

4. Rơ le bảo vệ（Protective Relays）:

· Chức năng: Giám sát các thông số điện áp thấp (như điện áp, dòng điện, tần số) và phát hiện sự cố. Khi phát hiện thấy lỗi, rơle sẽ kích hoạt máy cắt để cắt dòng điện.

· Chủng loại: Rơ le bảo vệ thông thường bao gồm rơ le quá dòng, rơ le điện áp thấp, rơ le bảo vệ rò rỉ điện, v.v.

5. Đồng hồ và thiết bị đo lường （Instrumentation and Measuring Devices）：

· Chức năng: Dùng để giám sát đo lường và hiển thị các thông số điện áp thấp như vôn kế, ampe kế, công tơ điện, v.v.

· Tính năng: Các thiết bị đo lường và đồng hồ cung cấp dữ liệu thời gian thực giúp nhân viên vận hành theo dõi trạng thái hoạt động của hệ thống.

6. Đơn vị điều khiển và bảo vệ（Control and Protection Units）:

· Chức năng: Bao gồm rơle điều khiển, bộ tiếp xúc, rơle thời gian, v.v., dùng để điều khiển và bảo vệ hoạt động của hệ thống điện áp thấp.

· Đặc điểm: Thông qua hệ thống điều khiển logic và tự động hóa, có thể điều khiển chính xác hệ thống điện áp thấp.

7. Thiết bị phụ trợ（Auxiliary Equipment）:

· Chức năng: Bao gồm đèn chỉ thị tín hiệu, bộ báo động, giao diện truyền thông, v.v., được sử dụng để cung cấp hướng dẫn vận hành và báo động sự cố.

· Đặc điểm: Thiết bị phụ trợ tăng cường khả năng vận hành và tính an toàn của hệ thống.

8. Cáp điện và thanh cái（Cables and Busbars）:

· Chức năng: Dùng để kết nối các thiết bị khác nhau trong tủ đóng cắt áp thấp nhằm đảm bảo truyền tải dòng điện đáng tin cậy.

· Đặc điểm: Việc lựa chọn và bố trí cáp điện và thanh cái cần phải tính đến tính năng điện và độ bền cơ học.

Tác dụng

Chức năng chính của tủ đóng cắt điện áp cao và thấp bao gồm:

1. Điều khiển máy phát điện khởi động và dừng:

· Thông qua máy cắt và đơn vị điều khiển, nhân viên vận hành có thể điều khiển từ xa hoặc tại chỗ việc khởi động và dừng của máy phát điện để đảm bảo máy phát điện hoạt động trơn tru.

2. Bảo vệ máy phát điện và hệ thống:

· Rơ le bảo vệ và máy cắt có thể phát hiện và phản hồi nhiều sự cố khác nhau (như ngắn mạch, quá tải, điện áp thấp, mất cân bằng trình tự pha), nhanh chóng cắt dòng điện và phòng tránh hư hỏng thiết bị và lỗi hệ thống.

3. Theo dõi tình trạng hoạt động của máy phát điện:

· Các thiết bị đo lường và đồng hồ theo dõi các thông số điện theo thời gian thực, cung cấp dữ liệu thời gian thực để giúp nhân viên vận hành theo dõi và phân tích trạng thái hoạt động của máy phát điện.

4. Hỗ trợ phối hợp và liên kết hệ thống:

· Tủ đóng cắt được tích hợp với hệ thống điều khiển để đạt được sự phối hợp và liên kết giữa máy phát điện và hệ thống điện, đảm bảo hệ thống điện hoạt động ổn định.

5. Nâng cao tính an toàn và độ tin cậy của hệ thống:

· Công tắc cách ly và công tắc nối đất đảm bảo tính an toàn trong quá trình bảo dưỡng và kiểm tra sửa chữa, còn rơle bảo vệ và máy cắt cải thiện độ tin cậy của hệ thống và giảm thiểu sự cố xảy ra cũng như ảnh hưởng của sự cố.

6. Cung cấp hỗ trợ vận hành và bảo trì:

· Các thiết bị phụ trợ như đèn chỉ thị tín hiệu và bộ báo động cung cấp hướng dẫn thao tác và báo động sự cố trực quan, thuận tiện cho nhân viên vận hành thực hiện công việc vận hành và bảo trì hàng ngày.

Tổng kết

Tủ đóng cắt cao thấp áp đầu cực máy phát nhà máy thủy điện là thiết bị quan trọng kết nối giữa máy phát và hệ thống điện, thông qua cách tích hợp nhiều thiết bị điện khác nhau để đảm bảo hoạt động an toàn, ổn định và hiệu quả cao của tổ máy phát điện. Tủ đóng cắt cao thấp áp đóng vai trò quan trọng đối với độ tin cậy, an toàn và hiệu quả của hệ thống điện.