Một trong những yếu tố cần đảm bảo trong quá trình cung cấp điện là chất lượng điện năng cung cấp cho các hộ gia đình, bởi nó ảnh hưởng nghiêm trọng tới tuổi thọ thiết bị và chất lượng sản phẩm. Trong các chỉ tiêu chất lượng điện năng, chất lượng điện áp là yếu tố quan trọng và lưới phân phối có nhiệm vụ đảm bảo chất lượng điện áp.
Hiện nay, trên lưới phân phối trung và hạ áp được trang bị nhiều thiết bị bù động để giảm tổn thất điện áp và tổn thất điện năng trong quá trình phân phối điện. Các thiết bị bù này được đóng cắt theo từng cấp tùy thuộc hệ số công suất phụ tải. Khi thực hiện sẽ tạo ra quá điện áp và quá dòng điện làm ảnh hưởng tới chất lượng điện năng.
Bộ Công Thương đã giao cho Trường Đại học Điện lực nhiệm vụ “Nghiên cứu, thiết kế và chế tạo thiết bị hạn chế quá trình quá độ trong đóng cắt thiết bị bù động trên lưới điện phân phối”. Sau hơn 1 năm thực hiện, ngày 14/10/2019 Bộ Công Thương đã tổ chức nghiệm thu đề tài.
Ông Dương Khắc Hiển, chuyên viên Vụ Khoa học Công nghệ, đại diện Bộ Công Thương đọc quyết định thành lập Hội đồng trước phiên họp nghiệm thu đề tài
Tại buổi báo cáo, trưởng nhóm nghiên cứu, TS Nguyễn Thanh Sơn, Trưởng khoa Kỹ thuật điện, Trường Đại học Điện lực, đã trình bày kết quả nghiên cứu. Theo đó, đề tài tập trung vào các nội dung chính gồm: quá điện áp và quá dòng điện xảy ra khi thực hiện đóng cắt các thiết bị bù theo cấp trên lưới phân phối, lựa chọn giải pháp hạn chế quá điện áp và quá dòng điện, thiết kế - chế tạo thử nghiệm thiết bị tương ứng với giải pháp lựa chọn.
Thông qua nghiên cứu, Ông Sơn cho biết thêm, “đề tài đã chọn giải pháp đóng cắt qua điện trở để thiết kế thiết bị hạn chế là một hệ thống bù 3 pha với điện áp định mức là 0,4 kV, tần số 50 Hz, 4 cấp tụ có dung lượng là 15 kVAr. Hệ thống đóng cắt được điều khiển bởi PLC S7 – 1200. Phần mềm điều khiển được lập trình trong môi trường WinCC và Step 7 giao diện thân thiện dễ sử dụng”.
Hiện nay có nhiều giải pháp kỹ thuật và công nghệ giảm mức độ quá độ dòng điện và điệp áp khi đóng tụ bù, dựa trên các nguyên lý về điện trở đóng trước, điện kháng giới hạn dòng xông tụ và đóng đồng bộ các pha tụ. Trong đó, giải pháp sử dụng điện trở đóng trước là phù hợp hơn cả về giá thành và công nghệ chế tạo, từ đó được lựa chọn để thiết kế và chế tạo thiết bị giảm dao động quá độ khi đóng cắt các tụ bù hạ áp.
Trình bày về thiết bị hạn chế dao động quá độ khi đóng tụ bù, ông Sơn chia sẻ “hệ thống bao gồm 7 phần tử chính: 4 bình tụ bù hạp áp công suất 15 kVAr/bình, phần tử giám sát hệ số công suất lấy tín hiệu dòng điện và điện áp lưới điện, PLC điều khiển đóng – cắt điện trở, modem 3G hiệu chỉnh cài đặt thông số vận hành, các khởi động từ đóng – cắt tụ và điện trở đóng trước, điện trở đóng trước với trị số 30Ω phù hợp với trị số điện dung bình tụ, và áp-tô-mát bảo vệ bình tụ. Hệ thống này vừa đảm bảo khả năng bù động theo yêu cầu, vừa có khả năng hạn chế dao động quá độ khi sử dụng các điện trở đóng trước”.
TS Nguyễn Thanh Sơn, Trưởng khoa Kỹ thuật điện, Trường Đại học Điện lực, trình bày báo cáo nghiên cứu
Để triển khai mô phỏng tính toán quá trình quá độ khi đóng cắt tụ điện trên các lưới điện hạ áp, nhóm nghiên cứu đã sử dụng phần mềm EMTP (Electromagnetic Transients Program). Lý giải cho sự lựa chọn này, đại diện nhóm nghiên cứu cho biết vì đây là một trong những chương trình mô phỏng được sử dụng rộng rãi và đáng tin cậy nhất.
Thông số mô phỏng được thực hiện cho các lưới điện hạ thế điển hình sử dụng các tụ bù ứng động tại Trung tâm Hội nghị Quốc gia, Trung tâm thương mại Vincom Nguyễn Chí Thanh, và tụ bù cố định tại trạm biến áp Dịch Vọng.
Quá trình lắp đặt thử nghiệm thiết bị được thực hiện trong cả điều kiện phòng thí nghiệm và trên lưới điện thực tế. Nhóm nghiên cứu sử dụng thiết bị kiểm tra chất lượng điện năng đo lường và kiểm tra trực tiếp tại các thanh cái chính của tủ trong hai kịch bản thí nghiệm: TN1 – thí nghiệm đóng tụ bù sử dụng hệ thống điện trở đóng trước; TN2 - thí nghiệm đóng tụ bù trực tiếp không sử dụng điện trở đóng trước. Qua quá trình thử nghiệm, đại diện nhóm nghiên cứu kết luận “Thiết bị đã giảm quá điện áp khi đóng tụ so với đóng trực tiếp, đảm bảo chất lượng yêu cầu”.
Báo cáo nghiên cứu đã nêu rõ sơ đồ công nghệ, bảng thông số kỹ thuật thiết bị và quy trình công nghệ chế tạo cũng như tài liệu hướng dẫn vận hành và bản vẽ thiết kế.
Kết luận từ phía Hội đồng thẩm định, đại diện Hội đồng nhận xét nghiên cứu đã đảm bảo các mục tiêu đề ra với các nội dung đầy đủ và phù hợp. Hội đồng cũng nhấn mạnh nghiên cứu có giá trị tham khảo đáng tin cậy trong ứng dụng về mặt kinh tế và thực tiễn.
Một số thông tin về đề tài Nghiên cứu, thiết kế và chế tạo thiết bị hạn chế quá trình quá độ trong đóng cắt thiết bị bù động trên lưới điện phân phối Cơ quan chủ quản: Bộ Công Thương Cơ quan chủ trì: Trường Đại học Điện lực Chủ nhiệm đề tài: TS. Nguyễn Thanh Sơn |
Hương Giang
