74
TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ NĂNG LƯỢNG - TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC
(ISSN: 1859 - 4557)
BÀI HỌC TỪ SỰ CỐ HƯ HỎNG MÁY CẮT 500kV VÀ GIẢI PHÁP NÂNG CAO TUỔI THỌ MÁY CẮT
ĐIỆN CHO KHÁNG ĐIỆN BÙ NGANG
LESSON LEART FROM 500KV CIRCUIT BREAKER FAILURE AND SOLUTION TO IMPROVE CIRCUIT BREAKER LIFETIME
OF SHUNT REACTOR
Nguyễn Đăng ToảnTrường Đại học Điện lực
Ngàynhậnbài:15/07/2024,Ngàychấpnhậnđăng:29/08/2024,Phảnbiện:PGSTSPhạmVănBình
Tóm tắt:Việc nghiên cứu ứng dụng thiết bị điều khiển đóng/mở đã được các công ty điện lực rất quan tâm nhằm giảm thiểu ảnh hưởng của quá trình quá độ khi đóng/mở các tải phản kháng. Máy cắt điện 500kV là một thiết bị quan trọng và đắt tiền trong trạm biến áp. Khi mở máy cắt đối với các kháng điện bù ngang cần được nghiên cứu, tính toán cẩn thận vì điều khiển mở máy cắt không chính xác có thể dẫn đến hiện tượng đánh lửa trở lại, thậm chí có thể gây hư hỏng máy cắt. Bài báo tiến hành phân tích sự cố hư hỏng máy cắt điện 500kV khi mở kháng điện tại trạm biến áp 500kV Hiệp Hòa, đồng thời đề xuất các giải pháp giảm hư hỏng máy cắt khi mở kháng điện trong tương lai. Từ khóa: Máy cắt điện (MC), Thiết bị điều khiển đóng mở (CSD), đánh lửa trở lại, kháng bù ngang, SynchroTeq. Abstract:The application of controlled switching device (CSD) in order to mitigate inuence of transient when energizing/de-energizing reactance loads has been taken into account by electrical utilities. The 500kV circuit breaker is an important and expensive device in the substation. When opening the circuit breaker of a shunt reactor, it is necessary to study and calculate carefully because incorrect control of opening the circuit breaker can lead to re-ignition, which can even cause damage to the circuit breaker. The paper investigates the failure of 500kV circuit breaker at Hiep Hoa 500kV substation and proposes the solutions to reduce the damage of the breaker when opening the shunt reactor in the future.Keywords: Circuit breaker, Controlled Switching Device, Re-ignition, Shunt reactor, SynchroTeq. 1. GIỚI THIỆU CHUNG
Hiệnnay,cáccôngtyđiệnlựctrangbịcácthiếtbị
điềukhiểnđóng/mở(ControlledSwitchingDevice
–CSD)chocácmáycắtđiện(MC)đểgiảmthiểu
ảnhhưởngquáđộtronghệthốngđiện(HTĐ)và
cácnguycơhỏnghócthiếtbịđiện.CácCSDnày
đãchứngminhlàgiảiphápthaythếtốtnhấtsovới
cácgiảiphápkhác(nhưkỹthuậtsửdụngđiệntrở
đóngtrước[1]),vìCSDgầnnhưloạibỏcácvấn
đềliênquanđếnđóng/mởtảiphảnkhángvàđem
lạicáclợiíchnhư:
75
TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ NĂNG LƯỢNG - TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC
(ISSN: 1859 - 4557)
Kéodàituổithọcủacácthiếtbịhiệncóbằngcách
nângcaohiệusuấtcủaMC(giảmquáđộtrêncách
điệnthiếtbịvàxóimòntiếpxúccủaMC).
Cải thiện độtin cậycủa trạmbiến áp (TBA) và
nângcaoổnđịnhcủaHTĐ.
Nângcaochấtlượngđiệnnăng(giảmsónghài,các
daođộngtầnsốcao).
Mục đíchcủa CSDlà: điều khiển việcđóng/mở
MC tại một thời điểm chính xác (phương pháp
đóngvàosóng–Pointonwavemethod)đốivới
mỗiứngdụngcụthể,cótínhđếncácđặctínhMC
vàcácthôngsốvậnhànhnhấtđịnh.
Việcthuthậpthôngtinchínhxácvàđầyđủtrước,
trongvàsaukhivậnhànhlàrấtquantrọngđểđảm
bảohoạtđộnglâudàivàtốiưuchothiếtbịCSD.
Mộttrongnhữngtháchthứclớnnhấtcủahệthống
CSDlàgửicáclệnhđiềukhiểnsaochokhitiếp
điểmMC bắtđầu di chuyểnvà cóthể đạtđược
các mục tiêu về điện và cơ học mong muốn tại
thờiđiểmtốiưu.ĐểđạtđượcđiềuđóCSDcầndự
đoánthờigianhoạtđộngcủaMCtrongmọitrường
hợpcóthể(kểcảkhimộtsốthôngsốcủaMCthay
đổisauthờigianvậnhànhdàingày,nhưthờigian
đóng/mở,nhiệtđộ…).
MặcdùMClàthiếtbịcơkhíkháphứctạpnhưng
chutrìnhđóng/mởcủaMCkhádễđoándựatrên
cácđiềukiệnhoạtđộngcủanó[2].Vớimỗicông
nghệ MC, các nhà sản xuất thường công bố dữ
liệucủachúngdựatrêncácthửnghiệmđiểnhình
như:Đườngcongđặctínhthờigianđóng/mởcủa
MC,đặcđiểmRDDS(Tỷlệgiảmcườngđộđiện
môi)củathiếtbị,…đâylànhữngcơsởđầutiên
đểxácnhậnxemMCcóphùhợpđểápdụngkết
hợpvớiCSDhaykhông.Tuynhiên,thôngtinnày
thườngchỉđềcậpđếnloạiđóngmởđơncựctrên
MCđiểnhìnhtrongđiềukiệnphòngthínghiệm.
Dođócầnphảithựchiệnkiểmtrabổsungtạichỗ
trướckhibắtđầucácthínghiệmvậnhànhMCvà
quytrìnhvậnhànhnghiêmngặtsauđó.Babước
rấtquantrọngđểmôhìnhhóađúnghoạtđộngcủa
MCgồm:
KiểmtrathờigianMC(thínghiệmthờigianđóng,
mở của tiếp điểm chính, tiếp điểm phụ và phải
thựchiệnítnhất10lần),
Thínghiệmchỉnhđịnhkhôngtảiđểhiệuchỉnhsự
sailệchgiữathôngsốdựđoánvàthôngsốthựctế,
đồngthờithínghiệmcótảiđểhiệuchỉnh,
Theodõikhivậnhànhtronghệthốngđểkiểmtra,
giámsátcácsựkiện.
Bàibáosẽđivàophântíchcácthôngsố,cáchthức
lựachọnthôngsốchocácthiếtbịCSDcóxétđến
kinhnghiệmthựctế.Phântíchđốivớimộtsựcố
hưhỏngmáycắt500kVvànhữngbiệnphápđược
ápdụngvàoviệclựachọnthờiđiểmđóngmởMC
chocáckhángđiệnbùngangtạimộtsốtrạmbiến
ápTBA500kVtạiViệtNam.
2. PHÂN TÍCH SỰ CỐ HƯ HỎNG MC 500kV DÙNG MỞ KHÁNG ĐIỆN2.1. Mô tả sự cố tại TBA 500kV Hiệp Hòa
SơđồkếtnốikhángKH503nhưhìnhvẽ
Hình 1. Sơ đồ nối Kháng điện KH503, 50MVAr
76
TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ NĂNG LƯỢNG - TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC
(ISSN: 1859 - 4557)
Sơđồkếtdâycơbản,điềukiệnthờitiếtvàchế
độtràolưucôngsuấtbìnhthường(truyềntảitừ
QuảngNinhvềHiệpHòa).
-Lúc16h39’29’’ngày13/4/2023,nhânviênvận
hànhthaotácmởmáycắtcủakhángKH503.Đến
thờiđiểmlúc16h39’32’’ngày13/4/2023(2,8giây
saukhicắtmáycắtkhángKH503)hệthốngmáy
tínhtạitrạmxuấthiệncảnhbáosựcốnhảymáycắt
583,584.BảovệsolệchdọcF87L(7SD522),bảo
vệsolệchthanhcáiF87S(PCS-924)tácđộng,các
rơleghinhậnsựcốphaA-B(đườngdây583Hiệp
Hòa-574QuảngNinh).
- Kiểm tra trên 02 rơ le bảo vệ so lệch kháng
KH503(PCS-978),02bộrơlebảovệquádòng
khángPCS-921,Lúc16h39’29.701rơleghinhận
tínhiệumáycắtkhángK503cắt3pha,dòngđiện
phaA,phaCvề0(A),tuynhiêndòngđiệnphaB
vẫnduytrì577mAtrong2,8s(dòngthứcấp).
Hình 2. Hình ảnh phóng điện tại các vòng đẳng thế pha A, BHình 3. Hư hỏng tại buồng cắt pha B
-QuansátnhậnthấycácvòngđẳngthếcủaphaA
vàphaBmáycắtK503cóvếtphóngđiện,lỗthủng
đường kính khoảng 2cm (hình2,3). Lúc 18h45’
ngày13/04/2023,thựchiệncôlậpkhángKH503
vàkhôiphụclạiđườngdây583HiệpHòa-574
QuảngNinh.
-Ngày14/04/2023,kiểmtra,thínghiệmlạimáy
cắtK503củakhángKH503nhậnthấy:PhaBmáy
cắtK503cóđiệntrởtiếpxúckhôngđạttiêuchuẩn
vậnhànhR=546µΩ(kếtquảthínghiệmgầnnhất
là35µΩ).
-Ngày17/04/2023,khitháobuồngcắtphaA,B
máycắtK503pháthiệnbuồngcắtphaBbịphóng
điệnbêntrongdẫnđếnhưhỏngbộtiếpđiểmsố1,
bộtiếpđiểmsố2cómuộiđendoảnhhưởngcủa
quátrìnhphóngđiện[3].
2.2. Phân tích sau sự cố
a)ThiếudòngđiệnphaC
Khi nghiên cứu bản ghi sự cố của thiết bị điều
khiểnkháng,nhậnthấy:DòngđiệncủaphaCcủa
khángbằng0,ngaycảtrướckhicólệnhcắtvàsau
khicólệnhcắt.
Hình 4. Bản ghi sự cố dòng, áp các pha
77
TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ NĂNG LƯỢNG - TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC
(ISSN: 1859 - 4557)
Hình 5. Lệnh điều khiển pha C, Điện áp pha C và dòng pha C
Đốivới bộđiệnkhángKH503cótrungtínhnối
đất,chiếnlượclà cắttừngphađộclập,cáchxa
khỏiđiểmcắtdòngđiệngiaovới0.Thiếtbịđiều
khiểncắtkhángđãralệnhcắtphaB(màuxanh
nướcbiển)trước,sauđólàphaA(màuđỏ)vàsau
cùnglàphaC(màuxanhlácây).Tuynhiênkhông
códòngđiệnđốivớiphaC.Điềunàycóthểđược
giảithíchrằngbiếndòngđiệncủaphaCkhông
hoạtđộnghoặcphaCđãthựcsựbịcắtđiệntrước
khilệnhcắtđượcđưarabởithiếtbịđiềukhiển.
b.Cáclỗinốidây
Đầutiên,thứtựphađiệnáplàkhôngchínhxác.
Điểmsóngđiệnápgiaovới0điệnápphaBđược
nhậndạngbằngmũitênxanhđilên(nằmởđặt
contrỏdọcmàuxanh)và1200chậmsaukhipha
Atheohướngđilên(nhậndạngbằngmũitênmàu
đỏ)và1200vượttrướcphaCtheohướngđilên
(nhậndạngbằngmũitênxanhlácây).
Hình 6. Thứ tự các pha theo bản ghi
Thứhai,trênmộtkhángđiệnbùngang,dòngđiện
phảichạy sau điệnáp900.Tuynhiên trêndạng
sóngđãkhôngthấysựlệchphanày.Điềunàycó
xuhướngchỉrarằngcácphépđođiệnápkhông
phảilàđiệnáppha.
Hình 7. Độ lệch pha giữa dòng điện và điện áp các pha
Khixâydựnglạidạngsóngcủabaphatrênmột
trụctọađộ(Hình8).Vớiđườngnétliềnthểhiện
điệnáp,cácđườngnétđứtthểhiệnchocácdòng
điệnvà các đườngnétđứt - gạch- chấmlà các
dòngđiệnbịdịchngượclại900nhưthểchúnglà
cácđiệnáp.
Tacóthểnhậnthấy:
Ở vùng được khoanh tròn màu xanh lam, Us-C
đồngphavớiIs-Abịdịchlại900,
Ởvùngđượckhoanhtrònmàuxanhlácây,Us-A
đồngphavớiIs-Bbịdịchlại900.
Hình 8. Ba pha A,B,C được vẽ trên cùng trục tọa độ
Vìdòngđiệncủakhángđiệnphảitrễsovớiđiện
áp900,tacóthểkếtluậnrằng,nếuUs-Athựcsự
78
TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ NĂNG LƯỢNG - TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC
(ISSN: 1859 - 4557)
làđiệnápcủaphaAthì:
Us-B(đườngnétliềnmàutím)chưakếtluậnđược
làsónggìvìbiênđộsónghìnhsinđógầngấpđôi
sovớicácsóngcònlại,vànótrễsovớiđiệnáppha
A1600,trongkhilẽrasựlệchphalà1200
Us-ClàđiệnápnốiđấtcủaphaC(dựkiếnđúng
thứtự)
Is-AthựcsựlàdòngđiệncủaphaC(thayvìphaA)
Is-BthựcsựlàdòngđiệncủaphaA(thayvìphaB)
Vớisựkếtnốichưađúngnhưvậycóthểlànguyên
nhânthiếtbịđiềukhiểnmởkhángđiệnđãkhông
ngănchặnđượcsựđánhlửatrởlạikhicắtMC
c.ĐánhlửalạitạiphaA
ĐãxảyrasựđánhlửalạitrênphaA,thểhiệnbằng
mộtsựgiánđoạnnhỏtrênsóngdòngđiệntạiđiểm
cắtvới0trướckhidòngđiệntắt.Nơi xảy rasự
đánhlửalại(khoanhtrònmàuđỏ).Nócũnghiển
thịbằngbiênđộcủađỉnhcuốicùng(khoanhtròn
màutím)-nhỏhơnmộtchútsovớiđỉnhtrướcđó
(đượcđềcậpbằngmũitêntím).
Hình 9. Đánh lửa lại (re-ignitions) tại pha A
d.TiếptụcđánhlửalạitrênphaB
Cóthểquansátthấysựđánhlửalạitươngtựởpha
B(đượcminhhọabằngvòngmàuđỏ),nhưnglần
nàyphaBkhôngthểngắtdòngđiện.Điềunàyđã
dẫnđếnbuồngcắtphaBbịpháhủybởinhiệtđộ
lớngâyrabởihồquangliêntục(khôngdậpđược
hồquang). Điều này thể hiệnmáy cắtđã không
đượcđiềukhiểnđểmởchínhxác,giảmthiểuđánh
lửatrởlại.
Hình 10. Đánh lửa lại (re-ignitions) tại pha B3. PHƯƠNG PHÁP ĐÓNG VÀO SÓNG ĐỂ ĐIỀU KHIỂN MỞ MÁY CẮT
NếuMCcủakhángđiệnbùngangđượcmởngẫu
nhiêncóthểgâyđánhlửatrởlạiđốivớiMC.Điều
này,cóthểlàmhỏngkhángđiệnvàMC.Dođó
CSDloạibỏvấnđềnàybằngcáchđiềuchỉnhthời
gianmởcủamỗipha,dựatrêncácđiềukiệnbên
ngoàivàcácthôngsốbêntrongtạithờiđiểmđó
[4,5,6].
MộtyếutốquantrọngkháccủaCSDđólà:thời
lượngtốithiểucủahồquangtrongthờigianmở
MC.Giátrịnàylàthờigiantínhtừlúctáchvậtlý
củatiếpđiểmđếnlúcdòngđiệngiaovới0lầnđầu
tiênmàkhôngcóđánhlửalại.
Sựtáchcáctiếpđiểmphảibắtđầubênngoài“vùng
tránh”(Hình11).Thờigiannàyphảilớnhơnthời
gianhồquangtốithiểucầnthiếtcủaMCvàcung
cấpmộtvùngantoànđủđểngănchặnsựđánhlửa
trởlạidosựphântáncủathờigianmởcơhọcMC.
Khi biết thời gian hồ quang tối thiểu của MC
(MAT°) vàphântán khimở±3σđượcbiểu thị
bằngđộ(ởđịnhdạng±Y°,trongđó3600ứngvới
1chukỳcủatầnsố),giátrịmởtốiưu(OT°)cóthể
đượctínhbằngcôngthức1và2[5,6]:
SGVYMAT
2
1802
0000
)=--(1)
()
OT
MA
TS
GV
Y
0000
=-++(2)
![Bộ tài liệu Đào tạo nhân viên chăm sóc khách hàng tại đơn vị phân phối và bán lẻ điện [Chuẩn nhất]](https://cdn.tailieu.vn/images/document/thumbnail/2025/20251001/kimphuong1001/135x160/3921759294552.jpg)
![Ngân hàng câu hỏi thi giữa kì môn Truyền động điện [Mới nhất]](https://cdn.tailieu.vn/images/document/thumbnail/2025/20250920/kimphuong1001/135x160/42601758354546.jpg)
![Câu hỏi ôn tập Quy trình an toàn điện có đáp án [kèm đáp án chi tiết]](https://cdn.tailieu.vn/images/document/thumbnail/2025/20250920/kimphuong1001/135x160/18761758354548.jpg)
![Đề thi trắc nghiệm Kỹ thuật mạch điện tử: Tổng hợp [Năm]](https://cdn.tailieu.vn/images/document/thumbnail/2025/20250920/kimphuong1001/135x160/23481758356189.jpg)
![Tài liệu ôn tập Thông tin quang [năm] [mới nhất]](https://cdn.tailieu.vn/images/document/thumbnail/2025/20250917/anvunguyen0207@gmail.com/135x160/56551758168054.jpg)
