Đề án Thạc sĩ: Thiết kế hệ thống tự động điều chỉnh điện áp DC cho nguồn tự dùng tại Trạm biến áp 110 kV Bờ Hồ, Hà Nội

Trong các trạm biến áp 110kV hiện đại, điện áp DC ổn định là yếu tố then chốt, đảm bảo vận hành tin cậy cho các hệ thống điều khiển, bảo vệ và tự động hóa như SCADA. Tuy nhiên, việc duy trì nguồn tự dùng DC ổn định tại các trạm này, điển hình như Trạm biến áp 110kV Bờ Hồ, thường gặp thách thức do sự mâu thuẫn giữa yêu cầu nạp ắc quy và cung cấp tải. Các biến động điện áp có thể dẫn đến hư hỏng thiết bị và giảm hiệu suất vận hành. Đề tài này tập trung vào việc thiết kế hệ thống tự động điều chỉnh điện áp DC nhằm giải quyết những vấn đề này, hướng tới cải thiện độ ổn định và an toàn của hệ thống điện trong trạm.

Các kỹ sư điện, kỹ sư tự động hóa, chuyên viên vận hành trạm biến áp, nhà nghiên cứu về hệ thống điện và điện tử công suất.

Nghiên cứu này trình bày việc thiết kế hệ thống tự động điều chỉnh điện áp DC cho nguồn tự dùng tại Trạm biến áp 110kV Bờ Hồ, Hà Nội, nhằm giải quyết vấn đề biến động điện áp DC gây ra bởi sự chênh lệch giữa yêu cầu nạp ắc quy và phụ tải. Tầm quan trọng của một nguồn DC ổn định được nhấn mạnh, đặc biệt đối với các hệ thống điều khiển, bảo vệ và SCADA trong trạm biến áp. Phương pháp tiếp cận bao gồm việc khảo sát chi tiết hiện trạng hệ thống nguồn DC tại trạm, phân tích các ưu nhược điểm của các giải pháp điều khiển điện áp DC hiện có, và đề xuất một giải pháp mới. Giải pháp này tập trung vào việc sử dụng mạch điện tử công suất với IGBT trong cấu hình Buck Converter, được điều khiển bởi một bộ điều khiển lập trình (như PLC S7-200). Thuật toán điều khiển được thiết kế để duy trì điện áp đầu ra DC ổn định ở mức danh định. Để kiểm chứng tính hiệu quả của thiết kế, nghiên cứu tiến hành xây dựng mô hình và mô phỏng trên phần mềm Matlab Simulink, đánh giá các thông số vận hành và so sánh với hệ thống hiện tại. Giá trị ứng dụng của đề tài là cung cấp một giải pháp kỹ thuật cụ thể để nâng cao độ tin cậy và ổn định của nguồn tự dùng DC, giảm thiểu các hiện tượng sụt áp hoặc quá áp, từ đó bảo vệ thiết bị và kéo dài tuổi thọ, đồng thời tối ưu hóa hiệu suất vận hành của trạm biến áp. Nghiên cứu này có ý nghĩa quan trọng trong việc cải thiện cơ sở hạ tầng điện lực và có thể được áp dụng rộng rãi cho các trạm biến áp tương tự.