Công Tác Vận Hành Đường Dây

VẬN HÀNH VÀ ĐIỀU KHIỂN
HỆ THỐNG ĐIỆN
Chương 7
Công Tác Vận Hành Đường Dây

I. Thiết bị điện trên đường dây trên không
* Chống sét ống CSO:
- Các đường dây trên không dù có được bảo vệ
chống sét hay không thì các thiết bị điện nối với
chúng đều phải chịu tác dụng của sóng sét
truyền từ đường dây đến.
- Biên độ của quá điện áp khí quyển có thể lớn
hơn nhiều điện áp cách điện của thiết bị và sứ
cách điện dẫn đến chọc thủng cách điện phá
hoại thiết bị.

2

1


I. Thiết bị điện trên đường dây trên không
- Để bảo vệ các thiết bị trong trạm biến áp triệt
tiêu hoặc giảm bớt sóng quá điện áp truyền từ
đường dây vào phải dùng các thiết bị chống sét.
- Các thiết bị chống sét này sẽ hạ thấp biên độ
sóng quá điện áp đến trị số an toàn cho cách
điện cần được bảo vệ.

3

I. Thiết bị điện trên đường dây trên không

4

2


I. Thiết bị điện trên đường dây trên không
* Dây chống sét:
- Dây chống sét được làm bằng thép tròn có tiết
diện 50mm2 được dùng để bảo vệ đường dây
điện áp cao từ 110kV trở lên.
- Vùng có mật độ sét lớn thường dùng dây
chống sét toàn tuyến.
- Thông thường dây chống sét được dùng kết
hợp với các thiết bị chống sét khác.

5

I. Thiết bị điện trên đường dây trên không

6

3


I. Thiết bị điện trên đường dây trên không
* Mỏ phóng điện tại đầu sứ:
- Mỏ phóng điện là thiết bị bảo vệ chống sét đơn giản.
- Một cực của mỏ phóng điện được nối trực tiếp vào dây

dẫn, một cực còn lại được nối xuống đất.
- Khi làm việc bình thường khe hở cách ly dây dẫn mang
điện tích với đất.
- Khi có sóng quá điện áp chạy trên đường dây khe hở
sẽ phóng điện và truyền dòng điện sét xuống đất.
- Ưu điểm của mỏ phóng điện là cấu tạo đơn giản rẻ tiền
nhưng vì nó không có bộ dập hồ quang nên khi nó làm
việc tại mỏ phóng hồ quang sinh ra lớn rất dễ làm cho
bảo vệ rơle tác động.
7

I. Thiết bị điện trên đường dây trên không
* Mỏ phóng điện tại đầu sứ:
- Chính vì vậy mỏ phóng điện thường đóng vai trò bảo vệ
phụ thường được lắp ở ngay đầu sứ đường dây hoặc sứ
đầu vào máy biến áp có cấp điện áp từ 35kV trở xuống.

* Cuộn cản tần số 50Hz:
- Cuộn cản tần số đặt ở trên đường dây và sát các động
cơ điện có công suất lớn nhằm mục đích hạn chế dòng
điện khởi động và dòng điện ngắn mạch xung kích.
- Về cấu tạo nó là 1 cuộn điện cảm không có lõi thép có
điện kháng lớn hơn điện trở rất nhiều. Trong hệ thống
điện cuộn kháng điện thường được bố trí sau máy cắt và
trước các đầu cáp xuất tuyến.
8

4

I. Thiết bị điện trên đường dây trên không
* Cầu dao đường dây:
- Cầu dao đường dây thường dùng loại ngoài trời có
nhiệm vụ chính là để cách ly và phân đoạn các đoạn
đường dây trong vận hành hoặc khi sự cố đường dây.
- Việc sử dụng cầu dao đường dây phải tuân theo quy
định của quy trình thao tác phân đoạn sự cố.
- Tuyệt đối không được thao tác cầu dao đường dây
trong điều kiện đường dây có tải và khi có sóng sét đang
lan truyền trên đường dây.

9

I. Thiết bị điện trên đường dây trên không
* Cầu dao phụ tải ngoài trời:
- Cầu dao phụ tải ngoài trời cũng đóng vai trò như cầu
dao đường dây nhưng vì cầu dao phụ tải 3 pha được
trang bị thêm bộ dập hồ quang và lò xo thế năng nên nó
có thể đóng cắt trong điều kiện có tải.
- Tuy vậy điều kiện làm việc của cầu dao ngoài trời còn
nhiều hạn chế so với máy cắt vì dòng điện cắt của cầu
dao nhỏ và không được trang bị bộ bảo vệ rơle.

10

5


I. Thiết bị điện trên đường dây trên không

11

I. Thiết bị điện trên đường dây trên không
* Máy cắt đường dây Auto reclosers còn gọi là máy cắt
đóng lặp lại
- Máy cắt đường dây có cấu tạo nhỏ gọn, thường dùng
loại máy cắt SF-6 hoặc máy cắt chân không.
- Mỗi máy cắt được trang bị thêm một hộp bộ bảo vệ rơle
và một bộ điều khiển PLC được lập trình sẵn.
- Nó có khả năng làm việc đóng cắt bảo vệ như các máy
cắt khác, ngoài ra còn có khả năng tự động đóng điện
lặp lại.
- Nguồn điện cấp cho máy cắt đường dây Auto reclosers
lấy trực tiếp ở máy biến áp và ắc quy.

12

6


I. Thiết bị điện trên đường dây trên không
* Máy cắt đường dây Auto reclosers còn gọi là máy cắt
đóng lặp lại
- Máy cắt đường dây Auto reclosers cho phép làm việc
cả 2 chế độ tự động và bằng tay.
- Máy cắt được kết nối với máy tính, làm việc theo
chương trình được cài đặt sẵn trong của máy tính.
- Có thể điều khiển thao tác, kiểm tra thông số tại chỗ
hoặc từ xa.

13

I. Thiết bị điện trên đường dây trên không
* Máy biến dòng
- Máy biến dòng ngoài trời làm nhiệm vụ chủ yếu để cấp
điện cho công tơ điện tại các điểm đo đếm điện năng tại
các ranh giới giữa các điện lực.
- Ngoài ra tại các vị trí đặt máy cắt đường dây Auto
reclosers máy biến dòng làm nhiệm vụ cung cấp dòng
điện cho bảo vệ rơle.

14

7


I. Thiết bị điện trên đường dây trên không

15

I. Thiết bị điện trên đường dây trên không
* Máy biến điện áp đường dây
- Máy biến điện áp đường dây làm nhiệm vụ chủ yếu để
cấp điện áp cho công tơ điện tại các điểm đo đếm điện
năng tại các ranh giới giữa các điện lực.
- Ngoài ra tại các vị trí đặt máy cắt đường dây Auto
reclosers máy biến điện áp làm nhiệm vụ cung cấp
nguồn điện áp cho bảo vệ rơle.

16

8


I. Thiết bị điện trên đường dây trên không
* Tụ bù
- Tụ bù có vai trò tích cực trong việc giảm tổn thất điện
năng trên lưới điện.
- Trong thực tế nếu phụ tải điện là các động cơ điện
không đồng bộ thì có cosϕ rất thấp, ngoài ra các phụ tải
khác như các máy biến thế phân xưởng, các lò điện kiểu
cảm ứng, máy biến thế hàn, quạt điện, đèn tuýp, các loại
đèn huỳnh quảng cáo cũng tiêu thụ khá nhiều công suất
phản kháng và cũng có cosϕ thấp.
- . Đương nhiên là khi đường dây phải chuyên tải thêm
một lượng công suất phản kháng Q sẽ hạn chế đến khả
năng dẫn điện của dây dẫn, làm cho dây dẫn bị phát
nóng dẫn đến tổn thất điện năng tăng lên.
17

I. Thiết bị điện trên đường dây trên không

18

9


I. Thiết bị điện trên đường dây trên không
* Tụ bù
- Nếu ta đặt tụ bù ngay tại nơi có hộ dùng điện, tụ bù sẽ

đưa vào lưới một dòng điện mang tính chất điện dung IC
và phát ra 1 công suất phản kháng gọi là Qbù. Công suất
phản kháng trên đường dây sẽ giảm xuống còn là Q –
Qbù

19

I. Thiết bị điện trên đường dây trên không
* Tụ bù
- Như vậy tụ bù có tác dụng hạn chế công suất vô công
phát sinh trên lưới điện cải thiện được cosϕ và giảm
được tổn thất điện năng.
- Tụ bù được đặt trên đường dây thường có điện áp
trung áp đến 35kV. Các tụ điện thường đấu tam giác để
tăng dung lượng của tụ điện. Việc đóng cắt bảo vệ tụ
điện trên đường dây thường dùng cầu chì tự rơi SI- 100.

20

10


II. Vật liệu của đường dây trên không
* Dây dẫn điện
- Vật liệu thường dùng để chế tạo dây dẫn điện là đồng,
nhôm, thép ...

21

II. Vật liệu của đường dây trên không

22

11


II. Vật liệu của đường dây trên không
* Dây dẫn điện
- Khi điện áp cao trên 1000V và tần số cao trên 1000Hz,
trên đường dây tải điện sẽ xuất hiện hiệu ứng bề mặt,
dòng điện đi qua dây dẫn sẽ phân bố ra mặt ngoài của
dây dẫn.
- Trong ruột của dây dẫn không có dòng điện nên lõi thép
chỉ đóng vai trò tăng cường lực cơ giới đường dây
Đấy là lý do tại sao lưới điện cao áp lại cho phép dùng
dây nhôm lõi thép để làm dây dẫn điện.
- Trong lưới điện hạ thế 0,4kV tần số công nghiệp f=
50Hz hiệu ứng bề mặt rất nhỏ do đó lõi thép của dây
nhôm AC cũng dẫn điện.
23

II. Vật liệu của đường dây trên không
* Dây dẫn điện
- Vì lõi thép có điện trở suất lớn ρ = 0,130Ωmm2/m nên
nếu dùng dây nhôm lõi thép làm dây dẫn trong lưới điện
0,4kV sẽ gây tổn thất điện năng lớn trên đường dây.
- Khi xử dụng các dây dẫn trần để thi công các công trình
điện cần phải kiểm tra dựa trên những quy định sau:

24

12


II. Vật liệu của đường dây trên không

25

II. Vật liệu của đường dây trên không
* Cột điện
- Nhiệm vụ: Dùng để lắp các thiết bị đường dây và nâng
cao khoảng cách của đường dây so với đất.
+ Cột điện được làm bằng bê tông cốt thép hoặc các
thanh thép mạ ghép nối với nhau.
+ Độ cao của cột được quy định theo cấp điện áp và các
khoảng vượt tiêu chuẩn đảm bảo cho người và các
phương tiện giao thông đi lại bên dưới đường dây được
an toàn.
+ Ở cấp điện áp trung áp thường hay dùng cột bê tông ly
tâm 10m, 16m.

26

13


II. Vật liệu của đường dây trên không
* Cột điện
- Phân loại theo công dụng:
+ Cột trung gian được dùng phổ biến nhất, nó chiếm từ

80% đến 90% số lượng cột trên tuyến dây.
Trong điều kiện bình thường thì không có lực tác dụng
dọc tuyến tác dụng lên cột vì hầu như các khoảng cột
trung gian là đều nhau.
Cột chịu tác dụng lực do trọng lượng dây, xà, sứ và bản
thân cột gây ra theo chiều thẳng đứng. Ngoài ra cột còn
chịu lực tác dụng của gió đi ngang qua thân cột.

27

II. Vật liệu của đường dây trên không
* Cột điện
- Phân loại theo công dụng:
+ Cột néo dùng để giữ chặt dây dẫn ở những chỗ đặc
biệt quan trọng như ở đâù, cuối đường dây hoặc ở
những điểm giao nhau của đường dây với những công
trình giao thông đường sắt, đường bộ quan trọng.
Cột néo có cấu tạo bền vững nên thường được dùng làm
điểm tựa để kéo dây.
Lực cơ giới tác dụng lên cột néo cũng tương tự như ở
cột trung gian.
Cột néo thường hay dùng sứ đứng hoặc sứ chuỗi néo.
28

14


II. Vật liệu của đường dây trên không
* Cột điện
- Phân loại theo công dụng:

Tại vị trí cột néo số lượng sứ thường được tăng cường
để tăng cường khả năng lực cho dây dẫn khi bắt vào sứ.
Khi dùng các chuỗi sứ néo, đường dây sẽ được liên hệ
với nhau bằng dây lèo cho cùng một pha.
+ Cột hãm cuối thường được đặt ở cạnh trạm biến áp
có tác dụng triệt tiêu lực tác dụng vào trạm biến áp.
Cột cuối còn có tác dụng làm việc độc lập giữa đường
dây với trạm biến áp, cho phép hoàn thành việc xây
dựng đường dây trước khi xây dựng trạm biến áp.
29

II. Vật liệu của đường dây trên không
* Cột điện
- Phân loại theo công dụng:
+ Cột góc còn gọi là cột chuyển hướng.
Cường độ lực cơ giới tác dụng vào cột phụ thuộc vào
góc chuyển hướng.
Khi đường dây tại cột có góc chuyển hướng lớn cần phải
làm thêm néo, phương đặt néo phải trùng với phương
của lực tổng hợp tác dụng vào cột.
+ Cột đặc biệt gồm có
Cột hoán vị pha mục đích làm cho tổng trở của các pha
đều nhau.
Cột vượt đặt ở các vị trí khi cần vượt sông hoặc vượt
núi cao.
30

15

II. Vật liệu của đường dây trên không
* Cột điện
- Phân loại cột điện theo vật liệu chế tạo cột:
+ Cột gỗ đơn giản, rẻ tiền, các điện tốt nhưng dễ mục,
thời gian xử dụng chỉ được 3 đến 5 năm.
+ Cột bê tông lõi thép được dùng phổ biến trên lưới
điện, có độ bền và tuổi thọ cao khả năng chịu lực tốt.
Nhược điểm là cột có trọng lượng lớn nên rất khó khăn
khi vận chuyển và thi công.
+ Cột sắt thường dùng cho các đường dây có điện áp ≥
35kV. Tốn kim loại, đắt tiền và phải định kỳ bảo dưỡng,
sơn chống rỉ.

31

II. Vật liệu của đường dây trên không
* Dây néo
- Dây néo làm nhiệm vụ tạo ra lực ngược chiều và
cân bằng với lực cơ giới đường dây đảm bảo cho cột
điện đứng vững tại các vị trí đặt néo.
- Thường đặt néo tại vị trí cột cuối, cột đầu, cột
chuyển hướng. Dây néo có một đầu bắt vào cột và một
đầu bắt vào móng néo, móng néo chôn dưới mặt đât
2m.
- Mỗi dây néo có lắp nối tại khớp nối bằng 1 sứ phân
cách còn gọi là sứ quả bàng mục đích là để ngăn không
cho dòng điện rò đi qua dây néo. Dây néo không làm
thay nhiệm vụ của dây tiếp địa.
32

16


II. Vật liệu của đường dây trên không
* Móng néo
- Móng néo làm nhiệm vụ chịu lực néo thường có cấu tạo
hình tấm bản được chôn sâu cách mặt đất 2m có chiều
nghiêng 300 so với mặt đất theo chiều néo.
- Dây néo được móc vào móng néo có góc nghiêng 600
so với mặt đất.
- Khi chôn móng néo xuống đất, đất phải được lèn chặt
để đảm bảo khả năng chịu lực néo tối đa.
- Không được đặt móng néo vào nơi có mạch nước ngầm
hoặc lòng ao, hồ, mương, suối nước.

33

II. Vật liệu của đường dây trên không
* Xà đường dây
- Xà ngang của đường dây làm nhiệm vụ đỡ dây, đỡ sứ,
néo sứ. Xà đường dây có khả năng chịu được lực kéo căng
dây bảo đảm được khoảng cách giữa các dây dẫn đang lắp
trên xà.
- Xà đỡ: Xà đỡ có tác dụng đỡ sứ và dây dẫn, chịu lực
nhỏ thường dùng cho các vị trí cột trung gian.
- Xà néo: Chịu lực cơ giới tốt không bị uốn cong khi dây
bị đứt, có tác dụng néo dây, đỡ sứ. Thường dùng cho các vị
trí cột néo thẳng, néo góc, néo đầu, néo cuối.
- Xà vượt: Thường có cánh xà rộng chịu lực tốt không bị
uốn cong khi dây bị đứt, dùng cho các vị trí cột vượt sông,

vượt đường sắt, vượt đường quốc lộ và các công trình
34
khác.

17


II. Vật liệu của đường dây trên không
* Xà đường dây
- Xà gỗ: Rẻ tiền, nhẹ nhàng, tăng được độ cách điện
đường dây nhưng tính chịu lực kém, có tuổi thọ kém, ở Việt
nam ít dùng.
- Xà sắt: Được dùng phổ biến vì chịu lực tốt, tuổi thọ cao,
vận chuyển dễ dàng, giá thành cao.
- Xà bê tông cốt thép: Được dùng ở đường dây cao áp
vì chịu lực tốt, tuổi thọ cao, vận chuyển cồng kềnh, rẻ tiền.

35

II. Vật liệu của đường dây trên không
* Sứ cách điện đường dây
- Sứ cách điện trên đường dây gồm có: Sứ cầu dao đường dây, sứ chuỗi
cách điện bằng thuỷ tinh, sứ chống sét, sứ cầu chì tự rơi, sứ kim, Sứ chuỗi
polyme.

Sứ cầu dao cao thế

Sứ thuỷ tinh

Sứ chống sét

36

18


II. Vật liệu của đường dây trên không
* Sứ cách điện đường dây

Sứ cầu chì tự rơi

Sứ đứng

Sứ chuỗi polyme

- Sứ cứng, giòn, chịu nhiệt độ cao, ít thấm nước, thấm
khí,chịu được tác dụng của không khí và dung môi hoá
chất. Chịu điện áp cao từ 10 ÷ 30V/mm, ρ = 1014 ÷
1015Ωcm, sứ cách điện bằng polyme có đặc tính cách điện
37
cao.

II. Vật liệu của đường dây trên không
* Tiếp địa
- Tiếp địa an toàn: Tiếp địa an toàn là loại tiếp địa bảo
đảm an toàn cho người khi tiếp xúc với các vật đang mang
điện như các tiếp địa vỏ tủ điện, các giá đỡ thiết bị điện, xà
đỡ sứ, vỏ cáp điện.
- Tiếp địa lặp lại: Tiếp địa lặp lại là loại tiếp địa làm việc
được dùng trong lưới điện hạ thế có nhiệm vụ ngăn chặn

sự lệch pha điện áp khi đứt dây trung tính. Nhờ có tiếp địa
lặp lại mà đường dây hạ thế giữ được sự cân bằng tương
đối điện áp của các pha khi đứt dây trung tính, tiếp địa lặp
lại tạo ra sự liên hệ tạm thời giữa nguồn điện với các phụ
tải 1 pha qua đất.
38

19


II. Vật liệu của đường dây trên không
* Tạ bù
- Tại các vị trí cột đỡ trung
gian khi tuyến dây không
thẳng, chuỗi sứ treo dây bị
nghiêng làm thay đổi
khoảng cách giữa các dây
pha với nhau hoặc giữa các
dây pha với thân cột điện.
Tạ bù có vai trò dùng trọng
lượng để đẩy chuỗi sứ trở
lại cân bằng.

39

II. Vật liệu của đường dây trên không
* Tạ Chống rung:
- Đường dây trên không nằm ngoài trời thường xuyên
chịu ảnh hưởng của gió bão, dây dẫn thường xuyên bị rung
động mà bằng mắt thường ta không nhận biết được.

Những dao động này được gọi là dao động ký sinh lan
truyền trên đường dây tác động lực vào các điểm treo dây.
Về lâu dài nếu không khử bỏ những dao động ký sinh thì
đây là một nguyên nhân chính gây ra đứt dây.
- Chống rung có vai trò tạo ra những dao động ngược pha
với dao động ký sinh, có tác dụng triệt tiêu gần như hoàn
toàn các dao động ký sinh. Chống rung được lắp hai phía
cách điểm treo dây của sứ chuỗi 1m.
40

20


II. Vật liệu của đường dây trên không

41

II. Vật liệu của đường dây trên không
* Hoán vị pha trên đường dây cao thế :
- Mục đích để giảm trở kháng X0 của đường dây, giảm
tổn thất cho đường dây. Thường áp dụng cho đường dây
có cấp điện áp ≥ 35kV, chiều dài tuyến dây trên 100km.
A
B
C
1/3L

1/3L

1/3L

Hoán vị pha trên đường dây cao thế

42

21


III. Những nguyên nhân gây ra tổn thất điện áp
và tổn thất điện năng
* Tổn thất điện áp và tổn thất điện năng sinh ra trong
quá trình truyền tải và tiêu thụ điện. Những nguyên
nhân gây ra tổn thất điện áp và tổn thất điện năng là
a. Trên đường dây dẫn điện có điện trở RΩ và điện
kháng XΩ.
b. Do các máy biến áp có tổn thất công suất ở trong cuộn
dây và tổn thất không tải ở trong lõi thép
c. Do tiêu thụ nhiều công suất vô công trên lưới điện, chủ
yếu do các phụ tải có thành phần điện cảm như cuộn dây
máy biến áp, cuộn dây động cơ điện, cuộn cảm có lõi
thép... làm giảm cosϕ của lưới điện.

43

III. Những nguyên nhân gây ra tổn thất điện áp
và tổn thất điện năng
* Tổn thất điện áp và tổn thất điện năng sinh ra trong
quá trình truyền tải và tiêu thụ điện. Những nguyên
nhân gây ra tổn thất điện áp và tổn thất điện năng là
d. Do chế độ vận hành của lưới điện:

- Tổn thất càng lớn khi công suất tiêu thụ điện của phụ tải
càng lớn.
- Tổn thất càng lớn khi thời gian sử dụng công suất cực
đại càng kéo dài (thời gian sử dụng công suất cực đại ký
hiệu là TMax).
- Do máy biến áp thường xuyên vận hành trong tình
trạng non tải hoặc không tải.
- Do tình trạng lệch tải các pha, tình trạng này thường
xảy ra trong lưới điện phân phối hạ thế.
44

22


IV. Các giải pháp làm giảm tổn thất điện áp
* Phải làm giảm điện trở R và điện kháng X của đường
dây bằng cách
- Có bán kính cung cấp điện hợp lý.
- Chọn dây dẫn có điện trở suất nhỏ, có tính dẫn điện tốt.
- Tăng cường tiết diện dây dẫn, có hệ số dự phòng cao.
- Hạn chế tối đa các mối nối, các mối nối phải có R tiếp
xúc nhỏ nhất
* Phải lựa chọn cấp điện áp lưới điện phù hợp với công
suất chuyên tải và bán kính cung cấp điện, điều chỉnh
điện áp đầu nguồn luôn đạt điện áp định mức.
* Đặt thiết bị bù công suất vô công cho thiết bị điện.

45

V. Các biện pháp làm giảm tổn thất điện áp và

tổn thất điện năng
* Nâng cao hệ số công suất cosϕ ở các hộ dùng điện chủ
yếu là các xí nghiệp cụ thể là lựa chọn công suất của
động cơ hoặc loại động cơ cho phù hợp, nâng cao hệ số
phụ tải kB...hạn chế làm việc không tải.
* Phân phối công suất tác dụng và công suất phản kháng
trong mạng điện theo một phương thức hợp lý nhất.
* Giảm công suất phản kháng chuyên tải trong mạng điện.
* Bù vô công bằng máy bù đồng bộ hoặc bằng tụ điện tĩnh.

46

23


V. Các biện pháp làm giảm tổn thất điện áp và
tổn thất điện năng
* Bù vô công bằng máy bù đồng bộ hoặc bằng tụ điện tĩnh.
* Máy biến áp vận hành theo phương thức tổn thất điện
năng ít nhất, vận hành kinh tế trạm biến áp bằng cách
hòa đồng bộ máy biến áp.
* Nâng cao mức điện áp vận hành của mạng điện.
* Nâng cao cấp điện áp định mức của mạng điện.
* Lựa chọn sơ đồ nối dây hợp lý nhất cho mạng điện

47

24