Khoa học công nghệ điện - Số 2 - Năm 2018
TRẠM BIẾN ÁP CỦA MỸ ĐANG
ĐƯỢC CỦNG CỐ
Ở Mỹ có khoảng 300.000 dặm
(480.000km) đường dây truyền tải điện cao
áp và khoảng 2 triệu dặm (3,2 triệu kilômét)
đường dây phân phối điện áp thấp phục vụ
khoảng 300 triệu khách hàng. Đó là những
đường cấp điện cho hàng triệu khách hàng
điện ở Mỹ. Tuy nhiên, việc kiểm soát và bảo
vệ các hệ thống điện ngày càng phức tạp
trị giá 400 tỷ USD của quốc gia này lại nằm
trong chưa tới 80.000 trạm biến áp chính.
Trục trặc xảy ra trong bất kỳ trạm biến
áp nào, dù chỉ trong vài giây, cũng có thể
khiến khách hàng bị mất điện. Những sự cố
nghiêm trọng hơn có thể gây mất điện trên
diện rộng làm ảnh hưởng đến hàng ngàn,
có thể hàng triệu khách hàng và kéo dài
nhiều giờ, thậm chí nhiều ngày.
Trong thập kỷ qua, ngành điện Mỹ đã
phải nghiêm túc xem xét những thiệt hại
tiềm ẩn do các hành động khủng bố gây ra.
Nỗi lo đó lại càng tăng sau một nghiên cứu
năm 2014 của Ủy ban Điều tiết Năng lượng
BẢO VỆ LƯỚI ĐIỆN
Liên bang của Mỹ (FERC) kết luận rằng một cuộc tấn công
phối hợp vào chín trạm biến áp chủ chốt có thể làm mất
điện cả nước Mỹ, một số khu vực có thể bị mất điện tới vài
tuần hoặc thậm chí vài tháng. Nghiên cứu này không chỉ
dựa vào giả thuyết, mà nó được thực hiện sau khi có cuộc
tấn công bắn tỉa thực tế vào trạm 500kV Metcalf của Công
ty Pacific Gas and Electric (Mỹ) vào tháng 4 năm 2013. Hơn
một trăm viên đạn cỡ 30 đã làm vô hiệu 17 máy biến áp.
Gần đây hơn, vào tháng 9 năm 2016, một tay súng đã bắn
hỏng một trạm biến áp ở bang Utah, khiến 13.000 khách
hàng bị mất điện trong một ngày. Công ty điện lực này
phải chờ vài tháng để sửa chữa hoặc thay thế máy biến áp
bị hỏng của trạm.
Trang 1
Trang 2
Trang 3
Trang 4
Trang 5
Trang 6
Trang 7
Trang 8
Trang 9
Trang 10
Tải về để xem bản đầy đủ
Tóm tắt nội dung tài liệu: Khoa học công nghệ điện - Số 2 - Năm 2018
được cấp phép, sử dụng thiết kế hệ thống hình sao. Kiểu hệ thống này có thể cung cấp kết nối điểm-đa điểm để truyền dữ liệu nhanh hơn mà không gặp phải các vấn đề về băng thông thường gây nhiễu cho các hệ thống mắt lưới công cộng. AMI có thể đóng vai trò quan trọng trong việc áp dụng CVR, tạo ra một hệ thống sử dụng dữ liệu điện áp từ các công tơ điện làm việc cùng nhau như một vòng phản hồi các giá trị thực tế. Thông tin điện áp được đo theo hai cách: 1. Các công tơ trên lộ xuất tuyến có thể được lập trình để gửi dữ liệu điện áp vào phần mềm ở đầu cuối như là một phần của việc đọc số liệu lập hóa đơn thông thường. 2. Một số công tơ có thêm khả năng tính toán điện áp trung bình trong một phút, và thường xuyên báo cáo các giá trị chi tiết đó. Chúng hoạt động như các công tơ thử nghiệm, thường chiếm từ 1 đến 2% số các công tơ điện có trên hệ thống phân phối điện. Phương pháp kết hợp cung cấp điện áp bổ sung thật chính xác để cải thiện độ chính xác. Công ty điện lực sử dụng dữ liệu điện áp để xác định lộ xuất tuyến nào đang hoạt động với điện áp thấp hơn hoặc cao hơn và sau đó có thể điều chỉnh chúng nếu cần thiết. Dữ liệu này cũng có thể chỉ ra những lộ xuất tuyến nào phù hợp nhất để giảm hơn nữa phụ tải CVR. Cuối cùng, các công ty điện lực có thể sử dụng các ứng dụng phần mềm phân tích tiên tiến để nhận thông tin CVR từ các công tơ được lắp đặt trên hệ thống, sau đó họ có thể sử dụng chúng để xác định ở đâu có điện áp quá cao hoặc quá thấp. Các ứng dụng này cũng có thể giúp chỉ ra nơi nào cần sử dụng hệ thống SCADA để điều chỉnh các mức điện áp bằng cách tăng hoặc giảm điện áp để đạt được mức điện áp “tốt. WAKE EMC: SỬ DỤNG CVR ĐỂ CÓ ĐƯỢC KẾT QUẢ KINH DOANH TỐT Khi Don Bowman, giám đốc kỹ thuật của Công ty Wake EMC (Mỹ), và nhóm của ông triển khai một giải pháp AMI, gồm hơn 43.000 công tơ và một mạng truyền thông hai chiều tiên tiến vào năm 2012, CVR ban đầu không phải là một trong những yếu tố thúc đẩy. Tuy nhiên, họ đã sớm phát hiện ra rằng CVR mang lại một số lợi ích lớn nhất của AMI. Với một hệ thống đọc và truyền dữ liệu điện áp theo thời gian thực đã có sẵn, Wake EMC đã nhanh chóng nắm lấy cơ hội để giảm phụ tải đỉnh mà không ảnh hưởng đến việc cấp điện cho khách hàng. Mặc dù điện áp cấp cho phụ tải thường là từ 120V đến 125V, nhưng Bowman và nhóm của ông đã biết rằng họ có thể giảm điện áp cấp cho phụ tải xuống còn 114V trong các sự kiện phụ tải đỉnh mà vẫn cung cấp đủ điện cho khách hàng. Bằng cách sử dụng các báo động tích hợp trong giải pháp AMI của họ, hệ thống này có thể cảnh báo cho họ khi điện áp hoạt động đang ở dưới mức an toàn. Trong hơn ba năm kể từ khi bắt đầu cuộc hành trình của họ với CVR, Công ty Wake EMC đã tiết kiệm được chi phí vượt quá cả những gì mà Bowman ban đầu nghĩ rằng có thể thực hiện được. Bowman cho biết: “Cứ giảm được 0,5% phụ tải thì chúng tôi tiết kiệm được mỗi năm tới 100.000 USD, và trong một số trường hợp chúng tôi đã giảm được tới 4%. Trung bình, chúng tôi tiết kiệm được từ 2 đến 3%, tương ứng là được tới 600.000 USD mỗi năm. Chúng tôi vô cùng tự hào về hệ thống mà chúng tôi đã triển khai.” KẾT LUẬN CVR là một giải pháp hiệu quả mang lại những lợi ích kinh tế to lớn trong khi vẫn đáp ứng các nhu cầu thiết yếu của công ty điện lực và khách hàng. Với CVR, nhiều công ty điện lực như Wake Electric đã giảm đáng kể điện áp cũng như giảm tiêu thụ điện năng. Số lượng cụ thể tùy thuộc vào loại phụ tải trên một lộ xuất tuyến cụ thể, nhưng thường tiết kiệm điện năng tương ứng là từ 1 đến 2,5% trên các lộ xuất tuyến có CVR. Tóm lại, các công ty điện lực sử dụng CVR có thể: • Giảm nhu cầu phụ tải đỉnh của hệ thống; • Nâng cao chất lượng dịch vụ; • Tăng hiệu suất; • Kéo dài tuổi thọ của thiết bị; • Giảm chi phí vận hành; • Cho phép bảo trì dự phòng; • Giúp hiển thị điện áp và thông tin chi tiết trên toàn hệ thống; • Cung cấp thông tin để đảm bảo sản xuất đủ điện; • Cân bằng giữa cung và cầu điện năng. Điện năng tiết kiệm được trong các sự kiện phụ tải đỉnh trên toàn hệ thống có thể mang lại những khoản tiết kiệm chi phí đáng kể cho công ty điện lực, từ đó có thể tái đầu tư để cải tiến hơn nữa hoặc chuyển cho khách hàng. Biên dịch: Thanh Hải Theo “ELP”, số 3/2018 Tất cả các công ty điện lực đều có nhu cầu đo được tốt hơn nhu cầu tiêu thụ điện năng trong thời gian phụ tải đỉnh. Nếu đo sai về phía quá cao thì mọi người phải trả nhiều tiền hơn, còn nếu sai về phía quá thấp thì bạn có nguy cơ bị quá tải và mất điện. Giảm điện áp bảo toàn (CVR) đã nổi lên như là một giải pháp hấp dẫn đối với các công ty điện lực đang muốn đo được nhu cầu phụ tải đỉnh và tối ưu hóa lưới điện, giúp họ kiểm soát chi phí năng lượng trong khi vẫn cung cấp điện năng tối ưu cho các khách hàng. NHẮC LẠI VỀ CÁC MỨC ĐIỆN ÁP Điện áp danh nghĩa của hộ sinh hoạt ở Mỹ là 120 vôn (V) với độ sai lệch điện áp chấp nhận được là ±5% (±6V). Do đó khoảng từ 114-126V thường được coi là nguồn điện “tốt”, mặc dù nhiều công ty điện lực thường xuyên phải giữ điện áp vận hành ở khoảng 120V để đảm bảo chất lượng nguồn điện. Lộ xuất tuyến phân phối được cấp nguồn từ các trạm biến áp. Các bộ điều chỉnh đặt trong trạm biến áp hoặc trên lộ xuất tuyến sẽ giúp điều chỉnh điện áp. Chế độ đặt trở kháng trong bộ điều chỉnh giúp hiệu chỉnh điện áp trên lộ xuất tuyến. Phương pháp này thường làm điện áp ở đầu của lộ xuất tuyến cao hơn và điện áp dọc theo lộ xuất tuyến thấp hơn vì bị sụt áp dọc theo các đường dây phân phối. Lộ xuất tuyến dài có thể gây khó khăn vì điện áp tại một số điểm có thể giảm xuống dưới 114V. Khi xảy ra tình trạng này, công ty điện lực sử dụng thiết bị tại hiện trường (dàn tụ điện, bộ điều chỉnh điện áp đường dây) để đưa điện áp trở lại mức “tốt”. Từ điểm điều chỉnh này, điện áp sẽ lại rơi dọc theo các đường dây của lộ xuất tuyến. CVR giúp công ty điện lực có thể xem dữ liệu điện áp và thực hiện các điều chỉnh theo thời gian thực được chính xác hơn. Do đó, bằng cách sử dụng lợi thế của CVR, công ty điện lực có thể giảm nhu cầu phụ tải hệ thống của họ trong các sự kiện phụ tải đỉnh. BẮT ĐẦU HÀNH TRÌNH VỚI CVR: ĐIỂM BẮT ĐẦU Điều quan trọng để nhận được giá trị cao nhất từ CVR là thu thập dữ liệu đúng để đưa ra những quyết định sáng suốt về cách quản lý tốt nhất và cung cấp đủ điện trong các sự kiện phụ tải đỉnh và có được hệ thống thích hợp để truyền các dữ liệu này giúp phân tích hiệu quả theo thời gian thực. Trong nhiều trường hợp, có thể đã có sẵn cơ sở hạ tầng này, đặc biệt là đối với các công ty điện lực đã triển khai giải pháp cơ sở hạ tầng đo đếm tiên tiến (AMI) để truyền và phân tích dữ liệu tiêu thụ điện. Với công nghệ AMI phù hợp, công ty điện lực có thể sử dụng công tơ điện để thu thập và truyền dữ liệu sử dụng điện theo những khoảng thời gian đều đặn, rồi sau đó phân tích dữ liệu này để hiểu nhu cầu theo thời gian thực và thực hiện các điều chỉnh LÙI MỘT BƯỚC ĐỂ TIẾN BA BƯỚC Giảm điện áp bảo toàn giúp công ty điện lực vượt qua những lúc phụ tải đỉnh CUNG CẤP ĐIỆN 30 33 KHCN Điện, số 2.2018 B. MÁY XÁC ĐỊNH CỰC TÍNH MÁY BIẾN ÁP 1/ Tình trạng kỹ thuật hiện tại Tại Điện lực Mỹ Tho, cũng như tại các đơn vị Điện lực khác trong Tổng Công ty, việc thay máy biến áp, tăng công suất máy biến áp, đổi điện áp từ 1 pha thành 3 pha là chuyện thường ngày trong hoạt động sản xuất kinh doanh của đơn vị. Khi đấu máy biến áp một pha đơn lẻ thì cực tính của cuộn dây máy biến áp có thể chọn tùy ý, nhưng khi đấu ghép ba máy biến áp một pha thành tổ hợp 3 pha, nếu ba máy biến áp không cùng chủng loại (máy lai), khác hãng, hay máy quấn lại, v.v., thì khi đó công nhân sẽ gặp khó khăn khi chọn cực tính phía hạ áp của ba máy biến áp. Thông thường, để xác định được cực tính của các máy biến áp, phải thực hiện thí nghiệm trên các máy biến áp, phải có nguồn điện và phải có các máy đo đắt tiền. Đôi khi do điều kiện thực tế công việc không cho phép, nên anh em công nhân nhiều khi bỏ qua động tác này để rồi cực tính của máy biến áp thường được chọn theo kinh nghiệm như sau: Với các máy mới, máy biến áp của hãng THIBIDI sản xuất thì ngược cực tính với máy biến áp của hãng EMF sản xuất. Với các máy biến áp cũ quấn lại thì cực tính được chọn ngẫu nhiên. Sau khi đóng điện, nếu kết quả điện áp hạ áp ra sai, có nghĩa là một máy biến áp bị đấu ngược. Khi đó công nhân phải đấu nối lại, đổi lại cực tính cho máy biến áp bị đấu ngược và các thủ tục công tác kèm theo. Đặc biệt khi thời tiết không thuận lợi, phải tốn thêm thời gian và công sức, tâm lý công nhân cũng hết sức nặng nề. 2/ Nội dung giải pháp Anh Lê Chí Trung đã suy nghĩ nhiều và đưa ra thiết kế chế tạo “Máy xác định cực tính máy biến áp”, dựa trên phương pháp xác định cực tính máy biến áp bằng dòng điện một chiều. Máy có cấu tạo rất đơn giản (Xem sơ đồ điện trên Hình 2). Chỉ với khoảng 200.000 đồng, anh đã chế tạo ra chiếc máy này. Nguyên lý hoạt động của máy: Xông một dòng điện nhỏ với điện áp thấp (1,5 V) vào cuộn hạ áp, khi đó điện áp cảm ứng trên cuộn cao áp sẽ làm sáng một trong hai đèn LED, tùy thuộc vào chiều của xung điện. Với các máy biến áp có tổ đấu dây giống nhau (cùng chiều) thì cách sáng đèn của chúng cũng giống nhau. Hình 2. Sơ đồ mạch điện xác định cực tính máy biến áp bằng dòng điện một chiều 3/ Hiệu quả khi áp dụng giải pháp Sau một thời gian ngắn học cách sử dụng, chỉ cần vài phút là có thể xác định một cách an toàn và chính xác cực tính các máy. Giờ đây, với “Máy xác định cực tính máy biến áp”, công nhân trong đơn vị hết sức an tâm khi đấu nối máy biến áp, tạo tâm lý vững tin trong công tác, thời gian thi công nhanh hơn vì không tốn thời gian đấu đổi cực tính nếu lỡ đấu sai máy biến áp. Bộ nghịch lưu mới giúp giảm chi phí vận hành cho các công trình lắp đặt năng lượng mặt trời Tập đoàn đa quốc gia ABB đã giới thiệu dòng các giải pháp nghịch lưu mới ba pha dạng chuỗi mới, được kết nối điện toán đám mây PVS-100/120 dùng cho các hệ thống điện mặt trời phân tán. Các bộ nghịch lưu dạng chuỗi công suất cực lớn từ 1000VDC đến 1500VDC, nền tảng ABB PVS-100/120 sẽ giúp tối đa hóa lợi tức đầu tư và giảm chi phí vốn và chi phí vận hành cho các đơn vị lắp đặt và phát triển. Các tính năng cũng bao gồm: • Giảm được khoảng 50% chi phí lắp đặt và hậu cần để hoàn thiện khối điện tối ưu. • Giúp dễ dàng lắp đặt, bằng cách sử dụng cấu trúc lắp đặt của mô đun hiện tại để lắp đặt bộ nghịch lưu và do đó tiết kiệm thời gian và chi phí cho việc vận chuyển, đào tạo và chuẩn bị hiện trường. • Nắp có khóa bảo vệ an toàn, kết nối nhanh với pin mặt trời và cấu hình qua Wi-Fi để tránh nguy cơ nước lọt vào và giảm thời gian lắp đặt cáp khi đi cáp, kiểm tra cầu chảy và SPD. • Kiểm soát và quản lý chủ động nhà máy năng lượng mặt trời thông qua ABB Ability™ với khả năng theo dõi từ xa, đặt các tham số và cập nhật chương trình cơ sở (FW) để tăng hiệu quả chi phí vận hành và giảm sự phức tạp của nhà máy. • Kiểm soát nhiệt độ các thành phần, kết hợp với lắp theo chiều ngang và chiều dọc và điều chỉnh tốc độ quạt gió, để tăng tuổi thọ của các bộ nghịch lưu. Biên dịch: Nguyễn Thị Dung Theo “Technical Review Middle East”, số 2/2018 Bộ nghịch lưu PVS-100/120 (Ảnh: st ) 32 Sáng kiến “Lắp tời điện cho xe tải” và “Thiết kế chế tạo máy xác định cực tính máy biến áp” Bài và ảnh: Nguyễn Anh Khường 2/ Nội dung giải pháp Tời điện được lắp sát dưới trần xe để tránh đọng nước, tránh va đập do vật tư chồng chất lên, dễ quan sát, dễ bảo dưỡng và dễ vận hành. Chân khung của tời được uốn bằng ống sắt Ø 49mm dày 3mm theo kích thước khung bạt xe. Khung được bắt cứng và chằng chắc chắn xuống sàn xe bằng hai thanh sắt tròn Ø 16. Động cơ của tời được cấp nguồn điện 12VDC của chính bình acquy xe. Dòng điện làm việc của tời nhỏ, ít ảnh hưởng đến tuổi thọ acquy của xe. Toàn bộ khung và tời dễ dàng tháo ra, để thuận tiện cho việc đăng kiểm xe mỗi định kỳ. Ứng dụng của sáng kiến thực hiện được việc: • Cẩu đà cản bê tông 1,2m, 1,5m; đầu trụ 7,5m, 8,5m hay 12,5m lên xe; • Cẩu máy biến áp nhỏ lên thùng xe; • Kéo một cuộn dây rời lớn lên thùng xe hay cẩu lên treo tạm ở bên ngoài (để di chuyển gần); • Tham gia căng dây lấy độ võng; • Nếu kết hợp với puly chuyển hướng có thể kéo đà cản hay đầu trụ từ trong bãi ra ngoài rồi mới cẩu lên thùng xe. 3/ Hiệu quả khi áp dụng giải pháp Từ khi ứng dụng vào thực tế, giải pháp này đã giảm bớt sức lực cho công nhân, đảm bảo an toàn cho người và thiết bị, tăng năng suất lao động, giúp tiết kiệm thời gian chung cho công tác thi công lưới điện. Trước kia chưa có tời điện thì công việc khiêng vác trụ điện cần ít nhất là 6 người. Từ khi có tời điện, chỉ cần 2 người và rút ngắn rất nhiều thời gian anh em công nhân phải thao tác trên hiện trường. Trong các trường hợp gặp sự cố bất kỳ, tời kéo xe 12V, trọng lượng 1.363kg giúp xử lý nhanh, không tốn quá nhiều sức lực. Giải pháp “Lắp tời điện cho xe tải” mang lại lợi ích về nhiều mặt. Với thiết kế gọn nhẹ, tời điện giúp anh em công nhân Điện lực linh hoạt trong việc nâng, chuyển, kéo các vật tư thiết bị. Đặc biệt, tời điện còn có thể điều khiển từ xa. Ngoài ra, do tời điện được chế tạo từ nguyên liệu chắc chắn, an toàn với độ bền cao, chịu được tác động va đập mạnh, được gắn chắc chắn trên xe, nên tời có độ linh hoạt cao, đáp ứng các nhu cầu cẩu, kéo khác nhau của người sử dụng. A. LẮP TỜI ĐIỆN CHO XE TẢI 1/ Tình trạng kỹ thuật hiện tại Trước đây, để chuyển vật tư nặng lên, hoặc xuống xe tải, người công nhân phải khiêng vác vật tư lên thùng xe hoặc qua trung gian xe cần cẩu, vì dựa vào sức người là chính nên năng suất lao động không được cao. Từ thực tế công việc hàng ngày, anh Lê Chí Trung đã xây dựng giải pháp “Lắp tời điện cho xe tải”. Hình 1. Tời điện được lắp trên xe tải LTS: Ban biên tập ấn phẩm Khoa học Công nghệ Điện xin giới thiệu hai sáng kiến của anh Lê Chí Trung, công nhân bậc 7/7 của Điện lực Mỹ Tho, Công ty Điện lực Tiền Giang, Tổng Công ty Điện lực miền Nam. Sáng kiến “Lắp tời điện cho xe tải” đã được áp dụng vào sản xuất, giúp giảm bớt sức lực cho công nhân, đảm bảo an toàn cho người và thiết bị, tăng năng suất lao động, giúp tiết kiệm thời gian chung cho công tác thi công lưới điện; và sáng kiến “Thiết kế chế tạo máy xác định cực tính máy biến áp” giúp đảm bảo an toàn khi đấu nối máy biến áp, rút ngắn thời gian thi công vì không tốn thời gian đấu đổi cực tính máy biến áp nếu lỡ đấu sai. SÁNG KIẾN KỸ THUẬT Địa chỉ: Tầng 15, tháp A, tòa nhà EVN, 11 Cửa Bắc, Ba Đình, Hà Nội Điện thoại: 04.66946700 / 04.66946733 - Fax: 04.37725192 Email: evneic@evn.com.vn / tapchidienluc@gmail.com
File đính kèm:
- khoa_hoc_cong_nghe_dien_so_2_nam_2018.pdf