Khoa học công nghệ điện - Số 6 - Năm 2019

hĩa là “phù hợp 
nhất với thiết bị”. Nói chính xác hơn là chỉ có ngần ý 
tiền trong ngân sách, và nếu chi tiêu quá nhiều cho 
thu thập dữ liệu mà không sử dụng hết tiềm năng 
của dữ liệu thì sẽ lãng phí tiền của. Tất cả các dữ liệu 
này, cho dù là thu thập được từ lấy mẫu dầu, hoặc 
phần cứng theo dõi từ xa, chỉ có giá trị nếu chúng 
được sử dụng.
CÁCH KÉO DÀI TUỔI THỌ CỦA MBA
Nếu không có các thiết bị phù hợp để phân tích 
xu hướng thì khó có thể khai thác lợi thế của các 
dữ liệu của MBA. Với số lượng rất lớn các thiết bị cần 
được theo dõi, các công ty hoặc các nhà sản xuất 
lớn có thể sử dụng hệ thống quản lý bảo trì bằng 
máy tính (CMMS) để theo dõi tình trạng sức khỏe 
Hình 2. Nhiều MBA cũ hơn đã cho thấy chúng có thể hoạt động 
bền bỉ, và khi được bảo trì đúng cách, chúng có thể làm việc lâu hơn 
nhiều thập kỷ so với tuổi thọ thiết kế. Các MBA trong ảnh chụp đã 
được lắp đặt trước đây một thế kỷ (Ảnh: st)
HỆ THỐNG ĐIỆN
29 KHCN Điện, số 6.2019
A. MÔ TẢ GIẢI PHÁP
1. Tình trạng kỹ thuật khi chưa áp 
dụng giải pháp
1.1. Trang bị bảo vệ rơ le từ các hệ 
thống khác liên quan đến hệ thống 
tự dùng riêng tổ máy
- Rơ le P141 của hệ thống bảo vệ 
máy biến áp số 1, bảo vệ máy biến áp 
tự dùng riêng TD9* trang bị bảo vệ 
quá dòng chạm đất 51N.
- Nhiệm vụ: Chống các dạng ngắn 
mạch nối đất phía cuộn hạ máy biến 
áp tự dùng riêng TD9* và dự phòng 
cho bảo vệ chạm đất cấp 0,4kV.
- Tín hiệu lấy từ: CT trung tính máy 
biến áp TD9*.
- Nguyên lý: Tác động theo độ lớn 
dòng điện thứ tự 0 đo được ở trung 
tính biến điện áp TD9*. Bảo vệ tác 
động khi dòng điện thứ tự 0 bằng 0,5 In 
duy trì 1s.
LTS: Ban biên tập ấn phẩm Khoa 
học Công nghệ Điện xin giới thiệu 
giải pháp “Thiết kế bổ sung mạch 
điều khiển trạm tự dùng riêng tổ 
máy LS1*” do tác giả Nguyễn Hải 
Đăng của Công ty Thủy điện Sơn La 
thực hiện, đã giúp loại trừ được sự 
cố xếp chồng ảnh hưởng đến các 
tổ máy và các trạm tự dùng xoay 
chiều khi có sự cố xảy ra trong nội 
bộ trạm tự dùng riêng tổ máy LS1*, 
giúp hệ thống trạm tự dùng riêng 
tổ máy LS1* làm việc tin cậy
THIẾT KẾ BỔ SUNG MẠCH ĐIỀU KHIỂN 
TRẠM TỰ DÙNG RIÊNG TỔ MÁY LS1*
Bài viết: Bùi Văn Minh, Ảnh: Vũ Gia Hiếu
- Khi bảo vệ tác động: Rơ le xuất lệnh khép tiếp 
điểm RL1, RL2, RL4, RL5, RL5 thực hiện các lệnh sau 
(Xem Hình 1):
+ Lệnh cắt tới cuộn cắt của các pha máy cắt GS53* 
và GS57*. 
+ Khởi động bảo vệ chống hư hỏng máy cắt GS53* 
và GS57*. 
+ Lệnh cắt tới cuộn cắt của máy cắt đầu cực máy phát.
+ Lệnh ngừng khẩn cấp tổ máy sự cố.
+ Lệnh cắt tới cuộn cắt của máy cắt kích từ. 
+ Khởi động bảo vệ chống hư hỏng máy cắt đầu cực. 
+ Lệnh cắt tới máy cắt 6,3kV hạ áp máy biến áp tự 
dùng chung (chỉ có ở tổ máy 1 và tổ máy 4).
Hình 1. Tiếp điểm output hiện tại của rơle P141 (Ảnh: st)
của thiết bị và đưa ra các lệnh công tác khi có vấn 
đề nảy sinh.
Vấn đề rắc rối khi phụ thuộc vào CMMS là sử 
dụng khái niệm thời gian trung bình giữa các sự cố 
(MTBF). Với nhiều MBA, giá trị của MTBF có thể là 
20, 30 hoặc 40 năm. Hầu hết các phần mềm CMMS 
không phù hợp với khoảng thời gian lâu như vậy, 
vì thế các MBA (và các thành phần khác trong hệ 
thống điện cao áp) rất hiếm khi được tính đến. 
Độ tin cậy cung cấp điện có tầm quan trọng 
sống còn trong kế hoạch độ tin cậy của một tổ 
chức, và những người thực hành nâng cao độ tin 
cậy ngày càng thành công hơn trong việc đưa khái 
niệm này vào hoạt động của tổ chức. Để lấp đầy 
khoảng trống trong chương trình CMMS, các tổ 
chức và công ty điện lực lớn đã phát triển phần 
mềm độc quyền để theo dõi tình trạng sức khỏe 
của thiết bị mà họ phải duy trì. Đối với các đơn vị 
nhỏ hơn và các công ty có ngân sách eo hẹp hơn và 
ít tài sản cần phải theo dõi, đã có các hãng chuyên 
về quản lý MBA cung cấp các bảng theo dõi dựa 
trên trang web. Các bảng này tự động lập các báo 
cáo và biểu đồ cho phép phân tích chuyên sâu, bất 
kể tập hợp các MBA của đơn vị lớn nhỏ ra sao.
Công ty điện lực dễ dàng có thể sa đà vào các 
khía cạnh kỹ thuật của độ tin cậy và các dữ liệu 
được cung cấp bởi thử nghiệm, kiểm tra và theo 
dõi. Nhưng độ tin cậy của MBA không hoàn toàn 
là một quá trình xử lý số, nó là sự tổng hợp của các 
công cụ phân tích thông minh và trí tuệ con người. 
Khi phần mềm đó được kết nối với trình độ chuyên 
SÁNG KIẾN KỸ THUẬT
ngành của con người, vấn đề có thể được giải 
quyết ngay lập tức, giúp giảm nguy cơ của sự cố 
bất ngờ và cho phép lên kế hoạch bảo trì và lập 
dự toán chính xác hơn.
Ví dụ, khi chủ sở hữu MBA nhận được kết quả 
thí nghiệm rơi vào dải “không thể chấp nhận”, 
điều đó nghĩa là gì? Liệu thiết bị đó sẽ bị hỏng 
sau một đêm hay nó vẫn có thể hoạt động trong 
40 năm tới? Có cần thiết phải khắc phục ngay 
lập tức hay có thể đợi vài tháng nữa? Trong 
trường hợp này, các chuyên gia bảo trì MBA có 
thể không chỉ nhìn vào các xu hướng trong nhà 
máy, mà họ còn có thể tìm kiếm các xu hướng 
trong toàn ngành nhờ xem xét các thiết bị 
tương tự trong các ứng dụng tương tự đã hoạt 
động ra sao, rồi sau đó họ sẽ đánh giá xem các 
chạm chập này trên thực tế đã ảnh hưởng thế 
nào tới độ tin cậy của MBA.
Các MBA có tuổi thọ hàng thế kỷ nhắc nhở 
chúng ta về cách chúng từng được chế tạo rồi 
cũng sẽ bị hỏng, và các thiết bị mới đang tồn 
tại rồi cũng sẽ trở thành các thiết bị cũ. Do đó, 
trách nhiệm của chúng ta, với tư cách là những 
người thực hành trong ngành điện và độ tin cậy 
của MBA, là thu thập tất cả các dữ liệu hữu ích 
có thể từ các thiết bị mới, phân tích các dữ liệu 
đó, so sánh tình trạng sức khỏe của thiết bị đó 
với các thiết bị khác vẫn đang hoạt động hoặc 
đã bị hỏng để thực hiện sự cân bằng đúng đắn 
giữa bảo trì và thử nghiệm để đảm bảo tuổi 
thọ lâu nhất có thể cho thiết bị.
Chúng ta chưa thể khẳng định chắc chắn 
rằng liệu một thiết bị mới mà chúng ta đang 
thấy sẽ tồn tại trung bình trong một thập kỷ, 
nửa thế kỷ hay thậm chí có thể lâu hơn. Nhưng 
bằng việc đưa ra các quyết định thông minh dựa 
trên dữ liệu chứ không phải dựa trên ngày tháng 
lấy mẫu tùy tiện và những ước tính thay thế 
tùy tiện, chúng ta có thể lên kế hoạch để khiến 
cho tổ chức của chúng ta trở thành những môi 
trường an toàn hơn, năng suất cao hơn, những 
nơi chúng ta có thể tiến hành hoạt động sản xuất 
mà không phải lo lắng về MBA, máy cắt điện, tủ 
đóng cắt, và các đường cáp điện, các thành phần 
cấu tạo nên hệ thống điện của chúng ta.
Biên dịch: Vũ Trọng Nghĩa
Theo “Powe”, số tháng 1/2019
Độ tin cậy của MBA liên quan đến việc phát triển và duy trì hệ 
thống điện giá rẻ (Ảnh: st)
28 
31 KHCN Điện, số 6.201930 
SÁNG KIẾN KỸ THUẬT
+ Lệnh cắt tới máy cắt hạ 
áp máy biến áp tự dùng riêng 
tổ máy.
+ Gửi tín hiệu ngừng khẩn 
cấp tổ máy lên trung tâm.
- Rơ le P120 bảo vệ máy 
biến áp tự dùng 6,3/0,4kV cấp 
nguồn đầu vào cho trạm tự 
dùng 0,4kV LS21, LS22 trang bị 
bảo vệ quá dòng thứ tự 0 51N.
- Nhiệm vụ: Chống các dạng 
ngắn mạch nối đất phía cuộn 
hạ áp của máy biến áp tự dùng 
6,3/0,4kV cho trạm LS21, LS22. 
- Tín hiệu lấy từ LS21,: 
CT trung tính máy biến áp 
6,3/0,4kV.
- Nguyên lý: Tác động theo 
độ lớn dòng điện thứ tự 0 đo 
được ở trung tính biến điện áp 
6,3/0,4kV. Bảo vệ tác động khi 
dòng điện thứ tự 0 bằng 50% In 
duy trì 1s
- Khi bảo vệ tác động: Rơ le 
xuất lệnh khép tiếp điểm RL1, 
RL2, RL3, RL4 thực hiện các 
lệnh sau (Xem Hình 2):
+ Đi cắt máy cắt đầu vào 
trạm LS21, LS22
+ Đi cắt máy cắt 6,3kV đầu 
vào trạm LS21, L22
+ Gửi tín hiệu báo cảnh báo 
đến LCU và trung tâm.
1.2. Tình trạng kỹ thuật 
của hệ thống tự dùng riêng tổ 
máy hiện tại
- Khi xảy ra sự cố chạm 
đất tại trạm hoặc phụ tải của 
trạm tự dùng riêng tổ máy 
LS1*, ATS trạm tự dùng riêng 
làm việc không chọn lọc, các 
tổ máy và các trạm tự dùng 
xoay chiều mất an toàn vận 
hành có nguy cơ bị sự cố xếp 
chồng, cụ thể như sau:
+ Nếu sự cố chạm đất phân 
đoạn 2 trạm LS1* còn duy trì 
thì rơ le P141 của hệ thống 
bảo vệ MBA sẽ tác động đi 
dừng tổ máy và đi cắt các máy 
cắt: MC đầu cực, MC 500kV, 
MC 0,4kV (và máy cắt 6,3kV 
đầu vào trạm tự dùng MS1 
nếu sự cố tại LS11 và LS14) 
dẫn đến sự cố xếp chồng, gây 
dừng sự cố cho tổ máy và các 
thiết bị khác.
2. Nội dung của giải pháp
2.1. Những điểm khác biệt 
của giải pháp mới so với giải 
pháp cũ
Đưa tín hiệu bảo vệ quá 
dòng chạm đất 51N của hệ 
thống khác vào PLC điều khiển 
ATS của trạm khi nội bộ trạm 
tự dùng LS1* không trang bị 
bảo vệ quá dòng chạm đất để 
hệ thống làm việc chọn lọc.
Không phải bổ sung thiết 
bị rơ le bảo vệ quá dòng chạm 
đất 51N cho nội bộ trạm tự 
dùng để hệ thống làm việc 
đảm bảo an toàn cho tổ máy 
và hệ thống khác. 
2.2. Mô tả chi tiết bản chất 
của giải pháp 
- Thiết kế thêm mạch liên 
động giữa hệ thống bảo vệ 
khối tổ máy, bảo vệ trạm tự 
dùng LS21, LS22 với mạch 
điều khiển của các máy cắt 
đầu vào trạm tự dùng LS11 
÷ LS16 để đưa tín hiệu vào 
chương trình PLC Zeliologic 
của trạm tự dùng.
a. Tại rơ le P141 hệ thống 
bảo vệ máy biến áp số 1 tủ 
0*CHA10GH002
- Sử dụng tiếp điểm dự 
phòng RL3 (E5, E6) để đưa vào 
Hình 2. Sơ đồ nguyên lý và tiếp điểm output hiện tại của rơ le P120 (Ảnh: st)
- Trường hợp 1: (Xem H4)
+ Khi có quá dòng chạm đất phụ 
tải hoặc thanh cái phân đoạn 1 trong 
trạm LS1*, rơ le Micom P141 của hệ 
thống bảo vệ MBA tác động cắt khối 
tổ máy, cắt MC 41*1, đầu vào thanh 
cái phân đoạn 1 mất nguồn. Nhưng 
do không có tín hiệu báo lỗi sự cố 
từ MC41*1 gửi đến PLC nên chương 
trình của PLC Zeliologic lại thỏa mãn 
điều kiện và kích hoạt xuất tín hiệu đi 
đóng máy cắt phân đoạn 41*0 để cấp 
nguồn lại cho phân đoạn 1.
+ Nếu sự cố chạm đất phân đoạn 1 
vẫn còn duy trì thì rơle Micom P120 
của các trạm LS21, LS22 sẽ phát hiện 
và xuất tín hiệu đi cắt các máy cắt 
0,4kV, 6,3kV đầu vào trạm LS21 hoặc 
LS22 dẫn đến sự cố xếp chồng nhảy 
trạm LS21, LS22.
* Có quá dòng chạm đất ở phân đoạn 1
- Rơle P141 tác động: 
+ Dừng khẩn cấp tổ máy
+ Cắt MC90*, 53*, 57*, 41*1 (631, 632 với H1, H4)
- ATS trạm LSI* tác động:
+ Đóng MC phân đoạn 41*0
- Nếu sự cố duy trì P120 của LS21 (LS22) sẽ tác động:
+ Cắt MC 0,4kV: 4211 (4221) hoặc 4212 (4222)
+ Cắt MC 6,3kV: 6211 (6221) hoặc 6221 (6222)
Hình 3. Mô tả sự cố chạm đất phân đoạn 1 (Ảnh: st)
Hình 4. Tiếp điểm output sử dụng của rơle P141 (Ảnh: st)
- Trường hợp 2
+ Khi có quá dòng trạm đất phụ tải 
hoặc thanh cái phân đoạn 2 trong các 
trạm LS1* rơ le Micom P120 của trạm 
LS21 hoặc LS22 sẽ phát hiện và xuất 
tín hiệu đi cắt máy cắt đầu vào 0,4kV, 
6,3kV trạm LS21, LS22
+ Nguồn đầu vào thanh cái phân 
đoạn 2 của trạm LS1* mất điện, theo 
logic chương trình của PLC Zeliologic 
sẽ xuất tín hiệu đi cắt MC 41*2.
+ Nhưng do không có tín hiệu 
báo lỗi sự cố từ MC41*2 gửi đến PLC 
nên chương trình của PLC Zeliologic 
lại thỏa mãn điều kiện và kích hoạt 
xuất tín hiệu đi đóng máy cắt phân 
đoạn 41*0 để cấp nguồn lại cho 
phân đoạn 2. Logic đóng MC 41*0 
như H1.
33 KHCN Điện, số 6.201932 
SÁNG KIẾN KỸ THUẬT
cách ly với rơ le P141 của hệ thống rơ le bảo vệ 
khối tổ máy khi sửa chữa bảo dưỡng trạm LS1*) 
(xem H5).
- Cuộn dây điều khiển rơ le trung gian KA5 nối 
tiếp với tiếp điểm thường mở RL3 (E5, E6) của rơ le 
P141 của hệ thống 1 bảo vệ MBA. 
- Mắc nối tiếp tiếp điểm thường mở (03, 04) 
của rơ le trung gian KA5 với cuộn dây của rơ le KA1 
trong mạch điều khiển MC 41*1. 
- Khi P141 tác động, đi khép tiếp điểm RL3, 
rơ le trung gian KA5 tác động và khép tiếp điểm 
thường mở (03, 05). Khi tiếp điểm thường mở (03, 
04) khép, rơ le trung gian KA1 sẽ tác động và gửi 
tín hiệu đi cấm ATS trạm LS1* tác động.
c. Tại tủ 20BFA03GH001, 20BFA04GH001, 
20BFA05GH001, 20BFA06GH001:
- Trên mạch điều khiển MC 4211, 4212, 4221, 
4222 tại các 20BFA03GH001, 20BFA04GH001, 
20BFA05GH001, 20BFA06GH001 lắp đặt thêm 
một rơ le trung gian KA5 (xem H6).
- Cuộn dây điều khiển rơ le trung gian KA5 nối 
tiếp với tiếp điểm thường mở RL4 (18, 20) của rơ 
le P120 (KA3) ứng với từng phân đoạn trong trạm 
LS21 và LS22.
- Sử dụng các tiếp điểm thường mở của rơ le 
trung gian KA5 để đưa vào mạch điều khiển của 
MC 41*2 đầu vào phân đoạn 2 trạm LS1*.
- Khi rơ le P120 tác động, đi khép tiếp điểm 
RL4, rơ le trung gian KA5 tác động và gửi tín hiệu 
tới mạch điều khiển MC 41*2 đầu vào phân đoạn 
2 trạm LS1*. 
d. Tại tủ 0*BFA02GH001:
- Mắc nối tiếp tiếp điểm thường mở (03, 04); 
(13, 14); (43, 44) của rơ le trung gian KA5 với cuộn 
dây của rơ le trung gian KA1 trong mạch điều 
khiển MC 41*2 (xem H7).
- Khi P120 của trạm LS21, LS22 tác động, 
đi khép tiếp điểm RL4, rơ le trung gian KA5 lắp 
thêm tại các tủ 20BFA03GH001, 20BFA04GH001, 
20BFA05GH001, 20BFA06GH001 tác động và 
khép các tiếp điểm thường mở (03, 04); (13, 14); 
(43, 44). Khi tiếp điểm thường mở (03, 04); (13, 14); 
(43, 44) khép, rơ le trung gian KA1 sẽ tác động và 
gửi tín hiệu đi cấm ATS trạm LS1* tác động.
B. KHẢ NĂNG ÁP DỤNG CỦA GIẢI PHÁP
1. Lĩnh vực mà giải pháp có thể áp dụng
Giải pháp có thể được ứng dụng để giúp 
trạm tự dùng riêng tổ máy Nhà 
máy thủy điện Sơn La, Lai Châu 
và các trạm phân phối nguồn có 
ý tưởng thiết kế giống với trạm tự 
dùng Nhà máy thủy điện Sơn La 
làm việc ổn định và an toàn, loại 
trừ được sự cố xếp chồng do sự cố 
xảy ra.
2. Những điều kiện cần thiết 
để áp dụng giải pháp
Giải pháp được áp dụng xuyên 
suốt trong quá trình vận hành của 
hệ thống trạm tự dùng riêng tổ 
máy.
C. HIỆU QUẢ DỰ KIẾN CÓ 
THỂ THU ĐƯỢC KHI ÁP 
DỤNG GIẢI PHÁP
1. Hiệu quả dự kiến
- Chương trình PLC trạm tự dùng 
riêng tổ máy LS1* làm việc an toàn, 
chính xác và chọn lọc.
- Loại trừ được sự cố khách 
quan ảnh hưởng đến sự vận hành 
an toàn, hiệu quả của các tổ máy 
và các thiết bị công nghệ khác. 
Sau khi sáng kiến được áp dụng, 
không xảy ra hiện tượng tác 
động nhầm làm tổ máy, các trạm 
tự dùng dừng sự cố do tác động 
nhầm của ATS.
- Giải pháp thực hiện có tác dụng 
làm tăng hệ số khả dụng của các tổ 
máy, các trạm tự dùng và các thiết 
bị công nghệ khác trong nhà máy 
có liên quan.
- Làm giảm chi phí vật tư thiết 
bị và nhân công sửa chữa khắc 
phục sự cố so với khi chưa áp dụng 
sáng kiến.
2. Tính toán giá trị làm lợi
- Số tiền làm lợi không thể tính 
toán được cụ thể theo hàng năm
mạch điều khiển máy cắt đầu vào 41*1 
trạm LS1* (Xem H4).
- Kích hoạt rơ le P141 tác động đi khép 
tiếp điểm RL3 khi có bảo vệ quá dòng 
chạm đất.
b. Tại tủ 0*BFA01GH001
Trên mạch điều khiển MC 41*1 tại tủ 
0*BFA01GH001 lắp đặt thêm một rơ le 
trung gian KA5 (sử dụng rơ le KA5 để có 
thể mở rộng được nhiều tiếp điểm và 
Hình 5. Mạch điều khiển MC41*1 bổ sung thêm rơle trung gian KA5 (Ảnh: st)
Hình 7. Thay đổi mạch điều khiển MC 41*2 (Ảnh: st)
Hình 6. Mạch điều khiển MC 4211, 4212, 4221, 4222 bổ sung thêm rơle trung gian KA5 (Ảnh: st)
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