TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN ĐIỆN THỰC TẬP KĨ THUẬT ĐỊA ĐIỂM THỰC TẬP: VIỆN NĂNG LƯỢNG- BỘ CÔNG THƯƠNG PHÒNG : THÍ NGHIỆM TRỌNG ĐIỂM CAO ÁP Họ và tên : Nguyễn Văn Huân Mã số sinh viên: 20121775 Giáo viên hướng dẫn: TS. LÃ MINH KHÁNH MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU……………………………………………………………………….......1 1. CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VIỆN NĂNG LƯỢNG…………………………………..2 1. Giới thiệu chung viện năng lượng …………………………………………………....2 1.1. Lịch sử hình thành và phát triển……………………………………………………....2 1.2.Các lĩnh vực hoạt động……………………………………………………...................2 1.3. Các ngành, nghề kinh doanh…..……………………………………………………….3 2. Sơ đồ vận hành viện năng lượng……………………………………………………....3 3. Lĩnh vực hoạt động………………………………………………………………….....5 2. CHƯƠNG 2 PHÒNG THÍ NGHIỆM TRỌNG ĐIỂM CAO ÁP……………………….6 1. Chức năng…………………………………………………………………………….6 2. Nhiệm vụ……………………………………………………………………………...6 3. Các thiết bị chính phòng thí nghiệm trọng điểm cao áp………………………………6 3.1. Hệ thống thử nghiệm xung điện áp 3600kV…………………………………………..8 3.2. Hệ thống thử nghiệm xung dòng điện 100kA…………………………………………8 3.3. Hệ thống đo lường điện môi…………………………………………………………….9 3.4 Hệ thống thử nghiệm điện áp xoay chiều 1200kV……………………………………10 3.5. Buồng môi trường………………………………………………………………………..11 3.6. Hệ thống thử nghiệm biến áp tại hiện trường………………………………………..12 3. CHƯƠNG 3: DỰ ÁN THỰC TẾ : NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG QUY TRÌNH ĐO TỔN HAO ĐIỆN MÔI PHỤC VỤ PHÒNG THÍ NGHIỆM TRỌNG ĐIỂM CAO ÁP……...13 1. Tóm tắt đề tài…………………………………………………………………………13 2. Giới thiệu……………………………………………………………………………..13 3. Phương pháp nghiên cứu……………………………………………………………..13 4. Tổn hao điện môi……………………………………………………………………..13 4.1. Đặt vấn đề………………………………………………………………………..13 4.2. Nguyên nhân gây tổn hao điện môi…………………………………………….. 14 5. Quy trình thử nghiệm FT – 12………………………………………………………..15 5.1. Chuẩn bị mẫu thử kiểm tra an toàn trước khi tiến hành thử nghiệm……….…..15 5.2. Các bước thao tác ban đầu của quá trình tiến hành thử nghiệm………………..15 5.3. Khử nhiễu………………………………………………………………………...16 6. Kết luận………………………………………………………………………………17 4. CHƯƠNG 4 KẾT LUẬN………………………………………………………..............18 LỜI MỞ ĐẦU Hiện nay nên kinh tế nước ta đang chuyển sang vận động theo cơ chế thị trường, ngành điện cũng như các ngành kinh tế quốc dân khác cần có sự củng cố và phát triển, tìm ra những hướng đi đúng cho phù hợp với sự phát triển của kinh tế để ngành điện thực sự trở thành ngành mũi nhọn trong nên công nghiệp của đất nước. Sau vài tuần thực tập ở Viện Năng lượng với sự dạy giỗ và giúp đỡ của thầy “ TS. Lã Minh Khánh” và sự giúp đỡ của các anh chị trong phòng thí nghiệm trọng điểm cao áp (HVLAB) để em có thể hoàn thành báo cáo thực tập này. Bám sát theo nội dung của đề cương được giao với mục đích đến phòng thí nghiệm trọng điểm cao áp để làm quen với các thiết bị và quá trình thực hành đo thiết bị để kiểm chứng lại so với kiến thức đã học trên lớp. Qua đề cương em đã chọn phòng thí nghiệm trọng điểm cao áp là nơi thực tập để viết báo cáo. Tìm hiểu về các chức năng của phòng và những dự án mà phòng đã làm, qua thực tập ở đây em được tiếp xúc với thực tế, các quá trình tổn hao của hệ thống điện nước ta và cải thiện hệ thống điện nhằm tăng hiệu suất truyền tải,giảm tổn hao trên đường dây … 1 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ VIỆN NĂNG LƯỢNG 1. Giới thiệu chung về viện năng lượng 1.1. Lịch sử hình thành và phát triển - Viện Năng lượng là cơ quan nghiên cứu khoa học công nghệ, quy hoạch tổng thể phát triển năng lượng và điện lực. Được thành lập ngày 01 tháng 01 năm 1989 theo quyết định số 1379NL/TCCB-LĐ ngày 05 tháng 12 năm 1988 của Bộ Năng lượng ( nay là Bộ Công Thương) trên cơ sở hợp nhất hai Viện: Viện năng lượng và Điện khí hóa với Viện Nghiên cứu Khoa học Kỹ thuật điện, Từ một cơ quan trực thuộc Bộ Năng lượng, Viện trở thành thành viên của Tổng Cong ty Điện lực Viện Nam (nay là Tập đoàn Điện lực Việt Nsm) từ ngày 01 tháng 4 năm 1995. Là Tổ chức khoa học và công nghệ, thực hiện chế độ tự chủ, tự chịu trách nhiệm theo nội dung Nghị định số 115/2005/NĐ-CP ngày 05 tháng 09 năm 2005 của Chính phủ. Sau 15 năm là đơn vị thành viên của Tập đoàn Điện lực Việt Nam- EVN, ngày 01 tháng 01 năm 2010 Viện Năng lượng đã chuyển về trực thuộc Bộ Công Thương theo quyết định số 5999/QĐ-BCT của Bộ trưởng Bộ Công Thương. Viện hoạt động trên các lĩnh vực nghiên cứu chiến lược, chính sách và quy hoạch phát triển năng lượng/điện lực quốc gia; nghiên cứu khoa học và công nghệ năng lượng/điện lực, môi trường và phát triển năng lượng; tư vấn và dịch vụ khoa học công nghệ; đào tạo nguồn nhân lực và hợp tác khoa học công nghệ với các tổ chức trong nước, các tổ chức nước ngoài và các ngành nghề kinh doanh khác. Kế thừa và phát triển, hơn 20 năm qua, với sự đoàn kết nhất trí, chủ động sáng tạo và tinh thần lao động hang say, khắc phục khó khăn của các thế hệ lãnh đạo, cán bộ, công nhân viên, Viện Năng lượng đã lớn mạnh trở thành đơn vị nghiên cứu chiến lược đầu ngành của quốc gia- Nơi khởi nguồn cho những chiến lược năng lượng của đất nước. Viện đã hoàn thành xuất sắc các nhiêm vụ, các đề án lớn của Nhà nước, của Bộ Công Thương, của Tập đoàn Điện lực Việt Nam giao như: Hoạch định chiến lược phát trieenrnganhf điện và năng lượng quốc gia; chính sách phát triển năng lượng/điện lực; Tổng sơ đồ phát triển năng lượng/điện lực/năng lượng tái tạo qua các giai đoạn; Lộ trình phát triển công nghệ ngành điện; Lập Quy hoạch địa điểm xây dựng và báo cáo đầu tư nhà máy điện hạt nhân Ninh TThuaanj 1, 2 với công suất 4 × 1000 MW, đã được Quốc hội thông qua chủ trương đầu tư tháng 11 năm 2009. Nghiên cứu giải quyết các vấn đề khoa học công nghệ , triển khai ứng dụng nhiều đề tai khoa học vào sản xuất thành công, góp phần phát triển vững mạnh ngành năng lượng đất nước. Ngày nay, thương hiệu Viện Năng lượng đã khẳng định vững chắc, Viện đã vinh dự được Đảng và Nhà nước trao tặng nhiều phần thưởng cao quý : Huân chương Độc lập Hạng Ba, Huân chương Lao động hạng Nhất, Nhì, Ba; Cờ thi đua của Chính phủ và nhiều giải thưởng về khoa học và công nghệ. 1.2. Các lĩnh vực hoạt động 2 1. Tư vấn quy hoạch phát triển điện lực quốc gia, quy hoạch phát triển điện lực tỉnh, thành phố trực thuộc Trung ương. 2. Tư vấn lập dự án đầu tư, thiết kế, đấu thầu các công trình nhà máy nhiệt điện không giới hạn quy mô công suất đặt, 3. Tư vấn giám sát thi công các công trình nhà máy nhiệt điện không giới hạn quy mô công suất lắp đặt. 4. Tư vấn lập dự án đầu tư, thiết kế, đấu thầu các nhà máy thủy điện có quy mô công suất lắp đặt đến 100MW. 5. Tư vấn giám sát thi công các công trình nhà máy thủy điện có quy mô công suất lắp đặt đến 100MW. 6. Tư vấn lập dự án đầu tư, thiết kế, đấu thầu các công trình đường dây và trạm biến áp không giới hạn quy mô cấp điện áp. 7. Tư vấn giám sát thi công các công trình đường dây và trạm biến áp không giới hạn quy mô cấp điện áp. 8. Phạm vi hoạt động : Toàn quốc. 1.3. Các ngành, nghề kinh doanh 1. Lập quy hoạch phát triển điện lực cho các vùng lãnh thổ, các tỉnh, thành phố, các khu công nghiệp và khu dân cư trong phạm vi cả nước và các nước trong khu vực. 2. Lập quy hoạch phát triển nguồn thủy điện. 3. Lập quy hoạch phát triển các nguồn năng lượng tái tạo. 4. Lập tổng sơ đồ điện khí hóa nông thôn quốc gia. 5. Tư vấn lập báo cao đầu tư, dự án đầu tư, thiết kế kĩ thuật- Tổng dự đoán, bản vẽ thi công, thẩm định,lập hồ sơ thầu, giám sát xây dựng công trình: + Các nhà máy nhiệt điện, thủy điện và nhà máy điện hạt nhân. + Các công trình đường dây và trạm biến áp đến cấp điện áp siêu cao áp. + Các công trình xây dựng, công nghiệp và dân dụng. + Các công trình năng lượng tái tạo. + Các dự án về sản xuất thiết bị điện, vật liệu điện và bảo vệ chống sét cho các công trình. + Các công trình viễn thông. 6. Thí nghiệm mô hình thủy lực. 7. Tư vấn và thực hiện các vấn đề về tiết kiệm và bảo tồn năng lượng, kiểm toán năng lượng và quản lí dữ liệu năng lượng. 8. Tư vấn kiểm định, thử nghiệm các thiết bị và vật liệu điện và đo đạc các hiệu ứng điện từ trường. 9. Thực hiện các dự án cơ chế phát triển sạch và các vấn đề về biến đổi khí hậu. 10. Khảo sát địa chất, địa hình các dự án. 11. Xây lắp các công trình điện và năng lượng tái tạo. 12. Chuyển giao công nghệ, mua bán, xuất khẩu, nhập khẩu trực tiếp công nghệ, kỹ thuật và sản phẩm mới, vật tư, thiết bị, linh kiện, dây truyền công nghệ thuộc lĩnh vực hoạt động của Viện. 2. Sơ đồ vận hành của Viện Năng lượng 3 MÔ HÌNH TỔ CHỨC CỦA VIỆN NĂNG LƯỢNG VIỆN TRƯỞNG PHÓ VIỆN TRƯỞNG PHÓ VIỆN TRƯỞNG PHÓ VIỆN TRƯỞNG PHÒNG TỔ CHỨC- HÀNH CHÍNH (P1) TRUNG TÂM TƯ VẤN NĂNG LƯỢNG & CHUYỂN GIAO CÔNG NGHỆ (TT1) PHÒNG KẾ HOẠCH (P2) TRUNG TÂM NĂNG LƯỢNG TÁI TẠO (TT2) PHÒNG QUAN HỆ QUỐC TẾ (P3) TRUNG TÂM TƯ VẤN NHIỆT ĐIỆN VÀ ĐIỆN HAT NHÂN (TT3) PHÒNG TÀI CHÍNH – KẾ TOÁN (P5) TRUNG TÂM THỦY ĐIỆN (TT4) PHÒNG PHÁT TRIỂN HỆ THỐNG ĐIỆN (P8) PHÒNG KINH TẾ DỰ BÁO & QUẢN LÝ NHU CẦU NL(P9) PHÒNG MÔI TRƯỜNG VÀ PHÁT TRIỂN BỀN VỮNG(P16) PHÒNG QUY HOẠCH LƯỚI ĐIỆN(P14) PHÒNG THÍ NGHIỆM TRỌNG ĐIỂM CAO ÁP (HVLAB) 4 3. Lĩnh vực hoat động Viện Năng lượng hoạt động với chức năng chính như sau: - Tham mưu cho Nhà nước về chiến lược, chính sách năng lượng quốc gia, chính sách phát triển ngành Năng lượng/Điện lực. - Nghiên cứu, lập Quy hoạch tổng thể phát triển Năng lượng/Điện lực/Năng lượng tái tạo quốc gia các giai đoạn( Tổng sơ đồ), Quy hoạch phát triển Điện lực các vùng lãnh thổ, tỉnh, thành phố, huyện, thị xã, khu công nghiệp…. - Lập báo cáo đầu tư, dự án đầu tư, thiết kế kỹ thuật- tổng dự đoán, thiết kế bản vẽ thi công, thẩm tra, giám sát thi công các công trình lưới điện trên phạm vi toàn quốc. - Nghiên cứu, lập Quy hoạch tổng thể Năng lượng quốc gia(TSĐ Năng lượng). - Tư vấn cho Chủ đầu tư các dự án nhà máy Nhiệt điện trong các giai đoạn chuẩn bị đầu tư và thực hiện dự án. - Nghiên cứu, thiết kế, cải tạo, nâng cấp các thiết bị/hệ thống của nhà máy Nhiệt điện. - Nghiên cứu và ứng dụng các tiến bộ KH&KT trong lĩnh vực Năng lượng/Điện lực như: phát triển nguồn Năng lượng thay thế, tiết kiệm Năng lượng, Năng lượng tái tạo, thiết bị cứu sét và vật liệu cách điện, cơ chế phát sạch (CDM). - Nghiên cứu Kinh tế năng lượng và thiết lập cân bằng năng lượng… - Nghiên cứu thi nghiệm mô hình thủy lực phục vụ thiết kế kỹ thuật, thi công, quản lý, vận hành và sửa chữa các công trình Thủy điện. - Được giao làm đầu mối phân phối, hợp tác với các tổ chức nước ngoài thực hiện các dự án đầu tư, nghiên cứu trong lĩnh vực Năng lượng/Điện lực quốc gia và trong khu vực. - Tham gia xây dựng ngân hang dữ liệu, các tiêu chuẩn ngành và luật Quốc gia, định mức, chỉ tiêu kỹ thuật phục vụ phát triển Năng lượng/Điện lực. 5 CHƯƠNG 2: PHÒNG THÍ NGHIỆM TRỌNG ĐIỂM ĐIỆN CAO ÁP Số hiệu phòng: HVLAB Phòng thí nghiệm trọng điểm Điện cao áp – HVLAB trực thuộc Viện Năng lượng – Bộ Công thương là tổ chức nghiên cứu khoa học và phát triển công nghệ điện lực được thành lập ngày 23 tháng 11 năm 2009 theo quyết định số 593/QĐ –EVN ngày 23/11/2009 của Tập đoàn Điện lực Việt Nam trên cơ sở phòng nghiên cứu kỹ thuật điện cao áp –Viện Năng lượng với bề dày trên 30 năm hoạt động trong lĩnh vực nghiên cứu, thử nghiệm và tư vấn trong các lĩnh vực kỹ thuật điện cao áp và thiết bị điện. HVLAB là một trong những đơn vị hàng đầu trong lĩnh vực nghiên cứu và phát triển về kĩ thuật điện cao áp và thí nghiệm các thiết bị điện có đăng kí hoạt động khoa học và công nghệ số A983 ngày 22/7/2011 của Bộ Khoa học và Công nghệ. HVLAB đã được Văn phòng công nhận chất lượng cấp chứng nhận hợp chuẩn VILAS và ISO/IEC 17025:2005 trong lĩnh vực thử nghiệm ngành điện – điện tử (VILAS 491). HVLAB có chức năng nghiên cứu khoa học công nghệ theo các vấn đề liên quan tới lĩnh vực kĩ thuật điện cao áp và vận hành hệ thống điện, thử nghiệm, hiệu chỉnh thiết bị điện, đào tạo và huấn luyện trong lĩnh vực kĩ thuật điện. 1. Chức năng 1. Nghiên cứu khoa học công nghệ theo các vấn đề liên quan tới kĩnh vực kỹ thuật điện cao áp và vận hành hệ thống điện. 2. Thí nghiệm, thử nghiệm, hiệu chỉnh thiết bị điện. 3. Đào tạo và huấn luyện lĩnh vực kỹ thuật điện. 2. Nhiệm vụ 1. Thực hiện các nhiệm vụ nghiên cứu khoa học, ứng dụng và phát triển công nghệ trong lĩnh vực kĩ thuật điện cao áp và các lĩnh vực có liên quan. 2. Tham gia đào tạo, bồi dưỡng cán bộ khoa học và công nghệ trình độ cao thuộc lĩnh vực kỹ thuật điện cao áp nói riêng và kỹ thuật điện, hệ thống điện nói chung. 3. Hợp tác nghiên cứu với các tổ chức cá nhân trong nước và nước ngoài. Tham gia các hoạt động trao đổi chuyên môn, hội nghị, hội thảo trong nước và quốc tế. 4. Thực hiện các dịch vụ khoa học và công nghệ, kiểm nghiệm và giám định các kết quả phân tích, thí nghiệm, kiểm điểm trong các lĩnh vực có liên quan đến kỹ thuật điện cao áp. 5. Thực hiện thử nghiệm, kiểm tra chất lượng các thiết bị điện tới cấp điện áp 750kV- riêng buồng thử nghiệm môi trường tới cấp điện áp 500kV- sau khi chế tạo mới, sửa chữa lần đầu, sản phẩm nhập khẩu và xuất khẩu, cấp chứng chỉ cho các hạng mục thử nghiệm. 6. Công bố, quảng bá và chuyển giao các kết quả nghiên cứu của phòng thí nghiệm trọng điểm. Xây dựng và duy trì hoạt động trang tin điện tử của Phòng thí nghiệm. 7. Các hoạt động khác phù hợp với mục tiêu, nhiệm vụ, điều kiện, năng lực của Phòng thí nghiệm trọng điểm và quy định của pháp luật. 3. Các thiết bị chính phòng thí nghiệm trọng điểm cao áp. 6 1 2 3 4 5 6 7 Hệ thống thử nghiệm xung áp 360KV Hệ thống thử nghiệm xung dòng IP- 125100 Hệ thống thử nghiệm điện áp xoay chiều 1200kV và Buồng môi trường Hệ thống thử nghiệm trạm biến áp tại hiện trường Hệ thống đo lường điện môi và phòng điện cục bộ Trạm biến áp 22/0,4kV2×560kVA Trạm biến áp 22/6 kV- 4000kVA Ý Bộ 1 GTN 3600kV/180kJ Đức Bộ 1 IP-125-100 Mỹ Bộ 1 AC1200kV Mỹ Bộ 1 Thụy Sỹ Bộ 1 VN Trạm 1 VN Trạm 1 VN Bộ 1 VN Cái 1 9 Thiết bị nhà hành chính và nhà thí nghiệm Cần cầu cổng 10+ 3 tấn 10 Hệ thống máy bơm nước VN Bộ 1 11 Thang máy nhà điều hành VN Cái 1 8 7 3.1. Hệ thống thử nghiệm xung điện áp 3600kV Hình 1. Hệ thống thử nghiệm điện áp xung 3600kV - Do hãng Pasonl & Areva, Italia chế tạo. - Chức năng chính: thử nghiệm kiểm tra chất lượng các thiết bị điện như máy biến áp lực tới 500kV, cách điện các loại tới cấp điện áp 500kV, các loại mát phát , động cơ cỡ lớn, các loại dao cách ly, biến dòng điện, máy cắt điện, chống sét van…; tiến hành các nghiên cứu về dòng sét và phóng điện ở khoảng cách dài. - Đặc tính kỹ thuật chính: Hệ thống thử nghiệm điện áp được thiết kế để phát triển các xung điện áp chuẩn như xung điện áp của phóng điện với dạng xung 1.2/50 và các xung điện áp đo dòng cắt với dạng xung 250/2500 theo tiêu chuẩn IEC 60060- 1. Độ chính xác và vân hành hệ thống đo lường được thực hiện theo tiêu chuẩn quốc tế (IEC 60060- 2).       Điện áp nạp toàn phần cựu đại : 360.0 kV. Điện áp nạp danh định một tầng : 200 kV. Tổng số tầng 18. Năng lượng xung danh định :180 kJ (10kJ/tầng). Điện áp đầu ra cực đại ( không tải) thử xung dạng phóng điện sét – 3420kV; xung đóng cắt > -2100kV. Nguồn điện 400V, 50Hz, 3 pha xoay chiều; công suất 60kVA. 3.2. Hệ thống thử nghiệm xung dòng điện 100kA. 8 Hình 2. Hệ thống thử nghiệm xung dòng 100kA. - Do hãng Highvolt, CHLB Đức chế tạo. - Chức năng chính: thử nghiệm chống sét van và các thành phần điện trở phi tuyến cấp điện áp 200kV. Hệ thống có khả năng thử nghiệm toàn bộ các hạng mụ thí nghiệm về chống sét van theo tiêu chuẩn IEC 60090- 4. - Đặc tính kỹ thuật chính:       Điện áp nạp cực đại: 100kV. Xung dòng cực đại: 100kA. Năng lượng danh định: 125kJ. Tổng điện dung tụ xung: 25mF (10× 2,5 mF). Thời gian tối thiểu giữa 2 xung: 60 giây. Công suất hệ thống: 30kVA. 3.3. Hệ thống đo lường điện môi 9 Hình 3. Hệ thống đo lường điện môi của hang Pressco AG, Thụy Sỹ. - Do hãng Pressco, Thụy Sỹ chế tạo. - Hệ thống được dung trong kiểm ta trạng thái cách điện của các thiết bị điện, do góc tổn hao, điện dung và mức phóng điện cục bộ trong các điện của các thiết bị điện. - Đặc tính kỹ thuật hệ thống thiết bị đo điện dung – tổn hao điện môi. + Đo điện dung:   Dải đo 10+2…108pF(100µF), với biến dòng chuẩn 3FRO. Bước đo: 0,01pF. + Đo hệ số tổn hao (Tanδ):   Dải đo: 0…10(1000%) Bước đo: 1×10-4 trực tiếp(1×10-6 thông qua phần mềm). - Đặc tính kĩ thuật hệ thống thiết bị phóng điện cục bộ( Bộ đo phóng điện cục bộ Model: PD-4). + Điện tích nhỏ nhất có thể phát hiện: 0,1 pC. + Điện tích lớn nhất có thế phát hiện được: 100.000 pC + Dải tần số: 20…800kHz. 3.4 Hệ thống thử nghiệm điện áp xoay chiều 1200kV. 10 Hình 4. Hệ thống thử nghiệm điện áp xoay chiều 1200kV. - Do hãng Phenix, Mỹ chế tạo. - Chức năng chính : tiến hành các thử nghiệm, kiểm tra chất lượng thiết bị điện như máy biến áp lực tới cấp điện áp 500kV, cách điện các loại tới cấp điện áp 500kV, các loại máy phát, động cơ lớn, các loại dao cách ly, biến dòng điện, máy cắt điện, chống sét van…; sử dụng để nghiên cứu về vật liệu cách điện tổng hợp và polymer làm tiền đề cho sự phát triển công nghệ chế tạo vật liệu, thiết bị cách điện của Việt Nam. - Đặc tính kỹ thuật chính:    Điện áp thử nghiệm danh định max: 1200kV. Dòng danh định max: 2A. Công suất danh định max: 2400kVA. 3.5. Buồng môi trường Hình 5. Buồng môi trường. - Phục vụ triển khai các nghiên cứu ứng dụng về công nghệ sản xuất vật liệu cách điện nhằm nâng cao tính ổn định của vật liệu trong môi trường khí hậu khắc nghiệt ở Việt Nam. 11 - Đặc tính kỹ thuật chính:       Kích thước: cao 8m × dài 8m × rộng 7m. Được tiếp đất với hệ thống chung của phòng thí nghiệm với chống nhiễu bằng thép tấm. Giải điều chỉnh nhiệt độ: 0…65*C. Giải điều chỉnh độ ẩm: 20…100%. Trang bị hệ thống tạo mưa, tạo độ ẩm nhân tạo, Trang bị sứ xuyên đưa điện áp thử nghiệm xoay chiều tới 400kV. 3.6. Hệ thống thử nghiệm biến áp tại hiện trường Hình 6. Hệ thống thử nghiệm biến áp hiện trường. - Do hãng Phenix, Mỹ sản xuất. - Hệ thống được thiết kế nhằm thử nghiệm tại hiện trường, cơ động hoặc cố định theo các tiêu chuẩn IEC và các tiêu chuẩn liên quan khác. Hệ thống hoạt động trên nguyên lý biến tần với dải tần số từ 45 đến 300 Hz nhằm mục đích thử nghiệm trạm biến áp nói chung và đặc biệt thử nghiệm trạm biến áp sử dụng công nghệ GIS. - Đặc tính kỹ thuật:     Điện áp đầu ra: 450kV( 2 khối đầu nối tiếp). Dải tần số hoạt động: 45-300 Hz. Công suất đầu ra lớn nhất ứng với tần số nhỏ nhất. Hệ số chất lượng: =21/450kV /7A,3.50kVA Base. 12 CHƯƠNG 3: DỰ ÁN THỰC TẾ NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG QUY TRÌNH ĐO TỔN HAO ĐIỆN MÔI PHỤC VỤ PHÒNG THÍ NGHIỆM TRỌNG ĐIỂM ĐIỆN CAO ÁP TS. Nguyễn Hữu Kiên; KS. Trần Việt Sơn Viện Năng lượng- Bộ Công Thương 1. Tóm tắt đề tài. Bài báo nhằm xây dựng quy trình thử nghiệm đo tổn hao điện môi cho Phòng Thí nghiệm trọng điểm Điện cao áp, dựa trên cơ sở nghiên cứu lý thuyết cơ bản về kỹ thuật điện cao áp và các đặc tính kỹ thuật của hệ thống thử nghiệm FT- 12 do Pressco AG sản xuất. 2. Giới thiệu Phòng thí nghiệm trọng điểm Điện cao áp (HVLAB) sau một thời gian tiến hành xây dựng đến nay đã hoàn thành cà đã được đưa vào hoạt động với các hệ thống thử nghiệm (HTTN) có cấp điện áp, công suất, dải đối tượng thử nghiệm (TN) lần đầu tiên trang bị ở Việt Nam. Tính đến nay HVLAB được trang bị HTTN hiện đại xuất xứ từ Mỹ và các nước thuộc khối G7 như: HTTN xung điện áp 3.600kV (Italia); xung dòng điện 100kA (CHLB Đức); HTTN điện áp xoay chiều tăng cao tần số công nghiệp tại phòng thí nghiệm (1200kV; 50Hz) và tại hiện trường (450kV; 45-300Hz) (USA), Hệ thống đo lường điện môi FT-12 (Thụy Sỹ). Hầu hết tất cả các thiết bị điện (TBĐ) cao cáp trước khi đưa vào vận hành sẽ trải qua một cuộc TN liên quan đến “C và tanδ” để kiểm tra chất lượng về điện. HTTN đo tổn hao điện môi là hệ thống hiện đại và phức tạp. Vì vậy, để vận hành và bảo dưỡng hệ thống này cần các cán bộ có kiến thức sau cũng như kinh nghiệm nhất định trong lĩnh vực TN kỹ thuật điện (KTĐ) cao áp cũng như đo lường- điều khiển,... Kết quả đề tài này là bước khởi đầu nhằm tạo cơ sở biên soạn các quy trình chi tiết hơn đối với hạng mục TN đo tổn hao điện môi phục vụ khai thác HVLAB. 3. Phương pháp nghiên cứu. - Nghiên cứu, tham khảo, thu thập và phân tích các tài liệu về KTĐ cao áp cũng như các tài liệu liên quan đến lý thuyết điện môi, cũng như các phương pháp đo góc tổn hao điện môi (tgδ) tiêu biểu hiện có trên thế giới. - Nghiên cứu, phân tích các đặc tính kỹ thuật cũng như phương pháp vận hành của HTTN đo góc tổn hao điện môi FT – 12 của hang Pressco AG được trang bị cho phòng HVLAB. - Tổng hợp, xây dựng quy trình TN đo góc tổn hao điện môi (tgδ) phù hợp với điều kiện vận hành ở Việt Nam. 4. Tổn hao điện môi. 4.1. Đặt vấn đề Khi đưa một thanh điện môi vào môi trường điện trường của một vật mang điện xảy ra quá trình phân cực, phía điện cực dương xuất hiện điện tích âm, phía cực âm xuất hiện điện 13 tích dương. Điện môi sẽ tạo thành tụ điện. Hai quá trình điện dẫn và phân cực nói trên tác động lên điện môi làm cho nó phát nóng gây tổn hao điện môi. Phần điện năng tiêu hao để các hạt điện tích thắng lực liên kết khi chuyển động trong điện môi duwosi tác dụng của điện trường bên ngoài Eng gọi là tổn hao điện môi. Trong điện trường, tổn hao điện môi có thể phá vỡ sự cân bằng nhiệt hoặc phá vỡ các liên kết hóa trong điện môi, có thể dẫn đến phá hỏng các điện đẫn đến điện môi mất hẳn khả năng cách điện, Ở điện áp xoay chiều, người ta thường dung góc tổn hao điện môi δ và ứng với nó là tgδ, Góc tổn hao điện môi là góc phụ thuộc độ lệch pha φ giữa dòng điện I và điện áp u trong điện môi. Để đơn giản, ta xét tổn hao điện môi của chất điện môi giữa hai bản cực của một tụ điện. 4.2. Nguyên nhân gây tổn hao điện môi - Tổn hao điện môi do phân cực: Tổn hao này do hiện tượng phân cực gây ra, thường thấy ở các chất có cấu tạo lưỡng cực và cấu tạo ion ràng buộc không chặt chẽ. Tổn thất này gây ra do sự chuyển động nhiệt của các ion hoặc các phần tử lưỡng cực dưới tác dụng của điện trường, sự phá hủy trạng thái này làm mất mát năng lượng và làm cho điện môi nóng lên. Tổn hao do phân cực tăng theo tần số điện áp đặt vào điện môi. Tổn hao do phân cực phụ thuộc vào nhiệt độ, tổ hao đạt cực đại tại một nhiệt độ nhất định đặc trưng cho mỗi chất điện môi, - Tổn hao do dòng điện rò: Trong bất kì điện môi nào cũng luôn tồn tại các điện tử tự do, dưới tác dụng của điện trường các điện tự tự do này sẽ dịch chuyển theo chiều tác dụng của điện trường, tẹo nên dòng điện rò. Dòng điện rò này kết hợp với điện trở điện môi gây nên tổn thất nhiệt. Tổn hao do dòng điện rò được xác định theo biểu thức sau đây: tgδ= , . ∗ . . Trong đó: ε - hằng số điện môi. f – tần số điện áp. ϱ – điện trở suất của khối điện môi 14 Khi nhiệt độ tăng thì tổn hao điện môi càng tăng: P=P0.eα.t. Trong đó: P0 là tổn hao điện môi ở nhiệt độ 20oC. α là hệ số nhiệt. T là độ chênh lệch nhiệt so với 20oC. - Tổn hao do ion hóa : Tổn hao này thường gặp trong các chất khí, khi môi trường có xảy ra ion hóa, tổn hao này được xác định theo biểu thức : Pi = Ai.f(U-Uo)3 Trong đó : Ai : là hằng só đối với từng chất khí. f : là tần số đặt vào. Uo : là điện áp bắt đầu gây ion chất khí. Trị số Uo phụ thuộc vào từng loại chất khí, nhiệt độ và áp suất làm việc của tưng loại chất khí, tuy nhiên còn phụ thuộc vào mức độ đồng chất của điện trường, cùng một giá trị điện áp đặt vào nhưng điện trường đều sẽ khó gây ra ion hóa hơn so với diện trường không đều. - Tổn hao dao cấu tạo không đồng chất : Tổn hao này xảy ta ở những vật liệu có cấu tạo không đồng nhất, để xác định tổn hao điện môi trường hợp này ta phải xem điện môi gồm hai điện môi ghép nối tiếp nhau. 5. Quy trình thử nghiệm FT -12. 5.1. Chuẩn bị mẫu thử kiểm tra an toàn trước khi tiến hành thử nghiệm - Vệ sinh mẫu thử hoặc tạo môi trường cho mẫu trước khi đưa vào thử nghiệm. - Đưa mẫu thử vào khu vực TN, tiến hành nối đầu vào của mẫu thử với đầu ra cao áp của thiết bị, nối đầu ra của mẫu thử với đất. - Kiểm tra khoảng cách an toàn phóng điện từ thiết bị TN tới các thiết bị hoặc vật thể có khả năng dẫn điện xung quanh khu vực TN. Trong trường hợp các vật hoặc thiết bị khác nằm ngoài phạm vị khả năng có thể gây ra phóng điện cần nối đất tất cả các thiết bị này để đảm bảo an toàn cho thiết bị đó cũng như tính chính xác TN. - Tiến hành đầu nói giữa 2 khối đo lường và điều khiển, đầu nối từ vật thử đến hệ thống theo sơ đồ TN phù hợp kiểu đối tượng và mục đích TN. - Trước khi tiến hành TN phải thực hiện kiểm tra các đầu nối, trạng thái của thiết bị đảm bảo đủ các điều kiện theo quy định đặc tính của hệ thống thiết bị. - Tháo sào tiếp địa ra khỏi TN, kiểm tra điện áp đầu vào. 5.2. Các bước thao tác ban đầu của quá trình tiến hành thử nghiệm. 15 Sau khi kiểm tra an toàn các bước chuẩn bị mẫu thử cũng như thiết bị TN, người vận hàng chính sẽ tiến hành TN theo các bước sau : - Bật công tắc nguồn của hệ thống thiết bị lên số 5. - Hệ thống thiết bị sẽ tự nạp các giá trị ban đầu. - Trường kết nối chỉ ra chức năng kiểm tra thực trong mục Test Mode. Bật thước đo thang phụ Vernier để lựa chọn một trang thích hợp. - Tăng giá trị điện áp đo trên khối cao áp (HV) cho tới giá trị mong muốn được quan sát thấy và đọc ra ‘U= ‘ - Bấm phím nóng ‘R /S’ = RUN với giá trị đầu ; - Trong trường thông tin từ “Balancing’ sẽ hiển thị trong chức nằn chuyển đổi. Một giá trị tương ứng với giá trị đầu zero bộ thu tín hiệu ( hiển thị không có giá trị) được hiển thị. Sau khi cân bằng mã ‘B’ (balanced) xuất hiện trên trường hiển thị này. Dòng Cx hiển thị giá trị điện dung và dòng tgδ chỉ ra góc tổn hao điện môi. - Nếu mở rông chức năng hiển thị tgδ trong một dạng khác, bấm phím mềm ‘TD’. Khi đó tgδ sẽ hiển thị sang dạng (%), chỉ số nguồn hoặc ppm; 5.3. Khử nhiễu. Khử nhiễu bằng phương pháp tự động, tiến hành như sau: - Sau khi thực hiện cài đặt một phương pháp chuẩn bị kiểm tra đúng thực hiện một phép đo kiểm theo như mô tả ở trên và khẳng định chắc chắn cầu đo đã cân bằng; - Bấm vào phím mềm “RJ”. Các ký tự “RJ” được hiển thị trong chế độ inverse mode, HV được ngắt tự động, quá trình loại bỏ được bắt đầu và trong trường thông tin xuất hiện “Rejecting”. Sau khi quá trình khử nhiễu được hoàn thành trường thông tin tính ra “R” và trường thông tin chỉ dẫn : “ Switch HV ON” được hiển thị; - Bộ xử lý cầu đo “bridges” chuyển sang vị trí zero (0) của bộ điều chỉnh biến áp để cho HV có thể bật lên trực tiếp ON : Sau khi một phép cân bằng mới được hệ thống thiết bị thực hiện các giá trị thực đúng với điện dung và giá trị của các yếu tối nguồn được hiển thị; - Nếu nhiễu quá mạnh thì quá trình khử loại bỏ nhiễu có thể được lặp lại. 16 6. Kết Luận Qua nghiên cứu một số vấn đề lý luận về KTĐ cao áp, đề tài đã đi sâu nghiên cứu, phân tích cơ sở lý thuyết và phương pháp về HTTN tổn hao điện môi. Trên cơ sở đó, các vấn đề chính về quy trình TN của hệ thống này như mục đích, mạch đầu nối TN, đo lường tín hiệu, xử lí số liệu,.. được xem một cách cơ bản và chi tiết phục vụ khai thác HVLAB an toàn và hiệu quả như mục tiêu đề ra ban đầu của đề tài. Thử nghiệm đo tổn hao điện môi là TN điện cao áp nhằm kiểm tra các hệ thống cách điện đối với các TBĐ cao áp. Chính vì công tác kiểm định và TN trước, trong và sau khi cần đưa vào vận hành đối với các TBĐ cao áp rất cần thiết và quan trọng, nên nhà nước đã đầu tư một HTTN tổn hao điện môi để TN cho TBĐ tới cấp điện áp 500kV và giao cho phòng HVLAB quản lý. Hệ thống FT -12 được sử dụng với mục đích thí nghiệm và nghiên cứu, để đo giá trị điện dung và mức độ tổn hao điện môi của hệ cách điện và vật liệu cách điện, Ngoài ra hệ thống còn có khả năng tích hợp vận hành cùng hệ thống AC -1200kV ở chế độ đo tanδ song song với quá trình thử độ bền cách điện. 17 CHƯƠNG 4 KẾT LUẬN Với mục đich đến HVLAB để tham quan và học hỏi,kết hợp với những kiến thức được trang bị ở trường cùng với tìm hiểu hoạt động và chức năng chính của phòng thí nghiệm trọng điểm cao áp. Làm quen và thâm nhập với công việc thực tế thông qua việc các đề tài và dự án làm của phòng HVLAB, làm quen với các thiết bị mới và hiện đại dùng trong hệ thống điện để bảo vệ và kiểm tra các thiết bị điện và thiết bị cách điện. Sau vài tuần thực tập tại Viện Năng lượng, trực tiếp dưới phòng thí nghiệm trọng điểm cao áp, em cũng đã hiểu phần nào về công việc của phòng thí nghiệm. Đây là cơ hội đầu tiên dành cho em để em có thể đối chiếu lại với những kiến thức mình được học. Với yêu cầu tìm hiểu về một đề tài của phòng HVLAB em đã chọn đã chọn đề tài “NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH ĐO TỔN HAO ĐIỆN MÔI PHỤC VỤ PHÒNG THÍ NGHIỆM TRỌNG ĐIỂM CAO ÁP”, qua đó em đã hiểu thêm quá trình tổn hao điện môi trong hệ thống điện và cách tính góc tổn hao tgδ và cách sử dụng thiết bị FT – 12 để đo tổn hao điện môi. Do khả năng hiểu biết và thời gian có hạn nên chắc chắn không thể tránh khỏi những sai sót. Vì vậy, rất mong sự góp ý của thầy cô. Một lần nữa em xin cảm ơn thầy giáo “Lã Minh Khánh” và các anh chị trong phòng thí nghiệm trọng điểm HVLAB đã giúp đỡ em rất nhiều trong quá trình thực tập ở đây. 18 [...]... và cách sử dụng thiết bị FT – 12 để đo tổn hao điện môi Do khả năng hiểu biết và thời gian có hạn nên chắc chắn không thể tránh khỏi những sai sót Vì vậy, rất mong sự góp ý của thầy cô Một lần nữa em xin cảm ơn thầy giáo Lã Minh Khánh và các anh chị trong phòng thí nghiệm trọng điểm HVLAB đã giúp đỡ em rất nhiều trong quá trình thực tập ở đây 18 ... nghệ GIS - Đặc tính kỹ thuật:     Điện áp đầu ra: 450kV( 2 khối đầu nối tiếp) Dải tần số hoạt động: 45-300 Hz Công suất đầu ra lớn nhất ứng với tần số nhỏ nhất Hệ số chất lượng: =21/450kV /7A,3.50kVA Base 12 CHƯƠNG 3: DỰ ÁN THỰC TẾ NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG QUY TRÌNH ĐO TỔN HAO ĐIỆN MÔI PHỤC VỤ PHÒNG THÍ NGHIỆM TRỌNG ĐIỂM ĐIỆN CAO ÁP TS Nguyễn Hữu Kiên; KS Trần Việt Sơn Viện Năng lượng- Bộ Công Thương... qua việc các đề tài và dự án làm của phòng HVLAB, làm quen với các thiết bị mới và hiện đại dùng trong hệ thống điện để bảo vệ và kiểm tra các thiết bị điện và thiết bị cách điện Sau vài tuần thực tập tại Viện Năng lượng, trực tiếp dưới phòng thí nghiệm trọng điểm cao áp, em cũng đã hiểu phần nào về công việc của phòng thí nghiệm Đây là cơ hội đầu tiên dành cho em để em có thể đối chiếu lại với những... dòng 100kA - Do hãng Highvolt, CHLB Đức chế tạo - Chức năng chính: thử nghiệm chống sét van và các thành phần điện trở phi tuyến cấp điện áp 200kV Hệ thống có khả năng thử nghiệm toàn bộ các hạng mụ thí nghiệm về chống sét van theo tiêu chuẩn IEC 60090- 4 - Đặc tính kỹ thuật chính:       Điện áp nạp cực đại: 100kV Xung dòng cực đại: 100kA Năng lượng danh định: 125kJ Tổng điện dung tụ xung: 25mF... điện áp đo dòng cắt với dạng xung 250/2500 theo tiêu chuẩn IEC 60060- 1 Độ chính xác và vân hành hệ thống đo lường được thực hiện theo tiêu chuẩn quốc tế (IEC 60060- 2)       Điện áp nạp toàn phần cựu đại : 360.0 kV Điện áp nạp danh định một tầng : 200 kV Tổng số tầng 18 Năng lượng xung danh định :180 kJ (10kJ/tầng) Điện áp đầu ra cực đại ( không tải) thử xung dạng phóng điện sét – 3420kV; xung... năng dẫn điện xung quanh khu vực TN Trong trường hợp các vật hoặc thiết bị khác nằm ngoài phạm vị khả năng có thể gây ra phóng điện cần nối đất tất cả các thiết bị này để đảm bảo an toàn cho thiết bị đó cũng như tính chính xác TN - Tiến hành đầu nói giữa 2 khối đo lường và điều khiển, đầu nối từ vật thử đến hệ thống theo sơ đồ TN phù hợp kiểu đối tượng và mục đích TN - Trước khi tiến hành TN phải thực. .. trị điện dung và dòng tgδ chỉ ra góc tổn hao điện môi - Nếu mở rông chức năng hiển thị tgδ trong một dạng khác, bấm phím mềm ‘TD’ Khi đó tgδ sẽ hiển thị sang dạng (%), chỉ số nguồn hoặc ppm; 5.3 Khử nhiễu Khử nhiễu bằng phương pháp tự động, tiến hành như sau: - Sau khi thực hiện cài đặt một phương pháp chuẩn bị kiểm tra đúng thực hiện một phép đo kiểm theo như mô tả ở trên và khẳng định chắc chắn cầu... Ngoài ra hệ thống còn có khả năng tích hợp vận hành cùng hệ thống AC -1200kV ở chế độ đo tanδ song song với quá trình thử độ bền cách điện 17 CHƯƠNG 4 KẾT LUẬN Với mục đich đến HVLAB để tham quan và học hỏi,kết hợp với những kiến thức được trang bị ở trường cùng với tìm hiểu hoạt động và chức năng chính của phòng thí nghiệm trọng điểm cao áp Làm quen và thâm nhập với công việc thực tế thông qua việc các... hãng Pasonl & Areva, Italia chế tạo - Chức năng chính: thử nghiệm kiểm tra chất lượng các thiết bị điện như máy biến áp lực tới 500kV, cách điện các loại tới cấp điện áp 500kV, các loại mát phát , động cơ cỡ lớn, các loại dao cách ly, biến dòng điện, máy cắt điện, chống sét van…; tiến hành các nghiên cứu về dòng sét và phóng điện ở khoảng cách dài - Đặc tính kỹ thuật chính: Hệ thống thử nghiệm điện áp... mức phóng điện cục bộ trong các điện của các thiết bị điện - Đặc tính kỹ thuật hệ thống thiết bị đo điện dung – tổn hao điện môi + Đo điện dung:   Dải đo 10+2…108pF(100µF), với biến dòng chuẩn 3FRO Bước đo: 0,01pF + Đo hệ số tổn hao (Tanδ):   Dải đo: 0…10(1000%) Bước đo: 1×10-4 trực tiếp(1×10-6 thông qua phần mềm) - Đặc tính kĩ thuật hệ thống thiết bị phóng điện cục bộ( Bộ đo phóng điện cục bộ Model: ... Sơ đồ vận hành Viện Năng lượng MÔ HÌNH TỔ CHỨC CỦA VIỆN NĂNG LƯỢNG VIỆN TRƯỞNG PHÓ VIỆN TRƯỞNG PHÓ VIỆN TRƯỞNG PHÓ VIỆN TRƯỞNG PHÒNG TỔ CHỨC- HÀNH CHÍNH (P1) TRUNG TÂM TƯ VẤN NĂNG LƯỢNG & CHUYỂN... tháng 12 năm 1988 Bộ Năng lượng ( Bộ Công Thương) sở hợp hai Viện: Viện lượng Điện khí hóa với Viện Nghiên cứu Khoa học Kỹ thuật điện, Từ quan trực thuộc Bộ Năng lượng, Viện trở thành thành viên... phát triển kinh tế để ngành điện thực trở thành ngành mũi nhọn nên công nghiệp đất nước Sau vài tuần thực tập Viện Năng lượng với dạy giỗ giúp đỡ thầy “ TS Lã Minh Khánh giúp đỡ anh chị phòng thí