Tìm hiểu thêm về thiết bị giám sát sự cố chạm đất nguồn một chiều tại TBA 110kV không người trực

Hệ thống mạch điều khiển và bảo vệ nhị thứ trong các nhà máy điện (NMĐ), trạm biến áp (TBA) đa số được cấp nguồn từ tủ phân phối nguồn một chiều (DC). Do đó khi nguồn DC này gặp sự cố thì sẽ làm ảnh hưởng đến hoạt động của toàn NMĐ và TBA. Hiện nay đã có thiết bị công nghệ mới được đưa vào sử dụng với nhiệm vụ giám sát bảo vệ chạm đất, giám sát điện trở cách điện và xác định chính xác vị trí chạm đất online, đảm bảo nguồn DC luôn được cách ly với đất, giảm thời gian khắc phục sự cố và lên kế hoạch bảo dưỡng bảo trì hệ thống thuận lợi. Hệ thống tủ DC này chịu sự tác động trực tiếp của các yếu tố môi trường như mưa, gió, bão, bụi, ẩm, côn trùng, động vật gặm nhấm… đã làm tăng nguy cơ gây ra chạm đất nguồn DC, mà việc xác định vị trí chạm đất nằm ở đâu trong NMĐ, TBA luôn là bài toán khó cho nhân viên vận hành. Trước đây các tủ phân phối DC truyền thống được trang bị các cầu chì hoặc Aptomat để thực hiện nhiệm vụ bảo vệ quá tải, và ngắn mạch và 01 rơle F64R nằm trên mỗi thanh cái DC có nhiệm vụ phát hiện sự cố chạm đất DC của thanh cái đó, đồng thời khép tiếp điểm đầu ra gửi đến input BCU, cảnh báo cho người vận hành biết để khắc phục sự cố. Tuy nhiên, việc xác định chính xác sự cố trong thực tế vận hành là rất khó khăn. Việc phân vùng, tìm kiếm và khắc phục sự cố chạm đất trong một không gian rộng, và thời gian xử lý có thể lên đến vài ngày hoặc thậm chí có thể tìm không ra điểm sự cố chạm đất… Cho nên, yêu cầu đặt ra là cần phải có thiết bị mới với nhiệm vụ giám sát bảo vệ chạm đất, giám sát điện trở cách điện và xác định chính xác vị trí chạm đất online mà các thiết bị trước đây không làm được. Để qua đó, người vận hành có thể dễ dàng sửa chữa, đảm bảo nguồn DC luôn được cách ly với đất, giảm thời gian khắc phục sự cố và lên kế hoạch bảo dưỡng bảo trì hệ thống thuận lợi. Hiện nay các thiết bị này đã được lắp đặt đưa vào vận hành ở một số TBA 110kV trên lưới điện miền Trung như: TBA 110kV Cảng Tiên Sa sử dụng thiết bị EDS440 và ISO685 của hãng BENDER; TBA 110kV Krông Pắk và 110kV Phước Sơn sử dụng thiết bị IM400 và IFL12MCT của hãng SCHNEIDER. Đối với thiết bị EDS440 hoặc IFL12MCT có thể xác định vị trí chạm đất tối đa lên đến 12 kênh và nó giúp chúng ta bỏ qua các lỗi chạm đất thoáng qua. Khi thiết bị giám sát cách điện (ISO685) phát hiện ra sự cố cách điện, nó sẽ kích hoạt chế độ xác định vị trí lỗi chạm đất cho các xuất tuyến kết nối với thiết bị EDS44x. Ví dụ sự cố chạm đất xảy ra ở thiết bị thứ 2 (kênh 2) làm suy giảm cách điện của toàn hệ thống về 10kOhm. Thiết bị ISO685 sau khi đo lường giá trị được là 10kOhm sẽ báo lỗi “Isolation fault 10kOhm” và ngay lập tức thiết bị này sẽ  gửi yêu cầu bộ tìm kiếm sự cố chạm đất cho EDS44x làm việc, đồng thời thiết bị ISO685 sẽ bơm ra một xung tìm kiếm sự cố chạm đất IL (có các ngưỡng cài đặt: 10-50mA và 1-2,5mA), đây là một xung vuông một chiều đặc biệt (chỉ đi qua và cảm nhận bởi thiết bị của BENDER). Dòng IL này sẽ chạy từ chân L1 của thiết bị ISO685, qua cáp điện trong mạch DC220V, xuyên qua biến dòng độ nhạy cao của kênh 2, đến điểm sự cố chạm đất với điện trở sự cố R_F, chạy tới dây PE (đất) và quay về lại cổng E của thiết bị ISO685 để tạo thành mạch 1 vòng kín theo đường ngắn nhất. Việc biến dòng đo lường xuất hiện giá trị IL và gửi về bộ tìm kiếm sự cố chạm đất EDS44x sẽ ngay lập tức cảnh báo kênh 2 bị lỗi trên thiết bị này cũng như truyền thông báo về cho ISO685 biết là: “Tôi – thiết bị Slave địa chỉ 2 phát hiện lỗi ở vị trí kênh 2 có dòng chạm đất đo lường chạy qua (giả sử là 16mA)”, đồng thời gửi tín hiệu lên màn hình HMI của hệ thống điều khiển tích hợp tại TBA 110kV Cảng Tiên Sa như hình 2 để chúng ta biết chính xác ngay Aptomat đang chạm đất nhằm khoanh vùng, cô lập và khắc phục sự cố được thuận lợi hơn.