Các sơ đồ bảo vệ điển hình cho RMU: LBS–Cầu chì, CB + Rơ-le và Tự động hóa đường dây

Các sơ đồ bảo vệ điển hình cho RMU: LBS–Cầu chì, CB + Rơ-le và Tự động hóa đường dây

RMU thường được mô tả là các thiết bị ‘chuyển mạch’, nhưng các quyết định về bảo vệ mới xác định mức độ hiệu quả thực tế của RMU trong việc hạn chế thiệt hại và khôi phục dịch vụ khi xảy ra sự cố. Các sơ đồ bảo vệ RMU phổ biến nhất được chia thành ba nhóm: công tắc cắt tải + cầu chì , bộ ngắt mạch + rơ-le , và thiết kế đường dây cấp điện sẵn sàng tự động hóa .

Bài viết này trình bày cách thức vận hành của từng sơ đồ, phạm vi ứng dụng phù hợp của chúng và các hạng mục đặc tả bạn cần thống nhất trước khi mua sắm.

Sơ đồ 1: Công tắc cắt tải (LBS) + cầu chì cho đường dây cấp điện cho máy biến áp

Đây là một trong những sơ đồ cấp điện cho máy biến áp được sử dụng rộng rãi nhất trong các RMU phân phối. Các đường dây cấp điện theo kiểu vòng thường sử dụng công tắc cắt tải (LBS), còn đường dây cấp điện cho máy biến áp sử dụng công tắc có cầu chì.

Cách thức bảo vệ: cầu chì loại bỏ sự cố ngắn mạch ở máy biến áp hoặc phía hạ thế (LV) được phản ánh lên phía trung thế (MV), trong khi bộ ngắt tải (LBS) cung cấp khả năng đóng/ngắt và cách ly.

Các ứng dụng phù hợp nhất:

• Máy biến áp phân phối tiêu chuẩn với nhu cầu bảo vệ thông thường.
• Các địa điểm ưu tiên tính đơn giản và độ phức tạp thấp trong suốt vòng đời.
• Mạng lưới mà việc phối hợp rơ-le không bắt buộc tại từng tủ phân phối (kiosk).

Các yếu tố cần quy định: loại cầu chì và phương pháp chọn định mức, yêu cầu về cơ cấu tác động kiểu đòn gạt (striker), chỉ thị trạng thái và quy trình thay thế an toàn.

Sơ đồ 2: Bộ ngắt mạch chân không (VCB) + Rơ-le bảo vệ

Các tủ phân phối kiểu bộ ngắt mạch (RMU) được sử dụng khi yêu cầu phối hợp bảo vệ, tự động hóa hoặc khả năng chịu tải cao hơn. Nhánh cấp điện bằng bộ ngắt mạch sử dụng biến dòng (CT) và rơ-le để cắt mạch khi xảy ra sự cố.

Cách thức bảo vệ: các chức năng của rơ-le (quá dòng, chạm đất, có hướng nếu cần thiết) sẽ tác động nhanh chóng để cắt bộ ngắt mạch. Các thông số bảo vệ có thể được điều chỉnh nhằm đảm bảo phối hợp và chọn lọc.

Các ứng dụng phù hợp nhất:

• Các tải quan trọng hoặc các đường dây công nghiệp cần đảm bảo tính chọn lọc và điều khiển từ xa.
• Các mạng lưới có mức độ sự cố cao hơn, nơi các sơ đồ sử dụng cầu chì không được ưu tiên.
• Các dự án yêu cầu tích hợp hệ thống SCADA và khả năng khôi phục vận hành từ xa.

Các yếu tố cần quy định: Tỷ số và cấp chính xác của biến dòng (CT), chức năng rơ-le, điện áp cuộn cắt/khởi động, và yêu cầu ghi lại sự kiện.

Sơ đồ 3: RMU sẵn sàng tự động hóa (FPI + Động cơ hóa + I/O từ xa)

Tự động hóa đường dây không chỉ đơn thuần là một máy cắt. Nhiều công ty điện lực triển khai các RMU sẵn sàng tự động hóa với:

• Bộ chỉ thị truyền qua sự cố (FPI): để xác định nhanh vị trí sự cố trong các mạng cáp.
• Bộ chuyển mạch cách ly điều khiển bằng động cơ (Motorized LBS): chuyển mạch từ xa nhằm phân đoạn đường dây.
• I/O của bộ đơn vị đầu cuối từ xa (RTU): trạng thái, cảnh báo và điều khiển.

Cách thức hỗ trợ: bằng cách giảm thời gian xác định vị trí sự cố và cho phép khôi phục từ xa, đặc biệt trong các mạng vòng có nhiều tủ phân phối (kiosk).

Các yếu tố cần quy định: yêu cầu về giao diện truyền thông, chiến lược cấp điện cho hệ thống điều khiển, danh sách đầu vào/đầu ra (IO), và yêu cầu an ninh mạng (nếu có).

Các yếu tố cần xem xét khi bảo vệ chống chạm đất

Hành vi chạm đất phụ thuộc vào phương pháp nối đất của hệ thống (nối đất trực tiếp, nối đất qua điện trở, hoặc cách ly). Sơ đồ bảo vệ của bạn phải phù hợp với phương pháp nối đất của mạng. Ví dụ:

• Các hệ thống nối đất trực tiếp có thể sử dụng ngưỡng dòng chạm đất quá dòng thông thường.
• Các hệ thống nối đất qua điện trở có thể yêu cầu điều chỉnh độ nhạy.
• Các hệ thống cách ly hoặc bù thường cần bảo vệ chống chạm đất có hướng và phối hợp cẩn thận.

Hãy nêu rõ phương pháp nối đất trong yêu cầu báo giá (RFQ) đối với tủ phân phối trung áp (RMU); nếu không cung cấp thông tin này, các giả định về bảo vệ sẽ không thống nhất.

Danh sách kiểm tra mua sắm cho bảo vệ RMU

• Sơ đồ một dây: số lượng vòng dây, loại đường cấp điện cho máy biến áp và bất kỳ đường cấp điện bổ sung nào.
• Dữ liệu mạng: mức ngắn mạch tại tủ điện (kiosk), phương pháp nối đất và yêu cầu phối hợp bảo vệ.
• Phạm vi tự động hóa: chỉ điều khiển thủ công so với điều khiển động cơ; chỉ điều khiển tại chỗ so với điều khiển từ xa qua hệ thống SCADA.
• Yêu cầu đo lường: yêu cầu biến dòng (CT) và biến điện áp (VT) dùng cho đo đếm nếu cần tính toán hóa đơn hoặc giám sát.
• Yêu cầu thử nghiệm: Các mục FAT, kiểm tra chức năng đối với các khóa liên động và đầu vào/đầu ra (IO).

Các liên kết nội bộ

Đối với các danh mục sản phẩm RMU và các cuộc thảo luận về cấu hình: Đơn vị Chính Ring .

Đối với các thiết bị bảo vệ trung thế (MV) nói chung và các cụm thiết bị liên quan: Máy chuyển đổi .

Kết luận

Không tồn tại một sơ đồ bảo vệ RMU nào là "tốt nhất" duy nhất. Bộ cách ly có cầu chì (LBS + cầu chì) đơn giản và đã được chứng minh hiệu quả đối với nhiều đường dây cấp điện cho máy biến áp. Bộ ngắt mạch kết hợp rơ-le cho phép chọn lọc và tự động hóa. Các RMU sẵn sàng cho tự động hóa giúp giảm thời gian mất điện bằng cách cải thiện việc xác định vị trí sự cố và khôi phục từ xa. Hãy lựa chọn dựa trên mức độ dòng ngắn mạch, phương pháp nối đất, mức độ quan trọng của tải và mô hình vận hành của mạng lưới.

Gợi ý hình ảnh

• Hình ảnh: https://www.enweielectric.com/products/rmu
• ALT: "Các sơ đồ bảo vệ RMU cho đường dây cấp điện máy biến áp và đường dây cấp điện vòng"
• Hình ảnh: https://www.enweielectric.com/products/current-transformers
• ALT: "Biến dòng được sử dụng để đo lường cho rơ-le bảo vệ RMU"