Công nghệ trạm biến áp số trong hệ thống điện

Thứ ba, 7/4/2020 | 13:37 GMT+7
Trạm biến áp (TBA) số sẽ thay thế toàn bộ mạch điện nối cáp đồng của trạm biến áp thông thường bằng cáp quang;Việc truyền nhận dữ liệu từ các thiết bị ngoài trời vào trong nhà điều hành được “số hóa” toàn bộ. Đây là công nghệ trạm biến áp hiện đại nhất thế giới hiện nay.
 
Quá trình phát triển từ trạm biến áp truyền thống đến trạm biến áp số.
 
Để tiếp cận công nghệ, các kỹ sư Công ty TNHH MTV Điện lực Đà Nẵng (PC Đà Nẵng) đã tham gia buổi hội thảo giới thiệu về trạm biến áp số và các công nghệ mới trong hệ thống điện do Công ty TNHH ABB Việt Nam được tổ chức vào cuối năm 2019. Tại hội thảo, các chuyên gia đã trình bày về những điểm mới, ưu điểm của trạm biến áp số và cũng đã nắm bắt được các kiến thức, xu hướng công nghệ mới có thể áp dụng vào thực tế lưới điện PC Đà Nẵng đang quản lý. Đặc biệt, công nghệ mới này hoàn toàn phù hợp với định hướng phát triển lưới điện của Công ty trong tương lai. 
 
Ở trạm biến áp truyền thống, các thiết bị nhất thứ trong trạm và các thiết bị nhị thứ được kết nối bằng dây dẫn cáp đồng dẫn đến tạo ra rất nhiều các kết nối phần cứng phức tạp; việc giao tiếp giữa các ngăn trong trạm nhờ vào giao thức IEC-61850. Nhưng ở trạm biến áp số, các tín hiệu (tín hiệu đo lường, bảo vệ, điều khiển, trạng thái) truyền từ thiết bị nhất thứ đến tủ điều khiển được chuyển thành tín hiệu số thông qua giao thức IEC-61850. 
 
Trạm biến áp số có rất nhiều ưu điểm so với trạm biến áp truyền thống, điển hình như: diện tích lắp đặt nhỏ hơn, khối lượng cáp đồng kết nối giảm, diện tích phòng đo lường, điều khiển và bảo vệ nhỏ hơn, giảm thời gian bảo dưỡng, sửa chữa, tăng mức độ an toàn cho con người và thiết bị. Các máy cắt được tích hợp dao cách ly, dao nối đất và máy biến dòng điện quang tạo nên thành một máy cắt hợp bộ nên có cấu tạo gọn gàng, chiếm không gian lắp đặt nhỏ hơn, trong khi thời gian thi công, lắp đặt nhanh hơn nhiều so với các thiết bị độc lập được kết nối với nhau. Bên cạnh đó, các thiết bị hợp bộ ít phải thường xuyên bảo dưỡng, sửa chữa và có độ tin cậy cao cho nên việc thay thế các cáp đồng kết nối giữa các thiết bị nhất thứ (máy cắt, dao cách ly, máy biến điện áp,…) với các ngăn lộ đo lường, bảo vệ và điều khiển bằng cáp quang thông qua giao thức IEC-61850 giúp làm giảm sự kết nối phức tạp. 
 
Ở trạm biến áp số, các thiết bị nhất thứ và nhị thứ được kết nối bằng cáp quang; do vậy, các mạch dòng, mạch áp trong các tủ điều khiển - bảo vệ không còn nên sẽ đảm bảo an toàn cho con người và các thiết bị hoạt động tin cậy hơn. Chuyển đổi số tại trạm là việc chuyển đổi thông tin, tín hiệu tương tự thành tín hiệu số để xử lý, lưu trữ và truyền thông tin thông qua các giao thức truyền thông số. Việc chuyển từ sử dụng trạm biến áp truyền thống sang trạm biến áp số sẽ làm tăng mức độ an toàn cho con người và thiết bị; giảm diện tích lắp đặt thiết bị đồng thời nâng cao độ tin cậy cung cấp điện. Một ưu điểm nổi bật nữa của TBA số là các thiết bị mới có nhiều tính năng hữu ích và thiết thực có thể được áp dụng trong hệ thống điện để tăng hiệu quả trong công tác quản lý vận hành như: chống sét van có kèm theo bộ giám sát, máy biến dòng điện cảm ứng quang... Chống sét van có kèm theo bộ giám sát có tích hợp các chức năng giám sát các đặc tính của sét và chống sét van như: tính số lượng, độ lớn và độ dốc của xung sét; tính dòng điện rò qua chống sét van và cho phép giám sát các thông số này từ xa trong thời gian thực. Cảm biến dòng điện quang là thiết bị dùng để đo dòng điện xoay chiều và một chiều ở điện áp cao; nó đo dòng điện dựa vào việc đo độ lệch pha giữa hai sóng ánh sáng bị phân cực trong cáp quang dưới tác dụng của từ trường, loại biến dòng này có độ chính xác cao hơn so với các biến dòng điện thông thường.
 
Với những ưu điểm nổi bật của TBA công nghệ số, PC Đà Nẵng đang tích cực nghiên cứu để có thể áp dụng vào thực tế lưới điện; bên cạnh những đặc điểm nổi bật về công nghệ, trạm biến áp số cũng là giải pháp giúp tháo gỡ các khó khăn về diện tích xây dựng trạm, công tác giải phóng mặt bằng… trong điều kiện tốc độ đô thị hóa diễn ra nhanh chóng tại thành phố Đà Nẵng.
Anh Minh – Phước Mai