Các Vấn đề Thường Gặp và Biện pháp Xử lý cho Mạch Điều khiển Cầu dao 145kV

Thiết bị ngắt mạch 145 kV là thiết bị chuyển mạch quan trọng trong hệ thống điện trạm biến áp. Nó được sử dụng kết hợp với cầu chì cao áp và đóng vai trò quan trọng trong vận hành lưới điện:
Đầu tiên, nó cách ly nguồn điện, tách thiết bị đang bảo trì khỏi hệ thống điện để đảm bảo an toàn cho nhân viên và thiết bị; Thứ hai, nó cho phép thực hiện các thao tác chuyển mạch để thay đổi chế độ vận hành của hệ thống; Thứ ba, nó được sử dụng để ngắt các mạch dòng nhỏ và dòng vòng (loop).

Bất kể trạng thái của hệ thống điện, thiết bị ngắt mạch phải hoạt động đáng tin cậy. Độ tin cậy của hoạt động phụ thuộc không chỉ vào hiệu suất cơ khí tốt mà còn vào việc mạch điều khiển có đáp ứng yêu cầu sản xuất hay không. Nếu tồn tại nguy cơ an toàn trong mạch điều khiển của thiết bị ngắt mạch, có thể xảy ra tai nạn nghiêm trọng.

1. Phân tích nguyên lý mạch điều khiển của thiết bị ngắt mạch 145 kV

Mạch điều khiển của thiết bị ngắt mạch 145 kV chủ yếu bao gồm hai phần: mạch điều khiển mô tơ và mạch cấp nguồn cho mô tơ.Mạch điều khiển bao gồm ba chế độ hoạt động: mở/đóng bằng tay tại chỗ, mở/đóng điện tại chỗ, và mở/đóng từ xa. Việc chuyển đổi giữa chế độ "từ xa" và "tại chỗ" được thực hiện thông qua tay cầm điều khiển của thiết bị ngắt mạch trong hộp đầu cuối. Mạch điều khiển chủ yếu bao gồm mạch liên khóa, tay cầm điều khiển trong hộp đầu cuối, thiết bị phòng ngừa năm sai lầm (5P), tiếp điểm đo đạc & điều khiển, nút nhấn mở/đóng, rơ le, và các thành phần khác.

Mạch liên khóa chủ yếu thực hiện:

• Liên khóa với cầu chì để ngăn chặn hoạt động của thiết bị ngắt mạch khi cầu chì đóng;

• Liên khóa lẫn nhau giữa thiết bị ngắt mạch và công tắc nối đất.
  Các liên khóa này được thực hiện bằng cách nối tiếp các tiếp điểm thường mở (NO) và thường đóng (NC) của cầu chì, thiết bị ngắt mạch và công tắc nối đất vào mạch điều khiển.Ngoài ra, còn có liên khóa GBM (cầu đấu nối) và PBM (bypass).

Mạch cấp nguồn cho mô tơ là mạch chính, bao gồm mô tơ, các tiếp điểm từ rơ le trong mạch điều khiển, cầu chì mini (MCBs), công tắc giới hạn, v.v. Trong quá trình hoạt động thực tế, mô tơ được điều khiển bởi mạch điều khiển để quay theo chiều thuận hoặc ngược, từ đó kích hoạt việc mở hoặc đóng thiết bị ngắt mạch. Một cặp tiếp điểm từ rơ le đóng/mở được nối tiếp trong mạch điện. Đối với việc đóng, thứ tự pha là ABC; đối với việc mở, thứ tự được đảo ngược thành ACB, do đó đảo chiều quay của mô tơ để vận hành cánh dao.

Hệ thống giám sát từ xa sử dụng thiết bị đo đạc & điều khiển đường dây để điều khiển từ xa việc mở/đóng thiết bị ngắt mạch. Sau khi thiết bị ngắt mạch đạt đến vị trí cuối cùng (hoàn toàn mở hoặc đóng), mạch điện phải được ngắt; nếu không, mô tơ sẽ tiếp tục chạy cho đến khi cháy hỏng. Để ngăn chặn điều này, các công tắc giới hạn được lắp đặt nối tiếp trong mạch điện. Khi thiết bị ngắt mạch đạt đến vị trí cuối cùng, công tắc giới hạn mở và dừng mô tơ.

Để ngăn chặn các hoạt động nguy hiểm—như mở/đóng thiết bị ngắt mạch dưới tải hoặc đóng công tắc nối đất khi có điện—một liên khóa điện được tích hợp vào mạch điều khiển. Hoạt động điện chỉ được kích hoạt khi tất cả các điều kiện phòng ngừa năm sai lầm được đáp ứng.

2. Các loại lỗi của mạch điều khiển

Căn cứ vào số pha bị lỗi, lỗi có thể được phân chia thành lỗi ba pha và lỗi mất pha (bao gồm lỗi một pha hoặc hai pha).
Dựa trên các tình huống hoạt động, lỗi có thể được phân loại thành bốn loại:

• Mở/đóng tại chỗ không thành công, nhưng hoạt động từ xa vẫn hoạt động.

• Mở/đóng từ xa không thành công, nhưng hoạt động tại chỗ vẫn hoạt động.

• Cả hoạt động từ xa và tại chỗ bằng điện đều không thành công, nhưng hoạt động bằng tay thông qua lực hút của rơ le là có thể.

• Chỉ có thể hoạt động bằng tay quay.

3. Hiện tượng lỗi của thiết bị ngắt mạch

Trong quá trình kiểm tra tại chỗ, đã quan sát thấy rằng thiết bị ngắt mạch trước đây hoạt động bình thường qua điều khiển điện từ xa/tại chỗ đột nhiên không thể mở hoặc đóng. Trong một số trường hợp, sau khi cơ cấu vận hành mô tơ vẫn được cấp điện trong thời gian dài, thiết bị ngắt mạch trở nên không hoạt động—và vấn đề này tái diễn nhiều lần. Các lỗi này gây gián đoạn nghiêm trọng cho tiến trình kiểm tra và tạo ra rủi ro an toàn cho việc vận hành trạm biến áp, đòi hỏi phải khắc phục sự cố ngay lập tức để xác định nguyên nhân gốc rễ.

4. Xử lý sự cố và phân tích nguyên nhân gốc rễ

4.1 Rơ le mở/đóng bị lỗi

Nếu cả hoạt động tại chỗ và từ xa đều không thành công, hãy đi đến hộp đầu cuối và thử một lần mở/đóng tại chỗ. Nếu cuộn dây rơ le không được cấp điện đúng cách, rơ le có thể bị lỗi.

Trong điều kiện bình thường, việc nhấn và thả nút mở/đóng một cách ngắn gọn là đủ để hoàn thành thao tác. Điều này là vì, khi nhấn nút, rơ le không chỉ kích hoạt các tiếp điểm chính của nguồn điện mà còn đóng một tiếp điểm tự giữ. Ngay cả sau khi thả nút, rơ le vẫn được cấp điện để giữ mô tơ chạy.

Nếu mô tơ quay nhẹ và dừng ngay lập tức, nhưng hoạt động bình thường khi nút được giữ liên tục, tiếp điểm tự giữ của rơ le có thể bị hỏng. Để xác nhận:

• Tắt cầu chì mini cấp nguồn cho mô tơ;

• Nhấn nút mở/đóng;

• Sử dụng đồng hồ vạn năng để kiểm tra điện áp qua tiếp điểm tự giữ.
  Nếu không có điện áp, tiếp điểm bị hỏng.

4.2 Hướng quay động cơ không chính xác (Lỗi thứ tự pha)
Mạch chính bao gồm các kết nối nguồn động cơ và vị trí tiếp điểm của bộ tiếp xúc. Hướng quay động cơ không chính xác thường do các tiếp điểm được đấu nối sai hoặc thứ tự pha bị đảo ngược trong nguồn điện ba pha cấp cho động cơ.

Các bước khắc phục sự cố:

• Kiểm tra xem cả MCB điều khiển và MCB động cơ đều đóng, và sử dụng đồng hồ vạn năng để xác nhận điện áp bình thường tại các đầu cuối dưới của mạch chính.

• Ngắt nguồn động cơ, giữ nguồn điều khiển đang hoạt động, và nhấn nút mở/đóng ở hộp cơ cấu. Đo xem các tiếp điểm tương ứng của bộ tiếp xúc có dẫn như mong đợi hay không.

• Nếu vấn đề vẫn còn, ngắt cả nguồn điều khiển và nguồn động cơ, và kiểm tra xem dây pha vàng, xanh lá cây và đỏ có bị hoán đổi nhầm tại các đầu cuối động cơ hay không.

Trong một trường hợp, hai ngăn mới lắp đặt có dây vàng-xanh lá cây-đỏ không nhất quán, làm thay đổi thứ tự pha của động cơ. Sau khi sửa lại dây, hoạt động trở lại bình thường.

Bất kỳ thành phần nào trong mạch cũng có thể hỏng. Khi xảy ra lỗi, hãy kiểm tra kỹ chuỗi điều khiển toàn bộ, loại bỏ từng đoạn, thu hẹp vị trí lỗi, thay thế thành phần hỏng, và khôi phục mạch. Do đó, người vận hành phải hiểu rõ nguyên lý hoạt động để có thể nhanh chóng xác định lỗi, làm rõ logic khắc phục sự cố, và áp dụng các phương pháp hệ thống để giải quyết hiệu quả.

4.3 Các lỗi khác

Công tắc cách ly 145 kV được vận hành thường xuyên và ảnh hưởng nghiêm trọng đến an toàn hoạt động của nhà máy điện và trạm biến áp; do đó, đảm bảo độ tin cậy hoạt động là rất quan trọng. Trong thực tế, sau khi cầu dao mở, công tắc cách ly được mở để tạo điểm cách ly nhìn thấy giữa thiết bị bảo dưỡng và các bộ phận có điện, cung cấp khoảng cách an toàn đủ cho nhân viên.

Ngoài hai loại lỗi trên, các vấn đề phổ biến khác bao gồm:

(1) Lỗi mở/đóng cục bộ trong khi vận hành từ xa vẫn hoạt động. Để khắc phục: Đầu tiên, kiểm tra công tắc chọn "từ xa/cục bộ". Sử dụng đồng hồ vạn năng để xác nhận xem điện áp có đến thiết bị đo và điều khiển khi công tắc được đặt ở "từ xa" hay không. Nếu không, thay thế công tắc; nếu có điện áp, kiểm tra dây nối có lỏng hoặc kết nối sai không.

(2) Lỗi vận hành cục bộ do nút mở/đóng bị hỏng.
Hai phương pháp chẩn đoán:

• Kiểm tra có tải: nhấn nút và sử dụng đồng hồ vạn năng để kiểm tra xem điện áp có đi qua không;

• Kiểm tra không tải: tắt nguồn điều khiển, nhấn nút, và sử dụng chức năng kiểm tra liên tục của đồng hồ vạn năng để kiểm tra xem tiếp điểm nút có đóng không.
  Nếu xác nhận hỏng, thay thế nút để khôi phục chức năng.

5. Kết luận

Nhìn chung, các lỗi công tắc cách ly 145 kV xảy ra trong quá trình vận hành thiết bị, đặc biệt là vào mùa hè khi nhu cầu điện tăng cao và cơ hội cho các lần ngừng hoạt động theo lịch trình ít. Do mức sử dụng cao và yêu cầu an toàn quan trọng, tình trạng của các công tắc cách ly trực tiếp ảnh hưởng đến an toàn hoạt động của nhà máy điện và trạm biến áp. Do đó, nhân viên bảo trì phải hiểu rõ và nắm vững các phương pháp chẩn đoán lỗi công tắc cách ly để nâng cao khả năng phân tích và kỹ năng kỹ thuật. Điều này giúp ngăn ngừa hiệu quả các hoạt động không mong muốn, cải thiện tỷ lệ phát hiện và giải quyết sự cố, và cuối cùng đảm bảo an toàn và ổn định của lưới điện.