Tác động của Dòng DC trong Biến áp tại Trạm Năng lượng Tái tạo Gần Điện cực Đất UHVDC
Khi điện cực đất của hệ thống truyền tải điện trực tiếp siêu cao áp (UHVDC) được đặt gần trạm năng lượng tái tạo, dòng điện quay về qua đất có thể gây ra sự tăng mức tiềm năng đất xung quanh khu vực điện cực. Sự tăng mức tiềm năng đất này dẫn đến sự dịch chuyển mức tiềm năng điểm trung tính của các biến áp gần đó, gây ra hiện tượng dòng DC không cân bằng (hoặc bù DC) trong lõi biến áp. Hiện tượng dòng DC không cân bằng này có thể làm giảm hiệu suất biến áp và, trong trường hợp nghiêm trọng, có thể gây hỏng thiết bị. Do đó, các biện pháp khắc phục hiệu quả là rất cần thiết.
Phân tích chi tiết về vấn đề này được cung cấp dưới đây:
1. Các Yếu tố Ảnh hưởng
Độ nghiêm trọng của dòng DC không cân bằng phụ thuộc vào nhiều yếu tố, bao gồm:
- Dòng điện hoạt động của hệ thống UHVDC;
- Vị trí và thiết kế của điện cực đất;
- Phân bố không gian của điện trở đất;
- Cấu hình kết nối cuộn dây và đặc điểm cấu trúc của biến áp.
2. Hậu quả của Dòng DC Không Cân Bằng
Dòng DC không cân bằng trong biến áp có thể dẫn đến:
- Tăng tiếng ồn nghe được và rung động cơ học;
- Nhiệt độ tăng do tổn thất lõi bổ sung;
- Lão hóa nhanh chóng của cách điện cuộn dây khi tiếp xúc kéo dài.
- Những tác động này làm suy giảm an toàn và đáng tin cậy của việc vận hành biến áp và rút ngắn tuổi thọ của chúng.
3. Các Biện Pháp Khắc Phục
Để kiềm chế dòng DC không cân bằng, có thể sử dụng một số chiến lược kỹ thuật sau:
- Chuyển đổi động cách tiếp đất trung tính của trạm năng lượng tái tạo (ví dụ: giữa cách tiếp đất rắn và cách tiếp đất có điện trở cao);
- Tối ưu hóa thiết kế lưới tiếp đất để cân bằng phân phối tiềm năng giữa nhà máy năng lượng tái tạo và các trạm biến áp gần đó;
- Lắp đặt thiết bị chặn dòng DC (ví dụ: thiết bị chặn dung lượng hoặc loại chặn chủ động) tại điểm trung tính biến áp để chặn dòng DC do từ trường địa cầu hoặc dòng DC lạc.
Kết luận
Tác động của dòng DC không cân bằng đối với biến áp tại trạm năng lượng tái tạo gần điện cực đất UHVDC là một vấn đề phức tạp về điện địa chất và hệ thống điện đòi hỏi một cách tiếp cận tổng thể. Đề nghị triển khai giám sát liên tục mức dòng DC không cân bằng trong các biến áp bị ảnh hưởng, thực hiện đánh giá rủi ro định kỳ và chủ động triển khai các biện pháp khắc phục. Việc làm như vậy đảm bảo an toàn, ổn định và hoạt động lâu dài của các cơ sở năng lượng tái tạo trong các khu vực chịu ảnh hưởng của hệ thống UHVDC.