Hệ thống phân phối điện năng là mạng lưới cuối cùng, phức tạp bao gồm đường dây, máy biến áp, cột điện… có nhiệm vụ đưa điện từ lưới truyền tải cao thế (như 110kV, 220kV, 500kV) đến các hộ gia đình, doanh nghiệp, xí nghiệp ở điện áp thấp hơn (trung thế 22kV/35kV, hạ thế 220V-380V) một cách an toàn, hiệu quả, là cầu nối thiết yếu cho mọi hoạt động kinh tế – xã hội. Hệ thống này hoạt động qua nhiều cấp điện áp, giảm dần từ trạm biến áp phân phối đến người tiêu dùng cuối.

* Vai trò và chức năng

• Cầu nối: Liên kết nguồn điện lớn (nhà máy phát điện) với người dùng cuối (hộ dân, công xưởng);
• Giảm điện áp: Hạ điện áp cao từ lưới truyền tải xuống mức trung thế (6-35kV) rồi hạ áp (220V-380V) phù hợp cho sử dụng;
• Đảm bảo hoạt động: Cung cấp điện liên tục, ổn định cho sản xuất, kinh doanh, sinh hoạt, duy trì sự phát triển xã hội;

*Cấu trúc và thành phần :

• Trạm biến áp phân phối: Nhận điện từ lưới truyền tải, hạ xuống trung áp (2-35kV);
• Đường dây phân phối (Trung thế): Mạng lưới 6-35kV đưa điện đến các khu vực;
• Máy biến áp phân phối: Hạ điện áp trung thế xuống hạ thế (220V-380V) cho các tòa nhà, hộ dân;
• Đường dây hạ thế (220V-380V): Cung cấp trực tiếp đến thiết bị sử dụng;
• Thiết bị đóng cắt & bảo vệ: Cầu dao, cầu chì, máy cắt, chống sét, tiếp địa… để điều khiển và bảo vệ hệ thống;

* Phân loại theo cấp điện áp (Việt Nam):

• Lưới hệ thống: 500kV (Quản lý bởi A0).
• Lưới truyền tải: 110kV – 220kV (Vận chuyển điện đi xa).
• Lưới phân phối trung áp: 6kV – 35kV (Đưa đến khu vực).
• Lưới phân phối hạ áp: 220V – 380V (Cung cấp cho người dùng cuối).

1. Đường dây tải điện:

* Dây dẫn: Thường sử dụng chất liệu nhôm lõi thép (AC), dây nhôm (A), dây đồng (CU) dùng để truyền tải dòng điện từ đầu nguồn đến thiết bị sử dụng điện (phụ tải). Hiện nay, nhiều khu vực sử dụng cáp vặn xoắn thay vì dùng cáp trân để đảm bảo an toàn;

* Cột điện: Dùng để đỡ, định vị đường dây và các thiết bị điện, gồm các loại cột cao thế, trung thế, hạ thế (Chữ A, Vuông, Ly tâm). Thường được làm bằng chất liệu Sắt, Thép, Bê tông lõi thép;

• Xà: Dùng để đỡ dây và cố định khoảng cách giữa các dây. Thường làm bằng sắt, thép, bê tông … Kích thước xà tùy thuộc vào vấp điện áp, cấp điện áp càng lớn thì kích thước xà càng lớn;
• Sứ: Thường làm bằng sứ, thủy tinh cách điệDùng để cách điện giữa dây và xà. Có hai loại sứ: sứ đứng và sứ chuỗi. Sứ đứng dùng cho cấp điện áp từ 0,4 đến 35(kV). Sứ chuỗi dùng cho cấp điện áp từ 10(kV) trở lên;

• Lèo: là khoảng dây điện được đấu với sứ tại các cột nối 2 khoảng cột với;
• Dây néo: là loại dây cáp (thép) dùng để néo (giữ) cột điện xuống đất ở các vị trí góc, đầu đường dây, cuối đường dây để cột điện không bị nghiêng, đổ;

* Cách nhận biết cấp điện áp của 1 đường dây tải điện đang vận hành qua sứ, khoảng cách:

     Do những điều kiện trên, ở cùng một cấp điện áp, số lượng sứ trong một chuỗi sứ có thể không giống nhau giữa các đường dây, giữa các vị trí cột khác nhau hay khu vực khác nhau trên cùng một đường dây. Tuy nhiên giữa cấp điện áp này với cấp điện áp khác thì số lượng sứ có cách biệt rõ nên phân biệt không quá khó.

Dao cách ly (DS):

• Là thiết bị có chức năng tạo khoảng hở nhìn thấy được nhằm tăng cường ổn định về tâm lý cho công nhân sửa chữa đường dây và thiết bị. Dao cách ly chỉ có thể đóng cắt dòng không tảDao cách ly thường được bố trí trên cột.Trong lưới điện cao áp, dao cách ly ít khi đặt riêng rẽ, mà thường được kết hợp với cầu trì và máy cắt điện.
• Dao cách ly được chế tạo nhiều chủng loại, kiểu cách khác nhau, có dao cách ly ngoài trời, trong nhà; dao cách ly một, hai, ba trụ sứ; dao cách ly lưới chém thẳng, quay ngang; dao cách ly một cực (cầu dao một lửa), ba cực (cầu dao liên động). Dao cách ly thường được đóng mở bằng tay thông qua cơ cấu chuyển động đặt trên cột;

+ Dao cách ly được chế tạo với nhiều cấp điện áp khác nhau, 1 pha hay 3 pha, lắp đặt trong nhà và ngoài trời;

+ Dao cách ly được chọn các điều kiện định mức: dòng và áp cùng điều kiện ổn định động và ổn định nhiệt;

 Dao cách ly 110kV              Cầu dao phụ tải(có hộp dập hồ quang)

Cầu dao chém đứng cao áp                            Cầu dao chém ngang cao áp

Cầu chì tự rơi (Fuse Cut Out) – FCO (cao áp):

• Là 1 loại thiết bị dùng để bảo vệ các Trạm Biến Áp, các thiết bị quan trọng trên lưới và đầu các đường cáp ngầm tránh khỏi sự cố khi có quá điện áp cảm ứng do sét đánh, cũng như quá điện áp nội bộ, LA được đặt trước và song song với thiết bị được bảo vệ. Khi có quá điện áp, các khe hở sẽ phóng điện và trị số của điện trở phi tuyến lúc này cũng rất nhỏ cho dòng điện đi Sau khi quá điện áp được đưa xuống đất thì điện áp dư đặt lên chống sét van nhỏ dưới mức đã định làm điện trở phi tuyến trở lên rất lớn, ngăn không cho dòng điện đi qua.

      Khi dòng xoay chiều đi qua trị số 0 thì hồ quang sẽ tự động bị dập tắt.trong điều kiện bình thường điện áp đặt lên chống sét van là điện áp pha của lưới điện.Lúc này điện trở phi tuyến có trị số rất lớn hay nói cách khác là nó cách điện. nhưng khi xuất hiện quá diện áp sẽ phóng điện trước thiết bị mà nó bảo vệ, trị số điện trở phi tuyến giảm xuống rất bé và dẫn dòng xung xuống đất. khi tình trạng quá điện áp đã qua, chống sét van trở về trạng thái cách điện như lúc ban đầu.

     Cầu chì tự rơi FCO lắp trước máy biến áp phía cao thế:

Các loại chống sét:

• Thiết bị chống sét có rất nhiều loại, tuỳ theo phạm vi sử dụng và công nghệ chế tao chúng ta có các loại sau:

• Chống sét sừng: hay còn gọi là khe hở phóng điện, thường dùng làm bảo vệ phụ hoặc làm một bộ phận trong chống sét khác.
• Chống sét ống: được dùng để bảo vệ các đường dây không treo dây chống sét hoặc bảo vệ phụ cho các trạm biến áp…
• Chống sét van: dùng bảo vệ chính chống sóng quá điện áp truyền từ đường dây vào trạm, trên thanh cái, máy biến áp.

Chống sét van:

• Kim thu sét: thường được bố trí nhiều kim để bảo vệ sét đánh trực tiếp vào trạm biến áp.

• Dây thu sét: bố trí dọc tuyến dây dẫn (hoặc đan chéo thành lưới trên phạm vi trạm biến áp) để bảo vệ dọc chiều dài các đường dây dẫn điện (hoặc khu vực trạm).

* Dây chống sét trên dường dây:

2. Máy cắt:

• • Máy cắt điện là thiết bị điện dùng để đóng cắt mạch điện ở mọi chế độ vận hành: chế độ không tải, chế độ tải định mức, chế độ sự cố, trong đó chế độ đóng cắt dòng ngắn mạch là chế độ nặng nề nhất để bảo vệ các phẩn tử của hệ thống điện;

– Phân loại máy cắt điện, ưu khuyết điểm của từng loại. Dựa vào cấu tạo của MC người ta chia thành các loại MC sau:

• MC nhiều dầu: Dầu làm nhiệm vụ cách điện và dập hồ quang:
• Ưu điểm: Nguyên lý cấu tạo đơn giản, dễ chế tạo và rẻ tiền;
• Nhược điểm: Thời gian cắt lớn cỡ 0,15 – 0,2s. Kích thước và khối lượng lớBảo dưỡng và sửa chữa phức tạp, dầu cần làm sạch sau một số lần cắt dòng điện lớn nhất định (nhỏ), dễ gây cháy nổ, ngày nay MC dầu ít được chế tạo;
• MC ít dầu: Dầu chỉ làm nhiệm vụ dập hồ quang;
• Ưu điểm: Nguyên lý cấu tạo đơn giản, dễ chế tạo và rẻ tiề Về kích thước và khối lượng, thời gian đóng cắt nhỏ hơn MC dầu;
• Nhược điểm: Công suất cắt ngắn mạch nhỏ hơn MC dầ Mặt khác vì ít dầu nên dầu mau bị bẩn, chất lượng dầu giảm nhanh. Do không có thiết bị hâm nóng dầu nên không thể đặt ở nơi có nhiệt độ thấp. Hiện nay số lượng MC này đang ít dần do không cạnh tranh được với các MC tiên tiến khác;
• MC không khí nén: Không khí được nén lại ở áp suất cao để thổi hồ quang;
• Ưu điểm: Khả năng cắt lớn có thể đạt tới 100kA, thời gian cắt bé nên tiếp điểm có tuổi thọ Loại MC này không dễ cháy nổ như MC dầu;
• Nhược điểm: Loại MC này có thiết bị nén khí đi kèm nên thường chỉ sử dụng tại các trạm có số lượng MC lớn;
• MC khí SF6: Khí SF6 trong máy ngắt làm nhiệm vụ cách điện và dập hồ quang;
• Ưu điểm: khí SF6 có độ bền điện Hệ số dẫn nhiệt của khí SF6 cao gấp 4 lần không khí vì vậy có thể tăng mật độ dòng điện trong mạch dẫn điện của MC, giảm khối lượng đồng. Khả năng dập hồ quang của buồng dập kiểu thổi dọc khí SF6 cao gấp 6 lần MC không khí vì vậy giảm được thời gian cháy của hồ quang tăng tuổi thọ của tiếp điểm. Khí SF6 là loại khí trơ, khó cháy, không mùi, không độc hại nên khó bị thay đổi tính chất. Được chế tạo ở mọi cấp điện áp từ 3kV – 800kV, khả năng cắt lớn, kích thước nhỏ gọn, độ an toàn và độ tin cậy cao, tuổi thọ cao và chi phí bảo dưỡng thấp;

• Nhược điểm: Khí SF6 có nhiệt độ hoá lỏng thấp vì vậy loại khí này chỉ dùng ở áp suất không cao để tránh phải dùng thiết bị hâm nóng. Mặt khác khí chỉ có thể đảm bảo chất lượng khi không có tạp chất;
• MC chân không: Máy ngắt chân không là hồ quang được dập tắt trong môi trường chân không;
• Ưu điểm: Kích thước nhỏ gọn, không gây ra cháy nổ, tuổi thọ cao khi đóng cắt dòng điện định mức, gần như không cần bảo dưỡng định kỳ, thời gian đóng cắt nhỏ.Dùng rộng rãi ở lưới điện trung áp với dòng định mức tới;
• Nhược điểm: Giá thành cao
• 

               Máy Cắt Hợp Bộ DTC            Máy Cắt Hợp Bộ HuynDai

Hệ thống tủ máy cắt hợp bộ – TBA 110kV TP Thanh Hóa

3.Bảo vệ Rơle:

• Trong quá trình vận hành hệ thống điện có thể xảy ra các sự cố và tình trạng làm việc không bình thường của thiết bị. Trong phần lớn các trường hợp, các sự cố xảy ra kèm theo hiện tượng dòng điện tăng cao và điện áp giảm khá thấp đặc biệt là các sự cố ngắn mạ Việc dòng điện chạy qua thiết bị điện tăng cao phát nóng quá mức cho phép dẫn đến cách điện bị già hóa, hư hỏng thiết bị… Do đó, để duy trì hoạt động bình thường của hệ thống và các hộ tiêu thụ khi xuất hiện sự cố cần phải phát hiện và loại trừ càng nhanh càng tốt điểm sự cố ra khỏi hệ thống. Chỉ có thiết bị tự động bảo vệ mới có thể thực hiện tốt các yêu cầu trên.Thiết bị này được gọi là bảo vệ rơle;

+ Bảo vệ chính: là loại bảo vệ thực hiện tác động nhanh khi xảy ra sự cố trong phạm vi hay đối tượng cần bảo vệ đã được xác định thì nó phải tác động đầu tiên;

+ Bảo vệ dự phòng: là loại bảo vệ thay thế cho bảo vệ chính trong trường hợp bảo vệ chính không làm việc hoặc trong tình trạng sửa chữa nhỏ và khi bảo vệ chính không tác động thì nó có nhiệm vụ tác động loại trừ điểm sự cố ra khỏi hệ thống. Bảo vệ dự phòng phải tác động với thời gian lớn hơn tác động của bảo vệ chính, nhằm để cho bảo vệ chính loại trừ phần tử bị sự cố ra khỏi hệ thống trước khi bảo vệ này tác động;

* Các loại Rơ le bảo vệ cho MBA:

– Các rơle tác động theo dòng điện:

+ Rơle bảo vệ quá dòng điện phía sơ cấp: F50/51P pha, chạm đất;

+ Rơle bảo vệ quá dòng điện phía thứ cấp: F50/51S pha, chạm đất;

+ Rơle bảo vệ so lệch dòng điện: F87T;

+ Rơle bảo vệ quá dòng điện dây trung tính: F50/51G;

+ Rơle bảo vệ chạm đất các cuộn dây: F50REF;

– Các rơle không tác động theo dòng điện:

+ Rơle hơi: F96-1, 96-2;

+ Rơle nhiệt độ dầu: F26O;

+ Rơle nhiệt độ cuộn dây: F26W;

+ Rơle mức dầu thân máy: F33;

+ Rơle áp suất thân máy, bộ đổi nấc dưới tải F63;

* Các rơle bảo vệ cho đường dây:

• Rơle bảo vệ quá dòng điện không thời gian, có thời gian: F50/51L pha, chạm;

– Rơle so lệch pha cao tần: F85;

• Rơle quá dòng có hướng (pha chạm đất): F67;
• Rơle bảo bệ khoảng cách : F21;
• Mã số của các bảo vệ thường gặp theo tiêu chuẩn ANSI:

(Nguồn tham khảo: https://cskh.npc.com.vn/)