Khi cần so sánh van chống sét 24kV với 35kV, kỹ sư không chỉ cần xem số kV trên nhãn mà phải hiểu rõ Ur, Uc/MCOV, TOV, mức bảo vệ Up và phối hợp cách điện. CÔNG TY CỔ PHẦN TẬP ĐOÀN TOJI tổng hợp hướng dẫn kỹ thuật này giúp bạn chọn đúng cấp van cho lưới 22kV, 24kV, 35kV, tránh rủi ro hư hỏng thiết bị và sai lệch tiêu chuẩn IEC/TCVN.
Hiểu đúng điện áp danh định và cấp điện áp hệ thống
Sai lầm phổ biến nhất khi so sánh van chống sét 24kV với 35kV là nhầm lẫn giữa điện áp danh định của van (Ur) với điện áp danh định của lưới điện (Us). Một van ghi “35kV” không có nghĩa là nó chỉ dùng cho lưới 35kV, và lưới 35kV cũng không nhất thiết phải dùng van Ur 35kV. Để lựa chọn đúng, kỹ sư phải hiểu rõ mối quan hệ giữa Ur, Uc/MCOV, điện áp pha-đất và hệ số quá điện áp tạm thời (TOV) của từng cấu hình lưới.
Khái niệm Ur, Uc/MCOV của van chống sét và Us của lưới
Ur, hay điện áp định mức của van chống sét, là giá trị hiệu dụng tối đa của điện áp tần số công nghiệp có thể đặt lên 2 cực van trong các thử nghiệm chu kỳ làm việc, được quy định trong tiêu chuẩn IEC 60099-4. Đây là thông số nền tảng để đánh giá khả năng chịu đựng quá điện áp tạm thời (TOV) của van khi hệ thống xảy ra sự cố chạm đất 1 pha.
Uc, còn gọi là MCOV (điện áp làm việc liên tục lớn nhất), là điện áp pha-đất cao nhất mà van có thể chịu đựng liên tục trong suốt vòng đời. Kỹ sư phải chọn Uc lớn hơn hoặc bằng điện áp pha-đất vận hành lớn nhất của hệ thống, thường áp dụng thêm hệ số an toàn khoảng 5%. Nếu Uc thấp hơn điện áp pha-đất thực tế, van sẽ bị quá nhiệt và suy giảm cách điện theo thời gian.
Xem thêm:
Điện áp danh định lưới 22kV, 24kV, 35kV và cấu hình trung tính
Điện áp pha-đất lớn nhất của hệ thống được tính từ điện áp vận hành lớn nhất (thường bằng 1,1 lần Us) chia cho căn bậc 2 của 3. Với lưới 22kV, điện áp vận hành lớn nhất là 24,2kV, điện áp pha-đất lớn nhất khoảng 13,97kV. Với lưới 35kV, điện áp vận hành lớn nhất là 38,5kV, điện áp pha-đất lớn nhất khoảng 22,23kV. Từ đó kỹ sư suy ra giá trị MCOV tối thiểu cần chọn.
Cấu hình trung tính ảnh hưởng lớn đến TOV. Lưới 22kV có trung tính nối đất trực tiếp có hệ số chạm đất thấp, TOV ngắn và không quá cao. Lưới 35kV có trung tính cách đất hoặc nối qua cuộn dập hồ quang có thể xuất hiện TOV lên tới 1,9 pu kéo dài đến 2 giờ khi xảy ra chạm đất 1 pha. Chính điều kiện TOV này buộc kỹ sư phải chọn Ur/Uc khác nhau dù cùng cấp điện áp lưới.
Tránh nhầm lẫn giữa “van 24kV, 35kV” và “lưới 24kV, 35kV”
Con số “24kV” hay “35kV” ghi trên vỏ van chỉ là điện áp định mức Ur của thiết bị đó, không phải chỉ dẫn bắt buộc về điện áp lưới cần dùng. Ví dụ điển hình: lưới 35kV trung tính cách đất thường phải dùng van có Ur 42kV, không phải Ur 35kV, vì yêu cầu MCOV và TOV đòi hỏi cao hơn. Tương tự, lưới 22kV trung tính nối đất trực tiếp đôi khi chỉ cần van Ur 18kV hoặc 21kV, không cần đến 24kV.
Lỗi này thường xảy ra khi kỹ sư thiết kế hoặc cán bộ mua sắm chỉ nhìn vào điện áp lưới để chọn van, bỏ qua việc tính toán MCOV, TOV và mức cách điện BIL của thiết bị được bảo vệ. Hậu quả là van được chọn thiếu margin bảo vệ hoặc không chịu được TOV thực tế, dẫn tới sự cố hư hỏng máy biến áp, cáp trung thế và van chính nó.
Cấu tạo và nguyên lý làm việc của van chống sét ZnO
Để so sánh van chống sét 24kV với 35kV một cách chính xác, kỹ sư cần hiểu rõ cấu tạo bên trong. Van chống sét hiện đại sử dụng điện trở phi tuyến ZnO không khe hở, vỏ ngoài bằng polymer hoặc sứ. Sự khác biệt giữa van 24kV và 35kV không chỉ nằm ở con số điện áp mà còn ở chiều dài đường rò, số đĩa ZnO xếp chồng, khả năng hấp thụ năng lượng và kích thước tổng thể.
Cấu tạo đĩa ZnO không khe hở và vỏ polymer/sứ
Bên trong van chống sét là các đĩa điện trở ô-xít kẽm (ZnO) xếp nối tiếp giữa 2 điện cực. Số đĩa ZnO tăng theo cấp điện áp: van 35kV có nhiều đĩa hơn van 24kV, dẫn đến chiều cao tổng thể lớn hơn và khả năng chịu năng lượng cao hơn. Vỏ ngoài bằng polymer silicone (như dòng UltraSIL của Cooper) có ưu điểm trọng lượng nhẹ, chịu bẩn tốt, kháng tia cực tím và chống nứt vỡ khi bị va đập cơ học. Chiều dài vỏ và số bậc vân cách điện tăng dần theo cấp điện áp, nên van 35kV luôn cao hơn và nặng hơn van 24kV, ảnh hưởng đến thiết kế khoảng cách lắp đặt trong trạm.
Nguyên lý làm việc phi tuyến của van chống sét
Ở điện áp vận hành bình thường, điện trở ZnO rất lớn, dòng rò qua van chỉ ở mức vài mA, van hoạt động gần như cách điện hoàn toàn. Khi có xung sét hoặc quá điện áp thao tác, điện áp tức thời tăng vọt làm điện trở ZnO giảm mạnh phi tuyến, dòng xung lớn đi qua van xuống đất, hạn chế điện áp dư trên thiết bị được bảo vệ. Sau khi xung sét kết thúc, điện áp giảm về mức lưới và điện trở ZnO phục hồi về giá trị cao, cắt dòng công suất tần số công nghiệp, tránh hiện tượng dòng kế tục. Cơ chế này giống nhau cho cả van 24kV và 35kV, nhưng mức xung và năng lượng mà mỗi loại chịu được sẽ khác nhau tùy số đĩa và thiết kế từng hãng.
Vai trò của van chống sét trong phối hợp cách điện
Van chống sét được lắp theo kiểu pha-đất tại đầu cực máy biến áp, trên đường dây trung thế hoặc trong tủ RMU để giới hạn quá điện áp do sét đánh hoặc thao tác đóng cắt. Nhờ van hấp thụ năng lượng và giới hạn điện áp đỉnh, mức cách điện của máy biến áp, cáp trung thế, sứ và máy cắt có thể được thiết kế ở mức thấp hơn mà vẫn đảm bảo an toàn, giúp giảm chi phí đầu tư. Khi so sánh van 24kV với 35kV, tiêu chí then chốt không chỉ là thông số riêng của van mà là mức bảo vệ Up của van có đủ thấp so với BIL của thiết bị cần bảo vệ hay không, với margin khuyến nghị tối thiểu 15% cho cách điện không tự phục hồi.
So sánh chi tiết thông số kỹ thuật van 24kV và 35kV
Đây là nội dung trọng tâm khi so sánh van chống sét 24kV với 35kV. Van 35kV (thực chất thường là Ur 42kV) có Uc cao hơn, Up cao hơn, kích thước lớn hơn và đường rò dài hơn, trong khi van 24kV được tối ưu hóa cho lưới 22kV/24kV về cả giá trị MCOV lẫn phối hợp cách điện. Hiểu rõ từng thông số giúp kỹ sư tránh chọn sai hoặc chọn thừa cấp điện áp.
| Tiêu chí | Van chống sét 24kV | Van chống sét 35kV | Ý nghĩa khi lựa chọn |
|---|---|---|---|
| MCOV (Uc) | Tham khảo khoảng 19,5 kV, phù hợp lưới 22 kV trung tính nối đất trực tiếp. | Tham khảo khoảng 33,6 kV, đáp ứng yêu cầu vận hành của lưới 35 kV và khả năng chịu TOV. | MCOV phải phù hợp với điện áp làm việc liên tục của hệ thống để tránh van bị quá tải trong quá trình vận hành. |
| Ur (Rated Voltage) | Thường 21 kV hoặc 24 kV tùy nhà sản xuất. | Thường 42 kV. | Ur không nhất thiết trùng với điện áp danh định của lưới mà được xác định theo cấu hình trung tính và yêu cầu chịu quá điện áp tạm thời (TOV). |
| Dòng phóng điện danh định (In) | Phổ biến 10 kA. | Phổ biến 10 kA. | Hai cấp điện áp có thể dùng cùng giá trị In nếu thuộc cùng dòng sản phẩm. |
| Dòng phóng điện cực đại (Imax) | Tùy thiết kế, thường từ 40–65 kA. | Tùy thiết kế, thường từ 40–65 kA hoặc cao hơn. | Với khu vực có mật độ sét lớn hoặc đường dây dài, nên ưu tiên van có Imax cao để tăng khả năng chịu nhiều lần phóng điện. |
| Điện áp dư (Up) | Được thiết kế phù hợp với thiết bị có BIL khoảng 125 kV. | Ví dụ van HE42 có Up khoảng 108,1 kV, phù hợp thiết bị 36 kV có BIL 170 kV. | Up càng thấp thì khả năng bảo vệ càng tốt, miễn vẫn đáp ứng đúng cấp điện áp vận hành. |
| Margin bảo vệ | Được tính theo BIL của thiết bị 24 kV. | Margin tham khảo khoảng 1,57 lần khi so với BIL 170 kV. | Chọn sai cấp điện áp sẽ làm giảm margin bảo vệ và tăng nguy cơ phóng điện trên thiết bị trước khi van hoạt động. |
| Kích thước và đường rò | Kích thước nhỏ hơn, đường rò ngắn hơn. | Cao hơn, nặng hơn và có đường rò dài hơn. | Ảnh hưởng đến không gian lắp đặt trong RMU, tủ trung thế, trạm kiosk và trạm biến áp. |
| Ứng dụng phù hợp | Lưới phân phối 22–24 kV, RMU, trạm kiosk, máy biến áp trung áp. | Lưới 35–36 kV, trạm biến áp, đường dây trung thế và hệ thống công suất lớn. | Luôn lựa chọn đúng cấp điện áp theo thiết kế của hệ thống để đảm bảo tuổi thọ van và an toàn cách điện của thiết bị. |
Ứng dụng thực tế van 24kV và 35kV trong lưới điện
Van 24kV thường được dùng cho lưới 22kV/24kV trong khu công nghiệp, trạm phân phối đô thị và tủ RMU. Van 35kV, thực chất là Ur 36kV hoặc 42kV, được dùng để bảo vệ lưới 35kV, máy biến áp 35kV và đường dây trung tính cách đất hoặc nối qua cuộn dập hồ quang. Kỹ sư cần xác định rõ Us và cấu hình trung tính của lưới trước khi quyết định cấp van phù hợp.
Ứng dụng van 24kV trong lưới 22kV, RMU và cáp trung thế
Van 24kV như Cooper UHS24 hoặc van LA 24kV Tuấn Ân được lắp để bảo vệ lưới trung thế dưới 24kV, bao gồm trạm phân phối, tủ RMU 24kV ABB, cáp trung thế từ tủ đến máy biến áp và đầu ra của FCO trên cột đường dây. Khi lựa chọn van 24kV cho lưới 22kV trung tính nối đất trực tiếp, kỹ sư cần chọn MCOV lớn hơn điện áp pha-đất vận hành lớn nhất, tức Us/√3 nhân 1,05, đồng thời kiểm tra Up của van đủ thấp so với BIL 125kV của máy biến áp 24kV để đạt margin bảo vệ ít nhất 15%.
Ứng dụng van 35kV trong lưới 35kV và MBA 35kV
Van HE42 hoặc Cooper 42kV được dùng để bảo vệ lưới 35kV có trung tính cách đất hoặc lưới dùng cuộn dập hồ quang, bảo vệ máy biến áp 35kV, đường dây trung thế đi qua vùng ngoại thành và truyền tải nội bộ nhà máy. Ví dụ tính toán: điện áp vận hành lớn nhất Us = 38,5kV, điện áp pha-đất lớn nhất 22,23kV, TOV 1,9 pu kéo dài 2 giờ, từ đó kỹ sư chọn Uc = 33,6kV, Ur = 42kV, Up tham khảo khoảng 108,1kV. Với BIL thiết bị 170kV, margin bảo vệ đạt khoảng 1,57 lần, đủ an toàn cho cách điện không tự phục hồi. Đây chính là lý do lưới 35kV phải dùng van Ur 42kV thay vì van Ur 35kV.
Ứng dụng van trong khu công nghiệp, nhà máy và dự án năng lượng
Các khu công nghiệp vận hành lưới 22kV/24kV cần van 24kV cho trạm phân phối, tủ RMU, FCO trên cột và đầu nối cáp trung thế đến máy biến áp phụ tải. Dự án năng lượng có đường dây nội bộ 35kV kết nối giữa nhà máy điện gió, điện mặt trời với trạm nguồn cần van 35kV để bảo vệ máy biến áp nâng áp 35kV và đường dây trên không. Vị trí lắp đặt cũng tác động đến lựa chọn: van lắp trên cột ngoài trời cần chiều dài đường rò đủ dài và vỏ polymer chịu ô nhiễm, trong khi van lắp trong trạm kiosk hoặc RMU cần kích thước nhỏ gọn và khoảng cách pha-đất phù hợp với thiết kế tủ.
Tiêu chí kỹ thuật và tiêu chuẩn khi lựa chọn van chống sét
Quy trình chọn van chống sét đúng chuẩn phải dựa trên IEC 60099-4, IEC 60071-2 và tiêu chuẩn cơ sở TCCS 13 của EVN. Các tiêu chí cốt lõi bao gồm MCOV/Uc, Ur, TOV, margin bảo vệ, năng lượng Qrs/Qth và chế độ hư hỏng an toàn. Kỹ sư cần áp dụng đầy đủ các tiêu chí này thay vì chỉ dựa vào điện áp danh định lưới để tránh sai sót trong thiết kế và mua sắm.
Tiêu chí MCOV/Uc, TOV và chế độ trung tính
Bước đầu tiên là xác định Uc: Uc phải lớn hơn hoặc bằng điện áp pha-đất vận hành lớn nhất của lưới, thường lấy Us/√3 nhân 1,05. Tiếp theo, kỹ sư kiểm tra sự kiện TOV: lưới 22kV nối đất trực tiếp có hệ số chạm đất nhỏ, sự kiện TOV ngắn và không nghiêm trọng, nên van 24kV với MCOV khoảng 19,5kV là phù hợp. Lưới 35kV trung tính cách đất có hệ số TOV lên tới 1,9 pu kéo dài 2 giờ, buộc kỹ sư phải chọn van có Uc ít nhất 33,6kV và Ur 42kV, dù điện áp danh định lưới là 35kV.
Tiêu chí margin bảo vệ, BIL và phối hợp cách điện
Kỹ sư cần xác định mức cách điện xung sét (BIL/LIWV) của thiết bị được bảo vệ theo IEC 76 và IEC 60071-2: thiết bị cấp 24kV có BIL 125kV, thiết bị cấp 36kV có BIL 170kV. Sau đó so sánh Up của van với BIL thiết bị để tính margin bảo vệ. Khuyến nghị margin tối thiểu 15% cho cách điện không tự phục hồi như máy biến áp và cáp. Nếu dùng van sai cấp, ví dụ van 24kV cho lưới 35kV, Up của van sẽ không đủ thấp so với BIL 170kV, làm margin giảm mạnh và tăng rủi ro phóng điện nội bộ máy biến áp.
Tiêu chí năng lượng Qrs/Qth và chế độ hư hỏng
Năng lượng mà van phải hấp thụ trong điều kiện vận hành được đặc trưng bởi 2 thông số: Qrs (khả năng truyền nạp lặp lại) và Qth (khả năng truyền nhiệt). Ví dụ van LA Tuấn Ân công bố Qrs ≥ 0,4C và Qth ≥ 1,1C, đây là các giá trị cần đối chiếu với yêu cầu năng lượng thực tế của lưới 24kV hoặc 35kV tại vị trí lắp đặt. Ngoài ra, chế độ hư hỏng của van rất quan trọng: khi quá tải, van phải tự ngắt khỏi hệ thống mà không gây ngắn mạch ổn định. Dòng ngắn mạch mà van chịu được (Is) cần lớn hơn hoặc bằng dòng ngắn mạch của lưới tại điểm lắp đặt.
Khi nào dùng van 24kV, khi nào dùng van 35kV
Quyết định dùng van 24kV hay 35kV phụ thuộc vào 3 yếu tố chính: điện áp danh định lưới Us, cấu hình trung tính và BIL của thiết bị được bảo vệ. Phần này tổng hợp các kịch bản cụ thể giúp kỹ sư áp dụng ngay vào dự án, đồng thời cảnh báo rủi ro nếu chọn sai.
Các tình huống điển hình dùng van 24kV
Van 24kV phù hợp với lưới 22kV trung tính nối đất trực tiếp, trạm phân phối 24kV trong khu công nghiệp, tủ RMU 24kV ABB, cáp trung thế 22kV-24kV và máy biến áp 22kV-24kV có BIL 125kV. Với các ứng dụng này, van có MCOV khoảng 19,5kV và In 10kA là lựa chọn tối ưu. Kỹ sư không nên chọn van cấp cao hơn (ví dụ 35kV) chỉ để “chắc chắn hơn”, vì điều đó làm tăng Up, giảm margin bảo vệ so với BIL 125kV của thiết bị, đồng thời tăng chi phí và kích thước lắp đặt mà không mang lại lợi ích thực sự.
Các tình huống bắt buộc dùng van 35kV
Lưới 35kV trung tính cách đất, lưới 35kV dùng cuộn dập hồ quang, đường dây 35kV qua vùng mật độ sét cao và máy biến áp 35kV-36kV có BIL 170kV đều bắt buộc dùng van Ur 42kV với Uc khoảng 33,6kV. Nếu kỹ sư cố tình dùng van 24kV cho lưới 35kV, MCOV 19,5kV của van sẽ thấp hơn nhiều so với điện áp pha-đất vận hành lớn nhất 22,23kV của lưới 35kV. Van sẽ liên tục chịu quá tải nhiệt ngay cả ở trạng thái bình thường, và khi có chạm đất kéo dài, van hỏng nhanh, có thể gây đánh thủng hoặc nổ, kéo theo sự cố mất điện toàn trạm.
Cảnh báo rủi ro khi chọn sai cấp điện áp van
Chọn van Ur thấp hơn yêu cầu TOV khiến van bị quá nhiệt và hư hỏng khi lưới có sự cố chạm đất kéo dài, dẫn đến ngắn mạch và mất điện. Ngược lại, chọn van Ur quá cao so với Us của lưới làm tăng Up, giảm margin bảo vệ, khiến cách điện máy biến áp và cáp có thể bị phóng điện trước khi van kịp dẫn dòng xung xuống đất. Về mặt quy phạm, không tuân thủ tiêu chuẩn IEC 60099-4, TCCS 13 hoặc yêu cầu EVN có thể dẫn đến từ chối nghiệm thu công trình, buộc phải thay thiết bị, làm tăng chi phí và kéo dài tiến độ dự án.
Các yếu tố môi trường, vị trí lắp đặt và yêu cầu EVN
Ngoài thông số điện áp, kỹ sư còn phải xét đến mức ô nhiễm môi trường, chiều dài đường rò, vị trí lắp đặt và quy định cụ thể của EVN. Những yếu tố này ảnh hưởng đến lựa chọn van nhưng không được phép thay thế tiêu chí MCOV, TOV và BIL.
Ảnh hưởng của môi trường và chiều dài đường rò
Tiêu chuẩn IEC 60071-2 quy định chiều dài đường rò tối thiểu theo mức ô nhiễm môi trường. Chiều dài đường rò của van tăng dần theo cấp điện áp: van 35kV có đường rò dài hơn van 24kV, ví dụ từ khoảng 440mm lên tới 1477mm tùy dòng sản phẩm. Trong trường hợp lưới 24kV đặt ở môi trường ô nhiễm nặng như gần biển hoặc khu công nghiệp hóa chất, kỹ sư có thể cần van có đường rò dài hơn mức tiêu chuẩn để đảm bảo cách điện bề mặt. Tuy nhiên không được vì lý do môi trường mà chọn van 35kV cho lưới 24kV nếu Ur và MCOV không tương thích với TOV và Us của hệ thống đó.
Vị trí lắp đặt và mối liên hệ với cấp van
Vị trí lắp đặt điển hình gồm 3 trường hợp. Lắp trên cột đường dây trung áp ưu tiên vỏ polymer, đường rò dài, chịu gió và rung động. Lắp trong trạm kiosk hoặc RMU ưu tiên kích thước nhỏ gọn và khoảng cách pha-đất hạn chế theo thiết kế tủ. Lắp tại đầu cực máy biến áp trong nhà cần khoảng cách lắp đặt theo yêu cầu tiêu chuẩn. Van 35kV thường gặp trên đường dây 35kV ngoài trời, trong khi van 24kV phổ biến hơn trong trạm phân phối 22kV/24kV. Vị trí lắp đặt không phải tiêu chí duy nhất để chọn cấp van; kỹ sư vẫn phải kết hợp với Us, MCOV, TOV và BIL để ra quyết định chính xác.
Yêu cầu EVN và tác động tới lựa chọn Ur/Uc
EVN yêu cầu bảo vệ chạm đất trên lưới trung tính cách đất trong khu dân cư bằng máy cắt cắt nhanh trong khoảng 3 giây, khiến thời gian sự kiện TOV ngắn hơn so với mức 2 giờ theo tiêu chuẩn IEC truyền thống. Điều này về lý thuyết có thể ảnh hưởng đến việc chọn Ur/Uc cho van trên lưới 35kV trong một số khu vực. Tuy nhiên, thời gian TOV ngắn hơn không có nghĩa là kỹ sư được phép hạ Ur/Uc xuống mức 24kV cho lưới 35kV. Bất kỳ sự điều chỉnh nào cũng phải căn cứ trên phân tích TOV cụ thể của hệ thống đó, không được suy diễn đơn giản từ quy định vận hành.
Kinh nghiệm lựa chọn van chống sét từ góc nhìn kỹ sư
Nhiều sự cố thực tế xuất phát từ những lỗi đơn giản trong quá trình chọn van: nhầm điện áp thiết bị với điện áp lưới, bỏ qua TOV hoặc không kiểm tra margin bảo vệ. Kỹ sư thiết kế, cán bộ mua sắm và vận hành đều cần nắm rõ những lỗi này để tránh thiệt hại tốn kém.
Nhầm lẫn giữa điện áp thiết bị và điện áp lưới
Lỗi điển hình nhất: kỹ sư nhìn vào lưới 35kV và ghi vào hồ sơ “van chống sét 35kV”, trong khi theo tiêu chuẩn phải dùng van Ur 42kV vì yêu cầu MCOV và TOV của lưới 35kV trung tính cách đất. Tương tự, lưới 22kV trong nhiều trường hợp chỉ cần van Ur 18kV, không phải 22kV. Cách kiểm tra nhanh là tính MCOV cần thiết từ điện áp pha-đất lớn nhất, kiểm tra TOV theo cấu hình trung tính, rồi đối chiếu với bảng Ur/Uc của catalogue để chọn mã van đúng trước khi ký hợp đồng mua sắm.
Xem nhẹ TOV và chế độ trung tính
Một số thiết kế chỉ xét điện áp danh định lưới mà không mô phỏng sự kiện chạm đất 1 pha, mất trung tính hoặc quá điện áp thao tác. Hậu quả là van được chọn có Uc thấp hơn TOV thực tế, van liên tục chịu quá nhiệt, cách điện suy giảm dần và hư hỏng sau vài năm vận hành. Quy trình tối thiểu mà mỗi kỹ sư cần thực hiện: hỏi rõ chế độ trung tính, hệ số chạm đất và thời gian cho phép vận hành khi có chạm đất. Nếu thiếu thông tin cụ thể, giả định tình huống xấu nhất theo tiêu chuẩn IEC 60099-4 và IEC 60071-2 để chọn Ur/Uc an toàn.
Bỏ qua phối hợp cách điện với MBA, cáp
Chọn van chỉ dựa vào điện áp lưới mà không kiểm tra BIL của máy biến áp và cáp trung thế khiến margin bảo vệ thấp hơn mức khuyến nghị 1,4-1,5 lần, làm cách điện thiết bị phải chịu phần lớn áp lực xung sét. Ví dụ: van HE42 bảo vệ máy biến áp 35kV với BIL 170kV; nếu kỹ sư nhầm dùng van 24kV, Up của van sẽ không đủ thấp, cách điện máy biến áp có nguy cơ phóng điện trước van mỗi khi có sét mạnh. Điều này đặc biệt nguy hiểm trong các lưới có mật độ sét cao như miền Trung và Tây Nguyên.
Phối hợp van chống sét với các thiết bị trung thế
So sánh van chống sét 24kV với 35kV không thể tách rời bức tranh tổng thể thiết bị trung thế. Van chống sét phối hợp chặt chẽ với RMU, máy cắt trung thế, FCO, sứ cách điện và cáp trung thế để tạo thành hệ thống bảo vệ toàn diện cho lưới 22kV, 24kV và 35kV.
Phối hợp van 24kV, 35kV với RMU và máy cắt trung thế
Van chống sét được lắp vào tủ RMU 24kV ABB tại ngăn đường dây hoặc ngăn máy biến áp, và lắp gần máy cắt trung thế để hạn chế quá điện áp thao tác khi đóng cắt tải. Cấp van phải tương thích với Us của lưới nối vào RMU hoặc máy cắt đó. Nếu dùng van 35kV cho tủ RMU 24kV, dù về mặt cơ khí có thể lắp được, Up của van sẽ cao hơn cần thiết, giảm hiệu quả bảo vệ và thu hẹp margin so với BIL 125kV của thiết bị 24kV, dẫn đến rủi ro phóng điện trong máy biến áp và cáp nội bộ.
Phối hợp van chống sét với FCO, sứ cách điện và cáp trung thế
Trên cột đường dây 22kV và 35kV, van chống sét thường được lắp kết hợp với FCO (cầu chì tự rơi), sứ treo và sứ đứng để tạo lớp bảo vệ nhiều tầng cho đường dây và máy biến áp cột. Van, FCO và sứ phải được phối hợp đồng bộ về cấp điện áp để chuỗi bảo vệ hoạt động đúng theo thiết kế. Nếu van không đúng cấp, không chỉ máy biến áp và van chịu rủi ro mà sứ, cáp và FCO liên quan cũng có thể bị quá áp hoặc dòng ngắn mạch vượt ngưỡng thiết kế, gây hư hỏng dây chuyền.
Kết luận
Van chống sét 24kV và 35kV được thiết kế cho các cấp điện áp khác nhau, vì vậy cần lựa chọn đúng theo điện áp danh định của hệ thống để đảm bảo khả năng bảo vệ thiết bị và vận hành an toàn. TOJI cung cấp van chống sét 3M và các giải pháp phụ kiện trung thế chính hãng, đồng thời hỗ trợ tư vấn lựa chọn sản phẩm phù hợp với từng dự án và tiêu chuẩn kỹ thuật thực tế.