Cuộn đóng cắt máy cắt 110kV SF6 – Cuộn Close/Trip Coil 220VDC cho máy cắt cao áp

Cuộn đóng cắt máy cắt 110kV SF6 là gì?

Cuộn đóng cắt máy cắt 110kV SF6 là bộ phận điện từ nằm trong cơ cấu truyền động của máy cắt cao áp, có nhiệm vụ biến tín hiệu điều khiển điện thành chuyển động cơ khí để thực hiện thao tác đóng hoặc cắt máy cắt.

Trong hệ thống điện 110kV, máy cắt SF6 đóng vai trò đặc biệt quan trọng trong việc đóng cắt dòng điện vận hành và cô lập sự cố. Vì vậy, các cuộn Closing Coil và Trip Coil phải có độ tin cậy rất cao và hoạt động chính xác khi nhận lệnh từ hệ thống điều khiển, bảo vệ hoặc SCADA.

Thông số của cuộn đóng cắt máy cắt SF6 110kV

Khi lựa chọn cuộn đóng cắt máy cắt 110kV SF6, không nên chỉ căn cứ vào điện áp cuộn dây. Cần đối chiếu đầy đủ với thiết bị đang sử dụng.

Trên cuộn coil trong hình có thể quan sát được các nội dung:

220V DC

và các mục kiểm tra:

RESISTANCE – OK
H.V – OK
PICK-UP – OK
TESTED OK

Điều này cho thấy nhà sản xuất đã thực hiện các bước kiểm tra liên quan đến điện trở cuộn dây, khả năng chịu điện áp và đặc tính tác động trước khi xuất xưởng.

Cấu tạo của cuộn đóng cắt máy cắt 110kV

Một Close/Trip Coil máy cắt SF6 thường bao gồm:

Cuộn dây điện từ: tạo từ trường khi được cấp nguồn DC.

Lõi từ: chuyển động dưới tác dụng của từ trường.

Ty tác động: truyền lực từ lõi từ đến cơ cấu khóa của máy cắt.

Vỏ coil: bảo vệ cuộn dây và hệ thống điện từ.

Dây nguồn và connector: kết nối coil với mạch điều khiển.

Cơ cấu lắp đặt: đảm bảo coil được cố định đúng vị trí và đúng hành trình tác động.

Mặc dù cấu tạo tương đối đơn giản, sai lệch nhỏ về hành trình ty, kích thước cơ khí hoặc lực hút cũng có thể khiến máy cắt không đóng hoặc không cắt được.

Nguyên lý hoạt động của Close/Trip Coil 220VDC

Khi cấp 220VDC vào cuộn dây, dòng điện chạy qua coil tạo ra từ trường.

Từ trường sinh ra lực hút điện từ kéo lõi thép chuyển động. Chuyển động này được truyền qua ty tác động đến chốt khóa của cơ cấu truyền động.

Đối với Closing Coil, chốt đóng được giải phóng.

Đối với Trip Coil, chốt cắt được giải phóng.

Coil thường chỉ được cấp điện trong khoảng thời gian rất ngắn. Vì vậy, không được để điện áp điều khiển duy trì trên coil quá lâu nếu thiết kế không cho phép, bởi cuộn dây có thể bị quá nhiệt và cháy.

Vai trò của cuộn Trip Coil trong hệ thống bảo vệ 110kV

Trip Coil là một mắt xích quan trọng trong toàn bộ chuỗi bảo vệ:

CT/VT → Relay bảo vệ → Mạch Trip → Trip Coil → Cơ cấu máy cắt → Cắt dòng sự cố.

Relay bảo vệ dù phát hiện sự cố chính xác nhưng nếu cuộn cắt bị hỏng, máy cắt vẫn có thể không mở được.

Do đó tại các trạm 110kV, việc giám sát:

• nguồn DC,
• mạch Trip,
• Trip Coil,
• tiếp điểm phụ,
• relay trung gian,
• dây điều khiển

là rất quan trọng.

Nhiều hệ thống sử dụng chức năng Trip Circuit Supervision – TCS để liên tục giám sát tình trạng mạch cắt.

Các nguyên nhân thường gây hỏng cuộn đóng/cắt máy cắt 110kV

Cháy cuộn dây

Nguyên nhân có thể do coil bị cấp điện quá lâu, mạch điều khiển không ngắt hoặc cơ cấu cơ khí bị kẹt.

Đứt cuộn dây

Khi đo điện trở thấy mạch hở hoặc điện trở bất thường, coil có thể đã bị đứt.

Điện áp điều khiển thấp

Điện áp DC không đủ có thể khiến coil hút yếu và không giải phóng được cơ cấu.

Ty tác động bị kẹt

Lõi từ hoặc ty cơ khí bị bẩn, oxy hóa hoặc biến dạng có thể làm coil không hoạt động dù cuộn dây vẫn tốt.

Giắc kết nối tiếp xúc kém

Connector lỏng hoặc oxy hóa làm tăng điện trở tiếp xúc và giảm điện áp thực tế tại coil.

Cơ cấu truyền động bị kẹt

Trong trường hợp này, coil vẫn có thể hoạt động bình thường nhưng không đủ khả năng giải phóng cơ cấu đóng/cắt.

Khi nào nên thay cuộn đóng/cắt máy cắt SF6?

Nên xem xét thay coil khi xuất hiện một hoặc nhiều hiện tượng:

• máy cắt không nhận lệnh CLOSE;
• máy cắt không TRIP;
• coil phát nhiệt bất thường;
• điện trở coil thay đổi lớn;
• cuộn dây bị hở hoặc chạm;
• cách điện suy giảm;
• ty hút hoạt động không ổn định;
• thời gian đóng/cắt kéo dài bất thường;
• coil có dấu hiệu cháy;
• connector bị hỏng không thể phục hồi;
• thiết bị không đạt yêu cầu kiểm tra định kỳ.

Đối với máy cắt đang vận hành ở vị trí quan trọng, nên cân nhắc có sẵn Closing Coil và Trip Coil dự phòng phù hợp với đúng model thiết bị.

Phân biệt Closing Coil và Trip Coil

Một số thiết kế sử dụng:

CC – Closing Coil
TC1 – Trip Coil 1
TC2 – Trip Coil 2

Hai Trip Coil độc lập giúp nâng cao khả năng dự phòng cho hệ thống bảo vệ máy cắt.

Mua cuộn đóng cắt máy cắt 110kV SF6 cần cung cấp thông tin gì?

Để xác định chính xác phụ tùng thay thế, khách hàng nên gửi:

Model máy cắt + hãng sản xuất + Part Number + điện áp coil + hình ảnh coil cũ.

Nếu không còn Part Number, cần bổ sung:

• kích thước coil;
• kích thước và hành trình ty;
• kiểu connector;
• số lượng dây;
• chiều dài dây;
• hình ảnh vị trí lắp trên máy cắt.

Việc đối chiếu chính xác giúp tránh tình trạng coil có cùng điện áp nhưng không thể lắp vào cơ cấu máy cắt.

Thông số tham khảo sản phẩm trong hình

Tên thiết bị: Cuộn đóng/cắt máy cắt cao áp
Ứng dụng: Máy cắt SF6
Cấp điện áp hệ thống: 110kV – tùy model máy cắt
Điện áp cuộn dây trên sản phẩm minh họa: 220VDC
Kiểm tra: Resistance / H.V / Pick-up
Tình trạng trên nhãn: Tested OK
Loại: Closing Coil hoặc Trip Coil cần xác nhận theo Part Number và vị trí lắp thực tế.

Câu hỏi thường gặp về cuộn đóng cắt máy cắt 110kV SF6

Cuộn Trip Coil 220VDC có dùng chung cho mọi máy cắt 110kV không?

Không. Điện áp 220VDC chỉ là một trong các thông số. Coil phải tương thích với model máy cắt, cơ cấu truyền động, kích thước, connector, lực hút và hành trình tác động.

Máy cắt không đóng có chắc chắn do Closing Coil hỏng không?

Không. Ngoài coil còn phải kiểm tra nguồn DC, interlock, relay, mạch chống đóng lặp, tiếp điểm phụ, motor lên cót và cơ cấu truyền động.

Máy cắt không Trip cần kiểm tra gì?

Cần kiểm tra từ relay bảo vệ, nguồn DC, fuse/MCB, wiring, Trip Circuit Supervision, relay trung gian, Trip Coil cho đến cơ cấu cơ khí của máy cắt.

Có thể quấn lại Trip Coil bị cháy không?

Về kỹ thuật có thể có đơn vị thực hiện, nhưng đối với máy cắt 110kV, độ tin cậy của mạch Trip có ảnh hưởng trực tiếp đến hệ thống bảo vệ. Phương án thay thế bằng coil đúng thông số và đạt yêu cầu của nhà sản xuất thường được ưu tiên.