Bài giảng Chương 2 Các thiết bị chính trong nhà máy điện và trạm biến áp - Phần 3 Các khí cụ điện & các phần dẫn điện

11/14/2012 1 CAÙC KHÍ CUÏ ÑIEÄN & CAÙC PHAÀN DAÃN ÑIEÄN CHƯƠNG II PHẦN III I. KHÁI NIỆM Khí cụ điện Ñeå vaän haønh ñöôïc trong NMĐ vaø TBA, ngoaøi caùc thieát bò chính nhö maùy phaùt, maùy bieán aùp coøn caàn phaûi coù caùc khí cuï ñieän vaø caùc phaàn daãn ñieän KCĐ đóng cắt mạch KCĐ đo lường KCĐ hạn chế dòng NM Phần dẫn điện Dây dẫn mềm Thanh dẫn cứng Cáp II. MÁY CẮT ĐIỆN CAO ÁP
Nhieäm vuï vaø coâng duïng : Maùy caét ñieän laø khí cuï ñieän duøng ñeå ñoùng caét moät phaàn töû cuûa heä thoáng ñieän nhö maùy phaùt, maùy bieán aùp, ñöôøng daây v..v..trong luùc laøm vieäc bình thöôøng cuõng nhö khi coù söï coá (ngaén maïch).
Kyù hieäu : MC
Yêu cầu của máy cắt: thời gian cắt ngắn, khi đóng cắt không gây cháy nổ, trọng lượng phải gọn nhẹ, kết cấu đơn giản Maùy caét daàu II. MÁY CẮT ĐIỆN CAO ÁP 11/14/2012 2 Máy cắt nhiều dầu • Dầu làm nhiệm vụ dập tắt hồ quang và đồng thời làm nhiệm vụ cách điện • Loại này đơn giản trong chế tạo, sử dụng, sửa chữa, giá thành thấp nhưng kích thước lớn, có khả năng gây nổ, cháy, khả năng cắt hạn chế. • It được sử dụng. Máy cắt ít dầu • Dầu chỉ đủ để làm nhiệm vụ dập tắt hồ quang còn cách điện sử dụng chất rắn • Loại này có kích thước gọn hơn, nhưng cũng tồn tại khuyết điểm như máy cắt nhiều dầu • Chỉ sử dụng với điện áp từ 15 kV trở lại. Máy cắt không khí • Dùng không khí nén để dập tắt hồ quang • Loại này kích thước nhỏ, khả năng dập tắt hồ quang tương đối tốt, an toàn về nổ, cháy, giá thành không cao lắm • Cần hệ thống nén khí phức tạp đắt tiền. II. MÁY CẮT ĐIỆN CAO ÁP
Dùng khí êlêga (SF6), có khuyết điểm so với không khí là nó không có trong thiên nhiên nhưng khả năng dập tắt hồ quang tốt hơn không khí nén.
Tuy nhiên khí SF6 cũng có khuyết điểm so với không khí nén là khí thải sau khi cắt dòng điện là khí độc với người, có khả năng cháy và nổ. Do đó trong công nghệ chế tạo yêu cầu không được thải ra ngoài trời.  Máy cắt SF6 II. MÁY CẮT ĐIỆN CAO ÁP
Để khắc phục máy cắt khí SF6 hiện nay được chế tạo có thiết bị thu hồi xử lí và sử dụng lại khí thải sau khi làm nhiệm vụ dập tắt hồ quang.
Máy cắt khí SF6 còn có ưu điểm là số lần đóng cắt dòng ngắn mạch rất lớn không phải ngừng cung cấp điện để sữa chữa, độ tin cậy cao do đó xu thế hiện nay hầu như chỉ sử dụng loại này đối với điện áp từ 22 kV trở lên.  Máy cắt SF6 II. MÁY CẮT ĐIỆN CAO ÁP Maùy caét SF6 II. MÁY CẮT ĐIỆN CAO ÁP 11/14/2012 3 Máy cắt tự sinh khí •Buồng dập tắt hồ quang làm bằng vật liệu rắn tự sinh khí dưới tác dụng nhiệt độ cao để dâp tắt hồ quang khi cắt mạch điện, cách điện cũng dùng vật liệu rắn. •Hiện nay chỉ chế tạo với Uđm đến 15 kV Máy cắt điện chân không • Các đầu tiếp xúc để đóng cắt đặt trong buồng chân không • Ưu điểm nổi bật là kích thước nhỏ, chế tạo phức tạp yêu cầu kỹ thuật cao, giá cao • Hiện nay trong thời gian thử nghiệm và chế tạo với Uđm đến 22 kV Máy cắt phụ tải • Chỉ có khả năng đóng cắt dòng điện bình thường, không có nhiệm vụ đóng cắt dòng ngắn mạch • Buồng dập tắt hồ quang đơn giản hơn, kích thước nhỏ hơn, giá thành cũng bé hơn so với máy cắt điện II. MÁY CẮT ĐIỆN CAO ÁP Maùy caét 365 kV II. MÁY CẮT ĐIỆN CAO ÁP Maùy caét 220 kV II. MÁY CẮT ĐIỆN CAO ÁP
Nhiệm vụ và công dụng : tạo khoảng cách trông thấy được để đảm bảo an toàn khi sửa chữa thiết bị. Trong khả năng DCL cũng có thể đóng cắt mạch điện trong một số trường hợp, đóng cắt khi không có dòng hoặc dòng nhỏ, điện áp không cao lắm, sau khi máy cắt đã cắt mạch điện
Kyù hieäu :
DCL coù caáu taïo ñôn giaûn khoâng coù buoàng daäp hoà quang, chuû yeáu truyeàn ñoäng baèng tay MC DCL DCL III. DAO CÁCH LY 11/14/2012 4 Dao caùch ly III. DAO CÁCH LY DCL 500 kV ôû traïm Phuù Laâm III. DAO CÁCH LY Môû DCL 345 kV III. DAO CÁCH LY Môû DCL 500 kV III. DAO CÁCH LY 11/14/2012 5 CẦU CHÌ CAO THẾ
Nhiệm vụ và công dụng :  Cầu chì dùng để bảo vệ mạch điện khi quá dòng. Bộ phận chính của nó là dây chảy và giá đỡ, cũng có loại có buồng dập hồ quang.  CC khác MC ở chỗ MC có thể điều khiển được trị số dòng cắt, thời gian cắt do chỉnh định của bảo vệ rơle, còn CC sẽ tự động cắt theo đường đặc tính cắt của dây chảy
Kyù hieäu : CC c. Cầu chì cao thế
Cầu chì có nhiều loại phụ thuộc vào cấu tạo và công dụng. Hiện nay chỉ chế tạo đến 35 kV, chủ yếu sử dụng trong mạng điện hình tia có dòng làm việc không lớn lắm và cho các máy biến điện áp (BU).
Cầu chì tự rơi ( FCO ) thực chất là cầu chì nhưng có cấu tạo đặc biệt, khi cắt sẽ cắt luôn dao cách ly ( trên phần động của dao cách ly gắn cầu chì ). Caàu chì cao theá FCO 36 kV 11/14/2012 6 Caàu chì cao theá Khi dòng điện ngắn mạch lớn, ta không chọn được thiết bị phù hợp hoặc phải chọn MC, DCL và các phần dẫn điện rất lớn (trong khi dòng điện làm việc bình thường nhỏ) làm tăng vốn đầu tư không cần thiết. Trò soá doøng ngaén maïch ñöôïc xaùc ñònh gaàn ñuùng theo bieåu thöùc : Trong ñoù E laø điện aùp nguoàn, khoâng theå thay ñoåi XΣ laø toång trôû ñeán ñieåm ngaén maïch IV. KHÁNG ĐIỆN
Kháng điện là một cuộn dây điện cảm gồm w vòng, không có lõi. Chế tạo không có lõi vì yêu cầu hạn chế dòng ngắn mạch. Kháng điện dùng để hạn chế dòng điện ngắn mạch Hạn chế dòng điện khởi động Tác dụng nâng cao điện áp dư trên thanh góp khi ngắn mạch IV. KHÁNG ĐIỆN Phân loại Theo vị trí đặt Kháng phân đoạn (K1, K2 ) Kháng đường dây (KI , KII , KIII ) Kháng đơn (KI, KIII ) Kháng kép (KII ) IV. KHÁNG ĐIỆN 11/14/2012 7 Theo cấu tạo Kháng điện bê tông (sử dụng rộng rãi) Kháng điện dầu - Kháng điện bê tông chủ yếu sử dụng với điện áp ≤ 35KV. - Kháng điện bê tông tuy chế tạo đơn giản, có độ bền cơ và bền điện cao nhưng kích thước và trọng lượng lớn nên giá thành cao. Khi cấp điện áp ≥ 35 KV sử dụng kháng điện dầu khác với kháng điện bê tông làm mát bằng không khí kháng điện dầu làm mát bằng dầu. IV. KHÁNG ĐIỆN BU kieåu tuï 500 kV V. KHÍ CỤ ĐIỆN ĐO LƯỜNG 1. Máy biến điện áp (BU) 1. Máy biến điện áp (BU)
Nhiệm vụ và công dụng : biến đổi điện áp cao U1 về điện áp thấp U2 tương ứng với thiết bị đo lường, tự động ...
Kyù hieäu : S S MBA BU Đoàng hoà ño löôøng
Ưu điểm : + An toàn cho người và cho thiết bị. + Tiêu chuẩn hóa được việc chế tạo thiết bị đo lường và tự động. V. KHÍ CỤ ĐIỆN ĐO LƯỜNG  Cấp chính xác của BU là sai số điện áp lớn nhất của BU khi BU làm việc trong điều kiện tần số f = 50 Hz.  Các máy biến điện áp được chế tạo với 4 cấp chính xác như sau: 0,2 ; 0,5 ; 1 ; 3 và 10.
Độ chính xác :
Điện áp U2 : Thường là 100 V (với BU ba pha) hoặc 100/ V (với BU một pha) V. KHÍ CỤ ĐIỆN ĐO LƯỜNG 11/14/2012 8
BU cấp chính xác 0.2 dùng cho các đồng hồ mẫu hoặc dùng trong phòng thí nghiệm
BU cấp chính xác 0.5 dùng cho các công tơ.
Cấp 1.0 và 3.0 dùng cho dụng cụ để bảng.
Đối với các thiết bị bảo vệ rơle và tự động hóa ta có thể dùng cấp chính xác 0.5 hoặc 1.0 hoặc 3.0 tùy theo yêu cầu của từng loại bảo vệ.
Độ chính xác : V. KHÍ CỤ ĐIỆN ĐO LƯỜNG
Độ chính xác : Tên cấp chính xác Sai số điện áp cực đại(%) Sai số góc cực đại (phút) 0.2 ±0.2 ±10 0.5 ±0.5 ±20 1 ±1.0 ±4.0 3 ±3 Không quy định V. KHÍ CỤ ĐIỆN ĐO LƯỜNG Sô ñoà nguyeân lyù noái phuï taûi cuûa BU Nối kiểu V / V Nối kiểu Y0 / Y0 Nối kiểu Y0 / Y0 / V. KHÍ CỤ ĐIỆN ĐO LƯỜNG Cuoän thöù caáp phaûi noái ñaát ñeå ñaûm baûo an toaøn cho ngöôøi vaø thieát bò ñeà phoøng khi ñieän aùp cao xaâm nhaäp sang cuoän thöù caáp. Khoâng ñöôïc noái taét ngoõ ra (cuoän thöù caáp)cuûa BU Phuï taûi cuûa BU maéc song song: Phuï taûi cuûa BU laø toaøn boä caùc ñoàng hoà ño noái vaøo thanh goùp. Khoâng ñöôïc tuøy tieän maéc theâm duïng cuï vaøo maïch thöù caáp cuûa BU. Laøm sai soá taêng leân. MỘT SỐ ĐẶC ĐIỂM V. KHÍ CỤ ĐIỆN ĐO LƯỜNG 11/14/2012 9 2. Maùy bieán doøng ñieän (BI)
Nhiệm vụ và công dụng: Máy biến dòng là một máy biến áp đo lường dùng để biến đổi một dòng điện lớn thành một dòng điện thích hợp (5 A, 1 A, 10 A) để cung cấp cho thiết bị đo lường, rơle và tự động hóa.
Ký hiệu :
Ưu điểm : + An toàn cho người và cho thiết bị. + Tiêu chuẩn hóa được việc chế tạo thiết bị đo lường và tự động. S S MBA BI Đoàng hoà ño löôøng V. KHÍ CỤ ĐIỆN ĐO LƯỜNG
Cấp chính xác của BI là sai số lớn nhất về dòng điện khi nó làm việc trong các điều kiện (f, phụ tải thứ cấp)
Căn cứ vào trị số của sai số về trị số và sai số góc chia thành các cấp chính xác 0,2 ; 0,5 ; 1 ; 3 và 10  Cấp chính xác 0,2 dùng cho các dụng cụ đo lường mẫu  Cấp chính xác 0,5 dùng cho công tơ điện  Cấp chính xác 1 dùng cho các dụng cụ đo lường lắp bảng  Cấp 3 và 10 dùng cho các bộ truyền động cho máy cắt Ñoä chính xaùc : V. KHÍ CỤ ĐIỆN ĐO LƯỜNG Sô ñoà nguyeân lyù noái phuï taûi cuûa BI Nối trên 1 pha Nối kiểu Y khuyết Nối hình Y hoàn toàn W V. KHÍ CỤ ĐIỆN ĐO LƯỜNG MỘT SỐ ĐẶC ĐIỂM
Nguyên lý làm việc của BI cũng giống như MBA điện lực.
Phụ tải của BI mắc nối tiếp. Phụ tải của BI là tổng trở của tất cả các dụng cụ và dây dẫn nối vào mạch thứ cấp của nó (các đồng hồ đo).
Cuộn thứ cấp phải nối đất để đảm bảo an toàn cho người và thiết bị đề phòng khi điện áp cao xâm nhập sang cuộn thứ cấp.
Phụ tải thứ cấp rất nhỏ do đó có thể coi BI làm việc trong tình trạng ngắn mạch.
Lưu ý: trong trường hợp không tải phải nối tắt để tránh quá điện áp cho BI. V. KHÍ CỤ ĐIỆN ĐO LƯỜNG 11/14/2012 10 BI 110 kV V. KHÍ CỤ ĐIỆN ĐO LƯỜNG BI 220 kV ôû traïm Phuù Laâm V. KHÍ CỤ ĐIỆN ĐO LƯỜNG BI 500 kV ôû traïm Phuù Laâm V. KHÍ CỤ ĐIỆN ĐO LƯỜNG BI 220 kV ôû traïm Phuù Laâm V. KHÍ CỤ ĐIỆN ĐO LƯỜNG 11/14/2012 11 BÀI TẬP Cho sơ đồ NMĐ-TBA như hình vẽ: Mỗi MF có công suất SF = 100MVA.
Phụ tải tổng kể cả tự dùng trên mỗi thanh góp UF là: SHmax = 30MVA và SHmin = 20MVA.
Phụ tải ở 110kV là STmax = 80MVA và STmin = 60MVA. Mỗi MBATN có công suất 160MVA (đã tính kqt = 1,4 để chọn MBA). Nhà máy phát toàn bộ công suất thừa về hệ thống. a. Tính công suất SHbt max , SHcbmax cho mỗi MBATN b. Tính công suất STbt max , STcb maxcho mỗi MBATN BÀI TẬP 1