Microsoft Word ĐỀ CƯƠNG ÔN TẬP PD NMD TBA Trung gửi docx 1 ĐỀ CƯƠNG ÔN TẬP MÔN HỌC PHẦN ĐIỆN TRONG NHÀ MÁY ĐIỆN VÀ TRẠM BIẾN ÁP CHƯƠNG 1 ĐỒ THỊ PHỤ TẢI VÀ CHẾ ĐỘ NỐI ĐẤT CỦA ĐIỂM TRUNG TÍNH 1 1 NHỮNG.
ĐỀ CƯƠNG ÔN TẬP MÔN HỌC PHẦN ĐIỆN TRONG NHÀ MÁY ĐIỆN VÀ TRẠM BIẾN ÁP CHƯƠNG 1: ĐỒ THỊ PHỤ TẢI VÀ CHẾ ĐỘ NỐI ĐẤT CỦA ĐIỂM TRUNG TÍNH 1.1 NHỮNG ĐẶC ĐIỂM CHÍNH CÁC LOẠI NMĐ A Nhà máy nhiệt điện: + Thời gian khởi động lâu + Hiệu suất thấp + Lượng điện tự dùng lớn + Vốn xây dựng nhỏ, thời gian xây dựng nhanh so với thủy điện + Gây ô nhiễm môi trường B Nhà máy thủy điện: + Thời gian xây dựng lâu nhất, chi phí xây dựng lớn + Phụ tải địa phương nhỏ + Giá thành điện thấp + Thời gian khởi động nhanh 1.2 ĐỒ THỊ PHỤ TẢI + Đồ thị phụ tải: Đường cong biểu diễn biến thiên công suất tiêu thụ phụ tải công suất phát nhà máy theo thời gian Trong trục tung biểu diễn đại lượng cơng suất, trục hồnh biểu diễn đại lượng thời gian + Các hệ số đặc trưng đồ thị phụ tải: a Cơng suất trung bình: Ptb = A T Trong đó: +A: Tổng điện tiêu thụ (Nếu phụ tải biến thiên liên tục tính theo cơng thức Ang trên, phụ tải không đổi theo khoảng thời gian A = P1.Dt1 + P2 Dt2 + ) + T: Tổng thời gian làm việc, T = Dt1 + Dt2 + b Hệ số điền kín phụ tải: a pt = P A = tb T Pmax Pmax Trong đó: + A: Tổn điện tiêu thụ + T: Tổng thời gian làm việc + Pmax: Công suất lớn phụ tải (Đây giá trị lớn P1, P2,…) + Ptb: Cơng suất trung bình phụ tải c Thời gian sử dụng công suất cực đại: Tmax = A = a pt T Pmax Bài tập ví dụ: + VD1: Cho bảng công suất phụ tải bảng Tính lượng điện tiêu thụ ngày đêm, cơng suất trung bình, hệ số điền kín, thời gian sử dụng cơng suất cực đại phụ tải? t(h) 0÷6 6÷18 18÷24 P(kW) 60 90 80 Giải: Ta có bảng cơng suất phụ tải theo khoảng thời gian sau: t(h) 12 P(kW) 60 90 80 Điện tiêu thụ: A = P1.Dt1 + P2 Dt2 + P3 Dt3 = 60.6 + 90.12 + 80.6 = 1920 (kWh) Tổng thời gian sử dụng: T = t1 + t2 + t3 = 6+12+6 = 24 (h) A 1920 Cơng suất trung bình: Ptb = = = 80 (kW) T 24 Công suất lớn nhất: Pmax = max (P1, P2, P3) = max (60,90,80) = 90 (kW) Hệ số điền kín phụ tải: a pt = Ptb 80 = = 0,89 Pmax 90 Thời gian sử dụng công suất cực đại: Tmax = A 1920 = = 21,3 (h) Pmax 90 1.3 CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC CỦA ĐIỂM TRUNG TÍNH TRONG HTĐ 1.3.1 Trong mạng điện pha đối xứng, làm việc bình thường (của loại mạng điện có trung tính cách điện với đất, trung tính nối đất trực tiếp, trung tính nối đất qua cuộn dập hồ quang) thì: + Biên độ điện áp pha nhau: UA = UB = UC lệch góc 1200 + Điện áp điểm trung tính U0 = điện áp cuộn dập hồ quang + Dịng điện dung pha lệch góc 1200 có biên độ + Dịng điện dung chạy xuống đất có giá trị + Dòng điện dung điện áp pha sinh vượt trước điện áp pha góc 900 1.3.2 Mạng điện có trung tính cách điện với đất có pha chạm đất trực tiếp: + Điện áp pha chạm đất = + Điện áp điểm trung tính U0 = Upha + Điện áp dây pha cịn lại khơng đổi + Điện áp pha pha không chạm đất tăng lần điện áp dây: Uphamới = Upha = Udây + Dịng điện điện dung pha khơng chạm đất tăng lên √3 lần so với dòng điện điện dung pha làm việc bình thường + Dòng điện điện dung chỗ chạm đất tăng lần so với dòng điện điện dung pha làm việc bình thường 1.3.3 Mạng điện có trung tính cách điện với đất có pha chạm đất không trực tiếp: + Điện áp pha chạm đất ≥ + Điện áp điểm trung tính U0 = 0÷Upha + Điện áp pha pha khơng chạm đất 1÷ lần điện áp dây: Uphamới =1÷ Upha + Dịng điện điện dung pha khơng chạm đất 0÷√3 lần so với dòng điện điện dung pha làm việc bình thường + Dịng điện điện dung chỗ chạm đất tăng √3÷3 lần so với dịng điện điện dung pha làm việc bình thường 1.3.4 Mạng điện có trung tính nối đất trực tiếp có pha chạm đất trực tiếp: + Điện áp pha chạm đất = + Điện áp điểm trung tính U0 = Upha + Điện áp dây pha cịn lại khơng đổi + Điện áp pha pha không chạm đất điện áp pha (không đổi): Uphamới =Upha 1.3.5 Mạng điện có trung tính nối đất qua cuộn dập hồ quang có pha chạm đất trực tiếp: + Giống mạng điện có trung tính cách điện với đất + Điện áp cuộn dập hồ quang = Upha 1.3.6 Các mạng điện tương ứng với cấp điện áp lý do: + Mạng điện có trung tính nối đất trực tiếp: 110kV, 220 kV, 500 kV (Lý do: Giảm chi phí đầu tư, thiết kế cách điện lưới điện theo điện áp pha), 0,4 kV (Lý do: An toàn cho phép phụ tải điện sử dụng điện áp dây điện áp pha), 22 kV (Lý do: An tồn) + Mạng điện có trung tính cách điện với đất: kV, 10 kV, 35kV CHƯƠNG 2: MÁY BIẾN ÁP 2.1 Khái quát chung: + Máy biến áp lực (MBA) thiết bị điện từ tĩnh, làm việc dựa nguyên lý cảm ứng điện từ, thực nhiệm vụ biến đổi điện từ cấp điện áp sang cấp điện áp khác cho phù hợp với yêu cầu truyền tải phân phối lượng điện Máy biến áp lực thường là: máy biến áp cuộn dây, máy biến áp cuộn dây, máy biến áp tự ngẫu 2.1.1 Phân loại máy biến áp: + Máy biến áp kiểu khô: Cách điện điện mơi rắn, làm mát khơng khí + Máy biến áp kiểu dầu: Cách điện môi trường làm mát chủ yếu dầu 2.2 Máy biến áp tự ngẫu: 2.2.1 Định nghĩa MBA tự ngẫu: + Gồm hai cuộn dây riêng biệt, phía cao áp trung áp chung cuộn dây đấu Y0, cuộn dây cịn lại cuộn hạ áp đấu hình Δ Trong máy biến áp tự ngẫu cuộn dây vừa liên hệ với từ trường vừa liên hệ với điện trường + Hệ số có lợi máy biến áp tự ngẫu: 𝛼 = !!đ# "!$đ# !!đ# + Cơng suất tính tốn MBA tự ngẫu: Stt = α.Sđm Kích thước cuộn dây lõi thép máy biến áp tự ngẫu chế tạo theo cơng suất tính tốn + Máy biến áp tự ngẫu ký hiệu AT 2.2.2 Các chế độ truyền tải công suất máy biến áp tự ngẫu 2.2.2.1 Xác định cuộn dây mang tải nặng nhất: + Máy biến áp tự ngẫu làm việc chế độ truyền tải cơng suất đồng thời từ phía hạ áp cao áp sang phía trung áp cuộn dây chung mang tải nặng nề + Máy biến áp tự ngẫu làm việc chế độ truyền tải cơng suất đồng thời từ phía hạ áp trung áp sang phía cao áp cuộn dây nối tiếp mang tải nặng nề + Máy biến áp tự ngẫu làm việc chế độ truyền tải cơng suất từ phía hạ áp lên hai phía trung áp cao áp cuộn dây hạ áp mang tải nặng nề 2.2.2.2 Cơng thức tính cơng suất cuộn dây: a Nếu hệ số công suất cos𝜑 phía cao phía trung thì: + Công suất cuộn chung chế độ truyền từ cao, hạ sang trung ngược lại: Sch = α.SC + SH + Công suất cuộn nối tiếp chế độ truyền từ trung, hạ lên cao ngược lại: Snt = α.(ST+SH) + Công suất cuộn hạ chế độ truyền từ hạ áp lên cao áp, trung áp ngược lại: SH=SC+ST Ví dụ: + Máy biến áp tự ngẫu có cơng suất định mức 300 MVA, điện áp định mức cấp 220/110/11 kV Công suất truyền tải từ cao áp trung áp có giá trị trung bình 60 MVA, cosφ=0,87 cơng suất tải từ hạ áp lên trung áp có giá trị trung bình 110 MVA, cosφ=0,87 Tính cơng suất cuộn dây chung MBA Giải: SC = 60 MVA, SH = 110 MVA, 𝛼 = !!đ# "!$đ# !!đ# = ##$"%%$ ##$ = 0,5 Sch = α.SC + SH = 0,5.60+110 = 140 MVA + Máy biến áp tự ngẫu có cơng suất định mức 300 MVA, điện áp định mức cấp 220/110/11 kV Công suất truyền tải từ hạ áp lên cao áp có giá trị trung bình 60 MVA, cosφ=0,87 công suất tải từ trung áp lên cao áp có giá trị trung bình 110 MVA, cosφ=0,87 Tính cơng suất cuộn dây nối tiếp MBA Giải: SH = 60 MVA, ST = 110 MVA, 𝛼 = !!đ# "!$đ# !!đ# = ##$"%%$ ##$ = 0,5 Snt = α.(SH + ST) = 0,5.(60+110) = 85 MVA + Máy biến áp tự ngẫu có cơng suất định mức 300 MVA, điện áp định mức cấp 220/110/11 kV Công suất truyền tải từ hạ áp lên cao áp có giá trị trung bình 60 MVA, cosφ=0,87 cơng suất tải từ hạ áp lên trung áp có giá trị trung bình 110 MVA, cosφ=0,87 Tính cơng suất cuộn dây hạ áp MBA Giải: SC = 60 MVA, ST = 110 MVA SH = SC + ST = 60+110 = 170 MVA b Nếu hệ số cơng suất cos𝜑 phía cao phía trung khác thì: + Cơng suất cuộn chung chế độ truyền từ cao, hạ sang trung ngược lại: 𝑆&' = %( 𝑈( − 𝑈) 𝑈( − 𝑈) 𝑃( + 𝑃* )# + ( 𝑄( + 𝑄* )# 𝑈( 𝑈( + Công suất cuộn nối tiếp chế độ truyền từ trung, hạ lên cao ngược lại: 𝑆+, = 𝑈( − 𝑈) /(𝑃) +𝑃* )# + (𝑄) +𝑄* )# 𝑈( + Công suất cuộn hạ chế độ truyền từ hạ áp lên cao áp, trung áp ngược lại: 𝑆'- = /(𝑃) +𝑃( )# + (𝑄( +𝑄( )# Trong chế độ này, đầu cho S cosφ phía ta phải tính P = S.cosφ 𝑄 = /𝑆 # − 𝑃 # 2.2.3 So sánh máy biến áp tự ngẫu máy biến áp cuộn dây + Tổn hao công suất MBA tự ngẫu so với MBA cuộn dây có cơng suất nhìn chung nhỏ hơn, trừ trường hợp MBA tự ngẫu làm việc chế độ tăng áp + Kích thước, giá thành, trọng lượng máy biến áp tự ngẫu thường nhỏ MBA cuộn dây 2.3 Sử dụng nguyên tắc để xây dựng sơ đồ nối điện 2.3.1 Ngun tắc 1: Khi khơng có phụ tải địa phương, công suất phụ tải địa phương thoả mãn điều kiện: %đ"#$% &.%đ#& × 100 ≤ 15% sơ đồ nối điện nhà máy điện khơng cần sử dụng góp cấp điện áp máy phát 2.3.2 Nguyên tắc 2: Trong trường hợp có góp điện áp máy phát phải chọn số lượng tổ MF ghép lên góp cho tổ chúng nghỉ khơng làm việc tổ cịn lại phải đảm bảo cơng suất cho phụ tải địa phương phụ tải tự dùng cho tổ MF 2.3.3 Trong trường hợp có cấp điện áp ( điện áp MF, điện áp trung điện áp cao) thỏa mãn điều kiện sau nên dùng MBA tự ngẫu làm liên lạc Nếu điều kiện không thỏa mãn dùng MBA cuộn dây: - Lưới điện phía trung phía cao lưới trung tính trực tiếp nối đất - Hệ số có lợi: 𝛼 = !! "!$ !! ≤ 0,5 Ví dụ: VD1 VD2 VD3 Cao 220 kV 110 kV 500 kV Cấp điện áp Trung 110 kV 35 kV 220 kV Hạ 10 kV 10 kV 22 kV Loại máy biến áp liên lạc Máy biến Máy biến áp Máy biến áp tự tương ứng áp tự ngẫu cuộn dây ngẫu 2.3.4 Nguyên tắc 4: Chọn số lượng MF-MBA hai cuộn dây ghép thẳng lên góp ( TBPP) cấp điện áp tương ứng sở công suất cấp công suất tải tương ứng Cần lưu ý trường hợp MBA liên lạc MBA ba cuộn dây việc ghép số MF-MBA hai cuộn dây bên trung phải thỏa mãn điều kiện: tổng công suất định mức máy phát ghép phải nhỏ công suất phụ tải phía trung Điều kiện để đảm bảo không cho công suất truyền tải qua lần MBA ( MBA MBA ba cuộn dây), nhằm giảm tổn thất điện MBA Nhưng điều không cần thiết trường hợp MBA liên lạc MBA tự ngẫu tự ngẫu khuyến khích chế độ truyền tải cơng suất từ trung sang cao Ví dụ: SđmF 75 75 Phụ tải cực đại trung áp 140 130 Phụ tải cực đại cao áp 70 80 Loại máy biến áp liên lạc MBA tự ngẫu MBA cuộn dây Số ghép lên góp phía trung 1-2 Tối đa 2.3.5 Mặc dù có cấp điện áp cơng suất phụ tải phía trung q nhỏ khơng thiết phải dùng MBA ba cấp điện áp ( ba cuộn dây hay tự ngẫu) làm liên lạc Khi coi phụ tải cấp điện từ trạm biến áp sơ đồ trạm hai MBA lấy điện trực tiếp từ hai đầu cực MF hay góp ( TBPP) phía điện áp cao 2.3.6 Mặc dù có ba cấp điện áp, khơng thiết phải có nối MF- MBA liên lạc Các MFMBA cuộn dây phía điện áp xếp tương ứng cơng suất phụ tải chúng, MBA tự ngẫu liên lạc khơng có nối trực tiếp với MF điện Trường hợp hay áp dụng lượng công suất trao đổi phía cao- trung khơng lớn, công suất định mức tự ngẫu không lớn, lúc hiệu kinh tế so với việc dùng MF- MBA liên lạc Nhưng công suất trao đổi phía cao- trung lớn dùng sơ đồ không kinh tế công suất định mức chúng lớn mà vận hành lại phức tạp Trong sơ đồ này, phụ tải địa phương không lấy điện từ đầu cực MF mà lấy điện trực tiếp từ phía hạ MBA liên lạc 2.3.7 Đối với nhà máy điện có cơng suất tổ máy nhỏ ghép chung sộ MF MBA, phải đảm bảo nguyên tắc tổng công suất tổ MF phải nhỏ công suất dự trữ nóng HTĐ Trường hợp tổ máy phải có riêng máy cắt để thuận lợi hịa MF *) vào lưới: ∑ 𝑆đ/0 ≤ 𝑆12 VD: *) + Công suất tổ máy phát SđmF = 75 MVA, công suất dự trữ quay hệ thống 𝑆12 =130 *$ MVA => () = đ#+ %4$ 56 = 1,73 < => Chỉ ghép tối đa máy phát điện với máy biến áp *) + Công suất tổ máy phát SđmF = 75 MVA, công suất dự trữ quay hệ thống 𝑆12 =170 *$ MVA => () = đ#+ %5$ 56 = 2,26 < => Có thể ghép tối đa máy phát điện với máy biến áp 2.4 Chọn công suất định mức máy biến áp kiểm tra điều kiện tải, phân bố công suất sơ đồ: 2.4.1 Chọn công suất định mức, loại máy + Điều kiện chọn công suất định mức MBA sơ đồ MPĐ-MBA cuộn dây: 𝑆đ"# ≥ 𝑆đ"$%Đ − 𝑆'(")* 𝑛 Máy biến áp cuộn dây khơng có thiết bị điều chỉnh tải phụ tải phẳng, việc điều chỉnh điện áp phía cao áp MBA thường thực thơng qua hệ thống kích từ MPĐ + Điều kiện chọn công suất định mức MBA sơ đồ MPĐ-MBA cuộn dây: 𝑆đ"# ≥ 𝑆đ"$%Đ + Điều kiện chọn công suất định mức MBA sơ đồ MPĐ-MBA tự ngẫu liên lạc 𝑆đ"# ≥ 𝑆 𝛼 đ"$%Đ MBA liên lạc phải chọn loại MBA có thiết bị điều chỉnh điện áp tải công suất chạy qua chúng thay đổi trị số chiều làm cho điện áp phía có thay đổi theo thời gian MBA tự ngẫu ln cần phải có cuộn dây hạ áp đấu theo kiểu tam giác để khử sóng hài bậc cao cuộn dây phía cao áp trung áp đấu hình sinh Đầu phía cao áp phía trung áp MBA tự ngẫu phải đặt chống sét van để bảo vệ cho MBA chống lại sóng điện áp truyền từ phía cao áp sang phía trung áp ngược lại MBA tự ngẫu sử dụng mạng điện áp phía cao áp trung áp có trung tính nối đất trực tiếp để trung tính cách điện, xảy chạm đất pha mạng điện cao áp gây điện áp phía trung áp MBA 2.4.2 Kiểm tra điều kiện tải + Kiểm tra điều kiện tải cố máy biến áp tự ngẫu: 𝐾+',- 𝛼 𝑆đ"# ≥ 𝑆.'")* + Kiểm tra điều kiện tải cố MBA hai cuộn dây MBA ba cuộn dây: 𝐾+',- 𝑆đ"# ≥ 𝑆.'")* Trong đó: hệ số tải cố (Kqtsc) =1,4 MBA dầu làm mát khơng khí, hệ thống có MBA lưu động dự trữ 2.4.3 Phân bố cơng suất sơ đồ: + Phân bố công suất cho MBA sơ đồ MPĐ-MBA cuộn dây: Bằng phẳng suốt 24 + Phân bố công suất cho MBA liên lạc sơ đồ nối điện nhà máy điện: Dựa sở cân cơng suất phát cơng suất phụ tải tồn nhà máy 2.5 Dòng điện cưỡng bức: + Dòng điện cưỡng đường dây kép dòng điện lớn qua đường dây tình trạng đường dây cịn lại khơng làm việc + Dịng điện cưỡng góp phía trung áp cao áp nhà máy điện lấy gần giá trị lớn dòng điện cưỡng mạch nối lên góp + Dịng điện cưỡng mạch máy phát điện 1,05 dịng điện định mức máy phát VD: + Tính dịng điện cưỡng chạy qua mạch đường dây đường dây kép truyền tải cấp điện áp 110 kV, cung cấp cho phụ tải pha có cơng suất 70 MW, cosφ=0,85 Giải: P = 70 MW, cosφ=0,85, U =110 kV 𝐼-/ = 𝑃 √3 𝑐𝑜𝑠𝜑 𝑈 = 70 100 √3 0,85.110 = 432 (𝐴) + Tính dịng điện cưỡng phía cao áp MBA tự ngẫu có cơng suất phía cao áp (220 kV) chế độ cưỡng 110 MVA Giải: S = 110 MVA, U =220 kV 𝐼-/ = 𝑆 √3 𝑈 = 110 100 √3 110 = 577(𝐴) + Tính dịng điện cưỡng mạch máy phát có cơng suất định mức 110 MW, cosφ=0,85, điện áp định mức 10,5 kV Giải: P = 110 MW, cosφ=0,85, U =10,5 kV 𝐼-/ = 1,05 𝑃 √3 𝑐𝑜𝑠𝜑 𝑈 = 1,05 110 √3 0,85.10,5 = 7,47 (𝑘𝐴) CHƯƠNG 3: TÁC ĐỘNG NHIỆT VÀ TÁC ĐỘNG ĐỘNG CỦA DÒNG ĐIỆN 3.1 Tác động nhiệt dòng điện: 3.1.1 Tác động nhiệt dòng điện làm việc bình thường + Phương trình cân nhiệt: Qcấp = Qtỏa => R.I dt = G.C.du + q.F (t - t ).dt t ù é R.I R I -t =>!t ¥ = lim ê (1 - e T ) + q1.e T ỳ = t đƠ q.F ỷ q.F Trong ú: G: Khối lượng vật liệu; C: Tỷ nhiệt vật liệu làm dây dẫn; q: suất tỏa nhiệt bề mặt dây dẫn, F: diện tích tỏa nhiệt bề mặt dây dẫn, t : Nhiệt độ dây dẫn; R: Điện trở dây dẫn; I: Cường độ dòng điện qua dây dẫn + Nhiệt lượng sinh dòng điện qua dây dẫn: - Tỷ lệ nghịch với tiết diện dây dẫn Tỷ lệ thuận với bình phương cường độ dịng điện qua dây dẫn + Nhiệt lượng tỏa môi trường dây dẫn: - Tỷ lệ thuận với diện tích mặt ngồi dây dẫn, hiệu nhiệt độ dây dẫn mơi trường + Điều kiện ổn định nhiệt cho khí cụ điện dây dẫn làm việc bình thường (điều kiện phát nóng lâu dài): Ibt £ I cphc = K1.K2 ICP , với ICP dòng điện cho phép 3.1.2 Tác động nhiệt dòng điện ngắn mạch: + Xung lượng nhiệt dòng điện ngắn mạch tích phân theo thời gian bình phương giá trị hiệu dụng dòng ngắn mạch thời gian ngắn mạch + Xung lượng nhiệt ngắn mạch: BN = BNck + BNkck + Xung lượng nhiệt thành phần khơng chu kỳ: BNkck = 𝐼-12 𝑇) Trong đó: 𝐼-12 : Cường độ dòng điện ngắn mạch chu kỳ (tại thời điểm t = 0); 𝑇) : Hằng số thời gian tắt dần dòng điện ngắn mạch thành phần khơng chu kỳ VD: + Tính xung lượng nhiệt thành phần khơng chu kỳ, biết dịng điện ngắn mạch chu kỳ thời điểm t = Ick0 =20 kA, số thời gian tắt dần dòng điện ngắn mạch thành phần không chu kỳ Ta = 0,05s Giải: BNkck = 𝐼-12 𝑇) =202.0,05= 20 kA2.s + Xung lượng nhiệt thành phần chu kỳ BNck: 10 2 I ckti-1 + I ckt i Dti = ti - ti -1 I tbi = ( ) n n 2 BNck = å I tb2i Dti = å ( I ckt + I ckt ).Dti i -1 i 1 + Tác động nhiệt dòng ngắn mạch dây dẫn không phụ thuộc vào nhiệt độ môi trường + Điều kiện ổn định nhiệt khí cụ điện ngắn mạch: 𝐼45đ" @𝑡45đ" ≥ @𝐵6 3.2 Tác động động dịng điện làm việc bình thường ngắn mạch Cơng thức tính lực điện động dòng ngắn mạch pha dẫn đơn đặt mặt phẳng ngang: l F (3) = 1, 76.K hd 10-8 .(ixk(3) )2 (kG) a Trong đó: Khd: hệ số hình dáng, phụ thuộc vào kích thước vật dẫn, a: Khoảng cách pha (cm), l: chiều dài dẫn ( cm), ixk: dòng điện xung kích ngắn mạch chạy dẫn (A) Từ cơng thức ta tính chiều dài dẫn l, khoảng cách pha a, hệ số hình dáng Khd, cường độ dịng điện xung kích ixk theo cơng thức sau: 𝑙= 𝐹 𝑎 1,76 𝐾5( 1078 𝑖*1 1,76 𝐾5( 1078 𝑙 𝑖*1 𝑎= 𝐹 𝐾5( = 𝐹 𝑎 1,76 𝑙 1078 𝑖*1 𝐹 𝑎 𝑖*1 = H 1,76 𝐾5( 1078 𝑙 VD: Tính lực điện động dòng ngắn mạch pha dẫn đặt mặt phẳng ngang, biết: Hệ số hình dáng dẫn Khd = 1; khoảng cách sứ liền pha l = 120 cm; khoảng pha a = 45 cm, giá trị dịng điện xung kích ixk = 6,8 kA? Giải: 𝐹= 1,76 𝐾5( 1078 𝑙 𝑖*1 1,76.1 1078 120 68003 = = 2,17 𝑘𝐺 𝑎 45 11 + Lực điện động dòng điện ngắn mạch pha qua dây dẫn không phụ thuộc vào nhiệt độ môi trường + Hồ quang điện xuất đóng/mở máy cắt, đo máy cắt phải có buồng dập hồ quang để loại bỏ hồ quang điện 12 CHƯƠNG 4: KHÍ CỤ ĐIỆN VÀ DÂY DẪN 4.1 Chức năng, điều kiện chọn khí cụ điện dây dẫn 4.1.1 Máy cắt điện: a Chức năng: Dùng để đóng cắt mạch điện bình thường có cố b Điều kiện chọn: Uđm ≥ Uđmmạng Điều kiện chọn dòng điện định mức máy cắt điện: Iđm ≥ Icb Điều kiện chọn dòng điện cắt định mức máy cắt : Icđm ≥ I’’(3) iđ.đm ≥ ixk(3) I2nhđm.tnh ≥ BN c Cấu tạo: Có phận dập hồ quang khí SF6 , dầu… Bộ phận dập hồ quang có tác dụng khử giảm nhanh q trình ion hố; làm tăng q trình khử ion hồ quang 4.1.2 Dao cách ly: a Chức năng: + Tạo khoảng hở cách điện trông thấy phận cắt điện phận làm việc để đảm bảo an toàn cho người sửa chữa + Chức dao cách ly nối đất: Khử điện tích dư nhằm đảm bảo an toàn cho cán bộ/nhân viên vận hành sửa chữa thiết bị Dao cách ly nối đất không dẫn dịng điện làm việc bình thường + Chức phận liên động khí dao nối đất dao cách ly: Để đảm bảo dao cách ly đóng dao nối đất mở ngược lại b Điều kiện chọn: Uđm ≥ Uđmmạng Iđm ≥ Icb iđ.đm ≥ ixk(3) I2nhđm.tnh ≥ BN c Cấu tạo: Khơng có phận dập hồ quang nên khơng đóng/cắt dịng điện lớn 4.1.3 Kháng điện a Chức năng: Giảm dòng điện ngắn mạch b Điều kiện chọn: điện áp, dòng điện, điện kháng ngắn mạch phần trăm x% c Cấu tạo: Là cuộn dây khơng có lõi thép, có điện kháng lớn so với điện trở 4.1.4 Thanh dẫn cứng, dẫn mềm, cáp điện a Chức năng: Dẫn điện Đặc biệt với dẫn cứng mang tới ưu điểm giảm khoảng cách pha, phần mang điện với đất b Điều kiện chọn: + Chọn theo điều kiện mật độ dòng điện kinh tế (thường sử dụng cáp điện): S = 13 9!" :#" + Chọn theo điều kiện dịng điện phát nóng cho phép (thường sư dụng với dẫn cứng, mềm): Icp ≥ Icb/khc + Kiểm tra theo điều kiện ổn định nhiệt: 𝑆 ≥ ;#$ < + Điều kiện kiểm tra ổn định nhiệt cáp có ngắn mạch: Scap ³ Smin + Hình dáng tiết diện dẫn cứng phụ thuộc vào dòng điện tải: - Với dòng điện 1000A: Sử dụng dẫn có tiết diện hình chữ nhật đơn - Với dòng điện từ 1000A-3000A: Sử dụng dẫn có tiết diện hình chữ nhật ghép - Với dịng điện từ 3000A-8000A: Sử dụng dẫn có tiết diện hình máng - Với dịng điện 8000A: Sử dụng dẫn có tiết diện hình ống + Kiểm tra lực điện động với dẫn cứng: - Mômen uốn tác động lên nhịp dẫn: 𝑀 = =.? @2 , 𝑘𝐺 𝑐𝑚 $ - Ứng suất tính toán vật liệu dẫn: 𝛿'' = A , 𝑘𝐺/𝑐𝑚3 Ứng suất cho phép đồng 1400 kG/cm2, nhôm 700 kG/cm2 + Kiểm tra điều kiện vầng quang dẫn mềm: 𝑈B+ ≥ 𝑈đ"CD 𝑎 𝑈B+ = 84𝑚𝑟𝑙𝑔 , 𝑘𝑉 𝑟 Trong đó: m: Hệ số có xét đến độ xù xì bề mặt dây dẫn; r: Bán kính ngồi dây; a: Khoảng cách trục dây dẫn; c Cấu tạo: Đồng, nhơm, hợp kim nhơm, nhơm lõi thép Trong đồng dẫn điện, dẫn nhiệt tốt bị ăn mịn hóa học nên mang phụ tải dây dẫn đồng cho tiết diện nhỏ 4.1.5 Máy biến điện áp (BU): a Chức năng: Dùng để biến đổi điện áp từ điện áp sơ cấp có trị số lớn (thường có trị số > 1000V) xuống điện áp thứ cấp tiêu chuẩn (100V, 100/√3V), để cung cấp cho dụng cụ đo lường, bảo vệ rơle, tự động hoá, kiểm tra cách điện mạng điện Khi vận hành cuộn dây thứ cấp nối đất an tồn để đề phịng cách điện cao áp hạ áp bị chọc thủng, gây nguy hiểm cho người vận hành dụng cụ mạch thứ cấp Không để ngắn mạch cuộn dây thứ cấp máy biến điện áp (BU) Khi làm việc BU coi ln làm việc chế độ khơng tải b Điều kiện chọn: Sơ đồ nối dây kiểu máy biến điện áp Điều kiện điện áp Cấp xác Cơng suất định mức Chọn dây dẫn nối biến điện áp dụng cụ đo lường 14 c Cấu tạo: Giống máy biến ap Các dụng cụ đo mắc song song vào phía thứ cấp máy biến điện áp (BU) 4.1.6 Máy biến dòng điện (BI): a Chức năng: Dùng để biến đổi dòng điện sơ cấp dòng điện định mức thứ cấp tiêu chuẩn 1A (hoặc 5A, 10A) Khi vận hành cuộn dây thứ cấp ln nối đất an tồn để cách điện cuộn sơ cấp thứ cấp bị chọc thủng khơng gây nguy hiểm cho người vận hành thiết bị Và vận hành khơng để hở mạch phía cuộn dây thứ cấp Khi làm việc BI coi ln làm việc chế độ ngắn mạch b Điều kiện chọn c Cấu tạo: Giống máy biến áp Số vòng dây sơ cấp cịn số vịng dây thứ cấp nhiều Các dụng cụ đo mắc nối tiếp vào phía thứ cấp máy biến dịng điện (BI) 15 CHƯƠNG 5: SƠ ĐỒ THIẾT BỊ PHÂN PHỐI VÀ TỰ DÙNG TRONG NHÀ MÁY ĐIỆN 5.1 Sơ đồ thiết bị phân phối: + Sơ đồ HTTG: có máy cắt / mạch Khi sửa chữa thiết bị (máy cắt, góp, dao cách ly góp) ngắn mạch tất mạch điện D1 D2 MCD1 MCD2 DCLTGD1 TG DCLTGN1 MCN1 MCN2 N1 N2 + Sơ đồ HTTG có phân đoạn dao cách ly D1 PÐ1 D3 D2 D4 PÐ2 DCLPÐ1 DCLPÐ2 N1 N2 + Sơ đồ HTTG có phân đoạn máy cắt điện dao cách ly: sửa chữa máy cắt điện mạch có mạch có máy cắt phải sửa chữa bị điện Khi sửa chữa phân đoạn PĐ1 đường dây D1, D2, mạch nguồn N1 bị điện Khi sửa chữa phân đoạn PĐ2 đường dây D3, D4 mạch nguồn N2 bị điện Khi sửa chữa máy cắt phân đoạn khơng phần tử điện Sơ đồ có mạch đường dây mạch nguồn D3 D2 D1 PÐ1 MCDPÐ N1 D4 PÐ2 N2 + Sơ đồ HTTG có phân đoạn có góp vịng: góp vịng (TGV) sử dụng sửa chữa máy cắt mạch 16 D2 D1 TGv DCLVD1 DCLvN2 DCLv MCD1 MCv DCLv2 DCLv1 N1 N2 + Sơ đồ HTTG có 1MCĐ/1 mạch: Khi cố góp làm việc (giả thiết góp làm việc, góp dự phịng) tất mạch điện tạm thời thời gian chuyển đổi sang làm việc góp dự phịng Khi sửa chữa góp làm việc (giả thiết góp làm việc, góp dự phịng) sửa chữa góp (giả thiết góp làm việc song song) khơng có mạch bị điện Khi sửa chữa máy cắt mạch mạch bị điện tạm thời D1 TG1 D3 D2 11 MCLL 12 TG2 N1 10 N2 + Sơ đồ HTTG có 3MCĐ/2 mạch (hay sơ đồ rưỡi): Khi sửa chữa máy cắt khơng có mạch bị điện Khi cố HTTG khơng có mạch bị điện + Sơ đồ HTTG có MCĐ/1 mạch: Khi sửa chữa máy cắt mạch khơng có mạch bị điện Khi cố HTTG khơng có mạch bị điện 17 + Sơ đồ cầu có máy cắt điện nằm phía đường dây: Khi cố ngắn mạch đường dây có đường dây bị điện 18 + Sơ đồ cầu có máy cắt điện (MCĐ) nằm phía máy biến áp: Khi cố ngắn mạch đường dây máy biến áp bị điện tạm thời, đường dây bị điện suốt thời gian sửa chữa 5.2 Tự dùng nhà máy điện: + Phụ tải tự dùng nhà máy điện bao gồm tập hợp thiết bị điện phục vụ cho vận hành nhà máy điện + Điện tự dùng nhà máy thủy điện thấp Với nhà máy thủy điện công suất nhỏ, điện tự dùng thường sử dụng cấp điện áp 0,4 kV cịn với nhà máy thủy điện cơng suất lớn thường sử dụng cấp điện áp 0,4kV 6,3kV + Điện tự dùng nhà máy nhiệt điện lớn thường sử dụng cấp điện áp 0,4 kV 6,3 kV 19 ... thiết kế cách điện lưới điện theo điện áp pha), 0,4 kV (Lý do: An toàn cho phép phụ tải điện sử dụng điện áp dây điện áp pha), 22 kV (Lý do: An toàn) + Mạng điện có trung tính cách điện với đất:... dịng điện lớn 4.1.3 Kháng điện a Chức năng: Giảm dòng điện ngắn mạch b Điều kiện chọn: điện áp, dòng điện, điện kháng ngắn mạch phần trăm x% c Cấu tạo: Là cuộn dây khơng có lõi thép, có điện. .. nhà máy điện bao gồm tập hợp thiết bị điện phục vụ cho vận hành nhà máy điện + Điện tự dùng nhà máy thủy điện thấp Với nhà máy thủy điện công suất nhỏ, điện tự dùng thường sử dụng cấp điện áp