UỶ BAN NHÂN DÂN TỈNH LÀO CAI TRƯỜNG CAO ĐẲNG LÀO CAI GIÁO TRÌNH MÔN HỌC/ MÔ ĐUN PHẦN ĐIỆN TRONG NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN NGÀNH/NGHỀ vẬN HANH THỦY ĐIỆN ( Áp dụng cho Trình độ Trung cấp) LƯU HÀNH NỘI BỘ LỜI GI[.]
UỶ BAN NHÂN DÂN TỈNH LÀO CAI TRƯỜNG CAO ĐẲNG LÀO CAI GIÁO TRÌNH MƠN HỌC/ MƠ ĐUN PHẦN ĐIỆN TRONG NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN NGÀNH/NGHỀ: vẬN HANH THỦY ĐIỆN ( Áp dụng cho Trình độ Trung cấp) LƯU HÀNH NỘI BỘ LỜI GIỚI THIỆU Phần điện nhà máy thủy điện nước ta ngày nhà máy thủy điện Việc giẳ dắn vấn đề vận hành nhà máy thủy điện trạm biến áp chúng mang lại lợi ích khơng nhỏ hệ thống kinh tế quốc dân nói chung hệ thống điện nói riêng Muốn giải vấn đề nêu cần có hiểu biết tồn diện, sâu sắc nhà máy điện trạm biến áp mà hệ thống lượng phần đáp ứng nhu cầu bạn đọc, cán giảng dạy thuộc khoa điện – điện tử trường Cao đẳng Lao Cai biên soạn sách dựa kết nghiên cứu, giảng dạy nhiều năm tài lệu xuất Cấu trúc giáo trình bao gồm bài: Bài 1: Tính chọn phần tử sơ đồ nối điện nhà máy thủy điện Bài 2: Vẽ sơ đồ nối điện tự dùng nhà máy điện Bài 3: Mạch thứ cấp nhà máy thủy điện Bài 4: Nguồn thao tác nhà máy thủy điện Bài 5: Thiết bị phân phối điện Trong trình biên soạn, nhóm tác giả tham khảo tài liệu giáo trình khác phần cuối giáo trình thống kê Lần đầu biên soạn ban hành, giáo trình chắn cịn khiếm khuyết; mong thầy cô giáo cá nhân, tập thể trường đào tạo nghề sở doanh nghiệp quan tâm đóng góp để giáo trình ngày hồn thiện hơn, đáp ứng mục tiêu đào tạo mơn học nói riêng ngành vận hành thủy điện chuyên ngành kỹ thuật nói chung Lao Cai, tháng năm 2020 Nhóm biên soạn Lại Văn Dũng Chủ biên: Bùi Trung Kiên MỤC LỤC BÀI 1: TÍNH CHỌN CÁC PHẦN TỬ CHÍNH TRONG SƠ ĐỒ NỐI ĐIỆN CHÍNH CỦA NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN VÀ TRẠM BIẾN ÁP Thanh dẫn, cáp điện lực sứ 1.1 Chức phân loại 1.2 Chọn dẫn cứng 1.3 Chọn dây dẫn mềm 1.4 Chọn cáp điện lực 10 1.5 Chọn sứ đỡ sứ xuyên 11 Máy biến điện áp 11 2.1 Khái niệm, phân loại máy biến điện áp 11 2.2 Các tham số máy biến điện áp 15 2.3 Các điều kiện chọn máy biến điện áp 15 Máy biến dòng điện 16 3.1 Cấu tạo, phân loại máy biến dòng điện 16 3.2 Nguyên lý làm việc, tham số máy biến dòng điện 17 3.3 Cách tính chọn máy biến dịng 18 BÀI 2: VẼ SƠ ĐỒ NỐI ĐIỆN CHÍNH VÀ TỰ DÙNG CỦA CÁC NHÀ MÁY ĐIỆN VÀ TRẠM BIẾN ÁP 25 Các sơ đồ góp 25 1.1 Sơ đồ nối mạch với góp qua máy cắt 25 1.2 Sơ đồ nối mạch với hai góp 31 1.3.Sơ đồ nối mạch với góp qua nhiều máy cắt 36 1.4 Sơ đồ cầu 36 Sơ đồ nối điện nhà máy nhiệt điện ngưng 39 Sơ đồ nối điện nhà máy nhiệt điện rút 40 Sơ đồ nối điện nhà máy thủy điện 41 Sơ đồ nối điện trạm biến áp 42 Chọn máy biến áp kháng điện tự dùng 43 6.1 Chọn máy biến áp 43 BÀI 3: LẮP ĐẶT MẠCH THỨ CẤP TRONG NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN 49 VÀ TRẠM BIẾN ÁP 49 Khái niệm chung, phần tử mạch thứ cấp ký hiệu chúng 49 1.1 Khái niện chung 49 1.2 Các phần tử mạch thứ cấp ký hiệu chúng 49 1.3 Khóa điều khiển 51 Các yêu cầu mạch điều khiển 52 1.1 Sơ đồ phải có tín hiệu vị trí 52 2.2 Sơ đồ ngồi việc đóng cắt tay cịn phải đóng cắt tự động 54 2.3 Sơ đồ có khả kiểm tra thường xuyên mạch điều khiển 54 2.4 Các cuộn dây đóng cắt chịu dòng với thời gian ngắn (một vài phần giây) 55 2.5.Trong mạch điều khiển phải có khóa để tránh tượng đóng cắt nhiều lần MC 55 2.6 Trong sơ đồ ngồi tín hiệu ánh sáng cịn phải có tín hiệu âm báo cố 57 2.7 Mạch điều khiển phải có khí cụ điện bảo vệ riêng cầu chì áp tô mát 58 Tín hiệu 58 3.1 Tín hiệu vị trí 58 3.2 Tín hiệu cố 59 3.3 Tín hiệu báo trước 63 3.4 Tín hiệu huy 63 Sơ đồ điều khiển tín hiệu máy cắt 64 4.1 Sơ đồ điều khiển tín hiệu máy cắt có kiểm tra mạch điều khiển ánh sáng (hình 3.4.1) 64 4.2 Sơ đồ điều khiển tín hiệu máy cắt có kiểm tra mạch điều khiển âm (hình 3.4.2) 65 Kiểm tra cách điện 68 5.1 Kiểm tra cách điện mạng điện chiều 69 5.2 Kiểm tra cách điện mạng điện xoay chiều 70 BÀI 4: PHẦN ĐIỆN TRONG NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN VÀ TRẠM BIẾN ÁP 73 Khái niệm chung 73 Nguồn thao tác chiều 73 2.1 Đặc điểm cấu tạo đặc tính ắc quy 73 2.2 Các sơ đồ làm việc ắc quy 75 Lựa chọn ắc quy 77 3.1 Phụ tải điện chiều dung lượng tính toán 77 3.2 Chọn số lượng bình ắc quy 78 3.3 Kiểm tra dòng điện phóng tính tốn ngắn mạch 79 3.4 Chọn máy nạp 79 3.5 Phân phối dòng thao tác chiều 80 Nguồn thao tác xoay chiều 80 BÀI 5: THIẾT BỊ PHÂN PHỐI ĐIỆN 81 Khái niệm 81 Thiết bị phân phối nhà 82 2.1 Thiết bị phân phối lắp ghép 82 2.2 Thiết bị phân phối kiểu trọn 84 Thiết bị phân phối điện trời 85 3.1 Thiết bị phân phối lắp ghép 85 3.2 Thiết bị phân phối trời kiểu trọn 86 Một số cấu trúc thiết bị phân phối điện nhà 86 BÀI 1: TÍNH CHỌN CÁC PHẦN TỬ CHÍNH TRONG SƠ ĐỒ NỐI ĐIỆN CHÍNH CỦA NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN VÀ TRẠM BIẾN ÁP Thanh dẫn, cáp điện lực sứ 1.1 Chức phân loại Những thiết bị nhà máy thủy điện trạm biến áp (máy phát, máy biến áp…) với khí cụ điện (máy cát điện, dao cách ly, kháng điện …) nối với dẫn, thánh góp, cáp điện lực Thanh dẫn, góp có hai loại chính: dẫn cứng dẫn mềm Thanh dẫn cứng thường làm đồng nhơm, cịn thép dùng có dịng điện 200 -:- 300A Thanh dẫn cứng thường dùng để nối từ đầu cực máy phát đến gian máy, dùng làm góp điện áp máy phát, góp -:- 10KV trạm biến áp doạn từ TBPP cấp điện áp máy phát đến máy biến áp tự dùng v.v Tùy theo dịng phải tải mà dẫn cứng có cấu tạo khác Khi dịng nhỏ thường dùng dẫn cứng hình chữ nhật Khi dịng lớn dùng dẫn ghép từ hai đến ba dẫn hình chữ nhật đơn pha Còn dòng điện lớn 3000A dùng dẫn hình máng để giảm hiệu ứng mặt hiệu ứng gần, đồng thời làm tăng khả làm mát cho chúng Khi dịng điện lớn thì dùng dẫn hình ống Thanh dẫn mềm dùng để làm góp, dẫn cho thiết bị ngồi trời điện áp 35 KV trở lên Nó dây vặn xoắn đồng hay nhôm lõi thép Khi dùng sợi dây khơng đủ tải dịng cần thiết phải dùng chum dây dẫn mềm Chùm dây bao gồm nhiều dây phân bố kẹp chặt òng kim loại thường có dạng vịng trịn Thanh dẫn góp ba pha bố trí nằm ngang, thẳng đứng hay ba pha đỉnh tam giác 1.2 Chọn dẫn cứng Các điều kiện lựa chọn kiểm tra góp Đại lượng chọn kiểm tra Điều kiện Dịng điện phát nóng lâu dài cho phép (A) ≥ ≥ Khả ổn định động (kg/cm 2) Khả ổn định nhiệt (mm 2) ≥ Trong đó: K1 = góp đặt đứng K1 = 0.95 góp đặt ngang K2 hệ số điều chỉnh nhiệt độ theo môi trường : Ứng suất cho phép vật liệu làm góp đ Với góp nhơm: = 700 / Với góp đồng: = 1400 / : Ứng suất tính tốn, xuất góp tác động lực điện động ngắn mạch ( = / ) (1 – 1) M: Mô men uốn tính tốn = ( ) (1 - 2) Ftt: Lực tính tốn tác động dịng ngắn mạch = 1,76 10 ( ) (1 – 3) l: Khoảng cách sứ pha (cm) a: khoảng cách pha (cm) W: mô men chống uốn loại dẫn (kG.m), công thức tính tốn bảng sau: Ví dụ: u cầu lựa chọn góp đặt tủ phân phối hạ áp trạm biến áp 315KVA – 10/0,4KV Dòng điện lớn qua góp dịng điện định mức MBA 315 đ = = = 455.2 đ √3 đ √3 0,4 Chọn góp đồng tiết diện hình chữ nhật M40 x có Icp = 625 A Cần tính dịng ngắn mạch để kiểm tra ổn định động, ổn định nhiệt Hình 1.1.1 Sỏ đồ nguyên lý TBA sơ đồ thay tín hiệu ngắn mạch hạ áp Tổng trở biến áp quy hạ áp = ∆ đ 10 + % 10 đ đ = đ 4,85 0,4 4,5 0,4 10 + 10 = + 20 Ω 315 315 + + = Tuy nhiên trị số Zc ZAT nhỏ so với tổng trở biến áp nên bỏ qua: ≈ = + 20 Ω Dòng điện ngắn mạch 400 = √3√7 + 20 Trị số dịng ngắn mạch xung kích = 1,8 √2 = 10,9 = 27 Dự định đặt ba góp ba pha cách 15 cm, đặt hai sứ khung tủ cách 70 cm 70 = 1,76 10 27 = 2,22( ) 15 2,22.70 ) = = 15,54( 10 Mô men chống uốn 40 x đặt đứng 40 = 0,106 15,54 ) = = 146,6 ( / 0,106 Với α = tqđ = tc = 0,5s, kết kiểm tra góp bảng sau: = Đại lượng chọn kiểm tra Điều kiện Dịng điện phát nóng lâu dài cho phép (A) = 1.1.625 > 455,2 = 1400 > Khả ổn định động (kg/cm 2) Khả ổn định nhiệt (mm 2) = 40 = 160 ≥ = 146,6 = 6.109 0,5 = 46 đ Vậy chọn đồng M40x4 hoàn toàn thỏa mãn 1.3 Chọn dây dẫn mềm Các điều kiện lựa chọn kiểm tra góp Đại lượng chọn kiểm tra Điều kiện Tiết diện dây dẫn chọn theo mật độ dòng điện kinh tế = Điều kiện phát nóng lâu dài ≥ Điều kiện ổn định nhiệt ngắn mạch ≤ Điều kiện vầng quang ≥ Trong đó: đ Jkt - Mật độ dịng kinh tế Tên Thanh dẫn góp: Đồng Nhơm Cáp điện lực cách điện giấy tẩm dầu lõi: Nhôm Đồng Mật độ dòng kinh tế A/mm2 với thời gian sử dụng công suất cực đại, 1.000 -:- 3.000 3.000 -:- 5.000 5.000 -:- 8.760 2,5 1,3 2,1 1,1 1,8 1,0 3,0 1,6 2,5 1,4 2,0 1,2 Icpbt - dòng điện cho phép ứng với tiết diện dây dẫn chọn (nhà chế tạo cho trước) Icb – dòng điện phát nóng cưỡng ϴ2 – nhiệt độ cuối ngắn mạch ϴcpnm - nhiệt độ cho phép ngắn mạch Uvq – điện áp tới hạn phát sinh hồ quang = 84 ln ( ) r – bán kính ngồi dây dẫn (cm) a – Khoảng cách trục dây dẫn (cm) m – hệ số xét đến độ xù xì bề mặt dây dẫn Đố với sợi dẫn để lâu khơng khí m = 0,93 -:- 0,98 dây nhiều sợi xoắn m = 0,83 -:- 0,87 1.4 Chọn cáp điện lực 1.4.1 Các phương pháp lựa chọn tiết diện cáp điện lực * Chọn tiết diện dây dẫn theo mật độ dòng kinh tế: Phương pháp dùng cho lưới điện có điện áp U ≥ 110KV, lưới khơng có thiết bị sử dụng điện trực tiếp đấu vào vấn đề điện áp không cấp bách, chọn dây theo Jkt có lợi kinh tế nghĩa chi phí tính tốn năm thấp Lưới trung áp thị xí nghiệp nói chung khoảng cách tải điện ngắn, thời gian sử dụng công suất lớn chọn theo phương pháp * Chọn tiết diện theo tổn thất điện áp cho phép ΔUcp: Lưới trung áp nông thôn, hạ áp nông thôn, đường dây tải điện đến trạm bơm nông nghiệp, khoảng cách tải điện xa, tổn thất điện áp lớn, tiêu chất lượng điện dễ bị vi phạm nên tiết diện dây dẫn thường chọn theo phương pháp * Lựa chọn tiết diện theo phương pháp phát nóng cho phép Icp: Phương pháp dùng cho tiết diện dây dẫn cáp cho lưới hạ áp đô thị, hạ áp công nghiệp chiếu sáng sinh hoạt Lưới điện Jkt Cao áp Mọi đối tượng Trung áp Đô thị, công nghiệp ΔUcp Icp Nông thôn Hạ áp Nông thôn Đô thị, công nghiệp Tiết diện dù chọ theo phương pháp phải kiểm tra lại theo tiêu chuẩn sau đây: ∆ ≤ ∆ ∆ ≤ ∆ ≤ Trong đó: ΔUbt: - tổn thất điện áp đường dây trường hợp làm việc bình thường ΔUbtcp: - tổn thất điện áp cho phép đường dây làm việc bình thường ΔUsc: - tổn thất điện áp tuyến đường dây xảy cố nguy hiểm ΔUsccp: - tổn thất điện áp cho pháp xảy cố Isc: - dòng điện lớn chạy qua đường dây có cố Icp: - dòng điện cho phép ứng với tiết diện dây dẫn chọn (nhà chế tạo cho trước) Với lưới U ≤ 110 KV: ΔUbtcp = 10% Uđm ΔUsccp = 20% Uđm Với lưới U ≤ 35 KV: ΔUbtcp = 5% Uđm ΔUsccp = 10% Uđm Ngoài tiết diện dây dẫn thỏa mãn điều kiện độ bền học chống tổn thất vầng quang 1.4.2 Các điều kiện lựa chọn cáp điện lực Đại lượng chọn kiểm tra Điều kiện Điện áp định mức ≥ đ Tiết diện cáp chọn theo mật độ dòng kinh tế đ = Kiểm tra cáp theo điều kiện phát nóng bình thường Kiểm tra cáp theo điều kiện phát nóng cưỡng 1,3 ≥ ≥ ≤ Điều kiện ổn định nhiệt ngắn mạch 1.5 Chọn sứ đỡ sứ xuyên - Loại sứ: Chọ theo vị trí đặt - Điện áp: đ ≥ đ ≤ 0,6 - Kểm tra điều kiện ổn định động: Fph – lực phá hoại cho phép sứ (tra sổ tay tra cứu) - lực điện động đặt lên đầu sứ ngắn mạch bap ha: = – lực điện động tác động lên dẫn ngắn mạch bap – chiều cao sứ - chiều cao từ đáy sứ đến trọng tâm thết diện dẫn Máy biến điện áp 2.1 Khái niệm, phân loại máy biến điện áp 2.1.1 Khái niệm Hệ thống điện thường có điện áp cao nên đo lường bảo vệ gặp nhiều khó khăn.Nếu ta thiết kế ,chế tạo thiết bị đo lường bảo vệ với điện áp cao thi tốn nguy hiểm cho người sử dụng Vì ta cần giảm điện áp xuống để dùng thiết bị đo lường bảo vệ thông thường điện áp thấp ,tiêu chuẩn,an toàn Thiết bị dùng để giảm điện áp cao xuống điện áp thấp ,tiêu chuẩn gọi máy biến điện áp Máy biến áp đo lường gọi máy biến điện áp ký hiệu BU BU, có chức biến đổi điện áp sơ cấp xuống 100V 100√3 V, cấp nguồn cho mạch đo lường, điều khiển, tín hiệu, bảo vệ 2.1.2 Phân loại: Máy biến điện áp phân thành loại sau : - Theo số pha: máy biến điện áp pha máy biến điện áp ba pha - Theo số dây quấn: loại dây quấn loại dây quấn - Theo cấp xác : Được phân theo theo giá trị sai số cho phép - Theo phương thức làm mát : máy biến điện áp dầu, máy biến điện áp khơ (khơng khí) - Loại thiết bị có : máy biến điện áp nhà, máy biến điện áp trời máy biến điện áp cho thiết bị phân phối hợp 2.1.3 Các kiểu máy biến điện áp - Máy biến điện áp khô chế tạo với điện áp định mức ≤ 24KV, vật liệu điện epoxy - Máy biến điện áp dầu: Thường chế tạo với điện áp 35kv trở lên Sở dĩ mạng điện có điện áp cao U> 35KV thường sử dụng kiểu dầu : Dầu vừa cách điện tốt ,vừa làm mát tốt ,hơn dễ bảo quản xẩy cố chạm chập dây Tuy nhiên loại máy biến điện áp kiểu dầu có kết cấu phức tạp chúng thường có bình dãn dầu trình làm việc dễ gây cháy nổ Nhưng loại phù hợp với cấp điện áp cao ,vì U> 35kv để đảm bảo yêu cầu mặt cách điện trình làm việc ,người ta thường chế tạo loại máy biến điện áp kiểu ngâm dầu - Máy biến điện áp nối tầng:Với điện áp lớn 35kv để giảm kích thước cách điện,người ta dùng kiểu biến áp nối tầng ,mỗi tầng chịu điện áp định 2.1.4 Cấu tạo a) Biến điện áp khô Biến điện áp khô dùng cho TBPP nhà Biến điện áp khô pha dùng điện áp 6kV trở xuống, biến điện áp pha dùng cho điện áp đến 500kV b) Biến điện áp dầu Hình 1.2.1 Biến điện áp dầu pha a) Điện áp 35kV: – thùng dầu kép; – nắp; –đầu sứ xuyên phía cao áp; – mạch từ; – cuộn dây sơ cấp; – đầu thứ cấp; – chốt để tháo nắp; – dầu máy biến điện áp b) Điện áp 35kV Biến điện áp dầu chế tạo với điện áp 3kV trở lên, dùng cho TBPP nhà ngồi trời (Hình 1.2.1) Biến điện áp dầu pha trụ chế tạo với điện áp -:- 20kV Gồm mạch từ trụ (trong trụ có dây quấn, cịn hai trụ bên khơng có dây quấn từ thơng thứ tự khơng chạy qua), cịn hai cuộn dây thứ cấp nối hình hình tam giác hở Cuộn dây nối hình abc cung cấp cho dụng cụ đo lường, rơ le kiểm tra cách điện, cuộn dây a1-x1 nối rơ le điện áp tín hiệu điểm chạm đất lưới cao áp Bình thường Ua1-x1 = Ua + Ub + Uc = điểm lưới cao áp chạm đất điện áp Ua1-x1 = 3U0, (U0 điện áp thứ tự không) rơ le tác động báo tín hiệu chạm đất Hình 1.2.2 Biến điện áp ba pha năm trụ a) Bề ngoài; b) Sơ đồ nối dây c) Biến điện áp kiểu phân cấp Được dùng điện áp 110kV trở lên để giảm bớt kích thước làm nhẹ cách điện biến điện áp Biến điện áp kiểu phân cấp bao gồm nhiều tầng lõi từ xếp chồng lên nhau, mà cuộn dây sơ cấp phân bố lõi, cuộn dây thứ cấp lõi từ cuối Số tầng lõi từ phụ thuộc vào điện áp định mức 110kV có hai tầng, cịn 220kV có số tầng nhiều Đối với điện áp 500kV trở lên người dùng phận phân áp tụ để lấy phần điện áp cao đưa vào biến điện áp (hình 1.2.3) Điện áp lấy C2 khoảng 10 -:- 15kV, sau nhờ biến điện pha hạ xuống thích hợp cho đo lường, rơ le tự động hóa Để điện áp thứ cấp U2 không thay đổi theo phụ tải cần đặt thêm điện kháng P chống nhiễu N Hình 1.2.3 Bộ phận chia điện áp tụ 2.1.5 Sơ đồ nối dây biến điện áp a) Hai biến điện áp pha nối theo sơ đồ V/V Hình 1.2.4 Sơ đồ hai biến điện áp pha nối theo sơ đồ V/V Sơ đồ V/V cho phép đo điện áp dây (U AB, UBC) mà không đo điện áp pha Sơ đồ dùng cho lưới có dịng chạm đất nhỏ phụ tải ốt kế cơng tơ b) Biến điện áp ba pha năm trụ (như trình bày trên) c) Biến điện áp ba pha, ba trụ nối Y/Y: dùng cho lưới có dịng chạm đất bé để cung cấp cho dụng cụ đo lường điện áp dây khơng địi hỏi độ xác cao 2.2 Các tham số máy biến điện áp - Tỷ số biến đổi định mức: = đ đ đ U1 đm – điện áp định mức sơ cấp U2 đm – điện áp định mức thứ cấp - Sai số điện áp: ∆ = đ .100 - Cấp xác: sai số lớn trị số điện áp làm việc điều kiện: f = 50 HZ, U1 = 0,9 -:- 1,1Uđm, phụ tải thứ cấp thay đổi từ 0,25 đến định mức, cosφ =0,8 Cấp xác chế tạo theo mức sau: 0,2; 0,5; 1,0; 3,0 BU với cấp xác 0,2 dùng cho mẫu, cấp 0,5 dùng cho đo đếm điện năng, cấp dùng cho đồng hồ bảng,còn cấp cấp dùng cho bảo vệ - Phụ tải biến điện áp cách làm việc: Là công suất biểu kiến mạch thứ cấp với giả thiết điện áp thứ cấp định mức = Với = √ + 2đ tổng trở biến điện áp 2.3 Các điều kiện chọn máy biến điện áp 2.3.1 Sơ đồ nối dây kiểu biến điện áp Sơ đồ nối dây kiểu biến điện áp phải phù hợp với nhiệm vụ Để cấp cho cơng tơ cần hai biến điện áp nối V/V Nếu đồng thời dùng biến điện áp để kiểm tra cách điện mạng ba pha trung tính cách điện -:- 20kV dùng biến điện áp ba pha trụ (Yo/Yo/Δ , 0, 0, tam giác hở), mạng 35 kV trở lên người ta dùng ba máy biến điện áp pha nối Yo/Yo/Δ , 0, 0, tam giác hở 2.3.2 Điều kiện điện áp: Điện áp định mức biến điện áp phải phù hợp với điện áp mạng 2.3.3.Cấp xác: Cấp xác chọn phải phù hợp với nhiệm vụ nhiệm vụ biến điện áp 2.3.4 Công suất định mức: Tổng phụ tải nối vào biến điện áp S2 phải bé hay công suất định mức biến điện áp với cấp xác chọn ≤ đ Khi tính S2 tính phụ tải dụng cụ đo lường, khơng cần tính tổng trở dây dẫn ảnh hưởng khơng đáng kể 2.3.5 Chọn dây dẫn nối biến điện áp với dụng cụ đo lường Tiết diện dây dẫn chọn cho điện áp không vượt 0,5% điện áp định mức thứ cấp có cơng tơ 3% khơng có cơng tơ Theo điều kiện sức bền cơ, thiết diện dây đồng tối thiểu 1,5m2, dây nhôm 2,5mm Máy biến dòng điện 3.1 Cấu tạo, phân loại máy biến dịng điện Biến dịng có hai loại chính: Biến dịng kiểu xun biến dịng kiểu đế 3.1.1 Biến dịng kiểu xun Gồm có cuộn dây sơ cấp dẫn xuyên qua lõi từ, cịn cuộn dây thứ cấp quấn lõi từ (hình 1.3.1.a) Tùy theo dòng định mức sơ cấp mà dẫn xun có hình dạng khác nhau, hình 1.3.1.b có dạng thẳng, tiết diện to dùng cho dịng 600A trở lên, cịn hình 1.3.1.c cong tiết diện nhỏ dùng cho dịng điện nhỏ 600A Khi dòng định mức sơ cấp lớn (600 -:- 1800A) điện áp 20kV, cuộn dây sơ cấp hình máng (hình 1.3.1.d) Số lượng lõi từ cuộn dây thứ cấp phụ thuộc vào công dụng loại Trong biến dòng kiểu xuyên lõi cuộn dây thứ cấp bọc nhựa cách điện epoxy Hình 1.3.1 Máy biến dòng kiểu xuyên a) Sơ đồ nguyên lý; b) Biến dòng điện dòng sơ cấp từ 600A trở lên; c) Biến dòng điện dòng sơ cấp 600A; d) Biến dòng điện dòng sơ cấp lớn: 1- lõi thép, – cuộn dây thứ cấp, – cuộn dây sơ cấp (thanh dẫn xuyên), – đầu nối cuộn sơ cấp, – vỏ cách điện 3.1.2 Biến dịng điện kiểu đế: Dùng cho TBPP ngồi trời Hình 1.3.2 Biến dịng điện kiểu đế a) Một cấp; b) Phân cấp Vỏ máy biến dòng sứ, cách điện bên giấy dầu (hình 1.3.2.a) Trong thùng sứ chứa đầy dầu, phía thùng có hộp đầu cuộn dây thứ cấp (thường có cuộn dây thứ cấp) Khi điện áp cao, thực cách điện cuộn dây sơ cấp thứ cấp gặp khó khăn Vì vật với điện áp cao 220kV cao người ta dùng biến dòng kiểu phân cấp (hình 1.3.2.b) cấp có lõi thép riêng 3.2 Nguyên lý làm việc, tham số máy biến dòng điện 3.2.1 Nguyên lý làm việc Ở mạch điện xoay chiều, nguyên lý làm việc biến dòng tương tự máy biến áp( máy biến dòng thiết bị điện từ tĩnh, làm việc theo nguyên lý cảm ứng điện từ, dùng để biến đổi trị số dòng điện xoay chiều giữ nguyên tần số) Với máy biến dòng cao ta cho dòng điện I1 qua cuộn dây sơ cấp phía thứ cấp cho dịng điện I2 khác với phía sơ cấp giữ nguyên tần số Với máy biến dòng hạ ta cho dòng điện I1 xuyên qua lõi thép có quấn cuộn dây thứ cấp phía thứ cấp cho dịng điện I2 khác với phía sơ cấp giữ nguyên tần số 3.2.2 Các chế độ làm việc máy biến dòng: - Chế độ ngắn mạch dòng sơ cấp, mạch thứ cấp có phụ tải Z2: Tỷ số dòng ngắn mạch sơ cấp dòng định mức gọi bội số dòng máy biến dòng: = 1đ Khi n lớn, sai số máy biến dòng tăng sai số phụ thuộc vào dòng thứ cấp I2 tải Z2 Thường với mạch bảo vệ, bội số dòng điện máy biến dòng phải đạt giá trị cho sai số 10% -Chế độ hở mạch thứ cấp máy biến dịng: Khi thứ cấp hở mạch, phía thứ cấp có điện áp cảm ứng với biên độ cao gây nguy hiểm cho người thiết bị thứ cấp(lõi thép bị bão hòa) Để chống tượng bão hòa mạch từ, người ta chế tạo máy biến dịng có khe hở khơng khí, cịn gọi biến dịng tuyến tính Máy biến dịng có tỷ số dòng điện tỷ lệ nghịch với số vòng dây Do đó, thay đổi tỷ số biến cách thay đổi số vịng dây phía sơ cấp thứ cấp 3.2.3 Các tham số máy biến dòng điện Điện áp định mức: trị số điện áp dây lưới điện mà máy biến dòng làm việc Điện áp định cách điện phía sơ cấp thứ cấp máy biến dòng Dòng điện định mức phía sơ cấp thứ cấp dịng điện làm việc dài hạn theo phát nóng, có dự trữ Hệ số biến đổi tỷ số sơ cấp thứ cấp định mức: = đ đ đ - Hệ số biến đổi thường chế tạo sau: 10/5A; 15/5; 20/5; 25/5; 50/5A; 75/5; 100/5; 150/5; 200/5; 250/5; 300/5; 400/5; 500/5; 600/5; 700/5; 750/5; 800/5; 850/5; 900/5; 950/5 ; 1.000/1; 1.500/1, Phụ thuộc vào sai số, máy biến dịng điện có cấp xác sau: - Cuộn đo lường: 0,2; 0,5; - Cuộn bảo vệ: 5P10, 5P20, 10P10,… (5P20: dòng điện qua máy biến dòng tăng lên gấp 20 lần dòng điện định mức sai số 5%) -Tải định mức biến dịng tổng trở tính W, với cosj=0,8 mà biến dịng làm việc với cấp xác tương ứng Công suất định mức máy biến dòng: 2đ = 2đ 2đ Bội số dòng định mức giới hạn tỷ số dòng sơ cấp dòng sơ cấp định mức mà sai số dòng điện đến 10% 3.3 Cách tính chọn máy biến dịng 3.3.1 Sơ đồ nối dây kiểu máy: Sơ đồ nối dây đủ ba pha, hai pha hay pha, tùy thuộc vào nhiệm vụ biến dịng Kiểu biến dịng phụ thuộc vào vị trí đặt chúng 3.3.2 Điện áp định mức: đ ≥ 3.3.3 Dòng điện định mức sơ cấp: đ đ ≥ 3.3.4 Cấp xác: Cấp xác biến dịng điện chọn phải phù hợp với yêu cầu dụng cụ nối vào phía thứ cấp 3.3.5 Phụ tải thứ cấp: Tương ứng với cấp xác, biến dịng có phụ tải định mức ZđmBI Để đảm bảo độ xác yêu cầu, tổng phụ tải phía thứ cấp Z2 (kể dây dẫn) khơng vượt phụ tải định mức: đ ≥ = + Zdc – tổng trở phụ tải dụng cụ đo Zdd – tổng trở dây dẫn từ BI đến dụng cụ đo Trường hợp giới hạn: đ − = ≈ = Từ suy tiết diện dây dẫn: ≥ đ − ρ – điện trở suốt vật liệu làm dây dẫn; ltt – chiều dài tính tốn dây dẫn, phụ thuộc vào sơ đồ nối dây máy biến dòng chiều dài thực từ BI đến thiết bị đo l: Sơ đồ dùng ba BI pha nối hình ltt = Hình 1.3.3 Sơ đồ dùng ba BI pha nối hình (Sơ đồ dùng để cấp nguồn cho thiết bị đo lường ba pha hay thiết bị bảo vệ rơ le pha chống ngắn mạch nhiều pha) Sơ đồ dùng hai BI pha nối hình ltt = √3.l Hình 1.3.4 Sơ đồ dùng BI pha nối hình (Sơ đồ dùng để cấp nguồn cho thiết bị đo lường ba pha hay thiết bị bảo vệ rơ le pha chống ngắn mạch nhiều pha) Sơ đồ dùng BI pha nối hình ltt = 2l Hình 1.3.5 Sơ đồ dùng BI pha nối hình (Sơ đồ dùng để cấp nguồn cho thiết bị đo lường pha hay thiết bị bảo vệ rơ le pha) Để đảm bảo độ bền xác, tiết diện dây dẫn không nhỏ 1,5mm2 dây đồng 2,5mm2 dây nhôm 3.3.6 Kiểm tra ổn định động √2 đ đ ≥ Kđ – bội số ổn định động BI; Iđm1 – dòng định mức sơ cấp BI – dịng xung kích Riêng biến dòng kiểu sứ đỡ, điều kiện ổn định động là: ≥ – Lực tác động cho phép lên đầu sứ – lực tính tốn đặt lên đầu sứ biến dòng 3.3.7 Kiểm tra ổn định nhiệt ( đ đ đ đ ) đ ≥ – bội số ổn định nhiệt định mức BI – thời gian ổn định nhiệt định mức BN – xung lượng nhiệt dòng ngắn mạch Cần lưu ý rằng, chọn máy biến dòng cho số sơ đồ điện cụ thể, tùy theo đặc điểm nó, khơng cần thiết phải kiểm tra tất điều kiện Ví dụ: - Các máy biến dòng đặt tủ phân phối hạ áp trạm biến áp phân phối có phụ tải nhỏ (vài VA) dây dẫn từ BI đến đồng hồ ngắn tính tiết diện nhỏ, để đảm bảo tính xác cho đồng hồ đo đếm cần chọ dây đồng không nhỏ 1,5mm Cũng không thiết phải kiểm tra ổn định động, ổn định nhiệt BI ...LỜI GIỚI THIỆU Phần điện nhà máy thủy điện nước ta ngày nhà máy thủy điện Việc giẳ dắn vấn đề vận hành nhà máy thủy điện trạm biến áp chúng mang lại lợi ích khơng... điện Bài 2: Vẽ sơ đồ nối điện tự dùng nhà máy điện Bài 3: Mạch thứ cấp nhà máy thủy điện Bài 4: Nguồn thao tác nhà máy thủy điện Bài 5: Thiết bị phân phối điện Trong trình biên soạn, nhóm tác... góp qua nhiều máy cắt 36 1.4 Sơ đồ cầu 36 Sơ đồ nối điện nhà máy nhiệt điện ngưng 39 Sơ đồ nối điện nhà máy nhiệt điện rút 40 Sơ đồ nối điện nhà máy thủy điện