Để đảm bảo tính mạng cho con người khi sử dụng, bảo vệ các thiết bị điện và tránh khỏi những tổn thất kinh tế có thể xảy ra thì Khí cụ điện càng ngày càng đòi hỏi nhiều hơn, chất lượng t
Trang 1BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KĨ THUẬT TP HỒ CHÍ MINHKHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ
TÌM HIỂU VỀ KCĐ ĐÓNG NGẮT TRUNG CAO ÁP CÓ BẢO VỆ:
Trang 21.2.1 Định nghĩa và thông số kỹ thuật 4
1.2.2 Phân loại máy cắt 9
3.1 Mô tả và cấu tạo 21
3.1.1 Máy cắt điện khí SF6 220Kv-(Dead Tank Sf6 220kv Outdoor Circuit Breaker) 21
3.1.2 Máy cắt cao áp 3 pha cố định- 3AP Dead Tank Compact - the versatile (từ 145kv đến 245kv) 24
3.1.3 Máy cắt không khí – FIX – ACB Mitsubishi 26
3.2 Tham số kỹ thuật một số loại máy 28
3.3 Mạch điện ứng dụng 30
Trang 3PHẦN A: MỞ ĐẦULỜI GIỚI THIỆU
Thế kỉ 21, quá trình công nghiệp hóa, hiện đại hóa đang diễn ra vô cùng mạnh mẽ Để thực hiện được quá trình này thì phải có nguồn năng lượng rất lớn, mà điện năng chiếm vai trò vô cùng quan trọng, điện lực đã đóng góp một phần rất lớn đáp ứng nhu cầu phát triển của đất nước Khi sự phát triển của các lĩnh vực đặc biệt là công nghiệp đang tăng dần một cách nhanh chóng, đòi hỏi nhu cầu tiêu thụ điện năng rất lớn để đáp ứng sản xuất – kinh doanh cũng như các hoạt động sinh hoạt chiếu sáng của xã hội đang ngày tăng cao Điện năng cung cấp cho mọi ngành, mọi lĩnh vực, mọi đối tượng Tuy nhiên trong quá trình sử dụng điện thì không thể tránh khỏi những sự cố, rủi ro xảy ra như hiện tượng tăng áp, hiện tượng ngắn mạch, Để đảm bảo tính mạng cho con người khi sử dụng, bảo vệ các thiết bị điện và tránh khỏi những tổn thất kinh tế có thể xảy ra thì Khí cụ điện càng ngày càng đòi hỏi nhiều hơn, chất lượng tốt hơn và luôn đổi mới công nghệ.
Cùng với sự phát triển của Khoa học – Kỹ thuật thì các loại Khí cụ điện hiện đại được sản xuất ra luôn đảm bảo khả năng tự động hóa cao, chính vì vậy mà nhóm em đã chọn đề tài TÌM HIỂU VỀ KCĐ ĐÓNG NGẮT TRUNG CAO ÁP CÓ BẢO VỆ, MÁY CẮT TĨNH VÀ MÁY CẮT ĐỘNG.
Trang 4PHẦN B: NỘI DUNG
1 Khí cụ điện đóng ngắt trung cao áp 1.1 Khái niệm
Khí cụ điện đóng ngắt là loại khí cụ có chức năng đóng cắt mạch điện bằng tay hay tự động khi gặp sự cố hay cần sửa chữa.
Ví dụ: Cầu dao cách ly, máy cắt điện, cầu dao, attomat, công tắc, nút nhấn
1.2 Máy cắt cao áp
Máy cắt trung, cao áp gọi chung là máy cắt cao áp Máy cắt trung áp được quy định từ 1KV đến 52KV, lớn hơn 52KV được quy về cao áp Máy cắt cao áp (MCCA) là khí cụ điện đóng cắt chuyên dùng để đóng cắt mạch điện xoay chiều từ 3KV trở lên ở tất cả các chế độ vận hành: đóng cắt điện định mức, dòng điện ngắn mạch, dòng điện không tải, máy biến áp điện lực, dòng điện dung của tụ và đường dây.
H.1 Tủ máy cắt không khí UX trung áp của ABB Máy cắt chính
Dao tiếp đất của CB Kết nối máy cắt
Các thông số cơ bản của máy cắt là: điện áp định mức, điện áp xoay chiều thử cách điện 1 phút tần số công nghiệp, điện áp xung sét, dòng điện định mức, dòng điện cắt mạch định mức, công suất cắt định
Trang 5mức, thời gian đóng và thời gian cắt Chúng ta lưu ý 1 số giá trị được định nghĩa: Trị số định mức : Là giá trị của đại lượng đặc trưng sử dụng để xác định các điều kiện vận hành mà thiết bị đóng cắt được thiết kế và chế tạo mà nhà sản xuất phải đảm bảo theo đúng nó Trị số chịu đựng: Là giá trị lớn nhất của đại lượng đặc trưng mà thiết bị đóng cắt được phép nhưng không gây ra hư hỏng, suy giảm tính năng thiết bị Trị số chịu đựng ít nhất phải bằng trị số định mức Trị số tiêu chuẩn: là giá trị được định nghĩa trong các quy định chính thức mà nhà thiết kế thiết bị phải dựa vào đó để tính toán thiết kế chế tạo thiết
Cấp tiêu chuẩn dòng ngắn hạn định mức(KA): 6.3; 8; 10; 12.5; 16; 20; 25; 31.5; 40; 50; 63; 80; 100 Điện áp định mức: Quy định là điện áp dây , tính theo trị số hiệu dụng, đặt lên máy cắt trong thời gian làm việc dài hạn mà cách điện của máy cắt không bị hỏng hóc Đây là giới hạn trên của giá trị cao nhất của điện áp lưới điện được phép đặt trên các đầu cực tiếp điểm của thiết bị.
Điện áp đặt: Là giá trị điện áp giữa các đầu cực của thiết bị đóng cắt ngay trước khi đóng dòng điện Điện áp phục hồi: Là giá trị điện áp xuất hiện trên các đầu cực của thiết bị đóng cắt (hay các cầu chì) sau khi dòng điện bị ngắt.
Điện áp thử cách điện 1 phút tần số công nghiệp: Là trị số hiệu dụng của điện áp xoay chiều hình sin ở tần số hệ thống mà cách điện của thiết bị phải chịu đựng trong 1 phút với các điều kiện thử nghiệm quy định theo IEC71-1 và IEC71-2 Điện áp xung sét định mức: là giá trị đỉnh của điện áp xung sét tiêu chuẩn 1,2/50 μs mà cách điện thiết cbị phải chịu đựng được Điện áp chịu xung đóng mở định mức: là giá trị đỉnh của điện áp đóng mở với tiêu chuẩn 250/2500 μs mà các thiết bị có điện áp trên 300 KV phải chịu đựng được quy định trong IEC 694 và DIN VDE 0670.
Các trị số tiêu chuẩn cho máy cắt, dao cách ly, cầu dao và cầu dao nối đất theo IEC 694 và DIN VDE 0670
Trang 7Dòng điện định mức: là trị số hiệu dụng của dòng điện chảy qua máy cắt trong thời gian làm việc dài hạn mà máy cắt không bị hỏng hóc.
Dòng điện ổn định nhiệt: là trị số hiệu dụng của dòng điện ngắn mạch chảy qua máy cắt với thời gian cho trước mà nhiệt độ của mạch vòng dẫn điện không vượt quá nhiệt độ cho phép ở chế độ ngắn mạch Giá trị thường được cho kèm theo thời gian quy định.
Dòng điện ổn định điện động (còn gọi là dòng xung kích): là trị số lớn nhất của dòng điện ngắn mạch mà lực điện động do nó sinh ra không làm hỏng máy cắt Giá trị dòng xung kích được tính bằng:
Ixk =1,8 Inm kA( ) INM dòng điện ngắn mạch, giá trị hiệu dụng (kA).
Dòng điện đóng: Là trị số đỉnh nửa sóng đầu của dòng điện ở một cực của thiết bị đóng cắt khi đóng.
Dòng điện đỉnh: Là trị số đỉnh nửa sóng đầu của dòng điện trong khi xảy ra quá độ sau khi dòng điện bắt đầu chảy, thiết bị đóng cắt phải chịu ở vị trí đóng trong các điều kiện quy định.
Dòng điện cắt: Dòng điện ở một cực của thiết bị đóng cắt hoặc của cầu chì ở ngay thời điểm ban đầu của hồ quang trong quá trình cắt.
Dòng điện chịu ngắn mạch: là trị số hiệu dụng của dòng điện ngắn mạch khi thiết bị ở vị trí đóng có thể dẫn dòng ngắn mạch ở điều kiện sử dụng và tính năng quy định.
Khả năng đóng: Là trị số dòng điện đóng lớn nhất, ở điện áp đã cho thiết bị đóng cắt có thể đóng trong điều kiện sử dụng và tính năng quy định để đóng tới giá trị làm việc.
Khả năng cắt: Là giá trị dòng điện cắt chờ đợi lớn nhất, ở điện áp đã cho thiết bị đóng cắt có thể cắt trong điều kiện sử dụng và tính năng quy định để ngắt giá trị dòng điện làm việc.
Dòng điện cắt định mức: là dòng điện lớn nhất mà máy cắt có thể cắt được một cách tin cậy ở điện áp phục hồi giữa 2 pha bằng điện áp định mức của mạch điện Dòng điện cắt định mức có giá trị bằng giá trị hiệu dụng của thành phần chu kỳ của dòng điện tại thời điểm các tiếp điểm bắt đầu mở ra Máy cắt phải cắt mạch một cách tin cậy ngay cả khi trong dòng điện có chứa thành phần không chu kỳ xuất hiện tại thời điểm các tiếp điểm bắt đầu mở ra , và khi giá trị ban đầu của thành phần không chu kỳ bằng biên độ của thành phần chu kỳ, còn hằng số thời gian suy giảm của thành phần không chu kỳ Ta = 0,05s Trên đồ thị dưới đây dòng ngắn mạch có thành phần không chu kỳ, trên hình ta có thể thấy cách xác định giá trị dòng điện cắt Ic
Trang 8Đồ thị dòng ngắn mạch có chứa thành phần không chu kỳ Công suất cắt định mức:(3 pha)
SC Un IC = (MVA) Un : điện áp định mức (kV); IC : dòng điện cắt định mức (kA).
Trên thực tế, công suất cắt của máy cắt gần bằng với công suất ngắn mạch ở chỗ đặt máy cắt.
Thời gian đóng: là quảng thời gian từ khi có tín hiệu “đóng” được đưa vào máy cắt cho đến khi tiếp điểm máy cắt đóng hoàn toàn và tin cậy.
Thời gian cắt: Thời gian này được tính từ thời điểm cho tín hiệu để tác động máy cắt cắt mạch đến thời điểm tiếp điểm phân tách hoàn thành và hồ quang bị dập tắt ở tất cả các cực.
Ví dụ dưới đây để minh họa giá trị các thông số cơ bản của 1 máy cắt SF6 của hãng ABB: Máy cắt EXK-0 145kV 2500A 40kA
Trang 91.2.2 Phân loại máy cắt
a Phân loại theo môi trường dập hồ quang:
Máy cắt dầu: dầu được sử dụng như chất cách điện và dâp hồ quang.
Máy cắt khí nén: Sử dụng không khí nén đến áp suất 30 bar bên trong thùng khí của máy cắt khi các tiếp điểm rời nhau, khí nén thổi qua các tiếp điểm dạng lỗ dập tắt hồ quang và thiết lập khe hở cách điện
Máy cắt chân không: môi trường chân không với áp suất khoảng 10-11 bar được sử dụng làm môi trường dập tắt hồ quang và cách điện nhờ khả năng phục hồi độ bền điện cao.
Máy cắt tự sinh khí: dùng vật liệucách điện có khả năng tự sinh khí ở nhiệt độ cao và khísinh ra có độ bền điện cao để dập tắt hồ quang và phục hồi cách điện.
Máy cắt khí SF6: Sử dụng khí sunfur hexaflour SF6 làm môi trường cách điện và dập tắt hồ quang Khí SF6 là khí mang điện tích âm và có độ bền điện môi gấp 3 lần không khí trong cùng điều kiện áp suất SF6 không độc, không mùi và không cháy.
b.Phân loại theo môi trường làm việc: Máy cắt lắp đặt trong nhà.
Trang 10Máy cắt lắp đặt ngoài trời c.Phân loại theo kết cấu:
Máy cắt tự động đóng lại hay còn gọi là Recloser là máy cắt có kèm thêm bộ điều khiển cho phép
người ta lập trình số lần đóng cắt lập đi lập lại theo yêu cầu đặt trước, đồng thời đo và lưu trữ lại một số đại lượng cần thiết như U, I, P, thời điểm xuất hiện ngắn mạch
Cấu tạo của Recloser có gì?
VD1: Cấu tạo Máy cắt tự đóng lại Auto-Recloser ATELEC 38kV
Cơ cấu truyền động kiểu điện từ đảm bảo thiết bị đóng cắt nhẹ nhàng đồng thời cả 3 pha, số lần đóng cắt lên đến 10000 làn thao tác.
Bộ ngắt chân không: bao gồm tiếp điểm chân không lắp theo phương thẳng đứng + Vật liệu cách điện HCEP
+ Vật liệu cách điện epoxy cao cấp, đặc biệt chống nước + Trọng lượng nhẹ và thiết kế nhỏ gọn, dễ dàng lắp đặt và thao tác + Nâng cao hiệu suất vận hành trong môi trường bị ô nhiễm nặng + Nâng cao độ bền và thời gian sử dụng thiết bị.
Trang 12Công dụng:
+ Bảo vệ quá dòng pha + Bảo vệ lặp lại pha
+ Bảo vệ lặp lại trình tự bằng không + Bảo vệ tần số
+ Bảo vệ điện áp đường dây + Giới hạn hiện tại xâm nhập + Bảo vệ trình tự phủ định + Chuyển đổi bảo vệ hoạt động
Do nhiều trường hợp ngắn mạch xảy ra ở các nguồn cấp trung áp có bản chất là thoáng qua, nên
recloser là thiết bị cần thiết để nâng cao tính liên tục và chất lượng của điện năng trong các lưới điện
trung thế trên Việt Nam cũng như toàn thế giới.
Phân loại:
-Theo môi trường dập hồ quang: dầu, chân không.
-Theo vật liệu cách điện:dầu, không khí, khí FS6, nhựa epoxy.
-Theo kĩ thuật điều khiển: điều khiển cơ, thủy lực, điều khiển theo kĩ thuật điện từ hay kĩ thuật điện tử -Theo tần số đóng lại: 1 lần hoặc 2 lần
-Theo số pha thực hiện: TĐL 1 pha và TĐL 3 pha -Theo môi trường làm việc: Trong nhà và ngoài ttrời -Theo kết cấu: máy cắt hợp bộ và máy cắt rời
2.2 T đóng l i 1 phaự ạ
Hình trên mô tả bên trong của 1 loại TĐL một pha, sử dụng trong hệ thống phân phối 380KV