Giáo trình Kỹ thuật cao áp

CHƢƠNG I: GIỚI THIỆU  Lịch sử phát triển điện áp truyền tải  Các loại áp lực (stress) tác động lên hệ thống cách điện  Áp lực điện áp  Đặc tính chịu đựng điện áp Lịch sử phát triển điện áp truyền tải SO SÁNH HVAC VÀ HVDC Lợi ích của việc truyền tải ở điện áp cao  Tăng độ ổn định vận hành  Giảm tổn thất Công suất truyền tải lớn nhất của đƣờng dây ac vận hành ổn định L Z V P 2  V: điện áp vận hành Z L : tổng trở xung (250) V (kV) 400 700 1000 1200 1500 P (MW) 640 2000 4000 5800 9000 Tổn thất trên 1 đơn vị chiều dài đƣờng dây (chỉ xem do điện trở đƣờng dây gây ra) 2 2 cos         M M L U P rrIP P M : công suất tại đầu nhận U M : điện áp tại đầu nhận Công suất tại đầu nhận của đƣờng dây truyền tải ngắn không bù (≤ 80 km) U G U M I IX L     sincos L MG MM X UU IUP  Giảm tổn thất bằng biện pháp nâng cao điện áp truyền tải Phân loại điện áp Các cấp điện áp ở Việt Nam Loại Lưới Điện áp Truyền tải 110, 220, 500 kV Phân phối Trung thế 6 -35 kV Hạ thế 380/220 V Phân loại điện áp theo qui định của EVN Loại điện áp Điện áp Hạ áp U  1 kV Trung áp 1 ≤ U ≤ 35 kV Cao áp 35 < U ≤ 220 kV Siêu cao áp U > 220 kV [...]... lực có thể xảy ra trong quá trình chế tạo, thử nghiệm, vận chuyển, lắp đặt và vận hành với tuổi thọ ƣớc lƣợng là 30 năm  Các yếu tố quyết định thiết kế thiết bị điện  Các loại áp lực tác động  Độ bền vật liệu  Phối hợp cách điện Áp lực điện áp  Điện áp vận hành  Quá điện áp do sét đánh  Quá điện áp do thao tác (vận hành) hệ thống  Quá điện áp tức thời * Quá điện áp có tính chất quá độ Phụ thuộc... điện cục bộ  độ bền điện chất rắn tẩm chất lỏng  giấy hoặc chất lỏng riêng rẽ  Cách điện chất rắn tẩm chất lỏng có thể tạo thành toàn bộ hệ thống cách điện (cáp, tụ điện) hoặc một phần (máy biến áp)  VD: máy biến áp dầu, cáp cao áp, tụ cao áp, sứ xuyên ... điện áp Điện áp thử nghiệm Phóng điện cục bộ Gia nhiệt Điện áp vận hành Phóng điện cục bộ Áp lực hóa học Electrical treeing Water treeing Vết rạn nứt bề mặt Thoái hóa hóa học Áp lực nhiệt Thoái hóa vật lý Áp lực cơ Rạn nứt cách điện Phóng điện đánh thủng Phóng điện bề mặt Giảm đặc tính điện Giảm độ bền cơ “Kết thúc tuổi thọ”  Hệ thống cách điện phải đƣợc thiết kế để chịu đƣợc tất cả các loại áp lực... Phân phối Weibull Sự phụ thuộc thời gian của điện áp phóng điện xung  Giá trị điện áp phóng điện xung giảm khi thời gian quá điện áp tăng  Thời gian phóng điện phụ thuộc vào tốc độ gia tăng điện áp  Xây dựng đƣợc đặc tính điện áp – thời gian của một hệ thống cách điện xác định  đặc trƣng cho mỗi loại thiết bị cách điện hay cấu trúc  Đặc tính điện áp- thời gian phụ thuộc vào hình dáng điện cực ... dƣới áp suất cao đƣợc sử dụng (một vài atm)  Cần chất rắn cách điện làm vật liệu cấu trúc  VD:  Máy cắt khí nén - GIS (>145 kV)  Máy cắt khí ở áp suất thƣờng (12, 24 kV)  Máy biến áp cách điện bằng khí (SF6 trộn Freon)  Máy điện quay điền kín bằng hydro  Cáp cách điện bằng khí  CB (SF6, khí nén, chân không)  Thuận lợi của hệ thống cách điện khí kín o Cần không gian nhỏ o Độ bền điện cao o... điện áp nội bộ (do hệ thống sinh ra và phụ thuộc vào thiết kế hệ thống)  Do thiết bị điện chịu tác động của quá điện áp trong suốt thời gian hoạt động  cách điện của thiết bị phải đƣợc thiết kế và thử nghiệm ở một mức điện áp lớn hơn điện áp vận hành của thiết bị theo tiêu chuẩn Quá điện áp do sét đánh  Nguồn gốc: do sét đánh  Một chiều và tồn tại trong thời gian rất ngắn  Tốc độ gia tăng điện áp. .. khí  CB (SF6, khí nén, chân không)  Thuận lợi của hệ thống cách điện khí kín o Cần không gian nhỏ o Độ bền điện cao o Độ an toàn điện cao o Không bị ảnh hƣởng của môi trƣờng xung quanh  Bất lợi o Nén khí ở áp suất cao đòi hỏi độ an toàn cơ học cao o Yêu cầu độ kín cao o Tiềm ẩn nguy cơ cháy nổ khi bị sự cố o Nhạy cảm với sự ô nhiểm (ẩm độ, hạt (sợi) tạp chất) Hệ thống cách điện bằng chất lỏng và Chất... cực  Tốc độ gia tăng điện áp nhỏ hơn xung sét đánh  Biên độ và hình dạng xung phụ thuộc điện áp hệ thống  Trong phạm vi phòng thí nghiệm, xung quá điện áp nội bộ cũng đƣợc tạo bởi máy phát xung (Marx generator) Thời gian đầu sóng: TP Thời gian xung giảm còn ½ giá trị cực đại: T2 Xung tiêu chuẩn: T1 = 250 µs T2 = 2500 µs Đặc tính chịu đựng điện áp của vật liệu  Khi điện áp tác dụng lên hệ thống cách... treo, sứ đỡ, sứ xuyên…) Vật dẫn có điện áp cao Chất rắn chống đỡ cách điện Không khí Đất  Trong một số trƣờng hợp cách điện hỗn hợp không khí -chất rắn đƣợc sử dụng  không khí và chất rắn chịu tác động của cƣờng độ điện trƣờng khác nhau  phóng điện trong khe không khí không dẫn đến phóng điện toàn phần  VD: máy biến áp khô, thanh cái có bọc cách điện, đầu nối cáp, máy cắt cách điện bán phần… Chất... điện áp- thời gian phụ thuộc vào hình dáng điện cực  Điện cực cầu-cầu đƣợc sử dụng nhƣ thiết bị bảo vệ chống quá điện áp trong hệ thống điện Phối hợp cách điện  Để ngăn ngừa hƣ hỏng, mức cách điện của các thiết bị trong hệ thống điện phải lớn hơn biên độ quá điện áp  Biên độ quá điện áp bị giới hạn ở mức bảo vệ bởi các thiết bị bảo vệ  Mức cách điện của thiết bị phải lớn hơn mức bảo vệ khoảng 15-25% . áp Điện áp Hạ áp U  1 kV Trung áp 1 ≤ U ≤ 35 kV Cao áp 35 < U ≤ 220 kV Siêu cao áp U > 220 kV