Bài giảng chương II các thiết bị chính trong nhà máy điện và trạm biến áp (phần 3)

11/14/2012 1 CÁC KHÍ CỤ ĐIỆN & CÁC PHẦN DẪN ĐIỆN CHƯƠNG II PHẦN III I. KHÁI NIỆM Khí cụ điện Để vận hành được trong NMĐ và TBA, ngoài các thiết bò chính như máy phát, máy biến áp còn cần phải có các khí cụ điện và các phần dẫn điện 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  Nhiệm vụ và công dụng : Máy cắt điện là khí cụ điện dùng để đóng cắt một phần tử của hệ thống điện như máy phát, máy biến áp, đường dây v v trong lúc làm việc bình thường cũng như khi có sự cố (ngắn mạch).  Ký hiệu : MC  u cầu của máy cắt: thời gian cắt ngắn, khi đóng cắt khơng gây cháy nổ, trọng lượng phải gọn nhẹ, kết cấu đơn giản… Máy cắt dầu 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 U đm đến 15 kV Máy cắt điện chân khơng • Các đầu tiếp xúc để đóng cắt đặt trong buồng chân khơng • Ưu điểm nổi bật là kích thước nhỏ, chế tạo phức tạp u cầu kỹ thuật cao, giá cao • Hiện nay trong thời gian thử nghiệm và chế tạo với U đm đến 22 kV Máy cắt phụ tải • Chỉ có khả năng đóng cắt dòng điện bình thường, khơng 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 Máy cắt 365 kV II. MÁY CẮT ĐIỆN CAO ÁP Máy cắt 220 kV II. MÁY CẮT ĐIỆN CAO ÁP  Nhiệm vụ và cơng dụng : tạo khoảng cách trơng thấy được để đảm bảo an tồn khi sửa chữa thiết bị. Trong khả năng DCL cũng có thể đóng cắt mạch điện trong một số trường hợp, đóng cắt khi khơng có dòng hoặc dòng nhỏ, điện áp khơng cao lắm, sau khi máy cắt đã cắt mạch điện  Ký hiệu :  DCL có cấu tạo đơn giản không có buồng dập hồ quang, chủ yếu truyền động bằng tay MC DCL DCL III. DAO CÁCH LY 11/14/2012 4 Dao caựch ly III. DAO CCH LY DCL 500 kV ụỷ traùm Phuự Laõm III. DAO CCH LY Mụỷ DCL 345 kV III. DAO CCH LY Mụỷ DCL 500 kV III. DAO CCH 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 Cầu chì cao thế Khi dòng điện ngắn mạch lớn, ta khơng 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 khơng cần thiết. Trò số dòng ngắn mạch được xác đònh gần đúng theo biểu thức : Trong đó E là điện áp nguồn, không thể thay đổi X Σ là tổng trở đến điểm ngắn mạch IV. KHÁNG ĐIỆN  Kháng điện là một cuộn dây điện cảm gồm w vòng, khơng có lõi. Chế tạo khơng có lõi vì u 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 (K 1 , K 2 ) Kháng đường dây (K I , K II , K III ) Kháng đơn (K I , K III ) Kháng kép (K II ) IV. KHÁNG ĐIỆN 11/14/2012 7 Theo cấu tạo Kháng điện bê tơng (sử dụng rộng rãi) Kháng điện dầu - Kháng điện bê tơng chủ yếu sử dụng với điện áp ≤ 35KV. - Kháng điện bê tơng 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 tơng làm mát bằng khơng khí kháng điện dầu làm mát bằng dầu. IV. KHÁNG ĐIỆN BU kiểu tụ 500 kV V. KHÍ CỤ ĐIỆN ĐO LƯỜNG 1. Máy biến điện áp (BU) 1. Máy biến điện áp (BU)  Nhiệm vụ và cơng dụng : biến đổi điện áp cao U 1 về điện áp thấp U 2 tương ứng với thiết bị đo lường, tự động  Ký hiệu : S S MBA BU Đồng hồ đo lường  Ưu điểm : + An tồn 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 U 2 : 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 cơng 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 u 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 Khơng quy định V. KHÍ CỤ ĐIỆN ĐO LƯỜNG Sơ đồ nguyên lý nối phụ tải của BU Nối kiểu V / V Nối kiểu Y 0 / Y 0 Nối kiểu Y 0 / Y 0 / V. KHÍ CỤ ĐIỆN ĐO LƯỜNG  Cuộn thứ cấp phải nối đất để đảm bảo an toàn cho người và thiết bò đề phòng khi điện áp cao xâm nhập sang cuộn thứ cấp.  Không được nối tắt ngõ ra (cuộn thứ cấp)của BU  Phụ tải của BU mắc song song: Phụ tải của BU là toàn bộ các đồng hồ đo nối vào thanh góp.  Không được tùy tiện mắc thêm dụng cụ vào mạch thứ cấp của BU. Làm sai số tăng lên. MỘT SỐ ĐẶC ĐIỂM V. KHÍ CỤ ĐIỆN ĐO LƯỜNG 11/14/2012 9 2. Máy biến dòng điện (BI)  Nhiệm vụ và cơng 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 tồn cho người và cho thiết bị. + Tiêu chuẩn hóa được việc chế tạo thiết bị đo lường và tự động. S S MBA BI Đồng hồ đo lường 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 cơng 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 Độ chính xác : V. KHÍ CỤ ĐIỆN ĐO LƯỜNG Sơ đồ nguyên lý nối phụ tải của BI Nối trên 1 pha Nối kiểu Y khuyết Nối hình Y hồn tồn W V. KHÍ CỤ ĐIỆN ĐO LƯỜNG MỘT SỐ ĐẶC ĐIỂM  Ngun 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 tồn 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 khơng tải phải nối tắt để tránh q điện áp cho BI. V. KHÍ CỤ ĐIỆN ĐO LƯỜNG 11/14/2012 10 BI 110 kV V. KH C IN O LNG BI 220 kV ụỷ traùm Phuự Laõm V. KH C IN O LNG BI 500 kV ụỷ traùm Phuự Laõm V. KH C IN O LNG BI 220 kV ụỷ traùm Phuự Laõm V. KH C IN O LNG [...]...11/14/2012 BÀI TẬP Cho sơ đồ NMĐ-TBA như hình vẽ: Mỗi MF có công suất SF = 100MVA BÀI TẬP 1 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 . 11/14/2012 1 CÁC KHÍ CỤ ĐIỆN & CÁC PHẦN DẪN ĐIỆN CHƯƠNG II PHẦN III I. KHÁI NIỆM Khí cụ điện Để vận hành được trong NMĐ và TBA, ngoài các thiết bò chính như máy phát, máy biến áp còn cần phải có các. thành cũng bé hơn so với máy cắt điện II. MÁY CẮT ĐIỆN CAO ÁP Máy cắt 365 kV II. MÁY CẮT ĐIỆN CAO ÁP Máy cắt 220 kV II. MÁY CẮT ĐIỆN CAO ÁP  Nhiệm vụ và cơng dụng : tạo khoảng cách trơng thấy được. khí cụ điện và các phần dẫn điện 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  Nhiệm vụ và công dụng : Máy cắt điện