VẬN HÀNH TRẠM BIẾN ÁP HỢP BỘ GIS

KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ TRẠM HỢP BỘ GIS Cơ cấu chuyển mạch GIS-Gas Insulated Switchgear là cơ cấu chuyển mạch bao gồm máy cắt, dao cách ly, chống sét, thanh cái …Các bộ phận này với sự hỗ

CHƯƠNG 5: VẬN HÀNH TRẠM BIẾN ÁP HỢP BỘ GIS

§5.1 KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ TRẠM HỢP BỘ GIS

Cơ cấu chuyển mạch (GIS-Gas Insulated Switchgear) là cơ cấu chuyển mạch bao gồm

máy cắt, dao cách ly, chống sét, thanh cái …Các bộ phận này với sự hỗ trợ bằng nhựa epoxy

và khí êlêga SF6 (có đặc tính cách điện rất tốt được đặt (nằm) giữa các bộ phận mang điện và

vỏ kim loại (được nối đất)

Hiện nay, nó đang được sử dụng rộng rãi tại các trạm biến áp dùng cho truyền tải và phân phối, các toà nhà và các nhà máy, xí nghiệp trên 72kV và trở thành hệ thống chuyển mạch chính trên thế giới, đặc biệt là tại Nhật Bản bởi các đặc điểm nổi bật nêu dưới đây:

Giảm được kích thước và cấu trúc

So với các hệ thống chuyển mạch truyền thống thì kích thước thiết bị giảm đi rất nhiều nhờ đặc tính cách điện rất tốt của khí SF6 Nhờ đó, diện tích và không gian cần cho một trạm biến

áp được giảm đáng kể, đồng thời cho phép xây dựng các trạm biến áp cao áp với công suất lớn

kể cả dưới các toà nhà…

Hiệu suất và độ tin cậy cao

Do khí SF6 không chỉ có ưu điểm nổi trội về đặc tính cách điện mà còn có ưu điểm nổi trội

về đặc tính dập hồ quang nên có thể chế tạo được máy cắt nhỏ gọn có công suất lớn và hiệu suất làm việc cao Ngoài ra, do các bộ phận quan trọng như tiếp điểm, thanh dẫn, dây dẫn, cách điện… được đặt trong khí SF6 và được đặt trong thùng (vỏ), đồng thời không bị ảnh hưởng bởi môi trường bên ngoài nên rất khó bị hư hỏng do muối ăn mòn, bụi bẩn … Hơn nữa, do trọng tâm thiết bị thấp nên nâng cao được độ tin cậy khi làm việc trong điều kiện địa chấn, động đất

Độ an toàn cao

Bởi các bộ phận mang điện như dây dẫn, thanh dẫn và tiếp điểm được bọc kín trong vỏ được nối đất (được điền đầy bằng khí SF6) nên không có nguy cơ bị điện giật Ngoài ra, do khí SF6 không cháy nên nếu có bị rò rỉ khí hoặc xảy ra tai nạn (sự cố) thì không phải lo lắng về hoả hoạn và có độ an toàn cao

Tiết kiệm nguồn lực và hài hoà với môi trường

Nhờ sử dụng khí SF6 nên giảm được kích thước thiết bị, cũng như diện tích đặt trạm biến

áp, do đó tiết kiệm được các nguồn lực Ngoài ra, do các phần ngắt được đặt trong vỏ kim loại nên độ ồn trong quá trình đóng - cắt nhỏ, nhờ đó tránh được tiếng ồn.Hơn nữa, do cấu trúc, hình dạng của cả thiết bị nhỏ nên có thể dễ dàng thiết kế kết cấu trạm hài hoà với môi trường xung quanh

Hợp lý hoá công tác bảo dưỡng

Do các tiếp điểm, dây dẫn, thanh dẫn… được bao bọc trong khí SF6 và hầu như không bị

hư hỏng do han gỉ, ăn mòn nên có thể hợp lý hoá công tác bảo dưỡng (giảm được khối lượng, hạng mục, thời gian… bảo dưỡng)

Ngoài ra, do hiệu ứng làm nóng cao nên khí SF6 được xác định làm một trong 6 loại khí

thải phải tuân theo Hội nghị lần thứ ba (COP3 – Conference Of Parties 3) bàn về Công ước

khung về sự biến đổi khí hậu tổ chức tại Kyoto tháng 12/1997 Các biện pháp chống tình trạng

đó là xây dựng quy trình rút thải khí SF6 bằng cách tái chế và giảm thiệt hại, ảnh hưởng; thay thế

1 Cấu trúc và kết cấu của GIS

1.1 Cấu tạo thiết bị

Quá trình phát triển của GIS được đánh dấu bởi sự biến đổi về cấu tạo của nó Chuyển từ dạng chứa một pha (chứa các bộ phận (mang) điện cao áp trong vỏ nối đất cho từng pha riêng biệt) sang dạng chứa chung thanh cái ba pha (chỉ chứa thanh cái của 3 pha trong cùng một vỏ)

và cuối cùng là dạng chung toàn bộ cả 3 pha (chứa toàn bộ các bộ phận của 3 pha trong cùng một vỏ) Gần đây, GIS kiểu siêu gọn (kiểu compact) - chứa một vài thiết bị trong cùng một vỏ

- đang dần trở thành dòng sản phẩm chủ đạo Ngoài ra, dù cấp điện áp không quá 120kV nhưng kiểu hợp bộ (kiểu cubicle) - chứa tất cả các thiết bị cho một đường dây truyền tải (một lộ) trong cùng một vỏ dạng hộp – cũng thường được dùng Trên hình 5.1 là một ví dụ về cấu trúc của GIS

H.I-2-1 Cấu trúc GIS

1.2 GIS dạng hợp bộ (C-GIS)

So với GIS truyền thống được cách điện bằng khí SF6 nén ở áp suất 0,3  0,5MPa thì C-GIS được cách điện bằng SF6 nén ở áp suất 0,03  0,16MPa không bị áp suất âm ngay cả khi xét đến sự thay đổi của nhiệt độ; và đồng thời tất cả các thiết bị cho một lộ được chứa trong cùng vỏ dạng hộp Về máy cắt, sử dụng máy cắt SF6 hoặc máy cắt chân không

Dưới dây là các đặc điểm của C-GIS:

- Nhờ sử dụng vỏ dạng hộp nên từng thiết bị được sắp xếp hợp lý đồng thời tận dụng được không gian (tăng mật độ sắp xếp), do đó có thể giảm được rất nhiều kích cỡ, cấu trúc

- Mặc dù khí SF6 được nén ở áp suất thấp tương ứng với vỏ dạng hộp nhưng do khí SF6 có đặc tính cách điện tốt hơn so với không khí khoảng 3 lần nên có thể giảm đáng kể kích thước thiết bị

- Đối với bản thân vỏ dạng hộp thì ở áp suất khí dưới 0,2Mpa nên không cần phải tuân theo quy định về thùng chịu áp lực (tại Nhật Bản) cho nên cấu trúc kín có thể đơn giản

- Nhờ sử dụng cơ cấu chuyển mạch dạng hộp nên hình dáng, kết cấu của trạm biến áp ngoài trời tại các quận nội thành có thể phù hợp, hài hoà với môi trường xung quanh

- Do kích thước của C-GIS nhỏ gọn nên có thể vận chuyển bằng cẩu hoặc xe moóc, đồng thời nó có thể được vận chuyển và lắp đặt giống như trạng thái lắp đặt tại nhà máy nên thời gian xây lắp có thể rút ngắn đi rất nhiều

Các đầu cáp

Thanh cái Thanh cái

Tủ đóng cắt

Máy cắt

Máy biến dòng điện Dao cách ly Dao nối đất

Máy biến điện áp

Dao cách ly Dao nối

đất

Chống sét

Hình 5.1 Cấu trúc cơ bản TBA hợp bộ GIS

- Do C-GIS có thể dễ dàng đấu nối với các nguồn điện hoặc máy biến áp thông qua cáp Nên có thể thiết kế cấu hình của nó tuỳ ý; đồng thời nó dễ dàng thoả mãn (đáp ứng) bất kỳ điều kiện nào, chẳng hạn như sự hạn chế của nhiều toà nhà, cấu hình hệ thống…

1.3 Hệ thống nối đất

Hệ thống nối đất của GIS có 2 dạng:

- Hệ thống nối đất một điểm

- Hệ thống nối đất nhiều điểm

Các hệ thống nối đất này được thể hiện trên hình 5.2

Trong hệ thống nối đất một điểm, tất cả các vỏ được nối đất qua một thanh nối đất duy nhất,

và các vỏ nối đất kế tiếp được cách ly với nhau tối đa khoảng 10m Ngược lại, trong hệ thống nối đất nhiều điểm, tất cả các vỏ được nối đất tại nhiều điểm và các vỏ nối đất kế tiếp không được cách ly với nhau

Tuy có một vài trường hợp dạng chứa một pha sử dụng hệ thống nối đất một điểm, nhưng gần đây hệ thống nối đất nhiều điểm được sử dụng cho cả dạng chứa một pha và dạng chứa chung 3 pha Đối với trường hợp sử dụng hệ thống nối đất nhiều điểm, do dòng điện cảm ứng điện từ chạy thành vòng kín (bao gồm các vỏ nối đất và các dây dẫn, thanh dẫn nối đất) khi có dòng điện chạy trong mạch chính, nên các thanh đấu song song giữa các pha được gắn như trên hình 5.2(b) nhằm giảm dòng điện cảm ứng chạy đến thanh dẫn nối đất Trong trường hợp dòng điện cảm ứng cỡ khoảng 80  90% dòng điện trong mạch chính chạy trong vỏ nối đất thì cần lựa chọn kim loại ít tổn hao (khi dẫn) như nhôm làm vật liệu chế tạo vỏ

Bảng 5.1 Các đặc điểm của hệ thống nối đất

Nối

đất

một

điểm

1 Do vỏ được nối đất tại một điểm duy nhất và dòng điện cảm ứng điện từ không chạy trong vỏ nên độ tăng nhiệt độ của vỏ thấp

2 Không có hiện tượng tăng nhiệt

độ của kim loại gắn vào hệ thống

1 Khi dòng điện danh định lớn(> 6000A) cần phải phòng ngừa quá nhiệt cục bộ cho khung vì từ thông rò bên ngoài (từ thông tản) lớn

2 Cần ngăn ngừa sự tăng điện thế tại cách điện giữa các vỏ do xung đóng-cắt

Nối

đất

nhiều

điểm

1 Do từ thông tản giảm đi khoảng 1/3 lần so với hệ thống nối đất một điểm nên có thể giảm được độ tăng nhiệt độ cục bộ tại khung

1 Do dòng điện cảm ứng điện từ chạy trong vỏ nên cần cẩn thận trong khi lựa chọn vật liệu làm vỏ thiết bị

2 Lưu ý tới dòng điện chạy xuống đất

Đệm cách điện

Đầu nối đất Tấm cách điện

(a) Hệ thống nối đất một điểm

Đệm dẫn điện

Dòng điện cảm ứng Thanh đấu song song

(b) Hệ thống nối đất nhiều điểm

2 Do không có các thanh đệm cách điện nên không xảy ra phóng điện

ở cách điện do xung đóng-cắt

3 Có thể ngăn chặn được quá trình truyền xung tới hệ thống điều khiển hạ áp

4 Nâng cao (cải thiện) độ tin cậy của hệ thống nối đất

3 Chú ý tới kích thước của các dây dẫn, thanh dẫn nối đất

§5.2 CÁC THIẾT BỊ ĐIỆN TRONG TRẠM HỢP BỘ GIS

1 Máy cắt khí SF 6

Cấu trúc của GCB (Gas Circuit Breaker) : Mặc dù các bộ phận chính của máy cắt được đặt

trong GIS như buồng dập hồ quang, thanh dẫn chính, bộ phận truyền động… giống như máy cắt riêng biệt nhưng có những điểm đặc trưng sau:

- Mặt tiếp giáp giữa đầu dây của GCB và các thiết bị khác không được đấu với sứ xuyên cách điện bằng không khí mà được đấu với đệm cách điện

- Về cấu hình (hình dạng) máy cắt, kiểu đặt đứng được sử dụng trong nhiều trường hợp trên phương điện giảm không gian lắp đặt Ngoài ra, khi xem xét sự hạn chế về chiều cao trong khi vận chuyển cho thấy nên thiết kế GIS có kích thước càng nhỏ càng tốt để có thể vận chuyển hợp bộ nhiều thiết bị

- Có một vài kiểu (chứa máy biến dòng điện, thanh dẫn nhánh, dao nối đất trong cùng một vỏ với máy cắt) nhằm giảm thiểu kích cỡ GIS đi nhiều

Cơ cấu vận hành được lắp ở phía dưới xét trên phương diện về bảo quản và độ tin cậy

1.1 Cấu tạo bộ phận dập hồ quang

Trên hình 5.3 là một ví dụ minh hoạ cho cấu tạo buồng dập hồ quang kiểu thổi

Khi phát lệnh “mở”, thanh nối với cơ cấu vận hành và bộ phận dập hồ quang chuyển động theo chiều “mở” và làm cho tiếp điểm động, xy-lanh thổi và vòi phun cũng chuyển động cùng chiều Tại thời điểm này, do vị trí được cố định nên khí SF6 trong xy-lanh thổi được nén và chạy theo chiều mũi tên Theo cách này, hồ quang phát sinh trong vòi được dập tắt bằng khí SF6 này

1.2 Vòi phun cách điện

Vòi cách điện có chức năng chính như một buồng chứa hồ quang phát sinh bên trong và nó

ức chế (ngăn cản) hồ quang lan rộng trong giai đoạn ngắt dòng điện lớn Đồng thời nó cũng có

Thanh piston Tiếp điểm

Xy-lanh thổi

Tiếp điểm động chính

Vòi phun Tiếp điểm tĩnh chính

Piston

Khí SF 6 được nén

Tiếp điểm dập hồ quang động

Hồ quang

Tiếp điểm dập hồ quang tĩnh

Lớp bảo vệ Dòng khí

Hình 5.3 Cấu tạo buồng dập hồ quang kiểu thổi

chức năng như một kênh (hướng dòng) phun (thổi) khí (được nén trong buồng thổi) vào hồ quang có hiệu quả và tạo dòng chảy của khí nóng tức thời Hơn nữa, trong giai đoạn ngắt dòng lớn, vòi phun có chức năng tăng áp suất của hồ quang và thổi ngược nhiệt năng của dòng hồ quang về phía buồng thổi; đồng thời nó cũng có chức năng tự dập hồ quang (làm nguội) và tăng mật độ khí

1.3 Tiếp điểm chính và tiếp điểm dập hồ quang

Bên cạnh chức năng dẫn dòng điện chạy trong mạch điện chính, tiếp điểm chính còn cần

có chức năng dẫn dòng điện tới tiếp điểm dập hồ quang ngay lập tức khi ngắt Nhằm đáp ứng các chức năng này, bề mặt các tiếp điểm thường được mạ bạc, đồng thời các tiếp điểm được thiết kế sao cho phần dẫn và chuyển có thể tách rời với nhau Các chức năng chính của tiếp điểm dập hồ quang là dập hồ quang giữa các tiếp điểm và luân chuyển dòng điện hồ quang Ngoài ra, tiếp điểm dập hồ quang tĩnh thường có chức năng ngăn chặn luồng khí bên ngoài từ buồng thổi ngay sau khi bắt đầu quá trình dập và tăng áp suất của buồng thổi; tiếp điểm dập hồ quang động cũng có chức năng làm kênh dẫn khí nóng (để dẫn khí thoát ra ngoài cho tốt) nhằm làm nguội hồ quang Trên hình 5.4 là vị trí tương đối của tiếp điểm dập hồ quang và vòi phun ở giữa quá trình dập

1.4 Điện dung giữa các tiếp điểm

Tụ điện thường được đấu giữa các tiếp điểm của máy cắt khí cao áp nhằm giảm điện áp quá độ phục hồi tần số cao do ngắn mạch, cải thiện sự phân bố điện áp giữa các tiếp điểm và cải thiện sự phân bố điện áp giữa các bộ phận ngắt (bộ phận dập hồ quang) của GCB nhiều điểm dập Đặc biệt là để giảm kích thước và cải tiến GCB, nhiều tụ điện sứ có hằng số điện môi tương đối là lớn có khả năng chịu áp cao được đấu nối tiếp và song song trong nhiều trường hợp

Hệ thống điện trở đóng là cách đấu mạch trở kháng song song với mạch điện chính tại thời điểm đóng máy cắt nhằm ngăn chặn xung đóng (xung đóng lặp lại) xuất hiện khi đóng trở lại đường dây dài không tải hoặc ngăn chặn dòng điện (dòng điện từ hoá) đột biến do kích thích của máy biến áp

Trình tự hoạt động của hệ thống điện trở đóng được mô tả tên hình 5.5 Như trên hình vẽ, tiếp điểm điện trở được đấu song song với tiếp điểm chính được đóng trước và tiếp điểp chính được đóng sau đó

Vòi phun

Tiếp điểm dập hồ quang động

Hồ quang

Buồng thổi

Tiếp điểm dập hồ quang tĩnh

HÌnh 5.4 Vị trí tương đối của tiếp điểm dập hồ quang và vòi phun ở giữa quá trình dập

Quá trình dập hồ quang của GCB có các điểm đáng lưu ý như sau:

a Do các tiếp điểm chính tách ra bởi lệnh mở nên có dòng điện chạy trong tiếp điểm dập

hồ quang

b Khi các tiếp điểm dập hồ quang được tách ra thì sẽ xuất hiện hồ quang trong vòi cách điện (buồng hồ quang)

c Khí SF6 được nén trong buồng thổi khi mở máy cắt sẽ thổi mạnh (dòng khí với tốc độ lớn) tràn vào trong vòi và làm nguội hồ quang

d Khí SF6 lấy nhiệt từ hồ quang chuyển thành khí nóng cỡ vài nghìn 0C và chạy từ phía xuôi (phía tĩnh) lên phía ngược (phía động) của vòi

e Khi dòng điện tiến tới điểm 0 thì đường kính hồ quang giảm dần, nhiệt độ của hồ quang sụt nhanh năng lượng toả ra khí (chạy với tốc độ lớn) bao quanh hồ quang và khi dòng điện tới điểm 0 thì hồ quang được dập tắt

f Điện áp phục hồi quá độ và điện áp phục hồi xuất hiện giữa các tiếp điểm sau khi ngắt Tại lúc này, do vẫn tồn tại dòng khí nóng (nhiệt độ chưa sụt giảm) xung quanh buồng dập hồ quang nên cường độ điện môi giữa các tiếp điểm và giữa bộ phận dẫn dòng điện với vỏ giảm dần

Tiếp điểm chính

Tiếp điểm điện trở (a) Đóng

(c) Mở

(b) Đang mở (d) Đang đóng

Tiếp điểm chính

Tiếp điểm điện trở Tiếp điểm chính

Tiếp điểm điện trở

Tiếp điểm chính

Tiếp điểm điện trở

Hình 5.5 Trình tự hoạt động của hệ thống điện trở đóng

Điện áp hồ quang

Dòng điện

Điện áp phục hồi quá độ

Điện áp phục hồi

Điểm 0

Hình 5.6 Quá trình ngắt dòng điện lớn

Bảng 5.2 Đặc điểm của từng hệ thống truyền động

Hệ thống

truyền

động

Môi trường

duy trì năng

lượng truyền

động

Môi trường chuyển năng lượng truyền động

Không khí

Không khí

(chất lưu có

thể nén)

Không khí (chất lưu có thể nén)

Môi trường hoạt động (không khí)

dễ có, đồng thời không cần thiết phải tích trữ, bảo quản

- Có thể có độ trễ tại thời điểm hoạt động

- Cần phải chú ý đến hơi ẩm

và các biện pháp chống lại han gỉ…

- Gây ra độ ồn lớn khi làm việc

Lò xo Lò xo kim

loại

Bộ phận cơ khí

- Dễ dàng đấu nối giữa các bộ phận

- Do không có rò khí và rò rỉ dầu nên năng lượng được duy trì (bảo tồn) tốt

- Cần xem xét yếu tố ma sát giữa các bộ phận và bảo dưỡng các bộ phận đó

- Khó khăn trong việc cải tiến, nâng cao tốc độ và công suất

Thuỷ lực

Khí N2 (chất

lưu có thể

nén)

Chất lưu thuỷ lực (chất lưu không thể nén)

- Phản ứng động lực rất tốt

- Không cần phải chú ý đến vấn đề bôi trơn và các biện pháp chống lại han gỉ

- Cần phải có cấu tạo kín, khít

- Khí N2 và dầu phải được bịt kín

2 Dao cách ly, dao tiếp địa

Dao cách ly : được sử dụng nhằm cách ly mạch mang điện; tuy DCL có thể thực hiện đóng

ngắt dòng tuần hoàn và dòng điện trị số nhỏ nhưng không thực hiện được việc đóng cắt dòng điện phụ tải.Tại thời điểm thực hiện quá trình đóng cắt DCL, thanh truyền động cách điện được điều khiển từ cơ cấu truyền động bên ngoài và tiếp điểm động dạng lưỡi dao chuyển động theo phương thẳng đứng hoặc phương ngang Mặc dù chuyển động thẳng thường được áp dụng cho tiếp điểm động, chuyển động tròn cũng được áp dụng cho cấp điện áp 7284kV bằng cách tích hợp tiếp điểm động của DCL với tiếp điểm động của dao tiếp địa Đối với DCL sử dụng cho phía thanh cái: nhằm loại trừ ảnh hưởng của sản phẩm phân huỷ ở thời điểm cắt dòng điện tuần hoàn tới sự làm việc của cách điện, lấy cấu trúc mà không đặt đệm cách điện phía dưới DCL là cấu trúc tiêu chuẩn

Dao tiếp địa: Dao tiếp địa thường được sử dụng phối hợp (kết hợp) với DCL hoặc được

lắp đặt trong một phần thanh cái.Có 2 loại dao tiếp địa:

a Loại dao tiếp địa dùng cho đường dây truyền tải

b Loại dao tiếp địa dùng cho công việc

Đối với dao tiếp địa dùng cho đường dây truyền tải, yêu cầu cần thực hiện đóng ngắt dòng điện cảm ứng từ đường dây ngừng làm việc (trong trường hợp lộ kép) và thực hiện dẫn liên tục Đối với hệ thống cắt dòng điện, hệ thống ngắt đơn giản được sử dụng đối với những trường hợp cắt dòng điện có trị số nhỏ, còn hệ thống thổi và hệ thống có bộ phận dập hồ quang được

sử dụng cho các trường hợp cắt dòng điện có trị số lớn Tuy mục đích chính của dao tiếp địa là

nối đất mạch điện chính nhưng nó cũng được sử dụng để đo điện trở cách điện, đo điện trở mạch điện chính, đo tỷ số biến dòng điện và xác định vị trí sự cố của cáp điện

Cơ cấu truyền động của DCL / dao tiếp địa

Cơ cấu truyền động của DCL/ dao tiếp địa được chia thành: thao tác bằng điện và thao tác bằng tay Cơ cấu truyền động thao tác bằng điện được sử dụng trong các trường hợp điều khiển

từ xa hoặc đóng cắt dòng điện; còn cơ cấu truyền động thao tác bằng tay được sử dụng trong các trường hợp tiến hành thí nghiệm và bảo dưỡng.Tuy cơ cấu truyền động bằng không khí được áp dụng làm cơ cấu truyền động đối với vận hành bằng điện lúc ban đầu nhưng hiện nay

cơ cấu truyền động bằng lò xo-điện động và cơ cấu truyền động điện động đang trở thành dòng sản phẩm chủ đạo Do DCL/Dao tiếp địa kiểu thổi đối với việc cắt dòng điện lớn đòi hỏi tốc độ cao nhằm tạo hiệu suất thổi nên cơ cấu truyền động bằng lò xo-điện động được sử dụng

a Cơ cấu truyền động bằng không khí

b Cơ cấu truyền động lò xo điện động

c Cơ cấu truyền động điện động

3 Thanh cái : Thanh cái của GIS được chia thành 2 loại:

- Kiểu 1 pha chứa trong vỏ kim loại được nối đất, các pha độc lập với nhau

- Kiểu 3 pha chứa chung trong vỏ kim loại được nối đất

Bảng 5.3 Đặc điểm và ứng dụng của cấu hình thanh cái

Cấu hình tam giác cân Cấu hình tam giác đều

Sơ đồ

Ứng

dụng

- Khi nhánh pha đơn từ pha giữa cần

được đưa ra ngoài như GIS, dạng này

được áp dụng nhằm đảm bảo cách điện

giữa các pha

- Khi nhánh đơn pha từ pha giữa không cần được đưa ra ngoài giống như GIB (thanh cái cách điện bằng khí) thì dạng này được áp dụng

Đặc

điểm

- Trong trường hợp nhánh đơn pha được

đưa ngoài từ thanh cái 3 pha, nó dễ

dàng đảm bảo khoảng cách cách điện

giữa các pha

- Phần không gian phía trên có thể được

sử dụng cho việc đảo pha thành công

- Không gian phía trên có thể được sử

dụng như vùng làm mát khí bằng

khuyếch tán tự nhiên lúc có dòng điện

trị số lớn đi qua

- Do điện trường tại đáy vỏ lớn nên kích

thước vỏ phải lớn

- Nhờ có các thanh dẫn được đặt theo cấu hình tam giác đều nên có được sự cân bằng điện tốt

- Bởi điện trường tại đáy vỏ thấp nên kích thước vỏ có thể được giảm

- Khó khăn trong việc đưa ra nhánh đơn pha từ thanh cái 3 pha

- Khó thực hiện việc đảo pha

4 Các bộ phận khác

4.1 Bộ phận đấu cáp

Thanh dẫn (thanh cái)

Vỏ

Thanh dẫn (thanh cái)

Vỏ

Trên hình 5.8 là cấu tạo của một sứ xuyên không khí – khí Dưới đây là các bộ phận chính của sứ xuyên:

Sứ xuyên cho mối nối dầu-khí: Việc đấu nối trực tiếp giữa GIS và máy biến áp được thực hiện trong nhiều trường hợp xuất phát trên phương diện giảm diện tích cần thiết, thực hiện chống ô nhiễm và dễ bảo dưỡng Sứ xuyên dầu-khí (loại phân thế bằng tụ giấy tẩm dầu) được

sử dụng để đấu nối giữa GIS và máy biến áp Sứ xuyên loại này có 2 mặt bích và máy đo mức dầu được gắn giữa 2 mặt bích nhằm gửi tín hiệu cảnh báo trong trường hợp bị lẫn khí SF6 vào dầu Hơn nữa, bộ phận xếp được gắn với phía chứa dầu nơi áp lực không tác động khi xem xét tính kinh tế cho mục đích giảm chấn (chống rung) của máy biến áp và hiệu chỉnh trong quá trình lắp ráp Trên hình 5.9 là cấu tạo một mối nối GIS-Máy biến áp

Vỏ

Vòng bảo vệ

Sứ xuyên Đầu đấu nối

Ống nối

Khí SF 6

Hình 5.7 Cấu tạo bộ phận đấu cáp

Khi cáp được đưa ra khỏi GIS, vỏ

đầu cáp được sử dụng để đấu nối

sao cho khí SF6 trong vỏ GIS

không bị rò rỉ Cấu tạo bộ phận này

được mô tả trên hình 5.7

4.2 Bộ phận đấu nối với sứ xuyên

Sứ xuyên được sử dụng để đấu nối với

đường dây truyền tải hoặc máy biến áp

Có 2 loại sứ xuyên: Loại phân thế bằng tụ

điện giấy tẩm dầu và loại đặt trong khí

Hiện nay sứ xuyên kiểu đặt trong khí

được sử dụng nhiều xét trên phương diện

cách điện hoàn toàn bằng khí và làm việc

trong điều kiện địa chấn

Đầu cực mạch điện chính

Vòng chắn

Sứ cách điện Thanh dẫn

SF 6 gas Tấm chắn trong

Tấm chắn ngoài

CT

Hình 5.8 Cấu tạo sứ xuyên không khí -khí

- Vỏ: Sứ cách điện thường được dùng làm kết

cấu chính của sứ xuyên Gần đây, cách điện

polyme - bao gồm xy-lanh FRP (Fiber-glass

Reinforced Plastic- chất dẻo được tăng cường

sợi thủy tinh và cao su silicon) – cũng đã được

đưa vào sử dụng xét trên phương diện tính

kinh tế, trọng lượng nhẹ và chống cháy nổ

- Đầu cực : Đầu cực mạch điện chính là nơi

đấu nối với mạch điện ngoài của GIS

- Vòng chắn: Vòng chắn (vòng bảo vệ) là

điện cực dùng để cải thiện sự phân phối điện

áp và ngăn chặn vầng quang điện Với chức

năng bảo vệ cho phần dưới của sứ xuyên có

một tấm chắn trong được đặt trong khí và một

tấm chắn ngoài được đặt trong không khí

Nhằm đơn giản kết cấu nên chỉ tấm chắn

trong được sử dụng cho cấp điện áp siêu cao

4.3 Bộ phận xếp

Bộ phận xếp được sử dụng trong GIS với các mục đích sau:

- Nhằm giảm sai khác khi chế tạo, lắp ráp và lắp đặt giữa đế (nền) lắp ráp và GIS

- Nhằm giảm sự di dời của đế (nền) như sự dịch chuyển tương đối (tịnh tiến) khi có động đất, sự biến dạng sau khi vận hành một thời gian dài

- Nhằm giảm quá trình giãn nở nhiệt tương đối giữa vỏ GIS và đế (nền)

- Tạo sự phân tách các bộ phận và khôi phục dễ dàng trong trường hợp có sự cố

- Nhằm giảm độ rung truyền qua vỏ

4.4 Thiết bị dò điện áp

4.5 Buồng ngăn khí : Những bộ phận cần được tách riêng trong GIS sẽ được tách riêng

trong các buồng ngăn khí độc lập Thể tích của buồng ngăn khí cần được xem xét cùng với độ tăng áp suất khi có sự cố Hơn nữa, yêu cầu phải lắp đặt bộ lọc để hút ẩm hoặc khí phân huỷ trong từng buồng ngăn khí.Buồng ngăn khí phải thiết lập buồng giám sát khí cần cho việc vận hành và bảo dưỡng GIS Buồng giám sát khí sẽ phải có cấu tạo kín phù hợp để không bị rò rỉ khí ra môi trường hoặc sang buồng giám sát khí liền kề Thêm vào đó, bộ giám sát khí sẽ được trang bị cho mỗi buồng giám sát khí Buồng giám sát khí được chia thành 2 loại: loại dùng cho

Sứ xuyên dầu-khí

Bộ phận xếp

Lỗ mở bằng tay

Máy đo mức dầu

Hình 5.9 Cấu tạo mối nối GIS - Máy biến áp

Có 2 loại thiết bị dò điện áp:

loại thiết bị dò áp cố định dùng để

kiểm tra điện áp đường dây truyền

tải đặt trong C-GIS và loại thiết bị

dò áp xách tay dùng để kiểm tra cắt

điện (ngừng máy) khi làm việc

Nguyên tắc dò cơ bản là giống

nhau

Thiết bị dò điện áp được sử

dụng nhằm phát hiện xem có điện

áp xoay chiều đặt trên các bộ phận

mang điện được gắn trong GIS và

phân biệt sự tồn tại điện tích theo

cách phát hiện gián tiếp (không tiếp

xúc) dòng điện cảm ứng tĩnh điện

lên điện cực đặt trong điện trường

Vỏ

Thanh dẫn

C 1

R

C 2

Chỉnh lưu

Màn hình hiển thị Anten

Hình 5.10 Sơ đồ nguyên lý làm việc của thiết bị dò điện áp