Đề Câu 1: Đặc điểm, yêu cầu phân loại máy cắt điện ? So sánh giống, khác đặc điểm cấu tạo, ưu nhược điểm phạm vi ứng dụng máy cắt khí SF6 máy cắt chân không? Đặc điểm *Đặc điểm, yêu cầu máy cắt điện - Máy cắt điện thiết bị điện dùng để đóng cắt mạch điện với giá trị dòng điện phạm vi dung lượng định mức - Được dùng để đóng hay cắt mạch đường dây không, đường dây cáp, máy biến áp, cuộn kháng điện, tụ điện, nối góp, động cớ điện… đảm bảo việc truyền tải điện bình thường cắt phần tử bị hư hỏng khỏi lưới điện - Các thông số MC gồm : điện áp định mức, dòng điện định mức,dòng điện ổn định nhiệt ứng với thời gian tương ứng, dòng điện ổn định động, dòng điẹn cắt định mức, công suất cắt định mức, thời gian đóng, thời gian cắt - Các tham số MC đc chọn theo đk + Điện áp định mức máy cắt UđmMC ko đc nhỏ điện áp địh mức mạng điện Uđm + Để MC ko bị phát nóng mức làm việc, dog điện lâu dài lớn máy cắt I cb ko đc vượt dòng định mức Iđm MC + Dòng ngắn mạch tính toán không đc vươt dòng điện cắt định mức MC - Kiểm tra theo điều kiện ổn định động - Kiểm tra theo điều kiện ổn định nhiệt 2.Yêu cầu MC điện là: -Có đầy đủ khả cắt, thời gian cắt ngắn -Khi đóng, cắt không gây cháy nổ -Kích thước trọng lượng nhỏ, giá thành hạ -Có thể đóng cắt số lần định đưa sửa chữa Phân loại MC điện -Dựa vào cấu tạo máy cắt người ta phân làm hai loại: +MC thường : loại máy cắt độc lập với DCL, DNĐ, thường sử dụng +MC hợp bộ: loại MC chế tạo hợp bộ, thiết bị MC, DCL, DNĐ đặt tủ -Dựa vào phương pháp dập hồ quang biện pháp cách điện máy cắt người ta phân loại sau: +MC dầu dùng dầu máy biến áp để dập hồ quang Trong máy cắt dầu người ta lại chia làm hai loại máy cắt nhiều dầu máy cắt dầu MC nhiều dầu có lượng dầu vừa dùng để cách điện vừa sinh khí để dập tắt hồ quang MC dầu dầu để sinh khí dập tắt hồ quang, cách điện phận vật liệu cách điện rắn +MC không khí dùng khí nén để dập hồ quang, cách điện phận cách điện rắn +Máy cắt khí SF6 dùng khí cách điện SF6 để dập hồ quang, khí SF6 khí có độ bền cách điện cao, khả dập tắt hồ quang lớn +MC điện điện từ: dập tắt hồ quang khe hở hẹp làm vật liệu cách điện rắn Hồ quang kép vào khe hở lực điện từ + MC chân không dùng chân không để dập hồ quang So sánh giống khác MC khí SF6 MC chân không a Đặc điểm cấu tạo Giống nhau: Về giống giống hệ MC khác gồm có ba phận tiếp điểm, buồng dập hồ quang phận truyền động Khác nhau: MC khí SF6 có số đặc điểm khác: -Đầu nối phận thông qua số miếng đệm cách điện làm nhiệm vụ bịt kín không cho không khí thoát chỗ nối đường dây với MC -Được đặt thẳng đứng trụ bê tông có kích thước nhỏ so với MC khác -Hệ truyền động MC đặt phía chân MC độc lập giúp cho việc thao tác an toàn hiệu -Sử dụng ba truyền động: +Truyền động không khí: Sử dụng cho cấp điện áp nhỏ 35 kV +Truyền động lò xo: Sử dụng cấp điện áp từ 35kV tới 220 kV + Truyền động thủy lực: Sử dụng cấp điện áp lớn 220 kV MC chân đặc điểm khác biệt: - Đầu tiếp xúc làm kim loại khó nóng chảy -Buồng dập hồ quang chế tạo vật liệu siêu bền gắn kín tuyệt đối, có độ chân không cao, cắt mạch không phát sinh hồ quang b Ưu nhược điểm, phạm vi ứng dụng MC SF6 MC chân không Phân loại MC khí SF6 MC chân không Ưu điểm -Cường độ cách điện khí cách -Độ bền điện chân không cao nhiều so điện khí SF6 gấp lần với không khí áp suất thường không khí -Độ mòn điện tiếp điểm thấp -Đặc tính cách điện tốt không -Thời gian tác dụng tiếp điểm ngắn, khoảng ảnh hưởng xấu đến MC, khả tiếp điểm MC nhỏ nên độ bền cao dập tắt hồ quang tốt gấp -Thời gian phục hồi độ bền điện nhanh(khoảng 100 lần không khí 4÷6 micro giây) -Khí SF6 dẫn nhiệt tốt -Ở MC chân không đại có dòng điện cắt nhỏ nên áp phát sinh, kể cắt dòng không tải MBA -Công nghệ chế tạo đánh giá ưu việt , tuổi thọ đạt tới 30 năm, chịu dòng ngắn mạch 200 kA - Có khả đóng mở tới 500 lần điện áp 10 kV dòng 600 A 30000 lần dòng 200A Nhược điểm -Khí SF6 đắt tiền nên MC khí -Dòng cắt không lớn SF6 đắt tiền, MC khí có hệ thống khí khép kín -Cắt dòng lớn, Phạm vi ứng -Được chế tạo trạm cao áp -Được ứng dụng phổ biến, chiếm 50% thị dụng mà trạm trung áp phần thị trường giới -Thích hợp để đóng cắt mạch động điện, máy biến áp nối tắt kháng điện Câu 2: Tại phải làm mát cho máy biến áp, trình bày phương pháp làm mát cho MBA? So sánh giống, khác nhau, ưu nhược điểm phạm vi ứng dụng phương pháp trên? Tại phải làm mát? Khi mba làm việc phần lượng bị tiêu hao, thoát dạng nhiệt đốt nóng lõi thép, dây quấn phận khác làm cho nhiệt độ chúng tăng lên Nếu nhiệt độ mba môi trường chênh lệch vượt mức quy định làm giảm tuổi thọ cách điện máy biến áp gây cố cho máy biến áp Để đảm bảo mba vận hành với tải liên tục thời gian quy định (thường 15 đến 20 năm) không bị cố cần phải tăng cường làm mát mba Lợi ích Làm mát mba giúp mba vận hành với tải liên tục thời gian quy định (thường 15 đến 20 năm) Làm mát giúp làm giảm khả cố mba Làm mát tốt trì giúp tăng tuổi thọ cách điện máy biến áp Làm mát tốt giúp mba tăng khả mang tải Có thể làm mát cách sau: 1) Làm mát không khí tự nhiên Các máy biến áp làm mát không khí tự nhiên gọi máy biến áp khô, luồng không khí tự nhiên tràn qua máy biến áp làm mát Cách làm mát hiệu thấp nên người ta phải sử dụng cách điện tăng cường, làm cho giá thành máy cao so với máy biến áp dầu đến lần Loại máy biến áp khô chế tạo với công suất đến 750 kVA 2) Làm mát đối lưu tự nhiên dầu Các máy biến áp có ký hiệu TM loại máy làm mát đối lưu tự nhiên dầu máy (hình 3.23), theo nguyên tắc dầu nóng đẩy lên phía dầu nguội xuống phía Để tăng bề mặt làm mát, người ta chế tạo cánh tản nhiệt dạng hình ống gắn thùng biến áp Kiểu làm mát thường áp dụng máy biến áp có công suất 16 MVA 3) Làm mát máy biến áp đối lưu dầu có trợ giúp máy quạt Máy biến áp làm mát theo nguyên tắc kết hợp dầu không khí thổi: sử dụng đối lưu dầu nóng dầu nguội, kết hợp với việc sử dụng quạt để thổi không khí giúp trình tản nhiệt diễn nhanh chóng 4) Làm mát máy biến áp tuần hoàn cưỡng dầu không khí Được làm mát theo nguyên tắc làm đối lưu dầu không khí Sử dụng máy bơm đặt mặt bích máy biến áp để hút dầu đẩy vào phận tản nhiệt cưỡng máy quạt thổi Hiệu suất làm mát theo phương thức tương đối cao Các máy biến áp (công suất từ 80 MVA trở lên) 5) Làm mát lưu thông dầu nước Các máy biến áp có công suất lớn, làm mát theo nguyên tắc lưu thông tuần hoàn dầu nước Một máy bơm ly tâm lắp vào mặt bích máy biến áp để hút dầu nóng đưa đến phận làm mát nước, nơi có đặt máy bơm ly tâm khác đưa nước lạnh tới hệ thống Dầu sau làm nguội lại trở thùng từ phía đáy Loại làm mát hiệu cồng kềnh, nên áp dụng loại máy biến áp đặc biệt có công suất lớn So sánh giống, khác nhau, ưu nhược điểm phạm vi ứng dụng phương pháp Giống: + Các pp sử dụng với mục đích để làm mát cho mba + Hầu hết phương pháp áp dụng nguyên tắc đối lưu tuần hoàn, tự nhiên cưỡng Khác: (bộ phận làm mát= bplm; làm mát = lm) Làm mát Lm mba = lm mba = dầu Lm mba = Lm = dầu nc (Hệ không dầu đối lưu đối lưu tự nhiên tuần hoàn thống lm Ц) khí tự nhiên tự nhiên (Hệ có quạt gió (Hệ cưỡng thống lm kiểu thốg lm Д) dầu & k M) khí(Hệ thống lm ДЦ) Ưu -nhiệt lượng đc tỏa = luồng k khí tự nhiên xung quanh mba -fần lớn mba đc làm mát = dầu cách điện tuần hoàn đối lưu tự nhiên bên trog thùg,dầu nóg đc đẩy lên & dầu nguội đc đẩy xuốg -dựa sở làm mát kiểu M có đặt quạt gió để tăg cườg độ tản nhiệt bề mặt tbị làm mát Có thêm ống góp & ống tản nhiệt hệ thốg quạt -cấu tạo đơn giản,an toàn k có dầu lm đc sử dụng rộng rãi đặt trog nhà -Cấu tạo k fức tạp Lợi dụg đc khả năg đối lưu of dầu nên thuận tiện, nhỏ gọn -khi nhiệt độ k khí thấp or ptải of mba nhỏ,để jảm tiêu tốn điện năg cho bplm cắt số quạt(có thể thực tự độg).Mba lm kiểu lviec cắt htoàn quạt gió nhưg ptải cần fải giảm (25-30)%S đm Nhược -giá thành đắt, -hiệu lớn thấp -hệ thốg làm mát tươg tự làm mát = dầu tuần hoàn tự nhiên nhưg có thêm bơm dầu cưỡg để hút dầu đẩy vào fận tản nhiệt cưỡg máy quạt thổi -bơm ly tâm đc nối vs thùg mba,bơm hút dầu nóg từ fía of thùg & đẩy dầu qua bplm,từ quay trở lại fần of thùg Nc lm chạy trog ốg of bplm dầu bơm ly tâm,vs áp lực chuyển độg thấp áp lực chuyển độg of dầu khoảg 0,2.103ata để nc k thể xâm nhập vào hệ thốg dầu bplm bị thủg -nâng cao -hiệu lm lớn khả tuần hoàn dầu Hiệu làm mát tốt phương pháp -chỉ đc lv -mba lv bplm lv quat gió riêng bề mặt trơn (3-3,5) lần giá mba dầu có cs PVUD -mba < 750 kVA vs đ.áp thứ cấp 220/127V & 380/220 V.Tuy nhiên vs cách điện đặc biệt,đc tăg cườg = khí trơ cách điện nhưg dẫn điện tốt,có thể chế tạo mba đến 1000kVA vs đ.áp 10kV & bơm dầu tuần hoàn hoạt động,số lượng quạt phụ thuộc vào tải & nhiệt độ dầu of mba.Tiêu thụ điện of hệ thống lm lớn (2-3)lần hệ thống Д -mba cs -mba cs < 80 -mba cs nhỏ.Khi bề MVA lớn,thường mặt lm có >80 MVA dạng ống tản nhiệt cs định mức mba đén 1600kVA of vỏ thùng k đủ lm k tải.Trog đk lv bt nhiệt độ cho fép max of nc lm 250C Nếu nc làm mát lớn 250C 10C trog 24h phải giảm tải 1% so với định mức Loại lm hiệu nhưg cồg kềnh,đắt,ít thuận tiện trog vận hành -mba có cs lớn đặc biệt Câu 3: Một máy điện công suất 25 kVA, điện áp định mức 0,4 kV, hệ số công suất cosϕ=0,85, vỏ nhôm, US = 220 V, biết kích thước sau : kích thước, cm Tham số Dn Dtr L b hr Kc Ks n B, Tesla giá trị 35 25 30 3,5 0,9 1,2 17000 Hãy tính tiết diện dây, công suất dòng từ hóa để sấy cho máy điện Giải US = 220 Vs Suất điện động cuộn dây từ hoá với hệ số ke = 0,9 [vỏ gang chọn 0,8; vỏ nhôm chọn 0,9) E = keU = 0,9.220 = 198 V Chiều cao hiệu dụng stator, cm ; Dn − Dtr 35 − 25 − hr = − 3,5 = 1,5cm 2 = Diện tích mạch từ : Fc = kc(L − b.n)ha= 0,9(30 − 3.4).1,5 = 24,3 cm2 Giá trị thực tế cảm ứng từ : Ba = B 17000 = = 14166, 67 Tesla ks 1, Số vòng dây cần thiết cuộn từ hoá : ω= E.108 198.108 = = 259, 08 vòng 222 Ba Fc 222.14166, 67.24,3 ứng với giá trị Ba= 14166,67 tra bảng 7.3 xác định cường độ từ trường H=17,3272A/cm Chiều dài trung bình đường sức : ltb = (Dn − ha)π =(35 − 1,5) π= 105,243 cm Lực từ hoá : Fµ = H.ltb= 17,3272.105,243 = 1823,567 A Dòng từ hoá cuộn dây : I= Fµ ω = 1823,567 = 7, 039 A 259, 08 , Công suất từ hoá : S = U.I.10-3= 220.7,039.10-3 = 1,549 kVA Tiết diện dây dẫn từ hoá đồng với j = 3,5 A/mm2 : F= I 7, 039 = = 2, 011 j 3,5 , mm2 Chọn tiết diện dây Fcu= 2,5 mm2