giáo trình thiết bị điện cho đại học

MỤC LỤC PHẦN 1: LÝ THUYẾT CƠ BẢN 1.1 Cầu chì ống trung áp .4 1.1.1 Công dụng 1.1.2 Cấu tạo 1.1.3 Các thông số kỹ thuật .5 1.1.4 Phân loại .5 1.2 Cầu chì tự rơi (SI) 1.2.1 Công dụng 1.2.2 Cấu tạo 1.2.3 Các thông số kỹ thuật .6 1.2.4 Phân loại .7 PHẦN 2: THỰC HÀNH 1.3 Dụng cụ - vật tư - thiết bị 1.4 Tìm hiểu tháo, lắp cầu chì ống - cầu chì tự rơi 1.4.1 Tìm hiểu thực tế đặc điểm cấu tạo, thông số kỹ thuật nguyên lý hoạt động cầu chì ống - cầu chì tự rơi 1.4.2 Tháo - lắp cầu chì ống 1.4.3 Tháo - lắp cầu chì tự rơi .8 1.5 Kiểm tra hiệu chỉnh sau lắp đặt 1.6 Các khả sai phạm biện pháp phòng tránh PHẦN 1: LÝ THUYẾT CƠ BẢN .10 2.1 Dao cách ly (DCL) 10 2.1.1 Công dụng 10 2.1.2 Cấu tạo 10 2.1.3 Các thông số kỹ thuật 10 2.1.4 Phân loại 10 2.2 Dao phụ tải (DPT) 11 2.2.1 Công dụng 11 2.2.2 Cấu tạo 11 2.2.3 Các thông số kỹ thuật 11 2.2.4 Phân loại 11 PHẦN 2: THỰC HÀNH 12 2.3 Dụng cụ - vật tư - thiết bị 12 2.4 Tìm hiểu tháo, lắp dao cách ly - dao phụ tải 12 2.4.1 Tìm hiểu thực tế đặc điểm cấu tạo, thông số kỹ thuật nguyên lý hoạt động dao cách ly - dao phụ tải .12 2.4.2 Tháo - lắp dao cách ly 12 2.4.3 Tháo - lắp dao phụ tải .12 2.5 Kiểm tra hiệu chỉnh sau lắp đặt .13 2.6 Các khả sai phạm biện pháp phòng tránh 14 PHẦN 1: LÝ THUYẾT CƠ BẢN .15 3.1 Chống sét van (CSV) 15 3.1.1 Công dụng 15 3.1.2 Cấu tạo 15 3.1.3 Các thông số kỹ thuật 15 3.1.4 Phân loại 15 3.2 Máy biến dòng điện (BI) .16 3.2.1 Công dụng 16 3.2.2 Cấu tạo 16 3.2.3 Các thông số kỹ thuật 17 3.2.4 Phân loại máy biến dòng điện 18 3.3 Máy biến điện áp (BU) 18 3.3.1 Công dụng 18 3.3.2 Cấu tạo 18 Về nguyên lý, cấu tạo BU tương tự cấu tạo MBA 18 .19 3.3.3 Các thông số kỹ thuật 19 3.3.4 Phân loại máy biến điện áp .19 PHẦN 2: THỰC HÀNH 20 3.4 Dụng cụ - vật tư - thiết bị 20 3.5 Tìm hiểu tháo, lắp chống sét van - máy biến dòng điện - máy biến điện áp 21 3.5.1 Tìm hiểu thực tế đặc điểm cấu tạo, thông số kỹ thuật nguyên lý hoạt động chống sét van - máy biến dòng điện - máy biến điện áp .21 3.5.2 Tháo - lắp chống sét van 21 3.5.3 Tháo - lắp máy biến dòng điện dầu 21 3.5.4 Tháo - lắp máy biến điện áp dầu 21 3.6 Kiểm tra hiệu chỉnh sau lắp đặt .21 3.6.1 Đối với chống sét van .21 3.6.2 Đối với máy biến dòng điện .22 3.5.3 Đối với máy biến điện áp 24 PHẦN 1: LÝ THUYẾT CƠ BẢN .28 4.1 Công dụng 28 4.2 Các thông số kỹ thuật 28 4.3 Phân loại máy cắt điện 28 4.3.1 Theo môi trường đặt máy 28 4.3.2 Theo thời gian cắt .28 4.3.3 Theo phương pháp thao tác 29 4.3.4 Theo phương pháp dập hồ quang .29 PHẦN 2: THỰC HÀNH 32 4.4 Dụng cụ - vật tư - thiết bị 32 4.5 Tìm hiểu tháo, lắp máy cắt điện dầu 32 4.5.1 Tìm hiểu thực tế đặc điểm cấu tạo, thông số kỹ thuật nguyên lý hoạt động máy cắt điện 32 4.5.2 Tháo - lắp máy cắt điện dầu .32 4.6 Kiểm tra hiệu máy cắt điện sau lắp đặt 33 4.6.1 Kiểm tra bên 33 4.5.3 Kiểm tra đóng, cắt đồng thời ba pha .34 4.6.4 Đo điện trở cách điện MCĐ dầu 34 4.6.5 Đo tổn hao điện môi (tgδ) 35 4.6.6 Thử nghiệm điện áp tăng cao 36 4.6.7 Kiểm tra thời gian làm việc 37 4.6.8 Kiểm tra tốc độ đóng cắt 37 4.6.9 Kiểm tra điện áp thấp, điện áp cao 37 5.1 Câu hỏi .38 5.2 Câu hỏi nâng cao 38 BÀI TÌM HIỂU VÀ THÁO LẮP CẦU CHÌ ỐNG - CẦU CHÌ TỰ RƠI TRUNG ÁP PHẦN 1: LÝ THUYẾT CƠ BẢN 1.1 Cầu chì ống trung áp 1.1.1 Công dụng Là thiết bị điện làm việc cấp điện áp từ 35kV trở xuống, có chức bảo vệ dòng điện, với khả tự động cắt mạch điện xảy cố tải (nặng) ngắn mạch 1.1.2 Cấu tạo a) b) Hình 1-1: Cấu tạo cầu chì ống a- Bộ cầu chì ống hoàn chỉnh; b - Cấu tạo ống cầu chì Dây chảy thường bằng đồng lá dày (0,1 - 0,2)mm dập lỗ dài để tạo tiết diện hẹp Nhằm để giảm nhiệt độ tự chảy của đồng (khoảng 1083 0C) người ta hàn thêm các vảy thiếc vào những chỗ tiết diện hẹp Cát Silic, có đường kính khoảng (0,1 – 2)mm, bao gồm thành phần hóa học chủ yếu SiO2 (thạch anh) chiếm tới 99,7% (có độ tinh khiết cao) Vì loại cát có tên gọi khác cát thạch anh Ngoài cát silic có số thành phần chất hóa học khác cho bảng 1.1 Bảng 1.1: Các thành phần hóa học có cát silic SiO2 Fe2O3 Al2O3 TiO2 CaO MgO Na2O+K2O % (min) % (max) % (max) % (max) % (max) % (max) % (max) 99.70 0.025 0.035 0.025 0.01 0.08 0.125 STRIKER - SCHLAGSTIFT 1.1.3 Các thông số kỹ thuật + Dòng điện định mức (A) + Điện áp định mức (kV) + Dòng điện cắt định mức (kA) + Thử điện áp xung (kV) + Chiều dài đường rò (mm) + Vật liệu cách điện (Sứ Polyme) Ví dụ: Các thông số cầu chảy ABB chế tạo ghi nhãn Trong đó: IN – Dòng điện định mức; I3 – Dòng điện cắt nhỏ nhất; UN – Điện áp định mức; I1 – Dòng điện ngắn mạch cực đại 1.1.4 Phân loại ABB Prod year 08-2008 HV Back-up fuse link CEF I N = 6A U N = 12kV I = 35A I = 63kA INDOOR - INNENRAUM Striker 60N Made by ABB Cat number1YMB531002M0001 Trong phạm vi giáo trình môn học đưa số cách phân loại cho cầu chì ống trung áp sử dụng có mặt thị trường Việt Nam sau: - Theo vị trí làm việc: nhà trời - Theo cấp điện áp: 3,3/6,6/7,2/12/17,5/24/27/36 kV - Theo chủng loại: Cầu chì không sinh khí cầu chì sinh khí - Theo hãng sản xuất: ABB, Siemens, Schneider, Vei, Samnung, Elimsan, Cooper Bussman, Ferraz Shawmut, Tuan An, … 1.2 Cầu chì tự rơi (SI) 1.2.1 Công dụng Là thiết bị điện làm việc cấp điện áp từ 35kV trở xuống, vừa có công dụng cầu chì lại vừa có công dụng dao cách ly Nghĩa vừa có khả đóng cắt không tải cách linh hoạt so với cầu chì ống trung áp lại có thêm khả bảo vệ tải ngắn mạch 1.2.2 Cấu tạo Hình 1-2: Cấu tạo cầu chì tự rơi 1.2.3 Các thông số kỹ thuật - Điện áp định mức (kV) - Dòng điện định mức (A) - Tần số định mức (Hz) - Khả cắt ngắn mạch (kA) - Điện áp chịu đựng xung (BIL) (kV) - Chiều dài dòng rò (mm) - Vật liệu cách điện (Sứ Polyme) 1.2.4 Phân loại - Theo hãng sản xuất: ABB, Siemens, Schneider, Vei, Samnung, Elimsan, Cooper Bussman, Ferraz Shawmut, Tuan An, … - Theo vị trí làm việc: nhà trời - Cầu chảy tự rơi loại cắt không tải (FCO) - Cầu chảy tự rơi loại cắt có tải (LBFCO) Hiện nay, thị trường có phổ biến loại: + Loại thân đế sứ + Loại thân đế cao su nhân tạo chứa silicone) Loại nặng khoảng (30 -50)% so với loại thân đế sứ cấp điện áp a) b) Hình 1-3: Cầu chì tự rơi a - loại thân đế sứ; b - loại thân đế polyme PHẦN 2: THỰC HÀNH 1.3 Dụng cụ - vật tư - thiết bị STT 10 Chủng loại Bộ Cờ-lê choong 8-24 Đồng hồ vạn Kyoritsu 1011 Kìm cách điện Mega-Ohm-meter (Mê-gôm-mét) 2500V (điện tử) Micro-Ohm-meter CA 6250 (1µΩ ÷ 2.500Ω) Mỏ lết 250mm Mỏ lết 300mm Tuốc nơ vít cạnh φ4 Tuốc nơ vít cạnh φ6 Tuốc nơ vít cạnh φ4 Đơn vị Bộ Cái Cái Cái Cái Cái Cái Cái Cái Cái Số lượng 08 08 16 08 08 08 08 16 16 16 11 Tuốc nơ vít cạnh φ6 Cái 16 1.4 Tìm hiểu tháo, lắp cầu chì ống - cầu chì tự rơi 1.4.1 Tìm hiểu thực tế đặc điểm cấu tạo, thông số kỹ thuật nguyên lý hoạt động cầu chì ống - cầu chì tự rơi Từ lý thuyết trang bị phần 1, người học đối chiếu với cầu chì ống - cầu chì tự rơi có để củng cố kiến thức thiết bị 1.4.2 Tháo - lắp cầu chì ống 1.4.2.1 Quá trình tháo: Cầu chì ống thiết bị điện có cấu tạo tương đối đơn giản so với thiết bị bảo vệ chống dòng điện khác Tuy nhiên trình tháo, cần tuân thủ số điểm sau: - Tháo ống cầu chì đặt vị trí dễ quan sát phải đảm bảo ống chì chuyển động tự phía - Khi tiến hành tháo đầu tiếp xúc cầu chì ống, không để cát silic bị đổ - Khi thu cát silic ống cầu chì, phải đựng cát túi nilon nguyên vẹn Sau buộc kín túi tránh nhiễm ẩm nhiễm bụi bẩn vào cát - Khi tháo hệ thống sứ đỡ cách điện phải cẩn trọng từ công đoạn tháo công đoạn vận chuyển, cất đặt Tránh làm rạn, nứt sứt mẻ sứ - Sắp xếp gọn gàng dụng cụ, vật tư 1.4.2.2 Quá trình lắp: Khi tiến hành lắp đặt lại phải tuân thủ số điểm sau: - Thay dây chảy chủng loại kích thước (nếu cần thiết) - Dùng phễu để đổ cát silic vào ống cầu chì, tránh làm rơi vãi - Vận chuyển, lắp đặt cẩn thận, tránh va chạm học gây hư hỏng cách điện sứ thân thiết bị - Thu dọn vật tư, dụng cụ để tạo không gian cho việc kiểm tra hiệu chỉnh sau lắp đặt 1.4.3 Tháo - lắp cầu chì tự rơi 1.4.3.1 Quá trình tháo: Về bản, cầu chì tự rơi có nhiều đặc điểm tương đồng với cầu chì ống Vì trình tháo cầu chì tự rơi cần tuân thủ số điểm tương tự cầu chì ống Chỉ có điểm khác, phải tiến hành tháo ống chì trước tháo buồng dập hồ quang (đối với loại có buồng dập hồ quang điện) 1.4.3.2 Quá trình lắp: Tương tự cầu chì ống 1.5 Kiểm tra hiệu chỉnh sau lắp đặt Trước triển khai lắp đặt cầu chì ống (sửa chữa thay mới) phải xem xét thông số kỹ thuật nhà chế tạo ghi nhãn cho phù hợp với nơi cần lắp đặt Tiếp theo, phải tiến hành kiểm tra chất lượng cầu chì theo nội dung sau: - Kiểm tra tình trạng dây chảy (dùng đồng hồ vạn để đo thông mạch) - Tình trạng ống cầu chì, vật liệu chế tạo ống (sứ gốc xenlulo, gốc polyme) - Đo Rcđ Mê-gôm-mét 2500V - Đo điện trở tiếp xúc sau lắp ống chì lên hệ thống giá đỡ máy đo điện trở tiếp xúc Micro-Ohm-meter CA 6250 - Thử nghiệm điện áp tăng cao sứ đỡ cầu chì: UTN = 3.Uđm 1.6 Các khả sai phạm biện pháp phòng tránh TT Khả sai phạm Tháo, lắp không kịp tiến độ đề Làm rơi vỡ ống cầu chì sau tháo, lắp Điện trở tiếp xúc đầu tiếp xúc tăng cao mức cho phép Rò điện từ pha giá đỡ, ngắn mạch pha Biện pháp phòng tránh Tập trung phối hợp nhịp nhàng thành viên nhóm Nâng cao tinh thần học tập làm việc theo nhóm Phải tuân thủ xác theo số điểm trình tháo lắp nêu Vệ sinh thật đầu tiếp xúc giấy giáp mịn giẻ khô, Đồng thời kiểm tra lại độ mở ngàm tiếp xúc lắp sứ cách điện Kiểm tra lại toàn cách điện sứ đỡ Mê-gôm-mét 2500V BÀI TÌM HIỂU VÀ THÁO LẮP DAO CÁCH LY - DAO PHỤ TẢI PHẦN 1: LÝ THUYẾT CƠ BẢN 2.1 Dao cách ly (DCL) 2.1.1 Công dụng Dao cách ly thiết bị điện dùng để đóng cắt mạch điện có điện áp 1000V trở lên dòng điện dòng điện nhỏ dòng điện định mức nhiều lần tạo nên khoảng cách cách điện an toàn, nhìn thấy 2.1.2 Cấu tạo Hình 2-1: Cấu tạo dao cách ly 2.1.3 Các thông số kỹ thuật - Điện áp định mức (kV) - Điện áp làm việc liên tục lớn (kV) - Dòng điện định mức (A) - Khả chịu ngắn mạch (kA/s) - Tần số định mức (Hz) - Số pha - Vật liệu cách điện 2.1.4 Phân loại - Theo vị trí lắp đặt: DCL nhà DCL trời - Theo số pha: DCL pha DCL ba pha - Theo phương đặt lưỡi dao: DCL kiểu đứng, kiểu ngang, kiểu xoay tròn kiểu pittong 10 3.6.3.5 Thử nghiệm điện áp tăng cao tần số công nghiệp Để đánh giá độ bền điện cách điện cuộn dây máy biến điện áp ta phải tiến hành thử nghiệm điện áp tăng cao tần số công nghiệp Độ lớn điện áp thử nghiệm qui định sau: Cuộn điện áp thử nghiệm 1kV, thời gian đặt điện áp thử phút 3.6.3.6 Kiểm tra tỷ số biến máy biến điện áp Thí nghiệm tiến hành sau lắp đặt xong máy biến điện áp, thí nghiệm cách điện thử nghiệm dầu Mục đích thí nghiệm kiểm tra lại tính đắn biến điện áp theo lý lịch máy * Đối với máy biến điện áp có Uđm ≤ 10kV Các máy biến điện áp kiểm tra tỷ số biến phương pháp đo trực tiếp Tỷ số biến máy biến điện áp ký hiệu KBU tính: U p1 U d1 KBU = U hay KBU = U d2 p2 Trong đó: Up1, Ud1 điện áp pha, điện áp dây phía sơ cấp Up2, Ud2 điện áp pha, điện áp dây phía thứ cấp Các sơ đồ kiểm tra tỷ số biến phương pháp đo trực tiếp sau: (Hình 3-7) KBU = U1 U2 a) KBU = U p1 U p2 b) 26 KBU = U d1 Ud2 c) d) Hình 3-7: tra tỷ số abcd- máy biến điện áp có U1đm ≤ 10kV Với máy biến điện áp pha Với máy biến điện áp ba pha có trung tính kéo Với máy biến điện áp ba pha trung tính kéo Với máy biến điện áp ba pha năm trụ cuộn tam giác hở Sơ đồ kiểm biến Trong sơ đồ thử nghiệm trên, điện áp nguồn cung cấp thường 220V 380V 27 BÀI MÁY CẮT ĐIỆN PHẦN 1: LÝ THUYẾT CƠ BẢN 4.1 Công dụng Máy cắt điện áp cao (còn gọi máy cắt cao áp) thiết bị điện dùng để đóng cắt mạch điện có điện áp từ 1000V trở lên chế độ vận hành: Chế độ không tải, chế độ tải định mức, chế độ cố, chế độ đóng cắt dòng điện ngắn mạch chế độ nặng nề Do MC sử dụng để nối (đóng) hay ngắt (cắt) mạch đường dây không, đường dây cáp, MBA, cuộn kháng điện, tụ điện, nối góp, động điện… đảm bảo việc truyền tải điện bình thường cắt phần tử bị hư hỏng khỏi lưới điện 4.2 Các thông số kỹ thuật Với MCĐ, cần quan tâm tới số thông số kỹ thuật sau: - Uđm (kV): Là đại lượng đặc trưng cho khả cách điện phần tử MCĐ - Iđm (A): Là đại lượng đặc trưng cho khả làm việc lâu dài MCĐ - ICđm (kA): Là đại lượng đặc trưng cho khả cắt MCĐ - SCđm (MVA): Là công suất cắt định mức MCĐ SCđm = Uđm ICđm - imax, ixk (kA): Là dòng điện ổn định động - I10 (kA): Là dòng điện ổn định nhiệt 10 giây Ví dụ: Xét với MCĐ nhiều dầu, có buồng dập hồ quang, loại MKΠ - 35 – 1000 Có thông số sau: Uđm = 35 kV ; Iđm = 1000 (A); ICđm = 16,5 (kA) imax(ixk) = 45 kA ( biên độ dòng xung kích) I10 = 11,7 kA ⇒ SCđm = Uđm ICđm = 35.16,5 = 1000,23 (MVA) 4.3 Phân loại máy cắt điện 4.3.1 Theo môi trường đặt máy - MCĐ đặt nhà: Uđm < 35kV - MCĐ đặt trời: Uđm ≥ 35kV 4.3.2 Theo thời gian cắt - MCĐ tác động nhanh: tc ≤ 0,08s - MCĐ tác động chậm: tc ≥ 0,15s - MCĐ tác động tăng nhanh: 0,08s ≤ tc ≤ 0,15s (ở cuối giai đoạn hành trình cắt gia tốc) 28 4.3.3 Theo phương pháp thao tác - MCĐ hợp (trọn bộ): MCĐ DCL phụ kiện khác lắp đặt trọn tủ thường dùng với thiết bị điện phân phối nhà - MCĐ thường (không hợp bộ): MCĐ DCL chế tạo lắp đặt riêng rẽ, thao tác riêng rẽ, thường lắp trời DCL thường có liên động với DNĐ 4.3.4 Theo phương pháp dập hồ quang 4.3.4.1 Máy cắt điện nhiều dầu MC dầu loại MC thông dụng trước đây, thuộc hệ đầu tiên, sử dụng rộng rãi năm 1930 số nước sử dụng đến năm 1960 Trong MC điện nhiều dầu dầu vừa làm nhiệm vụ cách điện vừa làm nhiệm vụ dập hồ quang Lượng dầu đổ chiếm khoảng (75 – 80)% thể tích thùng dầu Nét đặc trưng MC nhiều dầu tối thiểu có chỗ cắt Với buồng dập hồ quang khả cắt MC tăng đáng kể Khi cắt, lượng hồ quang điện nung nóng lớp dầu lân cận làm cho dầu bị phân tách thành khí có áp suất cao thổi vào hồ quang, dẫn đến hồ quang nhanh chóng bị dập tắt Lượng khí chủ yếu sinh khí Hydro, loại khí có khả dập hồ quang tốt dẫn nhiệt cách điện tốt Độ dẫn nhiệt Hydro lớn gấp 17 lần không khí khả chịu hồ quang cao gấp 13,5 lần không khí Các đặc tính gọi hiệu ứng Hydro Như hiệu dập hồ quang MC dầu phụ thuộc vào dòng điện Tổng thời gian cắt loại máy cắt cỡ (0,15 – 0,2) giây Nhược điểm máy cắt dầu kích thước, khối lượng lớn, cần phải làm dầu, bảo dưỡng, sửa chữa phức tạp Mặt khác có nhiều dầu nên cắt, lượng khí sinh hồ quang nung nóng lớn, dẫn đến khí thoát mang theo dầu Với lượng dầu lớn dễ gây cháy, nổ Ngày loại máy cắt không sản xuất 4.3.4.2 Máy cắt điện dầu Loại đời sau máy cắt điện nhiều dầu, với mục đích giảm kích thước trọng lượng, cách điện dầu thay cách điện rắn, dầu làm nhiệm vụ dập hồ quang Ưu điểm là kích thước nhỏ gọn, khối lượng dầu không đáng kể so với máy cắt điện nhiều dầu nhược điểm lại công suất cắt bé Mặt khác lượng dầu nên dầu mau bẩn, chất lượng giảm nhanh, hay phải thay dầu Ở máy cắt dầu thiết bị hâm nóng dầu, lắp đặt nơi có nhiệt độ thấp Ngày loại máy cắt không sản xuất 4.3.4.3 Máy cắt điện không khí Không khí khô, nén với áp suất cao từ (20 – 40)at dùng để thổi hồ quang để thao tác máy cắt Vì máy cắt loại gọi máy cắt không khí hay máy cắt khí nén Cách điện buồng dập hồ quang cách điện rắn sứ Buồn dập hồ quang có loại: Loại thổi ngang loại thổi dọc Loại thổi ngang có hiệu ứng dập hồ quang tốt loại thổi dọc kích thước lớn Nó 29 thường dùng cho máy cắt đầu cực máy phát với điện áp đến 20kV, dòng định mức lên tới hàng chục ngàn ampe Ở máy cắt không khí, tốc độ thổi không phụ thuộc vào dòng điện mà phụ thuộc vào áp suất không khí nén, lỗ thổi đủ lớn khoảng cách tiếp điểm có trị số tối ưu dòng điện cắt dạt trị số lớn Cần lưu ý lỗ thổi lớn, áp suất khí cao lượng không khí nén cần cho lần cắt đáng kể Ưu điểm máy cắt không khí khả cắt lớn, đạt đến dòng cắt tới 100kA, thời gian cắt bé nên tiếp điểm có tuổi thọ cao Mặt khác loại máy cắt không sợ nổ máy cắt dầu Nhược điểm loại máy cắt có thiết bị khí nén kèm nên dùng cho trạm có số lượng máy cắt lớn Tuy nhiên loại máy cắt không chế tạo cạnh tranh với loại máy cắt chân không máy cắt SF6 4.3.4.4 Máy cắt chân không Ở máy cắt chân không, áp suất buồng dập thấp, 10-4 Pa (hoặc 10-9 bar), mật độ không khí thấp Độ bền điện môi trường chân không cao nên hồ quang dễ bị dập tắt khó có điều kiện cháy lập lại sau dòng điện qua trị số Ở áp suất 10 -4 Pa, độ bền điện đạt tới 100kV/mm Vì với điện áp cấp trung áp (đến 35kV), độ mở tiếp điểm buồng cắt chân không khoảng (6 – 25)mm Hình 4-1: Máy cắt chân không Ưu điểm máy cắt chân không kích thước nhỏ, gọn, không gây cháy, nổ, tuổi thọ cao khí cắt dòng định mức (đến 10000 đóng cắt), gần không cần bảo dưỡng định kỳ, loại máy cắt dùng rộng rãi lưới điện trung áp với dòng điện định mức lên đến 3000A, chủ yếu dùng lắp đặt nhà Dòng điện cắt đến 50kA, thời gian cháy hồ quang khoảng 15ms 4.3.4.5 Máy cắt khí SF6 Để tăng hiệu ứng dập hồ quang môi trường khí giảm kích thước cách điện, người ta sử dụng khí SF6 Loại khí có đặc điểm sau: - Ở áp suất bình thường, độ bền điện khí SF gấp 2,5 lần so với không khí, áp suất tới 2at độ bền điện khí tương đương với dầu máy biến áp - Hệ số truyền nhiệt khí SF6 cao gấp lần so với không khí, tăng mật độ dòng điện mạch vòng dẫn điện, giảm khối lượng đồng 30 - Khả dập hồ quang buồng dập kiểu thổi dọc khí khí SF lớn gấp lần so với không khí, giảm thời gian cháy hồ quang, tăng khả cắt tăng tuổi thọ tiếp điểm Khí SF6 loại khí trơ, không phản ứng với oxy, hydro, bị phân tích thành khí thành phần khác Hình 4-2: Máy cắt khí SF6 - Ký hiệu: SF6 – Lưu huỳnh đốt Flo thu hợp chất khí có cấu tạo phân tử gồm cặp liên kết cộng hóa trị - Khi mở MCĐ SF6 để bảo dưỡng phải có trang bị phòng độc đầy đủ (sau 12 năm vận hành bảo dưỡng lần đầu) Nhược điểm loại khí nhiệt độ hóa lỏng thấp Ở áp suất cỡ 13at nhiệt độ hóa lỏng 0C, áp suất 3,5at -40oC Vì loại máy cắt dùng nơi áp suất không cao để tránh phải dùng thiết bị hâm nóng Mặt khác khí có chất lượng tốt không bị lẫn tạp chất Trong máy cắt SF6, có biện pháp thổi hồ quang áp dụng là: thổi từ tự thổi kiểu khí nén (dùng xilanh, pittong), nguyên lý tự thổi dùng pittong – xilanh sử dụng rộng rãi hiệu Do đời máy cắt SF sản xuất năm gần đây, hầu hết áp dụng nguyên lý tự thổi Máy cắt SF6 chế tạo cho cấp điện áp, từ 3kV đến 800kV tính ưu việt nó: khả cắt lớn, kích thước nhỏ gọn, độ an toàn tin cậy cao, tuổi thọ cao, chi phí bảo dưỡng thấp 31 PHẦN 2: THỰC HÀNH 4.4 Dụng cụ - vật tư - thiết bị STT 10 11 12 Chủng loại Bộ Cờ-lê choong 8-24 Đồng hồ vạn Kyoritsu 1011 Kìm cách điện MegOhm-meter (Mê-gôm-mét) 2500V (điện tử) Micro-Ohm-meter CA 6250 (1µΩ ÷ 2.500Ω) Mỏ lết 250mm Mỏ lết 300mm Thước (0-30)cm Tuốc nơ vít cạnh φ4 Tuốc nơ vít cạnh φ6 Tuốc nơ vít cạnh φ4 Tuốc nơ vít cạnh φ6 Đơn vị Bộ Cái Cái Cái Cái Cái Cái Cái Cái Cái Cái Cái Số lượng 08 08 16 08 08 08 08 08 16 16 16 16 4.5 Tìm hiểu tháo, lắp máy cắt điện dầu 4.5.1 Tìm hiểu thực tế đặc điểm cấu tạo, thông số kỹ thuật nguyên lý hoạt động máy cắt điện Từ lý thuyết trang bị phần 1, người học đối chiếu với MCĐ có để củng cố kiến thức thiết bị 4.5.2 Tháo - lắp máy cắt điện dầu 4.5.2.1 Quy trình tháo: Quy trình thực phận theo thứ tự sau: - Bước 1: Tháo dầu cách điện khỏi thùng dầu tương ứng pha - Bước 2: Tháo buloong bắt nắp máy thùng dầu Tiến hành hạ thùng dầu cáp thùng chạm đặt máy - Bước 3: Tháo đầu tiếp xúc tĩnh - Bước 4: Tháo đầu tiếp xúc động - Bước 5: Tháo máy biến dòng điện (nếu có) - Bước 6: Tháo sứ xuyên Ở bước ý trình vận chuyển sứ xuyên xuống mặt đất, khối lượng lớn, kích thước cồng kềnh nên yêu cầu phải có từ (3 - 4) người để đảm bảo an toàn cho người thiết bị tránh va đập học 4.5.2.2 Quy trình lắp: Lưu ý, trước thực lắp ráp, chi tiết máy cắt phải vệ sinh, lau chùi bụi bẩn kiểm tra dụng cụ, tránh để quên dụng cụ thùng dầu Quy trình thực theo thứ tự sau: - Bước 1: Lắp sứ xuyên - Bước 2: Lắp máy biến dòng điện 32 - Bước 3: Lắp đầu tiếp xúc động - Bước 4: Lắp đầu tiếp xúc tĩnh - Bước 5: Lắp thùng dầu - Bước 6: Tra dầu vào thùng Sau lắp ráp hoàn thành, kiểm tra khả đóng cắt đồng thời trơn trượt cấu truyền động phải đảm bảo tiếp điểm phải tiếp xúc tốt 4.6 Kiểm tra hiệu máy cắt điện sau lắp đặt 4.6.1 Kiểm tra bên Đối với người thí nghiệm cần thiết phải kiểm tra qua máy cắt sau lắp đặt với hướng dẫn lắp đặt hay chưa việc xem xét áp lực dầu, mức dầu (đối với loại máy cắt dầu) áp lực khí SF6 (đối với loại máy cắt khí SF 6) Xem xét tình trạng bên bề mặt sứ , vết rạn nứt thân sứ Kiểm tra Tình trạng truyền động, hệ thống tiếp địa đủ, chắn chưa Sau thao tác thử khí, xem xét thị với trạng thái truyền động máy cắt hay chưa Hạng mục đơn giản cần thiết để tránh trường hợp sai sót lắp đặt, đại tu nhằm tránh hỏng hóc thao tác máy 4.6.2 Đo điện trở tiếp xúc (Rtx) Việc đo Rtx máy cắt điện nhằm đánh giá chất lượng lắp ráp sửa chữa, hiệu chỉnh hệ thống tiếp điểm Nếu Rtx tăng làm cho tiếp điểm bị đốt nóng dẫn đến tiếp điểm bị hỏng, máy cắt điện làm việc không ổn định, phát sinh hồ quang vận hành Độ lớn Rtx tùy thuộc vào loại MCĐ Có thể đo R tx cầu đo điện trở phương pháp Vôn – Ampe chiều Hình 4-1 phương pháp đo Rtx Vôn – Ampe Hình 4-1 Sơ đồ đo Rtx máy cắt điện dầu 1- Xà tiếp điểm; V-A chiều 2- Tiếp điểm; 3- Ống cách điện 33 Chú ý: Trước tiến hành đo Rtx , cần phải đóng, cắt thử toàn hệ thống tiếp điểm từ ÷ lần, nhờ mài mòn chỗ tiếp xúc mà việc xác định trị số thực R tx xác Kết đo Rtx phải phù hợp với số liệu nhà chế tạo cho biết Ngoài kiểm tra hành trình tiếp điểm cắt, tốc độ đóng, tốc độ cắt 4.5.3 Kiểm tra đóng, cắt đồng thời ba pha Để đánh giá chất lượng lắp ráp, sửa chữa hiệu chỉnh MCĐ tính đồng thời đóng, cắt ba pha hạng mục cần thiết phải kiểm tra Trong sơ đồ hình 1-19 kiểm tra đóng, cắt đồng thời ba pha mà kiểm tra hai tiếp điểm pha có đóng cắt đồng thời hay không để hiệu chỉnh lại cho tốt Trên hình 4-2 trạng thái máy cắt điện vị trí cắt Hình 4-2 Sơ đồ kiểm tra đóng, cắt đồng thời ba pha MCĐ 1- Thùng dầu 4- Tiếp điểm tĩnh 2- Xà tiếp điểm 5- Đèn sợi đốt 3- Tiếp điểm động 4.6.4 Đo điện trở cách điện MCĐ dầu a) b) 34 Hình 4-3: Sơ đồ đo điện trở cách điện MCĐ dầu a) Trạng thái đóng b) Trạng thái cắt Hình 4-4 Đo Rcđ MCĐ dầu trạng thái đóng 1- Bộ phận chuyển động 2- Ống cách điện R1: Dầu MBA ống cách điện R2: Hệ thống truyền chuyển động Điện trở cách điện phận chuyển động MCĐ dầu (chế tạo từ vật liệu hữu cơ) đo Mêgômmét 2500V Nếu MCĐ có: Uđm ≤ 10 kV Rcđ ≥ 1000 MΩ Uđm = 15 ÷ 150 kV Rcđ ≥ 3000 MΩ Rcd ống cách điện đo Mêgômmét 1000 ÷ 2500V, giá trị Rcd ≥ 1000 MΩ.(khi cách điện giấy dầu) Đo lần đầu tiến hành MCĐ vị trí đóng Khi đo R cđ tổng hợp ống cách điện, phận chuyển động cấu dẫn hướng Nếu kết đo nhỏ so với tiêu chuẩn chuyển sang đo trực tiếp R cđ phận chuyển động dẫn hướng Đo lần thứ hai MCĐ trạng thái cắt nối tắt đầu vào cực Ở lần đo đầu (MCĐ đóng) Irò chạy qua hai điện trở song song Ở trạng thái cắt MCĐ Irò qua thành phần R1 hai điện trở song song (H.4-4c) Như Rcđ hệ thống truyền chuyển động MCĐ xác định sau: R2 = Rd Rc Rc − Rd đó: Rđ điện trở cách điện đo trạng thái đóng Rc điện trở cách điện đo trạng thái cắt 4.6.5 Đo tổn hao điện môi (tgδ) Một tiêu chuẩn để đánh giá tình trạng cách điện MCĐ nhiều dầu, điện áp Uđm ≤ 35 kV đo tổn hao điện môi (tgδ) 35 Tổn hao điện môi ống cách điện sứ xuyên làm vật liệu cách điện Bakelit, đo t0 = 200C thường ≤ 3% với MCĐ có Uđm = ÷ 15 kV ≤ 2,5% với MCĐ có Uđm = 20 ÷ 35 kV Nếu kết đo tgδ mà lớn trị số cần đánh giá cách điện MCĐ 4.6.6 Thử nghiệm điện áp tăng cao Hạng mục áp dụng với loại máy cắt có điện áp định mức 35kV trở xuống Giá trị điện áp thử cần theo hướng dẫn nhà chế tạo thực thời gian 01 phút Ví dụ: Đối với máy cắt 35kV Liên xô cũ : Uthử = 85kV Đối với máy cắt 35kV Loại sản xuất từ nước tư bản: Uthử = 70kV Hoặc sử dụng nguồn điện áp xoay chiều, tần số công nghiệp, có độ lớn điện áp thử nghiệm là: UTN = UđmMC , với thời gian đặt điện áp thử nghiệm là: t TN ≤ phút Hình 4-5 Thử cách điện MCĐ dầu điện áp tăng cao MCĐ vị trí đóng Hình 4Thử cách điện MCĐ dầu điện áp tăng cao MCĐ vị trí cắt 1- Thùng dầu MCĐ; 2- Xà tiếp điểm động; 3- Tiếp điểm tĩnh 36 Điện áp thử nghiệm đặt vào phận dẫn điện MCĐ đất, phần dẫn điện nối cực hình 4-4, tiếp điểm mở cực MCĐ vị trí cắt hình 4-5 MCĐ coi chịu điện áp thử nghiệm biểu phóng điện, phóng điện mặt ngoài, đánh thủng, phát nóng nhảy vọt dòng điện mạch sơ cấp thiết bị thử nghiệm Việc thí nghiệm, kiểm tra máy cắt thực trước đưa máy cắt vào vận hành sau đại tu 4.6.7 Kiểm tra thời gian làm việc Theo IEC 56 thời gian đóng thời gian kể từ cung cấp điện cho mạch đóng máy cắt vị trí mở mà tiếp điểm chạm tất cực Thời gian cắt thời gian kể từ cung cấp điện cho mạch cắt máy cắt vị trí đóng mà tiếp điểm tách tất cực Thông thường thời gian đo bao gồm: - Thời gian cắt - Thời gian đóng - Thời gian tiếp xúc chu trình Đóng-Cắt (nếu cần thiết) - Thời gian ngừng tiếp xúc chu trình Cắt-Đóng Cắt Sau kết thúc trình đo giá trị thời gian nhận yếu tố cần thiết để so sánh hiệu chỉnh máy cần thiết Việc hiệu chỉnh thời gian đóng cắt máy thường kết hợp với giá trị điện trở tiếp xúc để đưa cách hiệu chỉnh cho thích hợp Tuỳ theo loại máy cắt mà hiệu chỉnh điều chỉnh lò xo đóng cắt hay điều chỉnh truyền động thay đổi khe hở điện tử cuộn đóng cắt 4.6.8 Kiểm tra tốc độ đóng cắt Hiện với số loại máy cắt dầu kiểm tra tốc độ cần theo hướng dẫn nhà chế tạo thường có gá đo tốc độ chuyên dùng Ví dụ : • Máy cắt C35 - M: - Tốc độ đóng : Khi tiếp điểm bắt đầu tiếp xúc 2,4m/s, lớn nhất: 3,0 m/s - Tốc độ cắt: Khi tiếp điểm bắt đầu mở (0,8–1,2)m/s, lớn nhất: (1,4–1,8) m/s Với loại máy cắt khí chân không trước đưa máy vào vận hành hạng mục kiểm tra tốc độ đóng cắt thực 4.6.9 Kiểm tra điện áp thấp, điện áp cao Sau thao tác máy khí việc kiểm tra thao tác điện cần thiết, tuỳ theo chủng loại máy cắt: - 05 lần đóng 100%Uđm - 05 lần cắt 100%Uđm - Đóng cắt điện áp tối thiểu (Tuỳ theo loại máy) - Đóng cắt điện áp cực đại (Tuỳ theo loại máy) Ngoài số loại máy cắt riêng biệt phải có thêm vài bước kiểm tra khác như: Kiểm tra tụ phân áp; Đo thời gian lên cót, nạp áp lực; Đo tgδ sứ xuyên; … 37 BÀI ÔN TẬP VÀ CỦNG CỐ KIẾN THỨC 5.1 Câu hỏi Công dụng cầu chì ống trung áp gì? Cát thạch anh cầu chì ống trung áp có tác dụng gì? Tên gọi cát thạch anh bắt nguồn từ hợp chất nào? Phương pháp dập hồ quang điện cầu chì ống trung áp gì? Công dụng cầu chì tự rơi gì? Ưu điểm cầu chì tự rơi so với cầu chì ống gì? Cầu chảy tự rơi ký hiệu cụm chữ nào? Có hạng mục cần kiểm tra hiệu chỉnh sau lắp đặt cầu chì ống cầu chì tự rơi? Một số ưu điểm cách điện sứ gì? 10 Giá trị điện trở tiếp xúc mang đơn vị tốt nhất? 11 Nhiệm vụ dao cách ly gì? 12 Khi cắt dao cách ly khỏi vị trí làm việc, yêu cầu góc mở nhỏ má động so với má tĩnh độ? 13 Công dụng dao phụ tải gì? 14 Cấu tạo dao phụ tải dao cách ly có khác nhau? 15 Công dụng chống sét van gì? 16 Công dụng BI gì? 17 Công dụng BU gì? 18 Nhiệm vụ máy cắt điện (MCĐ) gì? 5.2 Câu hỏi nâng cao Dao cách ly phép đóng, cắt dòng điện không tải đường dây không 35kV với khoảng cách cấp điện km? Khoảng cách cách điện pha dao cách ly phụ thuộc vào yếu tố nào? Đo điện trở tiếp xúc thiết bị điện nhằm đánh giá điều gì? Tiếp điểm phụ dao cách ly có nhiệm vụ gì? Khi cắt dao cách ly khỏi vị trí làm việc để sửa chữa phần tử phía sau dao cách ly dao nối đất phải trạng thái nào? Hành trình tiếp điểm phụ so với hành trình tiếp điểm DCL nào? Khi đóng DCL lưới điện phải tuân theo trình tự nào? Trong trình làm việc bình thường, mạch thứ cấp BI bị hở xảy hậu gì? Sứ xuyên MCĐ dầu 35kV đặt nghiêng có tác dụng gì? 10 Tên gọi chống sét van bắt nguồn từ đặc điểm làm việc nào? 11 Dầu MCĐ dầu có tác dụng gì? 38 39 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu tiếng Việt Bộ Công Thương (2009), Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia kỹ thuật điện, Tập 5, Kiểm định trang thiết bị hệ thống điện Bộ Công Thương (2009), Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia kỹ thuật điện, Tập 6, Vận hành - sửa chữa trang thiết bị hệ thống điện Bộ Khoa học Công nghệ (2009), TCVN 7999-2:2009 - Cầu chảy cao áp Công ty kỹ thuật điện Sông đà (2004), Tài liệu đào tạo nghề thí nghiệm điện ngành cao - hoá dầu Đào Quang Thạch, Phạm Văn Hoà (2007), Phần điện nhà máy điện trạm biến áp, Nhà xuất Khoa học kỹ thuật EMIC (2009), Máy biến dòng điện trung thế, Catalogue Huỳnh Bá Minh (2001), Thiết bị đóng cắt trung áp, Nhà xuất Khoa học kỹ thuật Lê Thành Bắc (2003), Giáo trình Thiết bị điện, Nhà xuất khoa học kỹ thuật Ngô Hồng Quang (2007), Sổ tay lựa chọn tra cứu thiết bị điện, Nhà xuất Khoa học kỹ thuật 10 Phạm Minh Đức (2008), Hướng dẫn thí nghiệm loại máy cắt điện, Công ty truyền tải điện 11 Tổng công ty Điện lực Miền bắc (2004), Quy trình vận hành - bảo dưỡng TU cấp điện áp 35kV 12 Vũ Quang Tuấn, Trần Ngọc Châu (2006), Tài liệu bồi huấn nghiệp vụ quảy lý vận hành hệ thống điện, Đại học Điện lực Tài liệu tiếng Anh ABB (2003), Instruction for Storage, Installation, Service and Maintenance, Outdoor SF6 Circuit Breake, ABB (2009), Fuses tube, Catalogue ABB (2002), Technical Guide, Advanced Design Vacuum Circuit Breakers Volker Hinrichsen (2001), Fundamentals, Metal oxid surge arrester, Siemens Schneider Electric (2011), Selection Guide, Medium Voltage Distribution Indoor switch disconnectors Schneider Electric (2009), Electrical installation guide 2010, Technical collection 40 ... - Theo cách đặt: kiểu xuyên, kiểu bọc, kiểu cuộn kiểu đỡ - Theo cách bố trí lõi thép cuộn sơ cấp: kiểu đảo, kiểu thùng - Theo vị trí đặt: nhà trời - Theo công dụng: thông thường đặc biệt - Theo... Dụng cụ - vật tư - thiết bị STT 10 Chủng loại Bộ Cờ-lê choong 8-2 4 Đồng hồ vạn Kyoritsu 1011 Kìm cách điện Máy đo tổn hao điện môi dầu DTL Máy đo tỉ số biến ATRT-01 S3 Mega-Ohm-meter (Mê-gôm-mét)... thị trường Việt Nam sau: - Theo vị trí làm việc: nhà trời - Theo cấp điện áp: 3,3/6,6/7,2/12/17,5/24/27/36 kV - Theo chủng loại: Cầu chì không sinh khí cầu chì sinh khí - Theo hãng sản xuất: ABB,