Thiết bị phân phối điện

1. Khái Niệm Chung: 1.1. Khái niệm: - Thiết bị phân phối điện (TBPP) là một công trình để thu nhận và phân phối điện năng. Nó gồm các khí cụ điện thao tác, dây dẫn và các thiết bị phụ. TBPP có thể phân loại như sau. 1 - Thiết bị phân phối (trong nhà kín): - Trong TBPP trong nhà tất cả các khí cụ điện đều đặt trong nhà và có thể chia làm 2 loại: Lắp ghép và trọn bộ. - Khi xây dựng loại lắp ghép người a đưa khí cụ điện đến nơi thi công như nhà máy điện hay trạm biến áp rồi mới lắp ghép lại thành từng mạch của TBPP. Đối với loại trọn bộ thì các khí cụ điện của từng mạch (máy cắt, dao cách ly, BI,…) đã được lắp sẵn thành từng tủ, khi xây dựng chỉ cần lắp ghép các tủ lại với nhau. 2 – Thiết bị phân phối ngoài trời (hở): Trong TBPP này, tất cả các khí cụ điện đều đặt ngoài trời. Nó cũng có thể chia làm 2 loại: Lắp ghép và trọn bộ. Ưu điểm của TBPP trong nhà lầccs khí cụ điện được bảo vệ chống mưa nắng và các tác động khác của môi trường (bụi, hơi ẩm, nhất là các hơi ăn mòn như axit, kiềm,…). Nhưng vốn đầu tư xây dựng cao nên thường xây dựng với cấp điện áp U ≤ 20 KV. Ở các vùng ven biển hay gần nhà máy hóa chất các TBPP điện áp 35, 110 KV cũng được xây dựng trong nhà. Ngược lại, trong TBPP ngoài trời các khí cụ điện phải chịu mọi tác động của thời tiết và môi trường. Bù lại nó được xây dựng nhanh, giá thành hạ. TBPP ngoài trời thường xây dựng với cấp điện áp U ≥ 35 KV. Tuy nhiên đối với các TB không quan trọng như ở vùng nông thôn cũng có thể xây dựng TBPP ngoài trời với cấp điện áp (6 – 15KV). 1.2. Các yêu cầu đối với thiết bị phân phối: - Yêu cầu đối với TBPP là làm việc đảm bảo, kinh tế, vận hành thuận tiện, có khả năng phát triển, không gây hỏa hoạn. Các TBPP cần phải đảm bảo an toàn cho các nhân viên trực nhật, không gây ngắn mạch giữa các pha và với đất, không cho các sự cố lan truyền, thay thế hoặc sửa chữa thiết bị của một mạch không phá hoại sự làm việc bình thường của các mạch khác. Ngoài ra cần phải cho phép sử dụng các phương tiện cơ giới khi tiến hành sửa chửa và thay thế thiết bị. Các kết cấu xây dựng đặt gần các phần dẫn điện không được nung nóng quá 500C khi cho phép người tiếp xúc với nó không quá 700C trong trường hợp ngược lại. - Để đảm bảo an toàn cho người, có thể chia TBPP thành từng ngăn, từng buồng bằng các tấm ngăn, hàng rào bê tông hoặc lưới, đặt chúng ở độ cao cần thiết, nối đất an toàn các bộ phận bằng kim loại không mang điện. - Tính kinh tế của TBPP chủ yếu quyết định bởi vốn đầu tư ban đầu: Số lượng thiết bị, chủng loại thiết bị, vật liệu tiêu hao, kích cỡ của công trình xây dựng. 1.3. Khoảng cách cho phép nhỏ nhất trong TBP: 1- Khoảng cách cho phép giữa các phần mạng điện với nhau và với đất: Người ta căn cứ vào điện áp phóng điện thí nghiệm trong không khí để quy định khoảng cách cho phép nhỏ nhất trong các TBPP. Đối với cấp điện áp ≤ 220 KV dùng điện áp phóng điện thí nghiệm xung kích còn đối với điện áp 330 KV trở lên dùng điện áp tần số công nghiệp. Do tổng chiều dài của dây dẫn và thanh dẫn trong TBPP lớn nên để giảm xác xuất phóng điện giữa chúng khi quy định khoảng cách giữa các pha với nhau lớn hơn khoảng cách giữa các pha với đất khoảng 10%.

NHÀ MÁY ĐIỆN VÀ TRẠM BIẾN ÁP THIẾT BỊ PHÂN PHỐI ĐIỆN Khái Niệm Chung: 1.1 Khái niệm: - Thiết bị phân phối điện (TBPP) cơng trình để thu nhận phân phối điện Nó gồm khí cụ điện thao tác, dây dẫn thiết bị phụ TBPP phân loại sau - Thiết bị phân phối (trong nhà kín): - Trong TBPP nhà tất khí cụ điện đặt nhà chia làm loại: Lắp ghép trọn - Khi xây dựng loại lắp ghép người a đưa khí cụ điện đến nơi thi công nhà máy điện hay trạm biến áp lắp ghép lại thành mạch TBPP Đối với loại trọn khí cụ điện mạch (máy cắt, dao cách ly, BI,…) lắp sẵn thành tủ, xây dựng cần lắp ghép tủ lại với – Thiết bị phân phối trời (hở): Trong TBPP này, tất khí cụ điện đặt ngồi trời Nó chia làm loại: Lắp ghép trọn Ưu điểm TBPP nhà lầccs khí cụ điện bảo vệ chống mưa nắng tác động khác môi trường (bụi, ẩm, ăn mòn axit, kiềm,…) Nhưng vốn đầu tư xây dựng cao nên thường xây dựng với cấp điện áp U ≤ 20 KV Ở vùng ven biển hay gần nhà máy hóa chất TBPP điện áp 35, 110 KV xây dựng nhà Ngược lại, TBPP trời khí cụ điện phải chịu tác động thời tiết mơi trường Bù lại xây dựng nhanh, giá thành hạ TBPP trời thường xây dựng với cấp điện áp U ≥ 35 KV Tuy nhiên TB không quan trọng vùng nơng thơn xây dựng TBPP ngồi trời với cấp điện áp (6 – 15KV) NHÀ MÁY ĐIỆN VÀ TRẠM BIẾN ÁP 1.2 Các yêu cầu thiết bị phân phối: - Yêu cầu TBPP làm việc đảm bảo, kinh tế, vận hành thuận tiện, có khả phát triển, khơng gây hỏa hoạn Các TBPP cần phải đảm bảo an toàn cho nhân viên trực nhật, không gây ngắn mạch pha với đất, không cho cố lan truyền, thay sửa chữa thiết bị mạch khơng phá hoại làm việc bình thường mạch khác Ngoài cần phải cho phép sử dụng phương tiện giới tiến hành sửa chửa thay thiết bị Các kết cấu xây dựng đặt gần phần dẫn điện không nung nóng 500C cho phép người tiếp xúc với khơng q 700C trường hợp ngược lại - Để đảm bảo an tồn cho người, chia TBPP thành ngăn, buồng ngăn, hàng rào bê tông lưới, đặt chúng độ cao cần thiết, nối đất an toàn phận kim loại khơng mang điện - Tính kinh tế TBPP chủ yếu định vốn đầu tư ban đầu: Số lượng thiết bị, chủng loại thiết bị, vật liệu tiêu hao, kích cỡ cơng trình xây dựng 1.3 Khoảng cách cho phép nhỏ TBP: 1- Khoảng cách cho phép phần mạng điện với với đất: Người ta vào điện áp phóng điện thí nghiệm khơng khí để quy định khoảng cách cho phép nhỏ TBPP Đối với cấp điện áp ≤ 220 KV dùng điện áp phóng điện thí nghiệm xung kích điện áp 330 KV trở lên dùng điện áp tần số công nghiệp Do tổng chiều dài dây dẫn dẫn TBPP lớn nên để giảm xác xuất phóng điện chúng quy định khoảng cách pha với lớn khoảng cách pha với đất khoảng 10% NHÀ MÁY ĐIỆN VÀ TRẠM BIẾN ÁP Đối với thiết bị phân phối trời điện áp 35 KV trở lên người ta tiêu chuẩn hóa đại lượng: Khoảng cách pha với đất Ap-đ pha với Ap-p bảng sau (Bảng 7-1) Đối với TBP nhà điện áp thấp người ta không phân biệt khoảng cách pha với với đất mà quy định chung, khoảng chủ yếu định yêu cầu ổn định động ngắn mạch (Bảng 7-2) Điện áp định mức Ap.đ (cm) Ap.p (cm) 35 40 44 110 90 100 154 130 140 220 180 200 330 250 280 500 375 430 (KV) Bảng 7-1 Điện áp định mức (KV) A (cm) 7.5 10 10 12.5 20 18 35 29 110 80 Bảng 7-2 NHÀ MÁY ĐIỆN VÀ TRẠM BIẾN ÁP Các khoảng cách cho bảng khoảng cách trơng thấy khơng khí, thiết kế TBPP cần ý đến đường kính đu đưa dây dẫn có gió làm cho khoảng cách giảm Cần lưu ý khoảng cách cho bảng B1-1 B-12 khoảng cách nhỏ cho phép Trong thực tế để đảm bảo an toàn người ta lấy khoảng cách lớn trị số cho bảng đến hai ba lần – Khoảng cách phận TBPP nhà: Trong TBPP nhà, khí cụ dây dẫn bng hở cần phải rào lại phía hành lang phục vụ lưới kim loại Chiều cao hàng rào không nhỏ 1.7m (xem hình 8-1) Khoảng cách phần mạng điện đến hàng rào lưới F cần phải lớn khoảng cách Ap.đ 10cm, tức là: F = Ap.đ + 10cm Các dây dẫn ngồi luồng, chẳng hạn chạy phía hành lang khoảng cách C từ dây dẫn đến sàn nhà (H8.1) phải tuân theo quy định, khoảng cách C nhỏ quy định phải che chắn lưới hay ngăn kín Hình 8-1: Khoảng cách thiết bị phân phối nhà NHÀ MÁY ĐIỆN VÀ TRẠM BIẾN ÁP Ngoài để đảm bảo an tồn sử chữa khí cụ điện mạch mà mạch bên cạnh có điện phải ngăn mạch buồng riêng Bố trí góp phải đảm bảo an tồn sử chữa phân đoạn mà phân đoạn bên cạnh có điện Trên hình 8-1 góp bên trái bên phải thuộc phân đoạn khác Để đảm bảo an toàn khoảng cách D hai HTTG theo mặct phẳng nằm ngang không bé trị số quy định Khoảng cách bé TBPP nhà theo yêu cầu an toàn cho bảng 8-3 KHOẢNG CÁCH NHỎ NHẤT TRONG TBPP TRONG NHÀ THEO YÊU CẦU AN TOÀN (B.8-3) ĐIỆN ÁP (KV) TÊN KHOẢNG CÁCH VÀ KÝ HIỆU 10 20 35 110 250 250 250 275 275 350 đến hàng rào lưới F 17.5 20 22.5 28 39 90 200 200 200 220 220 300 450 450 450 475 475 550 + Khoảng cách từ dây dẫn phía hành lang đến sân nhà khơng có lưới bảo vệ C (cm) + Khoảng cách từ dẫn (cm) + Khoảng cách nhỏ theo mặt phẳng nằm ngang dây dẫn thuộc phận khác D (cm) + Khoảng cách nhỏ từ dây dẫn đầu vào tòa nhà TBPP đến mặt đát khơng có rào ngăn (cm) NHÀ MÁY ĐIỆN VÀ TRẠM BIẾN ÁP - Khoảng cách phận TBPP ngồi trời: Trong TBPP ngồi trời người ta khơng ngăn mạch với nói chung cụ khơng có hàng rào ngăn cách Để đảm bảo an toàn TBPP trời người ta đặt khí cụ dây dẫn với cách điện giá đỡ có chiều cao đủ lớn cần thiết Hình 8.2: Khoảng cách thiết bị phân phối trời Ta nghiên cứu đồ mặt cắt TBPP ngồi trời hình 8-2 Khoảng cách C từ dây dẫn đến mặt đất thiết bị phân phối - Điện áp U 220KV C = Apđ + 275 cm - Đối với thiết bị có điện áp U = (330 ÷ 550)KV : C = Apđ + 220 cm NHÀ MÁY ĐIỆN VÀ TRẠM BIẾN ÁP Nếu dây dẫn đặt độ cao nhỏ quy định phải rào lưới kim loại Trong TBPP trời chống sét van thường đặt độ cao khơng thỏa mãn kích thước quy định cần rào lại Khoảng cách theo phương nằm ngang phần mang điện thuộc hai phận khác bằng: D = Apđ + 200 cm Khoảng cách nhỏ theo phương thẳng đứng phận mang điện thuộc phận cạnh đặt khoảng cách nhỏ từ dây dẫn đến thiết bị chuyên chở: B = Apđ +75 Thiết Bị Phân Phối Trong Nhà: 2.1 Thiết bị phân phối lắp ghép: Trong TBPP lắp ghép, phần lớn khí cụ đặt buồng hở, góp dẫn pha khác thường khơng có ngăn Khi xây dựng TBPP lắp ghép phần lớn khí cụ lắp ghép với nơi xây dựng - Quy trình xây dựng TBPP nhà kiểu lắp ghép: a Buồng đặt thiết bị: Trong TBPP nhà khí cụ mạch đặt buồng kín, buồng hở hay buồng chống nổ b Thanh góp dao cách ly góp: NHÀ MÁY ĐIỆN VÀ TRẠM BIẾN ÁP Đây phận quan trọng thiết bị phân phối Thanh góp đặt phần cao thiết bị phân phối, ba pha đặt nằm ngang, nằm nghiêng, thẳng đứng hay đặt đỉnh tam giác Trong phương pháp đặt nằm ngang sử dụng rộng rãi Dao cách ly góp đặt góp, góp dao cách ly góp thường có ngăn vật liệu chịu hồ quang Thường lưỡi dao cách ly đặt phía hành lang điều khiển để quan sát c Đặt máy cắt điện: Phương pháp đặt máy cắt phụ thuộc chủ yếu vào kiểu máy cắt lượng dầu Những máy cắt nhiều dầu thường đặt buồng chống nổ Những máy cắt đặt tầng thường có hố thu dầu bê tông chúng để dầu không bị vung vãi bị chảy từ máy cắt Máy cắt dầu đặt tường hay cấu kiện thép đặt sàn nhà d Bộ truyền động máy cắt: Bộ truyền động thường đặt tường vững ngăn cách với máy cắt để đảm bảo an toàn cho nhân viên thao tác máy cắt sửa chửa truyền động chúng Bộ truyền động phải đặt phía hành lang điều khiển e Bộ truyền động dao cách ly: Để đóng cắt dao cách ly thường dùng truyền động tay, chúng đặt tầng hay khác tầng với dao cách ly NHÀ MÁY ĐIỆN VÀ TRẠM BIẾN ÁP Đặt truyền động dao cách ly tầng khác điều khiển chung tầng thao tác thuận tiện an toàn, thiết bị phân phối phức tạp đắt tiền f Đặt kháng điện: Trong thiết bị phân phối nhà thường dùng kháng điện bê tơng Chúng đặt buồng kín hay hở thường tầng thứ Kháng điện đặt chồng, đặt kề hay đặt nằm ngang Xung quanh kháng điện có từ trường lớn nên khơng đặt gần cấu trúc thép hay bê tơng cốt thép g Đặt biến dòng biến điện áp: Trong thiết bị phân phối nhà thường dùng biến dòng kiểu xuyên đặt buồng với máy cắt Biến dòng kiểu xuyên thường lợi dụng để làm sứ xuyên qua tường hay vách ngăn Biến điện áp 35KV trở lại thường đặt buồng có lưới che Biến điện áp 110KV đặt buồng hở có lưới che Do lượng dầu nhiều nên phía phải có lưới rãi đá dăm 25cm h Đặt cáp điện lực cáp điều khiển: Cáp điện lực từ TBPP chui qua ống gốm, nhựa, thép,… hay qua hào cáp Khi số lượng cáp nhiều phải xây dựng hầm cáp có thơng gió tự nhiên hay cưỡng Cáp điều khiển đặt hầm cáp i Hành lang cửa vào: NHÀ MÁY ĐIỆN VÀ TRẠM BIẾN ÁP Trong TBPP nhà có ba loại hành lang: hành lang phục vụ, hành lang điều khiển hành lang chống nổ Ngoài để vận hành thuận tiện an tồn cho người, TBPP cần có số cửa vào Trong TBPP có nhiều tầng cửa phụ tầng trở lên phải mở ban cơng có thang gác j Phần xây dựng: Kết cấu phần xây dựng tòa nhà phụ thuộc vào kiểu máy cắt dùng cho TBPP - Thiết bị phân phối (3-6)KV: TBPP điện áp (3-6) KV thường dùng sơ đồ hệ thống góp khơng có kháng điện, thiết bị công suất nhỏ xây dựng nhà tầng Buồng chia làm ngăn: ngăn để dao cách ly góp, ngăn để máy cắt, ngăn để dao cách ly đường dây Thanh góp đặt ngồi buồng phía Ngày người ta sản xuất sẵn buồng tiêu chuẩn, xây dựng TBPP việc ghép nối buồng theo sơ đồ nối dây TBPP hệ thống góp có kháng điện xây dựng nhà tầng hay tầng: tầng đặt góp dao cách ly góp, tầng đặt máy cắt dao cách ly đường dây, góp có tường ngăn cách - Thiết bị phân phối điện áp 35-110KV: 10 NHÀ MÁY ĐIỆN VÀ TRẠM BIẾN ÁP TBPP nhà điện áp 35KV thường có hệ thống góp khơng phân đoạn thường khơng có góp đường vòng TBPP 35KV có hệ thống góp xây dựng nhà tâng; góp dao cách ly góp đặt tầng trên, máy cắt dao cách ly đường dây đặt tầng Trong TBPP 35KV góp thường đặt đỉnh tam giác vng TBPP 110KV thường có hệ thống góp xây dựng nhà thường khơng có góp vòng Trong TBPP nhà 110KV thường dùng dao cách ly cột đặt sàn tầng 2.2 TBPP nhà kiểu trọn bộ: Khác với thiết bị phân phối lắp ghép, TBPP trọn tồn khí cụ sơ cấp thứ cấp mạch lắp sẵn thành tủ gọi tủ trọn Khi xây dựng TBPP cần ghép tủ với theo sơ đồ nối điện, xây dựng nhanh chóng Tủ trọn có vỏ bọc kim loại cho kín tồn khí cụ góp bên trong, tranh bụi an toàn cho người phục vụ Bảng phân phối: Bảng phân phối loại TBPP trọn đơn giản dùng cho điện áp U ≤ 1000V Có cách đặt bảng: đặt cách tường ( tự do) đặt sát tường Thiết bị TBPP cở nhỏ- máy cắt di động: Trong thiết bị phân phối cở nhỏ máy cắt đặt bệ có bánh xe nhờ sửa chữa kéo máy cắt khỏi tủ Trong TBPP kiểu trọn 11 NHÀ MÁY ĐIỆN VÀ TRẠM BIẾN ÁP người ta hay dùng dao cách ly kiểu cắm Khi kéo đẩy vào với máy cắt dao cách ly kiểu cắm cắt hay đóng lại TBPP trọn lớn, máy cắt cố định: TBPP loại dùng cho nhà máy điện trạm biến áp U ≤ 35KV Thanh góp có dòng định mức I = (3000+5000)A cao hơn, máy cắt có cơng suất cắt đến 2500 MVA Kích thước trọng lượng máy cắt lớn nên khơng thể đặt tủ có bánh xe di động Trong tủ trọn loại người ta dùng dao cách ly loại thơng thường TBPP Ngồi Trời: 3.1 TBPP lắp ghép: - Đặc điểm chung: Khi xây dựng TBPP trời kiểu lắp ghép người ta lắp ghép khí cụ cơng trường Đặc điểm TBPP lắp ghép ngồi trời khơng có ngăn mạch với phần mang điện mạch - Một số quy trình xây dựng: a Dây dẫn sứ cách điện: Trong TBPP lắp ghép trời góp dây nối dẫn cứng hay dây mềm Dây mềm treo giá đỡ nhờ chuỗi sứ treo, dây dẫn cứng giữ giá đỡ nhờ sứ đỡ 12 NHÀ MÁY ĐIỆN VÀ TRẠM BIẾN ÁP Để giảm độ võng dây mềm, khoảng cách ( nhịp) hai sứ gần không ( 30-50)m Đối với dẫn cứng chiều dài nhịp định điều khiện ổn định động với điện áp U≤11OkV, chiều dài nhịp ≤ 8m b Giá đỡ: Gía đỡ TBPP trời làm gỗ, thép hay bê tơng cốt thép, độ sâu móng xác định điều kiện địa chất khoảng ( 1,5 - 3)m Móng máy cắt xây nhơ lên khỏi mặt đất 10cm, có thép chữ I giữ chặt trụ móng Móng máy biến áp khơng nhơ lên có đường ray để đẩy máy biến áp đến nơi sửa chữa Để cho dầu khơng bị tung tóe, phía máy cắt dầu máy biến áp phải có lớp đá dăm dày 25cm rãi rộng đáy máy c Máy cắt dầu, máy cắt khơng khí dao cách ly: Các khí cụ với máy biến điện áp máy biến dòng đặt giá đỡ riêng Gía đỡ phải có độ cao đảm bảo an toàn cho người qua lại dây dẫn đảm bảo nối khí cụ với thuận tiện Tay cầm truyền động dao cách ly đặt độ cao 1.5m so với mặt đất d Chống sét van, dây chống sét cột chống sét: Chống sét van đặt dao cắt ly Dây chống sét bảo vệ chống sét đánh vào đường dây nối vào cột đầu TBPP 13 NHÀ MÁY ĐIỆN VÀ TRẠM BIẾN ÁP Cột chống sét bảo vệ chống sét đánh trực tiếp vào TBPP, thép tròn đặt thẳng đứng cột TBPP e Cáp điện lực cáp kiểm tra: Được đặt hầm hay hào có nắp đậy vật liệu khơng cháy g Bố trí phần tử TBPP ngồi trời: Được bố trí thành mạch Bề rộng mạch điện áp định Bước TBPP trời 35KV (4-6)m, 110KV (8-9)m, 220KV (14-15)m, 400KV 28m h Chuyên chở thiết bị: Để chuyên chở máy cắt, dao cách ly, biến điện áp biến dòng, chống sét biến áp nhỏ lắp ráp, thay hay sửa chữa, TBPP phải có đường ô tô Để chuyên chở MBA điện lực lớn phải có đường rây i Hàng rào: Trong TBPP ngồi trời người ta rào thiết bị đặt thấp mức quy định bề cao hàng rào khơng thấp 1,7m Ngồi có hàng rào toàn TBPP với chiều cao khoảng 2,5m TBPP ngồi trời chia làm loại: thấp cao Trong TBPP thấp, tồn khí cụ đặt mặt phẳng nằm ngang giá đỡ riêng tương đối thấp Trong TBPP cao khí cụ đặt mặt phẳng nằm ngang, dao cách ly góp đặt phía máy cắt góp đặt dao cách ly góp 3.2 TBPP Kiểu Trọn Bộ: 14 NHÀ MÁY ĐIỆN VÀ TRẠM BIẾN ÁP TBPP ngồi trời trọn dùng cho điện áp Ưu điểm so với thiết bị lắp ghép chắn, bảo vệ cách điện khỏi bụi Thiết bị trọn chiếm thể tích xây dựng xây dựng nhanh chóng 15 ... cách điện giá đỡ có chiều cao đủ lớn cần thiết Hình 8.2: Khoảng cách thiết bị phân phối trời Ta nghiên cứu đồ mặt cắt TBPP ngồi trời hình 8-2 Khoảng cách C từ dây dẫn đến mặt đất thiết bị phân phối. .. MÁY ĐIỆN VÀ TRẠM BIẾN ÁP Đặt truyền động dao cách ly tầng khác điều khiển chung tầng thao tác thuận tiện an tồn, thiết bị phân phối phức tạp đắt tiền f Đặt kháng điện: Trong thiết bị phân phối. .. Bảng phân phối: Bảng phân phối loại TBPP trọn đơn giản dùng cho điện áp U ≤ 1000V Có cách đặt bảng: đặt cách tường ( tự do) đặt sát tường Thiết bị TBPP cở nhỏ- máy cắt di động: Trong thiết bị phân