Chuong II (Tong quan ve HTCD) updated3 tài liệu, giáo án, bài giảng , luận văn, luận án, đồ án, bài tập lớn về tất cả cá...
CHƯƠNG II: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG CÁCH ĐIỆN Hệ thống cách điện khơng khí-hở Hệ thống cách điện khí kín Hệ thống cách điện chất lỏng chất rắn tẩm chất lỏng Hệ thống cách điện chất rắn TS Nguyễn Văn Dũng 8/25/2015 Tài liệu có quyền, khơng phép chép hay công bố rộng rãi hình thức 1 Hệ thống cách điện khơng khí Cách điện phần có chênh lệch điện cao khơng khí ⇒ Sự phóng điện xảy phát triển khơng khí VD: đường dây truyền tải không Vật dẫn mang điện áp cao lắp đặt chất rắn cách điện ⇒ hệ thống cách điện khơng khí tồn chất rắn cách điện ⇒ phóng điện có xu hướng xảy bề mặt tiếp xúc không khí chất rắn cách điện (bề mặt sứ treo, sứ đỡ, sứ xuyên…) Vết phóng điện Vật dẫn có điện áp cao Chất rắn chống đỡ cách điện Không khí Đất TS Nguyễn Văn Dũng 8/25/2015 Tài liệu có quyền, không phép chép hay công bố rộng rãi hình thức TS Nguyễn Văn Dũng 8/25/2015 Tài liệu có quyền, khơng phép chép hay công bố rộng rãi hình thức TS Nguyễn Văn Dũng 8/25/2015 Tài liệu có quyền, khơng phép chép hay cơng bố rộng rãi hình thức Trong số trường hợp cách điện hỗn hợp không khí -chất rắn sử dụng ⇒ khơng khí chất rắn có độ bền điện khác chịu tác động cường độ điện trường khác ⇒ phóng điện khe khơng khí khơng dẫn đến phóng điện tồn phần VD: máy biến áp khơ, có bọc cách điện, đầu nối cáp, máy cắt cách điện bán phần… Chất rắn cách điện Vật dẫn có điện áp cao Chất rắn chịu lực Khơng khí Đất TS Nguyễn Văn Dũng 8/25/2015 Tài liệu có quyền, không phép chép hay công bố rộng rãi hình thức TS Nguyễn Văn Dũng 8/25/2015 Tài liệu có quyền, khơng phép chép hay công bố rộng rãi hình thức Ưu điểm hệ thống cách điện khơng khí o Thiết bị có giá thành thấp o Làm mát hiệu o Dễ kiểm tra bảo trì o Tự phục hồi cách điện sau phóng điện o Tổn hao điện mơi thấp Nhược điểm o Cần khơng gian lớn (khơng khí có độ bền cách điện thấp ∼3kV/mm) o Độ bền cách điện KK phụ thuộc môi trường (nhiệt độ, độ ẩm, bụi, nhiểm…) o Tính thẩm mỹ thấp (khu dân cư đông) o Tăng nguy điện giật o Gây nhiễu đường dây thông tin liên lạc TS Nguyễn Văn Dũng 8/25/2015 Tài liệu có quyền, khơng phép chép hay công bố rộng rãi hình thức 2 Hệ thống cách điện khí kín Đặc điểm: cách điện chủ yếu chất khí, có vỏ kín ngăn cách chất khí cách điện với khơng khí xung quanh thiết bị Khí thường sử dụng: SF6 chất khí điện âm khác sử dụng Để tăng độ bền cách điện chất khí, khí nén áp suất cao sử dụng (một vài atm) Cần chất rắn cách điện làm vật liệu cấu trúc VD: o o o o o o Thiết bị chuyển mạch khí nén - GIS (>145 kV) Máy cắt khí áp suất thường (12, 24 kV) Máy biến áp cách điện khí (SF6 trộn Freon) Máy điện quay điền kín hydro Cáp cách điện khí CB (SF6, khí nén, chân khơng) TS Nguyễn Văn Dũng 8/25/2015 Tài liệu có quyền, khơng phép chép hay công bố rộng rãi hình thức TS Nguyễn Văn Dũng 8/25/2015 Tài liệu có quyền, khơng phép chép hay cơng bố rộng rãi hình thức Ưu điểm hệ thống cách điện khí kín o Cần khơng gian nhỏ/ kích thước nhỏ gọn o Độ bền điện cao o Độ an toàn điện cao o Không bị ảnh hưởng môi trường xung quanh Nhược điểm o Nén khí áp suất cao đòi hỏi độ an toàn học cao o Yêu cầu độ kín cao o Tiềm ẩn nguy cháy nổ bị cố o Nhạy cảm với ô nhiểm (ẩm độ, hạt (sợi) tạp chất) TS Nguyễn Văn Dũng 8/25/2015 Tài liệu có quyền, khơng phép chép hay công bố rộng rãi hình thức 3 Hệ thống cách điện chất lỏng Chất rắn tẩm chất lỏng Cách điện chất lỏng: máy cắt dầu Chất lỏng cách điện thông thường kết hợp với chất rắn cách điện có cấu trúc rỗng (giấy cách điện - kraft) Chất lỏng cách điện điền đầy cấu trúc rỗng giấy ⇒ ngăn ngừa tượng phóng điện cục ⇒ độ bền điện giấy tẩm chất lỏng cao độ bền điện giấy chất lỏng riêng rẽ Cách điện giấy - dầu tạo thành tồn hệ thống cách điện (cáp, tụ điện…) phần (máy biến áp…) TS Nguyễn Văn Dũng 8/25/2015 Tài liệu có quyền, khơng phép chép hay cơng bố rộng rãi hình thức Hệ thống cách điện giấy dầu máy biến áp điện lực TS Nguyễn Văn Dũng 8/25/2015 Tài liệu có quyền, không phép chép hay công bố rộng rãi hình thức Hư hỏng cách điện máy biến áp điện lực TS Nguyễn Văn Dũng 8/25/2015 Tài liệu có quyền, khơng phép chép hay công bố rộng rãi hình thức Hệ thống cách điện giấy dầu cáp điện lực TS Nguyễn Văn Dũng 8/25/2015 Tài liệu có quyền, khơng phép chép hay cơng bố rộng rãi hình thức Ưu điểm o Độ bền điện cao o Làm mát hiệu với khả làm mát cưỡng o An tồn o Khơng có khe hở chi tiết Nhược điểm o Vấn đề giãn nở nhiệt o Nhạy cảm với ẩm độ, hạt ô nhiễm khác o Tổn hao điện môi cao o Trọng lượng lớn o Khó sửa chữa o Cấu trúc phức tạp, chi phí cao cho q trình làm khơ giấy tẩm dầu TS Nguyễn Văn Dũng 8/25/2015 Tài liệu có quyền, khơng phép chép hay cơng bố rộng rãi hình thức 4 Hệ thống cách điện rắn (không tẩm) Vấn đề chất rắn cách điện tồn lỗ rỗng bên ⇒ chất rắn có nguồn gốc hữu dễ dàng bị phá hủy tượng phóng điện cục Vấn đề khắc phục 02 cách o Lựa chọn vật liệu trình sản xuất hạn chế xuất lỗ rỗng giới hạn lỗ rỗng có kích thước nhỏ o Sử dụng vật liệu có nguồn gốc vơ khơng bị phá hủy phóng điện cục Ví dụ: o o o o o o Cáp cao áp (PE, XLPE, PVC, EPR) Máy phát điện (mica, sợi thủy tinh, epoxy) Sứ cách điện (thủy tinh, sứ, epoxy) Máy biến áp đo lường (epoxy) Sứ xuyên (epoxy, giấy/epoxy) Tụ điện (polypropylene) TS Nguyễn Văn Dũng 8/25/2015 Tài liệu có quyền, không phép chép hay công bố rộng rãi hình thức TS Nguyễn Văn Dũng 8/25/2015 Tài liệu có quyền, khơng phép chép hay công bố rộng rãi hình thức Ưu điểm o Dễ tạo hình o Giá thành thấp o Dễ xử lý o Trọng lượng nhỏ o Khả chịu nhiệt tốt Nhược điểm o Quá trình chế tạo phức tạp o Nhạy cảm với ẩm độ o Chất rắn hữu bị phát hỏa TS Nguyễn Văn Dũng 8/25/2015 Tài liệu có quyền, khơng phép chép hay cơng bố rộng rãi hình thức Hư hỏng cách điện cáp điện lực TS Nguyễn Văn Dũng 8/25/2015 Tài liệu có quyền, khơng phép chép hay công bố rộng rãi hình thức Lựa chọn hệ thống cách điện Yếu tố kỹ thuật (độ bền điện, độ bền cơ, độ bền nhiệt, tổn hao điện môi, không gian cần thiết…) Yếu tố kinh tế (chi phí đầu tư, bảo trì, bảo dưỡng, sửa chữa thay thế) Sau chọn hệ thống cách điện, hệ thống cách điện phải tối ưu hóa mặt thiết kế hình dạng hình học (đạt điện trường đồng tốt) lựa chọn vật liệu cách điện Điện trường cao điểm nhọn Điện trường gần Thay TS Nguyễn Văn Dũng 8/25/2015 Tài liệu có quyền, khơng phép chép hay công bố rộng rãi hình thức Vòng corona TS Nguyễn Văn Dũng 8/25/2015 Tài liệu có quyền, khơng phép chép hay công bố rộng rãi hình thức Câu hỏi thảo luận Lựa chọn hệ thống cách điện cho máy biến áp điện lực cấp trung với yêu cầu sau: - Có cơng suất thấp trung bình sử dụng khu vực không yêu cầu chống cháy nổ - Chi phí đầu tư thấp tốt? (thảo luận nhóm) TS Nguyễn Văn Dũng 8/25/2015 Tài liệu có quyền, không phép chép hay công bố rộng rãi hình thức ... Đặc điểm: cách điện chủ yếu chất khí, có vỏ kín ngăn cách chất khí cách điện với khơng khí xung quanh thiết bị Khí thường sử dụng: SF6 chất khí điện âm khác sử dụng Để tăng độ bền cách điện chất... kích thước nhỏ gọn o Độ bền điện cao o Độ an tồn điện cao o Khơng bị ảnh hưởng môi trường xung quanh Nhược điểm o Nén khí áp suất cao đòi hỏi độ an tồn học cao o u cầu độ kín cao o Tiềm ẩn nguy