Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống
1
/ 18 trang
THÔNG TIN TÀI LIỆU
Thông tin cơ bản
Định dạng
Số trang
18
Dung lượng
219,41 KB
Nội dung
Ngu n d phòng PGS.TS Quy n Huy Ánh CHƯƠNG I NGUỒN DỰ PHÒNG ***** 1.1 CÁC NGUỒN DỰ PHÒNG 1.Yêu cầu liên tục cung cấp điện Để đáp ứng yêu cầu khai thác kinh tế cần tuân thủ theo điều kiện sau: Không ngắt điện ở: Các hệ IT (công nghệ thông tin) Các quy trình công nghệ liên tục, ngoại trừ tải có quán tính cao cho phép ngắt điện đến giây Giai đoạn để trì liệu hệ IT: 10 phút Sự tự hành nên có nguồn điện dự phòng, điều có liên quan tới việc sử dụng mức tối thiểu cần cho an toàn cho người vận hành Tồn nhiều nguồn dự phòng cho trường hợp cố, chúng dùng nguồn điện dự phòng với điều kiện khởi động cấp điện cho tất mạch an toàn, cố, nguồn hỏng nguồn khác lại hoạt động bình thường Các phương án cung cấp nguồn dự phòng Chất lượng liên tục điện nguồn đảm bảo nhờ: phân chia hệ thống điện; dùng nhiều nguồn khác (ví dụ nối mạch dạng vòng); cấp điện dự phòng tự động chỗ cho phận quan trọng; chia nhỏ mạch; chọn lựa sơ đồ nối đất (IT, TT, TN… ) việc sử dụng thiết bò chọn lọc a Sự phân chia lưới điện dự trù nguồn điện dự phòng Việc cấp điện trung theo mạch vòng hai hay nhiều biến áp trung - hạ với liên kết tủ phân phối hạ thế, cách phổ biến đảm bảo tính liên tục cấp điện cao Việc sử dụng nhiều biến áp cho phép tách tải có khả gây nhiễu cho mạch khác, ví dụ như: Các hệ máy tính vốn nhạy với biến đổi điện áp (cao hay thấp) biến dạng sóng (sóng hài); Các mạch tạo sóng hài, đèn phóng điện, biến đổi điện (chỉnh lưu điều khiển dùng thyristor, nghòch lưu, điều khiển tốc độ động cơ, … ); Các mạch tạo biến đổi áp lớn động lớn, lò hồ quang, … Bằng cách này, điểm nối chung di chuyển từ hạ áp sang trung áp, nơi ảnh hưởng qua lại nhóm tải bò giảm Trong số trường hợp, ảnh hưởng bò loại trừ, trường hợp sóng hài bậc ba bội số ba (*) Trong trường hợp phân phối đấu tam giác /sao, dòng hài bậc ba phía www.quyenhuyanh.com Trang Ngu n d phòng PGS.TS Quy n Huy Ánh thứ cấp không xuất phía sơ cấp (chúng luân chuyển cuộn dây mắc tam giác) không ảnh hưởng sang biến áp lân cận (*) Các sóng hài bậc ba theo thứ tự pha zero mạch pha cân bằng, cần lưu ý tới hành vi đặc biệt chúng biến áp đấu tam giác – Hơn sóng hài bậc ba phần sơ cấp (ví dụ từ tải trung mắc trực tiếp) không xuất phía hạ biến áp kiểu Đôi tách tải qua qua biến áp kiểu gọi “decoupling” b Dự trù nguồn điện dự phòng Các nguồn điện dự phòng là: hai trạm trung - hạ riêng rẽ, nhà máy điện riêng, máy phát diesel, thiết bò lưu điện cung cấp liên tục (UPS) c Chia nhỏ mạch Các mạch chia thành nhóm theo mức độ quan trọng Nói chung hai nhóm, thường gọi tải “quan trọng”, tách nuôi từ khác Trung G Hạ Máy phát dự phòng công tắc tơ tự động chuyển mạch ~ Tải không quan trọng Tải quan trọng = Bộ nghòch lưu = ~ Tải “nhạy cảm” (máy tính,… ) Hình 1.1 Mimh họa mạch chuyển đổi tự động cấp điện cho tủ phân phối tải “quan trọng” Một nhóm tải “quan trọng”, cụ thể thiết bò máy tính công nghệ thông tin, đòi hỏi tính liên tục cao nhất, mức điện áp ổn đònh, chất lượng điện áp cao, yêu cầu UPS đáp ứng Các yêu cầu nguồn dự phòng www.quyenhuyanh.com Trang Ngu n d phòng PGS.TS Quy n Huy Ánh Thời gian cắt điện: tùy trường hợp, mà có lựa chọn sau: Không gián đoạn; Gián đoạn 1s ; Gián đoạn 15s + Các nguồn dự phòng cần có tính tự hành: nói chung, tương ứng với thời gian cần để hoàn tất biện pháp an toàn cho người: ví vụ như, thời gian để sơ tán một đòa điểm công cộng đông người: Trong nhà cao tầng lớn, thời gian tự hành phải 36 Bảng Bảng dẫn lựa chọn nguồn dự trữ theo yêu cầu thời gian ngưng cung cấp điện Yêu cầu Ứng dụng Dạng ứng dụng Ví dụ cho mạng Các IT viễn thông có điều khiển chương trình Quy trình gia công có ngắt quãng Quy trình liên tục - Ngân hàng liệu - Điều khiển kiểm soát Quy trình lạnh Chỉ thò điều khiển tham số quy trình - Các dòch vụ bảo hiểm, thiết bò IT nhà băng - Hệ thống điều khiển sản xuất Điều kiện Thời gian ngắt cho phép 1s 15s 15 phút 10 phút 20 phút 1h Tự hành nguồn - Cơ khí nhẹ - Dây chuyền lắp ghép - Hạt nhân - Hoá - Sinh - Nhiệt - Cơ khí nặng X X X X(1) X(1) X(2) X X X X X Thường trực có lợi kinh tế Giải pháp Thiết bò cần dùng Bộ nghòch lưu có máy phát để gánh tải nghòch lưu Máy phát liên tục khởi động để gánh tải nghòch lưu Lưới máy phát vận hành thường trực Ghi chú: (1) Tùy theo tình hình kinh tế (2) Giới hạn thời gian lưu trữ sốõ liệu Máy phát chỗ www.quyenhuyanh.com Trang Ngu n d phòng PGS.TS Quy n Huy Ánh Trong số mạng điện, việc cấp điện không phụ thuộc vào điện lưới công cộng, cần đến máy phát chỗ (thường máy phát diesel) chung với nghòch lưu Trong trường hợp thời gian tự hành nghòch lưu, nghóa ắc quy, phải đủ cho giai đoạn khởi động động diesel nối tải vào máy phát Thời gian cần thiết để thực chuyển từ nguồn sang nguồn khác tùy vào tính chất lưới điện, như: trình tự khởi động động cơ, cắt tải không quan trọng, … Việc nối tải thường thực phần phân phối hạ tủ đảo điện tự động Trong điều kiện hoạt động bình thường nghòch lưu, dòng xoay chiều vào chỉnh lưu, phần nhỏ dòng chiều đầu chỉnh lưu trì cho ắc quy nạp đầy đủ Phần dòng chiều lại biến đổi thành dòng xoay chiều khiết nuôi tải Trong trường hợp chuyển từ nguồn điện thường sang nguồn dự phòng, cần phải (đặc biệt tải lớn so với công suất đònh mức máy phát) tránh mômen độ có hại trục máy phát Các mômen xảy tải đóng vào bất ngờ, mômen độ dao động trục có cộng thêm trừ bớt mômen tải ổn đònh tần số tự nhiên dao động trục Để tránh tượng này, chỉnh lưu điều chỉnh điện tử Đầu tiên cho qua dòng thấp, sau tăng dần đến tải nuôi hoàn toàn máy phát ắc quy nhận dòng nạp trì Thao tác diễn khoảng 10 15s Việc đóng nghòch lưu diễn nhờ điều khiển tương tự mạch chỉnh lưu Việc đóng tải từ từ giúp tránh dòng độ lớn dao động tần số quán tính điều tốc động sơ cấp Chỉnh lưu hệ đảo điện sinh dòng hài, nên máy phát dự phòng phải thiết kế dư, vấn đề cần thảo luận với nhà sản xuất UPS Đặc tính loại nguồn trình bày bảng Bảng Bảng đặc tính nguồn Khẩn cấp dự www.quyenhuyanh.com ~ ~ Máy phát Máy phát hoạt M G Trang Ngu n d phòng PGS.TS Quy n Huy Ánh phòng diesel dự phòng nguồn Ắc quy Thời gian cung cấp tải (không cắt) X 1s Nghòch lưu Chất tải (1) X X X tới 10 phút (5) X Tổng thời gian cho thao tác chuyển mạch (nguồn) X X Phụ thuộc vào sơ X X đồ đảo điện cho nguồn Ràng buộc lưới Vò trí đặc biệt Không, ngoại (dạng ắc quy), lưới trừ ắc quy chiều đặc biệt dạng mở Thiết bò bổ sung (ngoài bảo vệ đảo điện) Bộ nạp, Không, ngoại điều chỉnh trừ có yêu cầu thò ắc quy bổ đo lường sung Chế độ vận hành ràng buộc Lưới đặc Tự động biệt Tổn thất hệ Kiểm tra thường xuyên Các tham số khác Bảo trì Cắt đònh Không, ngoại kỳ để kiểm trừ ắc quy tra bảo dạng hở trì Tuổi thọ (3) đến năm (2) Bổ sung cần thiết (4) x2 lắp đặt thường trực Kiểm tra thường xuyên Độ tin cậy (4) động thường trực X X Vò trí đặc biệt (nhiều dao động rung, yêu cầu tiếp cận bảo trì, phòng hỏa), bồn chứa nhiên liệu Bộ khởi động ắc quy khí nén Bánh đà khớp Bộ hoà tự động đồng Bằng tay tự động Khởi động đònh kỳ Tự động Tải lớn cố đònh Vận hành thường trực Kiểm tra đònh kỳ Các yêu cầu phụ bắt buộc cho khớp trục máy đến 10 năm Kiểm tra đònh kỳ x2 an toàn mức cao Bộ khớp trục máy x2 lắp đặt thường trực đến năm (cho loại ắc quy niêm kín) cho cho 1000 đến 10.000 đến 10 năm Ắc quy x2 Kiểm tra tích hợp Phần ắc quy cho khởi động 10.000 đến 10 năm Phần hoà đồng Chú thích www.quyenhuyanh.com Trang Ngu n d phòng PGS.TS Quy n Huy Ánh (1) Máy phát vận hành trường trực có trang bò bánh đà Khi nguồn cung cấp, lên tải đòi hỏi thời gian nhỏ 1s (2) Lâu ắc quy dạng hở (3) Trước có đại tu (4) Sự nghiên cứu an toàn cho phép xác đònh sơ đồ tối ưu (5) Tùy theo lưới có bò nóng trước hay không Máy phát Nguồn bình thường Thiết bò bảo vệ phân phối (bổ sung) Máy biến áp (có thể) Mạng ~ = Hộp bảo vệ ắc quy Động diesel Cầu dao đảo tónh Bộ nạp = ắc quy _ Mạng _ Dao đóng tay (dùng sửa chữa) Thiết bò phân phối bảo vệ (bổ sung) ~ º _ Hình 1.2 Ví dụ sơ đồ đảo điện nghòch lưu máy phát Merlin Gerin Máy phát diesel dự phòng nguồn Một biện pháp trì cung cấp điện cho tải thiết yếu có cố nguồn sử dụng máy phát điện diesel nối thông qua cầu dao đảo với tủ đóng cắt dự phòng để nuôi thiết bò (hình 1.3) Trung G Hạ www.quyenhuyanh.com Trang Cầu dao chuyển mạch Ngu n d phòng PGS.TS Quy n Huy Ánh Máy phát diesel chỗ có hai thành phần chính: động sơ cấp (thường động diesel, máy phát điện xoay chiều (thường loại hạ áp) a Động diesel Động diesel, chế tạo thích hợp với chế độ hoạt động liên tục tải nặng Thông thường động thì, bơm trực tiếp, hút gió tự nhiên làm lạnh không khí Các phụ kiện bao gồm: Hệ thống làm mát: hệ thống làm mát dầu làm mát, không khí làm lạnh nước làm lạnh (phù hợp với khí hậu nhiệt đới); Hệ thống lọc: bao gồm lọc không khí, lọc dầu bôi trơn lọc khí đốt; Hệ thống điện chiều: thường cấp 12V hay 24V Cung cấp lượng cho cuộn dây solenoid, khởi động động kích từ cho máy phát; Hệ thống thông khí giảm âm b Máy phát xoay chiều Máy phát xoay chiều thường loại máy phát đồng bộ, pha, dây, 50HZ, có trang bò điều chỉnh điện áp (AVR), tốc độ quay 1500v/p, hệ số công suất cos = 0,8, tự kích từ có trang bò hệ thống thông gió tự động Công suất máy phát xoay chiều phải phạm vi từ vài trăm đến vài ngàn kVA Công suất máy phát chia làm loại: Công suất đònh mức dự phòng (Stand-by Power): cung cấp 100 công suất suốt 500 năm, cung cấp liên tục 300 giờ; Công suất đầu vào (Prime Power): cung cấp 100 công suất với mức độ trung bình, hay 60, không giới hạn thời gian; Công suất tải (Base Load Power): cung cấp 100 công suất cách liên tục, không giới hạn thời gian; Điện áp máy phát chuẩn cho mạng Việt Nam 400/230V, pha dây trung tính www.quyenhuyanh.com Trang Ngu n d phòng PGS.TS Quy n Huy Ánh c Khung máy Khung máy làm việc với tải lớn kim loại hàn với cấu trúc nhiều khung gộp lại Khung lắp ráp chống rung, thiết bò nâng bể chứa nhiên liệu d Bảng điều khiển Bảng điều khiển cung cấp theo tiêu chuẩn với với nút điều khiển phù hợp với nút điều khiển động máy phát Cảnh báo với dẫn bảo vệ máy mạch điện Ngoài ra, trang bò hệ thống điều khiển AMF (Automatic Main Failure) ATS (Automatic Transfer Switch) Hình 1.4 Máy phát MAGNA MAX – DVR Hình 1.5 Cung cấp nguồn dự trữ máy phát diesel Chọn lựa đặc tính nguồn điện khác Liên kết nghòch lưu máy phát chỗ giải pháp tối ưu đảm bảo tính tự hành lâu dài Các đặc tính khác đặc trưng qua độ khả dụng chúng - nghóa thời gian lên tải tức thời hay chậm trễ, tính tự hành – nghóa thời gian nuôi tải giai đoạn đònh mà không cần phục vụ (ví dụ: bơm đầy bình nhiên liệu) Cũng cần tính đến: Các ràng buộc lưới điện: đặc biệt cho vò trí chuyên biệt, tùy theo nguồn dùng; Thiết bò phụ trợ; Các ràng buộc hành: theo hướng dẫn vận hành hay quy đònh đòa phương, …; Các yêu cầu bảo trì: áp đặt ràng buộc nhẹ thời gian bảo trì Việc xem xét nhiều khả ràng buộc thường dẫn đến giải pháp tối ưu dựa sơ đồ nghòch lưu kèm với máy phát diesel dự phòng Một ắc quy trì việc cấp điện liên tục thời gian khởi động lên tải máy phát 1.2 BẢO VỆ MẠNG CẤP ĐIỆN TỪ MÁY PHÁT ĐIỆN www.quyenhuyanh.com Trang Ngu n d phòng PGS.TS Quy n Huy Ánh Máy phát điện có ngắn mach a Sự hình thành dòng ngắn mạch (hình 1.6) Ngoài giới hạn dòng điện cố từ máy phát điện dự phòng, khó khăn khác suốt giai đoạn mà máy cắt hạ dự kiến phải hoạt động, biên độ dòng ngắn mạch thay đổi lớn Ví dụ: ngắn mạch pha đầu cực máy phát, giá trò hiệu dụng dòng điện từ 3In lên tới 5In Khoảng thời gian 10ms tới 20ms gọi giai đoạn siêu độ dòng giảm nhanh từ giá trò ban đầu Dòng điện tiếp tục giảm thời gian độ kéo dài từ 80ms đến 280ms tùy theo loại, kiểu máy… Hiện tượng gọi “dòng xoay chiều tắt dần” Dòng ổn đònh khoảng 0,5s, hơn, thay đổi phụ thuộc vào hệ thống kích từ: Điều khiển tay; Tự động (hình 1.6) Trò hiệu dụng R.M.S Thời kỳ Siêu độ Thời kỳ độ Máy phát với tự động điều chỉnh điện áp 3In In Máy phát với điều khiển kích từ tay 0,3In Thời điểm cố 10 đến 20ms 0,1 đến 0,3s t Hình 1.6 Dòng ngắn mạch có ngắn mạch pha đầu cực máy phát Hầu hết hệ thống phát điện có điều áp tự động để trì điện áp không đổi Bộ phận thay đổi sức điện động máy phát Điều dẫn đến việc tăng cao dòng cố giai đoạn độ từ 2,5In đến 4In (hình 1.6) Trong vài trường hợp với điều khiển kích từ tay, tổng trở máy làm giảm dòng ngắn mạch tới In thấp tới 0,3 In thường xấp xỉ In Hình 1.6 biểu thò giá trò hiệu dụng dòng điện với giả sử thành phần độ chiều (DC).Trong thực tế thành phần tồn mức độ hai pha trở nên lớn có ngắn mạch đầu cực máy phát Điều làm phức tạp thêm vấn đề bảo vệ mạch điện Trong thực tế, thành phần DC pha tăng giá trò hiệu dụng dòng, tính toán thiết lập dòng chỉnh đònh cho thiết bò bảo vệ dựa thành phần xoay chiều AC có tác dụng, nghóa dòng điện thực tế lớn tính toán Điểm ngắn mạch xa máy phát, dòng cố thấp thành phần độ DC nhanh triệt tiêu Thêm vào đó, tắt dần dòng dòng xoay chiều bỏ www.quyenhuyanh.com Trang Ngu n d phòng PGS.TS Quy n Huy Ánh qua tổng trở hệ thống điểm cố có giá trò lớn so với giá trò điện kháng máy phát b Dữ liệu tổng trở máy phát điện Nhà sản xuất cung cấp giá trò tổng trở máy phát điện bao gồm: Điện kháng siêu độ x '' d biểu thò phần trăm () nhà sản xuất (tương tự điện áp ngắn mạch máy biến áp) Giá trò ôm ( ) tính sau: X '' d x " d U n 10 5 = ( ) Pn Với: x '' d - điện kháng siêu độ, ; Un - điện áp dây đònh mức máy phát điện, V; Pn công suất đònh mức máy phát điện, kVA Điện kháng độ x ' d () chuyển sang ôm công thức: X 'd = x ' d U n 10 5 ( ) Pn Điện kháng thứ tự không x ' () chuyển sang ôm công thức: X '0 = x ' U n 10 5 ( ) Pn Trong trường hợp thiếu liệu, sử dụng giá trò gần sau đây: x '' d x'd x '0 = 20 = 30 = 6 Điện kháng siêu độ dược sử dụng tính toán giá trò dòng đònh mức cắt ngắn mạch cho CB hạ có thời gian hoạt động 20 ms, độ bền điện động CB thành phần khác (thanh dẫn, cáp đơn, … ) Điện kháng độ sử dụng xem xét khả cắt mạch CB hạ với thời gian cắt 20ms, khả chòu nhiệt thiết bò đóng cắt phận khác hệ thống Chú ý: từ thời điểm xảy ngắn mạch, điện kháng máy phát điện tăng nhanh Điều có nghóa biên độ dòng điện tính sử dụng giá trò x '' d x ' d không đổi (cho khả cắt mạch) lớn biên độ dòng điện thật thời điểm máy cắt tách ra, nghóa có hệ số an toàn cách tính www.quyenhuyanh.com Trang 10 Ngu n d phòng PGS.TS Quy n Huy Ánh Các tính toán khả cắt ngắn mạch máy cắt dựa thành phần AC đối xứng dòng điện, nghóa thành phần DC không tính tới Đối với khả tạo ngắn mạch thiết bò cắt, thành phần DC quan trọng c Giá trò dòng ngắn mạch đầu cực phát Dòng ngắn mạch pha độ đầu cực máy phát: Isc = (Ig / x ' d )100* (*) cho CB có thời gian cắt lớn 20 ms Ở đây: Ig - dòng đònh mức đầy tải máy phát, A; x ' d - điện kháng độ pha máy phát, Khi giá trò so sánh với giá trò có ngắn mạch đầu cực máy biến áp có công suất kVA, nhận thấy biên độ dòng điện máy phát nhỏ lần so với biên độ dòng điện máy biến áp Ví dụ (hình 1.7) Biên độ dòng ngắn mạch pha điểm A Tổng trở mạch không đáng kể so với nguồn Máy biến aùp nguoàn: Isc-3pha = 21,5 kA ~ 630kVA 20kV/400V Usc = 4 x ' d = 30 250kVA 400V A Tải quan trọng Tải không quan trọng Hình 1.7 Ví dụ cung cấp điện từ nguồn phát dự trữ cho hộ tiêu thụ quan trọng Máy phát điện: Isc-3pha = www.quyenhuyanh.com Ig ' xd 100 = Pn U n 100 x'd Trang 11 Ngu n d phòng PGS.TS Quy n Huy Ánh Ở đây: Pn – công suất đònh mức máy phát điện, kVA; Un – điện áp dây đònh mức máy ' phát, V; x d - điện kháng độ, ; Isc – dòng điện sơ caáp pha, kA Isc-3pha = 250 100 400 30 =1,2 kA 1.3 BẢO VỆ CÁC MẠCH QUAN TRỌNG ĐƯC CẤP ĐIỆN TỪ MÁY PHÁT ĐIỆN KHI CÓ SỰ CỐ Khó khăn khác biệt nhỏ dòng điện đònh mức dòng ngắn mạch máy phát Các tính chất (khả cắt dòng ngắn mạch tác động kiểu từ có hiệu chỉnh) máy cắt để bảo vệ mạch tải quan trọng phải dược xác đònh theo mục đây: a Lựa chọn khả cắt ngắn mạch Thông số dược tính cho trường hợp nguồn máy biến áp nguồn “bình thường” khác b Hiệu chỉnh tác động kiểu từ Trong thực tế, ý đến máy cắt bảo vệ tải quan trọng tủ phân phối Bảo vệ mạch tủ phân phối khu vực tủ phân phối phụ hiệu chỉnh mức thấp so với tủ phân phối Do (từ trường hợp bất thường), dòng cố từ máy phát đủ để thiết bò bảo vệ hoạt động mức thấp Có hai khó khăn cần khắc phục: Cần phối hợp bảo vệ mạch với mạch bảo vệ cho máy phát Các yêu cầu máy phát bảo vệ tải đồ thò hình 1.8 (xem ghi 1); + Bảo vệ người khỏi điện giật tiếp xúc gián tiếp, bảo vệ phụ thuộc vào hoạt động rơle dòng (ví dụ hệ thống IT TN) Hoạt động rơle phải đảm bảo, cho dù nguồn máy phát hay máy biến áp (xem ghi 2) Do đó, hiệu chỉnh mức cắt rơle từ trễ hay tức thời phải đặt mức cố nhỏ xảy điểm xa mạch, nguồn máy phát Ghi 1: bảo vệ tốc độ cao, nhạy cho máy phát khỏi cố bên (nghóa phía trước CB nó) cách sử dụng sơ đồ bảo vệ so lệch dùng dây điều khiển biến dòng, với ưu điểm có phối hợp tuyệt sơ đồ bảo vệ mạch Tuy vậy, vấn đề bảo vệ tải chọn lọc tồn Một giải pháp sử dụng rộng rãi vấn đề dùng rơle dòng điều khiển điện áp hoạt động theo nguyên tắc sau: dòng ngắn mạch làm sụt áp nhiều dòng tải Rơle tải dòng www.quyenhuyanh.com Trang 12 Ngu n d phòng PGS.TS Quy n Huy Ánh /thời gian nghòch có hai đặc tính hoạt động sử dụng hai đặc tuyến tương ứng với hình 1.8 hữu hiệu mức điện áp hệ thống bình thường Nếu điện áp hệ thống thấp giá trò đặt trước, rơle tự động chuyển qua hoạt động nhanh mức dòng thấp so với hình 1.8 Tuy vậy, tác động kiểu từ có ngưỡng thấp đại thường cho giải pháp đơn giản (như phần 1.4) Ghi 2: mức độ dòng chạm đất không đủ lớn (trong hệ thống IT (*) TN) để tác động máy cắt lúc dòng, bảo vệ chống điện giật tiếp xúc gián tiếp cách sử dụng RCD tương ứng (*) Hai cố chạm đất đồng thời pha khác (hoặc pha dây trung tính) cần thiết để tính toán cho sơ đồ IT Thời gian (s) 1000 100 12 10 I/IG 1,1 1,2 1,5 Quá tải Hình 1.8 Bảo vệ tải máy phát 1.4 LỰA CHỌN BỘ TÁC ĐỘNG a Tính toán tổng trở mạch cố (Zs) cho sơ đồ IT TN Xác đònh giá trò tối thiểu dòng ngắn mạch từ cách tính tổng trở mạch vòng cố Zs (bằng phương pháp tổng trở) khó, khó đầy đủ chi tiết, tổng trở xác đònh cách dùng phần mềm Các phương pháp tính cho ngắn mạch pha pha trình bày mục 1.5 www.quyenhuyanh.com Trang 13 Ngu n d phòng PGS.TS Quy n Huy Ánh Bảng Sơ đồ bảo vệ mạch quan trọng ~ Đặc tính bảo vệ cho mạch quan trọng Dạng mạch Đònh mức Bộ tác động có cắt cố hiệu chỉnh (FBR) Mạch Cấp điện từ In mức cắt biến áp trễ < dòng cố FBR>ISC nhỏ mạch cấp điện từ máy phát (xem mục 1.3) Mạch phụ Cấp điện từ Kiểm tra bảo vệ mạch biến áp chống chạm điện cuối FBR >Isc gián tiếp cho sơ đồ IT TN (xem mục 1.3) Phòng máy phát diesel Cầu dao chuyển mạch B Tải b Các tác động Sự lựa chọn tác động với giá trò chỉnh đònh thấp nói chung cần thiết, compact NS với STR ( thời gian trễ ngắn ngắt từ điều chỉnh từ 1,5 tới 10 Ir ) Trong thực tế, CB (hoặc thiết bò tương đương) cần thiết, dòng đònh mức CB lớn 1/3 dòng đònh mức máy phát hầu hết trường hợp loại bỏ rơle tải điều khiển điện áp Các nhà sản xuất thường cung cấp bảng tổ hợp thiết bò cắt cho sơ đồ máy phát dự phòng thông dụng 1.5 CÁC PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN GẦN ĐÚNG Một lưới gồm máy biến áp 600 kVA (bình thường) bao gồm tủ phân phối cho tải quan trọng Tủ cung cấp từ máy phát diesel dự phòng 400 kVA CB nên lắp đặt đầu từ bảng điện, lưới nối đất theo sơ đồ TN? a Tính giá trò nhỏ dòng ngắn mạch pha Bảng trình bày trình tự tính toán cho máy phát với hay nhiều mạch Xem xét mạch 220A hình 1.9 Biến áp 630KVA 20kV/400V Maùy phaùt 400kVA 400V www.quyenhuyanh.com Ngăn chứa thiết bò bảo vệ máy phát PE Tủ phân phối cho Trang 14 Ngu n d phòng PGS.TS Quy n Huy Ánh Bảng Tính toán dòng ngắn mạch pha Muïc R (m ) X (m ) Máy phát Ra Mạch 22,5 L/S X 'd 0,08 L Toång R X Z (m ) R X2 ISC (kA) 1,5Vn R X2 S - tiết diện dây, mm2; L - chiều dài, m X 'd U n 0.30 Pn 4002 0,30 120m 400 22,5 100 18,75m 120 Xc = 0,08 100 = m Rc = Ứng dụng phương pháp bảng R = Ra + Rc = + 18,75 = 18,75 m X = X ' d X c 120 128 m Tổng trở pha: Z= R www.quyenhuyanh.com X2 = 18,75 128 = 129,4 m Trang 15 Ngu n d phòng PGS.TS Quy n Huy Ánh Isc = 1,05V n 1,05 230 1,87kA Z 129,4 Ghi chú: thực tế có dòng độ DC hai pha, giá trò thường bò vượt thời gian tác động CB b Tính giá trò tối thiểu dòng ngắn mạch pha với đất (hình 1.9) Bảng trình bày trình tự tính toán cho máy phát với hay nhiều mạch Bảng 5.Tính toán dòng ngắn mạch pha chạm đất Mạch X(m ) R (m ) Ra Mục Mát phát 2X 22,5 L1 m S ph Toång ' d Z(m ) ISC (kA) X0 0,08 x L x R R X X2 1,05 Vn R X2 Xem xét mạch 220A hình 1.9 Máy phát điện: Ra = 400 Xa = 120 0,06 88m 400 Maïch: Rc = 22,5 100 1 120 / 70 50,89m 120 Xc = 0,08 100 = 16 m Ứng dụng phương pháp tổng trở R = Ra + Rc = + 50,89 = 50,89 m X = Xa + Xc = 88 + 16 = 104 m Toång trở: Z= R www.quyenhuyanh.com X2 = 50,89 104 = 115,8 m Trang 16 Ngu n d phòng PGS.TS Quy n Huy Ánh Isc1(pha/trung tính) = 1.05 230 2,09kA 115,8 c Chỉnh đònh cho phép tối đa tác động trễ tức thời Sơ đồ TN Trong hai trường hợp cố xem xét (3 pha pha-trung tính) cố pha tạo nên dòng ngắn mạch nhỏ Do đó, giá trò chỉnh đònh rơle bảo vệ chọn phải nhỏ giá trò dòng Đối với mạch đầu 220A nên chọn tác động có đònh mức 250A hiệu chỉnh (theo nguyên tắc) Isc/250, nghóa là1870/250 = 7,4In Tuy nhiên độ sai số chế tạo 20 , giá trò chỉnh đònh tối đa cho phép 7,4/1,2 = 6,2In Bộ tác động loại TM250D chỉnh 6In CB NS250N (khả cắt 36kA > 21,5 kA), sử dụng Ghi chú: phương pháp dựa đơn giản hóa công thức sau: V ph (1) Isc(3pha) = Z1 (2) Isc(pha/pha) = (3) Isc(pha/đất) = V ph Z1 Z 3V ph Z1 Z Z Với: Z1 – tổng trở thứ tự thuận, ; Z2 – tổng trở thứ tự nghòch, ; Z0 – tổng trở thứ tự không, ; V ph – điện áp pha, V Đơn giản hoá: Z1 cho Z2 công thức (2) trở thành: V ph hay 0,866Isc (3 pha) V ph 0,866 Z1 2Z1 Trong bảng giả đònh tổng trở cáp X1 = X2 = X0 công thức (3) tổng tổng trở = (X1 + X2 + X0)1/3 = (3X1)1/3 = X1 1.6 BẢO VỆ MÁY PHÁT XOAY CHIỀU DI ĐỘNG VÀ DỰ PHÒNG Các tiêu chuẩn quốc gia phân loại lưới máy phát thành loại: Cố đònh (được nói đến mục 1.1 đến 1.5) Di động (hình1.10) Các loại nguồn xách tay (hình 1.11) a Loại di động www.quyenhuyanh.com Trang 17 Ngu n d phòng PGS.TS Quy n Huy Ánh Ống dẫn không kim loại Cho cách điện bổ sung PE C32N 30 mA ViglCompact NS 100 TM63G 30 mA PE Mạch tới tải Hình 1.10 Lưới có máy phát di động Loại sử dụng chủ yếu để cung cấp điện tạm thời (ví dụ công trường) an toàn điện đảm bảo RCD với giới hạn tác động không 30mA b Loại nguồn xách tay Hình 1.11 Lưới kèm nguồn xách tay Việc sử dụng nguồn xách tay dân ngày trở nên phổ biến Khi nguồn thiết bò kèm theo không nằm loại II (cách điện đôi), phần lớn tiêu chuẩn quốc gia yêu cầu sử dụng RCD 30mA www.quyenhuyanh.com Trang 18 ... trung tính) cần thiết để tính toán cho sơ đồ IT Thời gian (s) 10 00 10 0 12 10 I/IG 1, 1 1, 2 1, 5 Quá tải Hình 1. 8 Bảo vệ tải máy phát 1. 4 LỰA CHỌN BỘ TÁC ĐỘNG a Tính toán tổng trở mạch cố (Zs) cho... Rc = + 18 ,75 = 18 ,75 m X = X ' d X c 12 0 12 8 m Tổng trở pha: Z= R www.quyenhuyanh.com X2 = 18 ,75 12 8 = 12 9,4 m Trang 15 Ngu n d phòng PGS.TS Quy n Huy Ánh Isc = 1, 05V n 1, 05... Z1 cho Z2 công thức (2) trở thành: V ph hay 0,866Isc (3 pha) V ph 0,866 Z1 2Z1 Trong bảng giả đònh tổng trở cáp X1 = X2 = X0 công thức (3) tổng tổng trở = (X1 + X2 + X0 )1/ 3 = (3X1 )1/ 3 = X1