BÀI GIẢNG KHÍ CỤ ĐIỆN CHƯƠNG 8 : KHÍ CỤ ĐIỆN Ở MẠNG ĐIỆN ÁP CAO ( > 1000 V)

BỘ CÔNG THƢƠNG TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP.HCM KHOA ĐIỆN BÀI GIẢNG KHÍ CỤ ĐIỆN CHƢƠNG : KHÍ CỤ ĐIỆN Ở MẠNG ĐIỆN ÁP CAO ( > 1000 V) KHÍ CỤ ĐIỆN CAO ÁP MÁY CẮT ĐIỆN CAO ÁP KHÁI NIỆM MÁY CẮT ĐIỆN CAO ÁP Máy cắt điện cao áp (còn gọi máy cắt cao áp) thiết bị dùng để đóng cắt mạch điện có điện áp từ 1000 V trở lên chế độ vận hành : chế độ tải định mức, chế độ cố, chế độ đóng cắt dịng điện ngắn mạch chế độ nặng nề CÁC THƠNG SỐ CỦA MÁY CẮT  Dịng điện ổn định nhiệt với thời gian tương ứng : trị số hiệu dụng dòng điện ngắn mạch, chạy thiết bị với thời gian cho trước mà nhiệt độ vịng mạch dẫn điện khơng vượt q nhiệt độ cho phép chế độ làm việc ngắn mạch  Dòng điện ổn định điện động (còn gọi dòng xung kích): trị số lớn dịng điện mà lực điện động sinh khơng làm hỏng thiết bị CÁC THÔNG SỐ CỦA MÁY CẮT  Điện áp định mức : điện áp dây đặt lên thiết bị với thời gian làm việc dài hạn mà cách điện MC khơng bị hỏng hóc, tính theo trị hiệu dụng  Dòng điện định mức : trị số hiệu dụng dòng điện chạy qua MC thời gian dài hạn mà MC không bị hỏng hóc CÁC THƠNG SỐ CỦA MÁY CẮT  Thời gian cắt MC : quãng thời gian từ có tín hiệu cắt đến hồ quang bị dập tắt hoàn toàn Thời gian phụ thuộc vào đặc tính cấu cắt ( thường lị xo tích q trình đóng ) thời gian cháy hồ quang CÁC THÔNG SỐ CỦA MÁY CẮT  Công suất cắt định mức MC ba pha (còn gọi dung lượng cắt) : tính theo cơng thức : Scđn = 3Uđm.Icđm Trong : Uđm : điện áp định mức lưới điện, Icđm dòng điện cắt định mức  Thời gian đóng : quãng thời gian từ có tín hiệu “đóng” đưa vào MC đến MC đóng hồn tồn Thời gian phụ thuộc vào đặc tính cấu truyền động hành trình tiếp điểm động Phân loại máy cắt:  Theo phương pháp dập tắt hồ quang,  Theo dạng cách điện phần dẫn điện,  Theo kết cấu buồng dập hồ quang Dựa vào môi trường dập hồ quang máy cắt, người ta chia làm loại sau: Máy cắt dầu Máy cắt khí SF_6 Máy cắt chân khơng Máy cắt khơng khí Máy cắt tự sinh khí MÁY CẮT DẦU Được sử dụng chất cách điện dập hồ quang Hồ quang làm nóng dầu bên khu vực lân cận, làm thổi dập tắt hồ quang  Máy cắt nhiều dầu : thành phần dẫn điện cách điện dầu máy biến áp hồ quang sinh cắt máy cắt dập tắt dầu biến áp  Máy cắt dầu : thành phần dẫn điện cách điện cách điện rắn hồ quang sinh cắt máy cắt dập tắt dầu biến áp MÁY CẮT KHƠNG KHÍ Sử dụng khí nén làm mơi trường dập hồ quang cách điện Môi trường dập hồ quang trì thùng khí nén với áp 30 bar bên máy cắt Khi tiếp điểm rời nhau, khí nén thổi qua tiếp điểm dạng lỗ dập tắt hồ quang thiết lập khe hở cách điện CẦU CHÌ CAO ÁP  Khái niệm:  Cầu chì khí cụ điện dùng để bảo vệ mạch điện tải hay ngắn mạch  Thời gian cắt mạch cầu chì phụ thuộc nhiều vào vật liệu làm dây chảy  Dây chảy cầu chì làm chì, hợp kim với thiếc có nhiệt độ nóng chảy tương đối thấp,điện trở suất tương đối lớn  Do lọai dây chảy thường chế tạo có tiết diện lớn thích hợp với điện áp nhỏ 300V điện áp cao (1000 v): khơng thể dùng dây chảy có tiếc diện lớn lúc nóng chảy, lượng kim lọai tỏa lớn Khó khăn cho việc dập tắt hồ quang ; điện áp thường dùng dây chảy đồng, bạc, có điện trở suất bé, nhiệt độ nóng chảy cao Dây chảy:  Thành phần cầu chì dây chảy Dây chảy có kích thước vật liệu khác nhau, xác định đặc tuyến dòng điện – thời gian Song song với dây chảy sợi dây căng để triệt tiêu kéo căng dây chảy Để tăng cường khả dập hồ quang sinh dây chảy bị đứt bảo đảm an tòan cho người vận hành thiết bị khác xung quanh cầu chì thường chèn đầy thạch anh Các thạch anh có tác dụng phân chia nhỏ hồ quang Vỏ cầu chì làm chất xenluylô Nhiệt độ cao hồ quang làm cho xenluylơ bốc gây áp suất lớn để nhanh chóng dập tắt hồ quang Phân loại cầu chì:  Tùy theo chức lọai cầu chì mà ta phân sau :  Cầu chì tự rơi (fuse cut out: FCO) : họat động theo nguyên tắc "rơi" dây chì nối liên kết hai đầu Việc dập tắt hồ quang yếu dựa vào ống phụ bên ngịai dây chì Ngịai nhiệm vụ bảo vệ tải ngắn mạch cầu chì tự rơi cịn có nhiệm vụ cách ly đường dây bị cố Cầu chì tự rơi  Cầu chì chân khơng: lọai cầu chì mà dây chảy đặt mơi trường chân khơng Cầu chì chân khơng lắp bên dầu  Cầu chì hạn dịng : chức hạn chế tác động dịng điện cố có thiết bị bảo vệ  Lựa chọn kiểm tra cầu chì:  Cầu chì chọn theo điện áp định mức, dòng điện định mức dòng điện cắt định mức ( hay cơng suất cắt định mức) Ngịai ra, cần ý vị trí đặt cầu chì (trong nhà hay ngòai trời.) Lựa Chọn Kiểm Tra Máy Biến Dịng BI  Máy biến dịng có nhiệm vụ biến đổi dòng điện từ trị số lớn xuống trị số nhỏ để cung cấp cho dụng cụ đo lường, bảo vệ rơle tự động hoá  Thường Iđm biến dịng 5A (trường hợp đặc biệt 1A 10A) dù dòng điện sơ cấp Máy biến dịng điện loại cách điện khơ  Ngun lý biến dịng tương tự máy biến áp động lực, có đặc điểm sau :  Cuộn sơ cấp mắc nối tiếp với mạng điện có số vịng dây nhỏ (đối với dịng điện sơ cấp ≤ 600A sơ cấp có vịng, cuộn thứ cấp có nhiều vòng )  Phụ tải thứ cấp máy biến dịng nhỏ, xem máy biến dịng làm việc tình trạng ngắn mạch  Để làm việc an toàn cho người vận hành, cuộn thứ cấp phải nối đất  Phân loại :  Theo số vịng cuộn sơ cấp ta có loại vòng loại nhiều vòng  Theo lắp đặt, ta có loại xuyên tường loại để giá đỡ  Ưu điểm loại vòng kết cấu đơn giản, kích thước nhỏ, ổn định cao  Nhược điểm dịng sơ cấp nhỏ sai số lớn • Lựa Chọn Kiểm Tra  Biến dịng lựa chọn theo điện áp, dịng điện phụ tải phía thứ cấp, cấp xác, kiểu loại  Máy biến dòng chọn lựa kiểm tra theo điều kiện ổn định lực điện động ổn định nhiệt có dịng điện ngắn mạch chạy qua Theo điện áp định mức :UđmBI ≥ Uđm mạng Theo dòng điện sơ cấp định mức :Isơ cấp BI ≥ I lvmax Theo phụ tải định mức phía thứ cấp :S2đm BI ≥ S 2tt Trong S2tt : phụ tải tính tốn cuộn dây thứ cấp máy biến dịng tình trạng làm việc bình thường, tính VA MỘT SỐ LOẠI BIẾN DỊNG Hai kiểu biến dịng điện, đo lường dòng điện bảo vệ rơle Máy biến dòng điện Máy biến dòng điện , loại cách điện dầu nhà • Câu hỏi : 1) Nêu khái niệm cơng dụng cầu chì 2)Phân loại cầu chì.Lựa chọn kiểm tra máy biến dịng BI 3) Các điều kiện lựa chọn cầu chì VÍ DỤ • Yêu cầu chọn MC1 ,MC2 phía cao áp trạm biến áp trung gian 110/10kV đặt x10MVA có sơ đồ hình 5.1 Biết I” =20kA N 110KV 2X10MVA 10KV Sơ đồ trạmbiến áp Giải Dòng điện cưỡng qua MC1 MC2 dòng tải cố cắt biến áp : Icb = Iqtba = 1.4Iđmba =1,4 S đm  3.Udm 10 x10 3.x110  73.57 A Dịng điện ngắn mạch xung kích •Ixk=1,8 =1,8x In x20 =50,76kA • Chọn dùng cho hai máy cắt 110Kv loại SB6 Schneider chế tạo có thơng số sau là: Uđm =123Kv,Iđm =2000A, Inmax =40kA, Uxungxét =550kV • Vì máy cắt có Iđm =2000A nên khơng cần điều kiện ổn định nhiệt Các điều kiện lựa chọn kiểm tra khác : • Điện áp định mức (Kv) UđmMC =123 >Ulđ =110 • Dịng điện định mức (A) IđmMC =2000 >Ich= 73.57 • Dịng cắt định mức ( kA) Icđm =40 >I” =73.57 • Cơng suất cắt định mức(MVA) Scđm >S” • Dịng ổn định động (kA) I =100 >I =50.76 • Câu hỏi : 1) Nêu khái niệm chức máy cắt 2) Hãy phân loại máy cắt 3) Cho biết loại cấu tác động điều khiển máy cắt 4) Các điều kiện lựa chọn máy cắt Bài tập : Yêu cầu lựa chọn MC1 MC2 phía cao áp trạm biến áp trung gian đặt hai biến áp 2x25MVA có sơ đồ hình vẽ sau Biết I” = 20kA N 35K V 2X25MV A 10KV Sơ đồ trạmbiến áp