Máy ngắt điện cao áp

Tài liệu Máy ngắt điện cao áp Chức Máy ngắt điện cao áp dùng để đóng, cắt mạch có dòng phụ tải cả có dòng ngắn mạch Máy ngắt cao áp cấu đóng mở khí có khả đóng, dẫn liên tục cắt dòng điện điều kiện bình thường cả thời gian giới hạn xảy điều kiện bất thường mạch (ví dụ ngắn mạch) Máy ngắt được sử dụng để đóng mở đường dây không, các nhánh cáp, máy biến áp, cuộn kháng điện tụ điện Chúng cũng được sử dụng cho góp, cho điện có thể được truyền từ một góp sang một góp khác Máy ngắt được thiết kế đặc biệt dùng cho các nhiệm vụ đặc biệt đường sắt, ở đó sử dụng lưới 16 Hz, phải dập tắt hồ quang dài (dài nửa sóng) Máy ngắt được sử dụng cho lò nung chảy có hoạt động thường xuyên thì yêu cầu lực tác động nhỏ dung lượng cắt thấp Do vậy chúng ít chịu mài mòn, mặc dù chế độ đóng mở cao khoảng thời gian làm việc dài Yêu cầu với chúng phải cắt nhanh, đóng/cắt không gây nổ hoặc cháy, kích thước gọn nhẹ, giá thành hạ Trong máy ngắt cao áp vấn đề dập tắt hồ quang cắt ngắn mạch rất quan trọng Do vậy thường cứ phương pháp dập hồ quang để phân loại máy ngắt Ngắt dòng điện ngắn mạch chế độ làm việc nặng nhất bản Song qúa điện áp sinh ngắt dòng điện bé của máy biến áp không tải, ngắt dòng điện dung của đường dây dài nhiều trường hợp khác cũng điều kiện làm việc nặng nề cho cả hệ thống ngắt Trong nhiều trường hợp đại lượng quá điện áp được xác định bằng sự đặc biệt của kết cấu máy ngắt, các yêu cầu đối với máy ngắt cao áp đại không giống đối với một máy cách li dòng điện đơn giản mà phải yêu cầu thiết bị ngắt mạch có dòng điện không làm nguy hại cho hệ thớng đảm bảo an tồn chắc chắn Chế tạo máy ngắt nếu chỉ có tác dụng để ngắt dòng điện phụ tải thì đơn giản Theo nguyên tắc hệ thống dẫn điện của máy ngắt nối tiếp với mạch điện của các thiết bị điện cao áp Khi đó các bộ phận kết cấu bản của máy ngắt cần phải chống sự tác động nhiệt, điện từ làm việc bình thường cũng ngắn mạch phải chống trường tĩnh điện tác động vào cách điệệ̣n lúc điện áp định mức cả lúc quá điện áp Trong quá trình làm việc của máy ngắt còn có những tượng sinh thêm nhiều phụ tải nhiệt, điện tác động vào từng bộ phận riêng của kết cấu máy ngắt (sự cháy của hồ quang điện ngắt, sự tăng áp suất của chất khí chất lỏng không gian công tác, các bộ phận chuyển động với gia tốc lớn nhiều những tượng khác) Trong trường hợp các dự trữ kết cấu của máy ngắt qui định không tương ứng với điều kiện cho trước thì mỗi yếu tố đã kể có thể nguyên nhân sinh hư hỏng từng bợ phận hay tồn bợ các phần của máy ngắt, dẫn tới phá hỏng sự làm việc bình thường của một khu vực hệ thống điện, nghĩa dẫn tới sự cố Máy ngắt phải tự động hạn chế sự cố hệ thống, nên các bộ phận kết cấu của nó phải tuyệt đối ổn định đối với tác động nhiệt lực điện động, cũng đối với tác động của điện áp ở mọi giá trị a) Yêu cầu chung đối với máy ngắt a.1) Sự tương ứng của các đặc tính máy ngắt đối với những qui định cho trước của nó a.2) Tất cả các bộ phận kết cấu của máy ngắt thời gian vận hành phải làm việc Các yêu cầu chung đối với máy ngắt cao áp được nêu các tiêu chuẩn kĩ thuật khác (như tiêu chuẩn Liên Xô cũ OCT 687-41 hay các tiêu chuẩn quốc tế :IEC, DIN VDE, ANSI) b) Các yêu cầu đặc biệt khác Ngoài những yêu cầu chung, các trường hợp riêng cũng có những yêu cầu đặc biệt đối với máy ngắt, phụ thuộc vào điều kiện riêng mà máy ngắt làm việc, như: b.1) Khả làm việc ở vùng ẩm ướt, nhiều bụi bặm có chất nổ b.2) Khả làm việc ở vùng rất cao mặt biển b.3) Khả làm việc ở các thiết bị di động (đầu máy xe lửa điện, tàu thủy, ) b.4) Thích hợp với điều kiện làm việc ở nhiệt độ rất thấp Do lượng ngày phát triển, áp dụng các phương pháp hồn chỉnh vận hành hệ thớng điện nên máy ngắt một những bộ phận quan trọng nhất của hệ thống yêu cầu nâng cao các chỉ tiêu kĩ thuật vận hành như: tăng dòng điện định mức, tăng công suất ngắt, nâng cao tác động nhanh, tác động nhanh nhiều lần của AB (đóng lặp lại tự động), tăng độ chống ăn mòn của các bộ phận của cách điện; vận chuyển, lắp ráp, vận hành tḥn tiện, an tồn về nở hỏa hoạn, Trong thiết kế máy ngắt đại cần đặc biệt lưu ý đến vấn đề nâng cao các chỉ tiêu kinh tế kĩ thuật, trọng lượng ít nhất một đơn vị công suất ngắt Kết cấu của máy ngắt cần phải đơn giản, vững chắc, các chi tiết các mối kết cấu tất cả các loại máy ngắt phải thống nhất cần phải áp dụng các phương pháp gia công tiên tiến Trong chế tạo sử dụng rộng rãi các nguyên liệu có tính cơ, tính điện, tính nhiệt cao kinh tế nhất (các nguyên liệu tiếp điểm đặc biệt, đồ gốm có độ bền cao, ) Phân loại Máy ngắt nhiều dầu Dầu vừa chất cách điện đồng thời sinh khí để dập tắt hồ quang Máy ngắt ít dầu Lượng dầu ít chỉ đủ sinh khí dập tắt hồ quang còn cách điện chất rắn Máy ngắt không khí Dùng khí nén để dập tắt hồ quang Máy ngắt tự sinh khí Dùng vật liệu cách điện có khả tự sinh khí dưới tác dụng của nhiệt độ cao của hồ quang Khí tự sinh có áp suất cao dập tắt hồ quang Máy ngắt điện từ Hồ quang được dập khe hẹp làm bằng vật liệu rắn chịu được hồ quang, lực điện từ đẩy hồ quang vào khe Máy ngắt chân không Hồ quang được dập môi trường chân không Máy ngắt SF6 Dùng khí SF6 để dập hồ quang Các thông số chính của máy ngắt + Uđm điện áp dây lớn nhất mà máy ngắt có thể làm việc bình thường tin cậy thời gian dài Uđm xác kích thước lớn nhỏ của máy ngắt, có các cấp sau: 3, 6, 10, 15, 20, 35, 110, 220, 330, 500, 750kV Bộ phận mang điện chịu được các cấp dòng điện: 32, 63, 100, 200, , 25000A + Iđm dòng chạy lâu dài qua máy ngắt mà không làm quá nhiệt không gây hư hỏng, (liên quan kích thước các chi tiết máy ngắt) + Iđđm dòng ổn định động định mức + Inhđm dòng ổn định nhiệt tương ứng thời gian ổn định định mức tnh + Icđm dòng cắt định mức chính dòng ngắn mạch ba pha hiệu dụng toàn phần lớn nhất máy ngắt có thể cắt được mà không gây hư hại gì cho máy ngắt Icđm xác định từ thực nghiệm Vì máy ngắt phải cắt một số lần liên tục nên thí nghiệm đòi hỏi phải cắt được dòng cắt định mức theo chu trình sau: C - 180 - ĐC - 180 - ĐC (theo tiêu chuẩn Liên Xô cũ) C-0,3-ĐC - 60 - ĐC (theo tiêu chuẩn IEC với máy ngắt SF6) Với loại máy ngắt 550MHMe-1P/S loại siêu cao áp dùng để nối đất tụ bù đường dây 500kV có chu trình thao tác đặc biệt: C- 0,15 - Đ- 4- C- 15 - ĐC Để xác định Icđm theo quy định có: * C: kí hiệu máy ngắt tác động cắt tín hiệu tới từ các rơle *ĐC: thao tác đóng máy ngắt lúc ngắn mạch sau đó lại cắt *Đ: thao tác đóng máy ngắt * 180, 0,15, 60, :là khoảng thời gian giữa hai lần thao tác liên tục tính bằng giây (s) Công suất cắt định mức Scđm= √ Uđm.Icgh + Icgh: dòng cắt lớn nhất cho phép U