Dịng ngắn mạch tại thanh cái 6.6kV của trạm sẽ được tính theo sơ đồ thay thế như sau: XHT 6.6kV IN2 XB/2 XT 110kV IN1 = 3.8kA XHT IN2 XB XB IN2 Hình 4.1: Sơđồ thay thế khi tính ngắn mạch
Áp dụng phương pháp tính dịng ngắn mạch trong hệ tương đối cơ bản Chọn : Cơng suất cơ bản của hệ thống: Scb = 100 MVA Điện áp cơ bản tại thanh cái 110kV: Ucb1 = 115 kV Điện áp cơ bản tại thanh cái 6.6kV: Ucb2 = 6.3 kV Suy ra: Dịng điện cơ bản tại thanh cái 6.6kV: Icb2 = 2 3 cb cb U S = 9.164 kA Ta cĩ:
Dịng ngắn mạch tại thanh cái 110kV: IN1 = 3.8 kA. (do Viện Năng lượng tính)
Thơng số MBA 40 MVA
Sđm = 40 MVA Un % = 11 %
Trung tâm Học liệu ĐH Cần Thơ @ Tài liệu học tập và nghiên cứu Chương 4: Tính tốn các dịng điện Điện kháng của hệ thống trong hệ tương đối cơ bản: X*ht = 1 1. . 3 cb N cb I U S = 0.132 pu
Điện kháng MBA trong hệ tương đĩ cơ bản: X*mba =
mba cb n S S U . 100 . = 0.275 pu Dịng ngắn mạch ba pha tại thanh cái 6.6kV
Trường hợp vận hành 2 MBA song song: Điện kháng tổng nhìn từđiểm ngắn mạch N2: XΣ = X*ht + 2 * mba X = 0.27 pu Dịng ngắn mạch tại thanh cái 6.6kV (điểmN2): IN2 = ∑ X Icb2 = 33.941kA Trường hợp chỉ vận hành 1 MBA: Điện kháng tổng nhìn từđiểm ngắn mạch N2: XΣ = X*ht + X*mba = 0.407 pu Dịng ngắn mạch tại thanh cái 6.6kV (điểmN2): IN2 = ∑ X Icb2 = 22.516kA Chọn thiết chịu được dịng ngắn mạch là 40 kA
Trung tâm Học liệu ĐH Cần Thơ @ Tài liệu học tập và nghiên cứu
Chương 5: Sơ lược về thiết bị
CHƯƠNG 5 SƠ LƯỢC VỀ THIẾT BN 5.1 Máy biến áp 5.1.1 Sơ lược về MBA Hình 5.1: Máy biến áp lực
Máy biến áp là thiết bị điện từ tĩnh, làm việc dựa trên nguyên lý cảm ứng điện từ, biến đổi dịng điện xoay chiều từ cấp điện áp này thành dịng điện xoay chiều ở cấp
điện áp khác với tần số khơng đổi.
Trong HTĐ người ta dùng các MBA tăng áp hay giảm áp, hai cuộn dây hay ba cuộn dây, MBA ba pha hay tổ ba MBA một pha.
Các MBA ba pha hai hay ba cuộn dây được sử dụng rộng rãi trong HTĐ. Cũng vì lý do kinh tế nên MBA ba pha được sử dụng rộng rải hơn tổ ba MBA một pha. Giá thành của MBA ba pha nhỏ hơn (20-25%), cịn tổn hao điện năng khi vận hành nhỏ
hơn (12-15%) so với nhĩm ba MBA một pha cĩ cùng cơng suất. Tổ ba MBA một pha chỉđược dùng khi khơng cĩ khả nămg chế tạo MBA ba pha hoặc điều kiện chuyên chở
Trung tâm Học liệu ĐH Cần Thơ @ Tài liệu học tập và nghiên cứu
Chương 5: Sơ lược về thiết bị
5.1.2 Cấu tạo
Máy biến áp gồm cĩ ba phần chính: mạch từ, dây quấn và vỏ máy biến áp
- Mạch từ máy biến áp được ghép từ các lá thép kỹ thuật điện tạo thành mạch vịng kín, giữa các lá thép cĩ sơn cách điện.
- Dây quấn là bộ phận dẫn điện của máy biến áp làm nhiệm vụ nhận năng lượng vào và truyền năng lượng ra, kim loại làm dây quấn bằng đồng, cũng cĩ thể bằng nhơm nhưng khơng phổ biến. Dây quấn cĩ hai loại:
Dây quấn sơ cấp: là dây quấn nhận năng lượng từ nguồn.
Dây quấn thứ cấp: là dây quấn cung cấp năng lượng cho phụ tải. - Vỏ máy biến áp gồm hai phần: thùng và nắp thùng
5.1.3 Nguyên lý làm việc
Máy biến áp làm việc dựa trên hiện tượng cảm ứng diện từ. Nếu cuộn dây sơ
cấp cĩ n1 vịng, nối vào nguồn cung cấp xoay chiều U1 , sẽ tạo ra trong cuộn dây sơ cấp dịng điện xoay chiều I1, dịng điện xoay chiều I1 sinh ra từ thơng xoay chiều trong mạch từ, mĩc vịng với cuộn dây thứ cấp cĩ n2 vịng, tạo ra một điện áp xoay chiều U2. Nếu cuộn thứ cấp liền mạch sẽ sinh ra dịng điện xoay chiều I2.
Nếu bỏ qua tổn hao trong mạch từ và các cuộn dây, ta sẽ cĩ: 2 1 U U = 2 1 n n = 1 2 I I = k gọi là tỷ số biến áp. 5.2 Máy cắt Hình 5.2: Máy cắt SF6
A-free space for service B-high voltage terminal C-nameplate D-position indicator E-housing SF6-inside G-mounting
Trung tâm Học liệu ĐH Cần Thơ @ Tài liệu học tập và nghiên cứu (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Chương 5: Sơ lược về thiết bị
Nhiệm vụ: đĩng cắt dịng khơng tải hoặc cĩ tải, cắt dịng sự cố. Yêu cầu phải đĩng cắt nhanh, chắc chắn, tin cậy và an tồn.
Cĩ nhiều loại máy cắt: máy cắt dầu, máy cắt khí nén, máy cắt chân khơng…Với cấp điện áp 110 kV, được sử dụng nhiều nhất là máy cắt khí SF6 vì khả
năng dập hồ quang hiệu quả. Máy cắt khí SF6 cĩ cấu tạo và nguyên tắc hoạt động như
sau: Buồng dập hồ quang nằm bên trong cột sứ, nạp khí SF6 từ 3.5 – 8 bar, bên trong buồng dập hồ quang cĩ tiếp điểm chính, tiếp điểm chịu hồ quang của phần cố định và phần động, phần tiếp điểm động được nối với thanh truyền bằng phíp cách điện, được
đưa ra bên ngồi liên kết với hệ thống truyền động bằng các khớp nối, tay địn. Cơ cấu truyền động thường sử dụng bằng khí nén hoặc lị xo. Đầu vào ở trên cột sứ và đầu ra ở
dưới cột sứ. Khi máy cắt cắt, áp suất tạo ra bởi việc nén khí SF6 do sự chuyển động của tiếp điểm động trên tiếp điểm tĩnh cùng với áp suất tạo ra do hồ quang sẽ làm dịch chuyển hồ quang trong khí SF6 khiến hồ quang bị dập tắt dễ dàng.
5.3 Dao cách ly
Hình 5.3: Dao cách ly
Nhiệm vu: cắt dịng khơng tải hoặc tải nhỏ, cách ly thiết bị (máy biến áp, máy cắt, thanh gĩp, đường dây) trong quá trình sửa chữa
Cấu tạo: một đầu của lưỡi dao động gắn trên sứ đỡ và cĩ thể quay được nhờ cơ
cấu địn bẫy, tiếp điểm tĩnh gắn trên sứ cách điện. Người ta thường dùng gậy cách điện hoặc bộ cần truyền động đểđĩng cắt dao cách ly.
Dao cách ly hoạt động là nhờ vào sự hoạt động của hệ cơ điều khiển qua thao tác đĩng cắt bằng điện hoặc bằng cơ (thao tác bằng cần quay tay).
Ngồi ra cịn cĩ dao tiếp đất cĩ tác dụng đảm bảo an tồn cho thiết bị và con người khi thao tác, sửa chữa. Dao tiếp đất thường được liên động với dao cách ly theo nguyên tắc dao cắt ly đĩng thì dao tiếp đất mở và ngược lại.
Trung tâm Học liệu ĐH Cần Thơ @ Tài liệu học tập và nghiên cứu
Chương 5: Sơ lược về thiết bị
5.4 Máy biến dịng điện
Nhiệm vụ:dùng để biến đổi dịng điện từ trị số lớn xuống trị số nhỏ, nhằm tạo ra dịng thích hợp cho việc đo lường hoặc bảo vệ. Thường dịng thứ cấp máy biến dịng cĩ các gia trị 1A cho lưới truyền tải vào 5A cho lưới phân phối.
Máy biến dịng cĩ cấu tạo và nguyên tắc hoạt động như sau:
Hình 5.4: Máy biến dịng điện
Cấu tạo: gồm một mạch từ trên đĩ cĩ quấn cuộn dây sơ cấp nối tiếp với mạch
điện cao (trung) thế, và một hay vài cuộn thứ cấp.
Nguyên tắc hoạt động: máy biến dịng hoạt động dựa trên hiện tượng cảm ứng
điện từ, thơng qua mạch từ lỏi thép biến đổi dịng điện lớn phía cao áp sang dịng điện nhỏ cung cấp cho các phụ tải thứ cấp. Tổng trở mạch ngồi của CT rất nhỏ nên cĩ thể
coi CT làm việc trong tình trạng ngắn mạch.
Cĩ hai loại CT chính là CT dịng cho đo lường và CT dùng cho bảo vệ
5.5 Máy biến điện áp
Nhiệm vụ: tạo ra điện áp thích hợp cho việc đo lường và bảo vệ. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Cũng giống như các MBA thơng thường khác, máy biến điện áp cũng hoạt động dựa trên nguyên lý cảm ứng điện từ. Tuy nhiên việc cách điện với cấp điện áp cao là một vấn đề lớn về kỹ thuật và kinh tế. Do đĩ máy biến điện áp kiểu tụ (CVT) được ứng dụng ởđây. CVT cĩ cấu tao như sau:
Cấu tạo: gồm hai bộ tụđiện mắc nối tiếp đấu trực tiếp và lưới cao áp, một cuộn dây sơ cấp đấu song song với tụ chịu áp thấp từ 10-15kV, một hay nhiều cuộn thứ cấp quấn cùng mạch từ với cuộn sơ cấp sẽ cung cấp điện áp ra thích hợp. Để đảm bảo độ
Trung tâm Học liệu ĐH Cần Thơ @ Tài liệu học tập và nghiên cứu
Chương 5: Sơ lược về thiết bị
ổn định điện áp ra, người ta mắc nối tiếp với cuộn sơ cấp cuộn kháng và bộ chống nhiễu. Hình 5.5: Máy biến điện áp 5.6 Chống sét van Hình 5.6: Chống sét van
Trung tâm Học liệu ĐH Cần Thơ @ Tài liệu học tập và nghiên cứu
Chương 5: Sơ lược về thiết bị
Nhiệm vụ: bảo vệ quá điện áp phần mang điện do quá điện áp khí quyển và quá trình đĩng cắt khơng tải gây nên.
5.6.1 Cấu tạo
Gồm hai phần tử chính: là khe hở phĩng điện và điện trở làm việc (một số loại cịn cĩ nam châm vĩnh cữu để dịch chuyển hồ quang)
- Khe hở phĩng điện của chống sét van là một chuỗi các khe hở nhỏ cĩ nhiệm vụ nhưđã xét.
- Điện trở làm việc là điện trở phi tuyến cĩ tác dụng hạn chế trị số dịng điện ngắn mạch chạm đất qua chống sét van.
Điện trở phi tuyến tính được làm bằng bột kim cương và grafit, loại vật liệu này
được gọi là vilít. Chất vilít thỏa mãn được hai yêu cầu trái ngược nhau: cần cĩ điện trở
lớn để hạn chế dịng ngắn mạch, và lại cần cĩ điện trở nhỏ để hạn chế điện áp dư, vì
điện áp dư lớn khĩ bảo vệđược cách điện.
5.6.2 Nguyên lý hoạt động:
Khi cĩ sĩng sét truyền tới đầu cực chống sét, điện áp tăng lên rất cao, làm xuất hiện sự phĩng điện qua các khe hở, lúc này điện trở làm việc của nĩ giảm xuống rất nhỏ, nhờ vậy dịng điện sét được tháo xuống đất, sau đĩ dịng điện sét giảm rất nhanh,
điện trở làm việc tăng cao đột ngột, dịng điện hồ quang qua các khe hở giảm xuống và bị dập tắt ở các khe này.
Dịng điện bị ngắt hồn tồn , lúc này điện áp đặt vào chống sét là điện áp lưới cĩ trị số nhỏ khơng đủ gây ra phĩng điện.
5.7 Thanh dẫn
Nhiệm vụ: dùng để đấu nối các thiết bị trong trạm, đấu nối giữa trạm và hệ
thống. Cĩ các loại thanh dẫn mềm hoặc cứng, thanh dẫn trần hoặc cĩ vỏ bọc với hình dáng và kích thướt khác nhau. Yêu cầu chung đối với thanh dẫn là phải dẫn điện tốt, cĩ
độ bền cơ và nhiệt cao, cấu tạo đơn giản.
Tùy dịng tải mà chia làm thanh dẫn đơn hay thanh dẫn ghép (hai hay ba thanh trên một pha), hình chữ nhật, hình trịn hay hình máng (để giảm hiệu ứng mặt ngồi và tăng khả năng làm mát).
Trung tâm Học liệu ĐH Cần Thơ @ Tài liệu học tập và nghiên cứu
Chương 5: Sơ lược về thiết bị
5.8 Tủ hợp bộ
a) Tủđiều khiển b) Tủ bảo vệ
(control panel) (protection panel) Hình 5.7: Tủ hợp bộ (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Tủ hợp bộ là tổ hợp các phần tử đĩng cắt, đo lường, bảo vệ được lắp ráp tại nhà máy với độ tin cậy cao, kích thước nhỏ gọn, an tồn, dễ bảo dưỡng, thay thế nhằm làm
đơn giản hĩa và rút ngắn thời gian trong các khâu thiết kế, lựa chọn, lắp đặt, thử ngiệm các thiết bịđiện như trước đây.
Theo cấp điện áp, tủ hợp bộ được chia làm ba loại: tủ hợp bộ cao áp (thường
Trung tâm Học liệu ĐH Cần Thơ @ Tài liệu học tập và nghiên cứu Chương 6: Chọn thiết bị CHƯƠNG 6 CHỌN THIẾT BN 6.1 Chọn thiết bị 110kV 6.1.1 Máy cắt 6.1.1.1 Điều kiện chọn máy cắt
Máy cắt được chọn và kiểm tra theo các điều kiện sau: - Điện áp định mức: UđmMC≥ UHT
- Dịng điện định mức: IđmMC≥ I1đm - Dịng điện cắt định mức: IcđmMC ≥ IN1
- Ổn định lực điện động: Ilđđ ≥ IxkN1
- Ổn định nhiệt: I2nh.tnh ≥ BN (khơng cần kiểm tra nếu Icđm ≥ 1000V)
6.1.1.2 Thơng số máy cắt được chọn
Bảng 6.1: Thơng số máy cắt được chọn và kiểm tra
Đại lượng được chọn và kiểm tra Kết quả
Điện áp định mức 123kV > Uđm.HT = 110kV Dịng điện định mức 1250A > I1đm.HT = 230.94A Dịng điện cắt định mức 31.5 kA/3s > IN1 = 3.8 kA
Ổn định lực điện động 80 kA > IxkN1 = 9.67 kA
Ổn định nhiêt. Khơng cần kiểm tra vì Iđm.MC = 1250A > 1000A
Vậy chọn máy cắt SF6 123kV – 1250A – 31.5kA/3s.
6.1.2 Dao cách ly
6.1.2.1 Điều kiện chọn dao cách ly
Trung tâm Học liệu ĐH Cần Thơ @ Tài liệu học tập và nghiên cứu
Chương 6: Chọn thiết bị
- Điện áp định mức: UđmMC≥ UHT
- Dịng điện định mức: IđmMC≥ I1đm
- Ổn định lực điện động: Ilđđ ≥ IxkN1
- Ổn định nhiệt: I2nh.tnh ≥ BN (khơng cần kiểm tra nếu Icđm ≥ 1000V
6.1.2.2 Thơng số dao cách ly được chọn
Bảng 6.2: Thơng số dao cách ly được chọn và kiểm tra
Đại lượng được chọn và kiểm tra Kết quả
Điện áp định mức 123kV > Uđm.HT = 110kV Dịng điện định mức 1250A > I1đm.HT = 230.94A
Ổn định lực điện động 80 kA > IxkN1 = 9.67 kA
Ổn định nhiêt. Khơng cần kiểm tra vì Iđm.MC = 1250A > 1000A
Vậy chọn dao cách ly 123kV – 1250A (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
6.1.3 Máy biến dịng điện
6.1.3.1 Điều kiện chọn máy biến dịng
Máy biến dịng điện được chọn theo các điều kiện sau: - Điện áp định mức: UđmBI≥ UHT - Dịng điện định mức: IđmBI≥ I1đm - Cấp chính xác: phù hợp với cấp chính xác của các dụng cụđo nối vào thứ cấp máy biến dịng. - Phụ tải thứ cấp: SđmBI≥ S2 - Ổn định động Đối với BI kiểu sứ đỡ, điều kiện ổn định động là: Fcp ≥ Ftt Trong đĩ, Fcp – lực tác động cho phép lên đầu sứ Ftt – lực tác động tính tốn đặt lên đầu sứ BI
Tuy nhiên điều kiện này đã được áp dụng cho việc tính tốn lựa chọn thanh cái, nên khơng cần kiểm tra điều kiện này đối với máy biến dịng
Ổn định nhiệt
(I1đm.Knh.đm)2.tnh.đm ≥ BN
Trong đĩ,
Trung tâm Học liệu ĐH Cần Thơ @ Tài liệu học tập và nghiên cứu
Chương 6: Chọn thiết bị
Tnh.đm – thời gian ổn định nhiệt định mức BN – xung nhiệt của dịng điện ngắn mạch
Đối với BI cĩ dịng định mức trên 1000A thì khơng cần kiểm tra ổn định nhiệt.
6.1.3.1 Thơng số máy biến dịng điện chọn
BI được chọn và kiểm tra như sau:
Bảng 6.3: Thơng số máy biến dịng được chọn và kiểm tra
Đại lượng được chọn và kiểm tra Kết quả
Điện áp định mức 123kV > Uđm.HT = 110kV Dịng định mức sơ cấp 300-600-1200 > I1đm.HT = 230.94A Dịng định mức thứ cấp 1A Dùng cho đo lường 0.5 Cấp chính xác Dùng cho bảo vệ 5P20 Cơng suất định mức 30 VA > S2 = 26 VA
Ổn định lực điện động Chọn BI kiểu thanh dẫn nên khơng cần kiểm tra
Ổn định nhiệt. Khơng cần kiểm tra vì I1đm.BI = 1250A > 1000A
Phụ tải thứ cấp của BI như sau: Bảng 6.4: Phụ tải thứ cấp BI
Phụ tải (VA) Thiết bịđo
Pha A Pha B Pha C
Ampe kế 1 1 1 Watt kế 5 - 5 Var kế 5 - 5 Watt kế tự ghi 10 - 10 Cơng tơ tác dụng 2.5 - 2.5 Cơng tơ phản kháng 2.5 5 2.5 Tổng S2 26 6 26
Chọn BI 123kV, 300-600-1200/1-1-1-1A với hai mạch dùng cho đo lường, hai