Mỏy cắt phõn loại dựa theo: mụi trường dập hồ quang, theo mụi trường làm việc, theo kết cấu.
2.2.1Phõn loại theo mụi trƣờng dập hồ quang
- Mỏy cắt dầu ( nhiều dầu, ớt dầu) - Mỏy cắt khụng khớ nộn
- Mỏy cắt chõn khụng - Mỏy cắt tự sinh khớ - Mỏy cắt khớ SF6
2.2.2Phõn loại theo mụi trƣờng làm việc
- Mỏy cắt lắp đặt trong nhà - Mỏy cắt lắp đặt ngoài trời
2.2.3Phõn loại theo kết cấu
- Mỏy cắt hợp bộ (thường được ghộp tổ hợp với cỏc thiết bị khỏc như DCL, cỏc thiết bị điều khiển, đo lường, bảo vệ hay cũn gọi là mỏy cắt trọn bộ) - Mỏy cắt rời.
2.3 Mỏy cắt nhiều dầu Cấu tạo Cấu tạo 1: Thựng chứa dầu 2: Dầu MBA 3: Nắp thựng 4: Hai sứ xuyờn 5: Lũ xo cắt 6: Bộ truyền động 7: Tiếp điểm tĩnh 8: Tiếp điểm động 9: Lớp lút cỏch điện Hỡnh 8: Mỏy cắt nhiều dầu
34
Nguyờn lý hoạt động
Quỏ trỡnh đúng cắt được thực hiện như sau: Mụmen quay từ cơ cấu đúng (cú thể bằng tay, bằng động cơ hay bằng nam chõm điện) quay trục truyền động 6, quay cơ cấu đũn khớp nõng tiếp điểm động lờn tiếp xỳc với tiếp điểm tĩnh, đồng thời tớch năng cho lũ xo cắt 5.
Khi cú tớn hiệu cắt (bằng tay hay tự động), chốt giữ lũ xo 5 nhả, năng lượng tớch ở lũ xo được giải phúng, đẩy hệ thống tiếp điểm động xuống dưới, hồ quang điện trong dầu và bị dập tắt.
Nhược điểm chớnh của mỏy cắt loại này là kớch thước, khối lượng lớn, cần phải làm sạch dầu, bảo dưỡng, sửa chữa phức tạp và dễ gõy ra chỏy nổ.
2.4 Mỏy cắt ớt dầu
Mỏy cắt này là đời sau của MC dầu, với mục đớch giảm kớch thước và trọng lượng, cỏch điện dầu được thay thế bằng cỏch điện rắn.
Dầu chỉ làm việc dập hồ quang nờn số lượng ớt, loại này gọn, nhẹ, nhất thiết phải cú buồng dập thổi ngang
Thõn mỏy kiểu treo gắn trờn sứ cỏch điện cả ba pha trờn cựng một khung dỡ, mỗi pha (cực) cú một chỗ cắt với buồng dập tắt hồ quang riờng
Cú loại cú thờm dầu tiếp xỳc làm việc ở ngoài dựng cho mỏy cú dũng định mức lớn
Với mỏy cắt ớt dầu từ 35kV tới 110kV cú một chỗ cắt trờn một pha, mỏy cắt điện ỏp cao hơn cú nhiều chỗ cắt hơn
Mỏy cắt ớt dầu thường dựng cho TBPP trong nhà cú điện ỏp 6 đến 110kV. TBPP ngoài trời 35, 110, 220kV cú cụng suất lớn
Ưu điểm chớnh của mỏy cắt ớt dầu là kớch thước nhỏ gọn, khối lượng dầu khụng đỏng kể.
Nhưng loại mỏy cắt này cú nhược điểm là cụng suất cắt bộ hơn loại nhiều dầu. Mặt khỏc vỡ lượng dầu ớt nờn dầu mau bẩn, chất lượng giảm nhanh, phải thay dầu. Khụng cú thiết bị hõm núng dầu nờn khụng thể lắp đặt ở nơi cú nhiệt độ thấp.
35 Hỡnh 9: Mỏy cắt ớt dầu 1: Trục truyền động 2: Tiếp điểm động 3: Thanh truyền 4: Con lăn 5. Ống cỏch điện 6. Sứ trờn 7. Sứ dưới 2.5 Mỏy cắt khụng khớ nộn
Khụng khớ khụ, sạch được nộn với ỏp suất cao (từ 20 đến 40 at) dựng để thổi hồ quang và để thao tỏc mỏy cắt, vỡ vậy mỏy cắt loại này được gọi là mỏy cắt khụng khớ nộn hay mỏy cắt khụng khớ.
Cỏch điện và buồng dập hồ quang ở đõy là cỏch điện rắn hoặc sứ. Buồng dập hồ quang cú 2 loại: thổi ngang và thổi dọc.
Ưu điểm chớnh của MC khụng khớ nộn là khả năng cắt lớn, cú thể đạt đến dũng cắt 100 kA, thời gian cắt bộ nờn tiếp điểm cú tuổi thọ cao. Mặt khỏc mỏy cắt loại này khụng sợ nổ như ở mỏy cắt dầu.
Nhược điểm chớnh của loại mỏy cắt này là thiết bị khớ nộn đi kốm. Vỡ vậy chỉ nờn dựng cho những trạm cú số lượng MC lớn.
Đến nay thỡ cỏc loại MC đó được thay thế dần bằng MC khớ SF6 và MC chõn khụng
36 Hỡnh 10: Mỏy cắt khớ nộn 1: Bỡnh chứa KK nộn 2: Sứ cỏch điện-Ống dẫn 3: Bỡnh chứa cho DCL 4: Bỡnh cắt của MC 5: Điện trở hạn chế dũng điện 6: Van xả khớ 7: Dao cỏch ly 8: Tụ điện 9: Van xả 1: Tủ điều khiển 2: Sứ đỡ 3: Bỡnh cắt 4: Sứ xuyờn 5: Tụ phõn ỏp Hỡnh 11: Một loại khỏc mỏy cắt khụng khớ nộn
37
Hỡnh 12: Mỏy cắt khụng khớ
2.6 Mỏy cắt khớ SF6
Để tăng hiệu ứng dập hồ quang trong mụi trường khớ và giảm kớch thước cỏch điện, người ta thường sử dụng khớ SF6
Ưu điểm mỏy cắt khớ SF6:
- Ở ỏp suất bỡnh thường, độ bền điện của khớ SF6 gấp 2.5 lần so với khụng khớ, cũn khi ỏp suất 2 at độ bền điện của khớ này tương đương với dầu BA.
- Hệ số dẫn nhiệt của SF6 cao gấp 4 lần khụng khớ, vỡ vậy cú thể tăng mật độ dũng điện trong mạch vũng dẫn điện, giảm khối lượng đồng.
- Khả năng dập hồ quang của buồng dập hồ quang kiểu thổi dọc khớ SF6 lớn gấp 5 lần so với khụng khớ, vỡ vậy giảm được thời gian chỏy của hồ quang, tăng khả năng cắt, tăng tuổi thọ tiếp điểm.
- SF6 là loại khớ trơ, khụng phản ứng với oxy, hydro, ớt bị phõn tớch thành cỏc khớ thành phần.
Nhược điểm chớnh của loại này là nhiệt độ húa lỏng thấp. Ở ỏp suất 13,1 at nhiệt độ húa lỏng của nú là 00C, cũn ở ỏp suất 3,5 at là -400C. Vỡ vậy mỏy cắt khớ
38
SF6 chỉ dựng ở ỏp suất khụng cao để trỏnh phải dựng thiết bị hõm núng. Mặt khỏc khớ này chỉ cú chất lượng tốt khi khụng cú tạp chất
2.7 Mỏy cắt tự sinh khớ
Ở mỏy cắt tự sinh khớ, hồ quang được dập tắt bằng hổn hợp khớ do vật liệu rắn của buồng dập hồ quang sinh ra dưới tỏc động của nhiệt độ cao.
Hỡnh 13: Mỏy cắt tự sinh khớ 1. Tiếp điểm làm việc tĩnh
2. Đế
3. Trục quay
4. Tiếp điểm hồ quang động
5. Buồng dập hồ quang cố định 6. Lũ xo
7. Tiếp điểm hồ quang tĩnh 8. Cỏch điện tự sinh khớ
39 2.8 Mỏy cắt chõn khụng 1. Đầu trờn 2. Buồng đúng cắt chõn khụng 3. Đầu dưới 4. Lũ xo tiếp điểm 5. Thanh cỏch điện 6. Lũ xo nhảy
7. Cơ cấu thao tỏc lũ xo xoắn
Hỡnh 14: Mỏy cắt chõn khụng
Ưu điểm của mỏy cắt chõn khụng là vận hành và bảo dưỡng dễ dàng, dung lượng cắt lớn, kớch thước gọn nhẹ, làm việc rất chắc chắn, được chế tạo với dũng định mức đến 5000A và dũng điện cắt đến 63 và 80kA. Tựy theo yờu cầu cú thể dựng bộ truyền động bằng tay, lũ xo, khớ nộn, động cơ, …
Nhược điểm của mỏy cắt chõn khụng là khi một thiết bị đúng cắt đúng mạch, cú thể sẽ xảy ra phúng điện trước giữa cỏc tiếp điểm đang khộp vào, kết quả là cú thể xuất hiện một súng chạy tại thành phần cảm ứng và tại đú nú sẽ được phản xạ trở lại buồng cắt. Cỏc súng đú cú thể chạy qua chạy lại nhiều lần và cú thể gõy phúng điện trở lại trong buồng cắt.
40
CHƢƠNG 3
3 GIỚI THIỆU VỀ TRẠM BIẾN ÁP 500KV THƢỜNG TÍN VÀ MÁY CẮT KHÍ SF6 GL314
3.1 Giới thiệu về trạm biến ỏp 500kV Thƣờng Tớn
Trạm biến ỏp 500kV Thường Tớn được xõy dựng trờn địa bàn thụn Văn Trai, xó Văn Phỳ và thụn Văn Giỏp, xó Văn Bỡnh, huyện Thường Tớn, thành phố Hà Nội. Được đưa vào vận hành từ thỏng 9 năm 2005, trạm biến ỏp 500kV Thường Tớn cú nhiệm vụ cung cấp điện cho phụ tải khu vực thành phố Hà Nội và khu vực Nam Sụng Hồng.
Sau đú Trạm biến ỏp 500kV Thường Tớn được mở rộng theo cỏc dự ỏn: “Đường dõy 500kV Quảng Ninh-Thường Tớn và trạm biến ỏp 500kV Quảng Ninh” năm 2010 và “Mở rộng trạm biến ỏp 500kV Thường Tớn” năm 2010.
Quy mụ hiện trạng trạm biến ỏp 500kV Thường Tớn như sau:
3.1.1Phần điện nhất thứ
3.1.1.1 Cụng suất của trạm
Trạm được thiết kế lắp đặt 2 tổ mỏy biến ỏp 500kV - 3x150MVA với cỏc thụng số sau:
Bảng 11: Thụng số mỏy biến ỏp
Thụng số AT1 AT2
Kiểu loại JST ODFPSZ
Tỷ số biến 500/√3:225/√3:35 500/√3:225/√3:35 Unm% HV-MV HV-LV MV-LV 12,8 12,5 36,15 34,5 19,65 18,9 Cụng suất (MVA) 150/150/50 150/150/50 Số nấc phõn ỏp 17 17
41
3.1.1.2 Sơ đồ nối điện chớnh a)Phớa 500kV a)Phớa 500kV
- Phớa 500kV của trạm đang vận hành theo sơ đồ tứ giỏc với 2 ngăn lộ đi (1 ngăn đi Nho Quan và 1 ngăn đi Quảng Ninh) và 2 ngăn mỏy biến ỏp.
- Cỏc thiết bị 500kV của AREVA và SIEMENS. Cỏc thiết bị chớnh như sau:
+ Mỏy cắt: FX32D-550kV-2000A-40kA/3s
3AP3FI-2-550kV-4000A-63kA/3s + Dao cỏch ly: SPO(T)-550kV-2000A
OH(E)-550kV-2000A
+ Biến dũng điện: CTH-550kV: 800-1200-2000/1/1/1/1/1/1A IOSK-550kV: 800-1200-2000/1/1/1/1/1/1A + Biến điện ỏp: CCV-550kV: 500 0,11 0,11/ / 3 3 3 kV CPT-550kV: 500 0,11 0,11/ / 3 3 3 kV + Chống sột van: SB 420/20.4-1 3EP3 420-3PK43-2CA1
+ Thanh cỏi dựng 3 dõy AAC-805, đấu nối giữa cỏc thiết bị dựng 3 dõy AAC-885 và ống nhụm 141/122.
b) Phớa 220kV
- Phớa 220kV của trạm được thiết kế theo sơ đồ 2 thanh cỏi cú thanh cỏi vũng với 8 ngăn lộ đi (2 ngăn đi Hà Đụng và 2 ngăn đi Mai Động, 1 ngăn đi Phố Nối, 1 ngăn đi Phả Lại, 2 ngăn dự phũng), 2 ngăn mỏy biến ỏp và 1 ngăn phõn đoạn kiờm mạch vũng.
- Cỏc thiết bị 220kV của AREVA và SIEMENS:
Mỏy cắt: GL-314-245kV-2000(1250)A-40kA/3s 3AP1FG-245kV-3150A-50kA/3s Dao cỏch ly: S2DA(T)(2T)-245kV-2000(1250)A
CBD(3)(EE)-245kV-2000A
Biến dũng điện: QDR-245kV: 400-800-1200/1/1/1/1A QDR-245kV: 800-1200-2000/1/1/1/1A IOSK-245kV: 800-1200-2000/1/1/1/1A
42 Biến điện ỏp: CCV-245kV: 225 0,11 0,11/ / 3 3 3 kV Chống sột van: SB 192/10.3-1 3EP4 192-2PF32-1DA1
Cỏc ngăn thanh cỏi và ngăn mạch vũng dựng 2 dõy AAC-885 và ống nhụm 141/122, cỏc ngăn cũn lại dựng 1 dõy AAC-885 và ống nhụm 80/70.
c)Phớa 35kV
- Phớa 35kV của AT1 đấu theo sơ đồ khối từ đầu cực mỏy biến ỏp qua cỏc thiết bị đúng cắt 35kV đến mỏy biến ỏp tự dựng. Cỏc thiết bị của AREVA:
Mỏy cắt: GL-308-38,5kV-1250A-31,5kA/1s Dao cỏch ly: S2CRET-38,5kV-1250A
Biến dũng điện: CTH-38,5kV: 200-400/1/1A (1200-2000- 3000/1/1A) Biến điện ỏp: CCV-38,5kV: kV 3 11 , 0 / 3 11 , 0 / 3 35 Chống sột van: SBK-I 51/10.3-0.
Đấu nối phớa 35kV dựng 1 dõy AAC-645 và ống nhụm 80/70. - Phớa 35kV của AT2 chỉ cú chống sột van của SIEMENS: LA-38,5kV.
3.1.1.3 Hệ thống điện tự dựng
- Nguồn điện tự dựng cho trạm được thiết kế với 2 nguồn cấp: một nguồn lấy từ phớa 35kV của mỏy biến ỏp lực 500kV AT1 và một nguồn lấy từ lưới điện 35kV của khu vực.
- Mỏy biến ỏp tự dựng: 2 mỏy biến ỏp 560KVA-352x2,5%/0,4kV.
- Cỏc tủ AC, DC và tủ nạp được đặt trong phũng AC/DC của Nhà điều khiển trung tõm.
- Ắc qui: 2 bộ ắc qui 510Ah cho thiết bị trạm và 1 bộ ắc qui 510Ah cho thiết bị thụng tin đặt trong phũng ắc qui của Nhà điều khiển trung tõm.
43
3.1.1.4 Hệ thống nối đất chống sột
- Hệ thống nối đất:
+ Dõy lưới nối đất trạm dựng thộp trũn 16 mạ kẽm chụn ở độ sõu 0,8m so với cốt nền trạm.
+ Cọc nối đất dài 2,5m bằng thộp trũn 22 mạ kẽm.
- Bảo vệ chống sột đỏnh thẳng: Dựng dõy chống sột căng giữa cỏc cột poúc tớch trạm.
3.1.1.5 Chiếu sỏng ngoài trời
- Chiếu sỏng sõn phõn phối: Trang bị cỏc đốn chiếu sỏng đặt trờn 5 cột chiếu sỏng độc lập ở độ cao 18m. Phạm vị chiếu sỏng đó bao trựm toàn bộ sõn phõn phối 220kV và 1 phần sõn phõn phối 500kV.
- Chiếu sỏng hàng rào: Trang bị đầy đủ cỏc đốn chiếu sỏng xung quanh hàng rào trạm.
3.1.1.6 Chiếu sỏng trong nhà
Trang bị đầy đủ hệ thống chiếu sỏng trong nhà cho trạm bao gồm: - Chiếu sỏng nhà điều khiển.
- Chiếu sỏng nhà trạm bơm. - Chiếu sỏng nhà thường trực
3.1.2Phần điện nhị thứ
3.1.2.1 Thiết bị điều khiển
Trạm được trang bị 2 hệ thống điều khiển bằng mỏy tớnh và 1 bộ thiết bị điều khiển cổ truyền dự phũng, hệ thống điều khiển này cho phộp thực hiện cỏc nhiệm vụ điều khiển và giỏm sỏt hoạt động của cỏc thiết bị trong trạm đồng thời thực hiện cỏc chức năng của cỏc thiết bị đầu cuối (RTU) để giao tiếp với Trung tõm điều độ HTĐ Quốc Gia và Trung tõm điều độ HTĐ Miền Bắc.
Việc điều khiển, giỏm sỏt cú thể thực hiện từ 4 mức: - Mức 1: Điều khiển từ trung tõm điều độ
- Mức 2: Điều khiển từ phũng điều khiển của trạm
44 - Mức 4: Điều khiển tại thiết bị
3.1.2.2 Thiết bị bảo vệ
Thiết bị bảo vệ được trang bị phự hợp với cỏc quy định của Tập đoàn Điện lực Việt Nam, cỏc phần tử chớnh trong trạm sẽ được trang bị như sau:
- MBA 500kV:
+ Bảo vệ chớnh 1: được tớch hợp cỏc chức năng bảo vệ 87T, 49, 64, 50/51, 50/51N, tớn hiệu dũng điện cỏc phớa được lấy từ mỏy biến dũng chõn sứ MBA.
+ Bảo vệ chớnh 2: được tớch hợp cỏc chức năng bảo vệ 87T, 49, 50/51/50/51N, tớn hiệu dũng điện được lấy từ mỏy biến dũng ngăn mỏy cắt đầu vào cỏc phớa MBA.
+ Bảo vệ dự phũng cho cuộn dõy 500kV: được tớch hợp cỏc chức năng bảo vệ 67/67N, 50/51, 50/51N, 27/59, 50BF, 74. Tớn hiệu dũng điện được lấy từ mỏy biến dũng ngăn mỏy cắt đầu vào phớa 500kV của MBA, tớn hiệu điện ỏp được lấy từ mỏy biến điện ỏp thanh cỏi 500kV
+ Bảo vệ dự phũng cho cuộn dõy 220kV: được tớch hợp cỏc chức năng bảo vệ 67/67N, 50/51, 50/51N, 27/59, 50BF, 74 tớn hiệu dũng điện được lấy từ mỏy biến dũng ngăn mỏy cắt đầu vào phớa 220kV của MBA, tớn hiệu điện ỏp được lấy từ mỏy biến điện ỏp thanh cỏi 220kV
+ Bảo vệ dự phũng cho cuộn dõy trung ỏp: được tớch hợp cỏc chức năng bảo vệ 50/51, 50/51N, 50BF, 74 tớn hiệu dũng điện được lấy từ mỏy biến dũng chõn sứ 35kV của MBA
Chức năng rơ le bảo vệ nhiệt độ dầu /cuộn dõy MBA (26), rơ le ỏp lực MBA (63), rơ le gaz cho bỡnh dầu chớnh và ngăn điều ỏp dưới tải (96), rơ le bỏo mức dầu tăng cao (71) được trang bị đồng bộ với MBA, được gửi đi cắt trực tiếp mỏy cắt hai phớa thụng qua rơ le chỉ huy cắt hoặc được gửi đi cắt đồng thời thụng qua hai bộ bảo vệ chớnh và dự phũng của MBA (87T1, 87T2).
- Đường dõy 500kV:
+ Bảo vệ chớnh 1: được tớch hợp cỏc chức năng bảo vệ 87L, 67/67N, 50/51, 50/51N, 85, 74
45
+ Bảo vệ chớnh 2: được tớch hợp cỏc chức năng bảo vệ 87L, 67/67N, 50/51, 50/51N, 79/25, 27/59, 50BF, 85
+ Bảo vệ dự phũng: được tớch hợp cỏc chức năng bảo vệ 21/21N, 67/67N, 50/51, 50/51N, 79/25, 27/59, 50BF, 85, 74
Chức năng 50BF, 79/25, 27/59 được dự phũng đỳp, được tớch hợp trong bảo vệ dự phũng và trong một trong hai bộ bảo vệ chớnh.
- Đường dõy 220kV:
+ Bảo vệ chớnh: được tớch hợp cỏc chức năng bảo vệ 87L, 67/67N, 50/51, 50/51N, 50BF, 85, 74
+ Bảo vệ dự phũng: được tớch hợp cỏc chức năng bảo vệ 21/21N,