Dao cỏch ly gần giống như cầu dao hạ thế nhưng vỡ dao cỏch ly làm việc ở điện ỏp cao nờn cỏc phụ kiện thường lớn hơn.
Dao cỏch ly làm nhiệm vụ đúng và cắt mạch điện khi khụng cú dũng điện.Cụng dụng của nú là cỏch ly cỏc bộ phận mạch điện khỏi cỏc phần cú điện để tiến hành sửa chữạ Dao cỏch ly khụng cú bộ phận dập hồ quang.
Thao tỏc dao cỏch ly bằng sào cỏch điện hoặc bằng bộ truyền động nối đến trục truyền động. Đúng cắt dao cỏch ly cú thể thực hiện bằng tay, bằng động cơ hoặc cú loại trang bị khỏc.
Hỡnh 3.10 Cỏc bộ phận của cỏch ly
Để đúng cắt dao cỏch ly ta tỏc động vào hệ thống truyền động 5, làm cho lưỡi dao 2 và ngàm cố định 3 tiếp xỳc (đúng) hoặc rời ra khỏi nhau (ngắt).
Dao cỏch ly kiểu quay (hỡnh 3.11) chủ yếu sử dụng trong cỏc trạm biến ỏp nhỏ hoặc cỏc trạm biến ỏp lớn ngoài trời như trạm đường dõy đến hoặc dao cỏch ly phõn đoạn. Cầu dao nối đất cú thể được lắp ở bất kỳ phớa nàọ
1. Sứ cỏch điện 2. Lưỡi dao 3. Ngàm cố định 4. Dõy dẫn 5. Hệ thống truyền động
85
Hỡnh 3.11 Dao cỏch ly kiểu quay
Dao cỏch ly một trụ dựng trong cỏc trạm cao ỏp và khi cú nhiều thanh gúp. Loại dao cỏch ly này đũi hỏi diện tớch mặt bằng nhỏ hơn so với cỏc loại dao cỏch ly khỏc. Do vậy chỳng được sử dụng rộng rói giỳp làm gọn hơn sơ đồ trạm. Vị trớ đúng ngắt được thể hiện rừ ràng theo khoảng cỏch cỏch điện thẳng đứng.
1 : Lưỡi dao tiếp xỳc tĩnh
2 : Lưỡi dao tiếp xỳc động
3 : dõy dẫn mềm
4 : Cực bắt dõy nối tải
5 : Sứ đỡ lưỡi dao
6 : Thanh truyền động
7 : Giỏ đỡ
8 : Cực bắt dõy nối đất an toàn
9 : Trục quay
10 : Cực bắt dõy nối nguồn Hỡnh 3.12 Cấu tạo củadao cỏch ly đặt trong nhà
Khi quay trục truyền 9, cả hai sứ trụ cựng quay ngược chiều nhau nhờ thanh nối 6. Cụm đầu nối 4 quay tự do so với trục của sứ trụ. Loại kết cấu này khỏ đơn giản, chắc chắn nờn được chế tạo cho dao cỏch ly đến điện ỏp 750 kV. Tuy vậy, kiểu dao cỏch ly quay ngang chiếm diện tớch mặt bằng lớn.
Cỏch lựa chọn cầu dao cỏch ly:
Dao cỏch ly được lựa chọn theo cỏc điều kiện định mức và được kiểm tra theo điều kiện ổn định lực điện động và ổn định nhiệt:
86 - Dũng điện định mức (A): Iđm DCL Ilv max
- Dũng điện ổn định lực điện động i max: i max I xk
- Dũng điện ổn định nhiệt trong thời gian tụđn:
odn gh odn t t I t 3.3. Thiết bị chống sột 3.3.1. Khỏi niệm và cụng dụng
Thiết bị chống sột là khớ cụ điện dựng để bảo vệ cỏc thiết bị điện, trỏnh được hỏng húc cỏch điện do quỏ điện ỏp cao từ khớ quyển (thường là do sột) tỏc động vàọ Muốn dẫn được xung điện cao do sột gõy nờn xuống đất, một đầu của thiết bị chống sột được nối với đường dõy, đầu kia nối đất. Vỡ vậy ở điện ỏp định mức, khụng cú dũng điện đi qua thiết bị chống sột. Khi cú điện ỏp cao, thiết bị chống sột phải nhanh chúng dẫn điện ỏp này xuống đất, để điện ỏp cao khụng chạy vào thiết bị, sau đú phải ngăn được dũng điện do điện ỏp định mức chạy xuống đất. Cỏc yờu cầu chớnh đối với thiết bị chống sột gồm:
- Đặc tớnh bảo vệ của thiết bị chống sột phải nằm dưới đặc tớnh bảo vệ của cỏch điện được dựng trong thiết bị bảo vệ;
- Thiết bị chống sột khụng được tỏc động nhầm khi cú quỏ điện ỏp nội bộ;
- Điện ỏp dư sau khi chống sột tỏc động phải thấp, khụng gõy nguy hiểm cho cỏch điện của thiết bị bảo vệ;
- Cú tuổi thọ (số lần thao tỏc) caọ
Dựa vào nguyờn lý làm việc, ta cú chống sột ống, chống sột van và chống sột ụxyt kim loạị
Khi lựa chọn chống sột, cần chỳ ý cỏc thụng số sau:
- Điện ỏp định mức của chống sột phải bằng điện ỏp của lưới;
- Chống sột một chiều và chống sột xoay chiều;
- Dũng điện ngắn mạch của lưới tại điểm đặt chống sột phải nhỏ hơn dũng ngắn mạch mà chống sột cú thể chịu nổị
3.3.2. Chống sột ống
1) Khỏi niệm và cụng dụng
Là một khớ cụ điện cao ỏp được sử dụng để bảo vệ chống quỏ ỏp do sột đỏnh vào đường dõy tải điện trung thế cấp điện ỏp từ 3-35kV.
Ngoài ra chống sột ống cũn được chế tạo đến cấp điện ỏp 100kV để sử dụng chống sột tăng cường cho trạm biến ỏp hoặc nhà mỏy điện cú cấp điện ỏp tương ứng, ở những vựng thường cú mật độ sột lớn, nhằm mục đớch giảm biờn độ súng sột lan
87
truyền trờn đường dõy vào trạm biến ỏp hoặc nhà mỏy điện, để hạn
chế tỡnh trạng làm việc quỏ tải cho chống sột van.
Ký hiệu chốngsột ống như hỡnh bờn.
Sơ đồ nối chống sột ống trờn đường dõy cỏch nhà mỏy điện và trạm biến ỏp từ (100-300)m như hỡnh 3.13.
2) Đặc điểm cấu tạo
Cấu tạo của một chống sột ống được cho như hỡnh 3.14. Vỏ ống 1 hỡnh trụ, bằng vật liệu cỏch điện loại tự sinh khớ (fibrụbakelit, vinylplast), bờn trong cú đặt điện cực kim loại 2, một đầu được nối với mũ kim loại 7. Điện cực thứ hai là xuyến 4, gắn với ống lim loại 5, bulụng 3 để bắt chặt ống chống sột vào xà nối đất. Cuối ống 5 cú tấm chắn 6, tạo nờn buồng dón khớ. Khoảng cỏch phúng điện chớnh l1 nối tiếp với khoảng cỏch phụ l2. Khoảng cỏch phụ l2 ngăn chặn dũng điện rũ trờn bề mặt của thu lụi và để thay đổi điện ỏp phúng điện.
Hỡnh 3.13 Sơ đồ nối chống sột ống
Hỡnh 3.14 Cấu tạo của chống sột ống
88
3) Nguyờn lý làm việc
Khi xảy ra quỏ điện ỏp, quỏ trỡnh phúng điện nối tiếp qua hai khe hở l1 và l2. Kế tiếp dũng điện xung (do quỏ điện ỏp khớ quyển) là dũng điện xoay chiều (do điện ỏp xoay chiều của lưới) chạy xuống đất.
Dưới tỏc dụng của hồ quang tại l1, vỏ ống bằng vật liệu tự sinh khớ sẽ bay hơi, tạo nờn hỗn hợp khớ ỏp suất cao, thổi hồ quang vào tấm chắn 8. Hồ quang sẽ bị dập tắt khi dũng điện khi dũng điện xoay chiều đi qua số 0. Lỳc này hỗn hợp khớ núng bị ion húa thải ra ngoài tương đối lớn. Vỡ vậy khi lắp đặt chống sột ống, phải lưu ý hướng khớ thoỏt để khỏi gõy ra ngắn mạch ở cỏc chỗ xung quanh.
Tuy chống sột ống cú cấu tạo đơn giản, giỏ thành hạ nhưng khả năng cắt bị hạn chế (đến 20 kA), vỡ vậy nú chỉ được dựng để bảo vệ đường dõy cụng suất thấp và khụng cú dõy chống sột.
3.3.3. Chống sột van
1) Cụng dụng
Chống sột van là một loại thiết bị điện cao ỏp được sử dụng để bảo vệ chống sột xõm nhập từ đường dõy vào trạm biến ỏp hoặc nhà mỏy điện, chống quỏ điện ỏp cho trạm biến ỏp và nhà mỏy điện.
Ký hiệu chống sột van như hỡnh vẽ.
2) Đặc điểm cấu tạo
Loại chống sột van cú khe hở dập hồ quang như hỡnh 3.15.
Điện trở vilớt được chế tạo từ bột kim cương hoặc graphit đỳc thành hỡnh trụ cú bề dày từ 20-30 mm, đường kớnh từ 75-100 mm chịu được dũng điện cường độ từ
30-40 kA chạy qua mà khụng bị hỏng.
Điện trở vilớt là loại điện trở phi tuyến cú đường đặc tớnh như hỡnh 3.16.
1. Đầu cực bắt dõy ra 2. Nắp và đệm trờn 3. Lũ xo 4. Khe hở dập hồ quang 5. Điện trở vilit 6. Vỏ sứ 7. Nắp và đệm dưới 8. Bulụng bắt dõy nối đất
9. Vớt bắt xà
89
3) Nguyờn lý làm việc
Khi cú sột đỏnh trờn trờn đường dõy hoặc cảm ứng vào đường dõy tải điện, thỡ dũng điện sột sẽ lan truyền trờn đường dõy dưới dạng súng chạỵ Súng sột là loại súng xung cao tần, độ dốc lớn tốc độ biến thiờn nhanh, khi xõm nhập vào thanh gúp của nhà mỏy điện hoặc trạm biến ỏp thỡ điện ỏp đặt vào mỏy biến ỏp và chốngsột van sẽ là điện ỏp sột cú trị số rất lớn (nếu khụng cú chống sột van bảo vệ thỡ mỏy biến ỏp sẽ bị
hư hỏng). Khi điện ỏp đặt vào điện trở vilớt là điện ỏp sột thỡ điện trở vilớt tự động giảm về khụng. Cho nờn dũng điện sột được thỏo qua van chống sột xuống hệ thống nối đất. Khi đú xem như chống sột van trở thành một dõy dẫn nối đất, đấu song song với mỏy biến ỏp, vỡ vậy triệt tiờu được điện ỏp dư trờn mỏy biến ỏp bảo vệ an toàn cho mỏy biến ỏp. Sau khi dũng điện sột được thỏo xuống đất, điện ỏp đặt vào van chống sột giảm dần về gần điện ỏp lưới, do đú điện trở vilớt lại tự động tăng dần trị số, làm cho dũng điện phúng qua cỏc khe hở dập hồ quang giảm xuống rất nhỏ, vỡ vậy hồ quang nhanh chúng bị dập tắt hoàn toàn trong cỏc khe hẹp.
Khi điện ỏp đặt vào chống sột van giảm dần về bằng điện ỏp lưới thỡ điện trở vilớt tăng lờn trị số vụ cựng lớn, ngăn khụng cho dũng điện tải thỏo xuống đất. Vỡ vậy chống sột van cú tớnh lựa chọn thỏo dũng điện sột xuống đất, ngăn khụng cho dũng điện tải xuống đất, nờn cũn được gọi là van thu sột. Khi lắp đặt chống sột van khụng được để hơi nước lọt vào trong làm thay đổi đặc tớnh của điện trở vilớt sẽ mất tỏc dụng.
90
CÂU HỎICHUƠNG 3
1. Hóy cho biết khỏi niệm, phõn loại và cỏch lựa chọn mỏy cắt?
2. Hóy trỡnh bày cấu tạo, nguyờnlý hoạt động, ưu nhược điểm của mỏy cắt nhiều dầủ 3. Hóy trỡnh bày cấu tạo, nguyờn lý hoạt động, ưu nhược điểm của mỏy cắt khớ SF6? 4. Hóy trỡnh bày cấu tạo, nguyờn lý hoạt động, ưu nhược điểm của mỏy cắt chõn khụng?
5. Hóy cho biết khỏi niệm, phõn loạivà cỏch lựa chọn dao cỏch lỷ 6. Hóy trỡnh bày cấu tạo, nguyờn lý hoạt động dao cỏch lỷ
7. Hóy cho biết khỏi niệm, phõn loại và cỏch lựa chọn chống sột? 8. Hóy trỡnh bày cấu tạo, nguyờn lý hoạt động chống sột van?
91
CHƯƠNG 4 MÁY BIẾN ÁP
4.1. Đại cương về mỏy biến ỏp
4.1.1. Định nghĩa, phõn loại và cỏc đại lượng định mức1) Định nghĩa 1) Định nghĩa
MBA là thiết bị điện từ tĩnh, làm việc dựa trờn hiện tượng cảm ứng điện từ, biến đổi một hệ thống dũng xoay chiều ở điện ỏp này thành hệ thống dũng xoay chiều ở điện ỏp khỏcvà giữ nguyờn tần số (U1, f1 U2, f1).
Dõy quấn cú điện ỏp cao gọi là dõy quấn cao ỏp, dõy quấn cú điện ỏp thấp gọi là dõy quấn hạ ỏp. Nếu mỏy biến ỏp cú ba dõy quấn thỡ dõy quấn thứ ba cú điện ỏp trung bỡnh gọi là dõy quấn trung ỏp.
2) Phõn loại
Cú nhiều cỏchphõn loại MBA:
+ Theo cụng dụng,bao gồm:
- MBA điện lực dựng trong truyền tải và phõn phối điện năng.
- MBA chuyờn dựng biến đổi điện ỏp lưới xuống điện ỏp yờu cầu của thiết bị cú cỏc loại như : MBA chỉnh lưu; MBA hànhồ quang...
- MBA đo lường dựng để giảm điện ỏp cao, dũng điện lớn xuống điện ỏp thấp, dũng điện nhỏ để đưa vào thiết bị đo, gồm: mỏy biến điện ỏp; mỏy biến dũng điện...
- MBA thớ nghiệm dựng để thớ nghiệm điện ỏp caọ
- MBA tự ngẫu dựng để biến đổi điện ỏp trong phạm vi khụng lớn lắm.
+ Theo số pha,gồm cú:một pha, ba phạ
+ Theo số dõy quấn, gồm: MBA hai dõy quấn, MBA nhiều dõy quấn.
Khối lượng, kớch thước, giỏ thành MBA phụ thuộc vào cụng suất mỏy biến ỏp. Mỏy biến ỏp cụng suất càng lớn thỡ hiệu suất càng lớn và chi phớ vật liệu trờn 1 KVA cụng suất càng giảm.
Vớ dụ: MBA 100 KVA - khối lượng 8 kg / KVA
100 MVA - khối lượng 2 kg / KVA
Hiện nay MBA điện lực (truyền tải) đó được sản xuất tới cụng suất 600
MVA/400 kV; 700 MVA/400 kV. Với kỹ thuật kim loại siờu dẫn đó sản xuất mỏy biến ỏp cú cụng suất tới 5000 MVẠ
3) Cỏc đại lượng định mức
Cỏc đại lượng định mức quy định điều kiện kỹ thuật của mỏy, do nhà chế tạo quy định và ghi trờn nhón mỏỵ
92
+ Cụng suất định mức Sđm (KVA, VẠ.) là cụng suất toàn phần đưa ra ở bờn thứ
cấp mỏy biến ỏp.
+ Điện ỏp dõy sơ cấp và thứ cấp định mức U1đm, , U2đm ( kV, V...) - U1đmlà điện ỏp dõy của dõy quấn sơ cấp.
- U2đm là điện ỏp dõy của dõy quấn thứ cấp khi MBA khụng tải và điện ỏp đặt vào dõy quấn sơ cấp là định mức.
+ Dũng điện dõy định mức I1đm, I2đm ( kA, Ạ.. ) là dũng điện dõy của dõy quấn sơ cấp và dõy quấn thứ cấp ứng với cụng suất và điện ỏp định mức. Cú thể tớnh cỏc dũng điện như sau:
- Đối với MBA 1 pha:
I1đm = dm 1 dm 1 U S , I2đm = dm 2 dm 2 U S (4.1) - Đối với MBA 3 pha:
I1đm = dm 1 dm 1 U 3 S , I2đm = dm 2 dm 2 U 3 S (4.2)
Ngoài ra trờn nhón mỏy cũn ghi cỏc số liệu khỏc như: tần số định mức; số pha; sơ đồ và tổ nối dõy quấn; điện ỏp ngắn mạch un%; chế độ làm việc (dài hạn hay ngắn hạn); phương phỏp làm mỏt...
4.1.2. Cấu tạo và nguyờn lớ làm việccủa mỏy biến ỏp1) Cấu tạo 1) Cấu tạo
Mỏy biến ỏp thường cú cấu tạo từ ba bộ phận chớnh là lừi thộp (mạch từ), dõy quấn và vỏ mỏỵ
a) Lừi thộp
Lừi thộp dựng để dẫn từ thụng đồng thời làm khung để quấn dõy, được chế tạo bằng cỏc vật liệu dẫn từ tốt, thường là lỏ thộp kỹ thuật điện cú bề dày 0,35 ữ1mm, mặt ngoài cỏc lỏ thộp cú sơn cỏch điện rồi ghộp lại với nhau thành lừi thộp. Cỏc lỏ thộp được ghộp chặt với nhau bằng cỏc bulụng, ghộp càng chặt thỡ khi làm việc càng ớt tiếng ồn, nhưng nếu quỏ chặt cú thể gõy biến tớnh lỏ thộp.
Lừi thộp gồm cú hai phần: phần trụ và phần gụng. Trụ là phần để đặt dõyquấn (kớ hiệu bằng chữ T).
Gụng là phần khộp kớn mạch từ giữa cỏc trụ (kớ hiệu bằngchữ G).
Theo hỡnh dỏng lừi thộp người ta chia mỏy biến ỏp thành hai kiểu: mỏy biến ỏp kiểu trụ (lừi) và mỏy biến ỏp kiểu bọc.
93
Mỏy biến ỏp kiểu trụ(Hỡnh 4.1): Dõy quấn bao quanh trụ thộp. Loại này hiện nay được sử dụng nhiều cho cỏc mỏy biến ỏp một pha và ba pha cú cụng suất nhỏ và trung bỡnh.
Hỡnh 4.1 Cỏc dạng lừi thộp
a) Lừi MBA 1 pha kiểu trụ; b) Lừi MBA 3 pha kiểu trụ
Mỏy biến ỏp kiểu bọc: lừi thộp được phõn nhỏnh ra hai bờn và bọc lấy một phần dõy quấn. Loại này ớt được dựng, chỉ dựng trong một vài trường hợp đặc biệt như dựng trong lũ luyện kim, hay mỏy biến ỏp một pha cụng suất nhỏ trong kỹ thuật vụ tuyến, õm thanh.
Đối với cỏc mỏy biến ỏp dung lượng lớn (80 MVA 100 MVA trờn một pha), điện ỏp cao (220 kV 400 kV) để giảm chiều cao của trụ và tiện lợi cho việc vận chuyển thỡ mạch từ của mỏy biến ỏp kiểu trụ được phõn nhỏnh sang hai bờn nờn mỏy biến ỏp mang hỡnh dỏng vừa kiểu trụ vừa kiểu bọc, gọi là mỏy biến ỏp kiểu trụ - bọc.
b) Dõy quấn
Dõy quấn là phần dẫn điện của mỏy biến ỏp, làm nhiệm vụ nhận năng lượng vào và truyền năng lượng rạ Dõy quấn mỏy biến ỏp thường làm bằng dõy đồng hoặc dõy nhụm, tiết diện trũn hoặc hỡnh chữ nhật, bờn ngoài dõy dẫn cú bọc cỏch điện.
Dõy quấn gồm nhiều vũng dõy và lồng vào trụ của lừi thộp. Giữa cỏc vũng dõy,