Đặc điểm của sơ đồ này là có hai hệ thống thanh góp đồng thời. Mỗi phần tử qua một máy cắt nhưng rẽ qua hai dao cách ly để nối vào hai thanh góp có một máy cắt liên lạc (MCG). Hai hệ thống thanh góp có giá trị như nhau. Sơ đồ này có hai chế độ làm việc:
v Một hệ thống thanh góp làm việc, một hệ thống thanh góp dự phòng, các phần tử nối vào thanh góp làm việc qua máy cắt và dao cách ly thuộc thanh góp đó đóng, còn dao cách ly kia cắt. Sự liên lạc giữa hai hệ thống thanh góp nhờ máy cắt nối MCG.
v Đồng thời làm việc cả hai thanh góp, trong chế độ này các mạch nguồn cũng như các mạch tải được phân đều trên hai thanh góp, máy cắt liên lạc đóng làm nhiệm vụ của máy cắt phân đoạn tương ứng với sơ đồ một hệ thống thanh góp có phân đoạn.Khi sự cố trên thanh góp chỉ mất một phần trong thời gian ngắn và chuyển sang vận hành trên thanh góp kia.
Ưu điểm: ưu điểm của sơ đồ hai hệ thống thanh góp là lần lượt sửa chữa từng thanh góp mà không hộ tiêu thụ nào bị mất điện, sửa chữa dao cách ly thanh góp của mạch nào thì chỉ mạch ấy bị cắt điện, nhanh chóng phục hồi sự làm việc của thiết bị khi ngắn mạch trên hệ thống thanh góp làm việc, sửa chữa máy cắt của mạch bất kỳ mạch ấy không phải ngừng làm việc lâu dài.
Nhược điểm: phức tạp khi xây dựng cũng như vận hành,dung dao cách ly thao tác đóng cắt các mạch dòng điện song song nếu thao tác nhầm lẫn (như cắt dao cách ly trước khi cắt máy cắt) sẽ dẫn đến hậu quả nghiêm trọng. Mặt khác, nếu không phân đoạn thanh góp làm việc thì khi ngắn mạch sẽ gây mất điện toàn bộ thiết bị. Để khắc phục nhược điểm này người ta cho vận hành song song cả hai hệ thống thanh góp, khi đó máy cắt nối MCG đóng vai trò của máy cắt phân đoạn. Với những ưu điểm trên, ta chọn sơ đồ nối điện cho các phương án như sau:
- Cấp 220 kV: sơ đồ hai hệ thống thanh góp - Cấp 110 kV: sơ đồ hai hệ thống thanh góp - Cấp 22 kV: sơ đồ một hệ thống thanh góp
Chương 7: Sơđồ nối điện
7.3. Chọn sơđồ nối điện ứng với các phương án
7.3.1. Phương án 1: trạm sử dụng hai MBA tự ngẫu
HT 220 kV 22 kV 110 kV
7.3.2. Phương án 2: trạm sử dụng hai MBA ba cuộn dây
HT
220 kV
22 kV
Chương 7: Sơđồ nối điện
7.3.3. Phương án 3: trạm sử dụng 4 MBA hai cuộn dây (C – T, T – H)
HT
220 kV
110 kV
7.3.4. Phương án 4: trạm sử dụng 4 MBA hai cuộn dây (C – T, C – H)
HT
220 kV
Chương 8: Chọn khí cụđiện và thiết bị dẫn điện
CHƯƠNG 8
CHỌN KHÍ CỤ ĐIỆN VÀ THIẾT BỊ DẪN ĐIỆN
8.1. Máy cắt điện 8.1.1. Cơ sở lựa chọn
Máy cắt điện là một thiết bị dùng trong mạng điện áp cao để đóng, cắt dòng điện phụ tải phục vụ cho công tác vận hành và cả khi có dòng ngắn mạch để bảo vệ các phần tử của hệ thống điện.
Yêu cầu đối với máy cắt điện:
- Cắt nhanh, đảm bảo không gây cháy nổ. - Có thểđiều khiển tại chổ, đứng cách và từ xa. - Có khả năng đóng cắt nhiều lần với dòng điện bình thường và với một số lần nhất định với dòng ngắn mạch (do nhà chế tạo qui định). - Có khả năng đóng cắt lập lại với chu kỳ theo cầu. - Kích thước gọn nhẹ. - Giá thành thấp.
Đối với máy cắt quá trình cắt, phương pháp, thời gian, và khả năng dập tắt hồ
quang khin cắt dòng ngắn mạch rất quan trọng. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Căn cứ vào phương pháp dập tắt hồ quang phân loại máy cắt điện như sau:
• Máy cắt nhiều dầu: dầu vừa là chất cách điện, đồng thời sinh khí để dập tắt hồ
quang.
• Máy cắt ít dầu: lượng dầu ít chỉ đủđể sinh khí dập tắt hồ quang, còn cách điện là chất rắn.
• Máy cắt không khí: dùng khí nén để dập tắt hồ quang.
• Máy cắt tự sinh khí: dùng vật liệu cách điện có khả năng tự sinh khí dưới tác dụng nhiệt độ cao của hồ quang. Khí tự sinh áp suất cao có khả năng dập tắt hồ quang.
• Máy cắt điện từ: hồ quang được dập tắt trong khe hẹplàm bằng vật liệu rắn chịu được hồ quang. Lực điện từ sẽđẩy hồ quang vào khe hẹp.
• Máy cắt chân không: hồ quang được dập tắt trong môi trường chân không. • Máy cắt phụ tải: chỉ dùng để cắt dòng phụ tải, không cắt được dòng ngắn mạch. Hồ quang được dập tắt bằng khí sinh từ vật liệu rắn tự sinh khí dưới tác dụng nhiệt độ cao của hồ quang.
Việc lựa chọn máy cắt phải thoả các điều kiện sau:
- Loại máy cắt điện: trên cùng một cấp điện áp nên chọn cùng loại máy cắt. Phía thiết bị phân phối điện áp có thể chọn một vài loại khác nhau.
Uđm MC≥ Uđm mạng - Dòng điện định mức
Iđm MC≥ Icb
- Kiểm tra ổn định nhiệt khi ngắn mạch (Inh2.tnh)MC≥ BN
Lưu ý rằng cần chọn giá trị Inh và tnh sao cho tnh gần với thời gian tồn tại ngắn mạch nhất. Đối với máy cắt có dòng định mức trên 1000 A thì không phải kiểm tra ổn
định nhiệt nữa. - Ổn định động khi ngắn mạch iđđm≥ ixk - Điều kiện cắt ICđm≥ ICtt hay SCđm≥ SCtt Trong đó:
BN là xung nhiệt được xác định gần đúng theo biểu thức: BN = I2N × tCtt
ICđm, SCđm – dòng cắt và công suất cắt định mức của máy cắt, kA (MVA) ICtt, SCtt – dòng cắt và công suất cắt tính toán, kA (MVA)
ICtt, SCtt – theo ngắn mạch ba pha ứng với thời gian cắt tính toán – là thời gian kể từ ngắn mạch đến đầu tiếp xúc của máy cắt rời ra. Thời gian này bằng tổng thời gian tối thiểu của tác động rơle tbvmin và thời gian tác động bản thân của máy cắt tMC, ta có:
tCtt = tbvmin + tMC
Trong thiết kế thường lấy tbvmin = 0,01 s, còn tMC phụ thuộc vào loại máy cắt; tMC = 0,05 ÷ 0,12 s.
Với các yếu tố xét trên, có thể xác định ICtt như sau: ICtt = α.IN
Khi tMC = 0,05 ÷ 0,12 s; khi tỉ số của thông số mạch X/R = 50 ÷ 80 thì α = 1,15 ÷ 1,25. Trong thực tế tính toán thường lấy α = 1.
Tóm lại, máy cắt điện được chọn theo các điều kiện sau:
Đại lượng chọn với kiểm tra Điều kiện Điện áp định mức, kV Uđm MC ≥ Uđm mạng Dòng điện định mức, A Iđm MC≥ Icb Dòng điện cắt định mức, kA Ic MC≥ IN Dòng điện ổn định động, kA Ilđđ MC ≥ Ixk Dòng điện ổn định nhiệt, kA Inh2 . tnh ≥ BN
Chương 8: Chọn khí cụđiện và thiết bị dẫn điện 8.1.2. Lựa chọn cụ thể 8.1.2.1. Phương án 1 v Cấp 220 kV: Điều kiện: - Điện áp định mức: Uđm MC ≥ Uđm mạng = 220 kV - Dòng điện định mức: Iđm MC≥ Ic bức = 305,8 A - Dòng điện cắt định mức: Ic MC≥ IN = 4,955 kA - Ổn định lực điện động khi ngắn mạch: ilđđ MC≥ ixk = 12,964 kA
Đối với cấp điện áp cao 220 kV thì máy cắt khí SF6 loại thường được dùng do khả năng dập tắt hồ quang nhanh khi cắt dòng ngắn mạch.
Từ các điều kiện trên ta chọn máy cắt ЯЭ220-11-74. Bảng 8.1: thông số kỹ thuật của máy cắt 220 kV
Kiểu Uđm MC (kV) Iđm MC (A) Ic MC (kA) Ilđđ MC (kA) tMC (s) ЯЭ220-11-74 220 1250 40 50 0,065 + Kiểm tra ổn định lực điện động khi ngắn mạch:
Ta có: Ilđđ MC = 50 (kA) >ixk = 12,964 (kA) ⇒ Thỏa điều kiện. + Kiểm tra ổn định nhiệt khi ngắn mạch:
Do máy cắt có dòng điện định mức: Iđm MC = 1250 (A) > 1000 (A) nên không cần kiểm tra điều kiện ổn định nhiệt. v Cấp 110 kV: - Điện áp định mức: Uđm MC≥ Uđm mạng = 110 (kV) - Dòng điện định mức: Iđm MC≥ Ic bức = 419,628 (A) - Dòng điện cắt định mức: Ic MC≥ IN = 3,922 (kA) - Ổn định lực điện động khi ngắn mạch: IlđđMC≥ ixk = 10,2619 (kA) (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Đối với cấp điện cao áp 110 kV thì máy cắt khí SF6 thường được dùng do khả
năng dập tắt hồ quang nhanh khi cắt dòng ngắn mạch. Từ các điều kiện trên ta chọn máy cắt ЯЭ110-23.
Bảng 8.2: thông số kỹ thuật của máy cắt 110 kV
Kiểu Uđm MC (kV) Iđm MC (A) Ic MC (kA) Ilđđ MC (kA) tMC (s) ЯЭ110-23 110 1250 40 50 0,065 ể ổ đị ự đệ độ ắ ạ
Ta có: Ilđđ MC = 50 (kA) > ixk = 10,261 (kA) ⇒ Thỏa điều kiện. + Kiểm tra ổn định nhiệt khi ngắn mạch:
Do máy cắt có dòng định mức: Iđm MC = 1250 (A) > 1000 (A) nên ta không cần kiểm tra ổn định nhiệt.
v Cấp 22 kV:
Trên đường dây cấp điện áp phân phối máy cắt hợp bộ thường được sử dụng. - Điện áp định mức: Uđm MC≥ Uđm mạng = 22 (kV)
- Dòng điện định mức: Iđm MC≥ Ic bức = 996,586 (A) - Dòng điện cắt định mức: Ic MC≥ IN = 7,432 (kA)
- Ổn định lực điện động khi ngắn mạch: Ilđđ MC≥ ixk = 19,444 (kA) Từ các số liệu trên ta chọn máy cắt điện loại 8BM-20
Bảng 8.3: thông số kỹ thuật của máy cắt 22 kV
Kiểu Uđm MC (kV) Iđm MC (A) Ic MC (kA) Ilđđ MC (kA) tMC (s) 8BM-20 24 1250 16 40 0,065 + Kiểm tra ổn định lực điện động khi ngắn mạch: Ta có: Ilđđ MC = 40 (kA) > ixk = 19,444 (kA) ⇒ Thỏa điều kiện. + Kiểm tra ổn định nhiệt khi ngắn mạch:
Do máy cắt có dòng điện định mức: Iđm MC = 1250 (A) > 1000 (A) nên ta không cần kiển tra ổn định nhiệt.
8.1.2.2. Phương án 2 v Cấp 220 kV: Điều kiện: - Điện áp định mức: Uđm MC ≥ Uđm mạng = 220 (kV) - Dòng điện định mức: Iđm MC≥ Ic bức = 305,8 (A) - Dòng điện cắt định mức: Ic MC≥ IN = 4,955 (kA) - Ổn định lực điện động khi ngắn mạch: ilđđ MC≥ ixk = 12,964 (kA)
Từ các điều kiện trên ta chọn máy cắt ЯЭ220-11-74 và kiểm tra tương tự như
phương án 1.
v Cấp 110 kV:
- Điện áp định mức: Uđm MC≥ Uđm mạng = 110 (kV) - Dòng điện định mức: Iđm MC≥ Ic bức = 419,628 (A) - Dòng điện cắt định mức: Ic MC≥ IN = 3,585 (kA)
Chương 8: Chọn khí cụđiện và thiết bị dẫn điện
- Ổn định lực điện động khi ngắn mạch: IlđđMC≥ ixk = 9,38 (kA)
Đối với cấp điện cao áp 110 kV thì máy cắt khí SF6 thường được dùng do khả
năng dập tắt hồ quang nhanh khi cắt dòng ngắn mạch.
Từ các điều kiện trên ta chọn máy cắt ЯЭ110-23 với các thông số kỹ thuật trong bảng 8.2.
+ Kiểm tra ổn định lực điện động khi ngắn mạch:
Ta có: Ilđđ MC = 50 (kA) > ixk = 9,38 (kA) ⇒ Thỏa điều kiện. + Kiểm tra ổn định nhiệt khi ngắn mạch:
Do máy cắt có dòng định mức: Iđm MC = 1250 (A) > 1000 (A) nên ta không cần kiểm tra ổn định nhiệt.
v Cấp 22 kV:
Trên đường dây cấp điện áp phân phối máy cắt hợp bộ thường được sử dụng. - Điện áp định mức: Uđm MC≥ Uđm mạng = 22 (kV)
- Dòng điện định mức: Iđm MC≥ Ic bức = 996,586 (A) - Dòng điện cắt định mức: Ic MC≥ IN = 13,7 (kA)
- Ổn định lực điện độngkhi ngắn mạch: Ilđđ MC≥ ixk = 35,843 (kA) (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Từ các số liệu trên ta chọn máy cắt điện loại 8BM-20 với các thông số kỹ
thuật trong bảng 8.3.
+ Kiểm tra ổn định lực điện động khi ngắn mạch:
Ta có: Ilđđ MC = 40 (kA) > ixk = 35,843 (kA) ⇒ Thỏa điều kiện. + Kiểm tra ổn định nhiệt khi ngắn mạch:
Do máy cắt có dòng điện định mức: Iđm MC = 1250 (A) > 1000 (A) nên ta không cần kiển tra ổn định nhiệt.
8.1.2.3. Phương án 3 v Cấp 220 kV: Điều kiện: - Điện áp định mức: Uđm MC ≥ Uđm mạng = 220 (kV) - Dòng điện định mức: Iđm MC≥ Ic bức = 305,8 (A) - Dòng điện cắt định mức: Ic MC≥ IN = 4,955 (kA) - Ổn định lực điện động khi ngắn mạch: ilđđ MC≥ ixk = 12,964 (kA)
Từ các điều kiện trên ta chọn máy cắt ЯЭ220-11-74 và kiểm tra tương tự như
phương án 1.
- Điện áp định mức: Uđm MC≥ Uđm mạng = 110 (kV) - Dòng điện định mức: Iđm MC≥ Ic bức = 419,628 (A) - Dòng điện cắt định mức: Ic MC≥ IN = 5,091 (kA)
- Ổn định lực điện động khi ngắn mạch: IlđđMC≥ ixk = 13,32 (kA)
Đối với cấp điện cao áp 110 kV thì máy cắt khí SF6 thường được dùng do khả
năng dập tắt hồ quang nhanh khi cắt dòng ngắn mạch.
Từ các điều kiện trên ta chọn máy cắt ЯЭ110-23 với các thông số kỹ thuật trong bảng 8.2.
+ Kiểm tra ổn định lực điện động khi ngắn mạch:
Ta có: Ilđđ MC = 50 (kA) > ixk = 13,32 (kA) ⇒ Thỏa điều kiện. + Kiểm tra ổn định nhiệt khi ngắn mạch:
Do máy cắt có dòng định mức: Iđm MC = 1250 (A) > 1000 (A) nên ta không cần kiểm tra ổn định nhiệt.
v Cấp 22 kV:
Trên đường dây cấp điện áp phân phối máy cắt hợp bộ thường được sử dụng. - Điện áp định mức: Uđm MC≥ Uđm mạng = 22 (kV)
- Dòng điện định mức: Iđm MC≥ Ic bức = 996,586 (A) - Dòng điện cắt định mức: Ic MC≥ IN = 11,495 (kA)
- Ổn định lực điện độngkhi ngắn mạch: Ilđđ MC≥ ixk = 30,074 (kA)
Từ các số liệu trên ta chọn máy cắt điện loại 8BM-20 với các thông số kỹ
thuật trong bảng 8.3.
+ Kiểm tra ổn định lực điện động khi ngắn mạch:
Ta có: Ilđđ MC = 40 (kA) > ixk = 30,074 (kA) ⇒ Thỏa điều kiện. + Kiểm tra ổn định nhiệt khi ngắn mạch:
Do máy cắt có dòng điện định mức: Iđm MC = 1250 (A) > 1000 (A) nên ta không cần kiển tra ổn định nhiệt.
8.1.2.4. Phương án 4 v Cấp 220 kV: Điều kiện: - Điện áp định mức: Uđm MC ≥ Uđm mạng = 220 (kV) - Dòng điện định mức: Iđm MC≥ Ic bức = 305,8 (A) - Dòng điện cắt định mức: Ic MC≥ IN = 4,955 (kA) - Ổn định lực điện động khi ngắn mạch: ilđđ MC≥ ixk = 12,964 (kA)
Chương 8: Chọn khí cụđiện và thiết bị dẫn điện
Từ các điều kiện trên ta chọn máy cắt ЯЭ220-11-74 và kiểm tra tương tự như (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
phương án 1. v Cấp 110 kV: - Điện áp định mức: Uđm MC≥ Uđm mạng = 110 (kV) - Dòng điện định mức: Iđm MC≥ Ic bức = 419,628 (A) - Dòng điện cắt định mức: Ic MC≥ IN = 3,735 (kA) - Ổn định lực điện động khi ngắn mạch: IlđđMC≥ ixk = 9,772 (kA)
Đối với cấp điện cao áp 110 kV thì máy cắt khí SF6 thường được dùng do khả
năng dập tắt hồ quang nhanh khi cắt dòng ngắn mạch.
Từ các điều kiện trên ta chọn máy cắt ЯЭ110-23 với các thông số kỹ thuật trong bảng 8.2.
+ Kiểm tra ổn định lực điện động khi ngắn mạch:
Ta có: Ilđđ MC = 50 (kA) > ixk = 9,772 (kA) ⇒ Thỏa điều kiện. + Kiểm tra ổn định nhiệt khi ngắn mạch:
Do máy cắt có dòng định mức: Iđm MC = 1250 (A) > 1000 (A) nên ta không cần kiểm tra ổn định nhiệt.
v Cấp 22 kV:
Trên đường dây cấp điện áp phân phối máy cắt hợp bộ thường được sử dụng. - Điện áp định mức: Uđm MC≥ Uđm mạng = 22 (kV)
- Dòng điện định mức: Iđm MC≥ Ic bức = 996,586 (A) - Dòng điện cắt định mức: Ic MC≥ IN = 13,069 (kA)
- Ổn định lực điện độngkhi ngắn mạch: Ilđđ MC≥ ixk = 34,192 (kA)
Từ các số liệu trên ta chọn máy cắt điện loại 8BM-20 với các thông số kỹ