Chỉång 12. THIÃÚT BË CHÄÚNG SẸT 12.1. KHẠI NIÃÛM Thiãút bë chäúng sẹt l thiãút bë âỉåüc ghẹp song song våïi thiãút bë âiãûn âãø bo vãû quạ âiãûn ạp khê quøn. Khi xút hiãûn quạ âiãûn ạp nọ s phọng âiãûn trỉåïc lm gim trë säú quạ âiãûn ạp âàût lãn cạch âiãûn ca thiãút bë v khi hãút quạ âiãûn ạp s tỉû âäüng dáûp tàõt häư quang ca dng âiãûn xoay chiãưu, phủc häưi trảng thại lm viãûc bçnh thỉåìng. Âãø lm âỉåüc nhiãûm vủ trãn thiãút bë chäúng sẹt cáưn âảût cạc âiãưu kiãûn sau âáy: 1. Cọ âàûc tênh Vän - giáy (V-s) tháúp hån âàûc tênh V-s ca cạch âiãûn Âáy l u cáưu cå bn nháú t vç nọ liãn quan âãún tạc dủng v lê do täưn tải ca thiãút bë chäúng sẹt. Tuy nhiãn thỉûc hiãûn viãûc phäúi håüp âàûc tênh V-s nhỉ váûy khäng dãù dng. Trong thiãút kãú v chãú tảo thiãút bë âiãûn thỉåìng dng cạc biãûn phạp lm âãưu âiãûn trỉåìng âãø náng cao cỉåìng âäü cạch âiãûn v di kãút cáúu ca cạch âiãûn. Do cạch âiãûn thỉåìng cọ âàûc tênh V-s tỉång âäúi bàòng phàóng v âàûc tênh V-s ca thiãút bë chäúng sẹt cng phi bàòng phàóng âãø khäng xy ra giao chẹo åí khong thåìi gian bẹ (hçnh 12-1). Loải khe håí bo vãû v loải chäúng sẹt äúng (PTφ) do kãút cáúu âiãûn cỉûc kiãøu thanh-thanh nãn trỉåìng giỉỵa cạc âiãûn cỉû c phán bäú ráút khäng âãưu, âiãûn ạp phọng âiãûn tàng cao khi thåìi gian phọng âiãûn bẹ khiãún âỉåìng âàûc tênh V-s däúc do âọ khäng thãø phäúi håüp täút âỉåüc våïi âàûc tênh V-s ca cạc thiãút bë trong trảm. Cạc thiãút bë chäúng sẹt loải ny thỉåìng chè dng bo vãû cho cạch âiãûn âỉåìng dáy vç âàûc tênh xung kêch ca cạch âiãûn âỉåìng dáy cọ dảng tỉång tỉû. Hçnh 12-1: Âàûc tênh V-s t b) a) U Thiãút bë chäúng sẹt trảm thỉåìng l chäúng sẹt van (PB), trong cáúu tảo â dng nhiãưu biãûn phạp âãø âàûc tênh V-s tỉång âäúi bàòng phàóng. 2. Cọ kh nàng dáûp tàõt nhanh chọng häư quang ca dng xoay chiãưu Khi quạ âiãûn ạp, thiãút bë chäúng sẹt lm viãûc (phọng âiãûn) âãø tn dng xúng âáút âäưng thåìi tảo nãn ngàõn mảch chảm âáút. Khi hãút quạ âiãûn ạp phi nhanh chọng dáûp tàõt häư quang ca dng ngàõn mảch chảm âáút trỉåïc khi bäü pháûn bo vãû rå le lm viãûc âãø hãû thäúng âiãûn âỉåüc tiãúp tủc váûn hnh an ton. Ty theo cạc ngun tàõc v biãûn phạp dáûp häư quang khạc nhau m thiãút bë chäúng sẹt âỉåüc phán ra cạc loải chäúng sẹt äúng, chäúng sẹt van, chäúng sẹt van - tỉì, . Loải khe håí bo vãû khäng cọ bäü pháûn dáûp häư quang nãn khi nọ lm viãûc nãúu dng âiãûn ngàõn mảch chảm âáút ca lỉåïi âiãûn låïn thç häư quang s khäng tỉû dáû p tàõt v ngàõn mảch chảm âáút kẹo di. Do âọ loải ny chè dng bo vãû âỉåìng dáy trong cạc lỉåïi cọ dng ngàõn mảch chảm âáút bẹ (lỉåïi cọ trung tênh cạch âiãûn hồûc näúi âáút qua cün dáy häư quang) hồûc khi cọ phäúi håüp våïi thiãút bë tỉû âäüng âọng lải (TÂL) âãø bo âm cung cáúp âiãûn liãn tủc. Loải chäúng sẹt äúng dỉûa vo cạc cháút sinh khê âãø tỉû dáûp häư quang (tỉång tỉû mạy ngàõt phủ ti). Loải chäúng sẹt van cọ trang bë dáûp häư quang hon chènh hån dỉûa trãn ngun tàõc chia càõt häư quang thnh nhiãưu âoản ngàõn v dng âiãûn tråí khäng âỉåìng thàóng âãø hản chãú trë säú dng âiãûn häư quang (do ìng xoay chiãưu). Loải chäúng sẹt van tỉì cọ bäü pháûn dáûp häư quang phỉïc tảp hån chäúng sẹt van båíi nọ dng thãm tỉì trỉåìng âãø di chuøn häư quang nãn dáûp âỉåüc häư quang cọ trë säú dng âiãûn låïn hån nhiãưu. 171 3. Cọ mỉïc âiãûn ạp dỉ tháúp so våïi cạch âiãûn ca thiãút bë âỉåüc bo vãû Sau khi phọng âiãûn, âiãûn ạp cn trãn thiãút bë chäúng sẹt (ạp dỉ) s tạc dủng lãn cạch âiãûn ca thiãút bë, nãúu âiãûn ạp ny låïn váùn cọ thãø gáy nguy hiãøm cho thiãút bë âiãûn. Våïi loải khe håí bo vãû v chäúng sẹt äúng gim âiãûn ạp dỉ ch úu bàòng cạch gim âiãûn tråí ca bäü pháûn näúi âáút (ạp dỉ U dỉ =I s .R XK ). ÅÍ chäúng sẹt van bãn cảnh viãûc gim trë âiãûn tråí khäng âỉåìng thàóng phi hản chãú dng âiãûn qua nọ khäng låïn quạ trë säú quy âënh (5kA hồûc 10kA), âãø âiãûn tråí vilit khäng bë quạ nọng v duy trç âỉåüc mỉïc âiãûn ạp tỉång âäúi äøn âënh. Hản chãú dng qua chäúng sẹt ch úu dỉûa vo biãûn phạp bo vãû åí âoản tåúi trảm. 4. Thiãút bë chäúng sẹt khäng âỉåüc lm viãûc (phọng âiãûn) khi cọ quạ âiãûn ạp näüi bäü u cáưu ny thỉûc hiãûn bàòng cạch âiãưu chènh (khong cạch) khe håí phọng âiãûn ca thiãút bë chäúng sẹt. Ngoi bäún u cáưu trãn våïi tỉìng loải cn u cáưu riãng, cáưn thãm ràò ng vai tr chäúng sẹt trong trảm biãún ạp ráút quan trng vç nọ quút âënh viãûc lỉûa chn mỉïc cạch âiãûn xung kêch ca thiãút bë, tỉïc l liãn quan âãún kãút cáúu v giạ thnh thiãút bë. Viãûc phạt huy tạc dủng ca thiãút bë chäúng sẹt khäng nhỉỵng phủ thüc âàûc âiãøm riãng ca chụng m cn phủ thüc vo nhiãưu úu täú nhỉ ci thiãûn bäü pháûn näúi âáút, så âäư truưn sọng, pháưn bo vãû âoản tåïi trảm, vë trê âàût thiãút bë chäúng sẹt , . 12.2. THIÃÚT BË CHÄÚNG SẸT ÄÚNG (PT) 1. Cáúu tảo (hçnh 12-2) Pháưn chênh 1 ca thiãút bë l äúng lm bàòng váût liãûu tỉû sinh khê, cháút phibro-bakãlêt våïi loải (PTφ ) hồûc cháút do viniplast våïi loải (PTB), mäüt âáưu cọ nàõp kim loải giỉỵ âiãûn cỉûc thanh cn âáưu kia håí v âàût âiãûn cỉûc hçnh xuún 3. Khe håí S gi l khe håí trong (hồûc khe håí dáûp häư quang) cn S 2 l khe håí ngoi cọ tạc dủng cạch li thán äúng våïi âỉåìng dáy âãø nọ khäng bë hỉ hng do dng d. 2. Ngun lê Khi cọ quạ âiãûn ạp c hai khe håí s phọng âiãûn dng âiãûn sẹt qua chäúng sẹt âi vo bäü pháûn näúi âáút. Sau khi hãút dng âiãûn xung kêch, s cọ dng âiãûn táưn säú cäng nghiãûp (dng ngàõn mảch chảm âáút) âi qua chäúng sẹt. Dỉåïi tạc dủng ca häư quang do dng ngàõn mảch sinh ra cháút sinh khê bë phạt nọng sn sinh nhiãưu khê, ạp sút khê tàng tåïi vi chủc at, v thäøi tàõt häư quang (thäøi vãư phêa âáưu håí äúng 3, ngay khi dng xoay chiãưu qua trë säú 0 láưn âáưu tiãn). Hçnh 12-3 l sỉû biãún thiãn ca âiãû n ạp xung kêch khi chäúng sẹt lm viãûc. Âàûc tênh V-s phủ thüc vo khong cạch khe håí trong v ngoi ca chäúng sẹt v cọ dảng giäúng nhỉ khe håí bo vãû hçnh 12-3. Sau khi phọng âiãûn âiãûn ạp dỉ trãn chäúng sẹt l pháưn âiãûn ạp giạng trãn bäü pháûn näúi âáút do âọ cạc nåi âàût chäúng sẹt äúng cáưn näúi âáút täút. Âäü di khe håí ngoi âỉåüc chn theo âiãưu kiãûn phäúi håüp cạch âiãûn (phäúi håüp âàûc tênh V-s) v cọ thãø âiãưu chènh trong phảm vi nháút âënh, cn khe håí trong quút âënh båíi kh nàng dáûp häư quang. Âãø dáûp âỉåüc häư quang trong äúng cáưn â khê, âiãưu ny phủ thüc vo dng âiãûn häư quang, do váûy ph i quy âënh giåïi hản ca dng âiãûn häư quang. Thay âäøi khong cạch S v âỉåìng kênh trong ca äúng sinh khê s lm thay âäøi giåïi hản dng âiãûn. Khi âàût chäúng sẹt åí báút kç âiãøm no trong lỉåïi âiãûn cáưn phi kiãøm tra dng ngàõn mảch näúi âáút tải âiãøm âọ, âãø âm bo chäúng sẹt cọ thãø tỉû dáûp tàõt âỉåüc häư quang m khäng bë hỉ hng. Hçnh 12-2: Chäúng sẹt äúng 172 Khi chäúng sẹt lm viãûc nhiãưu láưn, cháút sinh khê s hao mn, äúng s räùng hån lỉåüng khê s khäng â âãø dáûp tàõt häư quang. Khi âỉåìng kênh trong äúng tàng quạ (20÷25)% so våïi trë säú âáưu thç chäúng sẹt xem nhỉ máút tạc dủng. Chäúng sẹt TPφ äúng phibro - bakãlêt váût liãûu sinh khê dng loải phibrä, do phibrä khäng â âäü bãưn cå khê nãn äúng âỉåüc bc thãm bakãlêt cọ quẹt sån chäúng áøm. Dng càõt tåïi khong 10kA. Chäúng sẹt PTB: cọ thán äúng bàòng cháút do viniplast cọ âàûc tênh âiãûn v kh nàng sinh khê täút hån loải PTφ vãư cáúu tảo cng âån gin hån. Kê hiãûu loải PTφ 110 50,8− l thãø hiãûn loải chäúng sẹt phibro - bakãlêt dng åí cáúp 110kV v giåïi hản dng càõt (0,8÷5)kA. Khi lm viãûc chäúng sẹt äúng cọ thi khê bë ion họa do âọ khi làõp chäúng sẹt trãn cäüt phi sao cho khê thoạt ra khäng gáy nãn phọng âiãûn giỉỵa cạc pha hồûc phọng âiãûn xúng âáút, mún thãú trong phảm vi thoạt khê ca nọ phi khäng cọ dáy dáùn ca pha khạc, khäng cọ kãút cáúu näúi âáút cng nhỉ phảm vi thoạt khê ca chäúng sẹt äúng åí pha khạc. Hçnh 12-3: Âàûc tênh bo vãû U t[s] 2 1 Ngy nay dỉåïi sỉû phạt triãøn ca lỉåïi âiãûn cäng sút låïn u cáưu chãú tảo chäúng sẹt äúng cọ giåïi hản trãn dng càõt låïn hån, Liãn Xä c cọ loải PTBY, dng cháú t do viniplast tàng cỉåìng bàòng qún vi thy tinh táøm nhỉûa ãpäxit nãn giåïi hản trãn dng càõt tåïi 20kA (loải PTB tåïi 15kA). Chäúng sẹt äúng ch úu dng bo vãû cạc âỉåìng dáy khäng cọ dáy chäúng sẹt. Khọ khàn låïn nháút l phi âm bo trë säú dng âiãûn ngàõn mảch chảm âáút tải âiãøm âàût chäúng sẹt nàòm trong phảm vi giåïi hản trãn v dỉåïi ca dng âiãûn càõt. Khi dng nọ trong hãû thäúng cäng sút bẹ hồûc âàût chäúng sẹt äúng våïi máût âäü quạ dy s khäng âm bo vãư u cáưu giåïi hản dỉåïi ca dng càõt. Ngỉåüc lải nãúu hãû thäúng cäng sút låïn s cọ thãø vỉåüt quạ trë säú giåïi hản trãn. Chãú âäü váûn hnh hãû thäúng thay âäøi ln lm dng ngàõn mảch khọ âạp ỉïng u cáưu trãn. Cạc nhỉåüc âiãøm âọ â hản chãú viãûc ỉïng dủng chäúng sẹt äúng räüng ri, thỉåìng thay bàòng khe håí bo vãû phäúi håüp våïi thiãút bë tỉû âäüng âọng lải âãø bo vãû cho âỉåìng dáy. 12.3. CHÄÚNG SẸT VAN 1. Khại niãûm Pháưn chênh ca chäúng sẹt van l chùi khe håí phọng âiãûn ghẹp näúi tiãúp våïi cạc táúm âiãûn tråí khäng âỉåìng thàóng (âiãûn tråí lm viãûc). Âiãûn tråí khäng âỉåìng thàóng chãú tảo bàòng váût liãûu vilit, cọ âàûc âiãøm l cọ thãø duy trç âỉåüc mỉïc âiãûn ạp dỉ tỉång âäúi äøn âënh khi dng âiãûn tàng. Sau khi tn dng sẹt s cọ dng âiãûn ngàõn mảch duy trç båíi ngưn âiãûn ạp xoay chiãưu (ngàõn mảch qua âiãûn tråí lm viãûc) âi qua chäúng sẹt van, dng ny gi l dng kãú tủc. Khi cho tạc dủng âiãûn tråí ráút bẹ do âọ dng sẹt âỉåüc tn trong âáút dãù dng v nhanh chọng, ngỉåüc lải åí âiãûn ạp lm viãûc thç âiãûn tråí tàng cao do âọ hản chãú trë säú dng kãú tủc (thỉåìng khäng quạ 80A) tảo âiãưu kiãûn thûn låüi cho viãûc dáûp häư quang åí chùi khe håí. Chênh do tênh cháút cho qua dng âiãûn låïn khi âiãûn ạp låïn v ngàn dng âiãûn khi âiã ûn ạp bẹ nãn loải chäúng sẹt ny âỉåüc gi l chäúng sẹt van. Trë säú âiãûn ạp cỉûc âải åí táưn säú cäng nghiãûp m chäúng sẹt van cọ thãø dáûp tàõt häư quang ca dng âiãûn kãú tủc gi l âiãûn ạp dáûp häư quang, âọ l mäüt trong cạc tham säú ch úu ca chäúng sẹt van. 2. Cạc tham säú ca chäúng sẹt van Ngoi âiãûn ạp dáûp häư quang chäúng sẹt van cn cạc tham säú sau: 173 a) Âiãûn tråí khäng âỉåìng thàóng Âỉåüc chãú tảo tỉì bäüt cacbärun (SiC) màût ngoi hảt cạcborun cọ mng mng SiO 2 (dy khong 10 -5 cm). Âiãûn tråí sút ca bn thán hảt cạcborun khäng låïn (10 -2 Ωm) v äøn âënh nhỉng âiãûn tråí ca låïp mng mng phủ thüc vo cỉåìng âäü âiãûn trỉåìng. Khi cỉåìng âäü âiãûn trỉåìng bẹ, âiãûn tråí låïp mng mng khong (10 4 ÷10 6 )Ωm. Nhỉng khi âiãûn trỉåìng tàng cao nọ s gim ráút nhanh v âiãûn tråí täøng ca vilit gim tåïi mỉïc bàòng âiãûn tråí ca hảt cạcborun. Trong cạc táúm vilêt hảt bäüt âỉåüc dênh bàòng keo thy tinh lng sau âọ âỉåüc nung nọng åí nhiãût âäü khong vi tràm âäü. Trỉåïc kia ngỉåìi ta dng âiãûn tråí loải tirit nhiãût nung nọng khong 1200 0 C cọ âàûc tênh khäng äøn âënh bàòng vilit (tirit dng cháút dênh bàòng âáút sẹt). Hçnh 12-4 l âàûc tênh V-A ca táúm vi lit âỉåìng kênh φ100mm v dy 60mm âàûc tênh ny âỉåüc xạc âënh våïi dảng sọng dng âiãûn 20/40µs v cho dng âiãûn biãún thiãn trong phảm vi 1 âãún 10.000A. Nọ gäưm hai âoản biãøu diãùn båíi quan hãû gii têch Ilg Algulg α+= våïi A l hàòng säú, α cng bẹ thç âiãûn ạp giạng trãn nọ (âiãûn ạp dỉ) s tàng cng cháûm khi dng âiãûn tàng. Âoản trãn ỉïng våïi khi cọ dng âiãûn sẹt α = (0,13÷0,2) ỉïng Hçnh 12 -4: Âàûc tênh V-A táúm vilit lgI A lgU 3,2 4,2 4,0 3,8 3,6 3,4 6 5 4 3 21 0 våïi loải vilit, âoản dỉåïi ỉïng våïi phảm vi dng âiãûn kãú tủc α = (0,28÷0,32). Cọ thãø viãút quan hãû dỉåïi dảng u AI= α , A l âiãûn tråí ca táúm khi dng âiãûn qua nọ l 1[A]. Nãúu chäúng sẹt dng n táúm âiãûn tråí thç âàûc tênh V-A biãøu thë un AI= α . Hçnh 12-5 âàûc tênh V-A ca loải PBC-110 khi cọ dng âiãûn låïn thäng qua âiãûn tråí trong thåìi gian di, låïp mng SiO 2 cọ thãø bë phạ hy do âọ cáưn quy âënh cạc trë säú cho phẹp vãư âäü låïn cng nhỉ thåìi gian duy trç ca dng âiãûn. Vê dủ táúm vilêt φ100mm cọ trë säú cho phẹp dng xung kêch dảng sọng 20/40µs l 10kA. Âäúi våïi dảng sọng vng gọc cọ âäü di sọng 2000µs thç trë säú cho phẹp ca dng âiãûn l 150A, âiãưu âọ chỉïng t chäúng sẹt van khäng thãø lm viãûc âäúi våïi pháưn låïn cạc loải quạ âiãûn ạp näüi bäü vç chụng thỉåìng kẹo di trong nhiãưu chu kç táưn säú cäng nghiãûp. Trë säú cho phẹp ca dng kãú tủc duy trç trong nỉía chu kç táưn säú cäng nghiãûp cn tháúp hån v khäng quạ 100A. Hçnh 12-5: Âàûc tênh V-A ca PBC 100 200 300 U [kV] 5000 I [A] Biãûn phạp duy nháút âãø tàng nàng lỉûc thäng qua dng âiãûn l tàng tiãút diãûn âiãûn tråí tỉïc l tàng âỉåìng kênh táúm. b) Khe håí phọng âiãûn Sỉû lm viãûc ca chäúng sẹt van bàõt âáưu tỉì viãûc chc thng cạc khe håí phọng âiãûn v kãút thục bàòng viãûc dáûp tàõt häư quang ca dng âiãûn kãú tủc cng ngay tải khe håí ny. Mäùi giai âoản trãn âãưu âãư xút u cáưu riãng âäúi våïi khe håí. ÅÍ giai âoản âáưu khe håí phi cọ âàûc tênh V-s tỉång âäúi bàòng phàóng âãø phäúi håüp våïi âàûc tênh V-s ca cạch âiãûn (ch úu l mạy biãún ạp). Âãø âảt âỉåüc cạ c u cáưu trãn cọ cạc biãûn phạp sau: + Dng chùi gäưm nhiãưu khe håí ghẹp näúi tiãúp nhau Cọ thãø xem nhỉ mäüt chùi âiãûn dung tỉång tỉû så âäư chùi cạch âiãûn, âiãûn ạp xung kêch phán bäú khäng âãưu dc chùi s lm cho quạ trçnh phọng âiãûn kãú tiãúp xy ra nhanh chọng trãn táút c khe håí. Do 174 âọ trë säú âiãûn ạp phọng âiãûn cọ thãø gim tåïi mỉïc äøn âënh (âiãûn ạp phọng âiãûn mäüt chiãưu hồûc xoay chiãưu) hồûc cn tháúp hån v âỉåìng âàûc tênh V-s cọ dảng tỉång âäúi bàòng phàóng. Cng våïi mủc âêch trãn trong chäúng sẹt PBBM (dng bo vãû mạy âiãûn) cn thỉûc hiãûn cạch ghẹp thãm âiãûn dung song song våïi mäüt pháưn ca chùi khe håí. + Trong tỉìng khe håí (hçnh 12-6) Âiãûn cỉûc dng cạc táúm âäưng cạch li båíi vng âãûm mica dy 1mm. Âiãûn trỉåìng giỉỵa cạc âiãûn cỉûc âảt mỉïc gáưn âäưng nháút. Màût khạc khi cọ âiãûn ạp trong khe khäng khê giỉỵa âiãûn cỉûc v låïp mi ca thç âiãûn trỉåìng tàng (do hãû säú âiãûn mäi ca khäng khê bẹ hån mi ca). Nãn quạ trçnh ion họa xút hiãûn såïm, nọ cọ tạc dủng cung cáúp âiãûn tỉí cho khong khäng gian giỉỵa cạc âiãûn cỉûc. Cạc úu täú trãn tảo âiãưu kiãûn cho quạ trçnh phọng âiãûn phạt triãøn mäüt cạch dãù dng v lm âỉåìng âàûc tênh V-s bàòng phàóng ngang (hçnh 12-6). Trong giai âoản dáûp tàõt häư quang vç dng âiãûn cng pha âiãûn ạp nãn khi dng kãú tủc qua trë säú 0 thç häư quang tàõt, lục ny cháúm dỉït quạ trçnh phạt xả âiãûn tỉí tỉì bãư màût cỉûc ám, cạch âiãûn khe håí âỉåüc phủc häưi nhanh chọng v khi vỉåüt quạ trë âiãûn ạp phủc häưi (táưn säú cäng nghiãûp) thç häư quang tàõt. Âiãư u quan trng l phi lm sao âãø âiãûn ạp phủc häưi phán bäú âãưu giỉỵa cạc khe håí trong chùi, cọ thãø thỉûc hiãûn bàòng cạch ghẹp cạc âiãûn tråí cọ trë säú låïn song song våïi cạc khe håí. Hçnh 12-6: Âàûc tênh V-s trong khe håí t [10 -6 s] 7 U[kV] 4 3,6 3 ,2 2 ,8 2,4 6 5 4 321 0 Mäùi loải khe cọ trë giåïi hản dìng kãú tủc âãø häư quang cọ thãø âỉåüc dáûp ngay khi dng qua trë 0 láưn âáưu. Våïi loải âiãûn cỉûc trong chäúng sẹt van trë säú ny khong (80 ÷ 100) A. Xút phạt tỉì u cáưu ny càn cỉï vo trë säú âiãûn ạp dáûp häư quang (láúy bàòng âiãûn ạp pha låïn nháút khi cọ ngàõn mảch chảm âáút). Våïi lỉåïi (3 ÷ 35kV) trung tênh cạch âiãûn láúy bàòng ạp dáy låïn nháút. Cn lỉåï i 110kV tråí lãn trung tênh näúi âáút trỉûc tiãúp nãn láúy bàòng 0,8U d v gi l chäúng sẹt 80% âãø phán biãût loải 100% trong lỉåïi (3÷35kV). Trong cạc biãûn phạp dáûp häư quang ca chäúng sẹt ch úu váùn l tçm biãûn phạp hiãûu qu nháút âãø tàng giåïi hản dng âiãûn kãú tủc, âiãưu ny khäng chè liãn quan âãún sỉû lm viãûc ca chäúng sẹt m cn gim mỉïc cạch âiãûn xung kêch ca thiãút bë cáưn bo vãû. Våïi chäúng sẹt van tỉì (dng tỉì trỉåìng dáûp häư quang) náng giåïi hản lãn âãún 250A nãn táúm âiãûn tråí khäng âỉåìng thàóng s dng êt hån, âiãûn ạp dỉ chäúng sẹt gim v u cáưu vãư mỉïc cạch âiãûn xung kêch thiãút bë cng gim, âãø tàng nàng lỉûc cho qua dng âiãûn ta tàng âỉåìng kênh táú m lãn tåïi φ150mm dng kãú tủc cho phẹp tàng gáúp âäi táúm chäúng sẹt van thỉåìng (φ100mm). c) Kãút cáúu v âàûc tênh ca mäüt säú loải chäúng sẹt van thäng thỉåìng PBC,PB ∏ , PBBM. Hçnh 12-7: Ghẹp âiãûn dung 4 2 1 3 6 5 +Loải PBC thỉåìng dng åí trảm biãún ạp chãú tảo theo cạc cáúp tåïi 35kV. Khi dng åí âiãûn ạp cao hån s ghẹp näúi cáúp bàòng nhiãưu pháưn tỉí cọ âiãûn ạp âënh mỉïc15, 20, 33 v 35kV. Trong cáúu tảo tỉìng càûp 4 khe håí âỉåüc ghẹp våïi nhau v âàût trong äúng sỉï thnh mäüt täø håüp khe håí tiãu chøn. Mäùi täø âỉåüc ghẹp song song våïi mäüt âiãûn tråí (cng chãú tảo bàòng cạcbärun) âãø cho sỉû phán bäú âiãûn ạp xoay chiãưu giỉỵa cạc chùi âãưu âàûn. Cạc táúm vilêt âỉåüc gàõn våïi nhau bàòng cháút dênh loải gäúm v âãø cọ tiãúp xục täút trãn bãư màût mäùi táúm trạng bäü t kim loải v âỉåüc ẹp bàòng l xo. Táút c âàût trong v sỉï kên âãø håi áøm khäng lt vo nh hỉåíng âãún cạc âàûc tênh âiãûn ca chäúng sẹt. 175 +Loải chäúng sẹt PBBM dng âãø bo vãû mạy âiãûn âàûc tênh ca nọ nhỉ hçnh 12-6, cọ thãm âiãûn dung ghẹp song song våïi mäüt pháưn ca chùi khe håí hçnh 12-7. Bng 12.1: Täø håüp cạc chäúng sẹt PBC åí âiãûn ạp cao Loải chäúng sẹt Âiãûn ạp âënh mỉïc [kV] Âiãûn ạp cho phẹp låïn nháút trãn chäúng sẹt [kV] Säú lỉåüng v loải chäúng sẹt trãn täø håüp Chiãưu cao ca chäúng sẹt, mm Bạn kênh âãú chäúng sẹt, mm PBC-15 PBC-20 PBC-35 PBC-110 PBC-150 PBC-220 15 20 35 110 150 220 19 25 40,5 100 138 200 1xPBC-15 1xPPC-20 1xPBC-35 3xPBC-33 3xPBC-33 +2xPBC-15 6xPBC-33 725 885 1210 3050 4546 6192 236 236 236 275 1535 2035 Bng 12.2: Âàûc tênh ch úu ca chäúng sẹt PBC (theo ⎡ OCT-8934-58) Âiãûn ạp âënh mỉïc [kV] Âiãûn ạp lm viãûc låïn nháút [kV] Âiãûn ạp chc thng åí táưn säú cäng nghiãûp [kV] Âiãûn ạp chc thng xung kêch khi thåìi gian phọng âëãn tỉì1,5 âãún 20µs,[kV]. Âiãûn ạp dỉ ca chäúng sẹt khi dng âiãûn xung kêch cọ biãn âäü khạc nhau våïi âäü di âáưu sọng 10µs, [kV] (khäng låïn hån). Biãn âäü dng [kA]. Khäng nh hån Khäng låïn hån 3kA 5kA 10kA 3 6 10 15 20 35 110 150 200 3,8 7,6 12,7 19 25 40,5 110 138 200 9 16 26 38 49 78 200 275 400 11 19 30,5 48 60,5 98 250 345 500 20 30 45 70 85 125 285 375 530 13,5 25 42 57 75 122 315 435 630 14,5 27 45 61 80 130 335 465 670 16 30 50 67 88 143 367 510 734 12.4. CHÄÚNG SẸT VAN TỈÌ Trong chäúng sẹt van tỉì, dỉåïi tạc dủng ca tỉì trỉåìng häư quang giỉỵa cạc âiãûn cỉûc s di chuøn dỉåïi täúc âäü låïn dc theo khe håí vng xuún, do âọ s dãù bë thäøi tàõt. Sau khi häư quang tàõt cỉåìng âäü cạch âiãûn ca khe håí âỉåüc khäi phủc nhanh chọng. Âiãûn tråí khäng âỉåìng thàóng ca cạc táúm vilêt âỉåìng kênh φ180mm, nàng lỉûc thäng qua dng âiãûn cọ sọng vng v âäü di sọng 2000 µ s cọ thãø tåïi 400 A. Trë säú ny ph håüp våïi cạc tham säú ca quạ âiãûn ạp näüi bäü trong lỉåïi âiãûn ạp tåïi 220 kV. Do âọ chäúng sẹt van tỉì cn cọ kh nàng hản chãú pháưn låïn cạc loải quạ dng näüi bäü trong lỉåïi âiãûn ny. ÅÍ âiãûn ạp 300 v 500kV 176 âãø hản chãú quạ âiãûn ạp näüi bäü cáưn thäng qua dng âiãûn nhiãưu hån nỉỵa. Cạc chäúng sẹt van tỉì dng âãø bo vãû trảm ca nga kê hiãûu l PBM v loải bo vãû mạy âiãûn l PBM âỉåüc chãú tảo åí cạc cáúp 3, 6,10 kV, cạc âàûc tênh cho trong bng 12-2 v 12-3. Γ Bng 12.3: Âàûc tênh ca chäúng sẹt van tỉì Âiãûn ạp âënh mỉïc [kV] Âiãûn ạp lm viãûc låïn nháút [kV]. Âiãûn ạp chc thng åí táưn säú cäng nghiãûp [kV] Âiãûn ạp chc thng xung kêch khi thåìi gian phọng âiãûn tỉì 1,5 âãún 20µs [kV]. Âiãûn ạp dỉ ca chäúng sẹt khi dng âiãûn xung kêch cọ âäü di âáưu sọng 10µs, Våïi cạc biãn âäü khäng låïn hån. Khäng nh hån Khäng låïn hån 3 [kV] 5 [kV] 10 [kV] 3 6 10 20 35 110 150 220 330 500 3,8 7,6 12,7 25 40,5 100 138 200 295 420 7,5 15 25 42 70 170 235 340 485 660 9,5 18 30 51 83 195 270 390 560 760 9 17 28 65 105 265 370 515 740 1130 9 17 28 60 97 245 340 475 680 970 9,5 18 30 65 105 265 370 515 740 1060 11 20 33 72 116 295 410 570 820 1170 12.5. VAN CHÄÚNG SẸT Ä XÊT KIM LOẢI 1. Cáúu tảo v ngun liï hoảt âäüng Chäúng sẹt van â thay âäøi mäüt cạch cå bn trong khong hån 20 nàm tråí lải âáy c vãư cáúu trục láùn ngun liï lm viãûc. Loải van chäúng sẹt cọ khe håí phọng âiãûn kiãøu táúm phàóng v phạt triãøn lãn loải cọ khe thäøi tỉì v âiãûn tråí cạcbit silic (SiC) màõc näúi tiãúp â âỉåüc thay thãú bàòng van chäúng sẹt khäng cọ khe håí phọng âiãûn. Hçnh 12-8 : Âàûc tênh dng âiãûn-âiãûn ạp ca âiãûn tråí oxit kim loải a)Âoản tuún tênh dỉåïi, b)Âiãøm nhn, c)Âoản phi tuún r rãût, d)Âoản tuún tênh trãn, A- Âiãøm lm viãûc cọ âiãûn ạp thỉåìng xun U a A d c b logI 177 Van chäúng st måïi khäng cọ khe håí phọng âiãûn m dỉûa trãn âiãûn tråí ä xêt kim loải (MO) cọ âàûc tênh U-I hon ton phi tuún v cọ kh nàng háúp thủ nàng lỉåüng ráút cao. Chụng âỉåüc biãút âãún nhỉ loải van chäúng sẹt äxit kim loải (MO). Van chäúng sẹt MO khäng “phọng âiãûn” do váûy khäng âënh nghéa âiãûn ạp phọng âiãûn. Khi âiãûn ạp tàng van chäúng sẹt chuøn ngay tỉì trë säú âiãûn tråí låïn sang âiãûn tråí nh theo dảng âàûc tênh U-I nhỉ hçnh 12-8. Khi âiãûn ạp gim lải trë säú U c van chäúng sẹt lải duy trç tênh dáùn âiãûn km. Mỉïc bo vãû ca van chäúng sẹt MO âỉåüc xạc âënh bàòng âiãûn ạp dỉ ca nọ. Âiãûn ạp dỉ âỉåüc âënh nghéa nhỉ giạ trë âènh ca âiãûn ạp åí âáưu cỉûc van chäúng sẹt khi cọ dng âiãûn sẹt chảy qua. Dng âiãûn sẹt cọ dảng sọng giỉỵa 1/9 µ s v 1/1 µ s thãø hiãûn bỉåïc sọng quạ âiãûn ạp v âiãûn ạp dỉ phäúi håüp cọ kh nàng so sạnh våïi âiãûn ạp phọng âiãûn ban âáưu ca chäúng sẹt van thäng dủng. Sọng xung âiãûn ạp 8/20 µ s cho âiãûn ạp dỉ gáưn tỉång âỉång våïi mỉïc bo vãû quạ âiãûn ạp sẹt. Sọng dng âiãûn våïi thåìi gian sỉåìn giỉỵa 30 µ s v 100 µ s tỉång ỉïng âiãûn ạp âọng måí. Âiãûn ạp dỉ tỉång ỉïng våïi dảng sọng ny cho mỉïc bo vãû trong trỉåìng håüp cọ ỉïng sút âọng måí. Cạc trỉåìng håüp sỉû cäú tráưm trng, cọ kh nàng van chäúng sẹt bë quạ ti. Trong cạc trỉåìng håüp nhỉ váûy (vê dủ nhỉ âiãûn ạp tàng tỉì mäüt mỉïc tåïi mỉïc sau) thç sỉû cäú trảm âáút mäüt pha xy ra trong âiãûn tråí làõp ghẹp ca van chäúng sẹt. Hãû thäúng thoạt ạp sút âãø âãư phng v sỉï bë näø. Dng âiãûn sỉû cäú chảm âáút ca hãû thäúng tải âiãøm âàût chäúng sẹt van phi nh hån dng âiãûn âm bo ca thiãút bë thoạt ạ p sút ca van chäúng sẹt. Cáúu trục ca van chäúng sẹt MO âỉåüc mä t nhỉ hçnh 12-9. Hçnh 12-9: Tiãút diãûn (bäú trê chung ca van chäúng sẹt oxit kim loải kiãøu EXLIMQ. 1.âáưu så cáú p, 2.thiãút bë x ạp sút ,3.chäưng âiãûn tråí MO 4. sỉï cạch âiãûn, 5.âáưu näúi âáút, 6.âáưu thoạt ạp sút 2. ỈÏng dủng v cạch lỉûa chn Van chäúng sẹt âỉåüc sỉí dủng âãø bo vãû thiãút bë v trảm quan trng (âàûc biãût l mạy biãún ạp âiãûn lỉûc) chäúng lải quạ âiãûn ạp khê quøn v quạ âiãûn ạp âọng måí. Khi thiãút kãú v lỉûa chn van chäúng sẹt thäng dủng, cáưn lỉu âiãûn ạp âạnh thng v âiãûn ạp âãûm. Ngoi ra van chäúng sẹt MO âỉåüc chn theo cạc tiãu chøn sau âáy: 178 -Âiãûn ạp táưn säú ngưn täúi âa. -Kh nàng háúp thủ nàng lỉåüng. -Mỉïc bo vãû. Cọ thãø âảt âỉåüc kh nàng háúp thủ nàng lỉåüng u cáưu våïi cng cáúp bo vãû bàòng cạch xãúp chäưng cạc âiãûn tråí MO song song. Bàòng cạch gáúp âäi säú chäưng l cọ thãø cọ mỉïc bo vãû tháúp hån v kh nàng háúp thủ gáưn nhỉ gáúp âäi. Mỉïc bo vãû cáưn thiãút âỉåüc tçm ra nhåì cạc quy tàõc phäúi håüp cạch âiãûn, trong âọ cọ chia âäü (cạc tè säú bo vãû) giỉỵa cạc mỉïc bo vãû ca van chäúng sẹt v âiãûn ạp xung âënh mỉïc ca thiãút bë cáưn bo vãû âỉåüc xạc âënh (hçnh 12-10). Vå ïi van chäúng sẹt MO, âiãûn ạp lm viãûc liãn tủc cỉûc âải Us l âiãûn ạp táưn säú ngưn låïn nháút m van chäúng sẹt cọ thãø chëu âỉûng âỉåüc thỉåìng xun. Cỉåìng âäü T ca van chäúng sẹt chäúng lải quạ âiãûn ạp quạ âäü U TOV âỉåüc cho bàòng cạc âàûc tênh âiãûn ạp/thåìi gian ( U TOV = T.U C hồûc U TOV = T R .U R ). Hãû säú T hồûc T R phủ thüc vo loải van chäúng sẹt v cọ thãø tçm âỉåüc trong ti liãûu ca nh chãú tảo, U R l âiãûn ạp âënh mỉïc. Theo IEC 99-4 âiãûn ạp liãn tủc ca van chäúng sẹt phi khäng âỉåüc tháúp hån trë säú hiãûu dủng ca âiãûn ạp táưn säú ngưn cọ thãø xy ta åí âáưu cỉûc láu hån 10 phụt trong lục lm viãûc. Âiãûn ạp ny âỉåüc xạc âënh trãn cå såí âiãûn ạp lm viãûc cao nháút tạc âäüng lãn lỉåïi âang xẹt åí chãú âäü lm viãûc bçnh thỉåìng. Nãúu säú liãûu ny khäng âỉåüc xạc âënh r rng cọ thãø láúy bàòng âiãûn ạp cao nháút U m âäúi våïi thiãút bë (IEC 71-1). a) Van chäúng sẹt giỉỵa pha v âáút Âäúi våïi cạc hãû thäúng cọ täøng tråí näúi âáút nh, âiãûn ạp liãn tủc êt nháút bàòng 1,05 láưn âiãûn ạp lm viãûc cao nháút chia cho 3 . Âäúi våïi cạc hãû thäúng cọ sỉû cäú trảm âáút âỉåüc b hồûc trung tênh cạch li, âiãûn ạp liãn tủc cọ thãø láúy êt nháút bàòng âiãûn ạp lm viãûc cao nháút. Hçnh 12-10 Phäúi håüp cạch âiãûn cho lỉåïi täøng näúi âáút tháúp. (c E = 1,4) trong khong C (U m ≥ 300Kv theo IEC 71-1 tỉång ỉïng våïi giạ trë âènh ca âiãûn ạp pha -âáút. U rs -âiãûn ạp chëu xung sẹt âënh mỉïc . U rB -âiãûn ạp chëu xung âọng måí âënh mỉïc. a: âiãûn ạp pha âáút táưn säú ngưn max. c E hãû säú sỉû cäú trảm âáút,b: âiãûn ạp pha âáút táưn säú ngưn max våïi sỉû cäú chảm âáút åí pha bãn cảnh, d: quạ âiãûn ạp (âỉåüc hản chãú bàòng van chäúng sẹt âãún U p ). U p mỉïc bo vãû ca van chäúng sẹt C B giåïi hản an ton våïi âiãûn ạp xung sẹt C S giåïi hản an ton våïi xung âọng måí U p C B C s d u rs u rB u 4 3 2 1 b a C E b) Van chäúng sẹt giỉỵa cạc pha Âiãûn ạp liãn tủc täúi thiãøu phi bàòng 1,05 láưn âiãûn ạp lm viãûc cao nháút. c) Van chäúng sẹt âiãøm trung tênh 179 Âäúi våïi cạc hãû thäúng cọ täøng tråí näúi âáút tháúp, âiãûn ạp liãn tủc nháûn âỉåüc tỉì âiãûn ạp âënh mỉïc tảo nãn. Âäúi våïi cạc hãû thäúng cọ sỉû cäú trảm âáút âỉåüc b hồûc trung tênh cạch li, âiãûn ạp liãn tủc täúi thiãøu cọ thãø láúy bàòng âiãûn ạp lm viãûc låïn nháút chia cho 3 . 3. Cạc trë säú âiãøn hçnh ca van chäúng sẹt våïi cạc mỉïc âiãûn ạp âiãưu chènh Våïi cạc van chäúng sẹt MO khäng cọ khe håí phọng âiãûn, âiãûn ạp lm viãûc liãn tủc U c phi âỉåüc lỉûa chn theo hãû säú chảm âáút C e = 3 . Bng 12-4 cho tháúy cạc trë säú âiãøn hçnh âäúi våïi cạc lỉåïi täøng tråí näúi âáút nh ( C e =1,4) v cạc hãû thäúng khäng näúi âáút ( C e = 3 ) khäng cọ quạ âiãûn ạp quạ âäü no khạc. Van chäúng sẹt trong lỉåïi phán phäúi dỉåïi 30 kV (vê dủ cạc mạy biãún ạp làõp trãn cäüt ) thỉåìng âỉåüc thiãút kãú våïi dng âiãûn sẹt âënh mỉïc l 5 kA. Van chäúng sẹt 10 kA âỉåüc sỉí dủng cho cạc mảng thỉåìng cọ nguy cå bë sẹt âạnh. Dng âiãûn sẹt âënh mỉïc 10 kA cáưn phi ln ln âỉåüc lỉûa chn cho van chäúng sẹt trỉåïc âỉåìng cạp. Van chäúng sẹt dng cho cạc âiãûn ạp trãn 30 kV ln cọ dng âiãûn sẹt âënh mỉïc l 10 kA. Van chäúng sẹt âỉåüc âàût song song våïi âäúi tỉåüng âỉåüc bo vãû thỉåìng giỉỵa pha v âáút. Vç vng bo vãû trong khäng gian bë giåïi hản, cạc van chäúng sẹt phi âỉåüc näúi c ng gáưn bäü pháûn bo vãû cng täút . Cạc säú liãûu gáưn âụng âäúi våïi vng bo vãû âỉåüc cho trong bng 12-4. Bng 12.4: chn van chäúng sẹt MO våïi âiãûn ạp âënh mỉïc U r (khäng xy ra quạ âiãûn ạp quạ âäü khạc) Âiãûn ạp hãû thäúng âënh mỉïc U n , kV Van chäúng sẹt pha U r våïi C e = 1,4 U r våïi C e = 3 kV kV Van chäúng sẹt trung tênh Ur våïi C e =1,4 U r våïi C e = 3 kV kV 6 10 20 30 66 110 138 220 345 380 500 6 9 12 15 21 30 30 45 60 90 96 150 120 - 192 - 276 - 330 - 420 - - - - - - - - - - - 72 90 84 - 90 - 132 - 150 - 192 - Hiãûn nay hng ABB cọ chỉång trçnh truưn sọng âãø nghiãn cỉïu cạc thiãút bë âọng càõt låïn cọ kh nàng tênh toạn cạc thay âäøi theo thåìi gian ca âiãûn ạp åí cạc vë trê thêch håüp trong trảm. Vng bo vãû ca van chäúng sẹt - cạc trë säú chøn Âiãûn ạp cỉûc âải ca Vng âỉåüc bo vãû Chiãưu di dáùn âãún van thiãút bë U m [ kV] L max [m] chäúng sẹt a[ m] <= 36 8 2 123 15 5 245 20 10 420 20 15 180