Đang tải... (xem toàn văn)
THIẾT KẾ KHÍ CỤ ĐIỆN, CÁC KHÍ CỤ ĐIỆN, HẠ ÁP VÀ CAO ÁP, CHƯƠNG 6, CÁC KHÍ CỤ ĐIỆN CAO ÁP
4/13/2015 TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN ĐIỆN Bộ môn Thiết bị điện - điện tử THIẾT KẾ KHÍ CỤ ĐIỆN Giảng viên: Đặng Chí Dũng Email: dung.dangchi@hust.edu.vn Điện thoại: 0903178663 PHẦN 1: CÁC KHÍ CỤ ĐIỆN HẠ ÁP VÀ CAO ÁP CHƯƠNG 6: CÁC KHÍ CỤ ĐIỆN CAO ÁP 4/13/2015 MỤC ĐÍCH • Mục đích học phần cung cấp cho sinh viên kiến thức KCĐCA bao gồm: Dao cách ly, Dao ngắn mạch, Thiết bị chống sét, Kháng điện, Máy biến dòng điện, Máy biến điện áp • Những đặc điểm vận hành thiết kế, tính toán lựa chọn I DAO CÁCH LY (DCL) • Công dụng: loại KCĐ cao áp, sử dụng để đóng cắt mạch điện không tải dòng tải nhỏ Dao cắt phụ tải cho phép cắt mạch điện có dòng tối đa dòng định mức • Sử dụng: DCL chủ yếu để tạo khoảng cách cách điện an toàn, nhìn thấy phục vụ cho công tác vận hành sửa chữa 4/13/2015 Trong thực tế người ta thường hay sử dụng DCL hệ thống sau: o DCL mắc kèm với CC cao áp: DCL sử dụng để đóng cắt mạch không tải tải nhỏ; CCCA sử dụng để bảo vệ tải ngắn mạch thường sử dụng loại phụ tải yêu cầu đặc biệt, giá thành rẻ o DCL mắc nối tiếp với máy ngắt cao áp: máy ngắt cắt trước, DCL cắt sau tạo khoảng cách cách điện an toàn Máy ngắt sử dụng để bảo vệ tải ngắn mạch với trị số dòng thời gian bảo vệ chỉnh định sử dụng phụ tải quan trọng, có yêu cầu bảo vệ tin cậy Kết cấu: tùy theo cấp điện áp, theo hãng chế tạo, theo điện áp làm việc, người ta chia DCL thành: DCL kiểu chém, kiểu xoay, kiểu trượt, kiểu nêm kiểu khung truyền Cấu tạo: Bao gồm: hệ thống giá đỡ, tiếp điểm tĩnh, tiếp điểm động giá đỡ tiếp điểm động (lưỡi dao), có buồng dập hồ quang (đối với dao cắt phụ tải), hệ thống khí truyền động Tính toán: Tính toán kết cấu Tính toán hệ thống mạch vòng dẫn điện: đầu nối, dẫn, tiếp điểm Tính toán truyền động 4/13/2015 MỘT SỐ HÌNH ẢNH VỀ DAO CÁCH LY DCL 3pha kiểu chém 10kV, 600A DCL 1pha kiểu chém 10kV, 4000A MỘT SỐ HÌNH ẢNH VỀ DAO CÁCH LY DCL kiểu chém 125kV 4/13/2015 MỘT SỐ HÌNH ẢNH VỀ DAO CÁCH LY DCL kiểu chém 550kV MỘT SỐ HÌNH ẢNH VỀ DAO CÁCH LY DCL kiểu khung truyền DCL kiểu treo 550kV, 1600A 750kV, 2000A 4/13/2015 II DAO NGẮN MẠCH (DNM) Công dụng: thực công dụng sau: o Thứ nhất, làm nhiệm vụ dao nối đất, nối ngắn mạch phần không mang điện mạch điện cao áp với đất, để xả điện áp dư xuống đất, đảm bảo an toàn cho người vận hành sửa chữa o Thứ hai, tự động tạo dòng điện cố ngắn mạch thiết bị bảo vệ (máy ngắt đầu nguồn) tác động Sử dụng: o Nếu HTĐ có trung tính nối đất sử dụng DNM 1pha chạm đất o Nếu HTĐ có trung tính cách ly với đất sử dụng DNM 2pha II DAO NGẮN MẠCH (DNM) Tính toán: giống tính toán DCL Tính toán kết cấu Tính toán hệ thống mạch vòng dẫn điện: đầu nối, dẫn, tiếp điểm Tính toán buồng dập hồ quang (nếu có) Tính toán truyền động DNM sử dụng để thay phần máy ngắt cao áp, với mục đích giảm chi phí đầu tư ban đầu mà đạt mức độ bảo vệ tin cậy 4/13/2015 DNM pha điện áp 220kV, kiểu khung truyền Buồng dập SF6 DNM 1pha điện áp 110kV, Tiếp điểm kiểu đối 4/13/2015 III THIẾT BỊ CHỐNG SÉT (TBCS) Công dụng: TBCS loại khí cụ điện hạn chế điện áp, dùng để bảo vệ HTĐ thiết bị điện cao áp có sét tác động (gián tiếp) vào Cấu tạo: có loại Loại chống sét có khe hở phóng điện: nối tiếp khe hở phóng điện với chồng điện trở SiC Để phân bố điện áp khe hở phóng điện, người ta nối song song tụ điện Nhược điểm: có phóng điện làm hỏng bề mặt khoảng cách khe hở sau phóng điện không đủ độ bền điện để ngăn chặn điện áp ngưỡng Loại chống sét khe hở phóng điện: sử dụng đĩa oxýt kim loại kẽm (ZnO) U Unguong Z = VCL U Unguong Z = 4/13/2015 Chú ý: Ở nơi có dòng điện ngắn mạch lớn, người ta nối song song chồng điện trở Vỏ cách điện làm sứ cách điện, polyme, để giảm kích thước TBCS Ở trạm đóng cắt hợp bộ, cách điện khí (GIS), người ta sử dụng TBCS có vỏ kim loại, cách điện bên khí SF6 Lựa chọn TBCS: Điện áp định mức TBCS phải lớn hớn điện áp định mức lưới Loại TBCS: 1chiều hay xoay chiều Dòng điện ngắn mạch lưới điện điểm đặt TBCS phải nhỏ dòng ngắn mạch mà TBCS chịu đựng Chống sét ống CSV có khe hở phóng điện a)Tổng quát b)Khối khe hở phóng điện CSV oxýt kim loại (ZnO) 4/13/2015 IV KHÁNG ĐIỆN (KĐ) Tác dụng: KĐ loại khí cụ điện hạn chế dòng điện ngắn mạch, lúc tổng trở hệ thống có kháng điện gấp đôi tổng trở lúc bình thường hạn chế dòng điện ngắn mạch KĐ sử dụng để trì điện áp dư đủ lớn để cấp nguồn cho số thiết bị điện hoạt động xảy ngắn mạch Yêu cầu: KĐ bảo vệ, hạn chế dòng ngắn mạch nên XK không đổi kết cấu thường lõi thép Chú ý: Các loại cuộn kháng hạn chế dòng điện mở máy động điện xoay chiều, kháng lọc, kháng bù,… yêu cầu đối điện cảm L = const dải dòng điện làm việc, nên kết cấu có lõi thép để tiết kiệm kim loại màu IV KHÁNG ĐIỆN (KĐ) Về mặt kết cấu chia loại: KĐ dầu KĐ bêtông, trụ quấn dây làm bêtông nhựa composit (ngày nhựa composit sử dụng nhiều nhẹ cách điện tốt hơn) Bố trí KĐ theo phương thẳng đứng, theo phương nằm ngang KĐ đơn: có cuộn dây; KĐ kép: trục có quấn cuộn dây, cho từ thông sinh cuộn dây ngược chiều Thông số điện kháng phần trăm xK% định độ sụt áp u% KĐ lúc bình thường ngắn mạch * * I dm xK x 100% U x sin U pha * 10 4/13/2015 IV KHÁNG ĐIỆN (KĐ) IV KHÁNG ĐIỆN (KĐ) KĐ dầu với Uđm > 36kV: - Vỏ thùng; - Cuộn dây; - Tấm chắn; - Cách điện KĐ bêtông Uđm 36kV - Cuộn dây; - Khung bêtông; 3, - sứ cách điện 11 4/13/2015 IV KHÁNG ĐIỆN (KĐ) Yêu cầu KĐ: Cách điện phải đảm bảo không bị phá hủy đóng cắt Ở giá trị dòng điện định mức Iđm KĐ không phát nóng giá trị nhiệt độ cho phép < [cp] Độ sụt áp KĐ nhỏ giá trị cho phép Khi xảy ngắn mạch, KĐ phải đảm bảo độ bền điện động đảm bảo ổn định nhiệt khoảng thời gian định (1s, 3s, 4s, 10s,…) Tổn hao đồng KĐ phải nhỏ đến mức V MÁY BIẾN DÒNG ĐIỆN (TI) Tác dụng: TI sử dụng để biến đổi giá trị dòng điện cao (có thể U lớn) xuống dòng điện, điện áp thấp tiêu chuẩn dùng cho việc đo lường, bảo vệ điều khiển Cấu tạo: TI có cấu tạo giống MBA, chế độ làm việc bình thường, TI tuân theo quy luật: I1W = I2W Mật độ từ cảm B thường chọn lõi thép TI biến thiên khoảng rộng B = (0,08 - 0,1)T nên lõi to TI hoạt động bình thường chế độ ngắn mạch 12 4/13/2015 V MÁY BIẾN DÒNG ĐIỆN (TI) Chú ý: Nếu hở mạch thứ cấp TI vận hành, U2 cao (do W lớn) xung dòng lớn gây nguy hiểm cho người vận hành; đồng thời làm cho lõi thép bão hòa từ, phát nóng gây cháy phải trì 0 = const suốt trình vận hành TI Phụ tải sai số TI có quan hệ mật thiết với đảm bảo sai số TI phạm vi cho phép, ta phải sử dụng TI với phụ tải Các thiết bị điều khiển, bảo vệ có sử dụng góc lệch pha tính toán kết nối với TI cần ý đấu đầu đầu (*) đầu cuối V MÁY BIẾN DÒNG ĐIỆN (TI) Phân loại: Dựa vào chức chia thành loại: + TI đo lường: cấp xác 0,2; 0,5 + TI bảo vệ: cấp xác 1; 3; 10 + TI hỗn hợp: vừa đo lường, vừa bảo vệ + TI dùng để thí nghiệm: cấp xác cao + TI với chức trung gian: kiểu TI nối tầng Dựa theo nơi lắp đặt: + Ngoài trời: dùng cho mạng truyền tải + Trong nhà: chủ yếu dùng cho điều khiển thị + Môi trường đặc biệt: hầm lò,… Theo số vòng dây sơ cấp: + Loại có vòng dây: đơn giản, sai số cao + Loại nhiều vòng dây: phức tạp, cấp xác cao 13 4/13/2015 V MÁY BIẾN DÒNG ĐIỆN (TI) Phân loại: Theo vật liệu cách điện: Loại sứ; loại bakêlít; loại không khí; loại dầu Theo tần số: Loại tần số công nghiệp: 50Hz; loại tần số cao kHz Các thông số bản: + Công suất định mức Sđm (VA) + Điện áp định mức Uđm (kV): điện áp nguồn sơ cấp TI mắc vào mạch + Dòng điện định mức I1đm/I2đm (A): dòng điện sơ cấp định mức/dòng điện mức thứ cấp theo tiêu chuẩn + Tỷ số biến đổi dòng điện: KIđm = I1đm/I2đm + Sai số TI V MÁY BIẾN DÒNG ĐIỆN (TI) + Sai số TI: + Cấp xác: 0,1 ; 0,2 ; 0,5 ; ; ; 10 o Cấp xác chuẩn: đến 0,2 o Đo lường đại lượng: đến 0,5 o Đo lường thị: đến o Bảo vệ: ; 10 14 4/13/2015 V MÁY BIẾN DÒNG ĐIỆN (TI) Các thông số bản: V MÁY BIẾN DÒNG ĐIỆN (TI) Vật liệu từ kiểu lõi TI: Vật liệu từ: thường dùng thép KTĐ với độ dầy (0,35 0,5) mm Yêu cầu vật liệu từ: + Ở giá trị B nhỏ lớn có lợi cho TI đo lường + Bbh lớn: có lợi cho TI bảo vệ + Lõi thép phải có lớn dải rộng + Suất tổn hao nhỏ sai số nhỏ Kiểu lõi: có kiểu + Lõi hình xuyến + Lõi hình chữ nhật 15 4/13/2015 V MÁY BIẾN DÒNG ĐIỆN (TI) TI kiểu khô: V MÁY BIẾN DÒNG ĐIỆN (TI) TI kiểu dầu: 16 4/13/2015 V MÁY BIẾN DÒNG ĐIỆN (TI) TI kiểu mới: VI MÁY BIẾN ĐIỆN ÁP (TU) Khái niệm chung: TU loại khí cụ điện sử dụng để biến đổi điện áp cao, xuống giá trị nhỏ, an toàn tiêu chuẩn để cung cấp tín hiệu cho thiết bị đo lường, bảo vệ điều khiển Về cấu tạo, TU có cấu tạo tương tự MBA điện từ, nhiên có số đặc điểm riêng TU chế tạo theo dãy: với U1 dãy U2 theo tiêu chuẩn Cấp xác: 0,1; 0,2; 0,5; 1; 3; 10 TU không cần phải tính toán nhiệt điện động giá trị dòng điện nhỏ Ở chế độ làm việc bình thường, TU gần không tải TU có loại 1pha, 3pha-3trụ, 3pha-5trụ TU 3pha-5trụ sử dụng để bảo vệ ngắn mạch HTĐ trung áp có trung tính không nối đất, thường đấu Y/Y0/V 17 4/13/2015 VI MÁY BIẾN ĐIỆN ÁP (TU) Các thông số bản: VI MÁY BIẾN ĐIỆN ÁP (TU) Kết cấu sơ đồ mạch: 18 4/13/2015 VI MÁY BIẾN ĐIỆN ÁP (TU) Kết cấu sơ đồ mạch: VI MÁY BIẾN ĐIỆN ÁP (TU) TU kiểu mới: 19