Chuong II 2007 NEW

TS. LÊ MINH PHƯƠNG [CHƯƠNG II: CÁC PHẦN TỬ CƠ BẢN CỦA HỆ THỐNG ĐIỆN]

BÀI GIẢNG MÔN CUNG CẤP ĐIỆN Page 1

CÁC THIẾT BỊ CƠ BẢN Các thiết bị cơ bản của nhà máy điện và trạm điện

1. Máy phát điện đồng bộ. (ký hiệu trong bản vẽ) 2. Thanh dẫn 3. Máy biến áp lực và MBA tự ngẫu 4. Máy cắt cao áp 5. Dao cách ly, dao tiếp địa. 6. Máy cắt dưới tải, cầu chì, chống sét van, kháng điện, 7. Máy biến dòng 8. Máy biến điện áp 9. Đường dây trên không 10. Cáp và dây dẫn.



I. MÁY PHÁT ĐIỆN ĐỒNG BỘ

1. Chức năng: Sản xuất ra điện năng và là thiết bị cơ bản của nhà máy điện. Dạng của máy điện quyết định cấu trúc và đặc điểm vận hành của toàn nhà máy.

2. Phân loại: - Máy phát tốc độ nhanh 1000-1500- 3000vòng/phút: ứng dụng trong các nhà máy nhiệt điện và

nhà máy điện nguyên tử. - Máy phát tốc độ thấp hơn 1000 vòng/phút thường ứng dụng cho nhà máy thủy điện. - Công suất máy phát thường nhỏ hơn 800MW. Tuy nhiên hiện nay đang thiết kế máy phát có

công suất lớn hơn. 3. Đặc điểm vân hành: - Điện áp định mức của máy phát thường cao hơn 5% so với điện áp lưới, để bù cho phần tổn hao

điện áp. - Hệ số công suất máy phát phụ thuộc vào đặc tính của tải. Khi hệ số công suất tăng với dòng điện

không đổi thì công suất tác dụng tăng có thể làm quá tải máy phát. Khi giảm hệ số công suất sẽ không sử dụng hết công suất của tuabin. Vì vậy phải luôn giữ cho điện áp máy phát ở giá trị định mức và không đổi.

- Hệ thống kích từ của máy phát đồng bộ cấp nguồn DC cho cuộn kích từ. Trong thực tế rất hay sử dụng máy phát một chiều, hoặc bộ biến đổi công suất AC-DC.

- Hệ thống làm mát máy phát thường sử dụng không khí, ngoài ra có thể sử dụng nước, dầu. - Trong trường hợp sự cố cho phép khoảng thời gian quá tải ứng với dòng quá tải:

Iqt/Iđm 1,1 1,15 1,2 1,25 1,3 1,4 1,5 2,0 T(phút) 60 15 6 5 4 3 2 1



II. SỨ CÁCH ĐIỆN

1. Chức năng: có nhiệm vụ đỡ dây dẫn và cách điện cho đường dây trên không cho các thiết bị phân phối của nhà máy điện và trạm biến áp.

2. Phân loại: theo kết cấu ta chia sứ cao áp ra làm hai loại: sứ đứng và sứ treo - Sứ đứng được dùng cho các đường dây trên không hạ áp và cao áp nhỏ hơn 35 kV. Sứ đứng được cố định trên cột điện hay trên xà của cột điện bằng các trụ xứ bằng kim loại

Sứ đỡ kiểu thanh

Sứ đỡ kiểu thanh Sứ đỡ kiểu đứng ngoài trời

- Sứ treo được dùng phổ biến cho đường dây trên không điện áp từ 35 kV trở lên. Sứ treo được nối lại với nhau thành từng chuỗi. Số lượng đĩa sứ trong một chuỗi sứ phụ thuộc vào cấp điện áp của đường dây.

Sứ treo

Sứ treo

3. Cấu tạo: Nguyên liệu để chế tạo sứ cách điện là cao lanh (đất sét trắng), thủy tinh hoặc vật liệu composit.

4. Thông số Sứ đỡ Sứ treo Ký hiệu

Dòng điện định mức Idm Dòng điện độ bền nhiệt Inh Điện áp định mức Điện áp định mức Uđm Điện áp phóng điện ướt Điện áp phóng điện ướt Updu Điện áp phóng điện khô Điện áp phóng điện khô Updk Lực phá hủy nhỏ nhất Lực phá hủy nhỏ nhất Fmin (N) Khối lượng Khối lượng m



5. Chọn và kiểm tra cách điện: - Sứ đỡ được chọn và kiểm tra theo tác dụng phá hủy của dòng điện ngắn mạch xung kích ixk (kA). Tải trọng xấu nhất đối với sứ là tải trọng gây nên mô men uốn lớn nhất, vì sứ chịu uốn kém hơn chịu lực kéo và và nén.

luoiđm UU ≥

min6.0 FFF cptt =≤ 2710.76.11xktt i

akF −×= và

hhk '

=

Trong đó: Fcp- lực cho phép tác dụng lên đầu sứ (N) Ftt- lực tính toán tác động lên đầu sứ. k- hệ số hiệu chỉnh, hệ số này có thể tính trực tiếp hoặc sử dụng bảng sau. a -Khoảng cách giữa các pha (m)

xki - (A) – dòng điện ngắn mạch xung kích.

- Sứ treo được chọn và kiểm tra theo tác dụng lực động điện và tác dụng nhiệt của dòng điện ngắn mạch

max,lvđm II ≥

∞≥ IInh



max,lvI - dòng làm việc lớn nhất

∞I - dòng ngắn mạch duy trì



III. THANH DẪN

1. Chức năng: có nhiệm vụ chuyển dòng điện từ nguồn đến thiết bị phân phối. Qua đó dòng được chuyển qua hệ thống thanh cái và chuyển vào lưới điện.

2. Phân loại: Trong mạng điện phân phối điện áp lớn hơn 1000V thường sử dụng thanh góp làm bằng đồng, nhôm, thép dạng tròn hay hình chữ nhật.

3. Thông số cơ bản - Kích thước thanh dẫn ( mmmm× ) - Dòng điện cho phép của thanh dẫn cptdI (A).

4. Lựa chọn: a. Lựa chọn thanh dẫn theo dòng điện lâu dài cho phép:

321

max,

kkkI

I lvcptd ≥

Trong đó: k1 - hệ số hiệu chỉnh khi thanh dẫn đặt nằm ngang: 95.01 =k k2 – hệ số hiệu chỉnh xét tới trường hợp nhiều thanh ghép k3 – hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ môi trường



b. Kiểm tra thanh dẫn theo điều kiện tác dụng của dòng điện ngắn mạch: để đảm bảo độ bền cơ khí có dòng điện ngắn mạch đi qua, ứng suất tính toán của thanh dẫn không được lớn hơn ứng suất cho phép của nó:

ttcp σσ ≥ Lực cho phép uốn cong thanh dẫn:

lW

F cpcp

σ10=

Lực tính toán do tác động học của dòng điện ngắn mạch: 22 10.76.1 −= xktt i

alF

Trong đó: W - mô men cản, cm3

l - chiều dài khoảng cách giữa hai sứ, cm a- Khoảng cách giữa các pha, cm

ttcp FF ≥



- Đối với thanh dẫn đơn:

WlFtt

tt 10=σ

- Đối với thanh dẫn ghép

hblf

WlF đRtt

tt ..210 2

2+=σ

WlFtt

10 - là thành phần tương hỗ giữa các pha

hblf đR

..2 2

2- là thành phần tương hỗ giữa các thanh trong một pha

22

10. −=b

if xkR δ - lực tác dụng riêng giữa các thanh trong một pha kg/cm

đl - khoảng cách giữa các miếng đệm δ - hệ số được xác định từ đường cong



c. Kiểm tra độ bền nhiệt của thanh dẫn: để đảm bảo độ bền nhiệt của thanh dẫn cần sao cho dòng điện ngắn mạch qua chúng không làm tăng nhiệt độ vượt quá giới hạn cho phép.

nmqdnh tIs ∞= .α

4..R

đ fhbl λ≥

Trong đó: nhs - tiết diện độ bền nhiệt, (mm2)

α - hệ số nhiệt. nmqdt - thời gian ngắn mạch quy đổi (s)

∞I - dòng điện ngắn mạch duy trì (kA)



IV. MÁY BIẾN ÁP LỰC

1. Chức năng: là thiết bị điện chính của trạm biến áp, có nhiệm vụ chuyển đổi điện áp từ cấp điện áp từ 6,3-10,5 kV lên 110-750 kV cho chuyển tải, hay chuyển từ cấp điện áp cao xuống cấp điện áp 6-10kV và 0,4 kV cho các hộ tiêu thụ.

2. Phân loại a. Theo điều kiện làm việc: MBA thông thường và MBA đặc biệt b. Theo dạng làm mát: MBA dầu (M), MBA khô (C), MBA chất liệu các điện không cháy

(Д). MBA dầu dùng cho nơi có khả năng cháy nổ thấp. Nơi có khả năng cháy nổ cao sử dụng hai loại cuối

c. Theo số pha: MBA 1 pha, 3 pha d. Theo khả năng điều khiển điện áp: MBA có và không có khả năng điều khiển điện áp

dưới tải. e. Theo số cuộn dây: hai cuộn dây, ba cuộn dây. f. Theo chức năng: MBA tăng, hạ điện áp.

3. Cấu tạo và thông số kỹ thuật - Thông số cơ bản của MBA:

Công suất định mức Sđm (kVA) Điện áp định mức của các cuộn dây chính Uđmcao, Uđm_ha (kV) Sơ đồ kết nối của các cuộn dây (Y, Δ), Dòng điện định mức ở cuộn cao áp Iđm(A) Dòng điện ngắn không tải Io (A) hoặc %Iđm Điện áp ngắn mạch Unm (%). Tổn hao công suất không tải Po(kW) Tổn hao công suất ngắn mạch Pnm (kW). cosϕ2 – hệ số công suất mạch thứ cấp Hệ số mang tải β=S/Sđm.

- Thang công suất định mức chuẩn của MBA và máy biến áp tự ngẫu.

- Cấu tạo



Máy biến áp dầu



4. Một số đặc điểm khi vận hành MBA - Để bù tổn hao điện áp đối với MBA tăng áp phía cao áp thường có điện áp cao hơn điện áp lưới 10%, đối với MBA hạ áp phía hạ áp có điện áp cao hơn 5-10% điện áp định mức lưới. - Tại các trạm biến điện áp thường sử dụng MBA 3 pha hoặc nhóm các máy biến áp một pha. - Trong hệ thống điện và trong nhà máy người ta thường sử dụng MBA ba pha, vì MBA một pha mắc tiền hơn nhiều và cần nhiều kim loại màu hơn (cụ thể là Cu 20%) với cùng một công suất, Vì thế MBA một pha chỉ sử dụng trong những trường hợp không thể lắp đặt MBA ba pha - Thời gian làm việc chuẩn của MBA là 25 năm có cho phép quá tải. Cứ 3% non tải cho phép 1% quá tải trên cùng đơn vị thời gian. 1% non tải mùa hè cho phép 1% quá tải mùa đông. Đây là quá tải bình thường (quá tải thường xuyên), tuy nhiên quá tải thường xuyên cho phép của MBA dầu là 30%, MBA khô là 20%. - Trong trường hợp sự cố, khi ngắt một trong hai MBA, MBA thứ hai cho phép quá tải 40% không quá 6 giờ trong vòng 5 ngày đêm.



- Máy biến áp tự ngẫu có 2 cuộn dây nối đất chung Yo và cuộn thứ ba đấu tam giác, cuộn này lại có hai cuộn dây có tính điện từ. Do có cuộn nối tam giác mà sức điện động của hài bậc 3 bị triệt tiêu và giảm điện trở thứ tự không ở mạng trung tính nối đất. Điều này rất quan trọng trong việc nâng cao độ nhạy của rơ le bảo vệ cầu chì trong lưới điện. - Ứng dụng MBA tự ngẫu trong hệ thống cung cấp điện: liên lạc giữa lưới điện cao áp. Khi đó ta sử dụng hai cuộn dây đấu Yo đấu với nhau. Còn cuộn thứ 3 được nối với máy phát, MBA tự dùng và máy bù đồng bộ, trạm bù tĩnh hoặc để hở.

5. Lựa chọn MBA: a. Dạng MBA: việc lựa chọn dạng MBA dựa trên điều kiện lắp đặt, làm mát, môi trường. MBA 35kV trở lên thường làm mát bằng dầu và được lắp đặt ngoài trời. MBA điện áp 6,3-22kV thường là dạng khô và có thể lắp đặt trong nhà và cung cấp điện cho nhà hành chính. b. Lựa chọn số lượng MBA: - Đối với hộ tiêu thụ loại 1 và một phần loại 2, số lượng MBA cần được lựa chọn ít nhất 2, để đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện. Tuy nhiên về mặt kinh tế trạm hai MBA hợp lý hơn một máy và nhiều hơn hai máy. - Đối với hộ tiêu thụ loại 3 và một phần loại 2 có thể dùng phương án một MBA và nguồn dự trữ từ trạm biến áp bên cạnh.

c. Lựa chọn công suất MBA: - Theo điều kiện quá tải thường xuyên: MBA có những lúc vận hành non tải, thì cũng có thể vận hành quá tải trong một khoảng thời gian nào đó mà không bị hư hỏng. Từ đặc điểm của đồ thị phụ tải, được đặc trưng bởi hệ số điền kín ta có thể xác định được khả năng quá tải của MBA. Trình tự tính toán:

1. Theo đồ thị phụ tải ta chọn công suất MBA sao cho max_min SSS MBAđm ≤≤ 2. Đẳng trị đồ thị phụ tải thành đồ thị hai bậc bằng cách xác định hệ số vận hành quá tải K2 và hệ số vận hành non tải K1.

a. Xác định hệ số tải từng giờ và hệ số phụ tải cực đại

MBAđm

ii S

SK_

= ; MBAđmS

SK_

maxmax =

Trong đó iS - công suất tải của MBA. b. Xác định hệ số vận hành quá tải K2 và thời gian quá tải T2 bằng cách đẳng trị vùng có công suất tải lớn hơn công suất định mức của MBA (hệ số Ki>1)

Nếu đồ thị phụ tải chỉ có một vùng quá tải liên tục và có hai hay nhiều bậc như hình 1



i

iiđt T

TKK ∑=2

2

Nếu đồ thị phụ tải có nhiều vùng quá tải không liên tục như hình 2 thì chỉ lấy vùng nào có tổng ∑ ii TK 2 lớn nhất để tính như trên, các vùng còn lại sẽ xét khi xác định K1

Nếu max2 9.0 KKđt ≥ thì 22 đtKK = và ∑= iTT2

Nếu max2 9.0 KKđt < thì max2 9.0 KK = và 2max

2

2 )9.0( KTKT ii∑=

Nếu đồ thị phụ tải chỉ có một vùng quá tải liên tục và chỉ có một bậc thì max2 KK = và ∑= iTT2

Sđm_MBA

T246

Smax

Smin

S(kVA)

c. Xác định K1: chỉ cần đẳng trị đồ thị phụ tải trong khoảng thời gian 10 giờ trước vùng đã tính K2 (kể cả phần quá tải không được xét khi tín K2).

10

2

11∑

== jjđt

TKKK

Nếu vùng trước K2 không đủ thì lấy 10 giờ sau K2. Nếu từng vùng đều nhỏ hơn 10 giờ thì gộp phần sau ra phần trước K2.



Nếu tổng cả hai vùng trước và sau nhỏ hơn 10, có nghĩa là thời gian quá tải 142 ≥T giờ thì phải nâng công suất MBA.

3. Từ đường cong khả năng mang tải của MBA ta xác định hệ số quá tải cho phép của MBA ),( 21 TKfKqtcp =

Nếu 2KKqtcp ≥ : MBA được chọn phù hợp với đồ thị đã cho Nếu 2KKqtcp < : MBA được chọn không phù hợp với đồ thị đã cho, phải chọn MBA lớn hơn.

Ví dụ: Cho các MBA sau đây 40MVA, 63MVA, 80MVA

- Theo điều kiện quá tải sự cố: khi hai MBA vận hành song song mà một trong hai bị sự cố phải

nghỉ, MBA còn lại có thể vận hành với phụ tải lớn hơn định mức không phụ thuộc vào nhiệt độ môi trường trong thời gian 6 giờ mỗi ngày trong 5 ngày đêm.

Trình tự tính toán: 1. Đẳng trị đồ thị phụ tải về hai bậc (như trên) 2. Nếu 93.01 ≤K ; 4.12 ≤K và 62 ≤T : MBA được lựa chọn phù hợp với đồ thị phụ tải. 3. Nếu không thỏa mãn 1 trong 3 điều kiện trên thì phải chọn MBA lớn hơn.

Ví dụ: Cho các MBA sau đây: 25MVA,40MVA, 60MVA





V. MÁY CẮT

1. Chức năng: Dùng để đóng ngắt lưới điện trên 1000V khi có tải và dòng điện ngắn mạch. Máy cắt cao thế có thể đóng ngắt ở chế độ bình thường và chế độ sự cố khi dòng điện tăng lớn. Máy cắt cao áp là thiết bị đóng ngắt tin cậy nhưng giá thành cao, nên chỉ sử dụng ở những nơi quan trọng. 2. Cấu tạo và vận hành: - Khi ngắt mạch điện có dòng giữa hai tiếp điểm sẽ xuất hiện hồ quang. Để ngắt mạch điện khi có

dòng lớn phải có bộ phận dập hồ quang: thường sử dụng khí trơ nén SF6, không khí nén, dầu hay chân không.

- Điều khiển đóng ngắt máy cắt có thể bằng tay, từ xa hoặc tự động. Thiết bị để đóng ngắt máy cắt được gọi là bộ truyền động, thiết bị này được gắn liền với các tiếp điểm.

- Phân loại bộ truyền động: bộ truyền động lò xo, bộ truyền động khí nén, bộ truyền động thủy khí…

3. Phân loại máy cắt: Máy cắt trong nhà Máy cắt ngoài trời Máy cắt tự động Máy cắt vận hành bằng tay. Máy cắt khí SF6 dùng nhiều cho điện áp 6-22 kV Máy cắt dầu dùng nhiều cho điện áp 35 kV và cao hơn Máy cắt chân không dùng nhiều cho điện áp 6-22 kV Máy cắt điện từ dùng nhiều cho điện áp 6-22 kV Máy cắt không khí: cho điện áp 35 kV có khí nén dùng cho110-500kV

4. Thông số định mức của máy cắt:

Thông số Ký hiệu Ví dụ Điện áp định mức (kV) đmU 110 Dòng điện định mức (A) đmI 2000 Dòng điện giới hạn

Trị hiệu dụng (kA) Biên độ (kA)

cpxki ,

31.5 80

Dòng điện ổn định nhiệt 1s 2s 3s

nhI ---

31.5 ---

Công suất cắt định mức (MVA) đmcatS _ 6000 Dòng điện cắt định mức (kA) đmcatI _ 31.5 Thời gian đóng (s) dongt 0.25 Thời gian cắt hoàn toàn (s) catt 0.08 Lượng tiêu hao không khí (m3) 11 Khối lượng (kg) 7500

5. Löïa choïn maùy caét cao aùp. Choïn maùy caét theo daïng ñaët thieát bò: trong nhaø hay ngoaøi trôøi Löïa choïn maùy caét theo loaïi:

- MC daàu : ít daàu , nhieàu daàu. - MC khoâng khí - MC chaân khoâng - MC khí SF6 …hoaëc caùc loaïi maùy caét ñieän khaùc phuø hôïp vôùi ñieàu kieän cho pheùp



Löïa choïn maùy caét coù cô caáu töï ñoùng laïi hay khoâng töï ñoùng laïi: neáu maùy caét coù ñaët theâm cô

caáu töï ñoäng ñoùng laïi thì khaû naêng caét cuûa noù giaûm xuoáng baèng caùch theâm heä soá 1<TDLk .

Giaù trò cuûa heä soá TDLk cho trong (6-2). Điều kiện lựa chọn

1. HTdm UU ≥ 2. max_lvđm II ≥

3. ∞≥ II đmcat _

Neáu laø maùy caét töï ñoùng laïi TDL

Nđmcat K

II

)3(

_ ≥

4. NMdmcat SS ≥,

Neáu laø maùy caét töï ñoùng laïi TDL

NMdmcat K

SS ≥_

Trong đó: HTU - ñieän aùp löôùi (kV)

∞= IUS đmNM 3 - Công suất cắt tính toán (MVA)

ttxki , - dòng điện ngắn mạch xung kích (kA)

ttt - thời gian duy trì dòng ngắn mạch (s) roleMCcattt ttt += _ st MCcat 1.0_ = nếu là tác động nhanh

sst MCcat 2.015.0_ ÷= nếu là tác động chậm sstrole 05.002.0 ÷=

∞I - dòng điện ngắn mạch duy trì (kA)

Điều kiện kiểm tra - Kieåm tra theo ñoä beàn ñoäng

1. ttxkcpxk ii ,, ≥

- Kieåm tra theo ñoä beàn nhieät 2. ttcatnh tItI 22

∞≥ Ñaïi löôïng choïn vaø kieåm tra Kyù hieäu Coâng thöùc - Ñieän aùp ñònh möùc - Doøng ñieän laâu daøi ñònh möùc A Doøng ñieän caét ñònh möùc kA Coâng suaát caét ñònh möùc , MVA Doøng ñieän ngaén maïch xung kích cho pheùp kA Doøng ñieän ñoä beàn nhieät sau thôøi gian Theo ñoä beàn nhieät

luoiMCdm UU ≥,

max_lvđm II ≥ )3(

_ Nđmcat II ≥

Kđmcat SS ≥_

ttxkcpxk ii ,, ≥

ttcatnh tItI 22∞≥









VI. DAO CÁCH LY

1. Chức năng: là thiết bị điện dùng để tạo ra khoảng hở cách điện t nhìn thấy trong mạch điện giữa bộ phận mang dòng điện và bộ phận cắt điện với mục đích đảm bảo an toàn cho nhân viên sửa chữa trong thời gian sửa chữa hay thay đổi sơ đồ. 2. Vận hành: Theo quy trình vận hành an toàn trong thời gian sửa chữa, máy cắt phải được tiếp đất ở cả hai phía và dao cách ly có nhiệm vụ này. - Dao cách ly không có thiết bị dập hồ quang vì thế nó chỉ có thể đóng với dòng rất nhỏ: dòng không tải MBA (10kV đến 750kVA; 20KV đến 6300kVA; 35kV đến 20000kVA và 110kV-40000kVA), dòng trung tính nối đất MBA và cuộn dập hồ quang, dòng câ bằng (khi điện áp lệch nhau không quá 2%), dòng ngắn mạch với đất (không quá 5A điện áp 35kV và 10A điện áp 10kV) hay dòng không lớn tích tụ trong cáp hay dây trên không. - Khi ngắt dòng tải có thể xảy ra ngắn mạch các pha của dao cách ly vì vậy để tránh ngắt điện

khi có tải nhầm bằng dao cách ly phải có thiết bị chặn. 3. Phân loại dao cách ly:

Dao cách ly trong nhà Dao cách ly ngoài trời Dao cách ly một cực Dao cách ly ba cực

4. Thông số dao cách ly – điều kiện löïa choïn vaø kieåm tra dao caùch ly Ñaïi löôïng choïn vaø kieåm tra Coâng thöùc Doøng ñieän ñònh möùc Ñieän aùp ñònh möùc Doøng ñieän caét ñònh möùc Kieåm tra dao caùch ly theo oån ñònh löïc ñoäng ñieän Kieåm tra dao caùch ly theo oån ñònh nhieät

cbCCdm II ≥,

HTCCdm UU ≥,

ttcbdmcat II ,, ≥

ttxkcpxk II ,, ≥

NNcpNcp tItI 22∞≥









VII. DAO TIẾP ĐỊA

1. Chức năng: là thiết bị dùng để tạo ngắn mạch nhân tạo trong trường hợp khi có hư hỏng trong MBA mà dòng không đủ để rơle bảo vệ tác động. - Dao tiếp địa sử dụng ở sơ đồ không có máy cắt phía cao áp. - Dao tiếp địa được lắp đặt ngoài trời - Điều khiển dao tiếp đất bằng bộ truyền động nhờ các rơ le dòng cực đại và cuộn ngắt. Dao tiếp địa đóng tự động nhờ lò so khi truyền động tác động từ rơ le. Dao tiếp địa ngắt bằng tay. - Khi sử dụng đồng thời cả dao cách ly tự động và dao tiếp đất ở trạm biến áp 35-220 kV cho phép tiết kiệm máy cắt cao áp mà không làm giảm độ tin cậy.

- Giải thích sơ đồ: bảo vệ MBA tác động do MBA bị hư, tác động đến rơ le dao tiếp địa làm dao tiếp địa đóng lại, tạo dòng ngắn mạch và thiết bị bảo vệ đường dây tác động. Đường dây bị ngắt khỏi nguồn bằng máy cắt phía trên. Trong thời gian không có dòng chạy trong dây dao cách ly tự dộng ngắt mạch. - Tiếp địa - Thiết bị một cực nối vào trung tính MBA (có thể nối đất hoặc không). Nguyên tắc làm việc tương tự như dao nối đất, nhưng chỉ khác là nó được đóng ngắt bằng tay.



VIII. MÁY CẮT PHỤ TẢI

1. Chức năng : - Là thiết bị đóng cắt đơn giản và rẻ tiền hơn máy cắt điện thường được sử dụng cho lưới 6-22kV và thường nối tiếp với cầu chì cao áp. - Có cấu tạo gần giống như dao cách ly nhưng có buồng dập hồ quang đơn giản nên nó chỉ có thể cắt dòng điện tải, chứ không cắt được dòng điện ngắn mạch. Để cắt dòng điện ngắn mạch ta sử dụng thêm cầu chì. - Đóng ngắt lưới với dòng làm việc bằng máy cắt tải. Khi có sự cố ngắn mạch thì cầu chì tác động và tách phần tử sự cố ra khỏi lưới.

Ñaïi löôïng choïn vaø kieåm tra Coâng thöùc Ñieän aùp ñònh möùc maùy caét phuï taûi Doøng ñieän ñònh möùc maùy caét phuï taûi khoâng töï ñoäng Doøng ñieän ngaén maïch xung kích cho pheùp cuûa maùy caét phuï taûi Doøng ñieän ñoä beàn nhieät sau thôøi gian neáu maùy caét phuï taûi chæ caét doøng ñieän laøm vieäc , khoâng coù caàu chì Kieåm tra theo oån ñònh nhieät Coâng suaát caét ñònh möùc cuûa caàu chì

HTMCdm UU ≥,

cbMCdm II ≥,

ttxkcpxk ii ,, ≥

MCcat

NNcp t

tII

,∞≥

NNcpNcp tItI 22∞≥

NMCCCatdm SS ≥__

∞= IUS HTNM 3





IX. CẦU CHÌ 1. Cầu chì: - Là thiết bị bảo vệ tự động ngắt mạch khi có sự cố quá tải và ngắn mạch. Mạch bị ngắt khi chì bị chảy ra, vì thế tất cả các thiết bị được bảo vệ. - Dây chảy cầu chì làm bằng chì, hợp kim chì với thiếc, kẽm, nhôm, đồng, bạc:

Hợp kim chì thiếc có nhiệt độ nóng chảy thấp, điện trở suất khá lớn, nên nó thường được chế tạo với tiết diện lớn và thích hợp với điện áp dưới 500V. Đối với điện áp cao (hơn 1000V), dây chảy thường làm bằng đồng, bạc có điện trở

suất nhỏ và nhiệt độ nóng chảy cao, vì nếu dùng chì lượng hơi kim loại tỏa ra lớn. - Ưu điểm:

Cấu tạo đơn giản. Tác động nhanh (Nhỏ hơn một chu kỳ) Giá thành thấp.

- Nhược điểm: Chỉ ngắt khi dòng khá lớn so với dòng định mức của dây chì. Khi cầu chì ngắt có thể gây quá áp. Có thể bị ngắt 1 pha (khi pha không đều)

2. Lựa chọn và kiểm tra cầu chì:

Ñaïi löôïng choïn vaø kieåm tra Coâng thöùc Doøng ñieän ñònh möùc Ñieän aùp ñònh möùc Doøng ñieän caét ñònh möùc Coâng suaát caét ñònh möùc cuûa caàu chì

cbCCdm II ≥,

HTCCdm UU ≥, )3(

, Ndmcat II ≥

NMCCCatdm SS ≥__

∞= IUS HTNM 3





X. CHỐNG SÉT VAN 1. Chống sét van: có nhiệm vụ bảo vệ sóng điện từ quá điện áp chạy từ đường dây truyền tải đến

Cấu trúc cơ bản bao gồm 2 cực làm việc trên nguyên lý đặt đấu nhau. Một cực nối vào thiết bị còn cực thứ 2 nối đất. Bình thường hai cực ở trạng thái cách ly với nhau. Khi sóng điện từ quá điện áp đạt giá trị Uđánhthủng làm cho hai cực dấn điện qua nhau, một phần sóng qua thiết bị được bảo vệ, phần còn lại được chuyển xuống đất.



XI. KHÁNG ĐIỆN

1. Kháng điện: là thiết bị dùng để giảm dòng ngắn mạch và dòng khởi động động cơ. Kháng điện có cấu trúc là cuộn cảm có lõi thép, được cuốn bởi các dây cuốn cách điện và được gắn vào tấm bê tông hoặc vật cách điện.



XII. MÁY BIẾN DÒNG ĐIỆN 1. Máy biến dòng điện (BI): - BI trong lưới dưới 1000V giảm dòng điện đến giá trị phù hợp với cuộn dây của các thiết bị đo và thiết bị bảo vệ. - BI trong lưới trên 1000V ngoài nhiệm vụ giảm dòng điện còn phải cách ly mạch cao áp với mạch điều khiển đảm bảo an toàn cho thiết bị dưới 1000V. - Dòng điện thứ cấp của máy biến dòng thường là 5A 2. Löïa choïn BI theo caùc tieâu chuaån sau:

a. Theo doøng thöù caáp : 1,5,10 A b. Theo caáp chính xaùc:

0,2 % – duøng cho PTN 0,5 % – duøng cho coâng tô ñieän 1% – duøng cho ñoàng hoà ñieän 5-10% - duøng cho cô caáu truyeàn ñoäng maùy caét

c. Theo ñieän aùp ñònh möùc. HTBIdm UU ≥,

d. Theo doøng ñieän sô caáp ñònh möùc cbBIdm II ≥,1

e. Theo phuï taûi maïch thöù caáp ttdm SS 22 ≥

Trong đó: dmS2 - Phuï taûi ñònh möùc cuûa maïch thöù caáp BI ( W )

ttS2 - Phuï taûi tính toaùn maïch thöù caáp BI ( W ) Phuï taûi ñònh möùc cuûa maïch thöù caáp ñöôïc tính nhö sau

dmdmdm ZIS 2222 =

txddcptbdm rrrZ ++= ∑ ,2

Trong ñoù dmZ2 - toång trôû cho pheùp toaøn phaàn cuûa maïch thöù caáp

tbr∑ - toång trôû caùc thieát bò noái vaøo maïch thöù caáp

ddcpr , - ñieän trôû cho pheùp cuûa daây noái

txr - ñieän trôû tieáp xuùc Ω= 1,0txr Vaäy tieát dieän nhoû nhaát cuûa daây daãn ñöôïc tính theo coâng thöùc

ddcp

ddttdd r

lF

,

,ρ=

ddttl , - chieàu daøi tính toaùn cuûa daây daãn phuï thuoäc vaøo sô ñoà keát noái

ρ - ñieän trôû xuaát cuûa daây daãn. - Khi sô ñoà noái hình sao hoaøn toaøn : lltt = ;khi sô ñoà hình sao khoâng hoaøn toaøn : lltt 5,1= ;khi sô ñoà duøng moät maùy bieán doøng : lltt 2= ; trong ñoù l- chieàu daøi day daãn töø maùy bieán doøng ñeán caùc duïng cuï ño , tieát dieän tieâu chuan cuûa day daãn khoâng ñöôïc beù hôn tieát dieän tính toaùn . Tieát dieän nhoû nhaát cuûa day daãn maïch thöù caáp maùy bieán doøng baèng 25,2 mm ñoái vôùi day nhoâm ,baèng 1,5mm2 ñoái vôùi day ñoàng



3. Kieåm tra maùy bieán doøng: a. Theo ñoä beàn ñieän ñoäng cuûa maùy bieán doøng: ñoä beàn ñieän ñoäng cuûa BI ñöôïc ñaëc tröng baèng tyû soá giöõa trò hieäu duïng doøng ñieän xung kích ñònh möùc dmxkI , vaø doøng ñieän sô caáp

goïi laø heä soá ñoä beàn dk

BIdm

dmxkd I

Ik

,1

,=

Heä soá dk do nhaø cheá taïo quy ñònh . Vì vaäy ñieàu kieän kieåm tra ñoä beàn ñieän ñoäng cuûa maùy bieán doøng nhö sau :

)3(,,2 ttxkBIdmd iIk ≥ (6-48)

b. Theo oån ñònh nhieät NNnhBIdmnh tIBtIK 22

, )( ∞=≥

Trong ñoù nhK - heä soá ñoä beàn nhieät

BIdmnh I

IK

,

∞=

nht - thôøi gian Ñaïi löôïng kieåm tra Coâng thöùc Doøng ñieän sô caáp ñònh möùc AI BIdd ,,

Ñieän aùp ñònh möùc kVU BIdd ,,

Phuï taûi cuoän thöù caáp VAS dd2 Heä soá ñoä beàn ñieän ñoäng trong cuûa maùy bieán doøng , dk Löïc cho pheùp treân ñaàu söù maùy bieán doøng töø phía cuoái 2L (ñoä beàn ñieän ñoäng ngoaøi ),kG Heä soá ñoä beàn moät giaây

thbddBIdd II ,, ≥

thbddBIdd UU ,, ≥

)(2222 congtacthietbithietbittdd rrISSS ++=≥

Ω= 1,0congtacr

BIdm

ttxkd I

ik

,

,

2≥

ali

F ttxkd

2,210.88,0 −≥

nhddBIdd

Nnh tI

tIk

,,

∞≥

Kyù hieäu : ttxki , -Doøng ñieän ngaén maïch xung kích ,kA ; ∞I - Doøng ñieän ngaén maïch duy trì ; ,kA;

qdt - thôøi gian ngaén maïch quy ñoåi ;s; BIddI , - Doøng ñieän ñònh möùc sô caáp cuûa maùy bieán doøng

,kA; a- khoaûng caùch giöõa caùc truïc pha ,cm; l- khoaûng caùch töø maùy bieán doøng ñeán söù gaàn nhaát töø phía cuoái cmL ,2













XIII. MÁY BIẾN ĐIỆN ÁP 1. Máy biến điện áp (BU) được gắn trên thanh cái hay đường dây có nhiệm vụ đo lường và tác dụng trong điều khiển bằng cách đưa thông tin về dòng và điện áp đến các thiết bị điều khiển, bảo vệ. - BU được kết nối với cuộn dây điện áp thiết bị đo lường, bảo vệ và theo dõi. BU trong lưới trên 1000V cách ly mạch cao áp với mạch điều khiển đảm bảo an toàn cho thiết bị dưới 1000V - Điện áp thứ cấp của máy biến điện áp là 100V hay 100 3 - Cấp chính xác của BI và BU là 0,5;1;3 . - Cuộn thứ cấp của BI và BU được tiếp đất để tránh quá điện áp trên thiết bị đo lường bảo vệ và điều khiển. 2. Löïa choïn BU :

a. Theo caáp ñieän aùp ñònh möùc sô caáp, caáp chính xaùc vaø toå ñaáu daây. b. Theo ñieän aùp thứ caáp ñònh möùc c. Theo sô ñoà toå ñaáu daây d. Theo caáp chính xaùc : duïng cuï coù yeâu caàu cao nhaát. e. Theo phuï taûi; toång phuï taûi thieát bò noái vaøo BU nhoû hôn coâng suaát ñinh möùc cuûa BU

( ) ( )222 ∑∑ += dcdc QPS

- Choïn daây daãn töø BU ñeán caùc thiết bò sao cho toån thaát ñieän aùp khoâng lôùn hôn 0,5% ñieän aùp ñònh möùc thöù caáp.

Ñaïi löôïng choïn vaø kieåm tra Coâng thöùc Ñieän aùp sô caáp ñònh möùc kVU BUdd ,,

Loaïi vaø sô ñoà toå noái daây Phuï taûi pha VAS dd ,2 Sai soá ,%UΔ

HTBUdm UU ≥,

Phuï thuoäc vaøo chöùc naêng cuûa maùy bieán aùp

BUdmtt SS ,2,2 ≤

cpUU Δ≤Δ

Teân duïng cuï Coâng suaát yeâu caàu

toaøn phaàn cuûa duïng cuï ño ,VA

Voânmeùt ñieän töø Ampemeùt ñieän töø Oat meùt saét ñieän ñoäng Oaùt meùt vaø Varmets saét ñieän ñoäng Taàn soá keá kieåu rung Taàn soù keá saét ñieän ñoäng

Taàn soá keá ñieän töø Taàn soá keá ñieän töø Pha keá ñieän ñoäng Pha keá vaïn naêng Coâng tô ba pha loaïi bieán aùp Coâng tô ba pha Coâng tô moät pha Rô le ñieän aùp Rô le ñieän aùp Rô le coâng suaát Cuoän caét ñieän aùp cöïc tieåu

2,6 5 0,5 1,5 2 12 3 3 5 15 1,5 1,5 1,2 0,15 15 33 30







XIV. DÂY DẪN VÀ CÁP

- Ñaëc ñieåm cuûa caùp laø caùch ñieän toát. Caùp ñöôïc ñaët döôùi ñaát vaø trong haàm rieâng neân traùnh ñöôïc va ñaäp cô khí vaø aûnh höôûng tröïc tieáp cuûa khí haäu nhö naéng möa, gioù.

- Caùp ñöôïc ñaët döôùi ñaát neân khoâng aûnh höôûng ñeán myõ quan, ñöôøng giao thoâng.

- Nhöôïc ñieåm chính laø giaù thaønh ñaét vaø thi coâng phöùc taïp, khi coù söï coá khoù tìm ra vò trí söï coá, gaây toán keùm trong söûa chöõa vaø maát thôøi gian.

- Caùp ngaàm coù moät hay nhieàu loõi coù voû boïc baûo veä (thöôøng laø voû chì hay voû nhoâm). Caùc daây daãn ñöôïc caùch ñieän vôùi nhau vaø caùch ñieän vôùi voû.

- Loõi caùp ñöôïc laøm baèng daây ñoàng hay nhoâm nhieàu sôïi vaën xoaén. Caùp moät loõi daây daãn coù tieát dieän troøn, trong caùp nhieàu loõi daây daãn coù tieát dieän hình quaït (hay baàu duïc) ñeå taän duïng khoaûng khoâng gian beân trong voû caùp

Moät vaøi kieåu tieát dieän duøng trong caùp ngaàm

- Daây daãn roàng ôû giöõa ñöôïc duøng cho loaïi caùp ñaày daàu. Caùch ñieän ñöôïc duøng laø giaáy taåm daàu, cao su, vaûi taåm verni, ñoái vôùi caùp ngaàm cao aùp caùch ñieän chuû yeáu laø giaáy taåm daàu.

- ÔÛ ñieän aùp cao vöøa phaûi (ñeán 30KV) caùch ñieän ñöôïc duøng coù keát caáu raén chaéc (H.2.6), caùch ñieän naøy laø moät baêng giaáy quaán thaät chaët quanh loõi. Sau khi quaán giaáy, caùp ñöôïc taåm chaân khoâng baèng daàu caùch ñieän coù ñoä nhôùt cao. Vì caùch ñieän raén coù khuynh höôùng toàn taïi (vaàng quang) neân caùch ñieän loaïi naøy khoâng duøng cho ñieän aùp cao.

Caùp moät loõi, caùch ñieän baèng giaáy, voû chì



- ÔÛ caùp cao aùp, hôïp chaát taåm coù ñoä nhôùt cao ñöôïc thay baèng chaát coù ñoä nhôùt thaáp (caùp ñaày daàu) hoaëc thay baèng khí trô thöôøng laø khí nitô (caùp ñaàu khí) ñöôïc duy trì ôû aùp suaát cao ñeå laáp kín caùc khe hôû nhaèm taêng cöôøng ñoä caùch ñieän.

- Caùp moät loõi coù daây daãn ñaët ñoàng truïc beân trong voû chì, voû chi bao boïc beân ngoaøi lôùp caùch ñieän. Neáu caùp moät loõi thuoäc loaïi ñaày daàu hay ñaày khí (loaïi coù aùp suaát thaáp) thì daàu hay khí ñöôïc daãn vaøo töø bình chöùa xuyeân qua phaàn ruoät roãng cuûa daây daãn hay qua caùc ñöôøng oáng ñaët giöõa lôùp voû chì vaø giaáy caùch ñieän.

Caùc loaïi caùch ñieän duøng trong cheá taïo caùp ñieän:

Caùch ñieän baèng giaáy taåm daàu

Caùch ñieän polyetylene (PE)

Caùch ñieän polyvynilclorit (PVC)

Caùch ñieän cao su

Caùch ñieän polyetylen khaâu maïch (XLPE)

a) Caùp coù ñai caùch ñieän:

b) Caùp coù ñai kim loaïi



XV. ĐƯỜNG DÂY TRÊN KHÔNG

- Ñöôøng daây treân khoâng ñöôïc duøng roäng raõi hôn nhieàu so vôùi ñöôøng daây caùp do voán ñaàu tö ít, deã thi coâng vaø deã phaùt hieän söï coá, söûa chöõa baûo haønh.

- Tuøy theo ñieän aùp ñònh möùc phaân loaïi laøm 3 caáp:

Caáp 1: Ñöôøng daây coù ñieän aùp lôùn hôn 35kV

Caáp 2: Ñöôøng daây coù ñieän aùp nhoû hôn 35kV

Caáp 3: Ñöôøng daây coù ñieän aùp nhoû hôn 1kV

- Ñeå xaây döïng caùc ñöôøng daây cao aùp, haàu nhö duøng öu tieân daây daãn baèng nhoâm vì lyù do kinh teá vaø deã thöïc hieän. Phaàn lôùn caùc daây daãn laøm baèng nhoâm loõi theùp, almelec (hôïp kim cuûa nhoâm) vaø baèng almelec loõi theùp, ít khi duøng caùp baèng nhoâm tinh chaát.

- Daây choáng seùt hoaëc baèng theùp maï keõm hoaëc laø baèng almelec loõi theùp. Caùp goám nhieàu sôïi daây theùp coù boïc nhoâm beân ngoaøi (nhoâm keùo treân theùp) söû duïng toát cho daây noái ñaát, daây naøy cuõng thay cho loõi theùp maï cuûa daây nhoâm loõi theùp, tuy nhieân giaù thaønh coøn ñaét.

- Taát caû daây nhoâm ñöôïc duøng döôùi daïng caùp nhieàu sôïi vaë xoaén. Caùp ñoàng nhaát ñöôïc cheá taïo baèng nhieàu sôïi coù cuøng ñöôøng kính. Chuùng goàm moät sôïi daây trung taâm ôû giöõa bao boïc ben ngoaøi baèng nhieàu lôùp daây quaán vaën xoaén. H2.1 trình baøy caùp nhoâm 7 sôïi. Ngoaøi ra coù moät soá caùx loaïi caùp nhö sau:

Caùp 1+6 sôïi = 7 sôïi ñöôøng kính ngoaøi 3d





Moät soá caùp vaën xoaén

- Caùc daây caùp phöùc hôïp nhö caùp nhoâm loõi theùp (AC, ACSR) hay almelec– theùp goàm caùc sôïi coù ñöôøng kính baèng nhau, tieát dieän coù theå ñeán 250 mm2 (H.2.3). Tieát dieän lôùn hôn thöôøng duøng caùp coù sôïi nhoâm vaø sôïi theùp khoâng cuøng ñöôøng kính, cho pheùp thay ñoåi tyû



soá giöõa tieát dieän phaàn nhoâm vaø sôïi theùp ñeå ñaûm baûo vöøa söùc beàn cô vaø tính daãn ñieän cuûa daây daãn. Phaàn theùp duøng taêng cöôøng söùc beàn cô khí, phaàn nhoâm duøng ñeå daãn ñieän.

Moät soá daây nhoâm loõi theùp ACSR

Daây caùp roãng

- Moät soá ñöôøng daây taûi ñieän sieâu cao aùp co yeâu caàu phaûi taêng ñöôøng kính daây daãn ñeå giaûm toån thöông vaàng quang vaø caûm khaùng cuûa ñöôøng daây neân coù theå duøng daây roãng,



loaïi daây naøy ít ñöôïc söû duïng vì laép ñaët khoù vaø söùc beàn cô cuõng keùm. Moät daïng khaùc cuûa daây daãn ñöôøng daây sieâu cao aùp laø moãi pha cuûa daây daãn ñöôïc phaân laøm nhieàu daây ñaët ôû caùc ñænh cuûa moät ña giaùc ñeàu (tam giaùc, hình vuoâng, luïc giaùc…) goïi laø daây phaân pha.

- Daây daãn baèng ñoàng ít thaáy duøng ôû ñöôøng daây cao aùp do ñoàng laø kim loaïi maøu quí hieám ñaét tieàn chæ duøng ôû ñöôøng daây haï aùp vaø trung aùp nhöng daàn daàn cuõng coù khuynh höôùng thay baèng daây nhoâm.



XVI. CỘT ĐIỆN.

1. Phân loại cột điện:

a. Theo mục đích sử dụng: Cột trung gian: dùng để giữ dây dẫn ở độ cao cho trước và không chịu lực kéo của

dây dẫn và và dây chống sét Cột néo dùng để kẹp dây dẫn ở một số điểm trên đường di của đường dây trên không

và phải chịu toàn bộ lực kéo của dây dẫn và dây chống sét giữa các cột néo. Cột này phải cứng và bền. Cột góc. Cột cuối. Cột chuyển. Cột chuyên dùng: cho những ứng dụng đặc biệt

b. Theo vật liệu: Cột gỗ, cột tre: thường sử dụng cho nông thôn và cấp điện áp dưới 10kV. Loại này

có ưu điểm rẻ tiền nhưng có nhược điểm là không bền và dễ mục. Cột bê tông cốt sắt: thường sử dụng ở mạng điện trung áp, có khả năng chịu lực tốt

rẻ tiền tuổi thọ cao nhưng có nhược điểm là nặng và khó vận chuyển. Cộ sắt: Thường dùng để làm cột vượt sông, vượt cầu, vượt đường sắt, làm cột góc,

và có thể sử dụng cho cấp điện áp cao: 110kV-750kV. Loại này có chiều cao khá lớn, chịu lực tốt nhưng giá thành cao.

Documents

Chuong II 2007 NEW