quy trình vận hành các relay trong hệ thống điện

- Cho phép vận hành ở chế độ không đồng bộ: Khả năng MFĐ vận hành ở chế độ không đồng bộ được xác định theo mức giảm điện áp và có đủ công suất phản kháng dự phòng của hệ thống, nếu hệ t

DE 2 VAN HANH

1./ Đặc điểm, yêu cầu và phân loại máy phát điện ? So sánh sự giống và khác nhau cơ bản của MFĐ tuabin hơi và tuabin nước ?

Trả lời:

 đặc điểm

MF là tổng hòa các thiết bị điện biến đổi năng lượng sơ cấp (than, dầu, khí ) thành điện năng qua momen sơ cấp làm quay tuabin

f, PF M1

φ0

E , QF

Máy phát đ

ĐC sơ cấp

Máy kt

Khi công suất cơ M1 thay đổi, sẽ làm cho tần số f và công suất tác dụng PF thay đổi

Còn khi công suất kích từ (hoặc dòng kích từ) thay đổi sẽ làm cho điện áp U (sức điện động E) và công suất phản kháng QF thay đổi

Như vậy về cơ bản, tần số được điều chỉnh bởi công suất cơ, còn điện áp được điều chỉnh bởi công suất kích từ Tuy nhiên sự điều chỉnh công suất cơ M1 cũng làm thay đổi chút ít điện áp

U và sự điều chỉnh công suất kích từ (Φ0) cũng làm thay đổi được tần số nhưng không nhiều

 yêu cầu

- Chỉ có thể phát ra điện năng đặc trưng(s,f,u,i) khi có đủ các điều kiện sau:

+ phải có dòng điện kích thích đưa vào cuộn dây roto của MFĐ để tạo ra từ thông chính.Dòng điện kích thích này do máy phát kích thích một chiều cung cấp

+ phải có công suất cơ để tạo momen cơ M1 lama quay roto của MFĐ ,công suất cơ do các động cơ sơ cấp cung cấp

-Chế độ làm việc của máy phát điện

+Làm việc với chế độ bình thường: là chế độ làm việc ứng với các tham số định mức hoặc các tham số gần với giá trị định mức: công suất, dòng stator,rotor,tần số, hệ số công suất,nhiệt độ và áp suất của môi chất

+ Làm việc khi điện áp và công suất, tần số sai lệch giá trị định mức:

- làm việc khi khí H2 thay đổi:

Không cho phép máy phát điện làm việc khi làm mát bằng không khí,trừ trường hợp chạy không tải có kích từ.Nếu máy phát điện được lama mát bằng hidro mà khi áp lực của h2 <2,5 KG/cm2 thì không cho phép lama việc.Khi nhiệt độ của h2 lớn hơn giá trị định mức dòng điện của stator và rotor của máy páht điện phải giảm đến mức sao cho nhiệt độ của các cuộn dây không lớn hơn nhiệt độ cho phép vận hành

- làm việc khi tần số thay đổi:

Khi tần số thay đổi trong phạm vi cho phép =-2,5hz so với giá trị định mức thì cho phép máy điện duy trì công suất toàn phần.khi f>52,5hz hoặc<47,5hz thì không cho phép máy phát điện lama việc

-Tăng phụ tải của máy phát điện:

Tốc độ tăng phụ tải tác dụng của MPĐ được xác định theo điều kiện lama việc của tuabin.,trong trường hợp này dòng điện stator không được tăng nhanh hơn phụ tải tác dụng của máy phát điện

- làm việc với phụ tải không đối xứng:

Chỉ cho phép máy phát điện làm việc lâu dài khi hiệu số dòng điện trên các pha không >10%

so với dòng điện định mức Khi đó không cho phép bất cứ dòng điện pha nào được lớn hơn trị số cho phép đã quy định trong chế độ đối xứng,dòng điện thứ tự nghịch trong trường hợp này có giá trị khoảng 5—7% dòng điện thứ tự thuận Khi xảy ra mất đối xứng quá trị số cho phép cần có các biện pháp loại trừ hoặc giảm sự mất đối xứng,nếu trong khoảng thời gian 3-5 phút không thể khắc phục được thì phải giảm phụ tải các cắt mát phát điện ra khỏi luới

- Cho phép quá tải ngắn hạn:

Trong chế độ sự cố cho phép mpđ quá tải ngắn hạn

- Cho phép vận hành ở chế độ không đồng bộ:

Khả năng MFĐ vận hành ở chế độ không đồng bộ được xác định theo mức giảm điện áp và

có đủ công suất phản kháng dự phòng của hệ thống, nếu hệ thống cho phép máy phát điện lama việc ở chế độ không đồng bộ thì khi mất kích từ phải lập tức cắt aptomat khử từ trường

và giảm phụ tải tác dụng đến 60% công suất định mức trong thời gian 30s,tiếp theo giảm công suất đến 40% Sdm trong thời gian 15 phút

Cho phép lama việc ở chế độ trong không đồng trong thời gian 30 phút,kể từ thời điểm mất kích từ để tìm ra nguyên nhân sự cố và sửa chữa,nếu sau 30 phút không tìm ra nguyên nhân thì phải đưa kích từ dự phòng vào lama việc

 phân loại

 Phân loại theo số pha:

- MFĐ x/c 1 fa: được chế tạo để phát điện 1 fa, loại này thường có công suất

nhỏ từ 1kVA đến 5kVA-220V

- MFĐ x/c 3 fa: được chế tạo để phát điện x/c 3 fa có công suất lớn đến 200MVA-18kV

 Phân loại theo phần tử quay:

- Loại có từ trường quay:

Loại này có từ trường đặt trên roto, phần ứng là cuộn dây stato cố định Loại từ trường quay có đặc điểm:

+ Đ/ap của phần ứng thường cao, việc đấu nối phức tạp Cuộn dây stator cần đến

ít nhất 4 thanh dẫn để đấu nối liên hệ với mạch ngoài của máy phát

+ Mạch kích từ dùng điện 1 chiều điện áp thấp (220V÷400V) dùng 2 cực bằng 2 thanh dẫn điện

+ Cấu tạo của cực mạch từ đơn giản hơn so với việc chế tạo cực từ trên phần ứng

- Loại có phần ứng quay :

+ Loại này có các cực từ đặt trên stator , phần ứng là roto Loại này ít dùng vì chế tạo phức tạp nên chỉ dùng để chế tạo các MFĐ có công suất bé

 Phân loại theo năng lượng kéo máy phát:

- MFĐ tuabin khí :

MF này được kéo bởi tuabin hơi hay tuabin khí Tốc độ của MFĐ tuabin khí cao vào khoảng 1500÷3600 vòng/ phút

- MFĐ tuabin nước:

MF này được kéo bởi tuabin thủy lực, Tốc độ của MFĐ tuabin thủy lực nằm trong khoảng:

+ 100 ÷ 150v/ph với máy phát tốc độ thấp + 1000 ÷ 1200 v/ph với máy phát tốc độ cao

Các MFĐ tuabin nước thường dùng kiểu cực ẩn, nếu tốc độ thấp thì dùng loại cực lồi

- MFĐ chạy bằng động cơ đốt trong:

MF được kéo bởi động cơ đốt trong chạy bằng dầu diezen

Loại này có tốc độ nằm trong khoảng 100 ÷ 1000v/ph

 so sánh sự khác nhau cơ bản giữ MF tuabin hơi và tuabin nước

• MF tuabin hơi:

- Tốc độ quay lớn

- Đường kính roto nhỏ, chiều dài dài

- Roto thường được bố trí kiểu nằm ngang

- Các ổ đỡ thuộc loại ổ trượt

• MF tuabin nước:

- Tốc độ quay nhỏ

- Đường kính roto lớn, chiều dài ngắn

- Roto thường được bố trớ kiểu thẳng đứng Với mỏy cú cụng suất nhỏ thỡ trục quay được bố trớ nằm ngang

- Cú 2 kết cấu ổ đỡ : kiểu treo và kiểu đỡ

Cõu 2: Đặc điểm, yờu cầu và phõn loại đường dõy trờn khụng và dõy cỏp ? Nờu nguyờn tắc chung về quản lý vận hành đường dõy trờn khụng và dạng hư hỏng thường gặp đối với đường dõy trờn khụng ?

Trả lời:

1 Đường dõy trờn khụng: dựng để chuyờn tải hay phõn phối điện năng từ nguồn điện đến nơi

tiờu thụ theo cỏc dõy dẫn đặt trong cỏc khoảng khụng gian thoỏng

+ Đặc điểm: Đường dõy tải điện trờn khụng thường bao gồm: dõy dẫn dựng để chuyờn tải điện năng đặt trong khụng gian thoỏng,chỳng được liờn kết, cố định bằng cỏc chi tiết khỏc như xà,sứ, cột, và những thiết bị phụ khỏc

Đờng dây trên không gồm: Cột điện, xà, dây dẫn và sứ cách điện Cột điện đợc chôn xuống

đất bằng các móng vững chắc, làm nhiệm vụ đỡ dây ở trên cao so với mặt đất, do đó gọi là đờng dây trên không

Đờng dây trên không có u đểm là xây dựng rẻ tiền (so với đờng dây cáp), dễ sửa chữa, nhng có khuyết điểm là không an toàn, dễ bị h hỏng do ảnh hởng của thiên nhiên và kém mỹ quan

Ngoài ra trên đờng dây trên không còn có thể trang bị thêm các thiết bị phụ khác nh quả tạ chống rung, thiết bị chống xoắn (đối với đờng dây dùng dây phân nhỏ), khe hở chống sét

Việc chọn tiết diện của đz trờn ko: chọn theo cấp điện ỏp và chọn theo dũng điện Chọn theo cấp điện ỏp để tớnh toỏn khả năng truyền tải điện ỏp của dz, cú liờn quan đến vấn đờ về cỏch điện, vấn đề khoảng cỏch truyền tải, vấn đề cụng suất truyền tải; Chọn theo dũng điện

để đảm bảo đk ổn định động và ổn định nhiệt của dõy dẫn.

+ Yờu cầu:

Trờn cột nhiều mạch của ĐDK, khoảng cỏch tại cột giữa cỏc dõy dẫn gần nhất của hai mạch liền kề cựng điện ỏp khụng được nhỏ hơn:

• 2m đối với ĐDK dõy trần điện ỏp đến 22kV với cỏch điện đứng, 1m đối với ĐDK dõy bọc điện ỏp đến 22kV với cỏch điện đứng

• 2,5m đối với ĐDK điện ỏp 35kV với cỏch điện đứng và 3m với cỏch điện treo

• 4m đối với ĐDK điện ỏp 110kV

• 6m đối với ĐDK điện ỏp 220kV

• 8,5m đối với ĐDK điện ỏp 500kV

Khi tính toán và thiết kế đờng dây trên không thờng quan tâm đến dây pha dới cùng và trên cùng Dây pha dới cùng hay dây thấp nhất dùng để xác định khoảng cách an toàn của dây dẫn với

đất Dây pha trên cùng để xác định khoảng cách an toàn đến dây chống sét

Đờng dây điện áp 110 [kV] trở lên phải treo dây chống sét toàn tuyến Đờng dây trung áp (22ữ35)kV chỉ cần treo trên (1ữ2)km tính từ trạm biến áp

Khoảng cách giữa hai điểm treo dây trên hai cột kề nhau gọi là khoảng cột Nếu hai cột kề nhau là cột néo thì gọi là khoảng cột néo Khoảng giữa hai cột néo gồm nhiều cột đỡ liên tiếp gọi

là khoảng néo Khoảng néo bao gồm nhiều khoảng cột thờng Khi đờng dây vợt qua chớng ngại

nh đờng dây điện, đờng dây thông tin, sông suối, đờng giao thông… thì gọi là khoảng vợt, khoảng vợt có thể có một hoặc nhiều khoảng cột

Cột của đờng dây trên không có thiết bị nối đất hoặc đặt chống sét ống

+ Phõn loại: Đờng dây trên không thờng có các loại sau:

- Trên cột đơn của đờng dây 6 [kV] trở lên có treo ba dây pha, cột kép treo 6 dây pha cho hai

lộ song song

- Mỗi cột chỉ treo một dây pha, đờng dây cần có ba cột loại này, đó là cột néo góc của đờng dây có khoảng vợt lớn hoặc đờng dây siêu cao áp (500 kV)

- Đờng dây hạ áp treo 4 hay 5 dây gồm: 3 dây pha, dây trung tính và dây pha cho chiếu sáng

- Đờng dây trung áp có dây trung tính treo 4 dây trên một cột, 3 dây pha và trung tính

- Đờng dây có 2 cấp điện áp, trên một cột treo hai đờng dây điện áp khác nhau nh trung áp và hạ áp

2 Dõy cỏp: là một loại dõy dẫn điện được dựng để truyền tải điện năng từ nguồn điện đến

nơi tiờu thụ và đc hạ ngầm

+ Đặc điểm: Cáp đợc chế tạo chắc chắn, cách điện tốt, lại đợc chôn dới đất, ớt chịu tỏc động của mụi trg, không bị sét đánh nên làm việc với độ tin cậy cao hơn đờng dây trên không Điện kháng của cáp rất nhỏ nên tổn thất công suất và điện năng cũng nh tổn thất điện áp trên cáp nhỏ hơn nhiều so với đờng dây trên không cùng loại Cáp đợc chôn dới đất nên ít cản trở giao thông

và đảm bảo mỹ quan hơn đờng dây trên không

Tuy vậy mạng cáp cũng có nhợc điểm là giá thành đắt, thi công khó khăn Thờng giá thành của đờng cáp gấp (2 ữ 3) lần giá thành của đờng dây trên không cùng loại đối với cấp điện áp nhỏ hơn 35kV, gấp (5 ữ 8) lần đối với cấp điện áp 110kV Hiện nay đã chế tạo đợc cáp với cấp điện áp 220kV

Cáp chế tạo phức tạp vì bảo đảm cách điện giữa 3 pha rất khó khăn, nhất là đối với cao áp Ngời ta rất

ít dùng cáp một lõi vì hiện tợng Foucault làm vỏ cáp bị nóng, mà thờng dùng cáp 3 lõi Cáp điện áp thấp thờng có 4 lõi trong đó lõi thứ t dùng làm dây trung tính.

Việc rẽ nhánh đờng cáp thực hiện rất khó khăn và chính tại nơi rẽ nhánh thờng hay xẩy ra sự cố Vì vậy chỉ những đờng cáp có U ≤ 10 kV và khi cần thiết ngời ta mới rẽ nhánh Cáp đợc bọc kín, lại chôn dới

đất, nên khi xẩy ra h hỏng, khó phát hiện chỗ chính xác xẩy ra h hỏng.

Cáp thờng đợc chôn dới đất ở độ sâu (0,7ữ1)m Khi có nhiều đờng cáp chúng đợc đặt trong hào hoặc hầm cáp (hình 1-15)

+ Yờu cầu:

Hạn chế từ trg để cú thể hạ ngầm và đặt cỏc dõy cỏp ở gần nhau hết mức cú thể để giảm khối lượng cụng việc cần thi cụng

Để bảo vệ cáp khỏi bị phá hỏng về cơ khí thì phía trên đờng đi của cáp ngời ta đặt lớp gạch, tấm bê tông bảo vệ Khi điện áp của cáp lớn hơn 1 kV thì phải đặt trên suốt chiều dài, khi điện áp nhỏ hơn 1 kV thì chỉ cần đặt ở những nơi dễ đào bới Cáp đi qua đờng ô tô, đờng sắt phải đặt trong ống thép và chôn sâu so với mặt đờng ít nhất là 1m, đầu ống thép cách quá mép đờng về hai phía ít nhất là 2 mét

Trong các thành phố lớn, đờng phố đợc rải nhựa hoặc trong các xí nghiệp lớn, cáp đợc đặt trong khối bê tông các đầu cáp nối vào giếng cáp đặc biệt, làm nh vậy để khi cần sửa chữa không phải đào đờng lên

Trong nhà, cáp đợc đặt trong rãnh cáp có giá đỡ hoặc không có giá đỡ hoặc đặt trong ống thép

Chỗ nối cáp với cáp, cáp với thanh cái hoặc động cơ, nếu không đợc bảo vệ kỹ thì dầu sẽ chảy ra ngoài, hơi nớc và không khí lọt vào trong cáp làm hỏng cách điện Đối với cáp có Uđm >

1 kV khi nối với nhau phải tách ba cáp ra và làm hộp đầu nối Cáp nối với thanh cái hoặc động cơ cũng phải dùng đầu nối

+ Phõn loại: Ngày nay ngời ta đã chế tạo đợc rất nhiều loại cáp

- Đối với cáp điện lực có điện áp từ 35 kV trở xuống có ruột bằng đồng hoặc nhôm cách điện bằng giấy tẩm dầu, nhựa hoặc cao su Bên ngoài lớp cáp điện có vỏ chì hay nhôm không có mối hàn để tránh nhiễu ẩm

- Đối với cáp có Udm ≤ 1 kV thì có vỏ bằng nhựa nhân tạo hoặc bằng cao su

- Cáp (20ữ35) kV có ruột tròn, mỗi ruột có một vỏ chì riêng (hình 1-14)

- Ngoài ra còn có loại cáp chứa khí hoặc chứa dầu dùng cho cấp điện áp lớn hơn 35kV.

- Cáp có Udm ≤ 1 kV thờng đợc chế tạo thành loại một pha, ba pha, ba pha bốn lõi

- Cáp có Udm > 1 kV thờng là loại cáp ba pha

• Nguyờn tắc chung về quản lý vận hành đường dõy trờn khụng:

- Cỏc đường dõy phải cú hành lang an toàn tiờu chuẩn Hành lang an toàn là khoảng khụng gian giới hạn bởi cỏc mặt phẳng //cỏch cỏc dõy dẫn biờn 1 khoảng lat tựy thuộc vào mức điện

ỏp của mạng điện Trong cỏc trường hợp đặc biệt khoảng cỏch từ mộp ngoài dõy dẫn đến thiết

bị khong được nhỏ hơn giỏ trị tối thiểu lmin Cỏc giỏ trị khoảng cỏch an toàn của đường dõy phụ thuộc vào cấp điện ỏp

- Cỏc mối nối phải được thực hiện đỳng kĩ thuật, đảm bảo chắc chăn và tin cậy, trờn mỗi khoảng vượt khong cú quỏ 1 mối nối Khụng thực hiện mối nối ở khoảng vượt cú giao nhau với đường dõy khỏc hoặc nơi đường dõy đi qua cỏc cụng trỡnh

- Cỏc phương tiện giao thụng cú chiều cao trờn 4,5m chỉ cho phộp chui qua đường dõy trờn khụng ở những vị trớ quy định Khoảng cỏch tối thiểu từ dõy dẫn cao ỏp đến lũng đường tại nơi giao nhau với đường giao thụng phải tuõn theo quy cỏch nhất định

- Cột điện nhất thiết phải được đỏnh số thứ tự, số hiệu tuyến dõy.Đối với đường dõy 35kv trở lờn, ngoài những ký hiệu trờn cũn cú ký hiệu về số mạch và cỏc biển bỏo nguy hiểm Cỏc cột bằng kim loại phải được mạ kẽm hoặc sơn chống gỉ

- Nếu số sợi dõy của 1 dõy dẫn bị ớt hơn 17% thỡ cần phải quấn dõy bảo dưỡng hoặc dựng ống

vỏ ộp, nếu số sợi dõy đứt nhiều hơn 17% thỡ phải cắt đi và nối lại bằng ống

- Đường dõy từ 110kV trở lờn hải được trang bị cơ cấu xỏc định vị trớ xảy ra sự cố

- Trờn cỏc đoạn dõy đi qua cỏc khu vực nhiễm bẩn nặng cần phải dựng sứ tăng cường hoặc

sứ đặc biệt và phải cú biện phỏp làm sạch định kỳ

• Những hư hỏng thường gặp đối với đường dõy trờn khụng là:

- Hư hỏng trờn cỏc dõy dẫn và dõy chống sột: đứt 1 sợi dõy, dõy bị xoắn, sợi dõy bị chỏy, cỏc mối nối bị núng quỏ mức hoặc cú hồ quang phỏt sinh, dõy rơi xuống xà, dõy bị quỏ trựng, độ vừng quỏ lớn

- Hư hỏng trên sứ và linh kiện phụ trợ: sứ bị rạn hoặc bị sứt mẻ, bề mặt sứ quá bẩn, hiện tượng rò điện ra xà và cột, hiện tượng phóng điện trên bề mặt sứ, sứ bị nghiêng, xà bị lệch, bulong bị lỏng

- Hư hỏng trên cột, dây néo và móng: cột betong bị rạn nứt, bị nghiêng lệch hoặc bị sứt mẻ, dây néo quá trùng, móng cột bị lún, bị nghiêng

- Hư hỏng trên các thết bị chống sét: chống sét phóng điện khi không có sét, khoảng phóng điện không phù hợp, thiếu con bài hoặc tín hiệu chỉ sự tác động của máy chống sét

- Sự vi phạm hành lang an toàn: có sự hiện diện của các công trình, nhà cửa, thiết bị trong hành lang an toàn của đường dây, có sự xâm lấn của cây cối, cây đổ vào tuyến dây, thiếu biển báo, ký hiệu chỉ dẫn tại các điểm giao nhau của đường dây với các trục đường giao thông và các công trình khác

Câu 3: Một máy điện công suất 35 kVA, điện áp định mức 0,4 kV, hệ số công suất là cosϕ=0,85, vỏ bằng nhôm ,U S = 220 V, biết kích thước như sau :

kích thước, cm

Hãy tính tiết diện dây, công suất và dòng từ hóa để sấy cho máy điện

Giải

US = 220 Vs

Suất điện động của cuộn dây từ hoá với hệ số ke = 0,9 [vỏ gang chọn 0,8; vỏ nhôm chọn 0,9)

E = keU = 0,9.220 = 198 V

Chiều cao hiệu dụng của stator, cm ;

45 35

5 0

n tr

Diện tích mạch từ :

Fc = kc(L − b.n)ha= 0,9(50 − 3,5.4).0 = 0 cm2 Giá trị thực tế của cảm ứng từ :

16000 13333,33 Tesla

1, 2

a s

B B k

Số vòng dây cần thiết của cuộn từ hoá :

inf

E

B F

ứng với giá trị của Ba= 13333,33 tra bảng 7.3 xác định cường độ từ trường H=12,733A/cm

Chiều dài trung bình của đường sức :

ltb = (Dn − ha)π =(45 − 0) π= 141,372cm Lực từ hoá :

Fµ = H.ltb= 12,733.141,372 = 1800,09 A

Dòng từ hoá của cuộn dây :

0 inf

F

ω

, Công suất từ hoá :

S = U.I.10-3= 220.0 = 0 kVA Tiết diện dây dẫn từ hoá bằng đồng với j = 3,5 A/mm2 là :

0 0 3,5

I F j

, mm2 Chọn tiết diện dây là Fcu= 1,5 mm2