quy trình vận hành các relay trong hệ thống điện

- Các tham số của MC đc chọn theo đk + Điện áp định mức của máy cắt UđmMC ko đc nhỏ hơn điện áp địh mức của mạng điện Uđm + Để MC ko bị phát nóng quá mức khi làm việc, dog điện lâu dài l

Đề 3

Câu 1: Đặc điểm, yêu cầu và phân loại máy cắt điện ? So sánh sự giống, khác nhau về đặc

điểm cấu tạo, ưu nhược điểm và phạm vi ứng dụng của máy cắt khí SF6 và máy cắt chân không?

1 Đặc điểm

*Đặc điểm, yêu cầu máy cắt điện

- Máy cắt điện là thiết bị điện dùng để đóng cắt mạch điện với mọi giá trị của dòng điện trong phạm vi dung lượng định mức của nó

- Được dùng để đóng hay cắt các mạch đường dây trên không, đường dây cáp, máy biến áp, cuộn kháng điện, bộ tụ điện, nối các thanh góp, các động cớ điện… đảm bảo việc truyền tải điện năng khi bình thường và cắt các phần tử bị hư hỏng ra khỏi lưới điện

- Các thông số của MC gồm : điện áp định mức, dòng điện định mức,dòng điện ổn định nhiệt ứng với thời gian tương ứng, dòng điện ổn định động, dòng điẹn cắt định mức, công suất cắt định mức, thời gian đóng, thời gian cắt

- Các tham số của MC đc chọn theo đk

+ Điện áp định mức của máy cắt UđmMC ko đc nhỏ hơn điện áp địh mức của mạng điện Uđm + Để MC ko bị phát nóng quá mức khi làm việc, dog điện lâu dài lớn nhất đi quá máy cắt Icb ko

đc vượt quá dòng định mức Iđm của MC

+ Dòng ngắn mạch tính toán không đc vươt quá dòng điện cắt định mức của MC

- Kiểm tra theo điều kiện ổn định động

- Kiểm tra theo điều kiện ổn định nhiệt

2.Yêu cầu cơ bản đối với MC điện là:

-Có đầy đủ khả năng cắt, thời gian cắt ngắn

-Khi đóng, cắt không được gây cháy nổ

-Kích thước và trọng lượng nhỏ, giá thành hạ

-Có thể đóng và cắt một số lần nhất định mới được đưa ra sửa chữa

3 Phân loại MC điện

-Dựa vào cấu tạo của máy cắt người ta phân làm hai loại:

+MC thường : là loại máy cắt độc lập với DCL, DNĐ, thường sử dụng

+MC hợp bộ: là loại MC được chế tạo hợp bộ, các thiết bị MC, DCL, DNĐ được đặt trong cùng một tủ

-Dựa vào phương pháp dập hồ quang và biện pháp cách điện của các máy cắt người ta phân loại như sau:

+MC dầu dùng dầu máy biến áp để dập hồ quang Trong máy cắt dầu người ta lại chia làm hai loại là máy cắt nhiều dầu và máy cắt ít dầu

MC nhiều dầu có lượng dầu vừa dùng để cách điện vừa sinh khí để dập tắt hồ quang

MC ít dầu trong đó dầu chỉ để sinh khí dập tắt hồ quang, cách điện giữa các bộ phận là vật liệu cách điện rắn

+MC không khí dùng khí nén để dập hồ quang, cách điện giữa các bộ phận cũng là cách điện rắn

+Máy cắt khí SF6 dùng khí cách điện SF6 để dập hồ quang, khí SF6 là khí có độ bền cách điện cao, khả năng dập tắt hồ quang lớn

+MC điện điện từ: dập tắt hồ quang trong khe hở hẹp làm bằng vật liệu cách điện rắn Hồ quang được kép vào khe hở bằng lực điện từ

+ MC chân không dùng chân không để dập hồ quang

4 So sánh sự giống và khác nhau giữa MC khí SF6 và MC chân không

a Đặc điểm cấu tạo

Giống nhau:

Về cơ bản là giống nhau và giống các hệ MC khác gồm có ba bộ phận chính là bộ tiếp điểm, buồng dập hồ quang và bộ phận truyền động

Khác nhau :

MC khí SF6 có một số đặc điểm khác:

-Đầu nối giữa các bộ phận thông qua một số miếng đệm cách điện làm nhiệm vụ bịt kín không cho không khí thoát ra ngoài chỗ nối đường dây với MC

-Được đặt thẳng đứng trên một trụ bằng bê tông có kích thước nhỏ nhất so với các MC khác -Hệ truyền động của MC được đặt ngay phía dưới chân MC và độc lập giúp cho việc thao tác

an toàn và hiệu quả

-Sử dụng ba bộ truyền động:

+Truyền động bằng không khí: Sử dụng cho cấp điện áp nhỏ hơn 35 kV

+Truyền động bằng lò xo: Sử dụng cấp điện áp từ 35kV tới 220 kV

+ Truyền động bằng thủy lực: Sử dụng cấp điện áp lớn hơn 220 kV

MC chân không có các đặc điểm khác biệt:

- Đầu tiếp xúc làm bằng kim loại khó nóng chảy

-Buồng dập hồ quang được chế tạo bằng vật liệu siêu bền gắn kín tuyệt đối, có độ chân không cao, khi cắt mạch vẫn không phát sinh hồ quang

b Ưu nhược điểm, phạm vi ứng dụng của MC SF6 và MC chân không

Ưu điểm -Cường độ cách điện khí cách

điện của khí SF6 gấp 3 lần không khí

-Đặc tính cách điện tốt không ảnh hưởng xấu đến MC, khả năng dập tắt hồ quang tốt gấp

100 lần không khí -Khí SF6 dẫn nhiệt tốt

-Độ bền điện của chân không cao hơn nhiều so với không khí áp suất thường

-Độ mòn điện của các tiếp điểm rất thấp -Thời gian tác dụng của tiếp điểm ngắn, khoảng tiếp điểm của MC rất nhỏ nên độ bền cao

-Thời gian phục hồi độ bền điện nhanh(khoảng 4÷6 micro giây)

-Ở các MC chân không hiện đại có dòng điện cắt rất nhỏ nên không có quá áp phát sinh, kể cả khi cắt dòng không tải của MBA

-Công nghệ chế tạo được đánh giá là ưu việt nhất , tuổi thọ đạt tới 30 năm, chịu dòng ngắn mạch 200 kA

- Có khả năng đóng mở tới 500 lần khi điện áp

10 kV dòng 600 A và 30000 lần khi dòng 200A Nhược điểm -Khí SF6 đắt tiền nên MC khí

SF6 cũng đắt tiền, các MC khí

có hệ thống khí khép kín -Cắt được dòng lớn,

-Dòng cắt không lớn

Phạm vi ứng

dụng

-Được chế tạo ở cả trạm cao áp

mà còn ở các trạm trung áp -Thích hợp để đóng cắt các mạch động cơ điện, máy biến

áp và nối tắt kháng điện

-Được ứng dụng phổ biến, chiếm hơn 50% thị phần trên thị trường thế giới

Câu 2: Tại sao phải làm mát cho máy biến áp, trình bày các phương pháp làm mát cho MBA? So sánh sự giống, khác nhau, ưu nhược điểm và phạm vi ứng dụng của các phương pháp trên?

Tại sao phải làm mát?

Khi mba làm việc 1 phần năng lượng bị tiêu hao, thoát ra dưới dạng nhiệt đốt nóng lõi thép, dây quấn và các bộ phận khác làm cho nhiệt độ của chúng tăng lên Nếu nhiệt độ giữa mba và môi trường chênh lệch vượt quá mức quy định thì sẽ làm giảm tuổi thọ cách điện máy biến áp và

có thể gây sự cố cho máy biến áp Để đảm bảo mba vận hành với tải liên tục trong thời gian quy định (thường là 15 đến 20 năm) và không bị sự cố cần phải tăng cường làm mát mba

Lợi ích

Làm mát mba giúp mba có thể vận hành với tải liên tục trong thời gian quy định (thường là 15 đến 20 năm)

Làm mát giúp làm giảm khả năng sự cố trong mba

Làm mát tốt duy trì hoặc giúp tăng tuổi thọ cách điện của máy biến áp

Làm mát tốt giúp mba tăng khả năng mang tải

Có thể làm mát bằng các cách sau:

1) Làm mát bằng không khí tự nhiên

Các máy biến áp làm mát bằng không khí tự nhiên gọi là máy biến áp khô, ở đó luồng không khí tự nhiên tràn qua máy biến áp và làm mát nó Cách làm mát này hiệu quả rất thấp nên người

ta phải sử dụng cách điện tăng cường, làm cho giá thành của máy cao hơn so với các máy biến áp dầu đến trên 3 lần Loại máy biến áp khô chỉ chế tạo với công suất đến 750 kVA

2) Làm mát bằng sự đối lưu tự nhiên của dầu

Các máy biến áp có ký hiệu là TM là các loại máy được làm mát bằng sự đối lưu tự nhiên của dầu trong máy (hình 3.23), theo nguyên tắc dầu nóng được đẩy lên phía trên còn dầu nguội hơn thì đi xuống phía dưới Để tăng bề mặt làm mát, người ta chế tạo các cánh tản nhiệt dạng hình ống gắn trên thùng biến áp Kiểu làm mát này thường được áp dụng đối với các máy biến áp có công suất dưới 16 MVA

3) Làm mát máy biến áp bằng sự đối lưu của dầu có sự trợ giúp của các máy quạt

Máy biến áp được làm mát theo nguyên tắc kết hợp giữa dầu và không khí thổi: sử dụng sự đối lưu của dầu nóng và dầu nguội, kết hợp với việc sử dụng quạt để thổi không khí giúp quá trình tản nhiệt diễn ra nhanh chóng hơn

4) Làm mát máy biến áp bằng tuần hoàn cưỡng bức dầu và không khí

Được làm mát theo nguyên tắc làm đối lưu cả dầu và không khí

Sử dụng một máy bơm được đặt ở mặt bích trên của máy biến áp để hút dầu đẩy vào bộ phận tản nhiệt cưỡng bức do các máy quạt thổi

Hiệu suất làm mát theo phương thức này tương đối cao

Các máy biến áp (công suất từ 80 MVA trở lên)

5) Làm mát bằng sự lưu thông của dầu và nước

Các máy biến áp có công suất rất lớn, được làm mát theo nguyên tắc lưu thông tuần hoàn của cả dầu và nước

Một máy bơm ly tâm được lắp vào mặt bích trên của máy biến áp để hút dầu nóng đưa đến

bộ phận làm mát bằng nước, nơi có đặt một máy bơm ly tâm khác đưa nước lạnh tới hệ thống này Dầu sau khi được làm nguội lại trở về thùng từ phía đáy

Loại làm mát này khá hiệu quả nhưng rất cồng kềnh, nên chỉ áp dụng đối với các loại máy biến áp đặc biệt có công suất lớn

So sánh sự giống, khác nhau, ưu nhược điểm và phạm vi ứng dụng của các phương pháp trên

Giống: + Các pp đều được sử dụng với mục đích để làm mát cho mba.

+ Hầu hết các phương pháp đều áp dụng nguyên tắc đối lưu hoặc tuần hoàn, có thể là tự nhiên hoặc cưỡng bức

Khác: (bộ phận làm mát= bplm; làm mát = lm)

Làm mát

bằng không

khí tự nhiên

Lm mba = dầu đối lưu

tự nhiên (Hệ

thống lm kiểu M)

lm mba = dầu đối lưu tự nhiên

có quạt gió (Hệ

thốg lm Д)

Lm mba = tuần hoàn cưỡng bức dầu & k khí(Hệ thống

lm ДЦ)

Lm = dầu và nc (Hệ

thống lm Ц)

-nhiệt lượng

đc tỏa ra =

luồng k khí tự

nhiên ở xung

quanh mba

-fần lớn các mba đc làm mát = dầu cách điện tuần hoàn do đối lưu tự nhiên bên trog thùg,dầu nóg đc đẩy lên trên &

dầu nguội hơn đc đẩy xuốg dưới

-dựa trên cơ sở làm mát kiểu M

có đặt quạt gió

để tăg cườg độ tản nhiệt trên bề mặt tbị làm mát

Có thêm ống góp

& ống tản nhiệt cùng hệ thốg quạt

-hệ thốg làm mát tươg tự làm mát = dầu tuần hoàn tự nhiên nhưg có thêm bơm dầu cưỡg bức để hút dầu đẩy vào bộ fận tản nhiệt cưỡg bức do các máy quạt thổi

-bơm ly tâm đc nối vs thùg mba,bơm này hút dầu nóg từ fía trên of thùg ra & đẩy dầu qua bplm,từ đây quay trở lại ở fần dưới of thùg Nc lm chạy trog các ốg of bplm dầu bởi bơm ly tâm,vs áp lực chuyển độg thấp hơn áp lực chuyển độg of dầu khoảg 0,2.103ata để nc

k thể xâm nhập vào hệ thốg dầu khi bplm bị thủg

Ưu -cấu tạo đơn

giản,an toàn

vì k có dầu lm

và đc sử dụng

rộng rãi khi

đặt trog nhà

-Cấu tạo k quá fức tạp

Lợi dụg đc khả năg đối lưu of dầu nên rất thuận tiện, nhỏ gọn

-khi nhiệt độ k khí thấp or ptải

of mba nhỏ,để jảm tiêu tốn điện năg cho bplm có thể cắt 1 số quạt(có thể thực

độg).Mba lm kiểu này có thể lviec ngay cả khi cắt htoàn quạt gió nhưg ptải cần fải giảm đi (25-30)%S đm

-nâng cao khả năng tuần hoàn của dầu

Hiệu quả làm mát tốt hơn các phương pháp trên

-hiệu quả lm rất lớn

Nhược -giá thành đắt,

lớn hơn -hiệu quảthấp -chỉ đc lv khicác quat gió -mba chỉ lv khi bplm lvvì chỉ riêng bề mặt trơn

(3-3,5) lần giá

mba dầu có

cùng cs

& bơm dầu tuần hoàn đều hoạt động,số lượng quạt phụ thuộc vào tải &

nhiệt độ dầu

of mba.Tiêu thụ điện năng

of hệ thống

lm lớn hơn (2-3)lần hệ thống Д

of vỏ thùng k đủ lm ngay cả khi k tải.Trog

đk lv bt nhiệt độ cho fép max of nc lm là 250C Nếu nc làm mát lớn hơn 250C là 10C trog 24h thì phải giảm tải 1% so với định mức Loại lm này khá hiệu quả nhưg cồg kềnh,đắt,ít thuận tiện trog vận hành

PVUD -mba < 750

kVA vs đ.áp

220/127V &

380/220

V.Tuy nhiên

vs cách điện

đặc biệt,đc tăg

cườg = các

khí trơ cách

điện nhưg dẫn

điện tốt,có thể

chế tạo mba

đến 1000kVA

vs đ.áp 10kV

nhỏ.Khi bề mặt lm có dạng ống tản nhiệt thì cs định mức của mba có thể đén

1600kVA

-mba cs < 80 MVA

lớn,thường

>80 MVA

-mba có cs lớn đặc biệt

Câu 3: Một máy điện công suất 25 kVA, điện áp định mức 0,4 kV, hệ số công suất là cosϕ=0,85,

vỏ bằng nhôm, US = 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 ;

35 25

3,5 1,5

n tr

D D

h = − −h = − − = cm

Diện tích mạch từ :

Fc = kc(L − b.n)ha= 0,9(30 − 3.4).1,5 = 24,3 cm2 Giá trị thực tế của cảm ứng từ :

17000

14166,67 Tesla

1, 2

a s

B B k

Số vòng dây cần thiết của cuộn từ hoá :

.10 198.10 259,08 v ng

222 a c 222.14166,67.24,3

B F

ứng với giá trị của Ba= 14166,67 tra bảng 7.3 xác định cường độ từ trường H=17,3272A/cm Chiều dài trung bình của đường sức :

ltb = (Dn − ha)π =(35 − 1,5) π= 105,243 cm Lực từ hoá :

Fµ = H.ltb= 17,3272.105,243 = 1823,567 A

Dòng từ hoá của cuộn dây :

1823,567 7,039 259,08

F

ω

, Công suất từ hoá :

S = U.I.10-3= 220.7,039.10-3 = 1,549 kVA Tiết diện dây dẫn từ hoá bằng đồng với j = 3,5 A/mm2 là :

7,039

2, 011 3,5

I F j

, mm2 Chọn tiết diện dây là Fcu= 2,5 mm2