Khí cụ điện - Chương 12

Bài giảng Khí cụ điện

KHÍ CỤ ĐIỆN CAO

ÁP

MÁY CẮT ĐIỆN

CAO ÁP

KHÁI NIỆM CHUNG

 Máy cắt điện cao áp (còn gọi

là máy cắt cao áp) là thiết bị dùng để đóng cắt mạch điện có điện áp từ 1000 V trở lên ở mọi chế độ vận hành : chế độ tải định mức, chế độ sự cố, trong đó chế độ đóng cắt dòng điện ngắn mạch là chế độ nặng nề nhất.

CÁC THÔNG SỐ CỦA MÁY CẮT

1. Điện áp định mức : là điện áp

dây đặt lên thiết bị với thời gian làm việc dài hạn mà cách điện MC không bị hỏng hóc, tính theo trị hiệu dụng.

2. Dòng điện định mức : là trị

số hiệu dụng của dòng điện chạy qua MC trong thời gian dài hạn mà MC không bị hỏng hóc.

CÁC THÔNG SỐ CỦA MÁY CẮT

3 Dòng điện ổn định nhiệt với thời gian

tương ứng : là trị số hiệu dụng của dòng điện ngắn mạch, chạy trong thiết bị với thời gian cho trước mà nhiệt độ của vòng mạch dẫn điện không vượt quá nhiệt độ cho phép ở chế độ làm việc ngắn mạch.

4 Dòng điện ổn định điện động (còn

gọi là dòng xung kích): là trị số lớn nhất của dòng điện mà lực điện động do nó sinh ra không làm hỏng thiết bị.

CÁC THÔNG SỐ CỦA MÁY CẮT

5 Công suất cắt định mức của MC ba pha

(còn gọi là dung lượng cắt) : được tính theo công thức : Scđn = 3Uđm.Icđm

Trong đó : U đm : là điện áp định mức lưới điện, I cđm là dòng điện cắt định mức.

6 Thời gian đóng : là quãng thời gian từ

khi có tín hiệu “đóng” đưa vào MC đến khi MC đóng hoàn toàn Thời gian này phụ thuộc vào đặc tính của cơ cấu truyền động và hành trình của tiếp điểm động.

CÁC THÔNG SỐ CỦA MÁY CẮT

7. Thời gian cắt của MC : là quãng

thời gian từ khi có tín hiệu cắt đến khi hồ quang bị dập tắt hoàn toàn.Thời gian này phụ thuộc vào đặc tính của cơ cấu cắt (thường lò xo được tích năng trong quá trình đóng) và thời gian cháy của hồ quang.

CÁC YÊU CẦU CỦA MÁY CẮT

 Độ tin cậy cao cho mọi chế độ

làm việc

 Quá điện áp khi cắt thấp

 Thời gian đóng và thời gian cắt

nhanh

 Không gây ảnh hưởng đến môi

trường

 Dễ bảo dưỡng, kiểm tra, thay thế

 Kích thước nhỏ, gọn, tuổi thọ

cao

PHÂN LOẠI MÁY CẮT

Máy cắt phân loûi dựa theo : môi trường dập hồ quang, theo môi trường làm việc, theo kết cấu.

1 Phân loại theo môi trường dập hồ quang :

 Máy cắt dầu ( nhiều dầu, ít

PHÂN LOẠI MÁY CẮT

2 Phân loại theo môi trường làm

việc :

 Máy cắt lắp đặt trong nhà

 Máy cắt lắp đặt ngoài trời

3 Phân loại theo kết cấu :

 Máy cắt hợp bộ (thường được

ghép tổ hợp với các thiết bị khác như DCL, các thiết bị điều khiển, đo lường, bảo vệ hay còn gọi là trạm đóng cắt hợp bộ)

 Máy cắt rời

KHÍ CỤ ĐIỆN CAO ÁP MÁY CẮT ĐIỆN CAO ÁP

MÁY CẮT NHIỀU DẦU

CẤU TẠO

1 : Thùng chứa dầu

7 : Tiếp điểm tĩnh

8 : Tiếp điểm động

9 : Lớp lót cách điện

1 : Vỏ thùng

2 : Cơ cấu hâm dầu

3 : Cách điện vỏ thùng

4 : Tiếp điểm động

5 : Thanh truyền động

6 : Buồng dập hồ quang

7 : Ống dẫn hướng

8 : Sứ xuyên

9 : Máy biến dòng

NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG

Quá trình đóng cắt được thực hiện như sau : Mômen quay từ cấu đóng (có thể bằng tay, bằng động cơ hay bằng nam châm điện) quay trục truyền động 6, quay

cơ cấu đòn khớp nâng tiếp điểm động lên tiếp xúc với tiếp điểm tĩnh, đồng thời tích năng cho lò xo cắt 5

Khi có tín hiệu cắt (bằng tay hay tự động), chốt giữ lò xo 5 nhả, năng lượng tích ở lò xo được giải phóng, đẩy hệ thống tiếp điểm động xuống dưới, hồ quang điện trong dầu và bị dập tắt.

MÁY CẮT ÍT

DẦU

KHÁI NIỆM CHUNG

 M¸y c¾t nµy lµ ®íi sau cña MC dÌu, víi môc ®Ých

gi¶m kÝch th íc vµ trông l îng, c¸ch ®iÖn dÌu ® îc thay thÕ b»ng c¸ch ®iÖn r¾n

 DÌu chØ lµm viÖc dỊp hơ quang nªn sỉ l îng Ýt, lo¹i

nµy gôn, nhÑ, nhÍt thiÕt ph¶i cê buơng dỊp thưi ngang

 Th©n m¸y kiÓu treo g¾n trªn sø c¸ch ®iÖn c¶ ba pha

trªn cïng mĩt khung dì, mìi pha (cùc) cê mĩt chì c¾t víi buơng dỊp t¾t hơ quang riªng

 Cê lo¹i cê thªm dÌu tiÕp xóc lµm viÖc ị ngoµi dïng

cho m¸y cê dßng ®Þnh møc lín

KHÁI NIỆM CHUNG

 Víi m¸y ng¾t Ýt dÌu tõ 35kV tíi 110kV cê mĩt chì c¾t trªn mĩt pha, m¸y ng¾t ®iÖn ¸p cao h¬n cê nhiÒu chì ng¾t h¬n

 M¸y ng¾t Ýt dÌu th íng dïng cho TBPP trong nhµ cê

®iÖn ¸p 6 ®Õn 110kV TBPP ngoµi tríi 35,110,220kV

cê c«ng suÍt lín

 Nh ng lo¹i m¸y c¾t nµy cê nh îc ®iÓm lµ c«ng suÍt c¾t

bÐ h¬n lo¹i nhiÒu dÌu MƯt kh¸c vi l îng dÌu Ýt nªn dÌu mau bỈn, chÍt l îng giam nhanh, ph¶i thay dÌu

CẤU TẠO

1 Tiếp điểm động

2 Buồng dập hồ quang

3 Tiếp điểm cố định

CẤU TẠO

MÁY CẮT KHÍ

NÉN

KHÁI NIỆM CHUNG

 Không khí khô, sạch được nén với

áp suất cao (từ 20 đến 40 at) dùng để thổi hồ quang và để thao tác máy cắt, vì vậy máy cắt loại này được gọi là máy cắt không khí nén hay máy cắt không khí

 Cách điện và buồng dập hồ quang

ở đây là cách điện rắn hoặc sứ.

 Buồng dập hồ quang có 2 loại :

thổi ngang và thổi dọc

KHÁI NIỆM CHUNG

 Ưu điểm chính của MC khí nén là

khả năng cắt lớn, có thể đạt đến dòng cắt 100 kA, thời gian cắt bé nên tiếp có tuổi thọ cao

 Nhược điểm chính của loại máy

cắt này là hiết bị khí nén đi kèm

Vì vậy chỉ nên dùng cho những trạm có số lượng MC lớn

 Đến nay thì các loại MC đã được

thay thế dần bằng MC khí SF6 và

MC chân không

1 : Bình chứa KK nén

2 : Sứ cách Ống dẫn

điện-3 :Bình chứa cho DCL

4 :Bình cắt của MC

5 :Điện trở hạn chế I

6 :Van xả khí

7 :Dao cách ly

8 :Tụ điện

9 :Van xả

1

1 : Tủ điều khiển

2 : Sứ đỡ

3 : Bình cắt

4 : Sứ xuyên

5 : tụ phân áp

Máy cắt không khí

MÁY CẮT KHÍ

KHÁI NIỆM CHUNG

Để tăng hiệu ứng dập hồ quang trong môi trường khí và giảm kích thước cách điện, người ta thường sử dụng khí SF6

ĐẶC ĐIỂM KHÍ SF6

 Ở áp suất bình thường, độ

bền điện của khí SF6 gấp 2.5 lần so với không khí, còn khi áp suất 2 at độ bền điện của khí này tương đương với dầu BA.

 Hệ số dẫn nhiệt của SF6 cao

gấp 4 lần không khí, vì vậy có thể tăng mật độ dòng điện trong mạch vòng dẫn điện, giảm khối lượng đồng.

ĐẶC ĐIỂM KHÍ SF6

dập kiểu thổi dọc khí SF6 lớn gấp

5 lần so với không khí, vì vậy giảm được thời gian cháy của hồ quang, tăng khả năng cắt, tăng tuổi thọ tiếp điểm

 SF6 là loại khí trơ, không phản ứng

với oxy, hydro, ít bị phân tích thành các khí thành phần

ĐẶC ĐIỂM KHÍ SF6

MÁY CẮT TỰ SINH

KHÍ

KHÁI NIỆM CHUNG

Ở máy cắt tự sinh khí, hồ quang được dập tắt bằng hổn hợp khí do vật liệu rắn của buồng dập hồ quang sinh ra dưới tác động của nhiệt độ cao.

NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC

MÁY CẮT

 MC lă TBĐ dùng để đóng cắt mạch điện ở mọi

chế độ vận hănh, không tải, tải định mức, sự cố,

 Bộ phận chủ yếu trong MC lă cơ cấu truyền

động, hệ thống tiếp điểm, buồng dập hồ quang,

 Trước khi đóng, năng lượng được

tích trữ trong bộ truyền động với một trị số đủ lớn Khi có tín hiệu

“đóng “ đưa vào bộ truyền động, năng lượng tích luỹ trong bộ truyền động được giải phóng, nhanh chóng đóng các tiếp điểm của máy cắt.

NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC

MÁY CẮT

 Đồng thời với quá trình “đóng”, cơ cấu “cắt” của bộ truyền động được nạp năng lượng, chuẩn bị cho quá trình “cắt”

 Thao tác “cắt” của máy cắt được thực hiện bằng cách giải phóng năng lượng trong cơ cấu bộ cắt qua việc nhả chốt hãm “cắt” Chốt hãm này có thể nhả bằng tay qua nút ấn hoặc cần gạt (cắt bằng tay), có thể nhả bằng nam châm điện

SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ THAO TÁC CỦA MÁY CẮT

NGUYÊN LÝ THAO TÁC CỦA MÁY CẮT

 Khi đóng công tâc đóng (CTĐ ) cuộn dđy

đóng (Đ) có điện, đóng tiếp điểm mây cắt (MC), đồng thời tiếp điểm thường kín của mây cắt sẽ cắt điện cuộn dđy (D)

 Mây cắt có 2 cuộn cắt (C1) vă (C2) Cuộn (C1)

được cấp nguồn từ BI, dùng để cắt nhanh khi

có ngắn mạch Cuộn (C2) dùng để cắt khi vận hănh (bằng công tắc CTC) vă cắt khi có sự cố qua câc rơle bảo vệ R1, R2, R3 ….

 Nút ấn phục hồi dùng để cắt điện role trung

gian (R) sau khi giải trừ sự cố.