Các thiết bị được sử dụng trong môi trường điện áp cao (trên 1000V) – Lập trình vận hành máy CNC

• Facebook
• Twitter

KHÍ CỤ ĐIỆN Ở MẠNG ĐIỆN ÁP CAO ( > 1000 V)
8.1 KHÁI QUÁT

Trong điều kiện vận hành, các khí cụ điện có thế làm việc ở các chế độ sau :
> Chế độ làm việc lâu dài : trong chế độ này các khí cụ điện sẽ làm việc tin cậy nếu chúng được chọn đúng điện áp và dòng diện định mức.
> Chế độ làm việc quá tải : trong chế độ này dùng điện qua khí cụ điện sẽ lớn hơn dòng diện định mức, chúng chỉ làm việc tin cậy khi thời gian dòng điện tăng cao chạy qua chứng không quá thời gian cho phép của từng thiết bị.
> Chế độ làm việc ngắn mạch : khí cụ sẽ đàm bảo sự làm việc tin cậy nếu trong quá trình lựa chọn chú ý các điều kiện ổn định nhiệt và ổn định

8.2 NHỮNG ĐIỀU KIỆN CHUNG ĐỂ LỰA CHỌN THIẾT BỊ ĐIỆN VÀ CÁC PHÂN TỬ DẪN ĐIỆN:

❖ Chọn Theo Điều Kiện Làm Việc Lâu Dài

8.2.1 Chọn theo điện áp định mức:

> Điện áp định mức của khí cụ điện được ghi trên nhãn hay lý lịch máy tương thích với độ cách điện của nó. Ngoài ra, khi phong cách thiết kế sản xuất những khí cụ điện đều có độ dự trữ độ bền về điện nên được cho phép chúng thao tác lâu bền hơn không hạn chế với điện áp cao hơn định mức 10 – 15 % và gọi là điện áp thao tác cực lớn của khí cụ điện. Do vậy khi chọn khí cụ điện phải thỏa mãn nhu cầu diều kiện điện áp sau :

8.2.2 Chọn theo dòng điện định mức

> Dòng điện định mức của khí cụ điện I do nhà máy chế tạo cho sẵn và chính là dòng điện đi qua khí cụ điện trong thời gian không hạn chế với nhiệt độ môi trường xung quanh là định mức. Chọn thiết bị khí cụ điện. ta phải đảm bảo cho dòng điện định mức cùa nó lớn hơn hay bằng dòng điện làm việc cực đại của mạch điện I lức là:
I đm kvd >=  I lv max
> Dòng điện làm việc cực đại của mạch được tính như sau:
> Lúc cắt một trong hai đường dây làm việc song song, đường dây còn lại phải gánh toàn bộ phụ tải.
> Đối với mạch máy biến úp : ta tính khi máy biến áp sử dụng khả năng quá tải của nó
> Đối với đường dây cáp không có dự trữ : tính khi sử dung khả năng quá tải của nó.
> Đối với thanh góp nhà máy diện, trạm biến áp, các thanh dẫn mạch phân đọan và các mạch nối khí cụ điện: tính trong điều kiện vận hành xấu nhất.
> ĐỐI vđi máy phát diện: tính bằng 1.05 lần dòng điện định mức của nó;
vì máy phát điện chì cho phép quá tải về dòng điện đến 5%.
> Ngoài ra còn kiểm tra lực diện động và kiểm tra ổn định nhiệt.

8.3 MỘT SỐ KHÍ CỤ ĐIỆN CAO ÁP
8.3.1 Máy Cắt
8.3.1.1 Khái niệm:

> Máy cắt cao áp là thiết bị đóng cất mạch điện cao áp ( > 1000V ). Ngoài trách nhiệm đóng cắt dòng điện phụ tải ship hàng cho công tác làm việc quản lý và vận hành, máy cắt còn có công dụng cắt dòng điện trong mạch khi xảy ra sự cố ( ví dụ ngắn mạch ) để bào vệ những phần từ của mạng lưới hệ thống điện .

Máy cắt được sử dung để đóng cắt đường dây trên không, những nhánh cáp, máy biến áp, cuộn kháng điện và tụ diện. Chúng còn được sử dụng cho thanh góp và đường vòng trong trạm nhiều thanh góp sao cho điện năng cố thể truyền từ thanh góp này sang thanh góp khác

8.3.1.2 Phân loại máy cắt:

> Thông thường máy cắt được phân lọai theo phương pháp dập tắt hồ quang, theo dạng cách điện cùa phần dẫn điện, theo kết cấu của buồng dập hồ quang.
> Dựa vào môi trường dập hồ quang của máy cắt, người ta chia làm các loại sau:
> Máy cắt dầu : dầu được sử dụng như chất cách điện và dập hồ quang. Hồ quang làm nóng dầu bên trong khu vực lân cận, làm thổi và dập tắt hồ quang.
• Máy cắt nhiều dầu : giữa các thành phần dẫn điện được cách điện bằng dầu máy biến áp và hồ quang sinh ra khi cắt máy cắt cũng được dập tắc bằng dầu biến áp.
• Máy cắt ít dầu : giừa các thành phím dăn diộn được cách điện bằng cách điện rắn và hồ quang sinh ra khi các máy cắt cũng được dập tất bằng dầu biến áp.
> Máy cắt khí SF_6 : Sử dụng khí Sunfua hexaflo (SF_6) làm môi trường cách điện và dập hồ quang. Khí SF_6 là khí mang diện âm. có độ bền điện môi ở áp suất khí quyển gần ba lần không khí. Nó không cháy, không độc. không mùi. cố tính chất dập hồ quang tốt hơn không khí ba đến bốn lần ở cùng một áp suất. Khí này đặc biệt thích hợp với môi trường dập hồ quang do đó có độ bền điện môi và dẫn suất dẫn nhiệt cao.
> Máy cốt chân không: môi trường chân không được tạo ra bên trong máy cắt, các tiếp điểm đặt trong buồng ngắt chân không với áp suất bên trong buồng cắt chân không khoảng 10 mũ -11 bar và có khả năng phục hồi độ bền điện môi cao
> Máy cắt không khí: sử dụng khí nén làm môi trường dập hồ quang và cách điện.Môi trường dập hồ quang được duy trì trong thùng khí và nén với áp 30 bar bên trong máy cắt. Khi tiếp điểm rời nhau, khí nén thổi qua các tiếp điểm dạng lô dập tắt hồ quang và thiết lập khe hở cách điện.
> Máy cắt tự sinh khí :dùng vật liệu cách tự sinh khí ô nhiệt độ cao để dập hồ quang.
> Ngoài ra dựa vào số lượng pha. thời gian tác động hay vị trí lắp đặt mà ta phân loại máy cắt.

8.3.1.3 Các thông số cơ bản của máy cắt:

> Dòng điện cắt định mức : là dòng điện lớn nhất mà máy cắt có thể cắt một cách tin cậy ờ điện áp phục hồi giừa hai tiếp điểm của máy cắt bằng điện áp định mức của mạch điện.
> Công suất cắt định mức của máy cắt ba pha :

Thời gian cắt cùa máy cắt : thời gian này được tính từ thời điểm đưa tín hiệu cắt máy cắt đến thời điểm hồ quang được dập tắt ở tất cả các cực. Nó bao gồm thời gian cắt riêng của máy cắt và thời gian cháy hổ
quang.
> Dòng điện đóng định mức : đây là giá trị xung kích lớn nhất của dòng điện ngắn mạch mà máy cắt có thê’ đống một cách thành công mà tiếp điểm cùa nó không bị hàn dính và không bị các hư hỏng khác trong trường hợp dóng lặp lại. Dòng điện này được xác định bằng giá tri hiệu dụng của dòng điện xung kích khi xảy ra ngắn mạch.
> Thời gian đóng máy cất : là thời gian khi đưa tín hiệu đóng máy cắt cho tới khi hoàn tất động tác đóng máy cắt.

8.3.1.4 Lựa chọn và kiểm tra máy cắt điện cao áp (1000V)

> Máy cắt điện được chọn theo điện áp định mức, lọai máy cắt, kiểm tra ổn định động, ổn định nhiệt và khả năng cắt trong tình trạng ngắn mạch.
> Điều kiện lựa chọn : Máy cắt được lựa chọn và kiểm tra theo các điều kiện sau

3 ) Các điều kiện kèm theo lựa chọn máy cắt

8.3.2 Dao Cách Ly: (Disconnector)
8.3.2.1 Khái niệm:

> Dao cách ly(disconnector) là một lọai khí cụ điện dùng để tạo một khỏang hở cách điện được trông thấy giữa bộ phận đang mang dòng điện và bộ phận cắt điện nhằm mục đích đảm bảo an tòan, khiến cho nhân viên sửa chữa thiết bị điện an tâm khi làm việc.
> Dao cách ly không có bộ phận dập tắt hồ quang nên không thể cắt được dòng điện lớn
> Dao cách ly có thể đóng cắt dòng điện dung của đường dây hoặc cáp không tải. dòng điện không tải của máy biến áp. Ở trạng thái đóng, dao cách ly phải chịu được dòng định mức dài hạn và dòng sự cố ngắn hạn như : dòng ổn định nhiệt, dòng xung kích

8.3.2.2 Phân loại :

> Theo yêu cầu sử dụng, dao cách ly có hai lọai
+ Dao cách ly một pha.
+ Dao cách ly ba pha.
> Theo vị trí sử dụng, dao cách ly có hai lọai:
+  Dao cách ly đặt trong nhà.
> Dao cách ly đật ngòai trời
> Theo vị trí sử dụng, dao cách ly có hai lọai:
+  Dao cách ly đặt trong nhà.
+ Dao cách ly đặt ngòai trời.

8.3.2.3 Đặc điểm và thông số chính:

Dao cách ly không cách được dòng ngắn mạch. Các thông số chính của dao cách ly là :
Điện áp định mức Un (hay Uđm)
Dòng điện áp định mức In (Iđm)

Dòng Ổn định nhiệt Inh. đm
Dòng không thay đổi động Iđ. dm

Tần số định mức fn (hay fđm)
Trong lưới điện dao cách ly thường lắp đặt trước thiết bị bảo vệ như: máy cắt, cầu chì.Một số dao cắt ly thường có dao nối đi kèm. dao cách ly và dao nối đất được nốì liền động lại với nhau Khi dao cách ly mở,  dao nối đất liên động nối phần mạch cách ly để phóng điện áp dư còn tồn tại trong mạch cắt, đảm bảo an toàn. Các bộ phận truyền động của dao cách ly thường được thao tác bằng tay bằng diện cơ ( động cơ điện). Dao cách ly được chế tao với tất cà mức điện áp. Ngoài ra còn có dao nối đất.

Dao nối đất là một thiết bị đóng cắt cơ khí dùng để nối đất và tạo ngắn mạch. Chúng có khả năng chịu dòng điện với thời gian quy định ở điều kiện bình thường ( ví dụ ngắn mạch) .Chúng không đòi hồi dẫn dòng điện làm việc bình thường, cầu dao nối đất có khả năng tạo dòng ngắn mạch.
Trong các trạm ngoài trời, dao nối đất không những đòi hỏi đật trực tiếp ở dao cách ly mà còn những vị trí khác như nối đất ở thanh góp lẻ
Lựa chọn và kiểm tra dao cách ly
> Dao cách ly được chọn theo điều kiện định mức. chúng được kiểm tra theo điều kiện  ổn định lực điện động và ổn định nhiệt. ;

8.3.3 Công tác tơ:
8.3.3 Khái niệm và chức năng

Công tắc tơ là thiết bị đóng cắt bằng điện từ. dùng để đóng cắt và vận hành thường xuyên, ví dụ như động cơ.máy biến áp và tụ điện. Chúng có thể có công suất đóng cắt ngắn mạch giới hạn, nhưng nói chung công suất này không đủ cho áp lực ngắn mạch xuất hiện tại vị trí lắp đặt của chúng. Các thiết có khả năng cắt ngắn mạch thì phải nối tiếp. Thường cách thiết bị này là cầu chì hoặc aptomát.
Công tắc có thể tuổi thọ vận hành điện- cơ cao hơn với cầu dao.Công chủ yếu được sử dụng khi đòi hỏi phải có tần suất đóng cắt cao.

Contactor cao áp

8.3.4. Phân loại:

Công tắc tơ trung- cao áp được phân chia thành các loại cơ bản sau
– Công tắc tơ cắt bằng không khí.
Công tắc tơ cắt bằng không khí là thiết bị đóng cắt làm việc giống như máy bằng không khí. Vi công tắc tơ cắt bằng không khí có công suất rất lớn và đắt nén so với công tác tơ hiện đại nên ngày nay chúng không còn chú ý nữa.
– Công tác tư chân không :
Công tắc tơ chân không vận hành theo nguyên lý dập hồ quang như máy cắt chân không. Tuổi thọ vận hành điện cơ của công tác tơ chân không cao hơn nhiều so với máy cắt chân không.
Công tắc tơ chân không hiện đại có thể đóng các dòng định mức một triệu lần. Vì vậy. công tắc tơ chân không hiện nay lù một thiết đóng cắt rất phổ biến.
– Công tác tơ SF6 :
Công tắc tơ SF6 vận hành với hiệu ứng dập hồ quang tự sinh ra. giống như máy cắt SF6. Khi so sánh với công tác chân không, công lắc tơ SF6 có ưu điểm khi đóng cắt các dòng cảm ứng. nhưng có nhược điểm khi đóng cắt các dòng dung. Tuy nhiên sự khác nhau căn bản so với công tắc tơ SF6 là các số vận hành
Tuổi thọ cơ diện của công tắc tơ SF6 là thấp hơn đáng kể so với công lác tơ chân không. Hơn nữa. cấu tạo chúng phức tạp hơn và số bộ phận nhiều hơn so với  các công tơ chân không hiện đại. do đó có khả năng hỏng hóc cao hơn
Câu hỏi:
1) Nêu khái niệm và chức nâng cùa công tắc tơ trung-cao áp
2) Hãy phân loại công tơ trung-cao áp

8.3.4 Cầu Chì Cao Áp:
8.3.4.1 Khái niệm:

> Cầu chì là một khí cụ điện dùng để bảo vệ mạch điện khi quá tải hay ngắn mạch. Thời gian cắt mạch của cầu chì nhờ vào nhiều vào vật tư làm dây chảy. Dây chảy của cầu chì làm bằng chì. kim loại tổng hợp với thiếc có nhiệt độ nóng chảy tương đối thấp, điện trở suẩt tương đối lớn. Do vậy lọai dây chảy này thường chế lạo cố tiết diện lớn và thích hợp với điện áp nhỏ hơn 300V so với diện áp cao hơn ( 1000 v ) : không hề dùng dây chảy có tiết diện lớn được vì lúc nóng chảy, lượng kim lọai tỏa ra lớn. Khó khan cho việc dập tắt hồ quang do đó ở điện áp này thường dùng dây chảy bằng đồng, bạc, có diện trở suất bé. nhiệt độ nóng chảy cao .

8.3.4.2 Dây chảy

> Thành phần chính của cầu chì là dây chảy. Dây chảy có kích cỡ và vật tư khác nhau, được xác lập bằng đặc tuyến dòng điện – thời hạn. Song song với dây chảy là một sợi dây căng ra để triệt tiêu sự kéo căng của dây chảy. Để tăng cường năng lực dập hồ quang sinh ra khi dây chảy bị đứt và bảo vệ an tòan cho người quản lý và vận hành cũng như những thiết bị khác ở xung quanh trong cầu chì thường chèn đầy những thạch anh. Các thạch anh có tính năng phân loại nhỏ hồ quang. Vỏ cầu chì hoàn toàn có thể làm bằng chất xenluylô. Nhiệt độ cao của hồ quang sẽ làm cho xenluylô bốc hơi gây áp suất lớn để nhanh gọn dập tắt hồ quang .

8.3.4.3 Phân loại cầu chì:

> Tùy theo chức năng của mỗi lọai cầu chì mà ta có thể phân như sau :
> Cầu chì tự rơi (fuse cut out: FCO) : họat động theo nguyên tắc “rơi” do một dây chì được nối liên kết ờ hai đầu. Việc dập tắt hồ quang chỉ yếu dựa vào Ống phụ bên ngòai dây chì. Ngòai nhiệm vụ bảo vệ quá tải và ngắn mạch cầu chì tự rơi còn có nhiệm vụ cách ly đường dây bị sự cố.

cầu chì chân không: là lọai cầu chì mà dây chảy được đặt trong môi trường chân không, cầu chì chân không có thế được láp ở bên trên hoặc dưới dầu.
> Cầu chì hạn dòng : chức năng chính là hạn chế tác động của dòng điện sự cố cố thể có đối với những thiết bị được nó bảo vệ.

8.3.4.4 Lựa chọn và kiểm tra cầu chì:

> Cầu chì được chọn theo điện áp đinh mức dòng điện định mức và
dòng điện cắt định mức ( hay công suất cắt định mức). Ngòai ra. cồn chú ý vị trí đặt cầu chì (trong nhà hay ngòai trời.)

8.3.5 Lựa Chọn và Kiểm Tra Máy Biến Dòng Bi

> Máy biến dòng có nhiệm vụ biến đổi dòng điện từ trị số Iđn xuống trị số nhỏ để cung cấp cho các dụng cụ đo lường, bảo vệ rơle và tự động hoá.
> Thường Iđm biến dòng là 5A (trường hợp đặc biệt cố thể là IA hoặc 10A) dù dòng điện sơ cấp có thể bằng bao nhiêu.

Nguyên lý biến dòng tương tự như máy biến áp động lực, nhưng nó có đặc điểm sau đây :
+ Cuộn sơ cấp mắc nối tiếp với mang điện và có số vòng dây râl nhó (đối với dòng điện sơ cấp < 600A thì sơ cấp chỉ có 1 vòng, cuộn thứ cấp có nhiều vòng hơn ).
+ Phụ tải thứ cấp máy biến dòng rất nhỏ. có thể xem như máy biến dòng làm việc trong tình trạng ngắn mạch.
+ Để làm việc an toàn cho người vận hành, cuộn thứ cấp phải được nối đất.
> Phân loại :

+ Theo sổ vòng của cuộn sơ cấp ta có loại một vòng và loại nhiều vòng .

+ Theo lắp đặt. ta có loại xuyên tường và loại để trên giá đỡ.
> Ưu điểm loại 1 vòng kết cấu đơn giản, kích thước nhỏ. ổn định cao.
> Nhược điểm là khi dòng sơ cấp nhỏ thì sai số lớn.
❖ Lựa Chọn và Kiểm Tra
> Biến dòng lựa chọn theo điện áp. dòng điện phu tải phía thứ cấp, cấp chính xác, kiểu loại.
> Máy biến dòng được chọn lựa và kiểm tra theo điều kiện ổn định lực điện động và ổn định nhiệt khi có dòng diện ngắn mạch chạy qua.
+ Theo diện áp định mức uđm BI >= Udm mang
+  Theo dòng điện sơ cấp định mức I sơ cấp BI  >= I Ivmax
4- Theo phụ tải định mức ở phía thứ cấp :S2đm BI > S 2tt
Trong đó S2tt  là phụ tải tính toán của cuộn dây thứ cấp của máy biền dòng trong tình trạng làm việc bình thường. tính bằng VA
Một số loại máy biến dòng

Câu hỏi :
1) Nêu khái niệm và công dụng cầu chì
2) Phân loại cầu chì.Lựa chọn và kiểm tra máy biến dòng BI
3) Các điều kiện lựa chọn cầu chì
Ví Dụ :
Yêu cầu chọn MC1 ,MC2 phía cao áp trạm biến áp trung gian 110/10kV đặt 2 x10MVA có sơ đồ như hình 5.1. Biết l”=20kA

Vì máy cắt có Iđm =2000A nên không cần điều kiện ổn định nhiệt.Các điều kiện lựa chọn và kiểm tra khác :

1) Nêu khái niệm và chức nũng của máy cắt.
2) Hãy phân loại máy cắt
3) Cho biết các loại cơ cấu tác động và điều khiển của mííy cắt
4) Các điều kiện lựa chọn máy cắt
Bài tập : Yêu cầu lựa chọn MC1 MC2 phía cao áp trạm biến áp trung gian đặt hai biến áp 2x25MVA có sơ đồ như hình vẽ sau đây. Biết I” = 20kA

Source: https://dichvubachkhoa.vn
Category : Điện Tử Bách Khoa