bài giảng nhà máy điện và trạm biến áp, chương 2 pptx

Chương I
I. KHÁI NIỆM
Lựa chọn thiết bị
trong NMĐ&TBA
Ch
ế độ làm việc lâu dài
Ch
ế độ làm việc ngắn hạn
Điểm trung tính
Trung tính n
ối đất trực tiếp
Trung tính cách ly
Trung tính n
ối đất qua tổng trở
II. CHẾ ĐỘ LÀM ViỆC LÂU DÀI
Phương trình phát nóng cơ bản :
I
2
.R.dt = G.C.d

+ q.F.(

-

0
).dt
Tổn thất trong
thi
ết bị
Làm nóng
thi

ết bị
Làm nóng mơi
trường xung quanh
Trong đó :
C - tỷ nhiệt của vật liệu làm dây dẫn - Ws / g .
0
C
G -
trọng lượng dây dẫn - kg
F -
diện tích bề mặt dây dẫn - cm
2

- nhiệt độ dây dẫn -
0
C
q -
năng lượng tỏa ra môi trường trên một đơn vò bề mặ
t dây
dẫn khi nhiệt độ tăng 1
0
C trong thời gian 1 sec - W / cm
2
.
0
C
Giải phương trình vi phân trên ta được :
II. CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC LÂU DÀI
2
0

I R
qF
 

 
cp
I
R
qF
I



)0
(

0
( )
qF
I
R
 




I
2
.R.dt = G.C.d


+ q.F.(

-

0
).dt
2
/
0
(1 )
t T
I R
e
qF
 

  
Khi t=

, dây dẫn đạt đến độ tăng nhiệt ổn đònh là


. Suy
ra, nhiệt độ ổn đònh của dây dẫn:
2
0
I R
qF
 


 

Trong chế độ làm việc lâu dài yêu cầu nhiệt độ ổn đònh phải
bé hơn nhiệt độ cho phép

cp
. Suy ra dòng điện cho phép
lau dài.
0
( )
cp
cp
qF
I
R
 


Trong chế độ làm việc lâu dài dòng điện phải bé hơn dòng
cho phép
II. CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC LÂU DÀI
0)
max
(
ld cp
qF
I I
R
 


 
Chế độ làm
vi
ệc lâu dài
Ch
ế độ làm việc lâu dài
bì
nh thường
Ch
ế độ làm việc lâu dài
cưỡng bức
 Choïn thieát bò sao cho I
cp tbò
> I
lv max
II. CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC LÂU DÀI
II. CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC LÂU DÀI
maxmax
.05,1
btcb
II

* Tính toaùn I
bt
& I
cb
:
• Mạch MF:
I
U

F
S
F
max
3
F
bt dmMF
F
S
I I
U
 
II. CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC LÂU DÀI
* Tính toaùn I
bt
& I
cb
:
• Mạch đường dây đơn :
I
S
max
max max
cb bt
I I

max
max
2 3
pt

bt
S
I
U

U
II. CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC LÂU DÀI
* Tính toaùn I
bt
& I
cb
:
• Mạch đường dây kép:
S
max
I
maxmax
.2
btcb
II

max
max
2 3
pt
bt
S
I
U


U
II. CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC LÂU DÀI
• Mạch 2 MBA song song :
2
max
max
S
S
bt

Công suất đi qua
Khả năng tải
1 max
max
2
min
.
cb
cb
cb qtsc B
S S
S
S k S









B
S
max
pt
S
I
+ Đối với mạch MBA
II. CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC LÂU DÀI





Bqtsc
F
MBAcb
Sk
SS
S
.
22
min
min
max
• Mạch NMĐ :
2
22
min
max

SS
S
F
MBAbt


+ Đối với mạch MBA
Công suất đi qua
Khả năng tải
min
max
S
S
min
max
S
S
HT
S
B
S
F
S
F
S
MBA
S
MBA
S
B

+ Đối MF
maxmax
.05,1
btcb
II

max
3
F
bt dmMF
F
S
I I
U
 
II. CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC LÂU DÀI





Bqtsc
F
MBAcb
Sk
SS
S
.
22
min

min
max
• Mạch NMĐ :
2
22
min
max
SS
S
F
MBAbt


+ Đối với mạch MBA
min
max
S
S
min
max
S
S
HT
S
B
S
F
S
F
K

S
MBA
S
MBA
S
B
Công suất đi qua
Khả năng tải
+ Đối MF
maxmax
.05,1
btcb
II

max
3
F
bt dmMF
F
S
I I
U
 
II. CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC LÂU DÀI
min
max1
max
min
.
F

Kcb
qtsc B F
S S
S
k S S S




 

0
max

Kbt
S
+ Đối với mạch khaùng ñieän K
Công suất đi qua
Khả năng tải
* Khi 1 MBA hư :
* Khi 1
MF hư :
min
max
S
S
min
max
S
S

HT
S
B
S
F
S
F
K
S
K
S
B
S
Kcbmax2
= S
MBA
+ S
tải
= ( S
F
- 2.S
min
)/2 + S
min
= S
F
/ 2
S
kcbmax
= max ( S

kcbmax1
, S
kcbmax2
)
* Khi bình thường:
II. CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC LÂU DÀI
1min
1max
S
S
1 2 3
1min
1max
S
S
2min
2max
S
S
HT
K1 K2
• Mạch NMĐ :
+ Đối với mạch MBA
+
Đối MF
T
ương tự như treân
II. CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC LÂU DÀI
1min
1max

S
S
1 2 3
1min
1max
S
S
2min
2max
S
S
HT
K
1
K
2
• Mạch NMĐ :
min1 min2
max3
min1
2 ( )
min
.
F
Kcb
qtsc B F
S S S
S
k S S S
 




 

min 2
max
2
F
Kbt
S S
S


+ Đối với mạch khaùng ñieän K
Công suất đi qua
Khả năng tải
* Khi 1 MF hư 1 hay 3 :
* Khi MF 2
hư :
S
kcbmax
= max ( S
kcbmax1
, S
kcbmax2
)
* Khi bình thường:
min2 min1
max1 min1

2 ( 2 )
2
F
Kcb
S S S
S S
 
 
max 2
max 2
2
Kcb
S
S

* Khi 1 MBA hư:
BT1 : Tính dòng làm việc bình thường & cưỡng bức qua
MBA và qua kháng điện K
II. CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC LÂU DÀI
Đáp số :
I
MBAbtmax
= 3,08 kA
I
MBAcbmax
= 4,85 kA
I
Kbtmax
= 0 kA
I

Kcbmax
= 1,92 kA
MVA
20
30
HT
S
B
= 90 MVA
S
F
= 100 MVA
K
MVA
20
30
S
B
= 90 MVA
S
F
= 100 MVA
15 kV
110 kV
1min
1max
S
S
1 2 3
1min

1max
S
S
2min
2max
S
S
HT
BT2 : Tính dòng làm việc bình thường & cưỡng bức qua
MBA và qua kháng điện K
II. CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC LÂU DÀI
II. CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC LÂU DÀI
BT3 : Tính dòng làm việc bình thường&cưỡng bức qua MBA
1min
1max
S
S
HT
S
B1
S
B1
S
B2
S
F
S
F
S
F

2min
2max
S
S
III. CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC NGẮN HẠN
Phương trình phát nóng cơ bản :
I
2
.R.dt = G.C.d

Tổn thất trong
thi
ết bị
Làm nóng
thi
ết bị
Làm nóng mơi
trường xung quanh
+ q.F.(

-

0
).dt
Là chế độ vận hành của tbò khi xảy ra NM, lúc
đó dòng điện rất lớn, thời gian tồn tại rất ngắn.
III. CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC NGẮN HẠN
I
2
.R.dt = G.C.d


Tổn thất trong
thi
ết bị
Làm nóng
thi
ết bị
Làm nóng mơi
trường xung quanh
+ q.F.(

-

0
).dt
Do thời gian tồn tại rất ngắn nên ta có thể bỏ qua thành
phần tản nhiệt môi trường xung quanh
I
2
.R.dt = G.C.d

Tổn thất trong
thi
ết bị
Làm nóng
thi
ết bị
Nhiệt độ cuối cùng 
2
của dây dẫn khi ngắn mạch rất lớn (

300
0
C) nên phải xét đến sự thay đổi của điện trở R.
Trước khi ngắn mạch nhiệt độ của dây dẫn là 
1
điện trở là
R
1
, thì khi nhiệt độ  điện trở sẽ là:
1
1





 RR
Trong đó :
R
1
=

. l / F
G =

. l .F

1
- điện trở suất của vật liệu dây dẫn ở nhiệt độ


1
-

cm
l
- chiều dài dây dẫn - cm
F
- tiết diện ngang dây dẫn - cm
2

- khối lượng riêng của vật liệu dây dẫn - g / cm
3
III. CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC NGẮN HẠN
Vào phương trình
III. CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC NGẮN HẠN
)ln(.
1
2
2





 k
S
B
N
Với
1

1
)(.






C
k
: hằng số phụ thuộc vào vật liệu và nhiệt ban đầu
: là xung nhiệt của dòng ngắn mạch - A
2
.s
dtIB
N
t
N
2
0


I
2
.R.dt = G.C.d

1
1






 RR
Thay các trò số
Rồi lấy tích phân cả 2 vế từ 0 đến t và từ

1
đến 
2
ta
có kết quả sau :
III. CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC NGẮN HẠN
* Tính B
N
:
NkckNckN
kck
t
ck
t
N
t
N
BBB
dtIdtIdtIB



2

0
2
0
2
0
Trong đó :
B
Nkck
– xung nhiệt của thành phần không chu kỳ

0
B
Nck
– xung nhiệt của thành phần chu kỳ

I
xk
2
.t
N
).(.
22
MCBVRLxkNxkNckN
ttItIBB 
Vậy ta có :
Để phần dẫn điện chòu đựng được dòng NM, nhiệt độ 
2
phải bé hơn
nhiệt độ cho phép ngắn hạn của vật liệu :
III. CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC NGẮN HẠN


2
< 
cpnh
TT Phần dẫn điện

cpnh
(
0
C)
1
Các bộ phận bằng đồng không có cách điện
300
2
Các bộ phận bằng đồng không có cách điện
200
3
Cáp điện lực lõi bằng đồng cách điện bằnggiấyU10kv
250
4
Cáp lõi nhom cách điện bằng giấy điện áp 10 kv trở lại
200
5
Cáp điện lực cách điện bằng giấy điện áp 20-35 kv
175
6
Cáp điện lực cách điện bằng cao su
200
7
Dây dẫn cách điện bằng cao su hay bằng policlovinyl

200
IV. CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC CỦA ĐiỂM TRUNG TÍ
NH
HTĐ 3 pha
N
ối

Nối Y
Điểm trung tính
Trung tính n
ối đất trực tiếp
Trung tính cách ly
Trung tính n
ối đất qua tổng trở