Bài giảng chương II các thiết bị chính trong nhà máy điện và trạm biến áp (phần 3)

11/14/2012
1
CÁC KHÍ CỤ ĐIỆN &
CÁC PHẦN DẪN ĐIỆN
CHƯƠNG II
PHẦN III
I. KHÁI NIỆM
Khí cụ điện
Để vận hành được trong NMĐ và TBA, ngoài các thiết bò chính như máy
phát, máy biến áp còn cần phải có các khí cụ điện và các phần dẫn điện
KCĐ đóng cắt mạch
KCĐ đo lường
KCĐ hạn chế dòng NM
Phần dẫn điện
Dây dẫn mềm
Thanh dẫn cứng
Cáp
II. MÁY CẮT ĐIỆN CAO ÁP
 Nhiệm vụ và công dụng : Máy cắt điện là khí cụ điện
dùng để đóng cắt một phần tử của hệ thống điện như
máy phát, máy biến áp, đường dây v v trong lúc làm
việc bình thường cũng như khi có sự cố (ngắn mạch).
 Ký hiệu :
MC
 u cầu của máy cắt: thời gian cắt ngắn, khi đóng cắt
khơng gây cháy nổ, trọng lượng phải gọn nhẹ, kết cấu đơn
giản…
Máy cắt dầu
II. MÁY CẮT ĐIỆN CAO ÁP
11/14/2012
2

Máy cắt nhiều dầu
• Dầu làm nhiệm vụ
dập tắt hồ quang và
đồng thời làm nhiệm
vụ cách điện
• Loại này đơn giản
trong chế tạo, sử
dụng, sửa chữa, giá
thành thấp nhưng kích
thước lớn, có khả
năng gây nổ, cháy,
khả năng cắt hạn chế.
• It được sử dụng.
Máy cắt ít dầu
• Dầu chỉ đủ để làm
nhiệm vụ dập tắt hồ
quang còn cách điện
sử dụng chất rắn
• Loại này có kích
thước gọn hơn, nhưng
cũng tồn tại khuyết
điểm như máy cắt
nhiều dầu
• Chỉ sử dụng với điện
áp từ 15 kV trở lại.
Máy cắt không khí
• Dùng không khí nén để
dập tắt hồ quang
• Loại này kích thước
nhỏ, khả năng dập tắt

hồ quang tương đối tốt,
an toàn về nổ, cháy, giá
thành không cao lắm
• Cần hệ thống nén khí
phức tạp đắt tiền.
II. MÁY CẮT ĐIỆN CAO ÁP
 Dùng khí êlêga (SF6), có khuyết điểm so với không khí là
nó không có trong thiên nhiên nhưng khả năng dập tắt hồ
quang tốt hơn không khí nén.
 Tuy nhiên khí SF6 cũng có khuyết điểm so với không khí
nén là khí thải sau khi cắt dòng điện là khí độc với người,
có khả năng cháy và nổ. Do đó trong công nghệ chế tạo yêu
cầu không được thải ra ngoài trời.
 Máy cắt SF6
II. MÁY CẮT ĐIỆN CAO ÁP
 Để khắc phục máy cắt khí SF6 hiện nay được chế tạo có
thiết bị thu hồi xử lí và sử dụng lại khí thải sau khi làm
nhiệm vụ dập tắt hồ quang.
 Máy cắt khí SF6 còn có ưu điểm là số lần đóng cắt dòng
ngắn mạch rất lớn không phải ngừng cung cấp điện để sữa
chữa, độ tin cậy cao do đó xu thế hiện nay hầu như chỉ sử
dụng loại này đối với điện áp từ 22 kV trở lên.
 Máy cắt SF6
II. MÁY CẮT ĐIỆN CAO ÁP
Maùy caét SF6
II. MÁY CẮT ĐIỆN CAO ÁP
11/14/2012
3
Máy cắt tự sinh
khí

•Buồng dập tắt hồ
quang làm bằng vật
liệu rắn tự sinh khí
dưới tác dụng nhiệt
độ cao để dâp tắt hồ
quang khi cắt mạch
điện, cách điện cũng
dùng vật liệu rắn.
•Hiện nay chỉ chế
tạo với U
đm
đến 15
kV
Máy cắt điện chân
khơng
• Các đầu tiếp xúc để
đóng cắt đặt trong
buồng chân khơng
• Ưu điểm nổi bật là
kích thước nhỏ, chế tạo
phức tạp u cầu kỹ
thuật cao, giá cao
• Hiện nay trong thời
gian thử nghiệm và chế
tạo với U
đm
đến 22 kV
Máy cắt phụ tải
• Chỉ có khả năng
đóng cắt dòng điện

bình thường, khơng
có nhiệm vụ đóng
cắt dòng ngắn
mạch
• Buồng dập tắt hồ
quang đơn giản
hơn, kích thước
nhỏ hơn, giá thành
cũng bé hơn so với
máy cắt điện
II. MÁY CẮT ĐIỆN CAO ÁP
Máy cắt 365 kV
II. MÁY CẮT ĐIỆN CAO ÁP
Máy cắt 220 kV
II. MÁY CẮT ĐIỆN CAO ÁP
 Nhiệm vụ và cơng dụng : tạo khoảng cách trơng thấy
được để đảm bảo an tồn khi sửa chữa thiết bị. Trong khả
năng DCL cũng có thể đóng cắt mạch điện trong một số
trường hợp, đóng cắt khi khơng có dòng hoặc dòng nhỏ,
điện áp khơng cao lắm, sau khi máy cắt đã cắt mạch điện
 Ký hiệu :
 DCL có cấu tạo đơn giản không có buồng dập hồ quang,
chủ yếu truyền động bằng tay
MC
DCL DCL
III. DAO CÁCH LY
11/14/2012
4
Dao caựch ly
III. DAO CCH LY

DCL 500 kV ụỷ traùm Phuự Laõm
III. DAO CCH LY
Mụỷ DCL 345 kV
III. DAO CCH LY
Mụỷ DCL 500 kV
III. DAO CCH LY
11/14/2012
5
CẦU CHÌ CAO THẾ
 Nhiệm vụ và công dụng :
 Cầu chì dùng để bảo vệ mạch điện khi quá dòng. Bộ phận
chính của nó là dây chảy và giá đỡ, cũng có loại có buồng
dập hồ quang.
 CC khác MC ở chỗ MC có thể điều khiển được trị số dòng
cắt, thời gian cắt do chỉnh định của bảo vệ rơle, còn CC sẽ
tự động cắt theo đường đặc tính cắt của dây chảy
 Kyù hieäu :
CC
c. Cầu chì cao thế
 Cầu chì có nhiều loại phụ thuộc vào cấu tạo và công
dụng. Hiện nay chỉ chế tạo đến 35 kV, chủ yếu sử dụng
trong mạng điện hình tia có dòng làm việc không lớn lắm
và cho các máy biến điện áp (BU).
 Cầu chì tự rơi ( FCO ) thực chất là cầu chì nhưng có cấu
tạo đặc biệt, khi cắt sẽ cắt luôn dao cách ly ( trên phần
động của dao cách ly gắn cầu chì ).
Caàu chì cao theá FCO 36 kV
11/14/2012
6
Cầu chì cao thế

Khi dòng điện ngắn mạch lớn, ta khơng chọn được thiết bị
phù hợp hoặc phải chọn MC, DCL và các phần dẫn điện rất
lớn (trong khi dòng điện làm việc bình thường nhỏ) làm tăng
vốn đầu tư khơng cần thiết.
Trò số dòng ngắn mạch được xác đònh gần đúng theo biểu
thức :
Trong đó E là điện áp nguồn, không thể thay đổi
X
Σ
là tổng trở đến điểm ngắn mạch
IV. KHÁNG ĐIỆN
 Kháng điện là một cuộn dây điện cảm gồm w vòng,
khơng có lõi. Chế tạo khơng có lõi vì u cầu hạn chế
dòng ngắn mạch.
Kháng điện dùng để hạn chế dòng
điện ngắn mạch
Hạn chế dòng điện khởi động
Tác dụng nâng cao điện áp dư trên
thanh góp khi ngắn mạch
IV. KHÁNG ĐIỆN
Phân loại
Theo vị trí đặt
Kháng phân đoạn (K
1
, K
2
)
Kháng đường dây (K
I
, K

II
, K
III
)
Kháng đơn (K
I
, K
III
)
Kháng kép (K
II
)
IV. KHÁNG ĐIỆN
11/14/2012
7
Theo cấu tạo
Kháng điện bê tơng (sử dụng rộng rãi)
Kháng điện dầu
- Kháng điện bê tơng chủ yếu sử dụng với
điện áp ≤ 35KV.
- Kháng điện bê tơng tuy chế tạo đơn giản,
có độ bền cơ và bền điện cao nhưng kích
thước và trọng lượng lớn nên giá thành cao.
Khi cấp điện áp ≥ 35 KV sử dụng kháng
điện dầu
khác với kháng điện bê tơng làm mát
bằng khơng khí kháng điện dầu làm mát
bằng dầu.
IV. KHÁNG ĐIỆN
BU kiểu tụ 500 kV

V. KHÍ CỤ ĐIỆN ĐO LƯỜNG
1. Máy biến điện áp (BU)
1. Máy biến điện áp (BU)
 Nhiệm vụ và cơng dụng : biến đổi điện áp cao U
1
về điện
áp thấp U
2
tương ứng với thiết bị đo lường, tự động
 Ký hiệu :
S
S
MBA
BU
Đồng hồ đo lường
 Ưu điểm :
+ An tồn cho người và cho thiết bị.
+ Tiêu chuẩn hóa được việc chế tạo thiết bị đo lường
và tự động.
V. KHÍ CỤ ĐIỆN ĐO LƯỜNG
 Cấp chính xác của BU là sai số điện áp lớn nhất của BU
khi BU làm việc trong điều kiện tần số f = 50 Hz.
 Các máy biến điện áp được chế tạo với 4 cấp chính xác
như sau: 0,2 ; 0,5 ; 1 ; 3 và 10.
 Độ chính xác :
 Điện áp U
2
:
Thường là 100 V (với BU ba pha) hoặc 100/ V (với BU
một pha)

V. KHÍ CỤ ĐIỆN ĐO LƯỜNG
11/14/2012
8
 BU cấp chính xác 0.2 dùng cho các đồng hồ mẫu hoặc
dùng trong phòng thí nghiệm
 BU cấp chính xác 0.5 dùng cho các cơng tơ.
 Cấp 1.0 và 3.0 dùng cho dụng cụ để bảng.
 Đối với các thiết bị bảo vệ rơle và tự động hóa ta có thể
dùng cấp chính xác 0.5 hoặc 1.0 hoặc 3.0 tùy theo u cầu
của từng loại bảo vệ.
 Độ chính xác :
V. KHÍ CỤ ĐIỆN ĐO LƯỜNG
 Độ chính xác :
Tên cấp
chính xác
Sai số điện áp cực
đại(%)
Sai số góc cực đại
(phút)
0.2 ±0.2 ±10
0.5 ±0.5 ±20
1 ±1.0 ±4.0
3 ±3 Khơng quy định
V. KHÍ CỤ ĐIỆN ĐO LƯỜNG
Sơ đồ nguyên lý nối phụ tải của BU
Nối kiểu V / V Nối kiểu Y
0
/ Y
0
Nối kiểu Y

0
/ Y
0
/
V. KHÍ CỤ ĐIỆN ĐO LƯỜNG
 Cuộn thứ cấp phải nối đất để đảm bảo an toàn cho
người và thiết bò đề phòng khi điện áp cao xâm nhập
sang cuộn thứ cấp.
 Không được nối tắt ngõ ra (cuộn thứ cấp)của BU
 Phụ tải của BU mắc song song: Phụ tải của BU là
toàn bộ các đồng hồ đo nối vào thanh góp.
 Không được tùy tiện mắc thêm dụng cụ vào mạch
thứ cấp của BU. Làm sai số tăng lên.
MỘT SỐ ĐẶC ĐIỂM
V. KHÍ CỤ ĐIỆN ĐO LƯỜNG
11/14/2012
9
2. Máy biến dòng điện (BI)
 Nhiệm vụ và cơng dụng: Máy biến dòng là một máy biến
áp đo lường dùng để biến đổi một dòng điện lớn thành một
dòng điện thích hợp (5 A, 1 A, 10 A) để cung cấp cho thiết
bị đo lường, rơle và tự động hóa.
 Ký hiệu :
 Ưu điểm :
+ An tồn cho người và cho thiết bị.
+ Tiêu chuẩn hóa được việc chế tạo thiết bị đo lường
và tự động.
S
S
MBA

BI
Đồng hồ đo lường
V. KHÍ CỤ ĐIỆN ĐO LƯỜNG
 Cấp chính xác của BI là sai số lớn nhất về dòng điện khi
nó làm việc trong các điều kiện (f, phụ tải thứ cấp…)
 Căn cứ vào trị số của sai số về trị số và sai số góc chia
thành các cấp chính xác 0,2 ; 0,5 ; 1 ; 3 và 10
 Cấp chính xác 0,2 dùng cho các dụng cụ đo lường
mẫu
 Cấp chính xác 0,5 dùng cho cơng tơ điện
 Cấp chính xác 1 dùng cho các dụng cụ đo lường
lắp bảng
 Cấp 3 và 10 dùng cho các bộ truyền động cho máy
cắt
Độ chính xác :
V. KHÍ CỤ ĐIỆN ĐO LƯỜNG
Sơ đồ nguyên lý nối phụ tải của BI
Nối trên 1 pha Nối kiểu Y khuyết Nối hình Y hồn tồn
W
V. KHÍ CỤ ĐIỆN ĐO LƯỜNG
MỘT SỐ ĐẶC ĐIỂM
 Ngun lý làm việc của BI cũng giống như MBA điện lực.
 Phụ tải của BI mắc nối tiếp. Phụ tải của BI là tổng trở của
tất cả các dụng cụ và dây dẫn nối vào mạch thứ cấp của nó
(các đồng hồ đo).
 Cuộn thứ cấp phải nối đất để đảm bảo an tồn cho người
và thiết bị đề phòng khi điện áp cao xâm nhập sang cuộn thứ
cấp.
 Phụ tải thứ cấp rất nhỏ do đó có thể coi BI làm việc trong
tình trạng ngắn mạch.

 Lưu ý: trong trường hợp khơng tải phải nối tắt để tránh
q điện áp cho BI.
V. KHÍ CỤ ĐIỆN ĐO LƯỜNG
11/14/2012
10
BI 110 kV
V. KH C IN O LNG
BI 220 kV ụỷ traùm Phuự Laõm
V. KH C IN O LNG
BI 500 kV ụỷ traùm Phuự Laõm
V. KH C IN O LNG
BI 220 kV ụỷ traùm Phuự Laõm
V. KH C IN O LNG
11/14/2012
11
BÀI TẬP
Cho sơ đồ NMĐ-TBA như hình vẽ:
Mỗi MF có công suất S
F
= 100MVA.
 Phụ tải tổng kể cả tự dùng trên mỗi thanh góp U
F
là:
S
Hmax
= 30MVA và S
Hmin
= 20MVA.
 Phụ tải ở 110kV là S
Tmax

= 80MVA và S
Tmin
= 60MVA.
Mỗi MBATN có công suất 160MVA (đã tính k
qt
= 1,4 để chọn
MBA). Nhà máy phát toàn bộ công suất thừa về hệ thống.
a. Tính công suất S
Hbt max
, S
Hcbmax
cho mỗi MBATN
b. Tính công suất S
Tbt max
, S
Tcb max
cho mỗi MBATN
BÀI TẬP 1