quy trình vận hành các relay trong hệ thống điện

DE 2 VAN HANH
1./ Đặc điểm, yêu cầu và phân loại máy phát điện ? So sánh sự giống và khác nhau cơ bản
của MFĐ tuabin hơi và tuabin nước ?
Trả lời:
 đặc điểm
MF là tổng hòa các thiết bị điện biến đổi năng lượng sơ cấp (than, dầu, khí...) thành điện
năng qua momen sơ cấp làm quay tuabin
f, PF
M1

φ0

E , QF

Máy phát đ
ĐC sơ cấp
Máy kt

Khi công suất cơ M1 thay đổi, sẽ làm cho tần số f và công suất tác dụng PF thay đổi
Còn khi công suất kích từ (hoặc dòng kích từ) thay đổi sẽ làm cho điện áp U (sức điện động
E) và công suất phản kháng QF thay đổi.
Như vậy về cơ bản, tần số được điều chỉnh bởi công suất cơ, còn điện áp được điều chỉnh bởi
công suất kích từ. Tuy nhiên sự điều chỉnh công suất cơ M1 cũng làm thay đổi chút ít điện áp
U và sự điều chỉnh công suất kích từ (Φ0) cũng làm thay đổi được tần số nhưng không
nhiều.
 yêu cầu
- Chỉ có thể phát ra điện năng đặc trưng(s,f,u,i) khi có đủ các điều kiện sau:
+ phải có dòng điện kích thích đưa vào cuộn dây roto của MFĐ để tạo ra từ thông
chính.Dòng điện kích thích này do máy phát kích thích một chiều cung cấp.
+ phải có công suất cơ để tạo momen cơ M1 lama quay roto của MFĐ ,công suất cơ do các
động cơ sơ cấp cung cấp.

-Chế độ làm việc của máy phát điện


+Làm việc với chế độ bình thường: là chế độ làm việc ứng với các tham số định mức hoặc
các tham số gần với giá trị định mức: công suất, dòng stator,rotor,tần số, hệ số công
suất,nhiệt độ và áp suất của môi chất.
+ Làm việc khi điện áp và công suất, tần số sai lệch giá trị định mức:
. - làm việc khi khí H2 thay đổi:
Không cho phép máy phát điện làm việc khi làm mát bằng không khí,trừ trường hợp chạy
không tải có kích từ.Nếu máy phát điện được lama mát bằng hidro mà khi áp lực của h2 <2,5
KG/cm2 thì không cho phép lama việc.Khi nhiệt độ của h2 lớn hơn giá trị định mức dòng
điện của stator và rotor của máy páht điện phải giảm đến mức sao cho nhiệt độ của các cuộn
dây không lớn hơn nhiệt độ cho phép vận hành.
- làm việc khi tần số thay đổi:
Khi tần số thay đổi trong phạm vi cho phép =-2,5hz so với giá trị định mức thì cho phép máy
điện duy trì công suất toàn phần.khi f>52,5hz hoặc<47,5hz thì không cho phép máy phát
điện lama việc
-Tăng phụ tải của máy phát điện:
Tốc độ tăng phụ tải tác dụng của MPĐ được xác định theo điều kiện lama việc của
tuabin.,trong trường hợp này dòng điện stator không được tăng nhanh hơn phụ tải tác dụng
của máy phát điện.
- làm việc với phụ tải không đối xứng:
Chỉ cho phép máy phát điện làm việc lâu dài khi hiệu số dòng điện trên các pha không >10%
so với dòng điện định mức. Khi đó không cho phép bất cứ dòng điện pha nào được lớn hơn
trị số cho phép đã quy định trong chế độ đối xứng,dòng điện thứ tự nghịch trong trường hợp
này có giá trị khoảng 5—7% dòng điện thứ tự thuận. Khi xảy ra mất đối xứng quá trị số cho
phép cần có các biện pháp loại trừ hoặc giảm sự mất đối xứng,nếu trong khoảng thời gian 3-5
phút không thể khắc phục được thì phải giảm phụ tải các cắt mát phát điện ra khỏi luới.
- Cho phép quá tải ngắn hạn:
Trong chế độ sự cố cho phép mpđ quá tải ngắn hạn.

- Cho phép vận hành ở chế độ không đồng bộ:
Khả năng MFĐ vận hành ở chế độ không đồng bộ được xác định theo mức giảm điện áp và
có đủ công suất phản kháng dự phòng của hệ thống, nếu hệ thống cho phép máy phát điện
lama việc ở chế độ không đồng bộ thì khi mất kích từ phải lập tức cắt aptomat khử từ trường
và giảm phụ tải tác dụng đến 60% công suất định mức trong thời gian 30s,tiếp theo giảm
công suất đến 40% Sdm trong thời gian 15 phút.
Cho phép lama việc ở chế độ trong không đồng trong thời gian 30 phút,kể từ thời điểm mất
kích từ để tìm ra nguyên nhân sự cố và sửa chữa,nếu sau 30 phút không tìm ra nguyên nhân
thì phải đưa kích từ dự phòng vào lama việc.
 phân loại
 Phân loại theo số pha:


-

MFĐ x/c 1 fa: được chế tạo để phát điện 1 fa, loại này thường có công suất
nhỏ từ 1kVA đến 5kVA-220V
- MFĐ x/c 3 fa: được chế tạo để phát điện x/c 3 fa có công suất lớn đến
200MVA-18kV
 Phân loại theo phần tử quay:
- Loại có từ trường quay:
Loại này có từ trường đặt trên roto, phần ứng là cuộn dây stato cố định. Loại từ
trường quay có đặc điểm:
+ Đ/ap của phần ứng thường cao, việc đấu nối phức tạp. Cuộn dây stator cần đến
ít nhất 4 thanh dẫn để đấu nối liên hệ với mạch ngoài của máy phát.
+ Mạch kích từ dùng điện 1 chiều điện áp thấp (220V÷400V) dùng 2 cực bằng 2
thanh dẫn điện.
+ Cấu tạo của cực mạch từ đơn giản hơn so với việc chế tạo cực từ trên phần ứng.
- Loại có phần ứng quay :
+ Loại này có các cực từ đặt trên stator , phần ứng là roto. Loại này ít dùng vì chế

tạo phức tạp nên chỉ dùng để chế tạo các MFĐ có công suất bé.
 Phân loại theo năng lượng kéo máy phát:
- MFĐ tuabin khí :
MF này được kéo bởi tuabin hơi hay tuabin khí. Tốc độ của MFĐ tuabin khí cao
vào khoảng 1500÷3600 vòng/ phút
- MFĐ tuabin nước:
MF này được kéo bởi tuabin thủy lực, Tốc độ của MFĐ tuabin thủy lực nằm trong
khoảng:
+ 100 ÷ 150v/ph với máy phát tốc độ thấp
+ 1000 ÷ 1200 v/ph với máy phát tốc độ cao.
Các MFĐ tuabin nước thường dùng kiểu cực ẩn, nếu tốc độ thấp thì dùng loại
cực lồi.
- MFĐ chạy bằng động cơ đốt trong:
MF được kéo bởi động cơ đốt trong chạy bằng dầu diezen.
Loại này có tốc độ nằm trong khoảng 100 ÷ 1000v/ph.
 so sánh sự khác nhau cơ bản giữ MF tuabin hơi và tuabin nước
• MF tuabin hơi:
- Tốc độ quay lớn.
- Đường kính roto nhỏ, chiều dài dài.
- Roto thường được bố trí kiểu nằm ngang.
- Các ổ đỡ thuộc loại ổ trượt .
• MF tuabin nước:
- Tốc độ quay nhỏ .
- Đường kính roto lớn, chiều dài ngắn.


- Roto thng c b trớ kiu thng ng. Vi mỏy cú cụng sut nh thỡ trc
quay c b trớ nm ngang.
- Cú 2 kt cu : kiu treo v kiu .
Cõu 2: c im, yờu cu v phõn loi ng dõy trờn khụng v dõy cỏp ? Nờu nguyờn tc

chung v qun lý vn hnh ng dõy trờn khụng v dng h hng thng gp i vi
ng dõy trờn khụng ?
Tr li:
1 ng dõy trờn khụng: dựng chuyờn ti hay phõn phi in nng t ngun in n ni
tiờu th theo cỏc dõy dn t trong cỏc khong khụng gian thoỏng.
+ c im: ng dõy ti in trờn khụng thng bao gm: dõy dn dựng chuyờn ti
in nng t trong khụng gian thoỏng,chỳng c liờn kt, c nh bng cỏc chi tit khỏc nh
x,s, ct, v nhng thit b ph khỏc.
Đờng dây trên không gồm: Cột điện, xà, dây dẫn và sứ cách điện. Cột điện đợc chôn xuống
đất bằng các móng vững chắc, làm nhiệm vụ đỡ dây ở trên cao so với mặt đất, do đó gọi là đờng
dây trên không.
Đờng dây trên không có u đểm là xây dựng rẻ tiền (so với đờng dây cáp), dễ sửa chữa, nhng có
khuyết điểm là không an toàn, dễ bị h hỏng do ảnh hởng của thiên nhiên và kém mỹ quan.
Ngoài ra trên đờng dây trên không còn có thể trang bị thêm các thiết bị phụ khác nh quả tạ chống
rung, thiết bị chống xoắn (đối với đờng dây dùng dây phân nhỏ), khe hở chống sét...
Vic chn tit din ca z trờn ko: chn theo cp in ỏp v chn theo dũng in. Chn
theo cp in ỏp tớnh toỏn kh nng truyn ti in ỏp ca dz, cú liờn quan n vn ờ v
cỏch in, vn khong cỏch truyn ti, vn cụng sut truyn ti; Chn theo dũng in
m bo k n nh ng v n nh nhit ca dõy dn.

+ Yờu cu:
Trờn ct nhiu mch ca DK, khong cỏch ti ct gia cỏc dõy dn gn nht ca hai mch
lin k cựng in ỏp khụng c nh hn:
2m i vi DK dõy trn in ỏp n 22kV vi cỏch in ng, 1m i vi DK dõy
bc in ỏp n 22kV vi cỏch in ng.
2,5m i vi DK in ỏp 35kV vi cỏch in ng v 3m vi cỏch in treo.
4m i vi DK in ỏp 110kV
6m i vi DK in ỏp 220kV.
8,5m i vi DK in ỏp 500kV.
Khi tính toán và thiết kế đờng dây trên không thờng quan tâm đến dây pha dới cùng và trên

cùng. Dây pha dới cùng hay dây thấp nhất dùng để xác định khoảng cách an toàn của dây dẫn với
đất. Dây pha trên cùng để xác định khoảng cách an toàn đến dây chống sét.
Đờng dây điện áp 110 [kV] trở lên phải treo dây chống sét toàn tuyến. Đờng dây trung áp
(22ữ35)kV chỉ cần treo trên (1ữ2)km tính từ trạm biến áp.
Khoảng cách giữa hai điểm treo dây trên hai cột kề nhau gọi là khoảng cột. Nếu hai cột kề
nhau là cột néo thì gọi là khoảng cột néo. Khoảng giữa hai cột néo gồm nhiều cột đỡ liên tiếp gọi
là khoảng néo. Khoảng néo bao gồm nhiều khoảng cột thờng. Khi đờng dây vợt qua chớng ngại


nh đờng dây điện, đờng dây thông tin, sông suối, đờng giao thông thì gọi là khoảng vợt,
khoảng vợt có thể có một hoặc nhiều khoảng cột.
Cột của đờng dây trên không có thiết bị nối đất hoặc đặt chống sét ống.
+ Phõn loi: Đờng dây trên không thờng có các loại sau:
- Trên cột đơn của đờng dây 6 [kV] trở lên có treo ba dây pha, cột kép treo 6 dây pha cho hai
lộ song song.
- Mỗi cột chỉ treo một dây pha, đờng dây cần có ba cột loại này, đó là cột néo góc của đờng
dây có khoảng vợt lớn hoặc đờng dây siêu cao áp (500 kV).
- Đờng dây hạ áp treo 4 hay 5 dây gồm: 3 dây pha, dây trung tính và dây pha cho chiếu sáng.
- Đờng dây trung áp có dây trung tính treo 4 dây trên một cột, 3 dây pha và trung tính.
- Đờng dây có 2 cấp điện áp, trên một cột treo hai đờng dây điện áp khác nhau nh trung áp và
hạ áp.
2 Dõy cỏp: l mt loi dõy dn in c dựng truyn ti in nng t ngun in n
ni tiờu th v c h ngm.
+ c im: Cáp đợc chế tạo chắc chắn, cách điện tốt, lại đợc chôn dới đất, ớt chu tỏc ng
ca mụi trg, không bị sét đánh nên làm việc với độ tin cậy cao hơn đờng dây trên không. Điện
kháng của cáp rất nhỏ nên tổn thất công suất và điện năng cũng nh tổn thất điện áp trên cáp nhỏ
hơn nhiều so với đờng dây trên không cùng loại. Cáp đợc chôn dới đất nên ít cản trở giao thông
và đảm bảo mỹ quan hơn đờng dây trên không.
Tuy vậy mạng cáp cũng có nhợc điểm là giá thành đắt, thi công khó khăn. Thờng giá thành của đờng
cáp gấp (2ữ3) lần giá thành của đờng dây trên không cùng loại đối với cấp điện áp nhỏ hơn 35kV, gấp

(5ữ8) lần đối với cấp điện áp 110kV. Hiện nay đã chế tạo đợc cáp với cấp điện áp 220kV.
Cáp chế tạo phức tạp vì bảo đảm cách điện giữa 3 pha rất khó khăn, nhất là đối với cao áp. Ngời ta rất
ít dùng cáp một lõi vì hiện tợng Foucault làm vỏ cáp bị nóng, mà thờng dùng cáp 3 lõi. Cáp điện áp thấp
thờng có 4 lõi trong đó lõi thứ t dùng làm dây trung tính.
Việc rẽ nhánh đờng cáp thực hiện rất khó khăn và chính tại nơi rẽ nhánh thờng hay xẩy ra sự cố. Vì
vậy chỉ những đờng cáp có U 10 kV và khi cần thiết ngời ta mới rẽ nhánh. Cáp đợc bọc kín, lại chôn dới
đất, nên khi xẩy ra h hỏng, khó phát hiện chỗ chính xác xẩy ra h hỏng.

Cáp thờng đợc chôn dới đất ở độ sâu (0,7ữ1)m. Khi có nhiều đờng cáp chúng đợc đặt trong
hào hoặc hầm cáp (hình 1-15).
+ Yờu cu:
Hn ch t trg cú th h ngm v t cỏc dõy cỏp gn nhau ht mc cú th gim khi
lng cụng vic cn thi cụng.
Để bảo vệ cáp khỏi bị phá hỏng về cơ khí thì phía trên đờng đi của cáp ngời ta đặt lớp gạch,
tấm bê tông bảo vệ. Khi điện áp của cáp lớn hơn 1 kV thì phải đặt trên suốt chiều dài, khi điện áp
nhỏ hơn 1 kV thì chỉ cần đặt ở những nơi dễ đào bới. Cáp đi qua đờng ô tô, đờng sắt phải đặt
trong ống thép và chôn sâu so với mặt đờng ít nhất là 1m, đầu ống thép cách quá mép đờng về hai
phía ít nhất là 2 mét.


Trong các thành phố lớn, đờng phố đợc rải nhựa hoặc trong các xí nghiệp lớn, cáp đợc đặt
trong khối bê tông các đầu cáp nối vào giếng cáp đặc biệt, làm nh vậy để khi cần sửa chữa không
phải đào đờng lên.
Trong nhà, cáp đợc đặt trong rãnh cáp có giá đỡ hoặc không có giá đỡ hoặc đặt trong ống
thép.
Chỗ nối cáp với cáp, cáp với thanh cái hoặc động cơ, nếu không đợc bảo vệ kỹ thì dầu sẽ
chảy ra ngoài, hơi nớc và không khí lọt vào trong cáp làm hỏng cách điện. Đối với cáp có Uđm >
1 kV khi nối với nhau phải tách ba cáp ra và làm hộp đầu nối . Cáp nối với thanh cái hoặc động
cơ cũng phải dùng đầu nối.
+ Phõn loi: Ngày nay ngời ta đã chế tạo đợc rất nhiều loại cáp.

- Đối với cáp điện lực có điện áp từ 35 kV trở xuống có ruột bằng đồng hoặc nhôm cách điện
bằng giấy tẩm dầu, nhựa hoặc cao su. Bên ngoài lớp cáp điện có vỏ chì hay nhôm không có mối
hàn để tránh nhiễu ẩm.
- Đối với cáp có Udm 1 kV thì có vỏ bằng nhựa nhân tạo hoặc bằng cao su.
- Cáp (20ữ35) kV có ruột tròn, mỗi ruột có một vỏ chì riêng (hình 1-14).
- Ngoài ra còn có loại cáp chứa khí hoặc chứa dầu dùng cho cấp điện áp lớn hơn 35kV.



- Cáp có Udm 1 kV thờng đợc chế tạo thành loại một pha, ba pha, ba pha bốn lõi.
- Cáp có Udm > 1 kV thờng là loại cáp ba pha.
Nguyờn tc chung v qun lý vn hnh ng dõy trờn khụng:
- Cỏc ng dõy phi cú hnh lang an ton tiờu chun. Hnh lang an ton l khong khụng
gian gii hn bi cỏc mt phng //cỏch cỏc dõy dn biờn 1 khong l at tựy thuc vo mc in
ỏp ca mng in. Trong cỏc trng hp c bit khong cỏch t mộp ngoi dõy dn n thit
b khong c nh hn giỏ tr ti thiu l min . Cỏc giỏ tr khong cỏch an ton ca ng dõy
ph thuc vo cp in ỏp.
- Cỏc mi ni phi c thc hin ỳng k thut, m bo chc chn v tin cy, trờn mi
khong vt khong cú quỏ 1 mi ni. Khụng thc hin mi ni khong vt cú giao nhau
vi ng dõy khỏc hoc ni ng dõy i qua cỏc cụng trỡnh.
- Cỏc phng tin giao thụng cú chiu cao trờn 4,5m ch cho phộp chui qua ng dõy trờn
khụng nhng v trớ quy nh. Khong cỏch ti thiu t dõy dn cao ỏp n lũng ng ti
ni giao nhau vi ng giao thụng phi tuõn theo quy cỏch nht nh.
- Ct in nht thit phi c ỏnh s th t, s hiu tuyn dõy.i vi ng dõy 35kv tr
lờn, ngoi nhng ký hiu trờn cũn cú ký hiu v s mch v cỏc bin bỏo nguy him. Cỏc ct
bng kim loi phi c m km hoc sn chng g.
- Nu s si dõy ca 1 dõy dn b ớt hn 17% thỡ cn phi qun dõy bo dng hoc dựng ng
vỏ ộp, nu s si dõy t nhiu hn 17% thỡ phi ct i v ni li bng ng.
- ng dõy t 110kV tr lờn hi c trang b c cu xỏc nh v trớ xy ra s c.
- Trờn cỏc on dõy i qua cỏc khu vc nhim bn nng cn phi dựng s tng cng hoc

s c bit v phi cú bin phỏp lm sch nh k.
Nhng h hng thng gp i vi ng dõy trờn khụng l:
- H hng trờn cỏc dõy dn v dõy chng sột: t 1 si dõy, dõy b xon, si dõy b chỏy, cỏc
mi ni b núng quỏ mc hoc cú h quang phỏt sinh, dõy ri xung x, dõy b quỏ trựng,
vừng quỏ ln.


- Hư hỏng trên sứ và linh kiện phụ trợ: sứ bị rạn hoặc bị sứt mẻ, bề mặt sứ quá bẩn, hiện
tượng rò điện ra xà và cột, hiện tượng phóng điện trên bề mặt sứ, sứ bị nghiêng, xà bị lệch,
bulong bị lỏng...
- Hư hỏng trên cột, dây néo và móng: cột betong bị rạn nứt, bị nghiêng lệch hoặc bị sứt mẻ,
dây néo quá trùng, móng cột bị lún, bị nghiêng...
- Hư hỏng trên các thết bị chống sét: chống sét phóng điện khi không có sét, khoảng phóng
điện không phù hợp, thiếu con bài hoặc tín hiệu chỉ sự tác động của máy chống sét...
- Sự vi phạm hành lang an toàn: có sự hiện diện của các công trình, nhà cửa, thiết bị trong
hành lang an toàn của đường dây, có sự xâm lấn của cây cối, cây đổ vào tuyến dây, thiếu biển
báo, ký hiệu chỉ dẫn tại các điểm giao nhau của đường dây với các trục đường giao thông và
các công trình khác...
Câu 3: Một máy điện công suất 35 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
Tham số
Dn
Dtr
L
b
hr
Kc
Ks
n B, Tesla

giá trị

45

35

50

3,5

5

0,9

1,2

4

16000

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 ;
ha =

Dn − Dtr
45 − 35

− hr =
− 5 = 0cm
2
2

Diện tích mạch từ :

Fc = kc(L − b.n)ha= 0,9(50 − 3,5.4).0 = 0 cm2
Giá trị thực tế của cảm ứng từ :
B 16000
Ba =
=
= 13333,33 Tesla
ks
1, 2
Số vòng dây cần thiết của cuộn từ hoá :
ω=

E.108
198.108
=
= inf
222 Ba Fc 222.14166, 67.0

ứng với giá trị của Ba= 13333,33 tra bảng 7.3 xác định cường độ từ trường H=12,733A/cm
Chiều dài trung bình của đường sức :
ltb = (Dn − ha)π =(45 − 0). π= 141,372cm
Lực từ hoá :
Fµ = H.ltb= 12,733.141,372 = 1800,09 A
Dòng từ hoá của cuộn dây :

I=

Fµ

ω

=

1800,09
= 0A
inf

,

Công suất từ hoá :
S = U.I.10-3= 220.0 = 0 kVA
Tiết diện dây dẫn từ hoá bằng đồng với j = 3,5 A/mm2 là :
F=

I
0
=
=0
j 3,5

, mm2
2

Chọn tiết diện dây là Fcu= 1,5 mm