cách chọn các thiết bị điện

CHƯƠNG V
CHỌN CÁC THIẾT BỊ ĐIỆN TRONG NHÀ MÁY ĐIỆN
VÀ TRẠM BIẾN ÁP
5.1- XÁC ĐỊNH DÒNG ĐIỆN LÀM VIỆC TÍNH TOÁN
5.1.1- Các tình trạng làm việc của thiết bị điện (TBĐ)
Các thiết bị điện có thể có hai tình trạng làm việc cơ bản:
Tình trạng làm việc bình thường
Tình trạng làm việc cưỡng bức
Tương ứng với hai tình trạng này, dòng điện chạy qua TBĐ là dòng điện
làm việc bình thường (Ibt) và dòng điện cưỡng bức (Icb)


5.1-- XÁC ĐỊNH DÒNG ĐIỆN LÀM VIỆC TÍNH TOÁN (2)
5.1
5.1.2- Xác định dòng điện làm việc tính toán
toán::
1- Máy phát điện và máy bù đồng bộ:
bộ:
- Dòng điện làm việc bình thường: Ibt = IdmF =

SdmF
3Udm

- Dòng điện làm việc cưỡng bức: Icb = 1,05 . IdmF

1,05 .SdmF
=
3Udm

F

2- Máy biến áp điện lực
lực::
a) Máy biến áp nối bộ với máy phát
phát::
- Dòng điện làm việc bình thường:
- Dòng điện làm việc cưỡng bức:

Ibt = IđmF

B1

IcbH = 1,05.IđmF

(cho phép quá tải 5% về dòng điện)
F1


5.1-- XÁC ĐỊNH DÒNG ĐIỆN LÀM VIỆC TÍNH TOÁN (3)
5.1
2- Máy biến áp điện lực :
b) Trạm có một máy biến áp :
- Dòng điện làm việc bình thường :

Ibt =

Spt max

B1

3.Udm

c) Trạm có hai máy biến áp làm việc song song
song::
- Dòng điện làm việc bình thường:

Ibt =

Sptmax

Spt max
2. 3.Udm

- Dòng điện làm việc cưỡng bức của máy biến áp
xác định ứng với lúc một máy biến áp bị sự cố

Icb =

k qtsc .SdmBA

B2

B1

3.Udm
Sptmax


5.1-- XÁC ĐỊNH DÒNG ĐIỆN LÀM VIỆC TÍNH TOÁN (4)
5.1
3- Đường dây

dây::
a) Đường dây đơn:
- Dòng điện làm việc bình thường bằng dòng phụ tải cực đại: Ibt = Iptmax

b) Đối với đường dây kép:
- Dòng điện làm việc bình thường:

Ibt = Iptmax/2
- Dòng điện làm việc cưỡng bức:

Icb = Iptmax

Sptmax


5.1- XÁC ĐỊNH DÒNG ĐIỆN LÀM VIỆC TÍNH TOÁN (5)
4- Thanh góp
góp::

TG UT

TG Uc

Tuỳ thuộc vào sơ đồ và công suất
truyền tải
Có thể tính gần đúng:
-Thanh

B1

B3

B2

góp cấp UF :
TG UF

Ibt bằng dòng điện định mức của MFĐ
hoặc MBA có công suất lớn nhất nối
vào thanh góp
Icb tính theo công suất cực đại truyền
qua MBA, hoặc Icb của MFĐ
-TG

B4

F1

F2

F3

F4

cấp Uc và UT: tính theo dòng của MBA có công suất lớn nhất nối vào TG

F5


5.2-- DẠNG NGẮN MẠCH VÀ ĐIỂM NGẮN MẠCH TÍNH TOÁN

5.2
1) Dạng ngắn mạch tính toán
Khi chọn khí cụ điện và các phần có dòng điện chạy qua, cần phải biết
dòng điện ngắn mạch lớn nhất chạy qua nó để kiểm tra khả năng làm
việc và ổn định nhiệt, ổn định động cho các thiết bị đã chọn
Để xác định dòng điện làm việc tính toán chọn ngắn mạch ba pha đối
xứng N(3) làm dạng ngắn mạch tính toán
2) Điểm ngắn mạch tính toán
Điểm ngắn mạch tính toán là điểm mà khi ngắn mạch tại đó thì dòng
điện ngắn mạch chạy qua KCĐ và thanh dẫn cần chọn là lớn nhất


5.2-- DẠNG NGẮN MẠCH VÀ ĐIỂM NGẮN MẠCH TÍNH TOÁN
5.2
2) Điểm ngắn mạch tính toán
toán::
Chọn khí cụ điện các
mạch phía cao áp

N1

Điểm ngắn mạch N1
Sơ dồ tính tóan: Tất cả
các máy phát, MBA và hệ
thống đang làm việc

N2

N1

B2

Chọn khí cụ điện và dây
dẫn các mạch phía trung áp

N3

B1

N4

Điểm ngắn mạch N2
Sơ đồ tính tóan: tất cả các N8
máy phát, máy biến áp và hệ
thống đang vận hành

B3

N7

B4

N5'
N5

N6'
N7

N6

N9


5.2- DẠNG NGẮN MẠCH VÀ ĐIỂM NGẮN MẠCH TÍNH TOÁN
2) Điểm ngắn mạch tính toán:
toán:
Chọn các khí cụ điện
mạch hạ áp máy biến áp
liên lạc B2 (B3)
Điểm ngắn mạch N3
Sơ đồ tính tóan: tất cả các
máy phát, máy biến áp và
hệ thống đang vận hành,
các MC cao áp và trung áp
của B2 cắt
Chọn các khí cụ điện
mạch phân đoạn

B2

B3
N3

B1

B4

N4

F1

F2

F3

F4

F5

Điểm ngắn mạch N4
Sơ đồ tính tóan: máy biến áp B2 và máy phát F2 nghỉ, các máy phát còn lại và
hệ thống làm việc bình thường


5.2- DẠNG NGẮN MẠCH VÀ ĐIỂM NGẮN MẠCH TÍNH TOÁN
2) Điểm ngắn mạch tính toán
toán::
Chọn khí cụ điện và thanh
dẫn mạch máy phát

Điểm N5, N5’, N6, N6’
Sơ đồ tính tóan NM
Điểm N5: Máy phát F2 nghỉ,
các máy phát còn lại và hệ
thống làm việc bình thường
Điểm N5’: chỉ có nguồn là máy
phát F2
Điểm N6: Máy phát F3 nghỉ,
các máy phát còn lại và hệ
thống làm việc bình thường

Điểm N6’: chỉ có máy phát F3

B2

B3

B1

B4

F1

F2

F3

Dòng ngắn mạch tính toán:
Nếu các máy phát F2, F3 có cùng loại thì: INtt = max(IN5, IN5', IN6)
Nếu F2, F3 khác loại:

INtt1 = max(IN5, IN5’), INtt2 = max(IN6, IN6’),

F4

F5


5.2- DẠNG NGẮN MẠCH VÀ ĐIỂM NGẮN MẠCH TÍNH TOÁN
2) Điểm ngắn mạch tính toán
toán::

Chọn khí cụ điện mạch tự
dùng
Điểm ngắn mạch: N7, N7’
Sơ đồ tính toán: tất cả các
máy phát và hệ thống làm
việc bình thường.

B2

B3

B1

B4

Chọn khí cụ điện mạch tự
dùng các bộ
Điểm ngắn mạch: N8, N9
Sơ đồ tính toán: tất cả các
máy phát và hệ thống làm
việc bình thường.

N5’
N5
F1

F2

F3

IN3 = IN4 + IN5’ ; IN7 = IN5 + IN5‘
IN7' = IN6 + IN6'

F4

F5


5.2- DẠNG NGẮN MẠCH VÀ ĐIỂM NGẮN MẠCH TÍNH TOÁN
2) Điểm ngắn mạch tính toán
toán::

Hình 55 -7
IN3 = IN4 + IN5’ ; IN7 = IN5 + IN5‘
IN7' = IN6 + IN6'


5.3 CHỌN MÁY CẮT ĐIỆN (MCĐ)
1) Khái niệm về MCĐ
Máy cắt điện là một thiết bị điện cao áp (>1000V) dùng để đóng cắt các
mạch điện cao áp lúc không tải, có tải, cũng như khi ngắn mạch

2) Phân loại máy cắt
cắt::
1. Máy cắt điện nhiều dầu

5. Máy cắt điện khí SF6

2. Máy cắt điện ít dầu

6. Máy cắt điện điện từ

3. Máy cắt điện tự sinh khí

7. Máy cắt điện chân không

4. Máy cắt điện không khí

8. Máy cắt phụ tải

3) Các thông số của máy cắt điện
điện::
1. Điện áp định mức

5. Dòng điện ổn đinh động định mức

2.Dòng điện định mức

6. Xung nhiệt định mức

3. Dòng điện cắt định mức
4. Dòng điện đóng định mức


5.3 CHỌN MÁY CẮT ĐIỆN (t.t.)
3) Chọn máy cắt điện
điện::
•
•
•

•
•

Loại máy cắt, vị trí đặt trong nhà, ngoài trời…
Điện áp định mức: Uđm MC ≥ Umạng
Dòng điện định mức: Iđm MC ≥ Icb
Dòng điện cắt định mức: Icđm ≥ I”
Công suất cắt định mức: Scđm ≥ S”

Kiểm tra:
tra:
• Ổn định động: IđđmMC ≥ Ixk hay iđđmMC ≥ ixk
• Ổn định nhiệt: BNđmMC ≥ BN
( Nếu Iđm ≥ 1000A không cần kiểm tra ổn định nhiệt)

4) Ví dụ


5.4 CHỌN DAO CÁCH LY (DCL)
1) Khái niệm về DCL
Dao cách ly là một thiết bị điện cao áp dùng để đóng cắt các mạch điện cao
áp lúc không có dòng điện hay cho phép đóng cắt dòng điện nhỏ được quy
định trong lý lịch của DCL
Nhiệm vụ chủ yếu là tạo khoảng cách không khí an toàn trông thấy được
để đảm bảo an toàn cho nhân viên sửa chữa các thiết bị điện

2) Chọn dao cách ly
• Loại dao cách ly, chiều quay, vị trí đặt trong nhà, ngoài trời…
• Điện áp định mức: Uđm CL ≥ Umạng
• Dòng điện định mức: Iđm CL ≥ Icb

Kiểm tra:
tra:
• Ổn định động: IđđmCL ≥ Ixk hay iđđmCL ≥ ixk
• Ổn định nhiệt: BNđmCL ≥ BN
( Nếu Iđm ≥ 1000A không cần kiểm tra ổn định nhiệt)


5.5 CHỌN KHÁNG ĐIỆN
5.5.1. Khái niệm và phân loại
loại::
1.Khái niệm:
Kháng điện thực chất là một cuộn dây điện cảm không có lõi thép, có điện
kháng rất lớn so với điện trở

2.Công dụng:
Hạn chế dòng điện ngắn mạch trong các mạch công suất lớn nhằm
chọn được khí cụ điện hạng nhẹ (MCĐ hợp bộ)
Hạn chế dòng điện khởi động của động cơ
Kháng điện đường dây còn có tác dụng nâng cao điện áp dư trên
thanh góp khi ngắn mạch trên đường dây

3.Phân loại:
Theo vị trí đặt: Kháng điện phân đoạn và kháng điện đường dây
Theo cấu tạo: Kháng điện đơn, kháng điện kép, kháng điện nhóm


5.5 CHỌN KHÁNG ĐIỆN (t.t)
5.5.2. Tổn thất điện áp trên kháng
kháng::

P1
cosϕ

∼

1. Kháng điện đơn:
- Tổn thất điện áp qua kháng:

∆ U pK = U p1 − U p 2 = oa − ob = bd ≈ bc
⇒ ∆U pK = ab .sin ϕ = I.X K .Sin ϕ

⇒ ∆U dK =
∆U K % =

3 I X KSin ϕ

∆U dK
.100 =
U dm

3.I.X K .Sin ϕ
.100
U dm

Up!
Up2


5.5 CHỌN KHÁNG ĐIỆN (t.t)
5.5.2. Tổn thất điện áp trên kháng

kháng::
2. Kháng điện kép :
Hệ số ngẫu hợp từ K = M/ L
Trong đơn vị tương đối với lượng cơ bản là định mức của một nhánh :

3 I dm .X L
XL = U dm
*

Điện kháng hổ cảm :

X =
*
M

3.I âm .X M
U âm

( Iđm là dòng định mức của một nhánh)

Dòng điện trong hai nhánh bằng nhau và ngược chiều :
∆U1 = (XL - XM ) I = XLI (1 - XM/XL)
∆U1 = (1 - K) XL I

0
2I
I

I

Điện kháng của một nhánh
Điện kháng tương đương

*

Xnh = (1 - K) XL
XK1 = 0,5 (1 - K) XL
1

*

M

2


Dòng trong 2 nhánh bằng nhau và cùng chiều :

0

∆U2 = 2 (XL + XM ) I = 2 XLI (1 + XM/XL)
∆U1 = 2 (1+K) XL I
Điện kháng tương đương

I

I
*

XK2 = 2 (1 + K) XL

1

*

M

2

Dòng điện chỉ chạy trong một nhánh :
0

∆U3 = XL I
Điện kháng tương đương
(giống kháng điện đơn)

I
I

XK3 = XL

*

a
M

1

Quá điện áp do xuất hiện : EM = XM I
Ea = U0 + EM

Khi ngắn mạch sau nhánh số 1 : U0 = IN.XL
→
Ua = (1 + k) XL IN

2

0
0

(1+ K)XL

Sơ đồ thay thế

*

1

- KXL
(1+ K)XL
2


5.5 CHỌN KHÁNG ĐIỆN (t.t)
5.5.5. Các phương pháp đặt kháng điện :
Tuỳ theo điều kiện thực tế của
công trình có các phương án lắp
đặt kháng điện như sau:
a.

A

a
b/
a/

B

A

C

B

Phương pháp đặt chồng.

b.

Phương pháp đặt kề.

c.

Phương pháp đặt nằm ngang
a

5.5.6. Chọn kháng điện
điện::
A

a.

Chọn kháng điện phân đoạn

b.

Chọn kháng điện đường dây

C

B

c/

Hình 5-9

C


5.5 CHỌN CUỘN DẬP HỒ QUANG


5.7-- MÁY BIẾN ĐIỆN ÁP (BU, TU)
5.7
5.7.1. Khái niệm và công dụng
dụng::
1.

Khái niệm :
Máy biến điện áp là một máy biến áp dùng để biến đổi điện áp từ trị số bất kỳ
thành một trị số thích hợp (UđmT = 100 V hay 100/√3V) để cung cấp cho các
dụng cụ đo lường, bảo vệ rơ le và tự động hoá
Nguyên tắc làm việc của BU giống máy biến áp thường nhưng công suất

định mức thường rất nhỏ (20 – 200 VA)

2.

Công dụng :
Bảo đảm an toàn cho người phục vụ vì các dụng cụ và thiết bị nối vào phía
thứ cấp được cách ly hoàn toàn với điện áp cao áp.
Cuộn dây thứ cấp luôn luôn nối đất an toàn để đề phòng khi cách điện giữa
cao áp và hạ áp bị chọc thủng sẽ gây nguy hiểm cho người vận hành và
dụng cụ ở mạch thứ cấp.
Các dụng cụ đo lường, bảo vệ rơ le và tự động hoá được cung cấp từ thứ
cấp của BU nên các thiết bị này đều được chế tạo với điện áp thấp.


5.7-- MÁY BIẾN ĐIỆN ÁP (BU, TU)
5.7
5.7.2. Sơ đồ nối dây của máy biến điện áp:
áp:
1.

Dùng hai BU một pha nối theo sơ đồ V/V( sơ đồ V/V )
Ưu điểm
Do hai BU hoàn toàn giống nhau nên dễ phân bố đều phụ tải làm tăng
độ chính xác, lắp ráp đơn giản.
Dễ dàng xác định được phụ tải và sai số của BU.

Nhược điểm
Khi mắc dụng cụ vào UAC sai số sẽ tăng lên.

5.7-- MÁY BIẾN ĐIỆN ÁP (BU, TU)
5.7
5.7.2. Sơ đồ nối dây của máy biến điện áp:
áp:
2.

Dùng ba BU một pha nối theo sơ đồ Y0 / Y0 /∠

Dùng 3 BU một pha có
U1=Ufa, U2đm=(100/√3)V nối
dây như hình 5-11.
Sơ đồ nầy cho phép đo
được điện áp dây, điện áp pha
và điện áp thứ tự không.

Hình 5-11
Cuộn dây thứ cấp chính nối Y0 để cung cấp cho đồng hồ đo lường và thiết bị
BVRL, cuộn dây thư cấp phụ nối ∠ để cung cấp cho RL báo tín hiệu chạm đất một
pha.


5.7.2. Sơ đồ nối dây của máy biến điện áp:
áp:
3.

Dùng BU ba pha nối theo sơ đồ Y0 / Y0 /∠

Ngoài ra còn sử dụng máy biến điện áp 3 pha
nối theo sơ đồ Y0 / Y0 /∠ như hình 5-12.

Y
Y

∆

Hình 5-12

5.7.3. Chọn máy biến điện áp:
áp:


CHƯƠNG V
CHỌN CÁC THIẾT BỊ ĐIỆN TRONG NHÀ MÁY ĐIỆN
VÀ TRẠM BIẾN ÁP
5.8- MÁY BIẾN DÒNG ĐIỆN (BI, TI)
5.8.1. Khái niệm và công dụng
1.

Khái niệm
Máy biến dòng điện là một máy biến áp dùng để biến đổi dòng điện
từ trị số bất kỳ thành một trị số thích hợp (IđmT = 5A) để cung cấp cho
các dụng cụ đo lường, bảo vệ rơ le và tự động hoá.

2.

Công dụng
Nhờ có BI mà sơ cấp và thứ cấp tách rời đảm bảo an toàn cho người
vận hành.
Dòng thứ cấp BI nhỏ (5A) nên các đồng hồ đo lường và thiết bị
BVRL được chế tạo với Iđm=5A do đó giá thành hạ, đơn giản và độ

chính xác cao.