Chương 11: Máy ngắt điện cao áp

Chia sẻ: Nguyen Huu Thoai | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:0

Thêm vào BST

Báo xấu

467
lượt xem 153
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Máy ngắt điện cao áp dùng để đóng, cắt mạch khi có dòng phụ tải và cả khi có dòng ngắn mạch. Máy ngắt cao áp là cơ cấu đóng mở cơ khí có khả năng đóng, dẫn liên tục và cắt dòng điện trong điều kiện bình thường và cả trong thời gian giới hạn khi xảy ra điều kiện bất thường trong mạch

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Chương 11: Máy ngắt điện cao áp

Chæång 11. MAÏY NGÀÕT ÂIÃÛN CAO AÏP 11.1. CHÆÏC NÀNG- PHÁN LOAÛI- CAÏCH LÆÛA CHOÜN VAÌ CÁÚU TRUÏC MAÏY NGÀÕT 1. Chæïc nàng Maïy ngàõt âiãûn cao aïp duìng âãø âoïng, càõt maûch khi coï doìng phuû taíi vaì caí khi coï doìng ngàõn maûch. Maïy ngàõt cao aïp laì cå cáúu âoïng måí cå khê coï khaí nàng âoïng, dáùn liãn tuûc vaì càõt doìng âiãûn trong âiãöu kiãûn bçnh thæåìng vaì caí trong thåìi gian giåïi haûn khi xaíy ra âiãöu kiãûn báút thæåìng trong maûch (vê duû nhæ ngàõn maûch). Maïy ngàõt âæåüc sæí duûng âãø âoïng måí âæåìng dáy trãn khäng, caïc nhaïnh caïp, maïy biãún aïp, cuäün khaïng âiãûn vaì tuû âiãûn. Chuïng cuîng âæåüc sæí duûng cho thanh goïp, sao cho âiãûn nàng coï thãø âæåüc truyãön tæì mäüt thanh goïp naìy sang mäüt thanh goïp khaïc. Maïy ngàõt âæåüc thiãút kãú âàûc biãût duìng cho caïc nhiãûm vuû âàûc biãût nhæ âæåìng sàõt, åí âoï sæí duûng 2 læåïi 16 Hz, phaíi dáûp tàõt häö quang daìi hån (daìi hån næía soïng). 3 Maïy ngàõt âæåüc sæí duûng cho loì nung chaíy coï hoaût âäüng thæåìng xuyãn thç yãu cáöu læûc taïc âäüng nhoí hån vaì dung læåüng càõt tháúp hån. Do váûy chuïng êt chëu maìi moìn, màûc duì chãú âäü âoïng måí cao vaì khoaíng thåìi gian laìm viãûc daìi. Yãu cáöu våïi chuïng phaíi càõt nhanh, khi âoïng/càõt khäng gáy näø hoàûc chaïy, kêch thæåïc goün nheû, giaï thaình haû. Trong maïy ngàõt cao aïp váún âãö dáûp tàõt häö quang khi càõt ngàõn maûch ráút quan troüng. Do váûy thæåìng càn cæï phæång phaïp dáûp häö quang âãø phán loaûi maïy ngàõt. Ngàõt doìng âiãûn ngàõn maûch laì chãú âäü laìm viãûc nàûng nháút vaì cå baín. Song quïa âiãûn aïp sinh ra khi ngàõt doìng âiãûn beï cuía maïy biãún aïp khäng taíi, ngàõt doìng âiãûn dung cuía âæåìng dáy daìi vaì nhiãöu træåìng håüp khaïc cuîng laì âiãöu kiãûn laìm viãûc nàûng nãö cho caí hãû thäúng ngàõt. Trong nhiãöu træåìng håüp âaûi læåüng quaï âiãûn aïp âæåüc xaïc âënh bàòng sæû âàûc biãût cuía kãút cáúu maïy ngàõt, cho nãn caïc yãu cáöu âäúi våïi maïy ngàõt cao aïp hiãûn âaûi khäng giäúng nhæ âäúi våïi mäüt maïy caïch li doìng âiãûn âån giaín maì phaíi yãu cáöu nhæ thiãút bë ngàõt maûch coï doìng âiãûn khäng laìm nguy haûi cho hãû thäúng vaì âaím baío an toaìn chàõc chàõn. Chãú taûo maïy ngàõt nãúu chè coï taïc duûng âãø ngàõt doìng âiãûn phuû taíi thç âån giaín hån. Theo nguyãn tàõc hãû thäúng dáùn âiãûn cuía maïy ngàõt näúi tiãúp våïi maûch âiãûn cuía caïc thiãút bë âiãûn cao aïp. Khi âoï caïc bäü pháûn kãút cáúu cå baín cuía maïy ngàõt cáön phaíi chäúng sæû taïc âäüng nhiãût, âiãûn tæì trong khi laìm viãûc bçnh thæåìng cuîng nhæ khi ngàõn maûch phaíi chäúng træåìng ténh âiãûn taïc âäüng vaìo caïch âiãûûn luïc âiãûn aïp âënh mæïc vaì caí trong luïc quaï âiãûn aïp. Trong quaï trçnh laìm viãûc cuía maïy ngàõt coìn coï nhæîng hiãûn tæåüng sinh ra thãm nhiãöu phuû taíi nhiãût, cå vaì âiãûn taïc âäüng vaìo tæìng bäü pháûn riãng cuía kãút cáúu maïy ngàõt (sæû chaïy cuía häö quang âiãûn khi ngàõt, sæû tàng aïp suáút cuía cháút khê vaì cháút loíng trong khäng gian cäng taïc, caïc bäü pháûn cå chuyãøn âäüng våïi gia täúc låïn vaì nhiãöu nhæîng hiãûn tæåüng khaïc). Trong træåìng håüp caïc dæû træî kãút cáúu cuía maïy ngàõt qui âënh khäng tæång æïng våïi âiãöu kiãûn cho træåïc thç mäùi yãúu täú âaî kãø coï thãø laì nguyãn nhán sinh hæ hoíng tæìng bäü pháûn hay toaìn bäü caïc pháön cuía maïy ngàõt, dáùn tåïi phaï hoíng sæû laìm viãûc bçnh thæåìng cuía mäüt khu væûc trong hãû thäúng âiãûn, nghéa laì dáùn tåïi sæû cäú. Maïy ngàõt phaíi tæû âäüng haûn chãú sæû cäú trong hãû thäúng, nãn caïc bäü pháûn kãút cáúu cuía noï phaíi tuyãût âäúi äøn âënh âäúi våïi taïc âäüng nhiãût vaì læûc âiãûn âäüng, cuîng nhæ âäúi våïi taïc âäüng cuía âiãûn aïp åí moüi giaï trë. a) Yãu cáöu chung âäúi våïi maïy ngàõt a.1) Sæû tæång æïng cuía caïc âàûc tênh maïy ngàõt âäúi våïi nhæîng qui âënh cho træåïc cuía noï. a.2) Táút caí caïc bäü pháûn kãút cáúu cuía maïy ngàõt trong thåìi gian váûn haình phaíi laìm viãûc. Caïc yãu cáöu chung âäúi våïi maïy ngàõt cao aïp âæåüc nãu trong caïc tiãu chuáøn ké thuáût khaïc nhau (nhæ tiãu chuáøn Liãn Xä cuî ΓOCT 687-41 hay caïc tiãu chuáøn quäúc tãú :IEC, DIN VDE, ANSI). b) Caïc yãu cáöu âàûc biãût khaïc 123
Ngoaìi nhæîng yãu cáöu chung, trong caïc træåìng håüp riãng cuîng coï nhæîng yãu cáöu âàûc biãût âäúi våïi maïy ngàõt, phuû thuäüc vaìo âiãöu kiãûn riãng maì maïy ngàõt laìm viãûc, nhæ: b.1) Khaí nàng laìm viãûc åí vuìng áøm æåït, nhiãöu buûi bàûm vaì coï cháút näø. b.2) Khaí nàng laìm viãûc åí vuìng ráút cao hån màût biãøn. b.3) Khaí nàng laìm viãûc åí caïc thiãút bë di âäüng (âáöu maïy xe læía âiãûn, taìu thuíy,...). b.4) Thêch håüp våïi âiãöu kiãûn laìm viãûc åí nhiãût âäü ráút tháúp. Do nàng læåüng ngaìy caìng phaït triãøn, vaì aïp duûng caïc phæång phaïp hoaìn chènh trong váûn haình hãû thäúng âiãûn nãn maïy ngàõt laì mäüt trong nhæîng bäü pháûn quan troüng nháút cuía hãû thäúng yãu cáöu náng cao caïc chè tiãu ké thuáût váûn haình nhæ: tàng doìng âiãûn âënh mæïc, tàng cäng suáút ngàõt, náng cao taïc âäüng nhanh, taïc âäüng nhanh nhiãöu láön cuía AΠB (âoïng làûp laûi tæû âäüng), tàng âäü chäúng àn moìn cuía caïc bäü pháûn cå vaì cuía caïch âiãûn; váûn chuyãøn, làõp raïp, váûn haình thuáûn tiãûn, an toaìn vãö näø vaì hoía hoaûn,... Trong khi thiãút kãú maïy ngàõt hiãûn âaûi cáön âàûc biãût læu yï âãún váún âãö náng cao caïc chè tiãu kinh tãú ké thuáût, troüng læåüng êt nháút trong mäüt âån vë cäng suáút ngàõt. Kãút cáúu cuía maïy ngàõt cáön phaíi âån giaín, væîng chàõc, caïc chi tiãút vaì caïc mäúi kãút cáúu trong táút caí caïc loaûi maïy ngàõt phaíi thäúng nháút vaì cáön phaíi aïp duûng caïc phæång phaïp gia cäng tiãn tiãún. Trong chãú taûo sæí duûng räüng raîi caïc nguyãn liãûu coï tênh cå, tênh âiãûn, tênh nhiãût cao vaì kinh tãú nháút (caïc nguyãn liãûu tiãúp âiãøm âàûc biãût, âäö gäúm coï âäü bãön cao,...). 2. Phán loaûi a) Maïy ngàõt nhiãöu dáöu Dáöu væìa laì cháút caïch âiãûn âäöng thåìi sinh khê âãø dáûp tàõt häö quang. b) Maïy ngàõt êt dáöu Læåüng dáöu êt chè âuí sinh khê dáûp tàõt häö quang coìn caïch âiãûn laì cháút ràõn. c) Maïy ngàõt khäng khê Duìng khê neïn âãø dáûp tàõt häö quang. d) Maïy ngàõt tæû sinh khê Duìng váût liãûu caïch âiãûn coï khaí nàng tæû sinh khê dæåïi taïc duûng cuía nhiãût âäü cao cuía häö quang. Khê tæû sinh ra coï aïp suáút cao dáûp tàõt häö quang. e) Maïy ngàõt âiãûn tæì Häö quang âæåüc dáûp trong khe heûp laìm bàòng váût liãûu ràõn chëu âæåüc häö quang, læûc âiãûn tæì âáøy häö quang vaìo khe. f) Maïy ngàõt chán khäng Häö quang âæåüc dáûp trong mäi træåìng chán khäng. g) Maïy ngàõt SF6 Duìng khê SF6 âãø dáûp häö quang. 3. Caïc thäng säú chênh cuía maïy ngàõt + Uâm laì âiãûn aïp dáy låïn nháút maì maïy ngàõt coï thãø laìm viãûc bçnh thæåìng tin cáûy trong thåìi gian daìi. Uâm xaïc kêch thæåïc låïn nhoí cuía maïy ngàõt, coï caïc cáúp sau: 3, 6, 10, 15, 20, 35, 110, 220, 330, 500, 750kV. Bäü pháûn mang âiãûn chëu âæåüc caïc cáúp doìng âiãûn: 32, 63, 100, 200,..., 25000A. + Iâm laì doìng chaûy láu daìi qua maïy ngàõt maì khäng laìm quaï nhiãût vaì khäng gáy hæ hoíng, (liãn quan kêch thæåïc caïc chi tiãút trong maïy ngàõt). + Iââm laì doìng äøn âënh âäüng âënh mæïc. + Inhâm laì doìng äøn âënh nhiãût tæång æïng thåìi gian äøn âënh âënh mæïc tnh . 124
+ Icâm laì doìng càõt âënh mæïc chênh laì doìng ngàõn maûch ba pha hiãûu duûng toaìn pháön låïn nháút maïy ngàõt coï thãø càõt âæåüc maì khäng gáy hæ haûi gç cho maïy ngàõt. Icâm xaïc âënh tæì thæûc nghiãûm. Vç maïy ngàõt phaíi càõt mäüt säú láön liãn tuûc nãn thê nghiãûm âoìi hoíi phaíi càõt âæåüc doìng càõt âënh mæïc theo chu trçnh sau: C - 180 - ÂC - 180 - ÂC (theo tiãu chuáøn Liãn Xä cuî). C-0,3-ÂC - 60 - ÂC (theo tiãu chuáøn IEC våïi maïy ngàõt SF6). Våïi loaûi maïy ngàõt 550MHMe-1P/S laì loaûi siãu cao aïp duìng âãø näúi âáút tuû buì âæåìng dáy 500kV coï chu trçnh thao taïc âàûc biãût: C- 0,15 - Â- 4- C- 15 - ÂC. Âãø xaïc âënh Icâm theo quy âënh coï: * C: kê hiãûu maïy ngàõt taïc âäüng càõt khi tên hiãûu tåïi tæì caïc råle. *ÂC: thao taïc âoïng maïy ngàõt luïc ngàõn maûch vaì sau âoï laûi càõt ra. *Â: thao taïc âoïng maïy ngàõt. * 180, 0,15, 60,...:laì khoaíng thåìi gian giæîa hai láön thao taïc liãn tuûc tênh bàòng giáy (s). Cäng suáút càõt âënh mæïc Scâm= 3 Uâm.Icgh + Icgh: doìng càõt låïn nháút cho pheïp khi U
+ Theo âiãûn aïp âënh mæïc. + Theo doìng âiãûn âënh mæïc. + Theo cäng suáút ngàõt âënh mæïc. + Theo quan hãû vãö kãút cáúu cuía bäü pháûn truyãön âäüng cå khê cuía maïy ngàõt våïi truyãön âäüng. + Theo thang taïc âäüng nhanh. + Theo sæû tiãûn låüi cho AΠB tæïc thåìi. ÅÍ baíng 11.1 giåïi thiãûu sæû phán loaûi maïy ngàõt theo loaûi mäi træåìng dáûp häö quang vaì theo caïch dáûp häö quang. Baíng 11.2 giåïi thiãûu caïc âàûc âiãøm æu vaì khuyãút cuía caïc kiãøu maïy ngàõt åí mäüt säú caïc thang âiãûn aïp khaïc nhau. Theo âiãûn aïp âënh mæïc ngàõt coï thãø chia ra laìm hai nhoïm chênh. - Maïy ngàõt âiãûn aïp 35kV vaì cao hån laì maïy ngàõt traûm biãún aïp. - Maïy ngàõt âiãûn aïp 20kV vaì tháúp hån laì maïy ngàõt maïy phaït. Maïy ngàõt traûm biãún aïp laì nhoïm låïn, thæåìng doìng âiãûn âënh mæïc tåïi hån 2000A. Våïi loaûi naìy yãu cáöu khaí nàng ngàõt ráút cao (tåïiï hån 20.000 MVA) taïc âäüng nhanh, tiãûn låüi âäúi våïi AΠB tæïc thåìi vaì nhiãöu âàûc tênh khaïc. Maïy ngàõt traûm biãún aïp sæí duûng æu viãût caïc loaûi maïy ngàõt sau: + Maïy ngàõt khäng khê (maïy ngàõt khäng khê truû). + Maïy ngàõt êt dáöu. + Maïy ngàõt nhiãöu dáöu. Hiãûn nay phäø biãún maïy ngàõt kiãøu måïi SF6, khê elegas (SF6) coï khaí nàng dáûp häö quang ráút cao, âæåüc sæí duûng laìm mäi træåìng dáûp häö quang. Kiãøu maïy ngàõt naìy coï nhæîng âàûc tênh ké thuáût váûn haình vaì kinh tãú ké thuáût cao. Tæì âoï so saïnh caïc tham säú åí baíng 11.1, 11.2, vaì theo taìi liãûu hiãûn coï âi âãún kãút luáûn maïy ngàõt khäng khê æu viãût hån caïc maïy ngàõt khaïc, âàûc biãût âäúi våïi maïy ngàõt coï âiãûn aïp âënh mæïc 110kV vaì cao hån. ÅÍ caïc traûm sæû cáön thiãút âãø coï khê neïn cho maïy ngàõt khäng khê laìm viãûc khäng nãn cho ràòng âoï laì nhæåüc âiãøm, vç trong caïc traûm phán phäúi âiãûn cao aïp hiãûn âaûi hãû thäúng caïc maïy ngàõt, caïc cáöu dao âiãöu khiãøn bàòng håi laì håüp liï nháút, hoaìn chènh vaì thuáûn tiãûn nháút cho viãûc tæû âäüng hoïa. Tuy thãú, âoìi hoíi gia cäng chênh xaïc, nãn giaï thaình maïy ngàõt khäng khê cao hån maïy ngàõt êt dáöu khi cuìng mäüt chè tiãu troüng læåüng. ÆÏng duûng maïy ngàõt êt dáöu vãö màût ké thuáût vaì kinh tãú cho nhæîng nåi keïm quan troüng hån cuía hãû thäúng âiãûn, åí âáy caïc yãu cáöu vãö trë säú cäng suáút ngàõt, nhæîng âàûc tênh váûn haình khaïc (taïc âäüng ráút nhanh, AΠB tæïc thåìi, nhiãöu láön, ngàõt mäüt caïch tin cáûy doìng âiãûn âiãûn dung nhoí, khaí nàng thæåìng xuyãn kiãøm tra vaì thay âäøi hãû thäúng tiãúp xuïc,...) coï thãø êt hån. Baíng 11.1: Phán loaûi maïy ngàõt theo mäi træåìng dáûp vaì caïch dáûp häö quang Caïc tham säú âënh hæåïng Loaûi mäi Caïch dáûp häö Kiãøu thiãút bë Kiãøu maïy Âiãûn aïp Doìng âiãûn Cäng suáút træåìng dáûp quang dáûp häö quang ngàõt âënh mæïc âënh mæïc ngàõt âënh häö quang. [kV] [A] mæïc [MVA] Dáûp häö Tiãúp xuïc âæït Bçnh dáöu 10 1500 50 quang åí quaîng âån trong dáöu giaín trong dáöu Laìm laûnh buäöng coï bäü Bçnh dáöu caí 35 2000 1000 raïo riãút thán pháûn thäøi doüc buäöng dáûp 110 2000 5200 126
häö quang hay ngang häö quang 330 2000 25000 Dáöu trong buäöng trong dáöu. cuía saín êt dáöu 10 1500 300 pháøm taûo 35 1500 1000 thaình khê 110 2000 2500 taïch råìi tæì 330 2000 10000 dáöu (häùn bæïc phãn dáûp êt dáöu kiãøu 15 6000 2500 håüp khê håi) häö quang cháûu (20) Laìm laûnh buäöng coï bäü êt næåïc 15 600 300 Cháút loíng raïo riãút thãm pháûn thäøi khäng chaïy häö quang trong næåïc (næåïc) trong luäöng bæïc phãn dáûp næåïc kiãøu 15 2000 1500 håi næåïc häö quang cháûu Cháút ràõn Laìm laûnh Buäöng coï bäü Tæû âäüng khê 10 600 300 sinh ra khê raïo riãút thán pháûn thäøi doüc häö quang hay ngang trong luäöng cuía saín pháøm taûo thaình khi taïch ra tæì cháút ràõn sinh ra khê. Khäng khê Laìm laûnh Khäng khê 10 2000 3000 neïn raïo riãút thán (khäng khê 35 2000 1500 häö quang Buäöng thäøi truûc) 110 2000 5000 trong luäöng khäng khê doüc 400 2000 25000 khäng khê hay ngang Tæû âäüng 10 400 2550 neïn âiãöu khiãøn bàòng håi Buäöng thäøi Khäng khê 15 12000 4000 doüc coï shun coï shun bàòng âiãûn tråí bàòng âiãûn nhoí. tråí tháúp . Khäng khê Chuyãøn dëch Buäöng kiãøu Khäng khê 15 4000 7500 vaì màût bàòng tæì khe våïi hãû âiãûn tæì våïi phàóng laìm træåìng thäúng tæì buäöng coï laûnh cuía caïc ngang vaì træåìng thäøi. khe. thaình buäöng laìm laûnh thãm häö quang trong khe heûp cuía buäöng. Khäng khê Chia thán häö Buäöng våïi sæû Khäng khê 15 2000 1000 vaì màût quang ra laìm laûnh bàòng âiãûn tæì våïi phàóng laìm nhiãöu pháön læåïi våïi hãû nhæîng táúm 127
laûnh caïc liãn tiãúp båíi thäúng tæì læåïi dáûp häö âiãûn cæûc. chuyãøn dëch træåìng thäøi. quang. bàòng tæì træåìng. Khê ele gas Laìm laûnh Buäöng thäøi elegas 380 vaì cao 2000 40000 (SF6) thãm häö elegas doüc hay hån vaì cao hån vaì cao hån quang trong ngang luäöng khê elegas. Chán khäng Phán taïch Chán khäng Chán khäng 110 vaì cao 600 250 thãm häö dáûp häö quang hån quang trong chán khäng Baíng 11.2: So saïnh vãö cháút læåüng caïc kiãøu maïy ngàõt Kiãøu maïy Caïc æu viãût cå baín Caïc nhæåüc âiãøm cå baín ngàõt vaì âiãûn aïp âënh mæïc (1) (2) (3) Bçnh dáöu coï 1. Cå cáúu tæång âäúi âån giaín. 1. Khäng an toaìn vãö hoía hoaûn vaì phaït noïng buäöng dáûp häö 2. Coï khaí nàng âàût maïy biãún doìng 2. Cáön thiãút kiãøm tra thæåìng xuyãn traûng thaïi dáöu quang âiãûn aïp åí bãn trong. trong bçnh vaì trong caïc sæï vaìo cao aïp. 110kV vaì cao 3. Nàng læûc ngàõt cao. 3. Khäúi læåüng dáöu låïn yãu cáöu thåìi gian khaï daìi âãø hån 4. Thêch håüp våïi caïc traûm ngoaìi kiãøm tra buäöng dáûp häö quang vaì hãû thäúng tiãúp xuïc. tråìi. Thåìi gian thay dáöu låïn. 4. Trong traûm biãún aïp cáön thiãút phaíi dæû træî dáöu nhiãöu vaì caïc trang bë loüc dáöu ráút qui mä. 5. Thæûc tãú khäng thêch håüp våïi caïc traûm trong nhaì maïy. 6. Êt thêch håüp cho AΠB tæïc thåìi nhiãöu láön trong chu trçnh. 7. Caïc tiãúp xuïc dáûp häö quang khaï låïn. 8. Chi phê nhiãöu cho saín xuáút bçnh dáöu. 9. Troüng læåüng låïn khäng thuáûn tiãûn cho chuyãn chåí làõp raïp. 10. Khäng coï khaí nàng taûo thaình thãø thäúng nháút våïi sæû aïp duûng nhæîng hãû thäúng låïn. Maïy ngàõt êt 1. Khäúi læåüng dáöu khäng låïn. 1. Khäng an toaìn vãö hoía hoaûn vaì phaït näø, nhæng êt dáöu 35 kV vaì 2. Troüng læåüng tæång âäúi nheû. hån åí caïc maïy ngàõt trãn. cao hån. 3. Cå cáúu ráút âån giaín so våïi maïy 2. Thæûc hiãûn AΠB tæïc thåìi nhiãöu láön phæïc taûp. ngàõt khäng khê 3. Thæûc hiãûn loüc laûi dáöu khoï. 4. Giaï thaình tæång âäúi tháúp. 4. Sæû cáön thiãút kiãøm tra, vaì thay âäøi thæåìng xuyãn 5. Thêch håüp cho caïc traûm trong dáöu trong bçnh dáûp häö quang. nhaì vaì ngoaìi tråìi. 5. Caïc tiãúp xuïc dáûp häö quang tæång âäúi låïn. 6. Nheû hån maïy ngàõt kiãøu bçnh dáöu 6. Khäng thêch håüp våïi træåìng håüp ngàõt thæåìng åí âiãûn aïp 35 kV vaì cao hån. xuyãn. 128
7. Coï khaí nàng taûo thaình mäüt thãø 7. Âàût maïy biãún doìng bãn trong khoï khàn. thäúng nháút. 8. Nàng læûc ngàõt giåïi haûn tæång âäúi keïm. Maïy ngàõt 1. An toaìn vãö hoía hoaûn vaì phaït näø. 1. ÅÍ traûm biãún aïp cáön thiãút phaíi coï caïc thiãút bë neïn khäng khê 35 2. Taïc âäüng nhanh vaì thêch håüp vaì loüc khäng khê. kV vaì cao cho A Π B trong báút kç chu trçnh 2. Cå cáúu chi tiãút vaì caïc kháu tæång âäúi phæïc taûp, hån. naìo. mæïc âäü chênh xaïc gia cäng cao. 3. Nàng læûc ngàõt cao. 3. Giaï thaình tæång âäúi cao. 4. Ngàõt doìng âiãûn âiãûn dung cuía 4. Âàût maïy biãún doìng bãn trong khoï khàn. âæåìng dáy khäng taíi væîng chàõc. 5. Caïc tiãúp xuïc dáûp häö quang moìn êt. 6. Thiãút bë dáûp häö quang dãù tiãúp xuïc vaì sæû kiãøm tra chuïng âån giaín. 7. Trong váûn haình khäng phaíi tiãu täún dáöu cho maïy ngàõt. 8. Troüng læåüng tæång âäúi nheû (so saïnh våïi maïy ngàõt kiãøu bçnh dáöu). 9. Coï khaí nàng taûo thaình mäüt loaût våïi nhæîng mäúi thäúng nháút låïn. 10. Thêch håüp cho caí traûm ngoaìi tråìi vaì trong nhaì. Maïy ngàõt kiãøu 1. Hoaìn toaìn an toaìn vãö hoía hoaûn 1. Giåïi haûn phêa trãn cuía âiãûn aïp âënh mæïc bë haûn tæû âäüng khê. vaì phaït näø. chãú (beï hån 15kV). 2. Khäng cáön dáöu do âoï viãûc váûn 2. Moìn caïc bäü pháûn saín ra khê nãn thay âäøi âàûc tênh haình âån giaín. cuía thiãút bë dáûp häö quang do âoï phaíi kiãøm tra traûng thaïi thiãút bë dáûp häö quang. 3. Caïc tiãúp xuïc dáûp häö quang moìn nhiãöu. 4. Khäng phuì håüp våïi traûm ngoaìi tråìi. Maïy ngàõt kiãøu 1. Hoaìn toaìn an toaìn vãö hoía hoaûn 1. Cå cáúu thiãút bë dáûp häö quang våïi hãû thäúng tæì thäøi âiãûn tæì. vaì phaït näø. tæång âäúi phæïc taûp. 2. Moìn caïc tiãúp xuïc dáûp häö quang 2. Giåïi haûn phêa trãn cuía âiãûn aïp âënh mæïc bë haûn vaì caïc bäü pháûn cäng taïc cuía thiãút chãú (khäng quaï 20-35 kV). bë dáûp häö quang. 3. Sæû phuì håüp våïi traûm ngoaìi tråìi haûn chãú. 3. Phuì håüp våïi traûm ngàõt thæåìng xuyãn. 4. Nàng læûc ngàõt khaï cao. Theo caïc tham säú cå baín (âiãûn aïp âënh mæïc, doìng âiãûn, cäng suáút ngàõt) maïy ngàõt kiãøu bçnh dáöu ngang haìng våïi maïy ngàõt khäng khê âàûc biãût laì sau khi kãút cáúu maïy ngàõt kiãøu bçnh dáöu coï nhiãöu caíi tiãún. Tuy váûy âàûc tênh váûn haình cuía maïy ngàõt dáöu trong nhiãöu træåìng håüp thua maïy ngàõt khäng khê, thê duû nhæ khäng an toaìn vãö hoía hoaûn vaì phaït näø. Cho nãn maïy ngàõt kiãøu naìy chæa âæåüc phaït triãøn nhiãöu trong saín xuáút vaì sæí duûng trong váûn haình traûm vaì hãû thäúng âiãûn, âàûc biãût cho âiãûn aïp 110 kV vaì cao hån. Nhoïm maïy ngàõt maïy phaït coï âàûc âiãøm laì doìng âiãûn âënh mæïc (beï hån 12000A), cäng suáút ngàõt âënh mæïc ráút låïn (tåïiï hån 4000 MVA) cuîng nhæ doìng âiãûn ngàõt giåïi haûn låïn (tåïi hån 100 - 150 kA). Maïy ngàõt maïy phaït sæí duûng maïy ngàõt êt dáöu kiãøu cháûu vaì maïy ngàõt khäng khê (khäng khê truû) laì æu viãût hån caí. Vãö nguyãn tàõc maì noïi cuîng coï thãø coï khaí nàng chãú taûo maïy ngàõt maïy phaït cho tham säú 129
trung bçnh, trãn cå såí cuía nguyãn tàõc dáûp häö quang bàòng âiãûn tæì (cuìng våïi buäöng coï khe hay cuìng våïi táúm læåïi). Hiãûn nay maïy ngàõt nhiãöu dáöu khäng aïp duûng laìm maïy ngàõt maïy phaït. Maïy ngàõt êt dáöu kiãøu cháûu vãö nguyãn tàõc cuîng coï thãø chãú taûo våïi doìng âiãûn âënh mæïc vaì cäng suáút âënh mæïc ráút låïn, coï thãø âaût tåïi giaï trë låïn (hån 2500 MVA). Song âàûc tênh váûn haình cuía maïy ngàõt kiãøu naìy keïm maïy ngàõt khäng khê. Nhiãûm vuû saín xuáút maïy ngàõt maïy phaït våïi tham säú tháût cao (doìng âiãûn hån 12.000A, cäng suáút ngàõt hån 4000 MVA) âàûc biãût khoï khàn. Trong træåìng håüp naìy maïy ngàõt khäng khê coï âiãûn tråí nhoí dáûp häö quang bãn trong laì phuì håüp hån caí. Chuïng ta seî roî åí caïc chæång sau, nhåì aïp duûng âiãûn tråí shun nhoí dáûp häö quang trong quaï trçnh ngàõt, maïy ngàõt coï thãø dãù daìng dáûp tàõt häö quang låïn, màûc duì táön säú cuía âiãûn aïp phuûc häöi ráút låïn âäúi våïi caïc maïy phaït cuía hãû thäúng âiãûn. Maïy ngàõt våïi âiãûn aïp âënh mæïc âãún 15 kV, doìng âiãûn âënh mæïc âãún 1500 A, våïi cäng suáút ngàõt âënh mæïc âãún 400 - 500 MVA âæåüc xem laì maïy ngàõt cung cáúp. Táút caí caïc kiãøu maïy ngàõt kãø trãn âãöu nàòm trong nhoïm maïy ngàõt cung cáúp: a) Bçnh dáöu coï khoaíng ngàõt âån giaín. b) Bçnh dáöu coï buäöng dáûp häö quang. c) Êt dáöu ( trong âoï coï kiãøu cháûu). d) Êt cháút loíng khäng chaïy. â) Tæû saín khê. e) Khäng khê. g) Tæû âäüng âiãöu chènh bàòng håi. h) Khäng khê dáûp häö quang bàòng âiãûn tæì. i) Maïy ngàõt chán khäng. Maïy ngàõt cung cáúp coï ráút nhiãöu kiãøu nhiãöu veí khaïc nhau cho nãn ráút khoï âaïnh giaï vaì læûa choün. Trong khi giaíi quyãút nhiãûm vuû naìy cáön phaíi chuï yï âãún haìng loaût suy luáûn. Træåïc hãút cáön phaíi biãút maïy ngàõt coï thãø coï taïc duûng cho thiãút bë khäng chè åí nhaì maïy âiãûn maì caí åí caïc traûm biãún aïp cuía hãû thäúng låïn, nhæng chuí yãúu laì åí caïc thiãút bë cäng nghiãûp nàng læåüng cuía nhaì maïy xê nghiãûp khai thaïc moí, háöm moí, nåi khai thaïc than buìn, cäng nghiãûp khai thaïc dáöu,..., cuîng nhæ trong maûng læåïi näng nghiãûp. Cho nãn kãút cáúu maïy ngàõt naìy cáön phaíi hãút sæïc âån giaín, væîng chàõc trong váûn haình, thuáûn tiãûn trong làõp raïp. Saín xuáút maïy ngàõt nhæ thãú phaíi haìng loaût, giaï thaình tháúp. Trong khi choün kiãøu cáön phaíi tênh âãún chäù âënh âàût maïy ngàõt âang thiãút kãú. Træåïc hãút, maïy ngàõt cung cáúp coï thãø âàût åí traûm phán phäúi ngoaìi tråìi cuía nhaì maïy âiãûn vaì traûm biãún aïp, åí traûm phán phäúi coï tuí, åí maûch måí âäüng cå, åí caïc traûm biãún aïp cuía maûng læåïi cäng suáút nhoí, åí caïc traûm biãún aïp näng nghiãûp kiãøu ngoaìi tråìi vaì caïc traûm biãún aïp ngáöm cuía háöm moí,...Trong nhiãöu træåìng håüp maïy ngàõt cáön phaíi âaím baío âoïng ngàõt nhiãöu láön trong thåìi gian mäüt ngaìy âãm (vê duû maïy ngàõt thiãút bë loì âiãûn). Âiãöu kiãûn laìm viãûc khaïc nhau dáùn âãún cáön thiãút sæí duûng táút caí caïc kiãøu maïy ngàõt âaî kãø. Kinh nghiãûm cho tháúy ràòng, hiãûn nay maïy ngàõt êt dáöu vaì maïy ngàõt häö quang bàòng âiãûn tæì laì vaûn nàng vaì hoaìn chènh. Caìng caíi tiãún kãút cáúu vaì váût liãûu caïch âiãûn måïi væîng bãön hån maïy ngàõt âiãûn tæì âæåüc æïng duûng mäüt caïch khaï æu viãût. Cáön phaíi âæa maïy ngàõt phuû taíi vaìo nhoïm âàûc biãût chuïng khaïc våïi maïy ngàõt cao aïp bçnh thæåìng laì åí cäng suáút ngàõt nhoí, nhåì âoï kãút cáúu âån giaín hån, troüng læåüng vaì giaï thaình tháúp hån. Maïy ngàõt phuû taíi cuìng våïi cáöu chç trong quan hãû âoïng ngàõt bàòng giaï maïy ngàõt cung cáúp. Do coï låüi vãö kinh tãú maïy ngàõt phuû taíi âæåüc sæí duûng räüng raîi. Caïc kiãøu maïy ngàõt âæåüc sæí duûng mäüt caïch æu viãût cho maïy ngàõt phuû taíi gäöm: a) Tæû saín khê. 130
b) Tæû âäüng âiãöu khiãøn bàòng håi. c) Âiãûn tæì. Maïy ngàõt chán khäng cuîng âaî âæåüc aïp duûng trong saín xuáút. 5. Så âäö kãút cáúu cuía maïy ngàõt Mäùi kiãøu maïy ngàõt coï thãø âæåüc thæûc hiãûn våïi nhiãöu phæång aïn kãút cáúu khaïc nhau, nhæng mäùi phæång aïn trçnh baìy dæåïi daûng mäüt så âäö biãøu hiãûn caïc âàûc âiãøm chênh cuía kãút cáúu âoï. Så âäö kãút cáúu cáön phaíi thãø hiãûn: + Säú læåüng khoaíng ngàõt doìng âiãûn trong mäùi pha, caïch bäú trê tæång häù cuía tiãúp âiãøm. + Säú læåüng, vë trê vaì caïch bäú trê tæång häù cuía thiãút bë dáûp häö quang. + Kãút cáúu cuía maûch dáùn âiãûn vaì caïch bäú trê tæång häù cuía caïc bäü pháûn dáùn âiãûn. + Phæång phaïp caïch âiãûn caïc bäü pháûn kãút cáúu coï âiãûn thãú khaïc nhau vaì caïc pháön näúi âáút. a) b) c) Hçnh 11-1 Så âäö kãút cáúu cuía caïc maïy ngàõt nhiãöu dáöu a) Mäüt bçnh våïi khoaíng ngàõt âån giaín trong dáöu. b) Maïy ngàõt kiãøu ba bçnh (mäüt cæûc) bçnh troìn våïi mäùi cæûc coï hai buäöng dáûp häö quang. c) Maïy ngàõt kiãøu ba bçnh (mäüt cæûc) våïi mäùi cæûc coï hai buäöng dáûp häö quang. 131
Hçnh 11-2: Så âäö kãút cáúu cuía maïy ngàõt êt dáöu a) Mäùi cæûc coï mäüt khoaíng ngàõt trong bçnh kim loaûi, duìng cho thiãút bë treo tæåìng. b) Mäüt cæûc coï mäüt khoaíng ngàõt trong bçnh sæï våïi maïy biãún doìng trong sæï xuyãn, duìng cho thiãút bë treo trãn tæåìng. c) Mäùi cæûc coï hai khoaíng ngàõt dáûp häö quang trong caïc bçnh kim loaûi, coï hãû thäúng tiãúp âiãøm chênh vaì dáûp häö quang våïi bäü truyãön âäüng cå khê âàût trong khung âåî. d) Mäùi cæûc coï mäüt khoaíng ngàõt trong bçnh sæï, våïi maïy biãún doìng trong sæï xuyãn vaì truyãön âäüng cå khê âàût trong khung treo. â) Mäùi cæûc coï mäüt khoaíng ngàõt trong bçnh caïch li coï dao caïch li ngoaìi, truyãön âäüng cå khê âàût trong khung âåî. e) Hai buäöng dáûp häö quang âàût nghiãng trãn mäüt sæï âåî. g) Mäùi cæûc coï mäüt khoaíng ngàõt trong bçnh sæï våïi sæï âåî âäø âáöy dáöu. h) Mäùi cæûc coï mäüt khoaíng ngàõt trong bçnh sæï thiãút bë dáûp häö quang vaì truyãön âäüng cå khê cuìng âàût trong sæï âåî. + Caïch bäú trê âënh hæåïng caïc truû kim loaûi, caïc bçnh dáöu, caïc bçnh neïn khäng khê, caïc thiãút bë thaíi khê,... + Cáúu truïc vaì bäú trê truyãön âäüng cå khê. + Caïch bäú trê tæång häù cuía maïy ngàõt vaì truyãön âäüng. Mäüt säú så âäö kãút cáúu maïy ngàõt chênh giåïi thiãûu åí caïc hçnh 11-1, 11-2, 11-3 vaì 11-4. Chuïng ta seî nghiãn cæïu âàûc tênh âàûc biãût cuía mäüt säú kãút cáúu maïy ngàõt. 132
a) Trong kãút cáúu maïy ngàõt êt dáöu våïi bçnh caïch li, khi åí vë trê ngàõt caïc tiãúp âiãøm dáûp häö quang coìn laûi trong dáöu näúi tiãúp våïi khoaíng ngàõt dáûp häö quang (nghéa laì khoaíng ngàõt âæåüc hçnh thaình åí trong dáöu) do taïch dao caïch li phuû âàûc biãût, taûo thaình âæït quaîng trong khäng khê (xem hçnh 11-2). Nhåì váûy caïch âiãûn cuía duûng cuû dáûp häö quang âæåüc boí âi. ÅÍ trong nhæîng maïy ngàõt naìy chè cho pheïp khäng duìng dao caïch li trong træåìng håüp khi säú læåüng dáöu âáöy âuí trong bçnh dáûp häö quang vaì dáöu khäng máút tênh caïch âiãûn. b) Hçnh daûng vaì caïch bäú trê caïc bäü pháûn caïch âiãûn nàòm trong dáöu sao cho khäng coï sæû liãn tuûc ngang cuía caïc bãö màût âãø caïc pháön tæí than nhoí hçnh thaình trong dáöu coï thãø làõng xuäúng bãö màût âoï âãø taûo thaình con âæåìng phoïng âiãûn theo bãö màût. Loaûi phoïng âiãûn nhæ váûy thæåìng dáùn âãún sæû cäú nàûng. c) Trong caïc maïy ngàõt khäng khê (aïp læûc khäng khê coï taïc duûng âäúi våïi AΠB tæïc thåìi) sæí duûng truyãön âäüng khi âàût træûc tiãúp åí bãn trong duûng cuû dáûp häö quang. Nhæ thãú trong nhiãöu træåìng håüp cáön thiãút coï dao caïch li gàõn liãön, nhåì noï sau khi dáûp tàõt häö quang taûo thaình khoaíng ngàõt phuû (åí ngoaìi hay trong khäng khê neïn). Trong maïy ngàõt khäng khê coï caïc bäü pháûn trung gian cuía quan hãû âäüng giæîa tiãúp âiãøm dáûp häö quang vaì bäü pháûn laìm viãûc cuía truyãön âäüng laìm maïy ngàõt loaûi naìy máút tênh cháút taïc âäüng nhanh. a) b) c) Hçnh 11-3: Så âäö cuía cå cáúu caïc maïy ngàõt khäng khê traûm trong nhaì âiãûn aïp 6 âãún 20kV a) Mäüt khoaíng ngàõt dáûp häö quang trong buäöng thäøi doüc, truyãön âäüng gàõn liãön taïc âäüng hai phêa, duìng cho thiãút bë treo trãn tæåìng. b) Hai khoaíng ngàõt song song dáûp häö quang cho mäùi cæûc, mäüt trong hai khoaíng ngàõt âoï âæåüc san bàòng âiãûn tråí dáûp häö quang våïi buäöng thäøi doüc, truyãön âäüng âàût bãn trong, coï dao caïch li làõp keìm. c) Mäüt khoaíng ngàõt cho mäùi cæûc trong buäöng thäøi khäng khê ngang, våïi truyãön âäüng gàõn liãön taïc âäüng hai phêa. 133
d) Så âäö kãút cáúu maïy ngàõt âàût trong traûm phán phäúi âiãûn coï tuí (KPY) cáön phaíi âaím baío quan hãû giæîa kãút cáúu maïy ngàõt våïi caïc bäü pháûn coìn laûi cuía maûch laì coï låüi nháút, thæåìng maïy ngàõt nhæ thãú coï truyãön âäüng gàõn liãön træûc tiãúp, âaím baío kiãøm tra vaì sæía chæîa thuáûn tiãûn trong quaï trçnh váûn haình vaì thay âäøi maïy ngàõt. Hçnh 11-4a,b cho cáúu truïc cå baín cuía maïy ngàõt cao aïp SF6. Nhæîng bäü pháûn chênh gäöm: cå cáúu taïc âäüng, sæï caïch âiãûn, buäöng ngàõt, tuû âiãûn vaì âiãûn tråí. Maïy ngàõt cao aïp âæåüc chãú taûo theo nguyãn liï moâun. Säú læåüng buäöng ngàõt tàng theo âiãûn aïp vaì khaí nàng càõt. Buäöng dáûp häö quang tæû thäøi cáön êt nàng læåüng hoaût âäüng, âæåüc sæí duûng cho âiãûn aïp âãún 170kV vaì doìng âiãûn càõt âãún 40kA. Maïy ngàõt mäüt buäöng âæåüc sæí duûng cho âiãûn aïp tåïi 300kV vaì doìng càõt tåïi 50kA. Maïy ngàõt nhiãöu buäöng âæåüc sæí duûng cho doìng âiãûn cao âãún 80kA vaì âiãûn aïp ≥ 300 kV. Hçnh 11-4: Så âäö kãút cáúu caïc maïy ngàõt khäng khê traûm ngoaìi tråìi âiãûn aïp 110kV a) Hai khoaíng ngàõt âàût âæïng cho mäùi cæûc, våïi sæû chuyãøn âäüng khäng khê mäüt caïch trçnh tæû vaìo caïc buäöng vaì dao caïch li åí bãn ngoaìi. b) Hai khoaíng ngàõt cho mäùi cæûc, våïi caïch âàût âæïng caïc buäöng dáûp häö quang vaì dao caïch li chçm trong khäng khê neïn. c) Hai quaîng âæït cho mäùi cæûc, våïi caïch âàût âæïng caïc buäöng dáûp häö quang nàòm ngang, sæû chuyãøn khäng khê song song vaìo caïc buäöng, khäng coï dao caïch li. d) Hai khoaíng ngàõt dáûp häö quang âàût trong buäöng coï thãø têch låïn chæïa âáöy khäng khê neïn cho mäùi cæûc, khäng coï dao phán li. 134
Baíng 11.3: Caïc trë säú âënh mæïc phäúi håüp cuía maïy ngàõt (theo IEC vaì DIN VDE) Âiãûn aïp Doìng càõt ngàõn Doìng âiãûn âënh mæïc Âënh mæïc maûch âënh mæïc. [ A] [kV] [kA] 1 2 3 4 5 6 7 8 123 12,5 800 1250 20 1250 1600 2000 25 1250 1600 2000 40 1600 2000 145 12,5 800 1250 20 1250 1600 2000 25 1250 1600 2000 31,5 1600 2000 3150 40 1600 2000 3150 50 2000 3150 170 12,5 800 1250 20 1250 1600 2000 31,5 1250 1600 2000 40 1600 2000 3150 50 1600 2000 3150 2000 3150 245 20 1250 1600 2000 31,5 1250 1600 2000 40 1600 2000 3150 50 2000 3150 300 16 1250 1600 20 1250 1600 2000 31,5 1250 1600 2000 3150 50 1600 2000 3150 362 20 2000 31,5 1600 2000 40 2000 3150 420 20 1600 2000 31,5 1600 2000 40 1600 2000 3150 50 2000 3150 4000 525 40 2000 3150 765 40 2000 3150 135
Baíng 11.4: Caïc trë säú phäúi håüp cuía maïy ngàõt (theo ASNI C37.06.1979) Âiãûn aïp Âiãûn aïp âënh Doìng âiãûn càõt Doìng âiãûn âënh mæïc âënh mæïc mæïc max ngàõn maûch âënh [A] [kV] [ kV] mæïc [kA] 34 38 22 1200 69 72,5 37 2000 115 121 20 1200 40 1600 2000 3000 63 3000 138 20 1200 145 40 1600 2000 3000 63 2000 80 3000 3000 161 169 16 1200 31,5 1600 40 2000 50 2000 230 245 31,5 1600 2000 3000 40 2000 63 3000 3000 345 362 40 2000 3000 500 550 40 2000 3000 700 765 40 2000 3000 Våïi âiãûn aïp âãún 550kV vaì doìng âiãûn càõt 63kA thç maïy ngàõt coï hai buäöng. Våïi âiãûn aïp vaì dung læåüng låïn hån säú læåüng buäöng tàng thaình bäún. Våïi caïc âiãûn aïp tháúp hån vaì tæû âoïng laûi ba pha, ba cæûc thæåìng âæåüc làõp trãn khung chung. Maïy ngàõt coï bäú trê mäüt cæûc vaì coï cå cáúu taïc âäüng âæåüc âiãöu khiãøn riãng cho mäùi cæûc thæåìng âæåüc sæí duûng âäúi våïi âiãûn aïp 245kV vaì cao hån. Maïy ngàõt cao aïp coï thãø âæåüc làõp trãn xe baïnh xêch hoàûc baïnh âàûc. 11.2. NGUYÃN LÊ CÀÕT VAÌ CAÏC ÂIÃÖU KIÃÛN ÂOÏNG CÀÕT KHÀÕC NGHIÃÛT 1. Dáûp häö quang L Is LS + Us U R - 136 a) Us Is U I
Quaï trçnh dáûp tàõt häö quang coï thãø theo hai daûng cå baín sau: a) Dáûp tàõt häö quang mäüt chiãöu (hçnh 11-5) Häö quang mäüt chiãöu chè coï thãø dáûp tàõt âæåüc bàòng caïch cæåîng bæïc doìng âiãûn qua khäng. Âiãöu âoï coï nghéa laì âiãûn aïp häö quang Us phaíi cao hån âiãûn aïp hiãûn diãûn åí maïy ngàõt (hçnh 11-5a). Coï thãø taûo nãn âiãûn aïp häö quang âuí låïn bàòng caïc phæång tiãûn håüp liï, chè coï trong caïc maûch mäüt chiãöu haû aïp vaì trung aïp (maïy ngàõt thäøi tæì). Âãø dáûp tàõt häö quang mäüt chiãöu trong maûch cao aïp mäüt chiãöu, âiãûn aïp phaíi âæåüc haû tháúp mäüt caïch tæång æïng hoàûc phaíi taûo nãn doìng âiãûn vãö "khäng" nhán taûo bàòng caïch thãm maûch cäüng hæåíng vaìo. b) Dáûp tàõt häö quang xoay chiãöu (hçnh 11-6) Hçnh 11-5: Dáûp häö quang âiãûn mäüt chiãöu Häö quang xoay chiãöu coï thãø dáûp tàõt mäùi khi a) Maûch tæång âæång âån giaín, doìng âiãûn qua khäng. ÅÍ maûch cao aïp nãúu khäng coï caïc b) Âæåìng cong doìng âiãûn Is vaì âiãûn aïp häö biãûn phaïp bäø xung, häö quang chaïy laûi sau khi doìng quang Us ; t1.thåìi âiãøm bàõt âáöu ngàõn âiãûn qua khäng. maûch; t2.thåìi âiãøm taïch råìi ÅÍ caïc maïy ngàõt cao aïp, plasma cuía häö quang âæåüc laìm maït tàng cæåìng Is LS u trong buäöng dáûp häö quang vaì do âoï laìm giaím âiãûn dáùn cuía chuïng åí doìng âiãûn Us L c khäng, nhåì váûy âiãûn aïp phuûc häöi khäng âuí âãø chaïy laûi. Hçnh 11-7 minh hoüa caïc âiãûn aïp trãn maïy ngàõt. Khi ngàõt taíi âiãûn caím (hçnh 11-7a), a) âiãûn aïp maïy ngàõt dao âäüng âãún giaï trë t2 t is âènh cuía âiãûn aïp phuûc häöi. Maïy ngàõt s phaíi coï khaí nàng chëu âæûng täúc âäü tàng cuía âiãûn aïp phuûc häöi vaì giaï trë âènh cuía us noï. Mäüt khi häö quang bë dáûp tàõt, cæåìng b) t1 âäü âiãûn mäi giæîa caïc tiãúp âiãøm phaíi låïn hån âäü tàng âiãûn aïp phuûc häöi âãø âãö Hçnh 11-6: Dáûp häö quang âiãûn xoay chiãöu phoìng häö quang chaïy laûi. Khi ngàõt taíi a) Maûch tæång âæång âån giaín hoïa, b) Caïc âæåìng thuáön tråí (hçnh 11-7b) thç doìng âiãûn cong doìng ngàõn maûch Is vaì âiãûn aïp Us:t1.thåìi âiãøm bàòng khäng vaì âiãûn aïp bàòng khäng tråí tiãúp xuïc dåìi, t2.thåìi âiãøm dáûp tàõt häö quang, S- Täúc âäü vãö âäöng thåìi. Âiãûn aïp phuûc häöi åí maïy tàng âiãûn aïp phuûc häöi ngàõt tàng theo hçnh sin våïi táön säú laìm viãûc. Khe håí giæîa caïc tiãúp âiãøm coï âuí thåìi gian âãø phuûc häöi caïch âiãûn. Khi âoïng càõt taíi âiãûn dung (hçnh 11-7c), sau khi ngàõt doìng âiãûn thç âiãûn aïp nguäön (âáöu cuäúi maïy ngàõt) dao âäüng theo táön säú hãû thäúng giæîa ± Um, trong khi åí âáöu maïy ngàõt phêa tuû âiãûn váùn âæåüc naûp åí +Um. 137
Is LS us u Us is u L t t1 a) Is LS u Us is u t R t1 us b) Is LS is Us t u c t1 us u c) Hçnh 11-7: Âiãûn aïp phuûc häüi Us khi ngàõt maûch âiãûn a)Taíi âiãûn caím, b)Taíi âiãûn tråí, c)Taíi âiãûn dung 2. Caïc âiãöu kiãûn âoïng càõt khàõc nghiãût u Is LS u Is LS Us Us L c L c a) a) i is us t us t t b) t1 t2 b) Hçnh 11-9: Ngàõn maûch gáön Hçnh 11-8: Ngàõn maûch âáöu cæûc a)Maûch tæång âæång âån giaín hoïa a) Maûch tæång âæång âån giaín hoïa. b) Caïc b)Âiãûn aïp phuûc häöi Us qua maïy ngàõt âæåìng cong âiãûn aïp phuûc häöi Us vaì doìng 1.Âæåìng dáy, 2. Hçnh ràng cæa cuía Us âiãûn Is; 1. Thaình pháön mäüt chiãöu tàõt dáön Tuìy theo vë trê âàût, maïy ngàõt phaíi chëu âæûng haìng loaût caïc âiãöu kiãûn khaïc nhau, do váûy cáön âàût ra nhæîng yãu cáöu khaïc nhau âäúi våïi maïy ngàõt. a) Ngàõn maûch âáöu cæûc (doìng ngàõn maûch âäúi xæïng) hçnh 11-8. Ngàõn maûch âáöu cæûc laì ngàõn maûch åí phêa taíi ngay saït âáöu cæûc maïy ngàõt. Doìng ngàõn maûch laì âäúi xæïng nãúu sæû cäú xaíy ra åí thåìi âiãøm âiãûn aïp cæûc âaûi. Âiãûn aïp phuûc häöi tråí laûi giaï trë âiãûn aïp âiãöu khiãøn. Âäü tàng vaì biãn âäü âiãûn aïp quaï âäü âæåüc xaïc âënh bàòng caïc thäng säú læåïi. Caïc trë säú sæí duûng âãø thæí nghiãûm âæåüc cho trong IEC 56/VDE 0670. b) Ngàõn maûch âáöu cæûc (doìng ngàõn maûch khäng âäúi xæïng) 138
Cäüng thãm vaìo doìng ngàõn maûch âäúi xæïng coï thaình pháön mäüt chiãöu cuîng bë ngàõt. Âäü låïn cuía noï phuû thuäüc vaìo thåìi gian måí cå cáúu cuía maïy ngàõt. Thaình pháön mäüt chiãöu cuía doìng ngàõn maûch phuû thuäüc vaìo thåìi âiãøm bàõt âáöu ngàõn maûch (cæûc âaûi åí âiãûn aïp khäng) vaì hàòng säú thåìi gian cuía caïc thaình pháön phêa nguäön cung cáúp nhæ maïy phaït, maïy biãún aïp, caïp vaì âæåìng dáy cao aïp (IEC vaì DIN VDE qui âënh hàòng säú thåìi gian laì 45ms. Âiãöu âoï coï nghéa laì thaình pháön mäüt chiãöu bàòng khoaíng chæìng 40% ÷ 50% âäúi våïi thåìi gian måí thäng thæåìng cuía maïy ngàõt ngoaìi tråìi loaûi hiãûn âaûi SF6). c) Ngàõn maûch gáön (hçnh 11-9) Laì ngàõn maûch trãn âæåìng dáy trãn khäng khäng xa maïy ngàõt (khoaíng vaìi kilämeït). Noï gáy ra æïng suáút âàûc biãût nghiãm troüng cho maïy ngàõt båíi vç hai âiãûn aïp quaï âäü xãúp chäöng lãn nhau (âiãûn aïp quaï âäü cuía læåïi âæåìng dáy cung cáúp vaì âiãûn aïp quaï âäü cuía phêa âæåìng dáy). AÍnh hæåíng têch luîy laì bæåïc tàng âiãûn aïp chè laìm giaím doìng ngàõn maûch mäüt êt. Khoaíng caïch tåïi haûn cuía ngàõn maûch phuû thuäüc vaìo doìng âiãûn, âiãûn aïp vaì mäi træåìng dáûp häö quang. d) Âoïng måí khäng truìng pha (hçnh 11-10) ÆÏng suáút âiãûn aïp (táön säú nguäön) ráút låïn nãúu goïc pha cuía caïc hãû thäúng åí phêa maïy ngàõt khaïc nhau (caïc thaình pháön hãû thäúng taïch råìi hoàûc caïc maïy ngàõt cuía maïy phaït âiãûn hoìa âäöng bäü khäng chênh xaïc). Hçnh 11-10:Âoïng måí khäng truìng pha a) Maûch tæång âæång âån giaín hoïa c) ÆÏng suáút âiãûn aïp trãn maïy ngàõt Hçnh 11-11: Ngàõt doìng âiãûn âiãûn caím nhoí a) Maûch tæång âæång âån giaín hoïa b) Caïc âæåìng cong doìng âiãûn vaì âiãûn aïp våïi doìng âiãûn bë bàm khäng chaïy laûi c) Âæåìng cong âiãûn aïp æïng våïi chaïy laûi e) Ngàõt doìng âiãûn âiãûn caím nhoí (hçnh 11-11) Tuìy theo cáúu hçnh læåïi, viãûc ngàõt maûch doìng âiãûn caím nhoí nhæ caïc cuäün khaïng âiãûn hoàûc doìng tæì hoïa maïy biãún aïp coï thãø laìm âiãûn aïp phuûc häöi tàng nhanh vaì gáy quaï âiãûn aïp do kãút quaí cuía doìng âiãûn bàm (dáûp tàõt cæåîng bæïc) træåïc khi chuyãøn maûch qua âiãøm khäng tæû nhiãn (caïc maûch thæí nghiãûm váùn coìn âang âæåüc thaío luáûn trong IEC vaì DIN VDE båíi vç quaï âiãûn aïp phuû thuäüc ráút nhiãöu vaìo caïc tênh cháút riãng cuía taíi âiãûn caím). f) Âoïng càõt doìng âiãûn dung (hçnh 11-12) Tçnh huäúng naìy tuy khäng taûo nãn æïng suáút nghiãm troüng nhæng noïi chung maïy ngàõt cho pheïp traïnh bë häö quang chaïy laûi. Tuy nhiãn vãö liï thuyãút sæû chaïy làûp laûi coï thãø laìm tàng æïng suáút taûo nãn nhiãöu giaï trë âènh cuía âiãûn aïp. h) Âoïng càõt âæåìng dáy khäng taíi vaì caïp 139
Âiãûn dung trãn mäüt âån vë chiãöu daìi âæåìng dáy hoàûc caïp taûo nãn caïc âiãöu kiãûn tæång tæû nhæ âoïng càõt tuû âiãûn. Hçnh 11-12: Âoïng càõt doìng âiãûn âiãûn dung Hçnh 11-13: ÆÏng suáút tiãúp âiãøm khi näúi a)Maûch tæång âæång âån giaín hoïa. maûch âiãûn caím. b)Caïc âæåìng cong doìng âiãûn vaì âiãûn aïp a) Coï häö quang træåïc c)Caïc âæåìng cong doìng âiãûn vaì âiãûn aïp khi b)Khäng coï häö quang træåïc xaíy ra chaïy laûi häö quang Caïc æïng suáút trãn tiãúp âiãøm khi näúi maûch âiãûn caím (hçnh 11-13). Viãûc âoïng maûch âiãûn caím vaì âiãûn dung coï thãø taûo nãn quaï âiãûn aïp âãún 100%. Do váûy, maïy ngàõt våïi âiãûn aïp cao vaì âæåìng dáy daìi (khoaíng trãn 300 km) thæåìng màõc thãm vaìo caïc âiãûn tråí khi âoïng. 11.3. MÄI TRÆÅÌNG DÁÛP HÄÖ QUANG VAÌ NGUYÃN LIÏ TAÏC ÂÄÜNG Trong maïy ngàõt cao aïp thiãút bë dáûp häö quang laì bäü pháûn chênh, khi ngàõt maûch âiãûn åí âoï xaíy ra caïc quaï trçnh cå baín dáûp häö quang vaì tiãúp theo âoï laì phuûc häöi âäü bãön vãö âiãûn giæîa caïc khoaíng träúng tiãúp âiãøm. Quaï trçnh xaíy ra ráút phæïc taûp phuû thuäüc vaìo sæû laìm viãûc cuía kiãøu thiãút bë dáûp häö quang, phuû thuäüc khaí nàng dáûp häö quang cuía thiãút bë vaì phuû thuäüc vaìo âàûc tuyãún cuía quaï trçnh âoï. Daûng âàûc tuyãún cuía quaï trçnh naìy phuû thuäüc vaìo nguyãn tàõc taïc âäüng cuía thiãút bë vaì vaìo caïc âàûc âiãøm kãút quaí tæìng chi tiãút cuía noï. Tênh vaì thiãút kãú thiãút bë dáûp häö quang laì mäüt trong caïc nhiãûm vuû quan troüng khi thiãút kãú maïy ngàõt. Trong tênh toaïn cáön phaíi xaïc âënh caïc tham säú cuía thiãút bë vaì caïc âàûc tuyãún cuía noï: Caïc tham säú cuía thiãút bë dáûp häö quang: - Säú læåüng vaì kêch thæåïc chênh cuía caïc âæåìng raînh dáûp tàõt häö quang. - Säú læåüng, vë trê tæång häù vaì trë säú caïc khoaíng träúng giæîa caïc tiãúp âiãøm trong luïc dáûp tàõt häö quang cuîng nhæ kêch thæåïc, hçnh daïng cuía tiãúp âiãøm taûo thaình caïc khoaíng träúng. 140
Caïc âàûc tuyãún cuía thiãút bë dáûp häö quang gäöm: - Âàûc tuyãún täúc âäü chuyãøn âäüng cuía caïc tiãúp âiãøm dáûp häö quang vaì cuía van (nãúu coï). - Trë säú låïn nháút vaì âàûc tuyãún thay âäøi aïp suáút cuía mäi træåìng taûo thaình khê trong vuìng dáûp häö quang (trong caïc âæåìng raînh laìm viãûc, trong khäng gian vaì trong caïc thiãút kãú âãø thaíi khê,...). - Täúc âäü chaïy cuía mäi træåìng dáûp häö quang trong vuìng dáûp häö quang åí tæìng giai âoaûn dáûp häö quang. - Täúc âäü chuyãøn dëch cuía thán häö quang trong tæì træåìng (nãúu aïp duûng dáûp häö quang bàòng âiãûn tæì). - Sæû thay âäøi âiãûn aïp trãn häö quang vaì nàng læåüng thaíi ra trong häö quang. - Sæû thay âäøi traûng thaïi (âäü dáùn dæ, âäü bãön âiãûn, nhiãût âäü,...) maì goüi laì thán dæ åí cuäúi næía chu kç cuía doìng âiãûn vaì sæû phuûc häöi âäü bãön vãö âiãûn cuía khoaíng träúng giæîa caïc tiãúp âiãøm. Mäüt säú âàûc tuyãún - Täúc âäü chuyãøn âäüng cuía caïc tiãúp âiãøm. - AÏp læûc cuía khäng khê hay khê taïc âäüng vaìo âáöu rça cuía tiãúp âiãøm di âäüng,... âæåüc sæí duûng laìm tham säú cho træåïc âãø tênh toaïn caïc kháu khaïc cuía maïy ngàõt liãn quan âãún caïc tiãúp âiãøm cuía thiãút bë dáûp häö quang (truyãön âäüng cå khê, truyãön âäüng, bçnh chæïa khäng khê, van,...). Nhæ váûy viãûc tênh vaì chênh xaïc hoïa kêch thæåïc caïc chi tiãút cuía thiãút bë dáûp häö quang phaíi tiãún haình træåïc khi tênh vaì gia cäng caïc kháu khaïc cuía maïy ngàõt. Thiãút bë dáûp häö quang cuía caïc maïy ngàõt hiãûn âaûi phaíi thoía maîn caïc yãu cáöu chung: + Dáûp tàõt häö quang âiãûn chàõc chàõn åí âiãûn aïp âënh mæïc cho træåïc, khi ngàõt caïc doìng âiãûn giåïi haûn (âãún haìng chuûc kA) trong mäüt thåìi gian nháút âënh. + Dáûp häö quang âiãûn chàõc chàõn vaì nhanh, khäng chaïy làûp laûi khi ngàõt caïc doìng âiãûn âiãûn dung cuía âiãûn dung cuía âæåìng dáy khäng taíi vaì caïc doìng âiãûn khaïng cuía maïy biãún aïp khäng taíi. + Laìm viãûc äøn âënh khäng thay âäøi caïc âàûc tuyãún âoaûn âáöu trong thåìi gian váûn haình âaî qui âënh vaì säú láön âoïng ngàõt quy âënh. + Kãút cáúu âån giaín, dãù gia cäng vaì thuáûn tiãûn trong váûn haình. + Tiãu hao mäi træåìng dáûp häö quang (cháút loíng, khäng khê neïn hay khê) âãø hoaìn thaình thao taïc qui âënh cáön phaíi êt nháút. 1. Dáûp häö quang trong maïy ngàõt khäng khê a) Quaï trçnh dáûp häö quang khi khäng khê thäøi doüc Laìm laûnh thán häö quang trong buäöng khäng khê neïn coï cæåìng âäü cao laì mäüt trong nhæîng phæång tiãûn dáûp häö quang hiãûu duûng åí caïc maïy ngàõt cao aïp âiãûn xoay chiãöu. Quaï trçnh dáûp häö quang phuû thuäüc vaìo hçnh daïng vaì vë trê tæång häù cuía caïc tiãúp âiãøm vaì cuía miãûng äúng: a.1) Khi thäøi mäüt phêa - qua miãûng äúng kim loaûi (hçnh 11-14a). a.2) Khi thäøi mäüt phêa - qua miãûng äúng caïch âiãûn (hçnh 11-14b). a.3) Khi thäøi hai phêa âäúi xæïng - qua tiãúp âiãøm kiãøu miãûng äúng (hçnh 11-14c). a.4) Khi thäøi hai phêa khäng âäúi xæïng - qua tiãúp âiãøm kiãøu miãûng äúng (hçnh11-14d). Caïc cäng trçnh nghiãn cæïu vãö liï thuyãút vaì vãö thæûc nghiãûm chè ra ràòng, åí caïc thiãút bë nhæ thãú coï thãø dáûp tàõt häö quang mäüt caïch kãút quaí nháút våïi caïc âiãöu kiãûn chuí yãúu sau: + Täúc âäü cuía luäöng khäng khê neïn taûi biãn âäü doìng âiãûn khi trong miãûng äúng coï häö quang tàõt khäng âæåüc nhoí hån giåïi haûn cho pheïp. + ÅÍ ngay cuäúi næía chu kç cuía doìng âiãûn häö quang, trong khoaíng thåìi gian tæång âäúi ngàõn täúc âäü cuía luäöng khê neïn miãûng äúng phaíi âaût tåïi giaï trë tåïi haûn, coìn trë säú aïp suáút trong vuìng thán dæ phaíi låïn nháút. 141
Våïi caïc âiãöu kiãûn trãn quaï trçnh næït våî thán dæ do ion âaî xaíy ra maînh liãût vaì sæû phuûc häöi âäü bãön vãö âiãûn cuía khoaíng träúng giæîa caïc tiãúp âiãøm coï quan hãû våïi quaï trçnh âoï. Hçnh 11-14: Caïc caïch thäøi doüc trong bçnh cuía maïy ngàõt khäng khê a) Thäøi mäüt phêa qua miãûng äúng kim loaûi b) Thäøi mäüt phêa qua miãûng äúng caïch âiãûn c) Thäøi hai phêa âäúi xæïng qua tiãúp âiãøm kiãøu miãûng äúng d) Thäøi hai phêa khäng âäúi xæïng qua tiãúp âiãøm kiãøu miãûng äúng b) Dáûp häö quang coï thäøi khäng khê doüc våïi shun bàòng âiãûn tråí nhoí Shun häö quang bàòng âiãûn tråí nhoí (dáûp häö quang) laì mäüt trong caïc phæång thæïc tàng khaí nàng ngàõt cuía maïy ngàõt. Caïc så âäö nguyãn liï coï tênh âiãøn hçnh vãö sun häö quang bàòng âiãûn tråí nhoí nãu åí hçnh 11-15. Khi ngàõt caïc tiãúp âiãøm taïch råìi ra vaì åí trong buäöng dáûp häö quang xuáút hiãûn hai doìng häö quang 1 vaì 2, mäüt trong nhæîng âoaûn âoï âæåüc näúi shun bàòng âiãûn tråí nhoí RS. ÅÍ cuäúi næía chu kç häö quang thæï nháút seî tàõt vaì häö quang thæï hai (âiãûn tråí shun màõc näúi tiãúp våïi âoaûn 1) seî tàõt åí næía chu kç sau. Nhåì shun âoï, sau khi häö quang tàõt täúc âäü phuûc häöi âiãûn aïp vaì biãn âäü cuía âiãûn aïp phuûc häöi åí khoaíng träúng thæï nháút giaím xuäúng ráút nhiãöu. Màõc tiãúp âiãûn tråí vaìo maûch cuía âoaûn häö quang thæï hai taûo ra âiãöu kiãûn thuáûn låüi âãø dáûp tàõt, nhæng do trë säú doìng âiãûn ngàõt giaím ráút nhiãöu vaì trë säú âiãûn aïp phuûc häöi cuîng giaím. Nhæ váûy, trong caïc thiãút bë nhæ thãú quaï trçnh dáûp häö quang thuáûn låüi hån trong caïc thiãút bë khäng âæåüc shun bàòng âiãûn tråí nhoí. Khi trë säú âiãûn tråí choün âuïng thç åí caïc maïy ngàõt cäng suáút ngàõt khäng phuû thuäüc vaìo táön säú dao âäüng tæû do cuía âiãûn aïp phuûc häöi. Våïi maïy ngàõt khäng khê âàûc âiãøm naìy ráút quan troüng, vç nhåì âoï coï thãø taûo ra âæåüc nhæîng maïy ngàõt cäng suáút ngàõt ráút låïn åí âiãûn aïp maïy phaït, maì khi caïc phæång phaïp khäng duìng shun âiãûn tråí nhoí khoï thæûc hiãûn âæåüc, vç táön säú dao âäüng tæû do åí âiãûn aïp maïy phaït tæång âäúi låïn. Ta seî xeït quaï trçnh dáûp häö quang trong buäöng dáûp häö quang cuía maïy ngàõt khäng khê coï hai khoaíng ngàõt, mäüt trong hai khoaíng ngàõt âoï âæåüc shun bàòng âiãûn tråí nhoí. Caïc så âäö tênh toaïn âiãûn cuía hai giai âoaûn dáûp häö quang vaì âàûc tuyãún åí hçnh 11-15 vaì 11-16. Giai âoaûn dáûp häö quang thæï nháút coï caïc âàóng thæïc: 142