Chương 4: Chọn kết cấu và kiểm nghiệm buồng dập hồ quang

Chia sẻ: Nguyen Van Binh Binh | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:6

0
92
lượt xem
13
download

Chương 4: Chọn kết cấu và kiểm nghiệm buồng dập hồ quang

Mô tả tài liệu
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Khái niệm chung về tính toán các thiết bị dập hồ quang Trong máy ngắt cao áp thiết bị dập hồ quang là bộ phận quan trọng nhất, khi ngắt mạch điện ở đó xảy ra các quá trình cơ bản dập hồ quang và tiếp theo là phục hồi độ bền về điện giữa các khoảng cách tiếp điểm. Quá trình xảy ra rất phức tạp và phụ thuộc vào sự làm việc của kiểu thiết bị dập hồ quang, phụ thuộc vào khả năng dập hồ quang của thiết bị và phụ thuộc vào đặc tuyến V-A của...

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Chương 4: Chọn kết cấu và kiểm nghiệm buồng dập hồ quang

  1. Ch-¬ng iv Chän kÕt cÊu vµ kiÓm nghiÖm buång dËp hå quang I)Kh¸i niÖm chung vÒ tÝnh to¸n c¸c thiÕt bÞ dËp hå quang Trong m¸y ng¾t cao ¸p thiÕt bÞ dËp hå quang lµ bé phËn quan träng nhÊt, khi ng¾t m¹ch ®iÖn ë ®ã x¶y ra c¸c qu¸ tr×nh c¬ b¶n dËp hå quang vµ tiÕp theo lµ phôc håi ®é bÒn vÒ ®iÖn gi÷a c¸c kho¶ng c¸ch tiÕp ®iÓm. Qu¸ tr×nh x¶y ra rÊt phøc t¹p vµ phô thuéc vµo sù lµm viÖc cña kiÓu thiÕt bÞ dËp hå quang, phô thuéc vµo kh¶ n¨ng dËp hå quang cña thiÕt bÞ vµ phô thuéc vµo ®Æc tuyÕn V-A cña qu¸ tr×nh ®ã. D¹ng ®Æc tuyÕn cña qu¸ tr×nh nµy phô thuéc vµo nguyªn t¾c t¸c ®éng cña thiÕt bÞ vµ vµo c¸c ®Æc ®iÓm, kÕt qu¶ tõng chi tiÕt cña nã. TÝnh vµ thiÕt kÕ thiÕt bÞ dËp hå quang lµ mét trong nh÷ng nhiÖm vô quan träng khi thiÕt kÕ m¸y ng¾t. Trong tÝnh to¸n cÇn ph¶i x¸c ®Þnh c¸c tham sè c¶u thiÕt bÞ vµ c¸c ®Æc tuyÕn cña nã: C¸c tham sè cña thiÕt bÞ dËp hå quang gåm: - Sè l-îng vµ kÝch th-íc cña c¸c ®-êng r·nh dËp hå quang - Sè l-înh, vÞ trÝ tu¬ng hç vµ trÞ sè c¸c kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c tiÕp ®iÓm trong lóc dËp t¾t hå quang còng nh- kÝch th-íc, h×nh d¸ng cña tiÕp ®iÓm t¹o thµnh c¸c kho¶ng c¸ch. C¸c ®Æc tuyÕn cña thiÕt bÞ dËp hå quang gåm: - §Æc tuyÕn tèc ®é chuÓyn ®éng cña c¸c tiÕp ®iÓm dËp hå quang vµ cña van (nÕu cã) - TrÞ sè lín nhÊt vµ ®Æc tuyÕn thay ®æi ¸p suÊt cña m«i tr-êng t¹o thµnh khÝ trong buång dËp hå quang (trong c¸c ®-êng r·nh lµm viÖc, trong kh«ng gian vµ trong c¸c thiÕt kÕ ®Ó th¶i khÝ, …) - Tèc ®é ch¸y cña m«i tr-êng dËp hå quang trong vïng dËp hå quang ë tõng ®o¹n dËp hå quang. - Tèc ®é chuyÓn dÞch cña th©n hå quang trong tõ tr-êng (nÕu ¸p dông dËp hå quang bb»ng ®iÖn tõ). - Sù thay ®æi ®iÖn ¸p trªn hå quang vµ n¨ng l-îng th¶i ra trong hå quang. - Sù thay ®æi tr¹ng th¸i (®é dÉn tõ, ®é bÒn ®iÖn, nhiÖt ®é…) mµ gäi ®ã lµ th©n d- ë cuèi nöa chu k× cña dßng ®iÖn vµ sù phôc håi vÒ ®é bÒn vÒ ®iÖn cña kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c tiÕp ®iÓm.
  2. Mét sè ®Æc tuyÕn: - Tèc ®é chuyÓn ®éng cña c¸c tiÕp ®iÓm - ¸p suÊt cña m«i tr-êng ch©n kh«ng ®-îc sö dông lµm tham sè cho tr-íc ®Ó tÝnh to¸n c¸c kh©u kh¸c cña m¸y ng¾t liªn quan ®Õn c¸c tiÕp ®iÓm cña thiÕt bÞ dËp hå quang (truyÒn ®éng c¬ khÝ, truyÒn ®éng b×nh chøa kh«ng khÝ, van…). Nh- vËy tÝnh chÝnh x¸c kÝch th-íc c¸c chi tiÕt cña thiÕt bÞ dËp hå quang ph¶i ®-îc tiÕn hµnh tr-íc khi tÝnh vµ gia c«ng c¸c kh©u kh¸c cña m¸y ng¾t. ThiÕt bÞ dËp hå quang cña c¸c m¸y ng¾t hiÖn ®¹i ph¶i tho¶ m·n c¸c yªu cÇu chung: 1. DËp t¾t hå quang ®iÖn ch¾c ch¾n ë ®iÖn ¸p ®Þnh møc chi tr-íc, khi ng¾t c¸c dßng ®iÖn giíi h¹n trong mét thêi gian nhÊt ®Þnh. 2. dËp hå quang ®iÖn nhanh chãng vµ ch¾c ch¾n, kh«ng ch¸y lËp l¹i khi ng¾t c¸c dßng ®iÖn ®iÖn dung cña ®-êng d©y kh«ng t¶i vµ c¸c dßng ®iÖn kh¸ng cña m¸y biÕn ¸p kh«ng t¶i. 3. Lµm viÖc æn ®Þnh kh«ng thay ®æi c¸c ®Æc tuyÕn ®o¹n ®Çu trong thêi gian vËn hµnh quy ®Þnh vµ sè lÇn ®ãng ng¾t quy ®Þnh. 4. KÕt cÊu ®¬n gi¶n dÔ gia c«ng vµ thuËn tiÖn trong vËn hµnh. 5. Tiªu hao m«i tr-êng dËp hå quang (chÊt láng, kh«ng khÝ nÐn hay khÝ) hoµn thµnh thao t¸c quy ®Þnh cÇn ph¶i Ýt nhÊt. Trong khi tÝnh vµ thiÕt kÕ thiÕt bÞ dËp hå quang c¸c tham sè cho tr-íc gåm cã: 1. S¬ ®å kÕt cÊu cña thiÕt bÞ 2. Lo¹i vµ tÝnh chÊt cña m«i tr-êng dËp hå quang 3. §iÖn ¸p ®Þnh møc ®Æt vµo tÊt c¶ c¸c kho¶ng c¸ch cña m¸y ng¾t ®ãng liªn tiÕp gi÷a c¸c tiÕp ®iÓm víi nhau vµ ph©n bè ®iÖn ¸p gi¶ ®Þnh(hay ®· tÝnh tr-íc theo trong kho¶ng c¸ch riªng). 4. TrÞ sè dßng ®iÖn ng¾t giíi h¹n lín nhÊt vµ c«ng suÊt ng¾t ®Þnh møc. 5. TÇn sè cña thµnh phÇn qu¸ ®é ®iÖn ¸p phôc håi vµ hÖ sè t¨ng biªn ®é. 6. Dßng ®iÖn phô t¶i cña hÖ thèng tiÕp ®iÓm thiÕt bÞ dËp hå quang khi lµm viÖc dµi h¹n. 7. ¸p suÊt kh«ng khÝ (khÝ) cho tr-íc trong b×nh chøa vµ trong c¸c èng dÉn kh«ng khÝ (nÕu thiÕt kÕ m¸y ng¾t kh«ng khÝ trô). 8. Thêi gian dËp hå quang vµ chu tr×nh thao t¸c quy ®Þnh. 9. Gi¶ ®Þnh c¸ch bè trÝ thiÕt bÞ dËp hå quangtrong m¸y ng¾t. II) ThiÕt bÞ dËp hå quang cña m¸y ng¾t ch©n kh«ng - ThiÕt bÞ dËp hå quang lµ mét bé phËn quan träng cña m¸y ng¾t ch©n kh«ng, nã cã t¸c dông dËp t¾t hå quang mét c¸ch nhanh chãng ®Ó tiÕp ®iÓm vµ c¸c bé phËn kh¸c kh«ng bÞ hå quang lµm nãng ch¶y dÉn ®Õn háng m¸y c¾t.
  3. - Qu¸ tr×nh dËp hå quang cña m¸y ng¾t ch©n kh«ng ®-îc thùc hiÖn trong d¹ng buång kÝn cã mËt ®é ch©n kh«ng cao trong ®ã cã chøa tiÕp ®iÓm tÜnh vµ tiÕp ®iÓm ®éng. - Ch©n kh«ng cã kh¶ n¨ng dËp t¾t hå quang do cã ®é bÒn c¸ch ®iÖn cao kh¶ n¨ng nµy cã ®-îc lµ do mËt ®é c¸c ph©n tö khÝ trong m«i tr-êng ch©n kh«ng lµ rÊt thÊp 10-9mmHg, dÉn ®Õn kh¶ n¨ng ion ho¸ c¸c ph©n tö khÝ khi hå quang ch¸y lµ rÊt nhá. - Còng bëi ®é bÒn ®iÖn cña ch©n kh«ng cao vµ ®Æc thï cña ph-¬ng ph¸p dËp hå quang trong m«i tr-êng ch©n kh«ng nªn c¸c m¸y ng¾t ch©n kh«ng cã kÝch th-íc nhá gän h¬n so víi m¸y ng¾t dÇu vµ m¸y ng¾t kh«ng khÝ. - §èi víi m¸y ng¾t ch©n kh«ng th× viÖc t¹o ra vµ duy tr× m«i tr-êng ch©n kh«ng cho buång dËp hå quang lµ rÊt quan träng vµ quyÕt ®Þnh ®Õn kh¶ n¨ng lµm viÖc tin cËy cña m¸y ng¾t. Bëi v× nÕu ®é ch©n kh«ng trong buång dËp hå quang kh«ng ®-îc duy tr× th× ®é bÒn c¸ch ®iÖn gi÷a kho¶ng më cña hai tiÕp ®iÓm sÏ gi¶m vµ dÉn ®Õn kh¶ n¨ng phãng ®iÖn gi÷a chóng, ®iÒu nµy lµ hÕt søc nguy hiÓm. *) Nguyªn lý dËp t¾t hå quang trong m«i tr-êng ch©n kh«ng Khi hai tiÕp ®iÓm t¸ch rêi nhau th× tõ ©m cùc c¸c ®iÖn tö ®-îc gi¶i phãng vµ chuyÓn ®éng vÒ phÝa d-¬ng cùc. Gi÷a hai tiÕp ®iÓm tån t¹i mét ®iÖn tr-êng do ®ã c¸c ®iÖn tö chuyÓn ®éng trong ®iÖn tr-êng ®-îc gia t¨ng tèc ®é vµ khi nã ®Ëp vµo bÒ mÆt d-¬ng cùc nã cã tèc ®é rÊt lín ph¸ huû d-¬ng cùc. *)Nguyªn lý dËp t¾t hå quang trong m«i tr-êng ch©n kh«ng Khi hai tiÕp ®iÓm t¸ch rêi nhau th× ©m cùc c¸c ®iÖn tö ®-îc gi¶i phãng vµ chuyÓn ®éng vÒ phÝa d-¬ng cùc. Gi÷a hai tiÕp ®iÓm tån t¹i mét ®iÖn tr-êng do c¸c ®iÖn tö chuyÓn ®éng trong ®iÖn tr-êng ®-îc gia t¨ng tèc ®é vµ khi nã ®Ëp vµo bÒ mÆt d-¬ng cùc nã cã tèc ®é rÊt lín ph¸ huû d-¬ng cùc. Tõ d-¬ng cùc ph¸ huû c¸c ion d-¬ng. C¸c ion nµy chuyÓn ®éng vÒ ©m cùc. Sù chuyÓn ®éng qua l¹i cña c¸c ®iÖn tö vµ ion lµ nguyªn nh©n xuÊt hiÖn vµ duy tr× dßng hå quang. Khi c¸c ®iÖn tö vµ c¸c ion chuyÓn ®éng ng-îc chiÒu nhau song song víi qu¸ tr×nh ion ho¸ lµ qu¸ tr×nh ph¶n ion ho¸ còng s¶y ra m¹nh.T¹i thêi ®iÓm ®Çu tiªn khi dßng hå quang qua trÞ sè kh«ng h¬i kim lo¹i khuyÕch t¸n trong b×nh ch©n kh«ng do mËt ®é c¸c ph©n tö khÝ trong b×nh rÊt thÊp nªn Ýt x¶y ra ion ho¸, ng¨n chÆn hå quang ch¸y l¹i lÇn thø hai. §èi víi m¸y ng¾t ch©n kh«ng sau kho¶ng 10-5s dßng ®iÖn qua trÞ sè 0 khi kho¶ng c¸ch c¸ch ®iÖn cßn nhá th× ®é bÒn ®iÖn còng ®-îc phôc håi. III) ThiÕt kÕ buång dËp hå quang.
  4. * )KÕt cÊu: Buång dËp hå quang ®-îc thiÕt kÕ cã kÕt cÊu nh- h×nh vÏ, m«i tr-êng ch©n kh«ng t¹o ra vµ duy tr× trong buång kÝn. C¸c l¸ thÐp lµ lß xo 1 cã t¸c dông duy tr× m«i tr-êng hå quang khi thanh dÉn chuyÓn ®éng trong b×nh. * VËt liÖu: Buång dËp hå quang ®-îc chÕ t¹o b»ng thÐp c¸ch ®Ön. * KÝch th-íc buång dËp hå quang: - ChiÒu cao buång dËp hå quang: Tõ kÕt qu¶ cña phÇn tÝnh to¸n c¸ch ®iÖn ta cã ®-îc chiÒu cao cña buång d¹p hå quang lµ: h= 35 ( cm ). - §-êng kÝnh trong cña buång dËp hå quang: D = Dtd + 2S5 Dtd ®-êng kÝnh tiÕp ®iÓm S5 Kho¶ng c¸ch c¸ch ®iÖn tõ tiÕp ®iÓm tíi thµnh b×nh buång dËp hå quang. D = 12 + 2.3 = 18 ( cm ) - BÒ dµy thµnh b×nh buång dËp hå quang: §Ó ®¶m b¶o ®é bÒn kÕt cÊu ta chän bÒ dµy thµnh b×nh buång dËp hå quang lµ 5mm - §-êng kÝnh cña c¸c l¸ thÐp lß xo: C¸c l¸ thÐp lß xo cã t¸c dông duy tr× m«i tr-êng ch©n kh«ng trong buång dËp hå quang. Ta chän ®-êng kÝnh cña l¸ thÐp nµy lµ: Dlx = 1,5.Dtd Dtd ®-êng kÝnh thanh dÉn Dtd = 7 ( cm ) KÕt luËn: Buång dËp hå quang thiÕt kÕ cã c¸c th«ng sè sau:
  5. ChiÒu cao H = 350mm §-êng kÝnh trong D = 180 mm BÒ dµy thµnh b×nh buång dËp hå quang lµ 5mm §-êng kÝnh cña l¸ thÐp lß xo la Dlx = 105mm IV) KiÓm nghiÖm buång dËp hå quang. Khi hå quang ch¸y th× ®iÖn ¸p gi÷a hai tiÕp ®iÓm ®éng vµ tiÕp ®iÓm tÜnh bÞ gi¶m. Sau khi hå quang bÞ dËp t¾t, ®iÖn ¸p gi÷a tiÕp ®iÓm ®éng vµ tiÕp ®iÓm tÜnh sÏ t¨ng dÇn trë l¹i ®iÖn ¸p pha. Do sau khi hå ch¸y th× mét sè phÇn tö khÝ trong m«i tr-êng ch©n kh«ng bÞ ion ho¸ t¹o thµnh c¸c ph©n tö mang ®iÖn do ®ã ®é bÒn ®iÖn kh«ng cßn ®-îc ®¶m b¶o. §Ó håi phôc l¹i ®é bÒn ®iÖn cña ch©n kh«ng cÇn ph¶i mÊt mét thêi gian nhÊt ®Þnh. Trong thêi gian nµy cã thÓ bÞ phãng ®iÖ trë l¹i. Do ®ã ®Ó hå quang lËp l¹i sau khi t¾t th× tèc ®é t¨ng ®é bÒn c¸ch ®iÖn ph¶i lín h¬n tèc ®é phôc håi ®iÖn ¸p, tøc lµ thæa m·n ®iÒu kiÖn. dU ph dU b  dt dt dU ph Trong ®ã: lµ tèc ®é phôc håi ®iÖn ¸p dt dU b Tèc ®é t¨ng ®é bÒn c¸ch ®iÖn dt Gi¶ sö qu¸ tr×nh phôc håi ®iÖn ¸p lµ qu¸ tr×nh kh«ng dao ®éng. Ta kiÓm tra ®iÒu kiÖn phãng ®iÖn lËp l¹i ë kho¶ng thêi gian dµi sau khi t¾t hå quang. E Qu¸ tr×nh phôc håi ®iÖn ¸p gi÷ tiÕp ®iÓm ®éng vµ tiÕp ®iÓm tÜnh XÐt l¹i kho¶ng thêi gain ®ñ dµi ta cã ®iÖn ¸p phôc håi Uph = Umax = 2 Udmf
  6. 2 Uph = .22 = 17,96 ( KV ) (I) 3 Uphbd = Uphs ( 1 – e-1/T ) Trong ®ã: Uph: §é bÒn ®iÖn phôc håi kho¶ng thêi gian tr¹nh th¸i lµm l¹nh khi ¸p suÊt khÝ vµ chiÒu dµi kho¶ngkh«ng gian ®· cho. T: lµ h»ng sè thêi gain lµm l¹nh Ta xÐt ®iÒu kiÖn ®Ó hå quang kh«ng ch¸y lËp l¹i t¹i kho¶ng thêi gian ®ñ dµi tÝnh tõ lóc hå quang t¾t. Uphbd = Uphs Tõ ®å thÞ ta cã ®é bÒn ®iÖn phôc håi kho¶ng kh«ng gian trong tr¹ng th¸i lµm l¹nh khi ¸p suÊt cña m«i tr-êng ch©n kh«ng vµ chiÒu dµi kho¶ng kh«ng gian ®· cho. Uphs = 250 KV ( II ) Tõ ( I ) vµ ( II ) ta thÊy ®é bÒn ®iÖn phôc håi kho¶ng kh«ng gian gi÷a tiÕp ®iÓm ®éng vµ tiÕp ®iÓm chÝng lín h¬n nhiÒu so víi ®iÖn ¸p phôc håi. Hå quang sau khi t¾t kh«ng thÓ ch¸y lËp l¹i ®-îc.
Đồng bộ tài khoản