Các loại thiết bị đóng cắt: Phần 1

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:95

Thêm vào BST

Báo xấu

17
lượt xem 3
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Tài liệu "Các loại thiết bị đóng cắt" phần 1 trình bày các nội dung chính sau: Các đặc tính cơ bản của thiết bị đóng cắt; Các loại thiết bị đóng cắt; Dập hồ quang; Công tắc tơ SF6; Sự phối hợp cầu dao - cầu chì;... Mời các bạn cùng tham khảo để nắm nội dung chi tiết.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Các loại thiết bị đóng cắt: Phần 1

SIEMENS THIẾT Bị ĐÓNG CẮT TRUNG AP - lỳrtVi dừỉt: Uutun/i ễná ■ Ui'n/i CÁC ĐẶC TÍNH Cơ BẢN CỦA THIẾT Bị ĐÓNG CẮT. ■ CÁC LOẠI THIẾT Bị ĐÓNG CẮT. KẾ HOẠCH LẮP ĐẶT THIẾT Bị ĐÓNG CAT. CÁC THIẾT KÊ' CỦA THIẾT Bị ĐÓNG CAT PHỤ KIỆN CỦA THIẾT Bị ĐÓNG CẮT. TTTT& DVKHKTDIỆN Ịlủ, iMỈN ' NHÀ XUẤT BÁN KHOA HỌC VÀ KỸ THUẬT
SIEMENS THIẾT BỊ ĐÓNG CẮT TRUNG ÁP ❖ Các đặc tính cơ bản của thiết bị đóng cắt ❖ Các loại thiết bị đóng cắt ❖ Kế hoạch lắp đạt thiết bị đóng cắt ❖ Các thiết kế của thiết bi đống cắt ❖ Phụ kiện cùa thiết bị đóng cắt I THy .Vjặụ Người dịch: Huỳnh Bá Minh- V- ics) Zõ X NHÀ XUẤT BẢN KHOA HỌC VÀ KỸ THUẬT HÀ NỘI - 2001
Dịch từ nguyên bàn tiếng Anh SIEMENS < Ị >• Ã . í Medium Votage Switchgear apd Devices EVMSĨ7 Erlangon n.i>.. rh, ,4 Ansgar BỤMtỉìỉer - Translation of the 8* German Edition Revised by Terence J.Nqtjlc 4* English Edition / October 1994 : ;; ‘5R'‘ V’Z ii*
jỊ4
Lời giới thiệu Ngày nay, phân phôi điện năng trong lưới điộn trung áp để cấp điện cho các vùng nông thôn và thành thị đã trỡ thành một viộc có tầm quan trọng thiết yếu. Quyển sách này của hãng Siemens AG, Đức chắc hẳn sẽ giúp ích cho các kỹ sư trong viêcthiết kế và sử dụng thiết bị đóng cắt trung áp cùng các phụ kiên. . . . ■■■ Tháy mặt hãng Siemens AG-Bộ phận trung áp, chúng tôi xin được trân trọng cảm ơn Thạc sĩ Huỳnh Bá Minh, trưởng phòng kỹ thuật công ty Điện lực 3 đã dịch cuốn sách này sang tiếng Việt. Chúng tôi cũng xin dược cảm ơn nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật đã xuất bản và phân phối cuốn sách này tới các đồng nghiệp hoạt động trong lĩnh vực truyền tải và phân phối điộn năng ở Việt Nam. Chúng tôi hy vọng rằng cuốn sách này sẽ là sự giúp ích hữu hiệu cho các hạn. Tiến st Moeller Chủ tịch Ban Trung áp Tập đoàn Siemens AG, CHLB Đức iii
Preface Today, the distribution of power in the Medium Voltage range is vital for the power supply to urban and rural areas. The present book published by Semens AG, Germany should be of assistance to the engineer in the design and application of Medium Voltage switchgear and its components. On behalf of the Siemens AG-Medium Voltage Division, We would like to express oúr special thanks to Mr. Huynh Ba Mình, M. Sc.-the Director of Technical Department, Power Company No.3 for translating this book, and the Science and Technology Publishing House for publishing and delivering to our colleagues working in the field of Power Transmission and Distribution in Vietnam. We hope that this book will be of great'assistance to them. Dr. Muller President of Medium Voltage Division Siemens AG, Germany 0 vi
MỤC LỤC A. CÁC ĐẶC TÍNH Cơ BẢN CỦA THIẾT BỊ ĐÓNG CẮT 1 A. 1 Thiết bị đóng cắt là gì ? 1 A 2 Chức năng của các loại thiết bị đóng cắt 1 A.3 Chọn thiết bị đóng cắt 3 A.3.1 Chọn theo số liêu định mức 3 A-3.2 Chọn theo chức năng đống cắt 5 A.3.3 Chọn chống sét van 7 A.4 Các chức năng đóng cắt và đặc tính kỷ thuật 10 A.5 Vận hành hê thổhg bình thường 16 A.5.1 Thao tác đống cắt ở các mách cảin ứng 1 16 a. Sự cắt dòng điên ' . 16 b. Sự đánh lửa lại nhiều lẩn 17 c. Sự cắt dòng điện thực tế< ■ 18 A.5.2 Thao tác đóng cắt ở các mạch điên dung 19 a. Cắt mạch ■; ■ •.■■■ 19 b. Đóng và cắt song song (lung đôì lưng) i 21 A.5.3 Chức năng đóng cắt ở các mạch cảm ứng * 22 A.5.4 Chức năng đóng cắt ở cốc mạch durig ; 23 A.5.5 Các chức năng đóng cắt khác khi vận hành> bình thường • ; . 24 A.6 Vận hành khi có sự cố ; 25 A.6.1 Dặc tính của dòng ngắn mạch 25 A.6.2 Điộn áp phục hổi và điện áp phục bồi quá độ . 29 A.6.3 Dóng dòng ngắn mạch 34 A.6.4 Cắt dòng ngắn mạch .••• ■• 32 A.6.5 Dóng cắt trong trường họp sự cố chạm đất - 35 a. Sự cố phía hệ Ihống ■ . ' 36 b. Sự cố phía tải . 37 V
c. VỊ trí sự cố chạm đát ở các hê thống khổng nỂồ đất 39 A.6.6 Các chức năng đóng cắt khác trong tình trạng có sự cố 39 A.7 Tiêu chuẩn đối với thiết bị đóng cắt 41 B. CÁC LOẠI THIẾT BỊ ĐÓNG CẤT 43 B.l Máycắt 43 B.1.1 Dập hổ quang 43 a. Dập hổ quang phụ thuộci vàcị dòng diện 44 b. Dập hổ quang không phụ thuộốvào dòng đỉện 44 c. Dập hổ quang kết hợp 44 B. 1.2 Máy cắt nhiều dầu 45 B. 1.3 Máy cắt ít dầu ’ 46 B. 1.4 Máy cắt sinh khí 47 B. 1.5 Máy cắt không khí nén 48 B. 1.6 Máy cắt từ-không khí 49 B.I.7 Máy cắt SF6 50 B. 1.8 Máy cắt chân không 51 B.2^Ợầu]dỊ*oívà daocốch ly 56 B.2; 1 Cầu dao khí cứng 56 B.2.2 Cầu dao cắt bằng không khí 57 B.2.3 Cầu dao SF6 57 B.2.4 Cầu dao chân không 57 B.3 Dao cách ly 59 B.4 Dao tiếp đất 60 B.5 Công tắc tơ 61 B.$ . 1 Công tắc tơ không khí 61 B.5 .2 Công tắc tơ chân không . 61 VI
B.5 .3 Công tặc tơ SF6 ■; .61 B.6. Cầu chì 63 B.6.1 Cầu chì chứa khí 63 B.6.2 Cầu chì hạn chế dòng . 63 B.6.3 Cầu chì đự phòng ' 67 B. 6.4 Cầu chì thông dụng 67 B7. Sự phóì hợp cầu dao - cầu chì 68 B.7.1 Các chức năng của tổ hợp ■ 68 B.7.2 Dòng chuyển đổi 1 .71 a. Định nghĩa 71 b. Yêu cầu về dòng cắt tóì đa • ■. ‘ 72 c. Trình tự để xác định dòng chuyển đối 73 B.7.3 Các thí nghiệm chủng loại của hợp bệ 75 B.8. Chống sét van 79 c. KẾ HOẠCH LẮP ĐẶT THIẾT BỊ ĐỔNG CẮT 84 c.l. Tiêu chuẩn lập kế hoạch 84 c.l.l Chức’năng và yêu cầu 84 c.1.2 Tiêu chuẩn chọn lựa 85 C.2. Tiêu chuẩn đối với thiết bị đóng cắt 87 C.2.1 Tiêu chuẩn và hướng dẫn sử dụng 87 c.2.2 Các loại sản xuất theo tiêu chuẩn IẸC, DIN,VDE 88' C.3. Cáp cách điên 91 C.4 Ẩịnh hựởng cùa môi trường 93 C.4.1Nhiêtđộ 93 c.4.2 Độ ẩm khí quyển 93 c.4.3 Độ cao hiện trường 94 vii
c.4.4 Môi trường khí quyển 96 ’ C.4.5Cấp độ bào vệ '96 Ci5. Múc độ hoạt động của thiết bị đóng cắt 101 ĨA c.5.1 Tác dụng của loại kếtcấư thiết bị đ&igcắl' - 101 ’C. C.5«2Mớcđộdưthừa,dưphòngidự:tr» in 103 Gịõ. Hệ thống thanh cái ' ■’ 105 c.6.1 Thanh cái đơn ị í •>;, - ’ỉ: •, : : 105’ a. Phân đoạn thanh cáibàngrtìaoíốth ly i ' ti 106 b. Phân đoạn thanh cái bằng máy cốt ' - J í . ■* 106 c. Phân đoạn thanh cái mở hay đóng 106 ;.v c.6.2 Hê thóng hàlhaahcái i 107 ;; C.631S^My^&Ị . ! ;íl > 109 c.6.4 Cốc ,/ ;.-..ị 110 9
CIO. Sự cố bên trong (sự cốhổ quang) 125 c. 10 J Nguyên nhân và hậu quả 125 c. 10.2 Bảo vệ chống sự cố hổ quang 128 a. Các biện pháp đối với thiết bị đóng cắt 128 b. Các biện pháp khi bố trí sơ đồ hệ thống 129 c. Các biên pháp đối với nhà lắp đặt thiệt bị đóng cắt 129 c. 10.3 Thí nghiêm hồ quang bên trong 13 Ị a. Bố trí thí nghiệm 131 b. Thời gian thí nghiệm 133 c. Đánh giá ' 134 D. CÁC THIẾT KẾ CỦA THIẾT BỊ ĐÓNG CẮT 136 D.l. Phân loại thiết kế 136 D.2. Máy cắt cách điện bằng không khí 140 D.2.1. Các bộ phận lắp cố định hay rút ra được 140 D.2.2 Sự phân ngăn 141 a. Vách ngăn làm bằng chất cách điên hay kim loại 147 b. Sự phân ngăn một phần 147 D.3. Máy cắt cách điện bằng khí 152 D.3.1. Đặc điểm 152 D.3.2. Ngăn một cực và ba cực 153 D.3.3. VỊ trí của dao cách ly 155 D-3.4 Duy trì áp suất khí 157 D.3.5. Các ngăn chứa khí 160 D.4. Tủ dao cắt và dao cắt - cầu chì 162 D.4. ỉ. Các kiểu thiết kế 162 a. Cấu tạo kiểu xuất tuyến 163 b. Cấu tạo kiểu khối 164 ix
D.4.2-Thiết bị đóng cắt 5 165 ỵ7 J D.4.3- Tủ cát h bô mach vòng cách í 'j D.5.4.Bảovệbằngmá^c& “ ; 17 178 .178 WV KIỆN CỦA THIỂTBỊÍỌÓNG CÁT ..'W ;p.j. Đấu nối và hộ thống mắcdây , r: 180 • ; E1.1. Kiểm tra và các yêu cáu khi ịậểm tra :»1 /. , 180 ' Ị iz 7 / 7 : * i81 ■ t; a.Cáp r^; 181 .• b.Thanhdán .. 182 . E.1A Hộ thõng đấu n
A, CÁC ĐẶC TÍNH Cơ BẢN CỦA THIẾT BỊ ĐÓNG CẮT A.l. THIẾT BỊ ĐÓNG CÁT LÀ GÌ? Thiết bị đống cắt là thiết bị dừng để nóỉ (đống) hay ngất mạch (cắt) các mạch điện. Trang quá trình đống hay cắt, ta phân biệt ba chức năng hay trạng thái cơ bản sau : - Đóng cắt không tải (khi có dòng điện hay
■ ' •? . ■' i': ‘4r’!í?v _> i ỉ • / :. * Đao tiếp dốt: Dùng cho các mạch tiếp đất, hoặc dòng cho các bộ phận củ? mạch điện đã đưục ngắt điện. bẩò cìiẳng tỉềpđứ: Ddhg đề tiếp đất ẩn toàn cho các mạch điện, hoặc cácb^phârgc^g mạ^h diệ^nếunhưkhi các bộphân này đang mang điện, nghĩa là đệ'fhộngjdú mạch điện bị tiếp đát màtiưức đó chưa được ngắt điên4ống cách. . ♦ Cầu chì: Gốm một đế cầu chì và một dây chảy. Khi lấy dây chảy ra- ở dòng điên bằng 0, đế cầu chì có thể tạo ra khoảng cách cách ly (cố chức năng như một dao cách, ly). Mộtxtóy chảỵ chỉ có thể cắt dòng ngán mạch một lần. * Chrfngsetđược sử đụng để chống lại các đìộn áp quá mức do sét đánh (các quá áp bên ngòàỉ) hoặc do các thao tác đóng cắt và cắc sự cổ chạm đất (các quá áp nội bộ) như vậy chúng bảo vệ thiết bị tránh các xung dien ập m$ tlýếtdbị không được tlúết kế để chịu đựng. 2
A.3. CHỌN THIẾT BỊ ĐÓNG CÁT Thiết bi đống cắt được chọn theo các giá tộ định mức cũng như theo chóc năng đóng cắt Các bang sau đây nêu ra các tiêu chuẩn để chọn lựa. Bảng Ai nôu cách chọn theo số liệu định mức, các bảng A2A- A2Cnêu cách chọn theo chức năng đóng cắt khi làm việc bình thừòng, các bảng A3A- A3C nêu cách chọn theo chức năng đóng cắt khi làm việc không bình thường (tình trạng sự có). A.3.1 Chọn theo số liệu định mức Tinh trạng của hê thống, tức là đặc điểm của mạch sơ cấp xác định các đặc tính kỹ thuật cần có. Các đặc tính kỹ thuật quan trọng nhất là: a. Điện áp định mức: là giới hạn trên của điên áp cao nhất của hộ thống mà thiết bị đóng cắt được thiết kế. b. Cấp cách điện định mức: là khả năng cách điện của các pha đối vổi đất, giữa các pha với nhau, và qua khoảng cách cắt điên hay qua khoảng cách cách ly. c. Dòng điện định mức (bình thường): là dòng điộn mà mạch điện chính của thiết bị (giổ tộ hiêu dụng) có thổ truyền đi liên tục trong các điều kiện cho tnrớc. d. Dòng chiu đỉnh định mức: là giá tộ đính của bụng sóng chính đầu tiên của dòng điên trong giai đoạn quá độ sau khi bắt đầu có dòng điện chạy qua, dòng điên mà thiết bị có thể tạiyền đi khi ở vị trí đóng. e. Dòng đóng đinh định mức: là giá trị đỉnh của dòng điện mà thiết bị đóng cắt có thể đóng mạch an toàn trong một thao tác đống mạch. I. Dòng cắt (bình thường) định mức: Là đòng điên có thể được ngắt an toàn và lặp lại nhiều lẩn trong chế độ vận hành bình thường. g. Dòng cắt ngắn mạch định mức: là dòng điện (giá trị hiệu dụng) mà thiết bị đóng cắt có thể ngất mạch an toàn trong sự cố ngắn mạch . 3
Bảng Áỉ. Chọn theo số liêu định míto của mạoh sơ cấp IWbi!. V Công suậ đónacắt "Ml Tw -jr -í í > .Dòng ỉ /' Dòng
A3^ Ckạn thea
Bảng A2C. Các chúc năng đóng cắt khác ttỉỉ vận hành bình thường ■ . .♦ i Thiổt bị dóng cắLíạữ.dụng hợp tý) Dao Tf Chítnặọg Mày Dao * Dao bốp Dao Công Cầu cầú phụ đống cắt cách đắt khũnghếp tắc cát dao ' cảch đẵt chi ■ í ; .. ' • Jy 1 ị to Phânđọạn . , ♦ 16 - X K mạch vòng Chuyển thanh 17 X X cái Tiếp đát và tàm 18 X X X r X X ngán mạch i ‘ 19 Làm đổng bử X 20 Cách ty X X 21 Chuy&iQuááp ' X b Vặn hành cỗ sựCố -• Bảng A3A. Đóng cắt trong trường hợp có ngắn mạch • Thiết bị đóng cắt (sớ dụng hợp tý) Chức nàng Dao câu Cáu Câu dao Công TT đống cát Mày Cầu Cắu cách dao 'daotĩốp không tíc cát dao chỉ ìy cách ty đđt tiếp (tít ta Đóng mạch sự 22 X X X X(1) cố Làm ngắn mạch 23 quacâcđáũ X X cụt Tự động đóng 24 X X tó Ngắn mạch sau ♦• 25 X máypỉtít. Ngán mách sau 26 X bô
Bảng A3B. Đống cắt trong trường hợp có sự cố chạm đất Ibtặt bi đáng cầt (sử dụng hộp tý)________ TT Chút nông đóng cổt cầu dao Cống cáu Mốy Cắt cáu dao tắc tơ cách ly chì Cáp, DDK có tải/sự cố phía 31 X X X(1) X hệ thống Cốp, DDK có tảỉ/sự cđ phía 32 X X X hộ thống Cáp, DDK không tồi /sự cố 33 X X X X phlataì Cáp, DDK không tải /sự cố 34 X X X(1) X phía tải Bảng A3C. Các trường hợp có sự cố khác Thiết bị dóng cát (sử dụng hợp lý) Chức năng Cẩu Cáu Cấu Dao Câu dao Cồng TT đóng cắt Máy dao dao Cáu cách chống tắc cắt dao cách bếp chì •y tiếp đất to Iy đất Ngắt điện 35 bảo vô (cách X ỉy có tảo Chuyển tấì 36 X nhanh MBA có 37 cuôn dây bị X X ngắn mạch Đống mạch 38 khi có ngắn X X X X • mạch A3.3. Chọn chống sét van Có nhiều tiêu chuẩn khác nhau để chọn chống sét van. Các thông số quan trọng nhất ( xem hình A1) a. Diện áp định mức là đỉộn áp cao nhất mà chống sét van có thể phục hồi được sau khi chống sét van đã tác động. Trong trường hợp chổng sét van ôxyt kim loại (MO), điên áp này tường ứng với điên áp định mức và diện áp vận hành liên tục. 7
b. Điện áp phổng là điện áp dãn đến hoạt động của chống sét van, tức là dẫn đến sự phóng điộn đánh thủng của khe hờ phóng điện ỏ chống sét van. Điên áp phóng (còn gọi là điện áp giới hạn) được phân biệt thành điện áp phóng do xung đong cắt, điện áp phóng do dốc đầu sóng, điện áp phdng xung sét chuẩn. Điện áp dư cung quan trọng. Đây là điện áp ở các đầu cực chống sét khi có dòng điên do sống sét chạy qua. Điện áp phóng và điên áp dư xác định mức bảo vệ của chống sét van. c. Dòng phóng định mức là giá tộ đỉnh của dòng điện xung, tại đó điện áp . dư cao nhất cho phép chưa bị vượt quá. d. Khả nâng hấp thụ năng lượng là năng lượng cho phép có thể được Ghuyển hoá ở các điền trở cùa chống sét trong quá trình phóng điện. e. Khả năng chịu sự Cớ là khả năng của chống sét van có thể truyền đi các dòng điện ngắn mạch cố biên độ và độ dài được qui định sau khi phóng, mà không gây nguy hiểm cho môi trường xung quanh. Hình Aỉ. Các đặc tính của chôrìg sét van 1 - Điện áp xung kế tục (chống sét van không hoạt động) 2 - Điẹn áp xưng tại chống sét van 3 = Dòng điện phóng. Uas - Điện áp phóng tia lửa điện do xung sét ur - Điện áp dư is = Dòng điện phóng Ngoài ra còn có các khía cạnh quan trọng khác để chọn lựa, ví dụ như khả năng cách ’điên của vỏ chống sét , kha năng này cồ thê’ bị ảnh hưởng bởi độ ô nhiễm cao tại hiện trường, độ cao của hiện trường so vứi mức nưóc biển và các điều kiện lắp đặt đặc biệt (việc lắp đật ở thiết bị đóng cắt cách điện bằng khí). 8