Chương 12: Thiết bị chống sét

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Thiết bị chống sét là thiết bị được ghép song song với thiết bị điện để bảo vệ quá điện áp khí quyển. Khi xuất hiện quá điện áp nó sẽ phóng điện trước làm giảm trị số quá điện áp đặt lên cách lên của thiết bị và khi hết quá điện áp sẽ tự động dập tắt hồ quang của dòng điện xoay chiều

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Nội dung Text: Chương 12: Thiết bị chống sét

Chæång 12. THIÃÚT BË CHÄÚNG SEÏT 12.1. KHAÏI NIÃÛM Thiãút bë chäúng seït laì thiãút bë âæåüc gheïp song song våïi thiãút bë âiãûn âãø baío vãû quaï âiãûn aïp khê quyãøn. Khi xuáút hiãûn quaï âiãûn aïp noï seî phoïng âiãûn træåïc laìm giaím trë säú quaï âiãûn aïp âàût lãn caïch âiãûn cuía thiãút bë vaì khi hãút quaï âiãûn aïp seî tæû âäüng dáûp tàõt häö quang cuía doìng âiãûn xoay chiãöu, phuûc häöi traûng thaïi laìm viãûc bçnh thæåìng. Âãø laìm âæåüc nhiãûm vuû trãn thiãút bë chäúng seït cáön âaûût caïc âiãöu kiãûn sau âáy: 1. Coï âàûc tênh Vän - giáy (V-s) tháúp hån âàûc tênh V-s cuía caïch âiãûn Âáy laì yãu cáöu cå baín nháút vç noï liãn quan âãún taïc duûng vaì lê do täön taûi cuía thiãút bë chäúng seït. Tuy nhiãn thæûc hiãûn viãûc phäúi håüp âàûc tênh V-s nhæ váûy khäng dãù daìng. Trong thiãút kãú vaì chãú taûo thiãút bë âiãûn thæåìng duìng caïc biãûn phaïp laìm âãöu âiãûn træåìng âãø náng cao cæåìng âäü caïch âiãûn vaì daíi kãút cáúu cuía caïch âiãûn. Do caïch âiãûn thæåìng coï âàûc tênh V-s tæång âäúi bàòng phàóng vaì âàûc tênh V-s cuía thiãút bë chäúng seït cuîng phaíi bàòng phàóng âãø khäng xaíy ra giao cheïo åí khoaíng thåìi gian beï (hçnh 12-1). Loaûi khe håí baío vãû vaì loaûi chäúng seït äúng (PTφ) do kãút cáúu âiãûn cæûc kiãøu thanh-thanh nãn træåìng giæîa caïc âiãûn cæûc phán U bäú ráút khäng âãöu, âiãûn aïp phoïng âiãûn tàng cao khi thåìi gian phoïng âiãûn beï khiãún âæåìng âàûc tênh V-s däúc do âoï khäng thãø a) phäúi håüp täút âæåüc våïi âàûc tênh V-s cuía caïc thiãút bë trong traûm. Caïc thiãút bë chäúng seït loaûi naìy thæåìng chè duìng baío vãû cho caïch b) t âiãûn âæåìng dáy vç âàûc tênh xung kêch cuía caïch âiãûn âæåìng dáy coï daûng tæång tæû. Thiãút bë chäúng seït traûm thæåìng laì chäúng seït van (PB), trong cáúu taûo âaî duìng nhiãöu biãûn phaïp âãø âàûc tênh V-s tæång âäúi Hçnh 12-1: Âàûc tênh V-s bàòng phàóng. 2. Coï khaí nàng dáûp tàõt nhanh choïng häö quang cuía doìng xoay chiãöu Khi quaï âiãûn aïp, thiãút bë chäúng seït laìm viãûc (phoïng âiãûn) âãø taín doìng xuäúng âáút âäöng thåìi taûo nãn ngàõn maûch chaûm âáút. Khi hãút quaï âiãûn aïp phaíi nhanh choïng dáûp tàõt häö quang cuía doìng ngàõn maûch chaûm âáút træåïc khi bäü pháûn baío vãû rå le laìm viãûc âãø hãû thäúng âiãûn âæåüc tiãúp tuûc váûn haình an toaìn. Tuìy theo caïc nguyãn tàõc vaì biãûn phaïp dáûp häö quang khaïc nhau maì thiãút bë chäúng seït âæåüc phán ra caïc loaûi chäúng seït äúng, chäúng seït van, chäúng seït van - tæì,... Loaûi khe håí baío vãû khäng coï bäü pháûn dáûp häö quang nãn khi noï laìm viãûc nãúu doìng âiãûn ngàõn maûch chaûm âáút cuía læåïi âiãûn låïn thç häö quang seî khäng tæû dáûp tàõt vaì ngàõn maûch chaûm âáút keïo daìi. Do âoï loaûi naìy chè duìng baío vãû âæåìng dáy trong caïc læåïi coï doìng ngàõn maûch chaûm âáút beï (læåïi coï trung tênh caïch âiãûn hoàûc näúi âáút qua cuäün dáy häö quang) hoàûc khi coï phäúi håüp våïi thiãút bë tæû âäüng âoïng laûi (TÂL) âãø baío âaím cung cáúp âiãûn liãn tuûc. Loaûi chäúng seït äúng dæûa vaìo caïc cháút sinh khê âãø tæû dáûp häö quang (tæång tæû maïy ngàõt phuû taíi). Loaûi chäúng seït van coï trang bë dáûp häö quang hoaìn chènh hån dæûa trãn nguyãn tàõc chia càõt häö quang thaình nhiãöu âoaûn ngàõn vaì duìng âiãûn tråí khäng âæåìng thàóng âãø haûn chãú trë säú doìng âiãûn häö quang (doìng xoay chiãöu). Loaûi chäúng seït van tæì coï bäü pháûn dáûp häö quang phæïc taûp hån chäúng seït van båíi noï duìng thãm tæì træåìng âãø di chuyãøn häö quang nãn dáûp âæåüc häö quang coï trë säú doìng âiãûn låïn hån nhiãöu. 171
3. Coï mæïc âiãûn aïp dæ tháúp so våïi caïch âiãûn cuía thiãút bë âæåüc baío vãû Sau khi phoïng âiãûn, âiãûn aïp coìn trãn thiãút bë chäúng seït (aïp dæ) seî taïc duûng lãn caïch âiãûn cuía thiãút bë, nãúu âiãûn aïp naìy låïn váùn coï thãø gáy nguy hiãøm cho thiãút bë âiãûn. Våïi loaûi khe håí baío vãû vaì chäúng seït äúng giaím âiãûn aïp dæ chuí yãúu bàòng caïch giaím âiãûn tråí cuía bäü pháûn näúi âáút (aïp dæ Udæ=Is.RXK). ÅÍ chäúng seït van bãn caûnh viãûc giaím trë âiãûn tråí khäng âæåìng thàóng phaíi haûn chãú doìng âiãûn qua noï khäng låïn quaï trë säú quy âënh (5kA hoàûc 10kA), âãø âiãûn tråí vilit khäng bë quaï noïng vaì duy trç âæåüc mæïc âiãûn aïp tæång âäúi äøn âënh. Haûn chãú doìng qua chäúng seït chuí yãúu dæûa vaìo biãûn phaïp baío vãû åí âoaûn tåúi traûm. 4. Thiãút bë chäúng seït khäng âæåüc laìm viãûc (phoïng âiãûn) khi coï quaï âiãûn aïp näüi bäü Yãu cáöu naìy thæûc hiãûn bàòng caïch âiãöu chènh (khoaíng caïch) khe håí phoïng âiãûn cuía thiãút bë chäúng seït. Ngoaìi bäún yãu cáöu trãn våïi tæìng loaûi coìn yãu cáöu riãng, cáön thãm ràòng vai troì chäúng seït trong traûm biãún aïp ráút quan troüng vç noï quyãút âënh viãûc læûa choün mæïc caïch âiãûn xung kêch cuía thiãút bë, tæïc laì liãn quan âãún kãút cáúu vaì giaï thaình thiãút bë. Viãûc phaït huy taïc duûng cuía thiãút bë chäúng seït khäng nhæîng phuû thuäüc âàûc âiãøm riãng cuía chuïng maì coìn phuû thuäüc vaìo nhiãöu yãúu täú nhæ caíi thiãûn bäü pháûn näúi âáút, så âäö truyãön soïng, pháön baío vãû âoaûn tåïi traûm, vë trê âàût thiãút bë chäúng seït ,... 12.2. THIÃÚT BË CHÄÚNG SEÏT ÄÚNG (PT) 1. Cáúu taûo (hçnh 12-2) Pháön chênh 1 cuía thiãút bë laì äúng laìm bàòng váût liãûu tæû sinh khê, cháút phibro-bakãlêt våïi loaûi (PTφ) hoàûc cháút deío viniplast våïi loaûi (PTB), mäüt âáöu coï nàõp kim loaûi giæî âiãûn cæûc thanh coìn âáöu kia håí vaì âàût âiãûn cæûc hçnh xuyãún 3. Khe håí S goüi laì khe håí trong (hoàûc khe håí dáûp häö quang) coìn S2 laì khe håí ngoaìi coï taïc duûng caïch li thán äúng våïi âæåìng dáy âãø noï khäng bë hæ hoíng do doìng doì. 2. Nguyãn lê Khi coï quaï âiãûn aïp caí hai khe håí seî phoïng âiãûn doìng âiãûn seït qua chäúng seït âi vaìo bäü pháûn näúi âáút. Sau khi hãút doìng âiãûn xung kêch, seî coï doìng âiãûn táön säú cäng nghiãûp (doìng ngàõn maûch chaûm âáút) âi qua chäúng seït. Dæåïi taïc duûng cuía häö quang do doìng ngàõn maûch sinh ra cháút sinh khê bë phaït noïng saín sinh nhiãöu khê, aïp suáút khê tàng tåïi vaìi chuûc at, vaì thäøi tàõt häö quang (thäøi vãö phêa âáöu håí äúng 3, ngay khi doìng xoay chiãöu qua trë säú 0 láön âáöu tiãn). Hçnh 12-2: Chäúng seït äúng Hçnh 12-3 laì sæû biãún thiãn cuía âiãûn aïp xung kêch khi chäúng seït laìm viãûc. Âàûc tênh V-s phuû thuäüc vaìo khoaíng caïch khe håí trong vaì ngoaìi cuía chäúng seït vaì coï daûng giäúng nhæ khe håí baío vãû hçnh 12-3. Sau khi phoïng âiãûn âiãûn aïp dæ trãn chäúng seït laì pháön âiãûn aïp giaïng trãn bäü pháûn näúi âáút do âoï caïc nåi âàût chäúng seït äúng cáön näúi âáút täút. Âäü daìi khe håí ngoaìi âæåüc choün theo âiãöu kiãûn phäúi håüp caïch âiãûn (phäúi håüp âàûc tênh V-s) vaì coï thãø âiãöu chènh trong phaûm vi nháút âënh, coìn khe håí trong quyãút âënh båíi khaí nàng dáûp häö quang. Âãø dáûp âæåüc häö quang trong äúng cáön âuí khê, âiãöu naìy phuû thuäüc vaìo doìng âiãûn häö quang, do váûy phaíi quy âënh giåïi haûn cuía doìng âiãûn häö quang. Thay âäøi khoaíng caïch S vaì âæåìng kênh trong cuía äúng sinh khê seî laìm thay âäøi giåïi haûn doìng âiãûn. Khi âàût chäúng seït åí báút kç âiãøm naìo trong læåïi âiãûn cáön phaíi kiãøm tra doìng ngàõn maûch näúi âáút taûi âiãøm âoï, âãø âaím baío chäúng seït coï thãø tæû dáûp tàõt âæåüc häö quang maì khäng bë hæ hoíng. 172
Khi chäúng seït laìm viãûc nhiãöu láön, cháút sinh khê seî hao moìn, äúng seî räùng hån læåüng khê seî khäng âuí âãø dáûp tàõt häö quang. Khi âæåìng kênh trong äúng tàng quaï (20÷25)% so våïi trë säú âáöu thç chäúng seït xem nhæ máút taïc duûng. Chäúng seït TPφ äúng phibro - bakãlêt váût liãûu sinh khê duìng loaûi phibrä, do phibrä khäng âuí âäü bãön cå khê nãn äúng âæåüc boüc thãm bakãlêt coï queït sån chäúng áøm. Doìng càõt U tåïi khoaíng 10kA. Chäúng seït PTB: coï thán äúng bàòng cháút deío viniplast coï âàûc tênh âiãûn vaì khaí nàng sinh khê täút hån loaûi 1 110 PTφ vãö cáúu taûo cuîng âån giaín hån. Kê hiãûu loaûi PTφ 5 − 0,8 laì thãø hiãûn loaûi chäúng seït phibro - bakãlêt duìng åí cáúp 110kV 2 t[s] vaì giåïi haûn doìng càõt (0,8÷5)kA. Khi laìm viãûc chäúng seït äúng coï thaíi khê bë ion hoïa Hçnh 12-3: Âàûc tênh baío vãû do âoï khi làõp chäúng seït trãn cäüt phaíi sao cho khê thoaït ra khäng gáy nãn phoïng âiãûn giæîa caïc pha hoàûc phoïng âiãûn xuäúng âáút, muäún thãú trong phaûm vi thoaït khê cuía noï phaíi khäng coï dáy dáùn cuía pha khaïc, khäng coï kãút cáúu näúi âáút cuîng nhæ phaûm vi thoaït khê cuía chäúng seït äúng åí pha khaïc. Ngaìy nay dæåïi sæû phaït triãøn cuía læåïi âiãûn cäng suáút låïn yãu cáöu chãú taûo chäúng seït äúng coï giåïi haûn trãn doìng càõt låïn hån, Liãn Xä cuî coï loaûi PTBY, duìng cháút deío viniplast tàng cæåìng bàòng quáún vaíi thuíy tinh táøm nhæûa ãpäxit nãn giåïi haûn trãn doìng càõt tåïi 20kA (loaûi PTB tåïi 15kA). Chäúng seït äúng chuí yãúu duìng baío vãû caïc âæåìng dáy khäng coï dáy chäúng seït. Khoï khàn låïn nháút laì phaíi âaím baío trë säú doìng âiãûn ngàõn maûch chaûm âáút taûi âiãøm âàût chäúng seït nàòm trong phaûm vi giåïi haûn trãn vaì dæåïi cuía doìng âiãûn càõt. Khi duìng noï trong hãû thäúng cäng suáút beï hoàûc âàût chäúng seït äúng våïi máût âäü quaï daìy seî khäng âaím baío vãö yãu cáöu giåïi haûn dæåïi cuía doìng càõt. Ngæåüc laûi nãúu hãû thäúng cäng suáút låïn seî coï thãø væåüt quaï trë säú giåïi haûn trãn. Chãú âäü váûn haình hãû thäúng thay âäøi luän laìm doìng ngàõn maûch khoï âaïp æïng yãu cáöu trãn. Caïc nhæåüc âiãøm âoï âaî haûn chãú viãûc æïng duûng chäúng seït äúng räüng raîi, thæåìng thay bàòng khe håí baío vãû phäúi håüp våïi thiãút bë tæû âäüng âoïng laûi âãø baío vãû cho âæåìng dáy. 12.3. CHÄÚNG SEÏT VAN 1. Khaïi niãûm Pháön chênh cuía chäúng seït van laì chuäùi khe håí phoïng âiãûn gheïp näúi tiãúp våïi caïc táúm âiãûn tråí khäng âæåìng thàóng (âiãûn tråí laìm viãûc). Âiãûn tråí khäng âæåìng thàóng chãú taûo bàòng váût liãûu vilit, coï âàûc âiãøm laì coï thãø duy trç âæåüc mæïc âiãûn aïp dæ tæång âäúi äøn âënh khi doìng âiãûn tàng. Sau khi taín doìng seït seî coï doìng âiãûn ngàõn maûch duy trç båíi nguäön âiãûn aïp xoay chiãöu (ngàõn maûch qua âiãûn tråí laìm viãûc) âi qua chäúng seït van, doìng naìy goüi laì doìng kãú tuûc. Khi cho taïc duûng âiãûn tråí ráút beï do âoï doìng seït âæåüc taín trong âáút dãù daìng vaì nhanh choïng, ngæåüc laûi åí âiãûn aïp laìm viãûc thç âiãûn tråí tàng cao do âoï haûn chãú trë säú doìng kãú tuûc (thæåìng khäng quaï 80A) taûo âiãöu kiãûn thuáûn låüi cho viãûc dáûp häö quang åí chuäùi khe håí. Chênh do tênh cháút cho qua doìng âiãûn låïn khi âiãûn aïp låïn vaì ngàn doìng âiãûn khi âiãûn aïp beï nãn loaûi chäúng seït naìy âæåüc goüi laì chäúng seït van. Trë säú âiãûn aïp cæûc âaûi åí táön säú cäng nghiãûp maì chäúng seït van coï thãø dáûp tàõt häö quang cuía doìng âiãûn kãú tuûc goüi laì âiãûn aïp dáûp häö quang, âoï laì mäüt trong caïc tham säú chuí yãúu cuía chäúng seït van. 2. Caïc tham säú cuía chäúng seït van Ngoaìi âiãûn aïp dáûp häö quang chäúng seït van coìn caïc tham säú sau: 173
a) Âiãûn tråí khäng âæåìng thàóng Âæåüc chãú taûo tæì bäüt cacbärun (SiC) màût ngoaìi haût caïcborun coï maìng moíng SiO2 (daìy khoaíng 10-5cm). Âiãûn tråí suáút cuía baín thán haût caïcborun khäng låïn (10-2 Ωm) vaì äøn âënh nhæng âiãûn tråí cuía låïp maìng moíng phuû thuäüc vaìo cæåìng âäü âiãûn træåìng. Khi cæåìng âäü âiãûn træåìng beï, âiãûn tråí låïp maìng moíng khoaíng (104÷106)Ωm. Nhæng khi âiãûn træåìng tàng cao noï seî giaím ráút nhanh vaì âiãûn tråí täøng cuía vilit giaím tåïi mæïc bàòng âiãûn tråí cuía haût caïcborun. Trong caïc táúm vilêt haût bäüt lgU âæåüc dênh bàòng keo thuíy tinh loíng sau âoï âæåüc nung noïng åí nhiãût âäü khoaíng vaìi tràm âäü. Træåïc kia ngæåìi ta duìng âiãûn tråí loaûi tirit nhiãût nung 4,2 noïng khoaíng 12000C coï âàûc tênh khäng äøn âënh bàòng vilit (tirit 4,0 duìng cháút dênh bàòng âáút seït). 3,8 Hçnh 12-4 laì âàûc tênh V-A cuía táúm vi lit âæåìng kênh 3,6 φ100mm vaì daìy 60mm âàûc tênh naìy âæåüc xaïc âënh våïi daûng 3,4 lgIA soïng doìng âiãûn 20/40µs vaì cho doìng âiãûn biãún thiãn trong phaûm vi 1 âãún 10.000A. Noï gäöm hai âoaûn biãøu diãùn båíi quan hãû giaíi 3,2 0 1 2 3 4 5 6 têch lg u = lg A + α lg I våïi A laì hàòng säú, α caìng beï thç âiãûn aïp giaïng trãn noï (âiãûn aïp dæ) seî tàng caìng cháûm khi doìng âiãûn Hçnh 12 -4: Âàûc tênh V-A táúm vilit tàng. Âoaûn trãn æïng våïi khi coï doìng âiãûn seït α = (0,13÷0,2) æïng våïi loaûi vilit, âoaûn dæåïi æïng våïi phaûm vi doìng âiãûn kãú tuûc α = (0,28÷0,32). Coï thãø viãút quan hãû dæåïi daûng u = AI α , A laì âiãûn tråí cuía táúm khi doìng âiãûn qua noï laì 1[A]. α Nãúu chäúng seït duìng n táúm âiãûn tråí thç âàûc tênh V-A biãøu thë u = nAI . Hçnh 12-5 âàûc tênh V-A cuía loaûi PBC-110 khi coï doìng âiãûn låïn thäng qua âiãûn tråí trong thåìi gian daìi, låïp maìng SiO2 coï thãø bë phaï huíy do âoï cáön quy âënh caïc trë säú cho pheïp vãö âäü låïn cuîng nhæ thåìi gian duy trç cuía doìng âiãûn. Vê duû táúm vilêt φ100mm coï trë säú cho pheïp doìng xung kêch daûng soïng 20/40µs laì 10kA. Âäúi våïi daûng soïng vuäng goïc coï âäü daìi soïng 2000µs thç trë säú U[kV] cho pheïp cuía doìng âiãûn laì 150A, âiãöu âoï chæïng toí chäúng 300 seït van khäng thãø laìm viãûc âäúi våïi pháön låïn caïc loaûi quaï âiãûn aïp näüi bäü vç chuïng thæåìng keïo daìi trong nhiãöu chu 200 kç táön säú cäng nghiãûp. Trë säú cho pheïp cuía doìng kãú tuûc duy trç trong næía chu kç táön säú cäng nghiãûp coìn tháúp hån 100 vaì khäng quaï 100A. Biãûn phaïp duy nháút âãø tàng nàng læûc thäng qua I[A] doìng âiãûn laì tàng tiãút diãûn âiãûn tråí tæïc laì tàng âæåìng kênh 5000 táúm. Hçnh 12-5: Âàûc tênh V-A cuía PBC b) Khe håí phoïng âiãûn Sæû laìm viãûc cuía chäúng seït van bàõt âáöu tæì viãûc choüc thuíng caïc khe håí phoïng âiãûn vaì kãút thuïc bàòng viãûc dáûp tàõt häö quang cuía doìng âiãûn kãú tuûc cuîng ngay taûi khe håí naìy. Mäùi giai âoaûn trãn âãöu âãö xuáút yãu cáöu riãng âäúi våïi khe håí. ÅÍ giai âoaûn âáöu khe håí phaíi coï âàûc tênh V-s tæång âäúi bàòng phàóng âãø phäúi håüp våïi âàûc tênh V-s cuía caïch âiãûn (chuí yãúu laì maïy biãún aïp). Âãø âaût âæåüc caïc yãu cáöu trãn coï caïc biãûn phaïp sau: + Duìng chuäùi gäöm nhiãöu khe håí gheïp näúi tiãúp nhau Coï thãø xem nhæ mäüt chuäùi âiãûn dung tæång tæû så âäö chuäùi caïch âiãûn, âiãûn aïp xung kêch phán bäú khäng âãöu doüc chuäùi seî laìm cho quaï trçnh phoïng âiãûn kãú tiãúp xaíy ra nhanh choïng trãn táút caí khe håí. Do 174
âoï trë säú âiãûn aïp phoïng âiãûn coï thãø giaím tåïi mæïc äøn âënh (âiãûn aïp phoïng âiãûn mäüt chiãöu hoàûc xoay chiãöu) hoàûc coìn tháúp hån vaì âæåìng âàûc tênh V-s coï daûng tæång âäúi bàòng phàóng. Cuîng våïi muûc âêch trãn trong chäúng seït PBBM (duìng baío vãû maïy âiãûn) coìn thæûc hiãûn caïch gheïp thãm âiãûn dung song song våïi mäüt pháön cuía chuäùi khe håí. + Trong tæìng khe håí (hçnh 12-6) Âiãûn cæûc duìng caïc táúm âäöng caïch li båíi voìng âãûm mica daìy 1mm. Âiãûn træåìng giæîa caïc âiãûn cæûc âaût mæïc gáön âäöng nháút. Màût khaïc khi coï U[kV] âiãûn aïp trong khe khäng khê giæîa âiãûn cæûc vaì låïp 4 mi ca thç âiãûn træåìng tàng (do hãû säú âiãûn mäi cuía khäng khê beï hån mi ca). Nãn quaï trçnh ion hoïa 3,6 xuáút hiãûn såïm, noï coï taïc duûng cung cáúp âiãûn tæí cho 3,2 khoaíng khäng gian giæîa caïc âiãûn cæûc. Caïc yãúu täú trãn taûo âiãöu kiãûn cho quaï trçnh phoïng âiãûn phaït 2,8 triãøn mäüt caïch dãù daìng vaì laìm âæåìng âàûc tênh V-s 2,4 bàòng phàóng ngang (hçnh 12-6). Trong giai âoaûn dáûp t[10-6s] 0 tàõt häö quang vç doìng âiãûn cuìng pha âiãûn aïp nãn khi 1 2 3 4 5 6 7 doìng kãú tuûc qua trë säú 0 thç häö quang tàõt, luïc naìy Hçnh 12-6: Âàûc tênh V-s trong khe håí cháúm dæït quaï trçnh phaït xaû âiãûn tæí tæì bãö màût cæûc ám, caïch âiãûn khe håí âæåüc phuûc häöi nhanh choïng vaì khi væåüt quaï trë âiãûn aïp phuûc häöi (táön säú cäng nghiãûp) thç häö quang tàõt. Âiãöu quan troüng laì phaíi laìm sao âãø âiãûn aïp phuûc häöi phán bäú âãöu giæîa caïc khe håí trong chuäùi, coï thãø thæûc hiãûn bàòng caïch gheïp caïc âiãûn tråí coï trë säú låïn song song våïi caïc khe håí. Mäùi loaûi khe coï trë giåïi haûn doììng kãú tuûc âãø häö quang coï thãø âæåüc dáûp ngay khi doìng qua trë 0 láön âáöu. Våïi loaûi âiãûn cæûc trong chäúng seït van trë säú naìy khoaíng (80 ÷ 100) A. Xuáút phaït tæì yãu cáöu naìy càn cæï vaìo trë säú âiãûn aïp dáûp häö quang (láúy bàòng âiãûn aïp pha låïn nháút khi coï ngàõn maûch chaûm âáút). Våïi læåïi (3 ÷ 35kV) trung tênh caïch âiãûn láúy bàòng aïp dáy låïn nháút. Coìn læåïi 110kV tråí lãn trung tênh näúi âáút træûc tiãúp nãn láúy bàòng 0,8Ud vaì goüi laì chäúng seït 80% âãø phán biãût loaûi 100% trong læåïi (3÷35kV). Trong caïc biãûn phaïp dáûp häö quang cuía chäúng seït chuí yãúu váùn laì tçm biãûn phaïp hiãûu quaí nháút âãø tàng giåïi haûn doìng âiãûn kãú tuûc, âiãöu naìy khäng chè liãn quan âãún sæû laìm viãûc cuía chäúng seït maì coìn giaím mæïc caïch âiãûn xung kêch cuía thiãút bë cáön baío vãû. Våïi chäúng seït van tæì (duìng tæì træåìng dáûp häö quang) náng giåïi haûn lãn âãún 250A nãn táúm âiãûn tråí khäng âæåìng thàóng seî duìng êt hån, âiãûn aïp dæ chäúng seït giaím vaì yãu cáöu vãö mæïc caïch âiãûn xung kêch thiãút bë cuîng giaím, âãø tàng nàng læûc cho qua doìng âiãûn ta tàng âæåìng kênh táúm lãn tåïi φ150mm doìng kãú tuûc cho pheïp tàng gáúp âäi táúm chäúng seït van thæåìng (φ100mm). c) Kãút cáúu vaì âàûc tênh cuía mäüt säú loaûi chäúng seït van thäng thæåìng PBC,PB ∏ , PBBM. +Loaûi PBC thæåìng duìng åí traûm biãún aïp chãú taûo theo caïc cáúp tåïi 35kV. Khi duìng åí âiãûn aïp cao hån seî gheïp näúi cáúp bàòng nhiãöu pháön 1 5 tæí coï âiãûn aïp âënh mæïc15, 20, 33 vaì 35kV. Trong cáúu taûo tæìng càûp 4 khe håí âæåüc gheïp våïi nhau vaì âàût trong äúng sæï thaình mäüt täø håüp khe håí 2 6 tiãu chuáøn. Mäùi täø âæåüc gheïp song song våïi mäüt âiãûn tråí (cuîng chãú taûo 3 4 bàòng caïcbärun) âãø cho sæû phán bäú âiãûn aïp xoay chiãöu giæîa caïc chuäùi âãöu âàûn. Caïc táúm vilêt âæåüc gàõn våïi nhau bàòng cháút dênh loaûi gäúm vaì âãø coï tiãúp xuïc täút trãn bãö màût mäùi táúm traïng bäüt kim loaûi vaì âæåüc eïp bàòng loì xo. Táút caí âàût trong voí sæï kên âãø håi áøm khäng loüt vaìo aính hæåíng Hçnh 12-7: Gheïp âiãûn dung âãún caïc âàûc tênh âiãûn cuía chäúng seït. 175
+Loaûi chäúng seït PBBM duìng âãø baío vãû maïy âiãûn âàûc tênh cuía noï nhæ hçnh 12-6, coï thãm âiãûn dung gheïp song song våïi mäüt pháön cuía chuäùi khe håí hçnh 12-7. Baíng 12.1: Täø håüp caïc chäúng seït PBC åí âiãûn aïp cao Loaûi chäúng Âiãûn aïp Âiãûn aïp cho Säú læåüng vaì Chiãöu cao Baïn kênh seït âënh mæïc pheïp låïn nháút loaûi chäúng seït cuía chäúng âãú chäúng [kV] trãn chäúng seït trãn täø håüp seït, mm seït, mm [kV] PBC-15 15 19 1xPBC-15 725 236 PBC-20 20 25 1xPPC-20 885 236 PBC-35 35 40,5 1xPBC-35 1210 236 PBC-110 110 100 3xPBC-33 3050 275 PBC-150 150 138 3xPBC-33 4546 1535 +2xPBC-15 PBC-220 220 200 6xPBC-33 6192 2035 Baíng 12.2: Âàûc tênh chuí yãúu cuía chäúng seït PBC (theo ⎡OCT-8934-58) Âiãûn aïp Âiãûn aïp Âiãûn aïp choüc thuíng åí Âiãûn aïp choüc Âiãûn aïp dæ cuía chäúng seït âënh laìm viãûc táön säú cäng nghiãûp thuíng xung kêch khi doìng âiãûn xung kêch coï mæïc låïn nháút [kV] khi thåìi gian biãn âäü khaïc nhau våïi âäü [kV] [kV] phoïng âëãn tæì1,5 daìi âáöu soïng 10µs, [kV] âãún 20µs,[kV]. (khäng låïn hån). Biãn âäü doìng [kA]. Khäng Khäng 3kA 5kA 10kA nhoí hån låïn hån 3 3,8 9 11 20 13,5 14,5 16 6 7,6 16 19 30 25 27 30 10 12,7 26 30,5 45 42 45 50 15 19 38 48 70 57 61 67 20 25 49 60,5 85 75 80 88 35 40,5 78 98 125 122 130 143 110 110 200 250 285 315 335 367 150 138 275 345 375 435 465 510 200 200 400 500 530 630 670 734 12.4. CHÄÚNG SEÏT VAN TÆÌ Trong chäúng seït van tæì, dæåïi taïc duûng cuía tæì træåìng häö quang giæîa caïc âiãûn cæûc seî di chuyãøn dæåïi täúc âäü låïn doüc theo khe håí voìng xuyãún, do âoï seî dãù bë thäøi tàõt. Sau khi häö quang tàõt cæåìng âäü caïch âiãûn cuía khe håí âæåüc khäi phuûc nhanh choïng. Âiãûn tråí khäng âæåìng thàóng cuía caïc táúm vilêt âæåìng kênh φ180mm, nàng læûc thäng qua doìng âiãûn coï soïng vuäng vaì âäü daìi soïng 2000 µs coï thãø tåïi 400 A. Trë säú naìy phuì håüp våïi caïc tham säú cuía quaï âiãûn aïp näüi bäü trong læåïi âiãûn aïp tåïi 220 kV. Do âoï chäúng seït van tæì coìn coï khaí nàng haûn chãú pháön låïn caïc loaûi quaï doìng näüi bäü trong læåïi âiãûn naìy. ÅÍ âiãûn aïp 300 vaì 500kV 176
âãø haûn chãú quaï âiãûn aïp näüi bäü cáön thäng qua doìng âiãûn nhiãöu hån næîa. Caïc chäúng seït van tæì duìng âãø baío vãû traûm cuía nga kê hiãûu laì PBM Γ vaì loaûi baío vãû maïy âiãûn laì PBM âæåüc chãú taûo åí caïc cáúp 3, 6,10 kV, caïc âàûc tênh cho trong baíng 12-2 vaì 12-3. Baíng 12.3: Âàûc tênh cuía chäúng seït van tæì Âiãûn aïp Âiãûn aïp Âiãûn aïp choüc thuíng åí Âiãûn aïp choüc thuíng Âiãûn aïp dæ cuía chäúng seït âënh laìm viãûc táön säú cäng nghiãûp xung kêch khi thåìi khi doìng âiãûn xung kêch mæïc låïn nháút [kV] gian phoïng âiãûn tæì coï âäü daìi âáöu soïng 10µs, [kV] [kV]. 1,5 âãún 20µs [kV]. Våïi caïc biãn âäü khäng låïn hån. Khäng Khäng 3 [kV] 5 10 nhoí hån låïn hån [kV] [kV] 3 3,8 7,5 9,5 9 9 9,5 11 6 7,6 15 18 17 17 18 20 10 12,7 25 30 28 28 30 33 20 25 42 51 65 60 65 72 35 40,5 70 83 105 97 105 116 110 100 170 195 265 245 265 295 150 138 235 270 370 340 370 410 220 200 340 390 515 475 515 570 330 295 485 560 740 680 740 820 500 420 660 760 1130 970 1060 1170 12.5. VAN CHÄÚNG SEÏT Ä XÊT KIM LOAÛI 1. Cáúu taûo vaì nguyãn liï hoaût âäüng Chäúng seït van âaî thay âäøi mäüt caïch cå baín trong khoaíng hån 20 nàm tråí laûi âáy caí vãö cáúu truïc láùn nguyãn liï laìm viãûc. Loaûi van chäúng seït coï khe håí phoïng âiãûn kiãøu táúm phàóng vaì phaït triãøn lãn loaûi coï khe thäøi tæì vaì âiãûn tråí caïcbit silic (SiC) màõc näúi tiãúp âaî âæåüc thay thãú bàòng van chäúng seït khäng coï khe håí phoïng âiãûn. U d b c A a logI Hçnh 12-8: Âàûc tênh doìng âiãûn-âiãûn aïp cuía âiãûn tråí oxit kim loaûi a)Âoaûn tuyãún tênh dæåïi, b)Âiãøm nhoün, c)Âoaûn phi tuyãún roî rãût, d)Âoaûn tuyãún tênh trãn, A- Âiãøm laìm viãûc coï âiãûn aïp thæåìng xuyãn 177
Van chäúng seút måïi khäng coï khe håí phoïng âiãûn maì dæûa trãn âiãûn tråí ä xêt kim loaûi (MO) coï âàûc tênh U-I hoaìn toaìn phi tuyãún vaì coï khaí nàng háúp thuû nàng læåüng ráút cao. Chuïng âæåüc biãút âãún nhæ loaûi van chäúng seït äxit kim loaûi (MO). Van chäúng seït MO khäng “phoïng âiãûn” do váûy khäng âënh nghéa âiãûn aïp phoïng âiãûn. Khi âiãûn aïp tàng van chäúng seït chuyãøn ngay tæì trë säú âiãûn tråí låïn sang âiãûn tråí nhoí theo daûng âàûc tênh U-I nhæ hçnh 12-8. Khi âiãûn aïp giaím laûi trë säú Uc van chäúng seït laûi duy trç tênh dáùn âiãûn keúm. Mæïc baío vãû cuía van chäúng seït MO âæåüc xaïc âënh bàòng âiãûn aïp dæ cuía noï. Âiãûn aïp dæ âæåüc âënh nghéa nhæ giaï trë âènh cuía âiãûn aïp åí âáöu cæûc van chäúng seït khi coï doìng âiãûn seït chaûy qua. Doìng âiãûn seït coï daûng soïng giæîa 1/9 µ s vaì 1/1 µ s thãø hiãûn bæåïc soïng quaï âiãûn aïp vaì âiãûn aïp dæ phäúi håüp coï khaí nàng so saïnh våïi âiãûn aïp phoïng âiãûn ban âáöu cuía chäúng seït van thäng duûng. Soïng xung âiãûn aïp 8/20 µ s cho âiãûn aïp dæ gáön tæång âæång våïi mæïc baío vãû quaï âiãûn aïp seït. Soïng doìng âiãûn våïi thåìi gian sæåìn giæîa 30 µ s vaì 100 µ s tæång æïng âiãûn aïp âoïng måí. Âiãûn aïp dæ tæång æïng våïi daûng soïng naìy cho mæïc baío vãû trong træåìng håüp coï æïng suáút âoïng måí. Caïc træåìng håüp sæû cäú tráöm troüng, coï khaí nàng van chäúng seït bë quaï taíi. Trong caïc træåìng håüp nhæ váûy (vê duû nhæ âiãûn aïp tàng tæì mäüt mæïc tåïi mæïc sau) thç sæû cäú traûm âáút mäüt pha xaíy ra trong âiãûn tråí làõp gheïp cuía van chäúng seït. Hãû thäúng thoaït aïp suáút âãø âãö phoìng voí sæï bë näø. Doìng âiãûn sæû cäú chaûm âáút cuía hãû thäúng taûi âiãøm âàût chäúng seït van phaíi nhoí hån doìng âiãûn âaím baío cuía thiãút bë thoaït aïp suáút cuía van chäúng seït. Cáúu truïc cuía van chäúng seït MO âæåüc mä taí nhæ hçnh 12-9. Hçnh 12-9: Tiãút diãûn (bäú trê chung cuía van chäúng seït oxit kim loaûi kiãøu EXLIMQ. 1.âáöu så cáúp, 2.thiãút bë xaí aïp suáút ,3.chäöng âiãûn tråí MO 4. sæï caïch âiãûn, 5.âáöu näúi âáút, 6.âáöu thoaït aïp suáút 2. ÆÏng duûng vaì caïch læûa choün Van chäúng seït âæåüc sæí duûng âãø baío vãû thiãút bë vaì traûm quan troüng (âàûc biãût laì maïy biãún aïp âiãûn læûc) chäúng laûi quaï âiãûn aïp khê quyãøn vaì quaï âiãûn aïp âoïng måí. Khi thiãút kãú vaì læûa choün van chäúng seït thäng duûng, cáön læu yï âiãûn aïp âaïnh thuíng vaì âiãûn aïp âãûm. Ngoaìi ra van chäúng seït MO âæåüc choün theo caïc tiãu chuáøn sau âáy: 178
-Âiãûn aïp táön säú nguäön täúi âa. -Khaí nàng háúp thuû nàng læåüng. -Mæïc baío vãû. Coï thãø âaût âæåüc khaí nàng háúp thuû nàng læåüng yãu cáöu våïi cuìng cáúp baío vãû bàòng caïch xãúp chäöng caïc âiãûn tråí MO song song. Bàòng caïch gáúp âäi säú chäöng laì coï thãø coï mæïc baío vãû tháúp hån vaì khaí nàng háúp thuû gáön nhæ gáúp âäi. Mæïc baío vãû cáön thiãút âæåüc tçm ra nhåì caïc quy tàõc phäúi håüp caïch âiãûn, trong âoï coï chia âäü (caïc tè säú baío vãû) giæîa caïc mæïc baío vãû cuía van chäúng seït vaì âiãûn aïp xung âënh mæïc cuía thiãút bë cáön baío vãû âæåüc xaïc âënh (hçnh 12-10). Våïi van chäúng seït MO, âiãûn aïp laìm viãûc liãn tuûc cæûc âaûi Us laì âiãûn aïp táön säú nguäön låïn nháút maì van chäúng seït coï thãø chëu âæûng âæåüc thæåìng xuyãn. Cæåìng âäü T cuía van chäúng seït chäúng laûi quaï âiãûn aïp quaï âäü UTOV âæåüc cho bàòng caïc âàûc tênh âiãûn aïp/thåìi gian ( U TOV= T.UC hoàûc UTOV = TR.UR ). Hãû säú T hoàûc TR phuû thuäüc vaìo loaûi van chäúng seït vaì coï thãø tçm âæåüc trong taìi liãûu cuía nhaì chãú taûo, UR laì âiãûn aïp âënh mæïc. Theo IEC 99-4 âiãûn aïp liãn tuûc cuía van chäúng seït phaíi khäng âæåüc tháúp hån trë säú hiãûu duûng cuía âiãûn aïp táön säú nguäön coï thãø xaíy ta åí âáöu cæûc láu hån 10 phuït trong luïc laìm viãûc. Âiãûn aïp naìy âæåüc xaïc âënh trãn cå såí âiãûn aïp laìm viãûc cao nháút taïc âäüng lãn læåïi âang xeït åí chãú âäü laìm viãûc bçnh thæåìng. Nãúu säú liãûu naìy khäng âæåüc xaïc âënh roî raìng coï thãø láúy bàòng âiãûn aïp cao nháút Um âäúi våïi thiãút bë (IEC 71-1). a) Van chäúng seït giæîa pha vaì âáút Âäúi våïi caïc hãû thäúng coï täøng tråí näúi âáút nhoí, âiãûn aïp liãn tuûc êt nháút bàòng 1,05 láön âiãûn aïp laìm viãûc cao nháút chia cho 3 . Âäúi våïi caïc hãû thäúng coï sæû cäú traûm âáút âæåüc buì hoàûc trung tênh caïch li, âiãûn aïp liãn tuûc coï thãø láúy êt nháút bàòng âiãûn aïp laìm viãûc cao nháút. Hçnh 12-10 Phäúi håüp caïch âiãûn cho læåïi täøng näúi âáút tháúp. (cE= 1,4) trong khoaíng C (Um ≥ 300Kv theo IEC 71-1 u tæång æïng våïi giaï trë âènh cuía âiãûn aïp 4 d pha -âáút. urB Urs -âiãûn aïp chëu xung seït âënh mæïc . 3 urs CB UrB -âiãûn aïp chëu xung âoïng måí âënh mæïc. Cs Up a: âiãûn aïp pha âáút táön säú nguäön max. cE hãû säú sæû cäú traûm âáút,b: âiãûn aïp pha âáút 2 táön säú nguäön max våïi sæû cäú chaûm âáút åí pha b bãn caûnh, d: quaï âiãûn aïp (âæåüc haûn chãú bàòng 1 van chäúng seït âãún Up ). CE a Up mæïc baío vãû cuía van chäúng seït CB giåïi haûn an toaìn våïi âiãûn aïp xung seït CS giåïi haûn an toaìn våïi xung âoïng måí b) Van chäúng seït giæîa caïc pha Âiãûn aïp liãn tuûc täúi thiãøu phaíi bàòng 1,05 láön âiãûn aïp laìm viãûc cao nháút. c) Van chäúng seït âiãøm trung tênh 179
Âäúi våïi caïc hãû thäúng coï täøng tråí näúi âáút tháúp, âiãûn aïp liãn tuûc nháûn âæåüc tæì âiãûn aïp âënh mæïc taûo nãn. Âäúi våïi caïc hãû thäúng coï sæû cäú traûm âáút âæåüc buì hoàûc trung tênh caïch li, âiãûn aïp liãn tuûc täúi thiãøu coï thãø láúy bàòng âiãûn aïp laìm viãûc låïn nháút chia cho 3. 3. Caïc trë säú âiãøn hçnh cuía van chäúng seït våïi caïc mæïc âiãûn aïp âiãöu chènh Våïi caïc van chäúng seït MO khäng coï khe håí phoïng âiãûn, âiãûn aïp laìm viãûc liãn tuûc Uc phaíi âæåüc læûa choün theo hãû säú chaûm âáút Ce= 3 . Baíng 12-4 cho tháúy caïc trë säú âiãøn hçnh âäúi våïi caïc læåïi täøng tråí näúi âáút nhoí ( Ce=1,4) vaì caïc hãû thäúng khäng näúi âáút ( Ce = 3 ) khäng coï quaï âiãûn aïp quaï âäü naìo khaïc. Van chäúng seït trong læåïi phán phäúi dæåïi 30 kV (vê duû caïc maïy biãún aïp làõp trãn cäüt ) thæåìng âæåüc thiãút kãú våïi doìng âiãûn seït âënh mæïc laì 5 kA. Van chäúng seït 10 kA âæåüc sæí duûng cho caïc maûng thæåìng coï nguy cå bë seït âaïnh. Doìng âiãûn seït âënh mæïc 10 kA cáön phaíi luän luän âæåüc læûa choün cho van chäúng seït træåïc âæåìng caïp. Van chäúng seït duìng cho caïc âiãûn aïp trãn 30 kV luän coï doìng âiãûn seït âënh mæïc laì 10 kA. Van chäúng seït âæåüc âàût song song våïi âäúi tæåüng âæåüc baío vãû thæåìng giæîa pha vaì âáút. Vç vuìng baío vãû trong khäng gian bë giåïi haûn, caïc van chäúng seït phaíi âæåüc näúi caìng gáön bäü pháûn baío vãû caìng täút . Caïc säú liãûu gáön âuïng âäúi våïi vuìng baío vãû âæåüc cho trong baíng 12-4. Baíng 12.4: choün van chäúng seït MO våïi âiãûn aïp âënh mæïc Ur (khäng xaíy ra quaï âiãûn aïp quaï âäü khaïc) Âiãûn aïp hãû thäúng âënh Van chäúng seït pha Van chäúng seït trung tênh mæïc Un, Ur våïi Ce= 1,4 Ur våïi Ce= 3 Ur våïi Ce=1,4 Ur våïi Ce= 3 kV kV kV kV kV 6 6 9 - - 10 12 15 - - 20 21 30 - - 30 30 45 - - 66 60 90 - - 110 96 150 72 90 138 120 - 84 - 220 192 - 90 - 345 276 - 132 - 380 330 - 150 - 500 420 - 192 - Hiãûn nay haîng ABB coï chæång trçnh truyãön soïng âãø nghiãn cæïu caïc thiãút bë âoïng càõt låïn coï khaí nàng tênh toaïn caïc thay âäøi theo thåìi gian cuía âiãûn aïp åí caïc vë trê thêch håüp trong traûm. Vuìng baío vãû cuía van chäúng seït - caïc trë säú chuáøn Âiãûn aïp cæûc âaûi cuía Vuìng âæåüc baío vãû Chiãöu daìi dáùn âãún van thiãút bë Um [ kV] Lmax [m] chäúng seït a[ m]
Trong caïc traûm trung gian vaì cao aïp coï caïc âæåìng caïp vaìo cáön tênh âãún quaï âiãûn aïp phaín xaû khäng kãø sæû haûn chãú cuía soïng truyãön trong caïp. Våïi âoaûn caïp ngàõn ( LK 5m caïp phaíi âæåüc baío vãû caí hai phêa bàòng van A1 vaì A2. Trong træåìng håüp naìy nãúu khoaíng caïch do van A2 baío vãû låïn hån L1 thç van A3 baío vãû maïy biãún aïp coï thãø khäng cáön thiãút. Bäü âãúm seït coï thãø âæåüc sæí duûng âãø giaïm saït van chäúng seït. Chuïng âæåüc näúi vaìo dáy näúi âáút cuía van chäúng seït , van chäúng seït phaíi âæåüc caïch âiãûn våïi âáút. Lk L1 A1 A2 A3 Hçnh 12-11: Baío vãû quaï âiãûn aïp våïi caïp dáùn âãún maïy ngàõt 12.6. CHÄÚNG SEÏT VariSTAR UItraSIL 1. Giåïi thiãûu chung Thãú hãû chäúng seït loaûi måïi UItraSIL cuía haîng Cooper Power System âaî hoaìn thiãûn nhæîng æu âiãøm cuía cäng nghãû chäúng seït coï voí boüc bàòng polymer âoï laì kêch thæåïc vaì troüng læåüng giaím nhoí, cuìng våïi âäü an toaìn âæåüc náng cao. Chäúng seït UItraSIL sæí duûng loaûi váût liãûu æu viãût hiãûn nay âæåüc cháúp nháûn räüng raîi trong cäng nghiãûp laì cao su cone laìm voí boüc. Viãûc duìng caïc âéa MOV (âiãûn tråí phi tuyãún oxid keîm) våïi caïc âàûc tênh âiãûn hoüc cao cáúp laìm cho chäúng seït loaûi UItraSIL coï khaí nàng baío vãû quaï âiãûn aïp hån hàón cho caïc læåïi phán phäúi. Caïc âéa MOV chãú taûo âãöu phaíi qua caïc kiãøm tra cháút læåüng nghiãm ngàût tæì kháu bàõt âáöu cho âãún kháu hoaìn táút trong dáy chuyãön saín xuáút. Mäùi âéa MOV sau khi âæåüc saín xuáút âãöu phaíi qua mäüt loaût caïc thæí nghiãûm âiãûn hoüc nhàòm baío âaím cho âéa coï âæåüc cháút læåüng cao nháút. Nhåì váûy, caïc âéa MOV naìy coï âæåüc âäü tin cáûy ráút cao trong chæïc nàng baío vãû khi laìm viãûc ngay caí sau nhiãöu nàm sæí duûng. Chäúng seït UIt raSIL coï caïc loaûi 5kA vaì 10kA, cáúp 1 theo tiãu chuáøn IEC-99-4. 2. Cáúu taûo Chäúng seït UIt raSIL gäöm mäüt chäöng caïc âéa MOV våïi hai âiãûn cæûc åí hai âáöu. Toaìn bäü caïc âéa âæåüc boüc keo epoxy gia cæåìng bàòng såüi thuíy tinh trong mäüt qui trçnh saín xuáút hoaìn toaìn tæû âäüng hoïa. Sau khi âæåüc gia nhiãût âãø thaình mäüt khäúi læåüng væîng chàõc vãö màût cå hoüc coï thãø chëu âæûng caïc æïng suáút âiãûn hoüc, cå hoüc, trong caïc âiãöu kiãûn mäi træåìng khàõt khe. Låïp voí boüc sau âoï âæåüc làõp vaìo vaì kãút dênh chàût våïi khäúi caïc âéa MOV taûo thaình mäüt thãø chàõc chàõn coï âäü bãön âiãûn cao. Sau khi làõp raïp, mäùi chäúng seït âãöu phaíi traíi qua mäüt loaût caïc thæí nghiãûm háöu baío âaím khaí nàng laìm viãûc cao nháút. Voí boüc cao su Silicone âaî phaíi traíi qua ráút nhiãöu thæí nghiãûm khi thiãút kãú nhàòm xaïc âënh hçnh daïng täúi æu caïc tai. Âàûc âiãøm Ngoaìi ra caïc thê nghiãûm trong thåìi gian daìi trong caïc âiãöu kiãûn mäi træåìng khaïc nhau cuîng chæïng toí tênh æu viãût cuía cao su silicone UItraSIL vãö âäü bãön, nãúu so våïi caïc váût liãûu polimer khaïc. Caïc thê 181
nghiãûm tiãún haình åí caïc phoìng thê nghiãûm âäüc láûp âaî xaïc nháûn tênh hån hàón cuía váût liãûu silicone vãö caïc màût chäúng baïm næåïc, khaí nàng chëu tia tæí ngoaûi cuîng nhæ khaí nàng chäúng phoïng âiãûn bãö màût trong caïc mäi træåìng ä nhiãùm, tênh trå âäúi våïi caïc hoïa cháút, tênh äøn âënh nhiãût vaì nhiãöu âàûc tênh caïch âiãûn cå baín khaïc. Hçnh 12-12:Chäúng seït UitraSIL 10kV vaì màût càõt minh hoüa Cao su silicone coìn coï khaí nàng khaïng sæû sinh säi cuía náúm mäúc, vaì khäng bàõt chaïy. Khi doìng sæû cäú laì 20 kA hay låïn hån, bäü pháûn caïch li (tuìy choün) seî hoaût âäüng vaì caïch li pháön âáöu näúi âáút cuía chäúng seït. Nhåì váûy traïnh sæû cäú vénh viãùn træåìng håüp chäúng seït bë ngàõn maûch bãn trong, màût khaïc seî dãù daìng phaït hiãûn vaì thay thãú chäúng seït bë sæû cäú. Baíng 12.5: Mäüt säú loaûi chäúng seït VariSTAR Loaûi chäúng seït UNS UHS - Âiãûn thãú hãû thäúng 3 - 36 kV 3 - 72 kV - Âiãûn thãú âënh mæïc cuía chäúng seït 3 - 36 kV 3 - 60 kV - Táön säú hãû thäúng 50 - 60 Hz 50 - 60 Hz - Tiãu chuáøn thiãút kãú vaì thæí nghiãûm IEC 99 - 4 IEC 99 - 4 - Doìng phoïng âiãûn âënh mæïc 5 kA 10 kA - Cáúp phoïng âiãûn - 1 - Mæïc chëu âæûng doìng cao 65 kA 100 kA - Cáúp xaí aïp læûc 20 kA (hiãûu duûng âäúi 20 kA (hiãûu duûng âäúi xæïng) (B) xæïng) (B) 182
3. Hoaût âäüng Chäúng seït UItraSIL coï hoaût âäüng giäúng nhæ caïc chäúng seït khäng khe håí khaïc. Trong âiãöu kiãûn xaïc láûp, âiãûn aïp trãn chäúng seït laì âiãûn aïp pha cuía læåïi âiãûn. Khi coï quaï âiãûn aïp, láûp tæïc chäúng seït giåïi haûn quaï âiãûn aïp åí mæïc baío vãû cáön thiãút bàòng caïch dáùn doìng xung xuäúng âáút. Khi tçnh traûng quaï âiãûn aïp âaî qua räöi, chäúng seït quay tråí vãö tçnh traûng caïch âiãûn nhæ træåïc, vaì chè dáùn doìng roì ráút nhoí. 4. Caïc læu yï chung âãø læûa choün chäúng seït Âënh mæïc cuía chäúng seït laì giaï trë âiãûn aïp pha åí táön säú cäng nghiãûp låïn nháút maì chäúng seït âæåüc thiãút kãú vaì thæí nghiãûm theo tiãu chuáøn IEC. Baíng 12.5 hæåïng dáùn chung âãø læûa choün trë âënh mæïc chäúng seït thêch håüp våïi âiãûn aïp cuía hãû thäúng âaî cho. Chäúng seït khäng khe håí phaíi âæåüc læûa choün âáöy âuí våïi caïc phuû kiãûn, chëu âæûng âæåüc âiãûn aïp pha åí táön säú cäng nghiãûp trong táút caí caïc âiãöu kiãûn váûn haình cuía hãû thäúng. Âiãûn thãú laìm viãûc liãn tuûc Choün så bäü trãn cå såí laì "Âiãûn aïp laìm viãûc liãn tuûc cuía chäúng seït MCOV coï Uc bàòng hoàûc låïn hån âiãûn aïp pha låïn nháút cuía hãû thäúng". Quaï âiãûn aïp táön säú cäng nghiãûp (quaï âiãûn aïp näüi bäü) Tiãu chuáøn thæï 2 âãø læûa choün chäúng seït dæûa vaìo mæïc âäü näúi âáút cuía hãû thäúng. Khi coï sæû cäú mäüt pha chaûm âáút, trong âiãöu kiãûn âiãûn aïp hãû thäúng coï giaï trë låïn nháút, âiãûn aïp âënh mæïc cuía chäúng seït âæåüc choün phaíi låïn hån âiãûn aïp tàng cao trãn caïc pha khäng chaûm âáút. Cáön læu tám âàûc biãût âãún caïc hãû thäúng coï hãû säú näúi âáút keïm, hãû thäúng khäng näúi âáút, hãû thäúng näúi âáút kiãøu cäüng hæåíng hoàûc âäúi våïi caïc hãû thäúng coï caïc âiãöu kiãûn laìm viãûc khäng bçnh thæåìng nháút âënh. Tuy váûy, tuìy theo âiãöu kiãûn laìm viãûc cuû thãø cuía hãû thäúng maì coï thãø læûa choün âiãûn aïp âënh mæïc cuía chäúng seït mäüt caïch thêch håüp miãùn laì khäng vi phaûm khaí nàng chëu âæûng quaï âiãûn aïp taûm thåìi cuía chäúng seït. Caïc sæû cäú trãn læåïi âiãûn coï thãø gáy ra caïc quaï âiãûn aïp taûm thåìi táön säú cäng nghiãûp våïi giaï trë væåüt quaï mæïc âiãûn aïp laìm viãûc liãn tuûc MCOV hoàûc ngay caí âiãûn aïp âënh mæïc chäúng seït coï thãø chëu âæûng. Khi âoï cáön quan tám âãún mæïc quaï âiãûn aïp (so våïi thåìi gian baío vãû dæû træî cuía hãû thäúng), cuîng nhæ mæïc nàng læåüng cuía doìng phoïng âiãûn. So våïi hãû thäúng cho pheïp laìm viãûc khi coï chaûm âáút mäüt pha trong thåìi gian quaï 10000 giáy, cáön duìng chäúng seït coï âiãûn aïp âënh mæïc laìm viãûc liãn tuûc bàòng våïi âiãûn aïp dáy cuía hãû thäúng. Baíng 12.6: Læûa choün âiãûn aïp âënh mæïc cuía chäúng seït VariSTAR Âiãûn aïp cuía hãû thäúng (kV) Âënh mæïc cuía chäúng seït (kV) Hãû thäúng 3 pha Hãû thäúng 3 pha 3 Hãû thäúng 3 pha näúi ∆ Âënh mæïc Låïn nháút 4 dáy näúi Y dáy näúi Y trung khäng näúi âáút hay näúi Y trung tênh näúi tênh näúi âáút træûc nhæng trung tênh näúi âáút âáút làûp laûi tiãúp taûi nguäön qua âiãûn khaïng 3.3 3.7 3 6 6 6.6 7.3 6 9 9 10.0 11.5 9 12 12-15 11.0 12.0 9-10 12 12-15 16.4 18.0 15 - 18-21 22.0 24.0 18-21 24 24-27 33.0 36.3 27-30 36 36-39 47.0 52.0 39-48 54 60 66.0 72.0 54-60 60 - 183
Trong mäüt säú caïc âiãöu kiãûn laìm viãûc âàûc biãût cuía hãû thäúng nhæ khi âoïng âiãûn maïy biãún aïp våïi mäüt säú kiãøu âáúu dáy nháút âënh vaì hiãûn tæåüng cäüng hæåíng coï thãø xaíy ra, caïc chäúng seït luïc áúy seî chëu caïc quaï âiãûn aïp. Sau âáy laì baíng læûa choün chäúng seït cuía Cooper Power Systrems aïp duûng cho tæìng hãû thäúng riãng leí. 5. Caïc âàûc tênh thæí nghiãûm Chäúng seït VariSTAR UItraSIL âæåüc thiãút kãú vaì thæí nghiãûm theo tiãu chuáøn IEC 99-4. Thæí nghiãûm chu kyì laìm viãûc Âäúi våïi chäúng seït UNS: 20 láön doìng xung 5 kA, daûng soïng 8/20 µs, sau âoï laì hai láön doìng xung cao 65 kA âènh (daûng soïng 4/10 µs). Âäúi våïi chäúng seït UNS: 20 láön doìng xung 10 kA daûng soïng 8/20 µs, sau âoï laì hai láön doìng xung cao 100 kA âènh (daûng soïng 4/10 µs). Kiãøm tra khaí nàng chëu âæûng doìng xung trong thåìi gian daìi Âäúi våïi chäúng seït UNS: 18 láön doìng xung 75 kA trong thåìi gian 1000 µs. Âäúi våïi chäúng seït UHS: 18 láön doìng xung åí mæïc nàng læåüng phoïng theo tiãu chuáøn IEC cáúp 1 (xáúp xè 250A, 2000 µs). Sau mäùi thæí nghiãûm, caïc chäúng seït váùn åí traûng thaïi äøn âënh nhiãût nhåì caïc kiãøm tra sau: • Doìng roì coï giaï trë giaím liãn tuûc trong voìng 30 phuït khi chäúng seït âæåüc phoïng âiãûn åí âiãûn aïp Uc. • Khäng coï biãøu hiãûn suy giaím vãö màût cáúu taûo hay vãö caïc âàûc tênh âiãûn hoüc. • Âiãûn aïp phoïng âiãûn åí 5kA hay 10kA âæåüc âo læåìng sau mäùi láön thæí nghiãûm thay âäøi êt hån 5% so våïi giaï trë ban âáöu. Táút caí caïc thæí nghiãûm âãöu âæåüc thæûc hiãûn trong caïc phoìng thê nghiãûm âäüc láûp, theo tiãu chuáøn IEC - 99-4. Kiãøm tra khaí nàng chëu âæûng doìng ngàõn maûch Caïc thæí nghiãûm naìy seî chæïng minh khaí nàng chëu âæûng doìng sæû cäú maì khäng bë näø chäúng seït. Táút caí caïc voí boüc chäúng seït UItraSIL âãöu âæåüc kiãøm tra phuì håüp våïi caïc yãu cáöu âæåüc liãût kã trong IEC - 99 - 4/IEC - 99 - 1 vaì laì loaûi khäng näø. Baíng 12.7: Kiãøm tra khaí nàng chëu âæûng aïp suáút Loaûi chäúng seït Cáúp chëu âæûng aïp læûc theo Biãn âäü doìng sæû cäú (kA) Thåìi gian nhoí nháút täön taûi IEC sæû cäú (giáy) UNS/UHS B 0,8 0,5 20 02 Khaí nàng quaï âiãûn aïp taûm thåìi (TOV) Khaí nàng chëu âæûng quaï âiãûn aïp taûm thåìi åí táön säú 60Hz âæåüc cho theo âäö thë. Dæûa vaìo âäö thë tênh âæåüc thåìi gian maì chäúng seït coï thãø chëu quaï âiãûn aïp (tênh bàòng âån vë tæång âäúi våïi cå såí laì MCOV cuía chäúng seït) maì khäng bë hæ hoíng. Caïc âàûc tênh baío vãû Chäúng seït UitraSIL VariSTAR coï khaí nàng baío vãû quaï âiãûn aïp mäüt caïch hiãûu quaí cho caïc thiãút bë âiãûn trung thãú. Caïc âàûc tênh baío vãû cuía hoü chäúng seït UltraSIL cho trãn baíng 12-8 vaì 12-9. 184
Baíng 12.8: Caïc âàûc tênh baío vãû - VariSTAR UNS, IN= 5 kA (IEC - 94-4) Âënh MCOV Âiãûn aïp Âiãûn aïp dæ khi coï xung seït daûng soïng 8/20µs (kV) mæïc dæ do CS (kV) (kV) Xung coï 1,5 kA 3 kA 5 kA 10 kA 20 kA 40 kA âäü däúc låïn 3 2.55 10.9 9.0 9.7 10.4 11.4 13.0 15.1 6 5.1 21.8 17.9 19.4 2.08 22.7 26.0 30.2 9 7.65 31.4 25.8 28.0 30 32.8 37.4 43.5 10 8.4 32.7 26.9 29.1 31.2 34.1 38.9 45.3 12 10.2 41.1 33.8 36.5 39.2 42.9 48.9 56.9 15 12.7 51.3 42.2 45.7 49.0 53.6 61.1 71.1 18 15.3 61.6 50.6 54.8 58.5 64.3 73.4 85.3 21 17 65.4 53.7 58.2 62.4 68.2 77.9 90.6 24 19.5 76.3 62.7 67.8 72.8 79.6 90.8 106.0 27 22.0 86.3 71.0 76.8 82.4 90.1 103.0 120.0 30 24.4 96.2 79.1 85.6 91.8 100.0 115.0 133.0 33 27.0 107.0 87.8 95.1 102.0 112.0 127.0 148.0 36 29.0 115.0 94.7 103.0 110.0 120.0 137.0 160.0 Baíng 12-9: Caïc âàûc tênh baío vãû - VariSTAR UHS, IN =10 kA (IEC-99-4) Âënh MCOV Âiãûn aïp Âiãûn aïp dæ khi coï xung seït daûng soïng 8/20 µs (kV) Âiãûn aïp dæ do mæïc (kV) dæ do xung âoïng càõt CS xung âæåìng dáy daûng (kV) coï âä soïng 30/60 µs däúc låïnü (kV) 1,5kA 3 kA 5 kA 10 kA 20 kA 40 kA 125 A 500 A 3 2.55 11.3 8.6 9.1 9.1 10.4 11.5 13.0 7.4 7.9 6 5.10 22.6 17.2 18.2 18.2 20.8 23.0 25.9 14.8 15.9 9 7.65 32.6 24.8 26.3 26.3 30.0 33.2 37.4 21.4 22.9 10 8.40 33.9 25.8 27.4 27.4 31.2 34.5 38.9 22.2 23.8 12 10.2 42.6 32.4 34.4 34.4 39.2 43.3 48.8 27.9 29.9 15 12.7 53.2 40.4 43.0 43.0 49.0 54.2 61.0 34.9 37.4 18 15.3 63.9 48.5 51.6 51.6 58.8 65.0 73.2 41.9 44.8 21 17.0 67.8 51.5 54.7 54.7 62.4 69.0 77.7 44.4 47.6 24 19.5 79.1 60.1 63.9 63.9 72.8 80.5 90.7 51.9 55.5 27 22.0 89.5 68.0 72.3 72.3 82.4 91.1 103.0 58.7 62.8 30 24.4 99.7 75.8 80.5 80.5 91.8 101.0 114.0 65.4 70.0 33 27.0 110.8 84.2 89.5 89.5 102.0 113.0 127.0 72.7 77.8 36 29.0 119.5 90.8 96.5 96.5 110.0 122.0 137.0 78.4 83.9 39 31.5 130.3 99.1 105.0 105.0 120.0 133.0 149.0 85.5 91.5 42 34.0 141.2 107.0 114.0 114.0 130.0 144.0 162.0 92.6 99.1 45 36.5 152.1 116.0 123.0 123.0 140.0 155.0 174.0 99.7 107.0 48 39.0 162.9 124.0 132.0 132.0 150.0 166.0 187.0 107.0 114.0 54 42.0 176.0 134.0 142.0 142.0 162.0 179.0 202.0 115.0 124.0 60 48.0 197.7 150.0 160.0 167.0 182.0 201.0 227.0 130.0 139.0 185
Chæång 13. KHAÏNG ÂIÃÛN 13.1. KHAÏI NIÃÛM CHUNG 1. Khaïi niãûm Khaïng âiãûn laì mäüt cuäün dáy âiãûn caím coï âiãûn khaïng khäng âäøi (khäng coï loîi theïp L>>R), duìng âãø haûn chãú doìng ngàõn maûch âäöng thåìi duy trç mäüt trë säú âiãûn aïp åí mæïc nháút âënh khi coï sæû cäú ngàõn maûch xaíy ra. Âãø âiãûn khaïng khäng âäøi thç cuäün dáy phaíi khäng coï loîi theïp, vç khi coï loîi theïp thç nãúu ngàõn maûch xaíy ra doìng tàng laìm loîi theïp baîo hoìa kãút quaí âiãûn khaïng seî giaím khäng haûn chãú âæåüc doìng ngàõn maûch (Inm). Tham säú cå baín cuía âiãûn khaïng âæåüc tênh laì XK% tæång æïng âiãûn aïp våïi ∆U % (boí qua âiãûn aïp trãn âiãûn tråí), suût aïp pha: ∆U ph = X K .I âm [ V]. Khaïng âiãûn âæåüc choün theo âiãûn aïp âënh mæïc, ≅ HT doìng âiãûn âënh mæïc vaì XK%, kiãøm tra äøn âënh âäüng vaì äøn âënh nhiãût. MC 2. Yãu cáöu cuía khaïng âiãûn a) Quaï âiãûn aïp khäng âæåüc phaït sinh âaïnh thuíng caïch Khaïng âiãûn giæîa caïc voìng dáy vaì caïch âiãûn âäúi våïi âáút. Khäng âæåüc phaït sinh phoïng âiãûn cuûc bäü trãn bãö màût cuía khaïng âiãûn. b) Khaïng âiãûn phaíi coï âuí âäü bãön nhiãût vaì âiãûn âäüng. N c) Täøn hao cäng suáút trong khaïng âiãûn phaíi êt nháút (täøn hao khäng âæåüc gáy phaït noïng khaïng âiãûn quaï mæïc cho Hçnh 13-1: Khaïng âiãûn: a) hçnh daûng pheïp). chung ,b) bäú trê trong så âäö læåïi 13.2. LÆÛA CHOÜN VAÌ KIÃØM TRA KHAÏNG ÂIÃÛN 1. Læûa choün khaïng âiãûn Læûa choün khaïng âiãûn theo âiãûn aïp, doìng âiãûn vaì giaï trë XK% cáön phäúi håüp våïi maïy ngàõt âiãûn âaî âàût trong maûch cuía noï, coï nghéa laì xuáút phaït tæì âiãöu kiãûn ngàõn maûch sau khaïng âiãûn, doìng siãu quaï âäü khäng væåüt quaï doìng âiãûn càõt âënh mæïc cuía maïy ngàõt âiãûn. Vê duû hçnh 13-1: ngàõn maûch taûi âiãøm N, âiãûn khaïng täøng cuía hãû thäúng tæì nguäön âãún nåi sæû cäú taûi N laì: I X ∑ = X HT + X K = cb (13.1) I càõtMCÂ - Icb: Doìng âiãûn cå baín. - XHT: Âiãûn khaïng hãû thäúng tênh âãún thanh caïi træåïc khaïng âiãûn. - XK: Âiãûn khaïng cuía khaïng âiãûn cáön tçm. XK tênh theo % æïng våïi âiãöu kiãûn doìng, aïp âënh mæïc nhæ sau: I âmK .U âmmaûng X K Htt = (X ∑ − X HT ) (13.2) I c b .U âmK Trong âoï: IâmK: doìng âënh mæïc cuía khaïng âiãûn 186
UâmK: âiãûn aïp âënh mæïc cuía khaïng âiãûn. Uâmmang: âiãûn aïp trung bçnh âënh mæïc nåi âàût khaïng âiãûn. Tæì (13-2) ta tra baíng coï sàôn choün XK≥XKtt. Chuï yï: nãúu biãút tiãút diãûn caïp nhoí nháút sau khaïng âiãûn thç khi tênh XK% cuîng tiãún haình tæång tæû nhæ trãn. Nhåï ràòng luïc xaïc âënh XΣ âaïng leî duìng doìng càõt âënh mæïc IcàõtMCÂ cäng thæïc (13-1) thç phaíi thay bàòng doìng äøn âënh nhiãût cuía caïp tæång æïng Iäâ . 2. Kiãøm tra khaïng âiãûn I Sau khi choün khaïng âiãûn ta phaíi tênh täøn hao âiãûn aïp trong tçnh traûng laìm viãûc bçnh thæåìng vaì âiãûn aïp dæ trãn thanh I2 I1 caïi khi ngàõn maûch sau khaïng âiãûn. Täøn tháút âiãûn aïp trong tçnh a) traûng laìm viãûc láu daìi âäúi våïi khaïng âiãûn âån âæåüc xaïc âënh nhæ sau: I I lv ∆u pha = I lv .X K sin α hay ∆u % = X K . sin ϕ% . I âmK I2 Våïi: Ilv doìng laìm viãûc cuía nhaïnh ⇒ coi nhæ chè coï âiãûn khaïng I I nãn sinα =1 coï U dæ % = X K % N . Våïi IN: doìng ngàõn maûch khi I âmK sæû cäú sau khaïng âiãûn. Nãúu âiãûn aïp tháúp hån âiãûn aïp dæ cho pheïp I1 b) UdæCP bàòng 0,6Uâm thç phaíi tênh laûi âiãûn khaïng cuía khaïng âiãûn nhæ sau: Hçnh 13-2: Khaïng âiãûn keïp U dæCP .X HT .I âmK .U âmmaûng X * K(âm) = (13.3) a) Khi laìm viãûc bçnh thæåìng; (1 − U dæCP )I cb .U âmK b) Khi ngàõn maûch mäüt âæåìng dáy Våïi: XHT: täøng âiãûn khaïng tæång âäúi cå baín tênh âãún træåïc âiãøm màõc âiãûn khaïng. Uâmmaûûng: âiãûn aïp âënh mæïc cuía cáúp âiãûn aïp xaíy ra ngàõn maûch. X*K(âm): âiãûn khaïng tæång âäúi cuía khaïng âiãûn quy vãö âiãöu kiãûn âënh mæïc. Chuyãøn thaình khaïng âiãûn pháön tràm X K % = X * K(âm) .100 tæì âáy choün âiãûn khaïng tiãu chuáøn. +Khaïng âiãûn âæåüc xem laì âaím baío äøn âënh nãúu thoía maîn âiãöu kiãûn: Iäââ≥ IXK (13.4) Våïi Iäââ: doìng äøn âënh âäüng (doìng låïn nháút coï thãø âi qua âiãûn khaïng maì khäng gáy ra mäüt sæû biãún daûng naìo cuía cuäün dáy). + Âiãöu kiãûn äøn âënh nhiãût : I äân t äân ≥ I ∞ . t gt (13.5) Mæïc äøn âënh nhiãût cuía khaïng âiãûn ráút cao, viãûc kiãøm tra äøn âënh nhiãût chè cáön thiãút våïi khaïng âiãûn nhoí vaì thåìi gian täön taûi ngàõn maûch låïn. tgt: thåìi gian täön taûi ngàõn maûch. I∝: doìng ngàõn maûch äøn âënh (xaïc láûp). Ngoaìi khaïng âiãûn âån, khaïng âiãûn hai âáöu coìn coï khaïng âiãûn keïp ba âáöu, ngoaìi thaình pháön âiãûn caím coìn coï häù caím (khi laìm viãûc bçnh thæåìng hai cuäün cuìng laìm viãûc thç âiãûn khaïng keïp nhoí hån nhiãöu khaïng âiãûn âån âoï laì æu viãût hån cuía khaïng âiãûn keïp, åí chãú âäü ngàõn maûch taïc duûng haûn chãú ngang nhau. Tuy nhiãn khaïng âiãûn âån reí hån khaïng âiãûn keïp, vaì thæåìng duìng khi säú âæåìng dáy êt hån). 187
~ ~ ~ a) ~ ~ ~ ~ ~ d) b) c) Hçnh 13-3: Caïc caïch näúi khaïng âiãûn thäng duûng nháút: a)näúi âæåìng dáy nguäön cung cáúp;b)näúi âæåìng dáy âi ra; c)näúi phán âoaûn thanh goïp ≅ HT MC Khaïng N Hçnh 13-4: Âàût khaïng âiãûn haûn chãú doìng âiãûn âènh:Dn -âæåìng kênh trung bçnh cuía khaïng âiãûn,a-khoaíng caïch giæîa âæåìng tám khaïng âiãûn vaì bäü pháûn kim loaûi: 1.Tæåìng cäút theïp;2.Thanh cäút theïp(kêch thæåïc trãn theo mm) 188
Chæång 14. BIÃÚN AÏP ÂO LÆÅÌNG 14.1. BIÃÚN ÂIÃÛN AÏP (BU) 1. Chæïc nàng vaì caïc thäng säú chênh cuía BU Biãún âiãûn aïp âo læåìng duìng âãø biãún âäøi âiãûn aïp tæì trë säú låïn xuäúng trë säú thêch håüp (100V hay 100/ 3 V) âãø cung cáúp cho caïc duûng cuû âo læåìng, råle vaì tæû âäüng hoïa. Nhæ váûy caïc duûng cuû thæï cáúp âæåüc taïch khoíi maûch âiãûn cao aïp nãn ráút an toaìn cho ngæåìi. Cuîng vç an toaìn, mäüt trong nhæîng âáöu ra cuía cuäün dáy thæï cáúp phaíi âæåüc näúi âáút. Caïc duûng cuû phêa thæï cáúp cuía BU coï âiãûn tråí ráút låïn nãn coï thãø coi BU laìm viãûc åí chãú âäü khäng taíi. BU bao gäöm caïc thäng säú chênh nhæ sau: a) Hãû säú biãún âäøi âënh mæïc U K âm = 1âm U 2 âm &I x 1 r &I x'2 1 2 r' 1 2 Trong âoï: U1âm , U2âm laì caïc âiãûn aïp âënh mæïc så cáúp vaì thæï cáúp. Âiãûn aïp så cáúp âo & I0 læåìng âæåüc nhåì BU qua âiãûn aïp thæï cáúp U & x' 1 x0 r0 E& ' 2 U& 2 gáön âuïng bàòng: r' U1 ≈ U2.Kâm . b) Sai säú cuía biãún âiãûn aïp a) Xeït BU mäüt pha coï så âäö thay thãú C B hçnh 14-1a, trong âoï: z1 = r1 + jx1 : täøng tråí cuäün så cáúp. & U 1 z2 = r2’ + jx2’ : täøng tråí cuäün thæï cáúp âaî qui âäøi vãö så cáúp. jI’2(x1+ x’2) z’ = r’ + jx’ : täøng tråí phuû taíi âaî qui âäøi vãö så cáúp; z0 = r0 + jx0 - täøng tråí maûch tæì. jI’2(r1+ r’2) Theo så âäö thay thãú dæûng âæåüc âäö A jI0x1 thë veïctå caïc doìng aïp (Hçnh 14-1b). I0 r1 Trãn hçnh 14-2b, caïc veïctå U’2 vaì U& &I' 2 2 E’2 cuîng nhæ I’2 laì caïc veïctå âiãûn aïp vaì δu &I' Φ doìng âiãûn âaî qui âäøi vãö phêa så cáúp. Qua 0 âäö thë veïctå tháúy ràòng, âiãûn aïp thæï cáúp âaî tàng lãn Kâm láön (tæïc U’2), sai khaïc våïi b) âiãûn aïp så cáúp U1 caí vãö pha láùn trë säú. Âoï Hçnh 14-1. Biãún âiãûn aïp mäüt pha chênh laì do täøn tháút trong BU gáy nãn. a) Så âäö thay thãú; b) Âäö thë veïctå Sai säú cuía BU âæåüc xaïc âënh nhæ sau. Sai säú trë säú: K .U − U 1 ∆U% = âm 2 .100 U1 Sai säú goïc δu(goïc lãûch giæîa U’2 vaì U1). Càn cæï vaìo âäö thë veïctå hçnh 14-1b coï thãø xáy dæûng âæåüc biãøu thæïc sai säú âiãûn aïp vaì sai säú goïc cuía noï. Theo âäö thë coï thãú viãút âæåüc: 189
OA − OC AB ∆U = ≈ , OC OC BC vaì δ u ≈ sin δ u = OC Toïm laûi AB vaì BC xaïc âënh sai säú trë säú vaì sai säú goïc cuía biãún âiãûn aïp âäöng thåìi xeït pháön thæûc vaì pháön aío cuía veïc tå AC. Ta coï: CA = − AC = −( U & −U & ' ) = −[&I z& + I' (z& + z& ' )] 1 2 0 1 2 1 2 Biãún âäøi biãøu thæïc trãn, taïch pháön thæûc vaì aío seî coï: I oa r1 + I 0 r x 1 + I ' 2 a ( r1 + r ' 2 ) + I ' 2 r ( x 1 + x ' 2 ) ∆U = − , U1 I or r1 − I 0 a x 1 + I ' 2 a ( r1 + r ' 2 ) − I ' 2 a ( x 1 + x ' 2 ) δu = , U1 trong âoï &I = &I + j&I vaì &I' = &I' + j&I' 0 oa oí 2 2a 2r Ta tháúy ràòng sai säú cuía biãún âiãûn aïp laì mäüt haìm säú phuû thuäüc vaìo nhiãöu thäng säú. Doìng I0 phuû thuäüc vaìo maûch tæì, nãn âãø giaím sai säú cáön duìng theïp ké thuáût âiãûn täút âãø laìm maûch tæì. Doìng I2 phuû thuäüc vaìo taíi thæï cáúp, váûy cäng suáút caïc duûng cuû phêa thæï cáúp khäng âæåüc væåüt quaï cäng suáút âënh mæïc cuía biãún âiãûn aïp (Spt ≤ SâmBU ). Täøng tråí Z1 vaì Z2 phuû thuäüc vaìo cáúu taûo cuäün dáy så cáúp vaì thæï cáúp cuía biãún âiãûn aïp. Âãø giaím sai säú ngæåìi ta choün máût âäü doìng trong caïc cuäün dáy cuía BU nhoí hån so våïi trong maïy biãún aïp âiãûn læûc. c). Cáúp chênh xaïc cuía biãún âiãûn aïp Càn cæï vaì sai säú cuía BU maì ngæåìi ta âàût tãn cho cáúp chênh xaïc cho chuïng. Cáúp chênh xaïc cuía BU laì sai säú âiãûn aïp låïn nháút khi noï laìm viãûc trong caïc âiãöu kiãûn : táön säú 50Hz, âiãûn aïp så cáúp biãún thiãn trong khoaíng U1 = (0,9 ÷ 1,1)U1âm, coìn phuû taíi thæï cáúp thay âäøi trong giåïi haûn tæì 0,25 âãún âënh mæïc vaì cosϕ = 0,8. Biãún âiãûn aïp âæåüc chãú taûo våïi caïc cáúp chênh xaïc 0,2; 0,5; 1 vaì 3.BU cáúp chênh xaïc 0,2 duìng cho caïc âäöng häö máùu trong phoìng thê nghiãûm; cáúp 0,5 duìng cho cäng tå âiãûn, coìn cáúp 1 vaì 3 duìng cho caïc âäöng häö âãø baíng. Riãng âäúi våïi råle, tuìy Hçnh 14-2: Biãún âiãûn aïp dáöu mäüt pha theo yãu cáöu cuía tæìng loaûi baío vãû maì cáúp chênh a)Âiãûn aïp dæåïi 35kV: 1.Thuìng theïp,2.Nàõp, 3.Âáöu sæï xaïc cuía BU cho thêch håüp. xuyãn, 4.Maûch tæì,5.Cuäün dáy så cáúp,6.Âáöu ra tæï cáúp, 7.Chäút âãø thaïo nàõp,8.Dáöu maïy biãún aïp. b)Âiãûn aïp 2. Phán loaûi vaì cáúu taûo biãún âiãûn aïp 35kV Biãún âiãûn aïp âæåüc phán thaình hai loaûi: khä vaì dáöu. Mäùi loaûi laûi coï thãø phán theo säú læåüng pha: biãún âiãûn aïp mäüt pha vaì 3 pha. 190