TS. LÊ MINH PHƯƠNG [CHƯƠNG II: CÁC PHẦN TỬ CƠ BẢN CỦA HỆ THỐNG ĐIỆN]

BÀIGIẢNG MÔN CUNG CẤP ĐIỆNPage1

CÁC THIẾT BỊ CƠ BẢN
Các thiết bị cơ bản của nhà máy điện và trạm điện
1. Máy phát điện đồng bộ. (ký hiệu trong bản vẽ)
2. Thanh dẫn
3. Máy biến áp lực và MBA tự ngẫu
4. Máy cắt cao áp
5. Dao cách ly, dao tiếp địa.
6. Máy cắt dưới tải, cầu chì, chống sét van, kháng điện,
7. Máy biến dòng
8. Máy biến điện áp
9. Đường dây trên không
10. Cáp và dây dẫn.


1. Chức năng: Sản xuất ra điện năng và là thiết bị cơ bản của nhà máy điện. Dạng của máy điện
quyết định cấu trúc và đặc điểm vận hành của toàn nhà máy.
2. Phân loại:
- Máy phát tốc độ nhanh 1000-1500- 3000vòng/phút: ứng dụng trong các nhà máy nhiệt điện và
nhà máy điện nguyên tử.
- Máy phát tốc độ thấp hơn 1000 vòng/phút thường ứng dụng cho nhà máy thủy điện.
- Công suất máy phát thường nhỏ hơn 800MW. Tuy nhiên hiện nay đang thiết kế máy phát có
công suất lớn hơn.
3. Đặc điểm vân hành:
- Điện áp định mức của máy phát thường cao hơn 5% so với điện áp lưới, để bù cho phần tổn hao
điện áp.
- Hệ số công suất máy phát phụ thuộc vào đặc tính của tải. Khi hệ số công suất tăng với dòng điện
không đổi thì công suất tác dụng tăng có thể làm quá tải máy phát. Khi giảm hệ số công suất sẽ không
sử dụng hết công suất của tuabin. Vì vậy phải luôn giữ cho điện áp máy phát ở giá trị định mức và
không đổi.
- Hệ thống kích từ của máy phát đồng bộ cấp nguồn DC cho cuộn kích từ. Trong thực tế rất hay
sử dụng máy phát một chiều, hoặc bộ biến đổi công suất AC-DC.
- Hệ thống làm mát máy phát thường sử dụng không khí, ngoài ra có thể sử dụng nước, dầu.
- Trong trường hợp sự cố cho phép khoảng thời gian quá tải ứng với dòng quá tải:
Iqt/Iđm 1,1 1,15 1,2 1,25 1,3 1,4 1,5 2,0
T(phút) 60 15 6 5 4 3 2 1
được cố định trên cột điện hay trên xà của cột điện bằng các trụ xứ bằng kim loại

Sứ đỡ kiểu thanh

Sứ đỡ kiểu thanh

Sứ đỡ kiểu đứng ngoài trời

- Sứ treo được dùng phổ biến cho đường dây trên không điện áp từ 35 kV trở lên. Sứ treo được
nối lại với nhau thành từng chuỗi. Số lượng đĩa sứ trong một chuỗi sứ phụ thuộc vào cấp điện áp của
đường dây. Sứ treo Sứ treo 3. Cấu tạo: Nguyên liệu để chế tạo sứ cách điện là cao lanh (đất sét trắng), thủy tinh hoặc vật liệu
composit.
4. Thông số
Sứ đỡ Sứ treo Ký hiệu
Dòng điện định mức Idm
Dòng điện độ bền nhiệt Inh
Điện áp định mức Điện áp định mức Uđm
Điện áp phóng điện ướt Điện áp phóng điện ướt Updu
Điện áp phóng điện khô Điện áp phóng điện khô Updk
Lực phá hủy nhỏ nhất Lực phá hủy nhỏ nhất Fmin (N)
Khối lượng Khối lượng m

h
k
'
=
Trong đó:
Fcp- lực cho phép tác dụng lên đầu sứ (N)
Ftt- lực tính toán tác động lên đầu sứ.
k- hệ số hiệu chỉnh, hệ số này có thể tính trực tiếp hoặc sử dụng bảng sau.
a -Khoảng cách giữa các pha (m)
- (A) – dòng điện ngắn mạch xung kích.
- Sứ treo được chọn và kiểm tra theo tác dụng lực động điện và tác dụng nhiệt của dòng điện ngắn
mạch
max,lvđm
II ≥

∞
≥ II
nh

TS. LÊ MINH PHƯƠNG [CHƯƠNG II: CÁC PHẦN TỬ CƠ BẢN CỦA HỆ THỐNG ĐIỆN]

BÀIGIẢNG MÔN CUNG CẤP ĐIỆNPage5

max
∞
I
,lv

TS. LÊ MINH PHƯƠNG [CHƯƠNG II: CÁC PHẦN TỬ CƠ BẢN CỦA HỆ THỐNG ĐIỆN]

BÀIGIẢNG MÔN CUNG CẤP ĐIỆNPage6
III. THANH DẪN

1. Chức năng: có nhiệm vụ chuyển dòng điện từ nguồn đến thiết bị phân phối. Qua đó dòng được
chuyển qua hệ thống thanh cái và chuyển vào lưới điện.
2. Phân loại: Trong mạng điện phân phối điện áp lớn hơn 1000V thường sử dụng thanh góp làm
bằng đồng, nhôm, thép dạng tròn hay hình chữ nhật.
3. Thông số cơ bản
- Kích thước thanh dẫn ( mmmm × )
- Dòng điện cho phép của thanh dẫn
cptd
I (A). 4. Lựa chọn:
a.
Lựa chọn thanh dẫn theo dòng điện lâu dài cho phép:
321
max,
kkk
I
I
lv
cptd
≥

Lực tính toán do tác động học của dòng điện ngắn mạch:
22
10.76.1
−
=
xktt
i
l
F
a
l
ttcpTrong đó:
W - mô men cản, cm
3
- chiều dài khoảng cách giữa hai sứ, cm
a-
Khoảng cách giữa các pha, cm
FF ≥

TS. LÊ MINH PHƯƠNG [CHƯƠNG II: CÁC PHẦN TỬ CƠ BẢN CỦA HỆ THỐNG ĐIỆN]

BÀIGIẢNG MÔN CUNG CẤP ĐIỆNPage8
2
- là thành phần tương hỗ giữa các thanh trong một pha
2
2
10.
−
=
i
f
xk
R
δ
b
- lực tác dụng riêng giữa các thanh trong một pha kg/cm
đ
l - khoảng cách giữa các miếng đệm
δ
- hệ số được xác định từ đường cong

TS. LÊ MINH PHƯƠNG [CHƯƠNG II: CÁC PHẦN TỬ CƠ BẢN CỦA HỆ THỐNG ĐIỆN]

BÀIGIẢNG MÔN CUNG CẤP ĐIỆNPage9
c. Kiểm tra độ bền nhiệt của thanh dẫn: để đảm bảo độ bền nhiệt của thanh dẫn cần sao cho
dòng điện ngắn mạch qua chúng không làm tăng nhiệt độ vượt quá giới hạn cho phép.
nmqdnh ∞
tIs = .
α

TS. LÊ MINH PHƯƠNG [CHƯƠNG II: CÁC PHẦN TỬ CƠ BẢN CỦA HỆ THỐNG ĐIỆN]

BÀIGIẢNG MÔN CUNG CẤP ĐIỆNPage10
IV. MÁY BIẾN ÁP LỰC

1. Chức năng: là thiết bị điện chính của trạm biến áp, có nhiệm vụ chuyển đổi điện áp từ cấp điện
áp từ 6,3-10,5 kV lên 110-750 kV cho chuyển tải, hay chuyển từ cấp điện áp cao xuống cấp điện
áp 6-10kV và 0,4 kV cho các hộ tiêu thụ.
2. Phân loại
a.
Theo điều kiện làm việc: MBA thông thường và MBA đặc biệt
b.
Theo dạng làm mát: MBA dầu (M), MBA khô (C), MBA chất liệu các điện không cháy
(Д). MBA dầu dùng cho nơi có khả năng cháy nổ thấp. Nơi có khả năng cháy nổ cao sử
dụng hai loại cuối

BÀIGIẢNG MÔN CUNG CẤP ĐIỆNPage11

Máy biến áp dầu

TS. LÊ MINH PHƯƠNG [CHƯƠNG II: CÁC PHẦN TỬ CƠ BẢN CỦA HỆ THỐNG ĐIỆN]

BÀIGIẢNG MÔN CUNG CẤP ĐIỆNPage12
4. Một số đặc điểm khi vận hành MBA
- Để bù tổn hao điện áp đối với MBA tăng áp phía cao áp thường có điện áp cao hơn điện áp lưới
10%, đối với MBA hạ áp phía hạ áp có điện áp cao hơn 5-10% điện áp định mức lưới.
-
Tại các trạm biến điện áp thường sử dụng MBA 3 pha hoặc nhóm các máy biến áp một pha.
-
Trong hệ thống điện và trong nhà máy người ta thường sử dụng MBA ba pha, vì MBA một pha
mắc tiền hơn nhiều và cần nhiều kim loại màu hơn (cụ thể là Cu 20%) với cùng một công suất, Vì
thế MBA một pha chỉ sử dụng trong những trường hợp không thể lắp đặt MBA ba pha
-
Thời gian làm việc chuẩn của MBA là 25 năm có cho phép quá tải. Cứ 3% non tải cho phép 1%
quá tải trên cùng đơn vị thời gian. 1% non tải mùa hè cho phép 1% quá tải mùa đông. Đây là quá tải
bình thường (quá tải thường xuyên), tuy nhiên quá tải thường xuyên cho phép của MBA dầu là
30%, MBA khô là 20%.
-
Trong trường hợp sự cố, khi ngắt một trong hai MBA, MBA thứ hai cho phép quá tải 40%
không quá 6 giờ trong vòng 5 ngày đêm.

1. Theo đồ thị phụ tải ta chọn công suất MBA sao cho
max
S
_min
S
MBAđm
S ≤
≤

2.
Đẳng trị đồ thị phụ tải thành đồ thị hai bậc bằng cách xác định hệ số vận hành quá tải K2
và hệ số vận hành non tải K1.
a.
Xác định hệ số tải từng giờ và hệ số phụ tải cực đại
MBAđm _
i
i
S
S
K = ;
MBAđm _
i
S
S
S
K
max
max
=
Trong đó

và
∑
=
i
TT
2
 Nếu
max
thì
22 đt
K
2
9.0 KK
đt
≥ K
=
 Nếu
max
thì
max2
9.0 KK
đt
<
2
9.0 KK
=
và
2
2
2

vùng đã tính K2 (kể cả phần quá tải không được xét khi tín K2).

10
2
11
∑
==
jj
đt
TK
KK
 Nếu vùng trước K2 không đủ thì lấy 10 giờ sau K2.
 Nếu từng vùng đều nhỏ hơn 10 giờ thì gộp phần sau ra phần trước K2.

TS. LÊ MINH PHƯƠNG [CHƯƠNG II: CÁC PHẦN TỬ CƠ BẢN CỦA HỆ THỐNG ĐIỆN]

BÀIGIẢNG MÔN CUNG CẤP ĐIỆNPage15
 Nếu tổng cả hai vùng trước và sau nhỏ hơn 10, có nghĩa là thời gian quá tải
14
2
≥T giờ thì phải nâng công suất MBA.
3.
Từ đường cong khả năng mang tải của MBA ta xác định hệ số quá tải cho phép của MBA
),(
21
T KfK =
qtcp

¾ Nếu
2


TS. LÊ MINH PHƯƠNG [CHƯƠNG II: CÁC PHẦN TỬ CƠ BẢN CỦA HỆ THỐNG ĐIỆN]

BÀIGIẢNG MÔN CUNG CẤP ĐIỆNPage16

TS. LÊ MINH PHƯƠNG [CHƯƠNG II: CÁC PHẦN TỬ CƠ BẢN CỦA HỆ THỐNG ĐIỆN]

BÀIGIẢNG MƠN CUNG CẤP ĐIỆNPage17
V. MÁY CẮT

1. Chức năng: Dùng để đóng ngắt lưới điện trên 1000V khi có tải và dòng điện ngắn mạch. Máy
cắt cao thế có thể đóng ngắt ở chế độ bình thường và chế độ sự cố khi dòng điện tăng lớn. Máy cắt
cao áp là thiết bị đóng ngắt tin cậy nhưng giá thành cao, nên chỉ sử dụng ở những nơi quan trọng.

2. Cấu tạo và vận hành:
- Khi ngắt mạch điện có dòng giữa hai tiếp điểm sẽ xuất hiện hồ quang. Để ngắt mạch điện khi có
dòng lớn phải có bộ phận dập hồ quang: thường sử dụng khí trơ nén SF6, khơng khí nén, dầu
hay chân khơng.

cpxk,
i

31.5
80
Dòng điện ổn định nhiệt
¾ 1s
¾ 2s
¾ 3s
nh
I 31.5

Cơng suất cắt định mức (MVA)
đmcat _
S
6000
Dòng điện cắt định mức (kA)
đmcat _
I
31.5
Thời gian đóng (s)
dong
t
0.25
Thời gian cắt hồn tồn (s)
cat
t

HT

dm
UU ≥
≥
2.
max

_lvđm
II
≥
3.
∞
II
đmcat _
Nếu là máy cắt tự đóng lại

TDL
đm
K
_
≥
N
cat
I
I
)3(
≥
4.
NM

t - thời gian duy trì dòng ngắn mạch (s) ttt
+
=
tt _
ss 05.002.0 ÷=
∞
I
ttxkcpxk
i
,,
ttcatnh
tItI
∞
≥

st 1.0=
MCcat _
sst 2.015.0 ÷=
nếu là tác động nhanh
nếu là tác động chậm
MCcat _
t
role

- dòng điện ngắn mạch duy trì (kA)¾ Điều kiện kiểm tra
- Kiểm tra theo độ bền động
1.

ttcatnh
tItI
∞
≥Kđmcat _
ii ≥
SS ≥

ttxkcpxk ,,
22
TS. LÊ MINH PHƯƠNG [CHƯƠNG II: CÁC PHẦN TỬ CƠ BẢN CỦA HỆ THỐNG ĐIỆN]

BÀIGIẢNG MÔN CUNG CẤP ĐIỆNPage19TS. LÊ MINH PHƯƠNG [CHƯƠNG II: CÁC PHẦN TỬ CƠ BẢN CỦA HỆ THỐNG ĐIỆN]

BÀIGIẢNG MÔN CUNG CẤP ĐIỆNPage20TS. LÊ MINH PHƯƠNG [CHƯƠNG II: CÁC PHẦN TỬ CƠ BẢN CỦA HỆ THỐNG ĐIỆN]

BÀIGIẢNG MÔN CUNG CẤP ĐIỆNPage21
khi có tải nhầm bằng dao cách ly phải có thiết bị chặn.
3. Phân loại dao cách ly:

Dao cách ly trong nhà
 Dao cách ly ngồi trời
 Dao cách ly một cực
 Dao cách ly ba cực
4. Thơng số dao cách ly – điều kiện lựa chọn và kiểm tra dao cách ly
Đại lượng chọn và kiểm tra Công thức
Dòng điện đònh mức
Điện áp đònh mức
Dòng điện cắt đònh mức

Kiểm tra dao cách ly theo ổn đònh lực động
điện
Kiểm tra dao cách ly theo ổn đònh nhiệt
cbCCdm,
UU ≥
II ≥
HTCCdm,
II ≥

ttcbdmcat ,,
II ≥

ttxkcpxk ,,
22
≥

NNcpNcp