http://www.ebook.edu.vn
Chơng IX

Lựa chọn thiết bị điện
9.1 Khái niệm chung:
Các thiết bị điện, sứ v các trang thiết bị truyền dẫn điện trong điều kiện
vận hnh lm việc ở 3 chế độ cơ bản: chế độ lm việc di hạn, chế độ quá
tải (đối với một số thiết bị phụ tải tăng cao tới 1,4 định mức) v cuối cùng l
chế độ ngắn mạch.
Ngoi ra trong chơng ny không xét tới chế độ không
đối xứng.
ở chế độ lm việc lâu di sự lm việc tin cậy của các thiết bị, sứ v
các trang thiết bị dẫn điện đợc đảm bảo bằng cách lựa chọn chúng đúng
theo điện áp định mức v dòng điện định mức. ổ chế độ quá tải sự lm
việc của TB. đợc đảm bảo bằng cách hạn chế giá trị v thời gian tăng
điện áp hay dòng điện ở một giới hạn no đó phù hợp với mức d về độ
bền của chúng.
ở chế độ ngắn mạch sự lm việc tin cậy của thiết bị , sử v các phần
tử dẫn điện đợc đảm bảo bằng cách lựa chọn các tham số của các tham
số của chúng phù hợp với các điều kiện ổn định nhiệt v ổn định lực điện
động.
Khi chọn các TB. v các tham số của phần tử dẫn điện cần phải chú ý
tới hình thức lắp đạt v vị trí lắp đạt (trong nh, ngoi trời, nhiệt độ, độ ẩm
của môi trờng xung quanh v độ cao lắp đặt các TB. so với mặt nớc
biển.
Khi thnh lập sơ đồ để tính toán dòng điện ngắn mạch đối với thiết bị
ta phải chọn chế độ sao cho khi đó thiết bị lm việc trong các điều kiện
thực tế nặng nề nhất (tức với điểm ngm. chọn phải có đợc dòng ngm. lớn
nhất đi qua TB.).
Ngoi ra các TB. lựa chọn cần phải thoả mãn các yêu cầu hợp lý về
kinh tế.

U
dmtb
- độ tăng điện áp cho phép của TB.

U
m
- độ lệch điện áp có thể có của mạng khi lm việc so với định mức
trong điều kiện vận hnh.
Mức tăng điện áp cho phép của một số thiết bị: 2) Chọn theo dòng điện định mức: I
dm
l dòng điện có thể chạy
qua TB. trong thời gian lâu di ở nhiệt độ định mức của môi trờng. Lúc đó
nhiệt độ của phần tử bị đốt nóng nhất của TB. không vợt quá giá trị cho
phép lâu di.
Việc chọn đúng theo dòng định mức đảm bảo không xẩy ra quá
đốt nóng nguy hiểm cho các phần của TB. khi lm việc lâu di ở chế độ
định mức. Dòng điện lm việc cực đại của mạng I
lvmax
trong thời gian t

3T
không đợc vợt quá dòng định mức của TB. dmtblv
II


cf
nhiệt độ lớn nhất cho phép của TB.

kk
nhiệt độ không khí nơi lắp đạt.
Trờng hợp

kk
< 35
0
C thì dòng cho phép có thể lớn I
dm
. Cứ mỗi độ giảm
của môi trờng xung quanh so với 35
0
C thì cho phép tăng dòng điện lớn
hơn l 0,005 I
dm
nhng tổng cộng không đợc vợt quá 0,2 I
dm
.

9.3 Kiểm tra các thiết bị điện: Các thiết bị điện v các trang bị dẫn
điện đợc chọn theo các điều kiện định mức cần phải kiểm tra về ổn định
nhiệt v ổn định lực điện động khi có ngắn mạch. Các TB cắt ngoi các ĐK
trên còn phải kiểm tra cả khả năng cắt với các dòng ng.m.

1) Kiểm tra ổn định lực điện động: phải đợc kiểm tra với dòng
ng. m. lớn nhất (có thể l ngm. 3 pha hoặc ngm. 1 pha).


ii
ôi
dmôdd
biên độ của dòng điện cực đại cho phép đặc trng cho sự ổn
định động của TB.
i
xktt
- biên độ của dòng ngm. xung kích.

2) Kiểm tra ổn định nhiệt: Dây dẫn v các TB. khi ngm. không đợc
phát nóng quá nhiệt độ cực đại theo các tiêu chuẩn qui định đối với đốt nóng
ngắn hạn khi có dòng ngm. chạy qua. Phải thoả mãn 1 trong 3 điều kiện: Ndndm
2
dndm
BtI
ôô
. (1)

gt
2
dndm
2
dndm
tItI

toán.
t
gt
- Thời gian tác động qui đổi (giả thiết) của dòng ngm., xác định theo tính
toán. Khi kiểm tra ổn định nhiệt, thời gian tác động tính toán của dòng ngm.
đợc xác định bằng tổng thời gian tác động của bảo vệ chính đặt ở máy gần
chỗ sự cố v thời gian tác động ton phần của máy cắt đó.
Trong các lý lịch máy nh chế tạo cho biết giá trị I
đmôn
đối với thời gian
5 hay 10 giây. Từ đó để kiểm tra các thiết bị cần phải xác định các giá trị của
các đại lợng B
N
; t
gt
, I

.
Việc xác định chính xác trị số xung nhiệt của dòng ngm. bằng giải tích.
=
t
0
2
NN
dtiB (5)
B
N

đến cả thnh phần không chu kỳ. tức phải tính với giá trị hiệu dụng
lớn nhất của dòng ngm. ton phần.

I
xk
= k
xk
.I

Với mỗi đoạn (khoảng thời gian) ta xác định đợc giá trị bình
phơng của dòng quân phơng. 2
II
I
2
01
2
Ixk
2
1qp
+
= ;
2
II
I
2
02
2

tính theo. )("
a
2
N
TtIB +

T
a
thời gian tắt dần của thnh phần không chu kỳ, thờng lấy bằng T
a
=
0.05 giây.

3) Thời gian giả thiết: l thời gian cần thiết để dòng ngm. ổn định
gây nên đợc một hiệu ứng nhiệt đúng nh dòng ngm. thực tế biến thiên
gây ra trong thời gian thực tế t
c
.

t
gt
= t
gtck
+ t
gtkck
t
gtck

- đợc xác định gần đúng theo: 2
gtkck
0050t
"
,
Khi t
c
> 1 giây

t
gtkck
= 0 (có thể bỏ qua)

9.4 Lựa chọn máy cắt điện:

1) Nhiệm vụ:
l thiết bị dùng đóng cắt dòng điện phụ tải v dòng ngắn
mạch ở mạng cao áp (>1000 V). MC lm việc tin cậy, giá thnh cao đợc
dùng ở những nơi quan trọng. Có thể đợc phân loại theo nhiều cách:
http://www.ebook.edu.vn
+ Theo phơng pháp dập hồ quang - MC ít, nhiều dầu
- MC. không khí, khí nén.
- MC. chân không, tự sinh khí
+ Theo tốc độ cắt: MC nhanh; vừa; chậm.

I
dmMC

I
dmcăt

S
dmcăt

i
dmôdd I
đmôn

U
dmMC


U
dmmI
dmMC


I
tt


dn
gt
t
t
I
ô

9.5 Chọn và kiểm tra máy cắt phụ tải:

1) Nhiệm vụ: l thiết bị đơn giản v rẻ tiền hơn máy cắt. Nó gồm hai bộ phận
hợp thnh, bbộ phận đóng cắt (điều khiển bằng tay) v cầu chì. Vì bộ phận
dập hồ quang đơn giản nên chỉ đóng cắt đợc dòng điện phụ tải, không cắt
đợc dòng điện ngm. Để cắt dòng ngm. Trong máy cắt phụ tải ngời ta dùng
cầu chì. Cầu chì có thể chọn với giá trị khác nhau VD: 100; 200; 400 A. Thiết
bị đợc tính với giá trị dòng điện định mức của cầu chì. Do có cấu tạo đơn giản
v rẻ tiền, nhng không lm việc chắc chắn bằng máy cắt. Nên chỉ đợc sử
dụng ở nơi không quan trọng (Trạm BA-PX) v mới chỉ đợc chế tạo ở cấp điện
áp trung áp.
2) Các điều kiện chọn v kiểm tra:
nh máy cắt theo mục 1, 2, 5,6 . (Mục 3, 4
có thể dùng để kiểm tra cầu chì).
9.6 Chọn và kiểm tra dao cách ly:
1) Nhiệm vụ: Cách ly các bộ phận hoặc thiết bị cần sửa chữa ra khổi mạng
đang có điện áp để tiến hnh sửa chữa, bảo dỡng. Cầu dao cách ly có thể tạo
ra một khoảng cách trông thấy, khiến cho công nhân sửa chữa an tâm khi lm
việc. Vì vậy ở nơi cần sửa chữa luôn nên đặt cầu dao cách ly ngoi các thiết bị


I
vỏ I
vỏ
tức dòng định mức của các bộ phận dẫn điện gắn trên vỏ cầu chì
(đầu tiếp xúc).
Cầu chì không những phải chịu đợc dòng điện định mức của mạng m còn
phải chịu đợc các dòng đỉnh nhọn khi đang cắt máy BA không tải hoặc khi
đóng cắt tụ vo mạng, khi mở máy các động cơ

dn
dc
I
I I
dc1
< I
dc2
< I
dc3
.


t
I
[
A
]
I
dc1
I
dc2
I
dc2
HV. Đặc tính bảo vệ của cầu chì
http://www.ebook.edu.vn
I
cd
= 1,3 I
dm
(I
dm
- dòng định mức lâu di của mạng)

2) Các điều kiện chọn v kiểm tra cầu chì:

1. Điện áp định mức U
dmcc


U
mạng

dòng cắt định mức I
dmc
> I
"
N9.8 Lựa chọn và kiểm tra sứ cách điện: Sứ vừa có tác dụng lm giá
đỡ các bộ phận mang điện vừa lm vật cách điện giữa các bộ phận đó với đất.
Vì vậy sứ phải có đủ độ bền chịu đựng đợc lực điện động do dòng ngm. gây
ra, đồng thời phải chịu đợc điện áp của mạng, kkể cả lúc quá điện áp. Thông
thờng có 2 loại chính: Sứ đỡ
v sứ xuyên tờng.
+ Sứ đỡ: đợc chọn v kiểm tra về tác động phá huỷ do dòng ngm. xung kích.
Dạng trọng tải xấu nhất đối với sứ l trọng tải tạo lên momen uốn lớn nhất (HV).
Cách đặt các thanh dẫn trên sứ.
Lực F tác dụng uốn sứ v h l cánh
tay đòn của lực F.
+ Khi kéo v nén sứ có ứng lực phá
hoại lớn hơn nhiều khi uốn. Đối với
các loại sứ do LX chế tạo ứng lực
phá hỏng cho các loại sản suất::

Loại A - 350 kg
Loại - 750
Loại B - 1250
Loại - 2000


==

k
h
= h/h - hệ số hiệu chỉnh
F
'
cf
- lực cho phèp hiệu chỉnh F
'
cf
< F
cfCác điều kiện chọn v kiểm tra sứ:

1. Điện áp định mức [kV] U
dms


U
dmm

2. Dòng định mức (sứ xuyên
v sứ ra đầu đờng dây) I
dms


I

= , [kG]
i
xk
- trị số biên độ của dòng xung kích.
l - khoảng cách giữa hai sứ liên tiếp trên 1 pha.
a - khoảng cách giữa hai pha.

9.9 Chọn và kiểm tra máy biến dòng: dùng để cc. dòng điện
cho các mạch đo lờng v bảo vệ. Phía thứ cấp của máy biến dòng nối với
các cuộn dây dòng điện của dụng cụ đo v của re-le. Các cuộn dây ny có
điện trở rất bé, vì vậy trong trạng thái vận hnh bình thờng phía thứ cấp
của máy biến dòng hầu nh bị ngắn mạch. Dòng điện định mức thứ cấp I
2

của BI đợc qui định l 5A (để tiện cho việc tiêu chuẩn hoá TB. đo lờng).
Để bảo đảm an ton cho vận hnh phía thứ cấp của BI phải đợc nối đất.
+ Chọn BI ngoi các điều kiện chung U
dm
v I
dm
phải chú ý đến cấp chính
xác v kiểu loại.
+ Để đảm bảo cho BI lm việc ở cấp chính xác yêu cầu cần phải thoả mãn
điều kiện sau:
S
2dm


S
tt


F
F

a) b)
http://www.ebook.edu.vn
Z
2dm
Tổng trở cho phép của mạch ngoi.

r
cd
- điện trở tổng của các cuộng dây của các dụng cụ đo v rơ-le mắc nối tiết
trong mạch.
r
cf
- điện trở cho phép của dây nối.
r
tx
- điện trở tiếp xúc của các tiếp xúc (trong tính toán thờng lấy bằng 0,1

.


Z
2dm





=

- điện dẫn suất của dây dẫn nối.
l
tt
- chiều di tính toán của dây dẫn nối.
+ Tiết diện dây tiêu chuẩn đợc chọn không nhỏ hơn F
min
(đồng thời tiết diên đó
cũng không đợc nhỏ hơn tiết diện qui định theo độ bền cơ học dây nhôm F
min

= 2,5 mm
2
; dây đồng F
min
= 1,5 mm
2

i
k
ô

5. Lực cho phép trên đầu sứ BI
a
li
10880F
2
xk
2
cf
.
,


6. Bội số ổn định nhiệt
dndmdmBI
gt
dn
tI
tI
K
ô
ô
Trong đó: k
ôdd


2. Kiểu v sơ đồ nối dây phụ thuộc vo việc sử dụng
3. Phụ tải pha S
2dm
[kVA] S
2tt


S
2dmBU

4. Sai số N

N
cfChú ý: công suất định mức của máy biến áp l: công suất của tất cả 3 pha
(với máy biến áp nối theo sơ đồ sao). Bằng 2 lần công suất của máy biến
áp một pha đối với các máy biến điện áp một pha nối theo sơ đồ tam giác
hở.
+ Tuỳ theo cách đấu dây của phụ tải m công suất trên cá pha tính khác
nhau (theo bảng 8-7).
+ Tiết diện của dây dẫn v cáp cc cho mạch điện áp của các công tơ, phải
chọn sao cho tổn thất điện áp trong mạch không vợt quá 0,5 % điện áp
định mức.
+ Việc kiểm tra về ổn định lực điện động v ổn định nhiệt với BU l không
cần thiết.
+ Nếu cần kiểm tra cách điện của lới 6, 10 kV , ngời ta thờng dùng loại
BU ba pha năm trụ với cách nối Y/Y

2
.k
3
.I
cfI
lvmax
dòng điện lm việc lâu di đi qua thanh dẫn.
l
tt
= 2l
l
c
l
tt
= l
l
tt
= 3 l
http://www.ebook.edu.vn
I
cf
- đòng điện cho phép khi nhiệt độ môi trờng xung quanh +25
0
C (tra bảng)
k
1
- hệ số hiệu chỉnh khi thanh nằm ngang = 0,95.

I - dòng điện phụ tải.
l - chiều di thanh dẫn.
r; x; x - điện trở, điện kháng ngoi v điện kháng trong của một đơn vị chiều
di thanh dẫn thép [

/km].

K =
100
U
xxr3
dm
.
]sin)."'(cos.[

++
- hệ số đã đợc tính sẵn ứng với
các loại thanh thép kích thớc khác nhau v cos

khác nhau.
Trình tự:
tính tiết diện thanh thép:

1- Tính trị số K =
lI
U
.
%

2 Căn cứ theo trị số K v cos

).(
II
II
KKK
2114 - Kiểm tra lại

U%



U
cf
%
Trong đó

U% = K.I.l

3) Kiểm tra thanh dẫn theo điều kiện ổn định động do dòng ngm.:

Khi xẩy ra ngm. trong thanh dẫn đặt gần nhau sẽ xuất hiện hiệu ứng lực lm
cho thanh dẫn bị uốn.

Yêu cầu ứng lực đó phải nhỏ hơn hay bằng lực uốn
cho phép của thanh dẫn.

F
tt


cf
ứng lực cho phép của vật liệu lm thanh dẫn [kG/cm
2
].
W - Momen chôngd uốn của thanh dẫn. Vậy 1,67i
l
W10
10
a
l
cf
22
xk

hay:
4) Kiểm tra thanh dẫn theo ổn định nhiệt::
tơng tự nh lói cáp
http://www.ebook.edu.vn