Chơng IX
Lựa chọn thiết bị điện
9.1 Khái niệm chung:
Các thiết bị điện, sứ và các trang thiết bị truyền dẫn điện trong điều kiện
vận hành làm việc ở 3 chế độ cơ bản: chế độ làm việc dài hạn, chế độ quá
tải (đối với một số thiết bị phụ tải tăng cao tới 1,4 định mức) và cuối cùng là
chế độ ngắn mạch. Ngoài ra trong chơng này không xét tới chế độ không
đối xứng.
ở chế độ làm việc lâu dài sự làm việc tin cậy của các thiết bị, sứ và
các trang thiết bị dẫn điện đợc đảm bảo bằng cách lựa chọn chúng đúng
theo điện áp định mức và dòng điện định mức. ổ chế độ quá tải sự làm
việc của TB. đợc đảm bảo bằng cách hạn chế giá trị và thời gian tăng điện
áp hay dòng điện ở một giới hạn nào đó phù hợp với mức d về độ bền của
chúng.
ở chế độ ngắn mạch sự làm việc tin cậy của thiết bị , sử và 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 và ổn định lực điện
động.
Khi chọn các TB. và các tham số của phần tử dẫn điện cần phải chú ý
tới hình thức lắp đạt và vị trí lắp đạt (trong nhà, ngoài trời, nhiệt độ, độ ẩm..
của môi trờng xung quanh và độ cao lắp đặt các TB. so với mặt nớc biển.
Khi thành 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 làm 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.).
Ngoài ra các TB. lựa chọn cần phải thoả mãn các yêu cầu hợp lý về
kinh tế.
9.2 Lựa chọn TB & các tham số theo ĐK làm việc lâu dài
1) chọn teo điện áp định mức: điện áp định mức của TB. cho
trên nhãn máy phù hợp với mức cách điện của nó và có một mức d nào
đó về độ bền, cho phép TB làm việc lâu dài ở điện áp cao hơn định mức

m
- độ lệch điện áp có thể có của mạng khi làm việc so với định mức
trong điều kiện vận hành.
Mức tăng điện áp cho phép của một số thiết bị:
2) Chọn theo dòng điện định mức: I
dm
là dòng điện có thể chạy
qua TB. trong thời gian lâu dài 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 dài.
Việc chọn đúng theo dòng định mức đảm bảo không xẩy ra quá
đốt nóng nguy hiểm cho các phần của TB. khi làm việc lâu dài ở chế độ
định mức. Dòng điện làm việc cực đại của mạng I
lvmax
trong thời gian t

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

dmtblv
II

max
Dòng điện làm việc cực đại xuất hiện khi:
+ Mạch các đờng dây làm việc song song khi cắt đi 1 đờng dây.
+ Mạch máy BA khi sử dụng khả năng quá tải của chúng.
+ Các đờng cáp không dự trữ khi sử dụng khả năng quá tải của chúng.
+ Các máy phát điện, khi làm việc với công suất định mức và điện áp giảm
5% so với định mức.
Nhiệt độ môi trờng xung quanh TB thờng lấy 35

của môi trờng xung quanh so với 35
0
C thì cho phép tăng dòng điện lớn hơn
là 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 và các trang bị dẫn
điện đợc chọn theo các điều kiện định mức cần phải kiểm tra về ổn định
nhiệt và ổn định lực điện động khi có ngắn mạch. Các TB cắt ngoài 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 là ngm. 3 pha hoặc ngm. 1 pha).
Việc tăng độ cao lắp đặt TB . so với
mặt nước biển dẫn tới sự giảm điện áp
cho phép.
Mức tăng điện áp so với điện áp định
mức vừa nêu trên chỉ cho phép khi TB
được lắp đặt ở độ cao dưới 1000 m so
với mặt nước biển. Nếu độ cao nơi lắp
đặt cao hơn phải giảm bớt không được
quá U
dm
.
+ Cáp điện 1,1 U
dmtb
+ Sứ 1,15
+ Dao cách ly 1,15
+ Máy cắt điện 1,15


ôô
.
(1)

gt
2
dndm
2
dndm
tItI ..
ôô


(2)

dn
gt
2
dndm
t
t
II
ô
ô
.


(3)
I

Việc xác định chính xác trị số xung nhiệt của dòng ngm. bằng giải
tích.


=
t
0
2
NN
dtiB
(5)
B
N
- Xác định theo (s) gập nhiều khó khăn vì i
N
trong quá trình quá độ là biến
đổi theo các qui luật rất phức tạp. B
N
có thể xác định đợc một cách gần đúng
nếu biết trị số của dòng ngm. ở một vài thời điểm của quá trình quá độ. Với các
máy phát nhỏ hơn 150 MW. B
N
có thể xác định gần đúng nhờ các đờng cong
tính toán:
Trình tự:
Nhờ đờng cong ta có thể xác định đợc thành phần chu kỳ của dòng
ngm. tại các thời điểm (kể từ t=0

đến t=t
c

2
1qp
+
=
;
2
II
I
2
02
2
01
2
2qp
+
=

B
N
- đợc tính theo công thức:


=
n
1
i
2
qpiN
tIB .
I

t
gt
= t
gtck
+ t
gtkck
t
gtck
thời gian giả thiết với thành phần chu kỳ.
t
gtkck
- với thành phần không chu kỳ.

t
gtck
thờng đợc xác định theo thời gian thực t
c
và tỷ số giữa dòng siêu quá
độ ban đầu và dòng ngm. ổn định

= I/I

(tức t
gtck
= f(t
c
,

).
Khi coi nguồn có công suất vô cùng lớn: t

+ Theo tốc độ cắt: MC nhanh; vừa; chậm.
+ Theo hoàn cảnh làm việc: trong nhà, ngoài trời hoặc điều kiện đặc biệt.
Việc chọn máy cắt phải đảm bảo các điều kiện về U
dm
, I
dm
về kiểu loại, về hình
thức lắp đặt phù hợp hợp các chỉ tiêu kỹ thuật.
2) Các điều kiện chọn và kiểm tra máy cắt:
Đại lợng chọn & kiểm tra Ký hiệu Điều kiện chọn
&kiểm tra
1. Điện áp định mức [kV]
2. Dòng điện định mức [A]
3. Dòng cắt định mức [kA]
4. Công suât cắt định mức
5. Dòng điện ổn định lực điện động
6. Dòng ổn định nhiệt trong thời gian t
ôdn
U
dmMC
I
dmMC
I
dmcăt
S
dmcăt
i
dmôdd
I
đmôn


i
xktt
I
đmôdn



dn
gt
t
t
I
ô

9.5 Chọn và kiểm tra máy cắt phụ tải:
1) Nhiệm vụ: là thiết bị đơn giản và rẻ tiền hơn máy cắt. Nó gồm hai bộ phận
hợp thành, bbộ phận đóng cắt (điều khiển bằng tay) và 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 đ ợc
tính với giá trị dòng điện định mức của cầu chì. Do có cấu tạo đơn giản và rẻ
tiền, nhng không làm việc chắc chắn bằng máy cắt. Nên chỉ đợc sử dụng ở nơi
không quan trọng (Trạm BA-PX) và mới chỉ đợc chế tạo ở cấp điện áp trung áp.
2) Các điều kiện chọn và 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 hành 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


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 mà còn
phải chịu đợc các dòng đỉnh nhọn khi đang cắt máy BA không tải hoặc khi
đóng cắt tụ vào mạng, khi mở máy các động cơ


dn
dc
I
I

I
dc1
< I
dc2
< I
dc3
.

Hệ số

đợc đa vào biểu thức
nhằm chọn đợc I

không bị chẩy
I
cd
= 1,3 I
dm
(I
dm
- dòng định mức lâu dài của mạng)
2) Các điều kiện chọn và kiểm tra cầu chì:
1. Điện áp định mức U
dmcc


U
mạng
2. Dòng định mức dây chẩy I
dmTB


I
dc


I
vỏ
3. Điều kiện mở máy

dn
dc
I

Loại A - 350 kg
Loại - 750
Loại B - 1250
Loại - 2000
Để sứ làm việc an toàn với các lực, ngời ta qui định

phcf
F60F .,
=

Trong đó: F
cf
- ứng lực cho phép tác động lên sứ.
F
ph
- lực phá hỏng.
0,6 - hệ số dự trữ.
+ Sứ xuyên: đợc chọn và kiểm tra về tác dụng lực điện động và tác dụng
nhiệt của dòng ngm. đối với phần dẫn điện của sứ.
+ Các sứ đầu ra đ ờng dây: các sứ này đợc chọn và kiểm tra tơng tự nh sứ
xuyên.
+ Khi chọn sứ cần kiểm tra các điều kiện lắp đặt thanh dẫn trên đỉnh sứ.
Khi thanh dẫn đặt nh (VH) b). phải hiệu chỉnh lực cho phép:

hcfcfcf
kF
h
h
FF ..
'



F
tt

4. Dòng ổn định nhiệt cho phép
(sứ xuyên và đầu đờng dây) I
đmôn


I

F
tt
lực tính toán(lực điện động do dòng ngm 3 pha gây ra).

22
xktt
10
a
l
i761F

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

(1)
S
2dm
- phụ tải cho phép định mức của cuộn thứ cấp của BI.
S
tt
- phụ tải tính toán của cuộn thứ cấp của BI ở chế độ làm việc định mức.
Ta có:

++++==
tx
2
dm2cf
2
dm2cd
2
dm2txcfcddm2
2
dm2dm2
rIrIrISSSZIS ..
I
2dm
dòng định mức thứ cấp
Z
2dm
Tổng trở cho phép của mạch ngoài.

r
cd
- điện trở tổng của các cuộng dây của các dụng cụ đo và rơ-le mắc nối tiết

mạch đã thiết kế)

Vậy nếu tính đợc r
cf
bằng biểu thức trên thì điện trở thực
tế hay tiết diện các dây dẫn nối nhỏ nhất phải là:

cf
tt
r
l
F .
min

=
- điện dẫn suất của dây dẫn nối.
l
tt
- chiều dài 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

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

3. Phụ tải pha S
2dm
[kVA] S
2tt


S
2dmBU
4. Sai số N

N
cf
Chú ý: công suất định mức của máy biến áp là: 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 mà công suất trên cá pha tính khác
nhau (theo bảng 8-7).
+ Tiết diện của dây dẫn và 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 và ổn định nhiệt với BU là 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
0
/

(tam giác hở). Phía thứ cấp của BU có 2
cuộn dây đấu sao và tam giác hở. Khi xẩy ra ngm. không đối xứng (1 hoặc