Đồ án Nghiên cứu máy cắt thấp áp dòng lớn hãng ABB ứng dụng trong bảng điện chinh các trạm phát dự phòng của các máy phát làm việc song song

93 trang huongle 2580

Download

Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Đồ án Nghiên cứu máy cắt thấp áp dòng lớn hãng ABB ứng dụng trong bảng điện chinh các trạm phát dự phòng của các máy phát làm việc song song", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

do_an_nghien_cuu_may_cat_thap_ap_dong_lon_hang_abb_ung_dung.pdf

Nội dung text: Đồ án Nghiên cứu máy cắt thấp áp dòng lớn hãng ABB ứng dụng trong bảng điện chinh các trạm phát dự phòng của các máy phát làm việc song song

MỤC LỤC Trang LỜI MỞ ĐẦU 1 CHƢƠNG 1. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ THIẾT BỊ ĐÓNG CẮT HẠ ÁP 2 1.1. KHÁI QUÁT VÀ YÊU CẦU CHUNG CHO CÁC THIẾT BỊ ĐÓNG CẮT 2 1.1.1. Khái niệm 2 1.1.2. Yêu cầu 2 1.1.3. Phân loại 3 1.2. NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA APTOMAT 4 1.2.1. Nguyên lý làm việc của aptomát tác động theo mức dòng 4 1.2.2. Nguyên lý tác động của Aptomat theo điện áp 5 1.3. NỐI TẦNG CASCADE APTOMAT 7 1.3.1. Nối tầng tác động theo mức dòng 7 1.3.2. Nối tầng tác động theo thời gian 8 1.3.3. Nối tầng kết hợp 9 1.3.4. Nối tầng dựa trên mức năng lƣợng hồ quang 10 1.4. CẤU TẠO CHUNG CỦA APTOMAT 12 1.4.1. Đặt vấn đề 12 1.4.2. Phần cơ khí của aptomat 12 1.4.3. Tiếp điểm của aptomat 12 1.4.4. Móc bảo vệ 13 1.4.5. Hộp dập hồ quang 13 1.4.6. Cơ cấu truyền động cắt Áptômát 14 1.4.7. Phần tử bảo vệ 16 1.5. LỰA CHỌN SƠ BỘ APTOMAT THÔNG THƢỜNG 16
1.5.1. Đặt vấn đề 16 1.5.2. Lựa chọn theo mức dòng 17 1.5.3. Một số loại aptomat 21 CHƢƠNG 2. GIỚI THIỆU APTOMAT HÃNG ABB 24 2.1. ĐẶT VẤN ĐỀ 24 2.2. CẤU TẠO APTOMAT HÃNG ABB 24 2.2.1. Tiếp điểm 24 2.2.2. Phần cơ khí 26 2.2.3. Dập hồ quang 27 2.2.4. Các đặc tính 28 2.3. CÁC ĐẠI LƢỢNG VÀ THÔNG SỐ CỦA APTOMAT KHI CẦN TÍNH TOÁN VÀ LỰA CHỌN 31 2.4. ỨNG DỤNG CỦA APTOMAT HÃNG ABB 35 2.5. NHỮNG VẤN ĐỀ VỀ MÁY CẮT 39 2.5.1. Chức năng 39 2.5.2. Phân loại 41 2.5.3. Các thông số chính của máy ngắt 42 2.6. MÁY CẮT THẤP ÁP HÃNG ABB 43 CHƢƠNG 3. MÁY CẮT ỨNG DỤNG TRONG CÁC BẢNG ĐIỆN PHÂN PHỐI CỦA CÁC TRẠM PHÁT DỰ PHÒNG CÓ CÁC MÁY PHÁT LÀM VIỆC SONG SONG 51 3.1. ĐẶT VẤN ĐỀ 51 3.2. BẢNG ĐIỆN PHÂN PHỐI 51 3.2.1. Cấu trúc chung của bảng điện phân phối 51 3.2.1.1. Cấu trúc chung của bảng điện chính 51 3.2.1.2. Các panel dùng cho các máy phát- Generator Panel 52 3.2.1.3. Panel hoà đồng bộ - Synchronizing Panel 53
3.2.1.4. Panel tích hợp các khởi động từ cho các phụ tải quan trọng Group Starter Panel 54 3.2.1.5. Panel cấp nguồn cho phụ tải động lực - 440 V Feeder Panel 54 3.2.1.6. Panel cấp nguồn cho phụ tải sinh hoạt 220 V (hoặc 100V) Feeder panel 55 3.2.2. Các thiết bị đƣợc tích hợp trên bảng điện chính 55 3.2.2.1. Thanh cái 56 3.2.2.2.Thiết bị đóng cắt 59 3.2.2.3. Bảng điện phân phối 65 3.2.2.4. Mạch động lực 70 3.2.2.5. Phƣơng pháp tính chọn máy cắt 71 3.2.2.6. Mạch điều khiển 72 3.2.2.7. Các chú ý thiết kế, lắp ráp sử dụng máy cắt 82 KẾT LUẬN 88 TÀI LIỆU THAM KHẢO 89
LỜI NÓI ĐẦU Ngày nay dƣới sự phát triển mạnh mẽ của khoa học kỹ thuật cùng với điều đó thì các thiết bị ngày nay đều nhỏ gọn và chƣa rất nhiều tính năng, thiết bị điện cũng là một trong những ví dụ đó, trƣớc khi chúng đƣợc đƣa vào sử dụng thì đã qua rất nhiều khâu kiểm tra và phải đạt những tiêu chuẩn của các quốc gia và cao hơn là quốc tế chính vì vậy mà các mạng điện ngày nay đều rất đơn giản và gọn và an toàn hơn rất nhiều so với trƣớc kia, chúng còn đƣợc lập trình điều khiển để ghép nối cùng với máy tính nên dễ ràng thực hiện điều khiển và kiểm soát. Để thực hiện chức năng đóng cắt và bảo vệ, yêu cầu đối với các thiết bị đóng cắt là làm việc đủ độ tin cậy, độ nhạy cảm cao, tính tác động nhanh và bảo vệ có chọn lọc. Hiện nay, hệ thống lƣới điện Việt Nam đang trên đà phát triển để hòa nhập cùng với các nƣớc trên thế giới nên hệ thống các thiết bị đóng cắt cũng đổi mới với nhiều chủng loại mới, cùng với các công nghệ tiên tiến của nhiều hãng nhƣ ABB, Siemmens, Schneider Là sinh viên của chuyên ngành điện dân dụng và công nghiệp. Sau 4 năm học tập tại trƣờng Trƣờng Đại học Dân Lập Hải Phòng, em đƣợc giao đề tài tốt nghiệp: Nghiên cứu máy cắt thấp áp dòng lớn hãng ABB ứng dụng trong bảng điện chinh các trạm phát dự phòng của các máy phát làm việc song song. Nội dung đồ án gồm 3 chƣơng: - Chƣơng 1: Giới thiệu chung về thiết bị đóng cắt thấp áp - Chƣơng 2: Giới thiệu về aptomat hãng ABB - Chƣơng 3: Máy cắt ứng dụng trong các bảng điện phân phối của các trạm phát dự phòng có các máy phát làm việc song song
CHƢƠNG1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ THIẾT BỊ ĐÓNG CẮT THẤP ÁP 1.1. KHÁI QUÁT VÀ YÊU CẦU CHUNG CHO CÁC THIẾT BỊ ĐÓNG CẮT 1.1.1. Khái niệm Máy cắt hạ áp (còn gọi là aptomat hay máy ngắt không khí tự động), là khí cụ điện tự động cắt mạch điện khi có sự cố: quá tải, ngắn mạch, điện áp thấp, công suất ngƣợc Trong các mạch điện hạ áp có điện áp định mức đến 660V xoay chiều và 330V một chiều, có dòng điện định mức tới 6000A. Những máy cắt hạ áp hiện đại có thể cắt dòng điện tới 300 kA Đôi khi máy cắt hạ áp cũng đƣợc dùng để đóng, cắt không thƣòng xuyên các mạch điện ở chế độ bình thƣờng. 1.1.2. Yêu cầu Chế độ làm việc định mức của máy cắt hạ áp phải là chế độ làm việc dài hạn, nghĩa là trị số dòng điện định mức chảy qua máy cắt lâu bao nhiêu cũng đƣợc. Mặt khác tiếp điểm chính của nó phải chịu đƣợc dòng điện ngắn mạch lớn khi các tiếp điểm có thể đã đóng hay đang đóng Máy cắt hạ áp phải ngắt đƣợc dòng điện ngắn mạch lớn, có thể đến vài chục kilôampe. Sau khi ngắt dòng điện ngắn mạch, máy cắt hạ áp phải đảm bảo vẫn làm việc tốt ở trị số dòng điện định mức. Để nâng cao tính ổn định nhiệt và điện động của các thiết bị điện, hạn chế sự ngắn mạch do dòng điện ngắn mạch gây ra, máy cắt hạ áp phải có thời gian cắt bé. Để giảm kích thƣớc lắp đặt của thiết bị và an toàn trong vận hành cần phải hạn chế vùng cháy hồ quang. Muốn vậy thƣờng phải kết hợp lực tha o tác cơ học với thiết bị dập hồ quang bên trong máy cắt hạ áp
Để thực hiện yêu cầu thao tác có chọn lọc, máy cắt hạ áp cần phải có khả năng điều chỉnh trị số dòng điện tác động và thời gian tác động Những thông số cơ bản của máy cắt hạ áp gồm: Dòng điện định mức Iđm, điện áp định mức Uđm, dòng điện ngắt giới hạn và thời gian tác động Thời gian tác động của máy cắt hạ áp là một thông số quan trọng. Thời gian này đƣợc tính từ lúc xảy ra sự cố đến khi ngắn mạch điện bị ngắt hoàn toàn t = t0 + t1+ t2 (1.1) Trong đó: +t0 là thời gian tính từ lúc xảy ra ngắn mạch đến khi dòng điện đạt tới trị số tác động I = Itđ. Thời gian t0 phụ thuộc vào giá trị của dòng điện khởi d động, và tốc đọ tăng của dòng điện i phụ thuộc vào thông số mạch ngắt. d t +t1 là thời gian từ khi I = Itd đến khi tiếp điểm máy cắt bắt đầu chuyển động, thời gian này phụ thuộc vào các phần tử bảo vệ, cơ cấu ngắt, kết cấu của tiếp điểm, trọng lƣợng phần động. Nếu t1 > 0.01s thì máy ngắt có thời gian tác động bình thƣờng. Đối với máy cắt tác động nhanh, thời gian t1 = 0.002 ÷ 0.008s +t2 là thời gian cháy của hồ quang (phụ thuộc bộ phận dập hồ quang và trị dòng điện ngắt và biện pháp dập hồ quang). 1.1.3. Phân loại a, Phân theo kết cấu + Loại một cực + Loại hai cực + Loại ba cực b, Theo thời gian tác động + Tác động tức thời (nhanh) + Tác động không tức thời
c, Theo công cụ bảo vệ + Dòng cực đại +Dòng cực tiểu +Áptômát điện áp thấp +Áptômát dòng điện cực tiểu +Áptômát bảo vệ công suất ngƣợc +Áptômát vạn năng (chế tạo chế tạo cho mạch có dòng điện lớn các thông số bảo vệ có thể chỉnh định đƣợc) loại này không có vỏ và lắp đặt trong các trạm biến áp lớn. +Áptômát định hình: bảo vệ quá tải bằng rơle nhiệt, bảo vệ quá điện áp bằng rơle điện từ, đặt trong vỏ nhựa. 1.2. NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA APTOMAT 1.2.1. Nguyên lý làm việc của aptomát tác động theo mức dòng + Loại dòng cực tiểu Hình 1.1. Sơ đồ nguyên lý atomat dòng điện cực tiểu. Nguyên lý làm việc: Aptomat loại này tự động ngắt mạch khi dòng điện trong mạch nhỏ hơn dòng điện chỉnh định Icđ. Khi I < Icđ, lực điện từ của nam châm điện 1 không đủ sức giữ nắp 2 nên lực kéo của lò xo 3 sẽ kéo tiếp điểm động ra khỏi tiếp điểm tĩnh, mạch điện bị ngắt. Aptomat dòng cực tiểu
dùng để bảo vệ máy phát khỏi chuyển sang chế độ động cơ khi nhiều máy phát làm việc song song. + Loại dòng cực đại Hình 1.2. Sơ đồ nguyên lý aptomat dòng cực đại. Nguyên lý làm việc: Aptomat loại này tự động ngắt mạch khi dòng điện vƣợt quá trị số dòng chỉnh định Icđ. Khi I > Icđ, lực điện từ của nam châm điện 1 thắng lực cản lò xo 3, nắp 2 bị kéo làm mấu giữa thanh 4 và đòn 5 bật ra, lò xo ngắt 6 kéo tiếp điểm động ra khỏi tiếp điểm tĩnh, mạch điện bị ngắt. Aptomat dòng cực đại dùng bảo vệ mạch điện khi bị quá tải hoặc ngắn mạch 1.2.2. Nguyên lý tác động của Aptomat theo điện áp + Loại thấp áp Hình 1.3. Sơ đồ nguyên lý atomat điện áp thấp.
Nguyên lí làm việc: Aptomat loại này tự động ngắt mạch khi điện áp U giảm xuống dƣới mức chỉnh định Ucđ. Nếu U < Ucđ. Lực điện từ của nam châm điện 1 có cuộn dây mắc song song với lƣới giảm yếu hơn lực kéo của lò xo 3 nên mấu giữa thanh 4 và đòn 5 bật ra, lò xo 6 kéo tiếp điểm động rời khỏi tiếp điểm tĩnh, mạch điện bị cắt. Aptomat điện áp thấp dùng để bảo vệ mạch điện khi điện áp sụt quá thấp hay khi mất điện áp bảo vệ thấp áp ở UTA ≤ 85 Uđm + Aptomat dòng điện ngƣợc (cho mạch một chiều) Hình 1.4. Nguyên lý làm việc của aptomat dòng điện ngược. Thuận áp dòng Ngƣợc áp dòng Nguyên lý làm việc: Aptomat trong trƣờng hợp này tự động cắt mạch điện khi hƣớng truyền dòng điện thay đổi (khi dòng điện thay đổi chiều). Nếu năng lƣợng truyền thuận chiều, từ thông của cuộn dây dòng điện và cuộn dây điện áp của nam châm điện 1 cùng chiều với nhau, lực điện từ lớn hơn lực lò xo 3, aptomat đóng. Khi chiều dòng điện thay đổi (công suất truyền ngƣợc), lực điện từ của nam châm điện tỷ lệ với bình phƣơng hiệu hai từ thông do
dòng điện và điện áp sinh ra, do đó lực điện từ giảm đi rất nhiều, không thắng nổi lực kéo lò xo 3, mấu giữa thanh 4 và đòn 5 bật ra, lò xo ngắt 6 kéo tiếp điểm động rời khỏi tiếp điểm tĩnh, mạch điện bị ngắt. 1.3. NỐI TẦNG CASCADE APTOMAT 1.3.1. Nối tầng tác động theo mức dòng Kỹ thuật này sử dụng sự phân bậc ngƣỡng dòng tác độngcủa phần tử tác động tức thời kiểu từ, tính chọn lọc tuyệt đối trong trƣờng hợp này là không thể có do ISCA ≈ ISCB nên cả hai CB này cùng tác động, khi ấy chọn lọc là từng phần và đƣợc giới hạn theo Irm của CB nằm phía trƣớc CB phía sau là loại hạn chế dòng Để cải thiện đặc tính chọn lọc theo giá trị dòng cên sử dụng một CB hạn chế dòng ở mạch phía sau nghĩa là CB B khi xảy ra ngắn mạch phía sau thiết bị B, dòng hạn chế IB sẽ tác động CB B, song không đủ để A tác động Lƣu ý: mọi CB mà ta xem xét ở đây đều có mức hạn chế dòng nào đó, dù cho chúng không đƣợc xếp vào loại hạn chế dòng. Điều này cần lƣu ý cho đặc tuyến của CB chuẩn A trên hình dƣới đây. Chỉ bằng cách tính toán và thử nghiệm cẩn thận mới cho phép thực thi kiểu phối hợp này. Hình 1.5. CB B là giới hạn dòng.
CB ở phía trƣớc đƣợc dạng tác động nhanh với trễ hạn ngắn (SD) Các thiết bị này đƣợc trang bị bộ tác động có gắn thêm bộ làm trễ cơ học không hiệu chỉnh. Nhƣ vậy độ trễ đƣa vào đảm bảo tính chọn lọc với tất cả CB tác động nhanh (đặt ở phía sau) với bấ kỳ dòng sự cố nào nhỏ hơn Irms Ví dụ CB A: compact NS250N trang bị một bộ tác động SD Ir = 250, giá trị đặt bộ tác động là 2000A. CB B compact NS100N, Ir = 100A. Sách tra cứu phân phối điện Merlin Gerin cho biết giá trị giới hạn của tính chọn lọc: 3000A (thay vì 2500A nếu nhƣ ta sử dụng bộ tác động kiểu chuẩn Hình 1.6. Sử dụng một CB chọn lọc ở phía trƣớc. 1.3.2. Nối tầng tác động theo thời gian Sự tác động theo thời gian của các CB có tính chọn lọc. Ứng dụng của nó là tƣơng đối đơn giản vì nó dựa trên cơ sở làm trễ nhiều hoặc ít thời điểm mở của các CB mắc nối tiếp theo trình tự thời gian kiểu bậc thang Kỹ thuật này cần Đƣa vào bộ định thì trong cơ cấu tác động Các CB có khă năng chịu đƣợc các hiệu ứng nhiệtvà điện động của dòng trong thời gian trễ Hai CB A và B mắc nối tiếp (nhƣ vậy giá trị dòng đi qua chúng là nhƣ nhau) sẽ có tính chọn lọc nếu nhƣ thời gian cắt của B ngắn hơn thời gian tác động của A
Chọn lọc nhiều cấp Ví dụ: thực hiện với các CB Masterpact (bảo vệ điện tử) (MG) Chúng có thể đƣợc trang bị các bộ tạo trễ ở bốn nấc điều chỉnh nhƣ: - Độ trễ (tƣơng ứng với một nấc cho trƣớc) có giá trị lớn hơn toàn bộ thời gian cắt của nấc thấp hơn ngay phía sau - Độ trễ tƣơng ứng với nấc đầu tiên có giá trị lớn hơn toàn bộ thời gian cắt của một CB cắt nhanh (dạng compact) hoặc của cầu chì Hình 1.7. Chọn lọc theo thời gian. 1.3.3. Nối tầng kết hợp Một bộ làm trễ thời gian kiểu cơ học góp phần cải thiện đặc tính của chọn lọc theo tác động dòng Giá trị tức thời IrmA chuẩn (Compact kiểu SA) Hình 1.8. Chọn lọc kết hợp.
Chọn lọc tuyệt đối nếu ISCB < IrmA (giá trị tứcc thời) CB ở phía trƣớc có thể sử dụng hai ngƣỡng tác động Giá trị trễ IrmA hoặc tạo bộ trễ kiểu điện tử SD (short delay) 1.3.4. Nối tầng dựa trên mức năng lƣợng hồ quang Hệ thống này cho phép chọn lọc tuyệt đối giữa hai CB có cùng dòng sự cố. Điều này đạt đƣợc nhờ sử dụng CB hạn chế dòng và tác động CB nhờ cảm ứng áp suất trong buồng hồ quang của CB. Mức áp suất không khí bị nóng lên tuỳ thuộc vào mức năng lƣợng của hồ quang Hình 1.9. Chọn lọc theo mức hồ quang. Kỹ thuật này dùng cho các mạch có dòng ngắn mạch ≥ 25In và đảm bảo tính chọn lọc tuyệt đối giữa hai CB có cùng dòng ngắn mạch đi qua, kỹ thuật này đòi hỏi năng lƣợng làm tác động CB A trên nguồn Nguyên tắc vận hành: Cả hai CB có khả năng hạn chế dòng, do đó lực điện từ do ngắn mạch phía dƣới của CB B làm tiếp điểm hồ quang hạn chế dòng của cả hai CB đồng thời mở. Dòng sự cố sẽ bị hạn chế nhờ hai hồ quang mắc nối tiếp cƣờng độ nhiệt hồ quang trong mỗi CB làm không khí trong các ngăn dập hồ quang nở ra và tăng áp suất. Ở trên một mức dòng nào đó, tốc đọ tăng áp suất có thể dùng để phát hiện và khởi động cắt tức thời
Nguyên tắc chọn lọc: Nếu cả hai CB có bộ cắt theo áp suất đƣợc chỉnh định đúng, sự chọn lọc cho hai CB có định mức khác nhau đòi hỏi phải chỉnh CB B cắt ở mức áp suất thấp hơn CB A. Nếu ngắn mạch xảy ra sau A và trƣớc B, chỉ có hồ quang của A hạn chế dòng mà thôi. Dòng trong trƣờng hợp này sẽ lớn hơn so với trƣờng hợp sự cố sảy ra sau B. Dòng qua A lớn hơn sẽ sinh áp suất lớn hơn, đủ để làm bộ tác động theo áp suất làm việc ở sơ đồ dƣới đây, dòng CB càng lớn thì CB cắt càng nhanh Sự chọn lọc đƣợc đảm bảo nếu + Tỉ số dòng định mức của 2 CB ≥ 2,5 + Tỉ số dòng ngắt chỉnh định > 1,6 Đối với điều kiện ngắt mạch ≤ 25In ta dùng sơ đồ bảo vệ truyền thống nhƣ đã đề cập Hình 1.10. Nguyên tắc chọn lọc theo năng lƣợng hồ quang.
1.4. CẤU TẠO CHUNG CỦA APTOMAT 1.4.1. Đặt vấn đề Ngày nay dƣới sự phát triển mạnh mẽ của khoa học kỹ thuật nên các thiết bị điện đƣợc sản xuất một cách đơn giản, gọn nhẹ, chứa nhiều tính năng hơn trƣớc kia rất nhiều và đặc biệt là các thiết bị điện ngày nay đa số là có thể ghép nối đƣợc cùng với máy tính, đƣợc điều khiển trực tiếp trên máy tính hoặc là điều khiển từ xa thông qua bộ điều khiển cầm tay, aptomat cũng là một trong những thiết bị đó. 1.4.2. Phần cơ khí của aptomat Hình 1.11. Hình ảnh aptomat. 1.4.3. Tiếp điểm của aptomat ). ). Nhƣ vậy hồ quang chỉ cháy trên tiếp điểm hồ quang, do đó bảo vệ đƣợc tiếp điểm chính để dẫn điện. Dùng thêm tiếp điểm phụ để tránh hồ quang cháy lan vào làm hƣ tiếp điểm chính. g nhƣ Ag-W, Cu-W, Ni
1.4.4. Móc bảo vệ Aptomat , sẽ tác động khi mạch điện có sự cố quá dòng điện và sụt áp. - . ). . . 600A. , cuộn dây đƣợc này đƣợc quấn nhiều vòng với dây tiết diện nhỏ chịu điện áp nguồn 1.4.5. Hộp dập hồ quang Hộp dập hồ quang: để áptômát dập đƣợc hồ quang trong tất cả các chế độ làm việc của lƣới điện thì ngƣời ta thƣờng dùng hai kiểu thiết bị dập
hồ quang là: kiểu nửa kín và kiểu hở. Thiết bị dập kiểu nửa kín đƣợc đặt trong vỏ kín của áptômát và có lỗ thoát khí. Kiểu này có dòng điện giới hạn cắt không quá 50kA. Thiết bị dập kiểu hở đƣợc dùng khi giới hạn dòng điện cắt lớn hơn 50kA hoặc điện áp lớn hơn 1000V. Hình 1.12. Cấu trúc chung của aptomat. Trong buồng dập hồ quang thông dụng ngƣời ta thƣờng dùng những tấm thép xếp thành lƣới ngăn. Để phân chia hồ quang thành nhiều đoạn ngắn thuận lợi cho việc dập tắt hồ quang. Hình dạng kết cấu hộp dập hồ quang đƣợc trình bày trên. Cùng một thiết bị dập tắt hồ quang, khi làm việc ở mạch điện xoay chiều điện áp đến 500V thì có thể dập tắt đƣợc hồ quang của dòng điện đến 40kA, nhƣng khi làm việc ở mạch điện một chiều điện áp đến 440V thì chỉ có thể cắt đƣợc dòng điện đến 20kA. 1.4.6. Cơ cấu truyền động cắt Áptômát Cơ cấu truyền động cắt áptômát: gồm cơ cấu đóng cắt và khâu truyền động trung gian, truyền động cắt áptômát thƣờng có hai cách: bằng tay và bằng cơ điện (điện từ, động cơ điện). Điều khiển bằng tay (núm gạt hoặc nút ấn) đƣợc thực hiện với các áptômát có dòng điện định mức không lớn hơn 600A. Điều khiển bằng cơ điện (nam châm điện, động cơ điện, hoặc hệ thống
thuỷ lực) đƣợc ứng dụng ở các áptômát đóng cắt từ xa và đƣợc ứng dụng với aptomat có dòng điện lớn hơn đến 1000A. Để tăng lực điều khiển bằng tay ngƣời ta còn dùng một tay dài phụ theo nguyên lí đòn bẩy. Ngoài ra còn có cách điều khiển bằng động cơ điện hoặc khí nén. Khâu truyền động trung gian dùng phổ biến nhất trong aptomat là cơ cấu tự do trƣợt khớp. Hình 1.13 trình bày một khâu truyền động trung gian của aptomat có cơ cấu điều khiển bằng nam châm điện. Khi đóng bình thƣờng (không có sự cố) , các tay đòn 2, 3 đƣợc nối cứng vì tâm O nằm thấp dƣới đƣờng nối hai điểm O1 và O2 đƣợc nối. Giá đỡ 5 làm cho hai đòn này không tự gập lại đƣợc, ta nói điểm O ở vị trí chết (hình 1.13a) Khi có sự cố, phần ứng 6 của nam châm điện 7 bị hút dập vào hệ thống tay đòn 2, 3 làm cho điểm O thoát khỏi vị trí chết. Điểm O sẽ cao hơn đƣờng nối O1O2, lúc này hai tay đòn 2, 3 không đƣợc nối cứng nữa, các tiếp điểm sẽ nhanh chóng mở ra dƣới tác động của lò xo kéo tiếp điểm (hìh 1.13b) Muốn đóng lại aptomat, ta phải kéo tay cầm 4 xuống phía dƣới để cho hai tay đòn 2, 3 duỗi thẳng ra nhƣ ở hình 1.13c, sau đó mới đóng vào đƣợc Hình 1.13. Cơ cấu nhả khớp tự do a, vị trí dóng; b, vị trí mở; c vị trí chuẩn bị đóng lại.
1.4.7. Phần tử bảo vệ Các phần tử bảo vệ aptomat gồm: bảo vệ quá tải, bảo vệ ngắn mạch, bảo vệ sụt áp, bảo vệ dòng điện dƣ, bảo vệ tổng hợp bằng tổ hợp mạch điện tử Để bảo vệ thiết bị khỏi quá tải, trong aptomat thƣờng có phần tử bảo vệ quá tải, kết cấu của nó tƣơng tự nhƣ một relay nhiệt, phần tử phát nóng của relay nhiệt đƣợc đấu nối tiếp với mạch điện chính. Khi quá tải, tấm kim loại kép giãn nở làm nhả rơi tự do để mở tiếp điểm của aptomat. Đƣờng đặc tính ampe- giây của relay nhiệt phải nằm dƣới đƣờng đặc tính của thiết bị bảo vệ. Loại này có nhƣợc điểm có quán tính nhiệt lớn và không bảo vệ đƣợc ngắn mạch Phần tử bảo vệ ngắn mạch trong aptomat có kết cấu tƣơng tự nhƣ một relay dòng điện, có cuộn day mắc nối tiếp với mạch điện chính (hoặc một phần dòng điện chính đi qua cuộn dây). Khi dòng điện vƣợt quá trị số cho phép thì phần ứng bị hút, làm nhả khớp rơi tự do và mở tiếp điểm aptomat. Điều chỉnh vít để thay đổi lực của lò xo phản lực ta có thể điều chỉnh đƣợc trị số dòng điện tải động Phần tử bảo vệ sụt áp có kết cấu tƣơng tự nhƣ relay điện áp, cuộn dây đƣợc mắc vào điện áp nguồn, khi có sự cố sụt áp hay mất điện áp, lực hút điện từ không đủ sức hút phần ứng, lò xo phản lực đẩy phần ứng, làm nhả khớp rơi tự do và làm mở tiếp điểm của aptomat Phần tủ bảo vệ dòng điện dƣ, cũng nhƣ phần tử bảo vệ nhiều thông số đƣợc cấu tạo bởi các mạch vi điện tử, trong các khối đo lƣờng so sánh, khuếch đại và chấp hành 1.5. LỰA CHỌN SƠ BỘ APTOMAT THÔNG THƢỜNG 1.5.1. Đặt vấn đề Để hạn chế những hậu quả nguy hiểm gây phá hỏng sự cố quá dòng, quá tải, sự cố hỏng cách điện, và cách ly phần hƣ hỏng ra khỏi lƣới vì vậy việc lựa chọn thiết bị để bảo vệ cho mạch điện hết sức quan trọng, và việc lựa
chọn phải dựa trên rất nhiều yếu tố nhƣng phải phù hợp với các tiêu chuẩn của từng thiết bị, và phải tuân thủ theo tiêu chuẩn quốc tế 1.5.2. Lựa chọn theo mức dòng Việc lựa chọn áptômát chủ yếu dựa vào: Dòng địên tính toán trong mạch, dòng điện quá tải, tính thao tác chọn lọc Ngoài ra lựa chọn áptômát còn phải căn cứ vào đặt tính làm việc của phụ tải là áptômát không đƣợc phép cắt khi có quá tải ngắn hạn thƣờng xảy ra trong điều kiện làm việc bình thƣờng nhƣ dòng điện khởi động, dòng điện động trong phụ tải công nghệ. Yêu cầu chung là làm việc định mức của móc bảo vệ Iaptômat không đƣợc bé hơn dòng điện tính toán Itt của mạch: Iaptômat ≥ Itt (1.2) Tùy theo đặc tính và điều kiện làm việc của phụ tải, ngƣời ta hƣớng dẫn lựa chọn dòng điện định mức của móc bảo vệ bằng 125%, 150%, hay lớn hơn nữa so với dòng điện m tính toán mạch. Sau cùng ta chọn áptômát theo các số liệu kỹ thuật đã cho của nhà chế tạo. Ápôtmát đƣợc lựa chọn từ hai hệ thống: Hệ thống cắt mạch điện và hệ thống dò tìm sự cố + Chọn hệ thống cách bố trí cắt mạch điện Hệ thống này gồm có liện động cơ khí với các cực cắt dòng điện và sẽ đƣợc bố trí theo các chức năng sau: Số luợng các cực: Số lƣợng các dây dẫn để cắt, điện áp định mức (điện áp sử dụng), loại dòng điện (xoay chiều hay một chiều). Dòng điện Ib: dòng điện sử dụng của mạch điện, chính dòng điện này cho phép ta xác định dòng điện định mức mà ngƣời ta gọi là “cỡ áptômát”. Dòng điện ngắn mạch Icc: đó là dòng ngắn mạch mà khí cụ điện (áptômát) có thể chấp nhận đƣợc để có thể cắt tiến hành bảo vệ ngay lập tức các thiết bị
điện phía sau của áptômát. Chúng ta luôn luôn phải chọn áptômát có khả năng cắt cao hơn dòng Icc đã tính toán ở phía sau áptômát. + Chọn loại hệ thống mở (hay dò tìm sự cố để thực hiện tác động mở) Sự bố trí điện từ - nhiệt hay điện tử, thực hiện điều khiển của các cực cắt, đƣợc chọn theo chức năng: Dòng Ib, dòng điện cực đại mà nó đi qua mạch điện khi làm việc bình thƣờng. Dòng điện đột ngột xuất hiện khi đặt dƣới điện áp (dòng điện mở máy). Tùy theo giá trị quá dòng điện này, ngƣời ta xác định loại đuờng cong sử dụng (B, C, D ) của hệ thống mở của áptômát. (chọn đuờng đặt tuyến của hệ thống trong catôlô mà các nhà sản xuất và viện giám định khoa học kỹ thuật giám định + Ngoài ra CB còn đƣợc lựa chọn tuỳ vào Các đặc tính điện mà nó đƣợc đặt vào Môi trƣờng sử dụng của thiết bị, nhiệt độ xung quanh, lắp đặt trong tủ hoặc không, các điều kiện khí hậu Khả năng tạo và cắt dòng ngắn mạch Các yêu cầu khai thác tính chọn lọc, các yêu cầu nhƣ điều khiển từ xa, các công tắc phụ, các cuộn dây tác động phụ, có đƣa thêm vào hệ thống mạng tín hiệu nội bộ (thông tin, điều khiển, chỉ thị, ) Các quy tắc lắp đặt, đặc biệt là bảo vệ con ngƣời Các đặc tính tải nhƣ là động cơ, đèn chiếu sáng huỳnh quang, máy biến áp Những bƣớc tiếp theo gắn liền với việc chọn một CB trong lƣói phân phối + Chọn dòng định mức phụ thuộc nhiệt độ môi trường Dòng địng mức của một CB đƣợc xác định theo sự vận hành của thiết bị ứng với nhiệt độ môi trƣờng cho trƣớc, thƣờng là 300 cho các CB dân dụng, 400 cho CB công nghiệp
Sự vận hành các CB trong các điều kiện nhiệt độ khác nhau phụ thuộc vào công nghệ chế tạo bộ tác động + Các bộ tác động kiểu điện từ nhiệt không bù Các CB với bộ tác động theo nguyên tắc nhiệt không bù có dòng tác động phụ thuộc vào nhiệt độ. Nếu nhƣ thiết bị đƣợc đặt trong tủ, hoặc trong môi trƣờng nhiệt độ cao thì dòng tác động khi quá tải có thể bị giảm xuống. Có thể chuyển hạng nếu CB làm việc với nhiẹt độ cao hơn nhiệt độ chuẩn. Vì vậy, các nhà thiết kế phải cung cấp bảng chuyển hạng cho thiết bị đƣợc thiết kế Mặt khác các thiệt bị dạng môdun thƣờng đƣợc lắp cạnh nhau trong tủ kim loại có kích thƣớc nhỏ. Tác dụng nhiệt qua lại khi có dòng, sẽ làm chúng xuống hạng theo hệ số 0.8 Các bộ phận này đƣợc trang bị một thanh lƣỡng kim bù nhiệt cho phép chọn dòng hiệu chỉnh Ir của bộ phận tác động theo sự thay đổi nhiệt độ trong phạm vi định sẵn CB (≤ 630A) thƣờng đƣợc trang bị bộ phận tác động từ nhiệt có bù từ -50 đến 400 Ghi chú liên quan đến việc giảm định mức của CB Một CB có định mức dòng theo nhiệt độ môi trƣờng chuẩn (300C) sẽ bị quá nhiệt khi mang nhiệt cùng dòng ở 500C Vì CB hạ áp có thiết bị bảo vệ quá dòng (nếu không đƣợc bù) sẽ tác động ở mức thấp hơn khi nhiệt độ cao hơn, CB tự động bị giảm định mức do bộ tác động quá tải. khi bộ tác động nhiệt đƣợc bù có thể chỉnh ở (0.7†1).In trong môi trƣờng -50C đến 400C Với các CB đƣợc bù này trong catalogue thƣờng có giá trị xƣớng hạng 0 0 0 của In ở nhiệt độ trên mức đƣợc bù, ví dụ nhƣ 50 C và 60 C, nhƣ 95A ở 50 C và 90A ở 600C cho CB 100A + Bộ tác động kiểu điện tử
Có ƣu điểm lớn về ổn định khi vận hành trong điều kiện nhiệt độ thay đổi. Mặc dù vậy, các thiết bị đóng cắt vẫn chịu ảnh hƣởng nhiệt độ nên nhà chế tạo thƣờng cung cấp dƣới dạng biểu đồ các giá tị lớn nhất của ngƣỡng dòng tác động cho phép theo nhiệt độ + Chọn ngưỡng cắt tức thời hoặc có trễ ngắn Sau đây là bảng tổng kết các đặc điểm chính của bộ tác động kiểu từ hoặc có trễ ngắn (theo phân loại của IEC898) , bảng tác động tức thời hoặc có trễ ngắn Bảng 1.1. Bảng tác động tức thời hoặc có trễ. Dạng Bộ tác động Ứng dụng Máy phát dự phòng Ngƣỡng thấp dạng B Dây có chiều dài lớn Bảo vệ mạch: Trƣờng Ngƣỡng chuẩn dạng C hợp chung Bảo vệ mạch trong Ngƣỡng cao dạng D, K trƣờng hợp quá độ ban đầu lớn Bảo vệ động cơ khi 12In dạng MA phối hợp với công tác tơ ngắt + Chọn CB theo khả năng cắt Lắp một CB bảo vệ trong mạng phân phối điện hạ thế cần phải đáp ứng một trong hai điều kiện sau đây:
Hoặc có khả năng cắt Icu (hoặc Icn) ít nhất có giá trị bằng dòng ngắn mạch giả định tại điểm lắp đặt Hoặc, nếu không, phải kết hợp với một thiết bị cắt khác đặt phía trƣớc và có khả năng cắt cần thiết. Trong trƣờng hợp này đặc tính của hai thiết bị phải đƣợc phối hợp sao cho năng lƣợng đi qua thiết bị phía trƣớc không lớn hơn khả năng chịu đựng (không bị hƣ hại) của các thiết bị phía sau và của hệ thống dây dẫn đƣợc bảo vệ bằng các thiết bị này Khả năng tận dụng trong: Phối hợp cầu chì – CB Phối hợp CB giới hạn dòng và CB tiêu chuẩn 1.5.3. Một số loại aptomat 1- Aptomat vạn năng có phần tử bảo vệ điện tử, nhiệt. Aptômat loại này đƣợc chế tạo cho các mạch điện công suất lớn, có thể chỉnh định đƣợccác thông số bảo vệ trong phạm vi tƣơng đối rộng. Loại này thƣờng có bảo vệ ngắn mạch và bảo vệ mất điện áp. Nó không có vỏ, dùng để trong các trạm hạ áp. Hình 1.14. Aptomat vạn năng.
1, Tiếp điểm dập hồ quang 2, buồng dập hồ quang 3, Tiếp điểm làm việc 4, Cuộn dây đóng 5, Rơle nhiệt 6,7. Cơ cấu tự do tuột khớp 8. Rơle dòng điện cực đại 9, 10. Rơle điện áp 11. Cuộn dây cắt từ xa 12 Cần đóng cắt 13. Gối tựa Nếu quay tay gạt 12 đi một góc đến vị trí đóng hoặc điều khiển từ xa bằng hệ thống điện từ 4, thanh 6, 7 sẽ ép lên thanh gắn các tiếp điểm quay trục O1. Lần lƣợt các tiếp điểm hồ quang 1 và tiếp điểm làm việc 3 đóng, mạch điện đƣợc đóng hoàn toàn. Khi có sự cố các phần tử bảo vệ cần tác động đẩy cơ cấu tự do tuột khỏi khớp (thanh 6,7) lò xo 9 sẽ kéo thanh gắn tiếp điểm động, lần lƣợt tiếp điểm làm việc 3 sau đó tiếp điểm hồ quang 1 mở ra Hồ quang xuất hiện trên tiếp điểm 1 và nhanh chóng đƣợc dập tắt nhờ buồng dập hồ quang 2 Các phần tử bảo vệ bao gồm: bảo vệ quá tải nhờ relay nhiệt 5, 7, bảo vệ ngắn mạch bằng relay dòng điện cực đại 8 có cuộn dây (thƣờng là thanh cái với số vòng w = 1 đi qua mạch từ) mắc nối tiếp với dòng điện động lực, bảo vệ mất điện áp bằng relay điện áp 10 có điện áp mắc song song với hai pha của lƣới điện. Nam châm 11 để cắt aptomat từ xa khi cần thiết 2 – Aptomat định hình: 1, Đầu nối 2, Đế 3, Buồng dâp hồ quang 4, Tiếp điểm tĩnh 5, Cơ cấu truyền động 6, Bảo vệ quá tải 7, Bảo vệ ngắn mạch 8, Nút cắt Loại aptomat này thƣờng có dòng điện định mức đến 1600A, dùng cho cả mach xoay chiều lẫn một chiều. Hình 1.15 trình bày nguyên lý cấu tạo của aptomat định hình. Loại này thƣờng chỉ có relay nhiệt và relay dòng điện cực đại để bảo vệ quá tải và ngắn mạch. Tất cả các chi tiết đều đƣợc đặt trong vỏ nhựa kín có kích thƣớc nhỏ, gọn, sử dụng rất tiện lợi, dùng để thay thế cầu dao, cầu chì rất tốt.
Hình 1.15. Aptomat định hình.
CHƢƠNG 2 GIỚI THIỆU APTOMAT HÃNG ABB 2.1. ĐẶT VẤN ĐỀ Trong bất kể một mạng sinh hoạt hay trong công nghiệp nào đó không hẳn là không tránh khỏi đƣợc sự cố nhƣng dù là sự cố nặng hay nhẹ con ngƣời đều mong muốn là là thiệt hại thấp nhất. Ngày nay dƣới sự phát triển mạnh mẽ của khoa học kỹ thuật thì những sản phẩm ra đời ngày một có tính năng hoàn thiện và đầy đủ hơn trƣớc rất nhiều nên những sản phẩm này đều tích hợp nhiều chức năng mà con ngƣời mong muốn nó có thể đáp ứng đƣợc phần lớn các nhu cầu của con ngƣời để bảo vệ hệ thống điện một cách an toàn hơn. 2.2. CẤU TẠO APTOMAT HÃNG ABB 2.2.1. Tiếp điểm Hình 2.1. Kết cấu bên trong của máy cắt. 1: Đầu đấu dây điều khiển
2: Đấu nối mạch điều khiển 3: Tiếp điểm phụ 4: Vị trí đặt cuộn đóng – cuộn nhả 5: Rơle thực hiện nhả 6: Mặt che trƣớc 7: Cơ cấu nhả 8: Cơ cấu đóng 9: Cơ cấu nạp 10: Lò xo đóng 11: Cơ cấu kéo ra 12: Bệ trung gian 13: Buồng dập hồ quang 14: Tiếp điểm động 15: Tiếp điểm cố định 16: Thanh dẫn đến tiếp điểm cố định 17: Thanh dẫn từ máy cắt ra lƣới 18: Giắc nối trung gian 19: Đế 20: Lò xo tiếp điểm 21: Thanh dẫn đến tiếp điểm tĩnh 22: Thanh dẫn từ máy cắt ra ngoài 23: Biến dòng (CT) 24: Cuộn cảm 25: Khung vỏ
2.2.2. Phần cơ khí Kiểm tra độ mòn của contact Trong đơn hàng của hãng sản xuất thì khe hở A đƣợc cho biết sẵn ở bảng, và chúng ta có thể điều chỉnh vị trí của trục và của cơ cấu hoạt động Hình 2.2. Khe hở không khí A. Hình 2.3. Kết cấu trục. 1) Mở CB 2) Tháo hộp hồ quang 3a) Điều chỉnh khoảng cách hoạt động contact cho E1 – E2 – E3 Nới lỏng ốc ở pos 1 và đai ốc ở pos 3 hình 2.3 Di chuyển tới vị trí nhƣ trên để thao tác với ốc ở pos 2 Bỏ cơ cấu hoạt động của chổi đặt ở trên trên trục ở pos 5 và thay đổi tác dụng đai ốc ở pos 4
Hình 2.4. Kết cấu một số vị trí ốc để kiểm tra khe hở A. Xiết chặt ốc ở pos 1 và đai ốc ở pos 3 và 4 Đóng CB và kiểm tra khe hở A 3b) Điều chỉnh khoảng cách hoạt động contact cho E4 – E6 Nới lỏng ốc ở pos 1 và 6 và đai ốc ở pos 3 và 8 hình 2.3, 2.4 Di chuyển tới vị trí nhƣ trên để thao tác với ốc ở pos 2 Bỏ cơ cấu hoạt động của chổi (pos 5) và giá đỡ tiếp giáp của chổi trên trục (pos 9), thay đổi tác dụng trên đai ốc ở pos 4, và ốc ở vị trí số 7 Nới ốc ở ở pos 1, 6, và đai ốc ở pos 3, 4, 8 Đóng CB và kiểm tra khe hở A 4) Nếu khe hở A chƣa đạt yêu cầu, chúng ta mở CB ra và thực hiện lại các bƣớc nhƣ ở phần 3a, 3b 5) Nếu khe hở đã đạt yêu cầu, chúng ta mở CB ra, thực hiên lắp lại buồng hồ quang 2.2.3. Dập hồ quang Bộ phận dập hồ quang (Arc Chutes): Bộ phận dập hồ quang đƣợc cung cấp để dập hồ quang điện. Bộ phận này gồm có các tấm kim loại mỏng đƣợc lắp đặt song song trong những vỏ bọc cách ly. Hồ quang đƣợc phân đều cho những tấm kim loại này mà nó giúp dập hồ quang nhanh hơn. Hồ quang vì thế bị hạn chế, phân chia và dập tắt trong bộ phận dập hồ quang. Sự cách ly
hợp lý giữa các bộ phận dẫn điện, sự tiêu thụ năng lƣợng ít hơn khi ngắn mạch làm cho nó có khả năng thiết lập những kết nối tải và hệ thống nguồn cấp ở cả hai mặt. 2.2.4. Các đặc tính Đặc tính cơ bản của một CB Aptomat thƣờng có đặc tính nhƣ là cắt với thời gian tác động chậm „L‟, thời gian tác động ngắn để bảo vệ ngắn mạch „S‟, bảo vệ chạm đất cới thời gian trễ „G‟, bảo vệ ngắn mạch cùng với dòng điện tăng cao yêu cầu là phải cắt ngay „Iu stanst‟ Hình 2.5. Đặc tính aptomat. Điện áp sử dụng định mức Uc: đó là giá trị điện áp mà thiết bị có thể vận hành trong điều kiện bình thƣờng. Các giá trị điện áp cho điều kiện kiện bất thƣờng Dòng định mức In: đó là giá trị cực đại của dòng liên tục mà CB với relay bảo vệ quá dòng có thể chịu đƣợc vô hạn định ở nhiệt độ môi trƣờng do nhà chế tạo quy định, và nhiệt độ của các bộ phận mang điện không vƣợt quá giới hạn cho phép Dòng tác động có hiệu chỉnh khi quá tải (Irth hoặc Ir) và khi ngắn mạch Im các CB công nghiệp đƣợc trang bị relay quá dòng có thể thay đổi đƣợc
t(s) I(A) Ir Im Pdc Hình 2.6. Đặc tính của CB tác động theo kiểu từ nhiệt. Dòng định mức cắt mạch, sử dụng trong công nghiệp (Icu) hoặc sử dụng dân dụng Icn Đặc tính vận hành của CB tác động theo kiểu điện từ đảm bảo cát nhanh khi có dòng sự cố lớn, ngƣỡng tác động Im Đặc tính vận hành của CB tác động theo kiểu điện tử t(s) I(A) Ir Im I Pdc Hình2.7. Đặc tính vận của CB tác động theo kiểu điện tử. Điện áp định mức (Ui): đó là giá trị điện áp làm chuẩn để kiểm tra phóng điện và khoảng cách điện của một CB thƣờng có giá trị lớn hơn 2Ui. Trị lớn nhất của điện áp sử dụng định mức phải nhỏ hơn hoặc bằng Ui: Ue ≤ Ui
Đối với các loại A: không có thời gian trễ nào đƣợc thiết kế cho tác động khi ngắn mạch thông thƣờng đây là trƣờng hợp cho CB có vỏ đúc Đối với CB loại B: để phối hợp với các CB khác , có thể cần làm trễ quá trình tác động khi dòng ngắn mạch nhỏ hơn giá trị dòng chịu đƣợc với độ trễ Icw. Thông thƣờng đây slà trƣờng hợp của các CB cấu trúc mở và CB dạng hộp đúc. Icw là dòng cực đại mà loại B có thể chịu đƣợc về nhiệt và điện động trong một khoảng thời gian do nhà thiết kế quy định t(s) t(s) I(A) I(A) Hình 2.8. Máy cắt loại A. Hình 2.9. Máy cắt loại B. Khả năng tạo dòng (Icm) đó là dòng tức thời mà CB có thể thiết lập dƣới điện áp định mức trong các điều kiện đặc trƣng, trong chế độ xoay chiều giá trị này bằng k lần Icu Dòng đỉnh hạn Dòng đỉnh hạn chế kA chê A2× s 5 4,5.10 22 2.105 150 150kA Hình 2.10. Đặc tính hạn chế dòng của CB.
Đặc tính cắt ngắn mạch thao tác (Ics): nếu lƣới điện đƣợc thiết kế đúng một CB sẽ không bao giờ làm viêc ở dòng cắt lớn nhất Icu. Do đó một khái niệm mới Ics đƣợc thiết lập. Nó đƣợc biểu hiện nó đƣợc biểu hiện theo phần trăm của Icu (25,50,75,100%) IEC 947-2. Khả năng cắt Icu hoặc Icn đặc trƣng cho dòng ngắn mạch cức đại mà thiết bị có thể cắt. Khả năng xuất hiện dòng sự cố đó là cực kỳ thấp và trong quá trình vận hành CB thông thƣờng chỉ cắt các dòng có giá trị nhỏ hơn nhiều Khả năng hạn chế dòng sự cố dòng sẽ đƣợc giảm và không đạt đến giá trị lớn nhất 2.3. CÁC ĐẠI LƢỢNG VÀ THÔNG SỐ CỦA APTOMAT KHI CẦN TÍNH TOÁN VÀ LỰA CHỌN a, Các thống số khi cần tính toán Bảng 2.1. Đại lƣợng lựa chọn và kiểm tra Điện áp định mức, kV U đmMC U đm,m Dòng điện lâu dài định mức, A I đmMC Icb Dòng điện cắt định mức, kVA I đmc I N Công suất định mức, kA Sđmc SN Dòng điện ngắn mach xung kích cho phép, kA iđm.đ ixk (còn gọi là dòng ổn định động) Dòng điện ổn định nhiệt tqd idm.nh i tđm.nh
Trong ký hiệu dùng ở bảng trên U đm.m Điện áp định mức của mạng điện I cb Dòng điện cƣỡng bức qua máy cắt I N Dòng ngắn mạch. Trong thiết kế hệ thống cung cấp điện coi ngắn '' mạch ở xa, do đó I N I I S N 3UI N '' I xk Dòng ngắn mạch xung kích ixk 1.8 2I tđm.nh Thời gian ổn định nhiệt định mức = 5ms hoặc 10ms tqđ Thời gian cắt b) Tính chọn lọc của aptomat Hình 2.11. Sơ đồ nối tầng Aptomat. Thƣờng có một số thiết bị bảo vệ của dòng điện nằm giữa nguồn và các bộ phận thiết bị yêu cầu bảo vệ, các khí cụ điện này phải thỏa mãn tính chọn lọc để gới hạn sự cố lan rộng ảnh hƣởng đến các bộ phận khác của hệ thống tính chọn lọc đƣợc định nghĩa - Xung dòng điện bình thƣờng không gây ngắn mạch
- Khi vận hành đúng chỉ thiết bị bảo vệ gần chỗ sự cố nhất theo chiều cung cấp mới đƣợc tác động - Nếu thiết bị này bị hỏng một thiết bị khác mới tác động các yếu tố chủ yếu bảo vệ Icp và thời gian Tcp để các Aptomat A1, A2, A3 làm việc. Hệ thống lƣới điện phải có tính lựa chọn khi xảy ra sự cố. Vd: Khi ngắn mach ở C thì chỉ đƣợc ngắt ngắt điện ở mạch ở động cỏ M3 tức các Atomat khác vẫn đƣợc dóng và đƣợc cung cấp điện bình thƣờng cho các nhánh không sự cố đó là lựa chọn từng phần Nhƣng vì lý do nào dó mà A33 không làm việc thì có cấp bảo vệ tiếp điểm theo đảm bảo theo đi của dòng điện ngắn mạch từ biến áp điểm C thì A22 sẽ thực hiện cấp bảo vệ này. Đó là lụa chọn tuyệt đối, sự lựa chọn trong bảo vệ đạt đƣợc do sự khác nhau về thời gian về thời gian làm việc của cấp bảo vệ đƣợc gọi là mức độ lựa chọn theo thời gian nghĩa là thời gian làm việc của cấp bảo vệ trƣớc (Vd A22) phải lớn hơn thời gian làm việc của cấp bảo vệ sau (A33) ngoài ra còn có mức độ lựa chọn theo dòng điện yêu cầu là dòng điện ngắt cấp I phải nhỏ hơn dòng điện cấp i+1 vd A1 có thể làm việc ở điểm ngắn mạch a, b ở A1 thời gian bảo vệ kéo dài nhƣng khi xuất hiện ngắn mạch ở điểm a có thể cần phải ngắt mạch hƣ hỏng sớm hơn thời gian cho phép vì sự kéo dài thời gian chạy trong mạch dòng điện lớn hơn khi ngắn mạch có thể làm cho dây nóng lên làm hỏng dây dẫn và thiết bị do đó khi dòng điện ngắn mạch sự ccos một cách đột ngột, nhanh chóng nhờ bộ ngắt dòng điện. Tính chọn Aptomat Bảo vệ ngắn mạch chọn lọc đƣợc phân chia theo thời gian bổ xung độc lập với dòng điện thời gian tổng At của Aptomat phía dƣới phải ngắn hơn thời gian điều khiển cực tiểu Tm của Aptomat phía trên, thời gian phân chia giữa hai Aptomat vào khoảng 100ms
Hình 2.12. Tính toán chọn lọc nối tầng hai Aptomat. 1 Aptomat ở phía trên 2 Aptomat ở phía dƣới tm Thời gian điều chỉnh cực tiểu tA Thời gian tổng khả năng chọn lọc ở tA < tm1 Tính chọn lọc của Aptomat hạn chế dòng điện cầu chì phía trên 2 Với cách bố trí này tồn tại tính chọn lọc nếu I tAcủa máy cắt thấp hơn 2 giá trị tới hạn ngắn nhất I tS của cầu chì Tính chọn lọc Aptomat dòng điện không cầu chì phía dƣới Trƣờng hợp này các cầu chì có dòng dịnh mức lớn hơn dòng định mức của Aptomat thời gian cắt tổng (tS+t1) của cầu chì phải ngắn hơn thời gian điều khiển nhỏ nhất tm của Aptomat Tính chọn lọc Aptomat dòng điện “không” Aptomat hạn chế dòng điện phía dƣới Yêu cầu trong trƣờng hợp này là thời gian cắt tA đối với dòng điện ngoài Ia của bộ hạn chế dòng điện phải lớn hơn thời gian điều khiển tối thiểu của Aptomat phía dƣới
Hình 2.13. Tính chọn lọc nối tầng hai Aptomat cắt dòng điện không bộ hạn chế dòng. 1 Aptomat phía trên 2 Aptomat phía dƣới tm Thời gian điều khiển nhỏ nhất tA thời gian tổng Khả năng chọn lọc khi tA2 (IA) < tm1 2.4. ỨNG DỤNG CỦA APTOMAT HÃNG ABB Aptomat có rất nhiều ứng dụng trong đời sống sinh hoạt cũng nhƣ trong công nghiệp nhƣng đây là loại máy cắt thấp áp nên nó chỉ dùng ở lƣới nhỏ hơn 1000V CB dân dụng theo tiêu chuẩn IEC 898 và tiêu chuẩn khác tƣơng đƣơng thực hiện các chức năng cơ bản gồm: cách ly, bảo vệ chống quá dòng Hình 2.14. CB dân dụng bảo vệ quá dòng và tạo cách ly mạch.
Một số kiểu cũng có thể bảo vệ phát hiện dòng rò 30mA chống giật điện bằng cách thêm vào modul chống dòng rò, một số khác (theo IEC 1009) có sẵn thiết bị này ví dụ RCBO hay CBR theo IEC 947-2 Hình 2.15. CB dân dụng thực hiện chức năng bảo vệ chống điện giật nhờ môdun bổ xung. Ngoài chức năng kể trên, các CB này còn có thể thực hiện các chức năng khác nhƣ điều khiển từ xa và chỉ thị nhờ thiết kế dạng modul và cá khối bổ trợ Hình 2.16. CB loại Multi 9 của Merlin Gerin thực hiện nhiều chức năng. Các CB công nghiệp có dạng hộp đúc theo tiêu chuẩn IEC 974-2 cho phép thực hiện nhiều chức năng tƣơng tự khác nhờ khối bổ sung thích hợp
Hình 2.17. CB công nghiệp dạng module thực hiện nhiều chức năng. Các CB công nghiệp cắt dòng lớn theo tiêu chuẩn IEC 947-2 tích hợp các chức năng thuộc điện tử và thông tin Hình 2.18. CB Masterpact thực hiện nhiều chức năng tự động hoá trong modun cắt. Các thiết bị này cho phép hiệu chỉnh giá trị trong một dải rộng và với Mạch bảo vệ dòng rò Hệ thống báo tín hiệu từ xa Kiểm soát tải Dƣới đây là một số kiểu liên động của CB Hình 2.19 ở dƣới đây cho ta biết 1 CB cấp nguồn thƣờng xuyên còn CB kia khống chế nguồn thứ 2 chỉ cấp khi cần thiết
Trạng thái liên động CB1 CB2 0 0 Không có điện 1 0 Có điện 0 1 Có điện Hình 2.19. Liên động giữa 2 CB cấp điện cho một phụ tải. Trạng thái liên động CB1 CB2 CB3 0 0 0 Không có điện 1 1 0 Có điện 0 1 1 Có điện 1 0 1 Có điện Hình 2.20. Liên động giữa 3 CB cấp điện cho hai phụ tải. Trạng thái liên động CB1 CB2 CB3 0 0 0 Không có điện 1 0 0 Có điện 0 1 0 Có điện 0 0 1 Có điện Hình 2.21. Liên động giữa 3 CB cấp điện cho hai phụ tải.
Trạng thái liên động CB1 CB2 CB3 0 0 0 Không có điện 1 0 0 Có điện 0 1 0 Có điện 0 0 1 Có điện 0 1 1 Có điện 1 1 0 Có điện 1 0 1 Có điện Hình 2.22. Liên động giữa hai CB cấp điện cho 4 phụ tải. 2.5. NHỮNG VẤN ĐỀ VỀ MÁY CẮT 2.5.1. Chức năng Máy cắt điện dùng để đóng, cắt mạch khi có dòng phụ tải và cả khi có dòng ngắn mạch. Máy cắt là cơ cấu đóng mở cơ khí có khả năng đóng, dẫn liên tục và cắt dòng điện trong điều kiện bình thƣờng và cả trong thời gian giới hạn khi xảy ra điều kiện bất thƣờng trong mạch (ví dụ nhƣ ngắn mạch). Máy cắt đƣợc sử dụng cho lò nung chảy có hoạt động thƣờng xuyên thì yêu cầu lực tác động nhỏ hơn và dung lƣợng cắt thấp hơn. Do vậy chúng ít chịu mài mòn, mặc dù chế độ đóng mở cao và khoảng thời gian làm việc dài. Yêu cầu với chúng phải cắt nhanh, khi đóng, cắt không gây nổ hoặc cháy, kích thƣớc gọn nhẹ, giá thành hạ. Trong máy cắt vấn đề dập tắt hồ quang khi cắt ngắn mạch rất quan trọng. Do vậy thƣờng căn cứ phƣơng pháp dập hồ quang để phân loại máy cắt. Ngắt dòng điện ngắn mạch là chế độ làm việc nặng nhất của máy cắt. Song quá điện áp sinh ra khi ngắt dòng điện bé của máy biến áp không tải, ngắt dòng điện dung của đƣờng dây dài và nhiều trƣờng hợp khác cũng là
điều kiện làm việc nặng nề cho cả hệ thống ngắt. Yêu cầu nhƣ thiết bị cắt mạch có dòng điện không làm nguy hại cho hệ thống và đảm bảo an toàn chắc chắn. Chế tạo máy ngắt nếu chỉ có tác dụng để ngắt dòng điện phụ tải thì đơn giản hơn. Theo nguyên tắc hệ thống dẫn điện của máy cắt nối tiếp với mạch điện của các thiết bị điện. Khi đó các bộ phận kết cấu cơ bản của máy cắt cần phải chống sự tác động nhiệt, điện từ trong khi làm việc bình thƣờng cũng nhƣ khi ngắn mạch phải chống trƣờng tĩnh điện tác động vào cách điện lúc điện áp định mức. Trong quá trình làm việc của máy cắt còn có những hiện tƣợng sinh ra thêm nhiều phụ tải nhiệt, cơ và điện tác động vào từng bộ phận riêng của kết cấu máy cắt (sự cháy của hồ quang điện khi cắt, sự tăng áp suất của chất khí và chất lỏng trong không gian công tác, các bộ phận cơ chuyển động với gia tốc lớn và nhiều những hiện tƣợng khác). Trong trƣờng hợp các dự trữ kết cấu của máy cắt qui định không tƣơng ứng với điều kiện cho trƣớc thì mỗi yếu tố đã kể có thể là nguyên nhân sinh hƣ hỏng từng bộ phận hay toàn bộ các phần của máy cắt, dẫn tới phá hỏng sự làm việc bình thƣờng của một khu vực trong hệ thống điện, nghĩa là dẫn tới sự cố. Máy cắt phải tự động hạn chế sự cố trong hệ thống, nên các bộ phận kết cấu của nó phải tuyệt đối ổn định đối với tác động nhiệt và lực điện động, cũng nhƣ đối với tác động của điện áp ở mọi giá trị. a) Yêu cầu chung đối với máy cắt Các đặc tính máy cắt phải đáp ứng những quy định cho trƣớc b) Các yêu cầu đặc biệt khác Ngoài những yêu cầu chung, trong các trƣờng hợp riêng cũng có những yêu cầu đặc biệt đối với máy cắt, phụ thuộc vào điều kiện riêng mà máy ngắt làm việc, nhƣ: b.1) Có khả năng làm việc ở vùng ẩm ƣớt, nhiều bụi b.2) Có khả năng làm việc ở vùng rất cao hơn mặt biển.
b.3) Có khả năng làm việc ở các thiết bị di động b.4) Thích hợp với điều kiện làm việc ở nhiệt độ rất thấp. Do năng lƣợng ngày càng phát triển, và áp dụng các phƣơng pháp hoàn chỉnh trong vận hành hệ thống điện nên máy cắt là một trong những bộ phận quan trọng nhất của hệ thống yêu cầu nâng cao các chỉ tiêu kĩ thuật vận hành nhƣ: tăng dòng điện định mức, tăng công suất ngắt, nâng cao tác động nhanh, tăng độ chống ăn mòn của các bộ phận cơ và của cách điện; vận chuyển, lắp ráp, vận hành thuận tiện, an toàn về nổ và hỏa hoạn, Trong khi thiết kế máy cắt hiện đại cần đặc biệt lƣu ý đến vấn đề nâng cao các chỉ tiêu kinh tế kĩ thuật, trọng lƣợng ít nhất trong một đơn vị công suất ngắt. Kết cấu của máy cắt cần phải đơn giản, vững chắc, các chi tiết và các mối kết cấu trong tất cả các loại máy ngắt phải tƣơng thíc nhau và cần phải áp dụng các phƣơng pháp gia công tiên tiến. Trong chế tạo sử dụng rộng rãi các nguyên liệu có tính cơ, tính điện, tính nhiệt cao và kinh tế nhất (các nguyên liệu tiếp điểm đặc biệt, đồ gốm có độ bền cao ). 2.5.2. Phân loại a) Máy cắt nhiều dầu Dầu vừa là chất cách điện đồng thời sinh khí để dập tắt hồ quang b) Máy cắt ít dầu Lƣợng dầu ít chỉ đủ sinh khí dập tắt hồ quang còn cách điện là chắt rắn c) Máy cắt không khí Dùng khí nén để dập tắt hồ quang. d) Máy cắt tự sinh khí Dùng vật liệu cách điện có khả năng tự sinh khí dƣới tác dụng của nhiệt độ cao của hồ quang. Khí tự sinh ra có áp suất cao dập tắt hồ quang. e) Máy cắt điện từ Hồ quang đƣợc dập trong khe hẹp làm bằng vật liệu rắn chịu đƣợc hồ quang, lực điện từ đẩy hồ quang vào khe.
f) Máy cắt chân không Hồ quang đƣợc dập trong môi trƣờng chân không g) Máy cắt SF6 Dùng khí SF6 để dập dập hồ quang. 2.5.3. Các thông số chính của máy ngắt + Uđm là điện áp dây lớn nhất mà máy cắt có thể làm việc bình thƣờng tin cậy trong thời gian dài + Iđm là dòng chạy lâu dài qua máy cắt mà không làm quá nhiệt và không gây hƣ hỏng, (liên quan kích thƣớc các chi tiết trong máy ngắt). + Iđđm là dòng ổn định động định mức. + Inhđm là dòng ổn định nhiệt tƣơng ứng thời gian ổn định định mức tnh + Icđm là dòng cắt định mức chính là dòng ngắn mạch ba pha hiệu dụng toàn phần lớn nhất máy ngắt có thể cắt đƣợc mà không gây hƣ hại gì cho máy ngắt. Icđm xác định từ thực nghiệm. Công suất cắt định mức Scđm = 3 Uđm.Icgh + Icgh: dòng cắt lớn nhất cho phép khi U < Uđm. + ttđ: khoảng thời gian tính từ khi có tín hiệu ngắt đến thời điểm hồ quang bị dập tắt trên cả ba pha. - Tác động nhanh ttđ = (0,02 ÷ 0,06)s. - Tác động trung bình ttđ = (0,15 ÷ 0,1)s. - Tác động chậm ttđ = (0,15 ÷ 0,25)s. Ngoài ra yêu cầu máy ngắt có khả năng đóng mạch ngay cả khi đang có dòng ngắn mạch mà các tiếp điểm chính, tiếp điểm hồ quang không bị hƣ hỏng
2.6. MÁY CẮT THẤP ÁP HÃNG ABB + Cấu tạo mặt ngoài của máy cắt loại cố định và di động Hình 2.23. Hình ảnh máy cắt hãng ABB. 1 Tên nhà sản xuất và kích cỡ của CB 2 Sace PR121, PR122, PR123 hay là trip unit 3 Nút ấn cho việc mở bằng tay 4 Nút ấn cho việc đóng bằng tay 5 Cần gạt cho việc nạp lò xo bằng tay 6 Nơi phân loại điện 7 Thiết bị điều khiển bằng tay để mở „O‟, hay đóng „I‟ CB 8 Tín hiệu nạp lò xo hay không nạp 9 Tín hiệu điều khiển của việc nhả quá dòng 10 Vị trí khoá để mở 11 Chìa khóa và khóa móc trong và ngoài giành cho loại di động 12 Thiết bị giá dỡ trong và ngoài 13 Hộp nối 14 Công tắc trƣợt 15 Vị trí đồng hồ CB Đây là loại máy ACB hay còn gọi là máy cắt khí. Nó là máy cắt có tính chất cắt hồ quang rất tốt nên có thể đóng điện khi các tải cấp phía sau vẫn đƣợc đóng điện. ACB có đến 3, 4 chủng loại khác nhau tùy hãng nhƣng về
mẫu quy chuẩn loại 1dòng chỉnh đến 1600A loại 2 dòng chỉnh đến 3200, loại 3 dòng chỉnh định đến 6400A. Thực tế loại 3 tiếp điểm sẽ là hai tiếp điểm loại 2 mắc song song với nhau. Ngoài ba loại cơ bản này, một số hãng chế tạo ACB có cấp dòng nhỏ hơn 1000A, tạm gọi loại này là loại 0. Với các ACB thuộc chủng loại này thì tiếp điểm chỉ là một loại dòng theo quy định. Đơn vị Trip Unit điện của ACB là loại điện tử nên thƣờng có tấm chỉnh từ 0.4-1In. Mở và đóng mạch giai đoạn 3, bằng tay hoặc tự động Các tính năng chính của ACB là nó làm giảm hoặc phóng điện hồ quang trong quá tải Máy cắt không khí ACB Emax loại cố định, di động bảo vệ quá tải, ngắn mạch, chỉnh dòng dò quá tải: Với chip điện tử từ 0.4 In, đƣợc nhiệt đới hóa, dễ dàng lắp đặt, dòng chỉnh định lên tới 6300A Với mục đích nhằm tăng cƣờng chức năng bảo vê chống dòng hồ quang cũng nhƣ thuận tiện trong việc thu thập, giám sát dữ liệu từ các thiết bị đóng cắt đang hoạt động, ABB vừa bổ sung thêm chức năng giao tiếp không dây vào các thiết bị đóng cắt EMAX. (EMAX là dòng các thiết bị đóng cắt công suất, điện áp thấp của ABB). Các Module không dây mới này có thể cung cấp các thông tin cần thiết mà không cần phải lắp đặt một dây điện để kiểm tra hay tác động trực tiếp vào các thiết bị đóng cắt. Thậm chí ngay cả khi vỏ của các thiết bị đóng cắt đƣợc gắn chặt, nhân viên kỹ thuật cũng vẫn có thể điều khiển, thu thập thông tin mà mình cần và thực hiện những điều chỉnh cần thiết. Thiết bị mới này của ABB hoàn toàn tƣơng thích với các thiết bị hỗ trợ tính năng Bluetooth khác nhƣ thiết bị số cá nhân (PDA) hoặc các máy tính cá nhân có chức năng Bluetooth Để thực hiện giao tiếp, các thiết bị này phải download phần mềm SD-Pocket đƣợc cung cấp miễn phí trên website của hãng ABB. Nếu mua mua một Module Bluetooth bên ngoài (ví dụ BT030),
phần mềm sẽ đƣợc cung cấp trong một thẻ nhớ.Với thiết bị có hỗ trợ giao tiếp Bluetooth mới này, ta có thể thực hiện các chức năng sau: l, Giám sát các quá trình đo lƣờng bao gồm pha theo thời gian thực của dòng điện tƣơng ứng với pha của điện áp và công suất. 2, Khôi phục lại đƣợc dữ liệu trong các bộ Data Logger của các thiết bị đóng cắt (ví dụ PR122 và PR123). Bộ Data Logger của các thiết bị đóng cắt này có 8 kênh với tần số lấy mẫu là 4800Hz. Nhờ đó các sự kiện (hoặc sự cố) xảy ra đối với các thiết bị đóng cắt có thể đƣợc ghi lại, lấy lại và phân tích dễ dàng. 3, Kiểm tra tình trạng của các thiết bị đóng cắt bao gồm cả số lƣợng các thiết bị vận hành, số thiết bị cắt đƣợc lắp đặt 4, Cấu hình các thiết bị đóng cắt trên một PDA hoặc một PC, sau đó có thể tải các cấu hình đó xuống cho các thiết bị đóng cắt với một password cho trƣớc tƣơng ứng. Với tính năng không dây mà ABB cung cấp này, việc giao tiếp giữa các hệ thống công suất đã trở nên dễ dàng hơn bao giờ hết. + Cấu tạo mặt ngoài của PR121 Hình 2.24. Các ký hiệu mặt ngoài của PR121.
1 LED báo tín hiệu chức năng bảo vệ L 2 LED báo tín hiệu chức năng bảo vệ S 3 LED báo tín hiệu chức năng bảo vệ I 4 LED báo tín hiệu chức năng bảo vệ G 5 Thiết bị chuyển mạch DIP thiết lập ngƣỡng I1 6 Chuyển mạch DIP cho I1 thiết lập ngƣỡng chính hiện nay I1 7 Thiết bị chuyển mạch DIP để thiết lập ngƣỡng hiện tại I2 8 Chuyển mạch DIP để thiết lập ngƣỡng hiện tại I3 9 Thiết bị chuyển mạch DIP để thiết lập ngƣỡng hiện tại I4 10 Thiết bị chuyển mạch DIP cho t1 thiết lập thời gian truyền đi t1 11 Thiết bị chuyển mạch DIP để thiết lập t2 thời gian truyền đi t2 12 Thiết bị chuyển mạch DIP để thiết lập thời gian truyền đi t4 13 Chỉ thị DIP chuyển đổi vị trí cho mạng lƣới tần số 14 Chỉ thị của DIP chuyển đổi vị trí để bảo vệ trung tính thiết lập 15 Đánh giá cắm 16 Dấu hiệu các vị trí chuyển đổi nhúng cho các dòng khác nhau I1 17 Chỉ dẫn của các vị trí chuyển đổi DIP cho các ngƣỡng giá trị hiện thời I2 18 Chỉ dẫn của các vị trí chuyển đổi DIP cho các ngƣỡng giá trị hiện thời I3 19 Chỉ dẫn các vị trí chuyển đổi DIP cho các giá trị ngƣỡng hiện tại khác nhau I4 20 Chỉ dẫn DIP vị trí chuyển đổi cho khác nhau thiết lập thời gian t1 21 Chỉ dẫn DIP vị trí chuyển đổi cho các thiết lập thời gian khác nhau t2 22 Chỉ dẫn của DIP chuyển đổi vị trí cho các thiết lập thời gian khác nhau t4 23 DIP chuyển đổi thiết lập tần số và thiết lập mạng bảo vệ trung lập
24 Chỉ thị nguyên nhân nhả và kiểm tra nhả nút 25 Kiểm tra kết nối để kết nối thử nghiệm phát hành thông qua một thiết bị bên ngoài (PR130 / B pin đơn vị, BT030 đơn vị truyền thông không dây và SACE đơn vị PR010 / T) 26 Số phát hành bảo vệ + Cấu tạo mặt ngoài của PR122 Hình 2.25. Các ký hiệu mặt ngoài của PR122. 1 Đèn chỉ thị lỗi 2 Đèn led 3 Màn hình chỉ thị 4 Nút ấn tăng 5 Nút ấn giảm 6 Kiểm tra nút ấn 7 Nút ấn Enter cho việc xác nhận dữ liệu 8 Nút để thoát khỏi menu con hoặc hủy bỏ các hoạt động (ESC ) 9 Đánh giá cắm 10 Số phát hành bảo vệ
+ Cấu tạo mặt ngoài của PR 123 1 LED cảnh báo chỉ số 2 Báo LED 3 Màn hình chỉ thị 4 Nút ấn tăng 5 Nút ấn giảm 6 Kiểm tra kết nối để kết nối thử nghiệm phát hành bằng phƣơng tiện của một thiết bị bên ngoài (PR130 / B pin đơn vị, BT030 đơn vị truyền thông không dây và SACE đơn vị PR010 / T) Hình 2.26. Các ký hiệu mặt ngoài của PR123. 7 Nút ấn Enter cho việc xác nhận dữ liệu 8 Nút để thoát khỏi menu con hoặc hủy bỏ các hoạt động (ESC ) 9 Đánh giá cắm 10 Số serial để kết nối trip unit 11 Đèn báo nguồn 12 Nút xoay tăng giảm điện áp
Một số đặc tính của bảo vệ của PR121/P, PR122/P và PR123/P Hình 2.27. Đặc tính bảo vệ L –I. Hình 2.28. Đặc tính bảo vệ L – I - S. Hình 2.29. Đặc tính bảo vệ chạm đất.
Hình 2.30. Đặc tính bảo vệ quá điện áp. Hình 2.31. Đặc tính bảo vệ mất điện áp. Hình 2.32. Đặc tính bảo vệ mất pha.
CHƢƠNG 3 MÁY CẮT ỨNG DỤNG TRONG CÁC BẢNG ĐIỆN PHÂN PHỐI CỦA CÁC TRẠM PHÁT DỰ PHÕNG CÓ CÁC MÁY PHÁT LÀM VIỆC SONG SONG 3.1. ĐẶT VẤN ĐỀ Bảng điện phân phối là nơi tập trung năng lƣợng nhận từ các máy phát thông qua các cầu dao chính ACB (Air Circuit Breaker) để phân bố đến các phụ tải. Tải đƣợc bố trí trên toàn bộ các trạm phát nhƣng chúng hoặc trực tiếp, hoặc gián tiếp đều đƣợc cung cấp từ thanh cái bảng điện chính thông qua các cầu dao phụ tải CB (Circuit Breaker). Trên bảng điện phân phối về cơ bản có một số thiết bị và hệ thống điện đƣợc thiết kế tích hợp để nhằm mục đích tạo nên một nơi dự trữ năng lƣợng đáp ứng đầy đủ công suất cho phụ tải toàn cầu với độ tin cậy cao, hoạt động an toàn và giao diện thân thiện với ngƣời sử dụng. Với chức năng nhƣ vậy, bảng điện phân phối phải bao gồm một số thiết bị: Đo lƣờng, kiểm tra, khí cụ phân phối và bảo vệ, thiết bị điều chỉnh, điều khiển, các nút ấn, công tắc, màn hình cảm ứng Bảng điện phân phối hiện nay cũng đã có bƣớc nhảy lớn về công nghệ, đƣợc thừa hƣởng các tinh hoa kỹ thuật cao với khả năng điều khiển, điều chỉnh, thu thập và sử lý, trao đổi thông tin lớn. Bảng điện phân phối là một phần không thể thiếu đƣợc trong các trạm phát dự phòng toàn phần. 3.2. BẢNG ĐIỆN PHÂN PHỐI 3.2.1. Cấu trúc chung của bảng điện phân phối 3.2.1.1. Cấu trúc chung của bảng điện chính Bảng điện chính nhìn về cấu trúc đƣợc tập hợp bởi một số panel riêng rẽ (hình 3.1). Mỗi một panel có tính năng và yêu cầu sử dụng riêng, cũng chính vì lý do này mà về cấu tạo cũng nhƣ hình thức chúng có đặc điểm cách biệt. Tuy nhiên, trong thiết kế tổng thể, ngƣời ta bao giờ cũng thực hiện tạo
dáng với trình độ mỹ thuật công nghiệp nhất định để có đƣợc một sản phẩm công nghiệp vừa hiện đại, vừa hoàn mĩ về hình thức. Với một bảng điện chính thông thƣờng bao giờ cũng đƣợc tích hợp bởi các panel cơ bản sau. 3.2.1.2. Các panel dùng cho các máy phát- Generator Panel Số lƣợng panel đƣợc quyết định bởi số lƣợng các máy phát có trong trạm, nếu trạm có hai máy phát thì cũng sẽ có hai panel, nếu trạm có ba máy thì cũng phải có ba panel các panel này đƣợc tích hợp bởi: . MSB với các panel vẽ bằng sơ đồ một dây một đồ sơ bằng vẽ panel các với MSB 3.1. Hình
Thiết bị đo lƣờng: bao gồm các đông hồ đo điện áp Voltmeter, đo dòng điện Ammeter, đo tần số FM Frequency meter, đo công suất phản kháng KVA ( nếu có), đo hệ số công suất Power Factor(cosø) (nếu có) Thiết bị đóng cắt: cầu dao chính Air Circuit Breaker (ACB) Các thiết bị bảo vệ: Rowle công suất ngƣợc, Reverse Power Relay (RPR), Rơle quá tải Ovr Current Relay (OCR) Các công tắc chuyển mạch và điều khiển: Công tắc dùng cho đo điện áp các pha của máy phát và của lƣới điện (Bus); Công tắc chuyển mạch đo dòng điện các pha của máy phát IR, IS, IT; các nút ấn dùng để khởi động hoặc dừng từ xa các động cơ diesel lai máy phát; Chiết áp điều chỉnh điện áp không tải cho máy phát (nếu có); Các đèn báo hiệu: máy phát hoạt động ( running), ACB đang mở, ACB đóng. 3.2.1.3. Panel hoà đồng bộ - Synchronizing Panel Mỗi bảng điện chính thƣờng chỉ có một panel hòa đồng bộ, panel này có chức năng thực hiện việc hòa đồng bộ các máy phát với nhau. Hòa đồng bộ các máy phát có thể thực hiện bằng tay hay tự động thì vẫn cần phải có các thiết bị phục vụ cho công việc này. Hiện nay, trong một số trạm phát để giảm kích thƣớc cho bảng điện chính ngƣời ta có thể thiết kế panel hòa đồng bộ ghép chung vào các panel các máy phát, tuy nhiên nhƣ vậy việc thao tấc và theo dõi sẽ gặp khó khăn hơn rất nhiều đặc biệt là với những ngƣời vận hành không quen, mới vào nghề hoặc là ít trình độ kỹ thuật. Panel hòa đồng bộ đƣợc tích hợp một số thiết bị sau: Thiết bị đo lƣờng: bao gồm các đồng bộ đo công suất tác dụng của các máy Wattmeter (trạm có bao nhiêu máy thì bấy nhiêu đồng hồ đo công suất trên panel này) Các công tắc chuyển mạch và điều khiển: công tắc dùng cho việc hòa đồng bộ SYS – Synchroscope Switch; công tắc lựa chọn của từng máy phát
CS – Control Switch; các công tắc điều chỉnh động cơ trợ động điều tốc diesel lai máy phát GS- Governor Motor Control Switch Các thiết bị chỉ báo: Đồng hồ hòa đồng bộ SY- Synchrocope dùng để hiển thị quá trình đồng bộ giữa các máy hoặc giữa một máy phát với lƣới khi thực hiện hòa đồng bộ bằng tay hoặc tự động. Việc đƣa đồng hồ hòa đồng bộ vào hoạt động đƣợc lựa chọn bằng tay, đây là loại thiết bị làm việc ngắn hạn nên sau khi thực hiện hòa xong cần phải cho thiết bị nghỉ. Hiện nay có nhiều loại đồng bộ kế nhƣng phổ biến nhất vẫn là hai loại: chỉ thị bằng kim và chỉ thị LED ( Light Emitor Diod), hai loại này có cấu tạo hoàn toàn khác nhau; Bộ đèn hòa đồng bộ SYL- Synchronizing Lamp gồm ba đèn hoạt động theo nguyên tắc đèn tắt hoặc dèn quay. Thƣờng bộ đèn cùng với đồng bộ kế tạo nên độ tin cậy cao cho thiết bị hòa, chúng đi kèm nhau và bổ xung cho nhau; các đèn báo hiệu chính quản lí: Cách điện thấp, mất nguồn điều khiển sẵn sàng khởi động, điều khiển từ xa 3.2.1.4. Panel tích hợp các khởi động từ cho các phụ tải quan trọng- Group Starter Panel Đây là các module chứa các hộp khởi động cho các phụ tải quan trọng lấy điện trực tiếp từ bảng điện chính. Tùy từng tàu với các phụ tải nhiều hay ít mà số lƣợng các khởi động từ đạt trên các panel này sẽ đƣợc phân chia theo nhóm. Ví dụ dƣới tàu thủy thì trên bảng điện chính sẽ có hai panel dành cho các phụ tải này, trong đó mỗi panel đƣợc gọi là một nhóm. Nhóm khởi dộng số 1 ( No 1 group starter) bao gồm: - Bơm nƣớc biển làm mát máy chính số 1 ( No 1 Cool S W Pump) - Máy nén gió khởi động số 1 (No 1 Main Air Comp) - Bơm nƣớc ngọt làm mát máy chính số 1 (No 1 Cool F. W. Pump) - Bơm cấp dầu FO cho máy chính số 1 (M/E FO Supply Pump)
3.2.1.5. Panel cấp nguồn cho phụ tải động lực - 440 V Feeder Panel Đây là nơi cung cấp năng lƣợng cho phụ tải hoặc các nhóm phụ tải động lực thông qua các cầu dao phụ tải CB. Tùy vào tính chất và tầm quan trọng cũng nhƣ công suất phụ tải mà chúng sẽ đƣợc cung cấp trực tiếp hoặc thông qua các bảng điện phụ trung gian. Trên panel này chủ yếu bố trí các CB, ngoài ra có thêm một số thiết bị đo lƣờng nhƣ đồng bộ đo điện trở cách điện MΩ, các đèn chỉ thị cách điện chủ yếu kiểm tra trong lƣới động lực. 3.2.1.6. Panel cấp nguồn cho phụ tải sinh hoạt 220 V (hoặc 100V) Feeder panel Nhóm phụ tải sinh hoạt đƣợc cấp nguồn tại panel điện áp thấp riêng rẽ lấy từ hệ thanh cái phụ trên bảng điện chính. Nguồn cấp cho hệ thanh cái này đƣợc lấy từ biến áp chiếu sáng 400/220 V hoặc 440/100 V , với tàu thủy thì điện áp chiếu sáng cũng đƣợc cung cấp bằng điện áp dây ( khác với lƣới điện dân dụng dùng điện áp ba pha) điều này đòi hỏi các thiết bị làm việc trong lƣới chiếu sáng, sinh hoạt trên tàu thủy cũng có đặc thù riêng, đặc biệt là vấn đề an toàn cho thiết bị, ngƣời vận hành và sử dụng hệ thống. 220 V Feeder Panel hoặc 100 V Feeder Panel chủ yếu là các CB phụ tải. Ở đây các CB sử dụng chủ yếu là loại một pha ( hai cực). Cũng nhƣ 440 V hoặc 400 V Feeder Panel các CB thƣờng đƣợc lựa chọn với phần bảo vệ ngắn mạch thực hiện bằng tác động do từ trƣờng dòng ngắn mạch tạo nên (dân dụng thƣờng lựa chọn tác động bảo vệ của các CB trên nguyên lý phát nhiệt) vì vậy khả năng phản ứng với dòng ngắn mạch nhanh và chính xác hơn. Tất nhiên lựa chọn nào thì phí tổn ấy với loại CB này giá thành lớn hơn rất nhiều. Trên panel này cũng trang bị các đèn báo cách điện cho lƣới sinh hoạt, đồng hồ đo điện trở cách điện, các đồng hồ Voltmeter và Ammeter đo điện áp và dòng điện cho lƣới sinh hoạt.
3.2.2. Các thiết bị đƣợc tích hợp trên bảng điện chính Bảng điện chính nhìn từ kết cấu đƣợc mô tả nhƣ vậy. Tuy nhiên, cấu tạo chi tiết các phần tử thì bảng điện chính có thể đƣợc nhìn nhận là hệ thống tĩnh đƣợc tích hợp các thiết bị về lý thuyết là tĩnh song thực chất các quá trình vật lý trong nó thì không hề tĩnh tại, ngƣợc lại nó rất động. 3.2.2.1. Thanh cái Từ sơ khai, bảng điện chính là nơi tập trung năng lƣợng điện nên thanh cái là một trong những thiết bị có mặt đầu tiên. Kết cấu, hình dáng, chất liệu làm nên thanh cái cũng đã trải qua rất nhiều thay đổi và đến nay những tiêu chí về thanh cái cũng không phải là thống nhất toàn bộ giữa các nhà chế tạo. Tuy vậy, có một số tính năng kỹ thuật thì bất cứ nhà sản xuất nào cũng đều hƣớng tới đó là: Khả năng dẫn điện tốt, có đủ độ bền cơ học, dễ gia công chế tạo, tuổi thọ cao, giá thành hạ. Chính từ những yêu cầu này mà thanh cái luôn đƣợc chế tạo bằng đồng nguyên chất. Tuy nhiên, hàm lƣợng tạp chất có trong đồng nguyên chất thì mỗi nhà chế tạo một khác và đó cũng là chỉ tiêu cạnh tranh trên thị trƣờng mà con ngƣời sử dụng cần lƣu ý và dù thế nào thì hàm lƣợng đồng nguyên chất tối thiểu cũng phải đạt đƣợc không dƣới 97%. Khi trạm phát còn dùng các máy điện một chiều cung cấp dòng một chiều cho các phụ tải thì thanh cái có hai, nhƣng khi trạm phát là các máy phát điện đồng bộ thì thanh cái phổ biến bao gồm ba thanh, có một vài trạm đặc thù thì thanh cái gồm bốn thanh. Nhƣ vậy, về số lƣợng thì trạm dùng dòng xoay chiều đã tăng thanh cái thậm chí gấp đôi. Hình dáng và kích thƣớc của thanh cái cũng rất đa dạng. Kích thƣớc thanh cái hoàn toàn phụ thuộc vào công suất của trạm, còn hình dáng dáng thì có nhiều lựa chọn ở mỗi nhà thiết kế. Hiện nay, hình dáng thanh cái vẫn phổ biến dùng mặt cắt chữ nhật, tỷ lệ giữa chiều dài và chiều rộng của mặt cắt cũng đƣợc tùy chọn. Chính điều này làm nên tính đa dạng, tuy nhiên tối ƣu nhất ngƣời ta vẫn chọn một chiều gấp từ 5-10 lần chiều kia có nghĩa rằng tiết diện thanh cái thƣờng là chữ nhật với chiều
dài lớn gấp 5-10 lần chiều rộng. Có nhiều trạm phát thanh cái đƣợc thiết kế kép, một pha có thể dùng hai thanh cái chạy song song và sát nhau, tất nhiên là tổng tiết diện của thanh cái kép cũng chỉ bằng tiết diện trong trƣờng hợp thanh đơn ( cùng dung lƣợng). Hình 3.2 trình bày tiết diện của thanh cái bảng điện chính lắp đặt trên tàu Vĩnh Thuận, Vĩnh An, Vĩnh Hƣng với dòng tính toán 1060A. Hình 3.2. Kích thước thanh cái chính trên bảng điện với dòng1060A. Thanh cái trong bảng điện chính cũng đƣợc phân ra thanh cái chính và thanh cái phụ. Kích thƣớc các đoạn thanh cái phụ thƣờng nhỏ hơn thanh cái chính. Thanh cái phụ thƣờng là các đoạn phân nhánh trong hệ thống thanh cái hoặc thanh cái cho panel phục vụ sinh hoạt. Thanh cái đƣợc lắp trong bảng điện nhờ các gối đỡ, việc tính toán khoảng cách các gối đỡ trên cơ sở tính toán ngắn mạch để tìm ra lực điện động và tần số dao động cơ học. Ngƣời ta có thể tiến hành triệt tiêu dao động cơ học bằng việc thay đổi khoảng cách các gối đỡ cho thanh cái. Gối đỡ thanh cái thƣờng làm bằng vật liệu cách điện đúc định hình với khả năng cách điện tuyệt đối và độ bền cơ học cao. Gối đỡ thanh cái cũng đa dạng về hình dáng và kích thƣớc, hình dáng kích thƣớc của gối đỡ còn phụ thuộc vào ngƣời thiết kế lựu chọn đặt thanh cái “đứng” hay “nằm”.
Thanh cái trên bảng điện chính có thể đƣợc phân đoạn hoặc không phân đoạn tùy vào yêu cầu thực tế của trạm phát. Thông thƣờng nhất ngƣời ta vẫn thiết kế thanh cái đƣợc phân đoạn khi trạm có từ hai máy phát trở nên, làm nhƣ vậy để trong quá trình khai thác khi cần sửa chữa các thiết bị thuộc phân đoạn nào thì cắt phân đoạn đó ra, không làm ảnh hƣởng đến việc cấp nguồn cho các phụ tải quan trọng theo yêu cầu cấp điện của các hộ tiêu thụ ƣu tiên, loại một. Cầu dao phân đoạn là loại cầu dao không thực hiện đóng mở khi có dòng, vì vậy để tiếp kiệm về kinh tế ngƣời ta có thể lựa chọn loại cầu dao phân đoạn giống với các cầu dao cách ly, không phải có các tiếp điểm hồ quang, tiếp điểm phụ và thiết bị dập hồ quang. Hình 3.3. Cầu dao phân đoạn trên thanh cái. Màu sắc của thanh cái cũng đƣợc thực hiện theo những cách khác nhau, ngƣời ta có thể dùng sơn màu để phân biệt các thanh cái. Với thanh cái trạm một chiều thƣờng ngƣời ta dùng hai màu tiêu biểu: màu đỏ cho thanh cái cực tính dƣơng, màu đen cho thanh cái cực tính âm. Với trạm xoay chiều dùng ba thanh cái thì các pha thanh cái đƣợc sơn các màu đỏ cho pha R ( Việt Nam thƣờng gọi là pha A), xanh cho pha S (B), vàng cho pha T (C). Với bảng điện dùng bốn thanh cái thì thanh cái trung tính (Neutral) có thể đƣợc sơn thêm màu xám. Sơn dùng cho thanh cái là loại có khả năng dẫn nhiệt tốt để
giúp cho vấn đề truyền nhiệt ra môi trƣờng xung quanh thuận lợi. Nếu dùng loại sơn thông thƣờng thì ngƣời ta chỉ sơn từng đoạn một cách nhau mà không sơn toàn bộ. Một số bảng điện ngƣời ta dùng băng dính cách điện màu để quấn lên phân biệt các pha nhƣng với cách này thì băng dính chỉ quấn cách quãng để tạo điều kiện tỏa nhiệt trong quá trình làm việc. Hình 3.4. ACB loại do hãng abb chế tạo. Việc ghép nối các thanh cái cũng đƣợc thực hiện hết sức cẩn thận. Tiếp xúc là tiếp mặt, dạng tiếp xúc cố định nên bề mặt tiếp xúc bao giờ cũng đƣợc gia công chính xác. Đai ốc để ghép nối dùng bằng đồng với loại đồng hợp kim có độ bền cơ học cao, có khả năng chịu kéo và nén. Các long đen của đai ốc đóng vai trò hết sức quan trọng, nó thƣờng đƣợc làm bằng đồng đỏ để tạo khả năng tiếp xúc cho bề mặt tiếp giáp. Ngƣời Nhật với tiềm lực kinh tế cao, ngƣời ta vẫn sử dụng các đai ốc bằng sắt để ghép nối các thanh cái nhƣng long đen thì hoàn toàn dùng bằng đồng. 3.2.2.2.Thiết bị đóng cắt Thiết bị đóng cắt trên bảng điện chính tàu thủy phần lớn là loại thiết bị điện áp thấp, phổ biến điện áp sử dụng không vƣợt quá 1000V, xuất phát từ vấn đề an toàn nên chỉ ở những tàu đặc biệt hoặc tàu quân sự ngƣời ta mới sử dụng điện áp trung áp. Về chủng loại, thiết bị đóng cắt dùng trên tàu thủy cũng sử dụng hết sức hạn chế: Cầu dao chính ACB, các cầu dao phụ tải CB, cầu dao cách ly, cầu dao phân đoạn và một số thiết bị đóng cắt công suất rất nhỏ.
a. Cầu dao chính (Air Circuit Breaker-ACB) Hình 3.5. Cấu tạo bên trong của ACB loại AME4B. Cầu dao chính khác với các cầu dao phụ tải do yêu cầu về có tính năng kỹ thuật, độ tin cậy, tính an toàn và khả năng làm việc vì vậy tầm quan trọng của ACB là rất cao. Chính vì lý do này mà trong thiết kế tính toán cũng nhƣ khi lựa chọn thiết bị bao giờ ngƣời ta cũng rất chú ý đến thiết bị trọng yếu này. Hình 3.4 giới thiệu một ACB của hãng Terasaki loại AME4B và hình 3.5 giới thiệu cấu tạo bên trong của loại ACB này. AME4B là thiết bị có thể đóng cắt bằng tay và bằng động cơ, dòng điện định mức Iđm =400A, khả năng cắt tới 16 KA. Trƣớc hết về dung lƣợng ACB bao giờ cũng đƣợc lựa chọn dòng định mức của thiết bị luôn lớn hơn dòng định mức tính toán với hệ số k=1.1-1.75 trong đó dải dòng điện có khả năng lựa chọn bảo vệ phải rộng, tuyến tính. Dung lƣợng dòng cắt của ACB càng lớn hơn dòng định mức càng tốt. Thông thƣờng dung lƣợng dòng cắt có thể gấp 10 đến 50 lần dòng định mức. Ví dụ dòng định mức của một máy phát tính toán là 385 A, lựa chọn ACB loại AME6B có dòng định mức là 630A khả năng cắt của cầu dao này có thể đạt 6160 A. Với giá trị dòng cắt này, sau tác động bảo vệ ACB vẫn hoạt động trở lại bình thƣờng không bị bất cứ một lỗi kỹ thuật nào.
Mội đặc tính kỹ thuật của ACB đó là đặc tính ampe-giây (A-s) có sai số nhỏ hơn các CB thông thƣờng, điều này nói đến tính chính xác của ACB trong hoạt động tác động bảo vệ hay nói cách khác là công nghệ chế tạo đòi hỏi cao hơn, giá thành đắt hơn. Hình 3.6. Đặc tính A-S của ACB với các mức dòng tác động I1, I2, I3. Một đặc tính kỹ thuật nữa cũng phải kể đến đó là khả năng tích hợp các tính năng trong một ACB cao hơn rất nhiều. Một ACB phải bảo vệ đƣợc ngắn mạch với các nấc tác động: Long Time Delay, Short Time Delay, Instant Trip; bảo vệ quá tải với các khả năng cắt ƣu tiên nhiều nấc, với việc cắt quá tải nhiều thiết kế trong trạm phát cũng phân vùng tác động cho bản thân ACB, cho rơ le quá tải Over Current Relay (OCR), cắt máy phát; Bảo vệ thấp áp với thiết bị UVC- Under Voltage Coil; Bảo vệ cao áp Over Voltage Coil- OVC; Bảo vệ công suất ngƣợc với Reverse Power Relay (RPR) Hiện nay công nghệ thông tin phát truyển, ACB thƣờng đƣợc thiết kế một máy tính nhỏ tích hợp trong nó để thực hiện thêm một số chức năng ngoài một số chức năng kinh điển: Tham gia điều khiển đóng, cắt cho chính ACB. Đo lƣờng các đại lƣợng và hiển thị đo lƣờng các đại lƣợng và hiển thị đo lƣờng. Cài đặt một số đại lƣợng và thông số cho giám sát và điều khiển giám sát. Ghép nối với các hệ thống liên quan thông qua mạng truyền thông công
nghiệp và gửi cũng nhƣ nhận các lệnh điều khiển từ xa qua các đƣờng truyền nội bộ. Đặc tính A-S của ACB đƣợc trình bày trên hình 3.6, đây là đƣờng xây dựng theo lý thuyết với Long Time- Delay Trip Pick-Up Current I1, Short Time – Delay Trip Pick- Up Current I2 và Instantaneous Trip Pick- Up Current I3. Hình 3.7. Đặc tính A-S của ACB với các mức dòng tác động I1, I2, I3 Các đƣờng cong này trong các ACB thực tế bao giờ cũng có một giải dung sai dao động trong khoảng từ 5 † 25%, đây là các sai số cho phép và với dòng I1 thì việc đặt dòng với dung sai cho phép ( Pick- Up Current Setting Tolerance %) là ± 7,5 %, với I2 thì dòng đặt với dung sai ± 15 % và với I3 thì dung sai là ± 20 %. Với từng ACB có thể chọn cách tính giá trị dòng I1 ( Pick- Up Current Setting- LTD) theo một trong những cách sau đây: I1 = Iđm (0.8-1.0-1.15-1.125) (3.1) Giá trị dòng I2 (STD) đƣợc tính nhƣ sau: I2 = Iđm (2.0-2.5-3.0-3.5-4.0) (3.2)
Giá trị dòng I3 (INST) đƣợc tính nhƣ sau: I3 = Iđm (4,7,12,15) (3.3) b. Circuit Breaker - CB Các CB đƣợc cung cấp nguồn cho phụ tải trên bảng điện chính thƣờng sử dụng các loại thông thƣờng ngoài các đặc tính kỹ thuật và yêu cầu về quy phạm thì CB dùng trên bảng điện phân phối luôn có xu hƣớng gọn nhẹ về khối lƣợng, kích thƣớc, dễ sửa chữa, khai thác, sử dụng, có kiểu dáng, mẫu mã đẹp, hiện đại và an toàn cho thiết bị hệ thống, cho ngƣời vận hành khai thác. Hình 3.8. Sơ đồ thực hiện ghép tầng cascade các CB trong hệ thống. Về nguyên tắc thiết kế thì lƣới điện công nghiệp nói chung và bảng điện chính nói riêng luôn thực hiện phƣơng pháp ghép tầng cascade các CB nhƣ hinh 1.10 để tạo nên khả năng bảo vệ tối ƣu cả về kỹ thuật lẫn đảm bảo đƣợc tính kinh tế. Ghép tầng cascade thực hiện theo các bƣớc sau:
c.Thiết bị bảo vệ và báo động Các bảo vệ cần đƣợc đặt ra cho bảng điện chính là: Ngắn mạch, quá tải, matts pha, điện áp thấp, điện áp cao, công suất ngƣợc cho máy phát còn các thông số và đại lƣợng cần giám sát thì khá nhiều nhƣ: ACB reverse power, ACB abnormal trip, Start Khi nói đến bảo vệ ngắn mạch trong phạm vi bảng điện chính thì có các đối tƣợng cần quan tâm đó là máy phát và trung trung năng lƣợng: hệ thống thanh cái. Bảo vệ cho các máy phát thì các ACB đảm nhiệm. Điều này nhƣ đã trình bày trong phần ghép tầng các aptomat, điểm ngắn mạch có thể xảy ra ngay trên thanh cái thì việc bảo vệ an toàn cho cac máy phát vẫn đƣợc thực hiện. Nếu nhƣ điểm ngắn mạch không phải trên thanh cái mà nằm trên lƣới điện phân phối đến các phụ tải thì việc ngăn dòng điện ngắn mạch dòn lên thanh cái là nhờ cac CB phụ tải Việc bảo vệ quá tải cũng tƣơng tự, với máy phát sử dụng rowle quá tải (Relay quá tải dùng bảo vệ máy phát thƣờng đƣợc lựa chọn có độ nhạy cao, hoạt động tin cậy và chính xác). Chính vì yêu cầu này mà thực tế ngƣời ta thƣờng sử dụng loại relay bảo vệ quá tải loại cảm ứng hoặc điện tử. Với các phụ tải đặc biệt là các động cơ không đồng bộ ba pha thì mức độ quan trọng thấp hơn nên ngƣời ta có thể sử dụng các relay nhiệt để bải vệ cho các đối tƣợng này để giảm thiểu vì chi phí kinh tế trong đầu tƣ và khai thác. Việc bảo vệ mất pha thƣờng trong thiết kế sử dụng nhiều phƣơng pháp, trên MSB cũng sử dụng rất đa rạng các phƣơng pháp này. Trƣớc hết, việc bapr vệ mất pha có thể thực hiện bằng thiết bị cảm biến về pha, loại thiết bị này đƣợc chế tạo chuyên dụng và đƣợc thiết kế với các thiết bị kinh điển cũng nhƣ hiện đại, với các sensor nhạy cảm và chính xác. Tuy nhiên, những thiết bị này thƣờng có giá thành đắt vì vậy trong nhiều trƣờng hợp không đƣợc lựa chọn. Phổ biến nhất vẫn là bảo vệ mất pha kết hợp với các relay nhiệt với việc thiết kế cung cấp nguồn cho thiết bị hoặc giữa các relay nhiệt với các relay điện áp.
Việc bảo vệ điện áp cao, điện pá thấp thƣờng áp dụng chung cho lƣới điện và tác động trực tiếp vào máy phát điện. Khi xảy ra các tình huống này, relay điện áp cảm biến và tác động cắt máy phát ra khỏi lƣới. Bảo vệ công suất ngƣợc cho máy phát khi chúng làm việc song song, dùng relay cảm biến công suất ngƣợc để tác động lên cầu dao chính máy phát thực hiện việc cắt máy phát ra khỏi lƣới. Thƣờng tín hiệu này tác động lên cuộn thấp áp của cầu dao chính. Relay công suất ngƣợc thực chất là một sensor cảm biến hƣớng công suất, kinh điển loại relay này đƣợc chế tạo theo nguyên lý cảm ứng với hai tín hiệu dòng và áp gửi đến để xác dịnh hƣớng của công suất. Ngày nay, các loại relay công suất ngƣợc cũng đƣợc chế tạo khá đa dạng và phổ biến thực hiện bằng vi mạch hoặc thƣơng phẩm của các thiết bị điều khiển tự động. 3.2.2.3. Bảng điện phân phối a. Cấu trúc chung của bẳng điện phân phối Các thiết bị đóng cắt và bảng phân phối đƣợc sử dụng cho việc phân phối điện, các trung tâm điều khiển động cơ và phối hợp của những thiết bị này. Chúng chứa thiết bị bảo vệ, đóng cắt, điều khiển và đo lƣờng. Các cấu trúc và tổ hợp khá nhau đƣợc dùng cho những ứng dụng và yêu cầu khác nhau và công việc thao tác do công nhân thực hiện không chuyên thực hiện để khoá các bộ phận điện. Các tiêu chuẩn quy định các loại khác nhau đƣợc thể hiện ở bảng duới đây Trừ các hộ tiêu thụ, các bảng phân phối và các thiết bị đóng cắt sẽ đƣợc đƣa vào trong IEC công bố 439, DIN VDE 0660 Phần 500 và các phần tƣơng ứng của chúng Các hệ thống theo modul với kích thƣớc cơ sở tiêu chuẩn đƣợc thiết lập rỗng rãi việc lắp ráp các khí cụ. Theo các điều khoản của nhà sản xuất và đặc điểm thực tế, những điều khoản này phải tỏ ra có hiệu quả cả cho dự án ban đầu và cả cho các thay đổi và mở rộng sau này
Bảng 3.9. Các tiêu chuẩn và quy định đối với các hệ thống đóng cắt hạ áp và bảng phân phối. b. Bảng phân phối và đo lƣờng nhỏ Các bảng phân phối nhỏ với kích thƣớc theo DIN VDE 871 có chứa đủ Aptomat, cầu chì và các phụ kiện có dòng định mức tới 63A chúng có kích thƣớc theo DIN 43 880. Chúng phải theo kích thƣớc cơ bản, chiều rộng × chiều cao = 250 × 150 và phải đƣợc caachs điện hoàn toàn Các bảng phân phối lắp trong hốc tƣờng đƣợc ký hiệu Các bảng phân phối nhỏ có thể bao gồm các vị trí dụng cụ đo theo DIN 43870 Phần 1 đến 3 xem bảng 3.1
Các phƣơng pháp lắp đặt có thể là: Lắp trên mặt, lắp phẳng, không có vỏ tháo lắp hoặc không có cửa, có vỏ tháo lắp hoặc có cửa Hình 3.10. Bảng phân phối nhỏ với dụng cụ đo đƣợc đặt bên trong vỏ. c. Tổ hợp thiết bị đóng cắt hạ áp Thuật ngữ tổ hợp thiết bị đóng cắt hạ áp bao trùm tất cả các cấu hình có Uđm xoay chiều đến 100V ở tần số 100Hz hoặc 1500V một chiều, trừ các bảng phân phối nhỏ. Chúng gồm phối hợp của thiết bị điện cơ và điện tử, cũng có thể có cấu trúc hoàn toàn với thiết bị điện tử. Với cùng mức an toàn lại có sự phân biệt giữa: „Tổ hợp thiết bị đóng cắt kiểu đƣợc thử nghiệm‟ và „Tổ hợp thiết bị đóng cắt kiểu đƣợc thử nghiệm từng phần‟ Nhà chế tạo có thể lựa chọn cách thử nghiệm dựa vào điều kiện sản xuất hoặc kinh tế. Kiểu thử nghiệm cần phải chứng tỏ đƣợc các yêu cầu sau: Đƣa vào nhiệt độ giới hạn trên Độ bền điện môi Cƣờng độ ngắn mạch
Nối cẩn thận giữa các bộ phận của thiết bị đóng cắt và dây bảo vệ bằng quan sát hoặc đo điện trở Cƣờng độ ngắn mạch của dây bảo vệ (dây chống sét) Khoảng cách phóng điện bề mặt điện môi và khoảng cách cách điện Chức năng cơ khí Cấp bảo vệ IP Giới hạn tăng nhiệt độ cho trong DIN VDE 0660 Phần 500 dựa trên cơ sở nhiệt độ môi trƣờng cực đại 400 C trung bình trong 24h. Với các nhiệt độ môi trƣờng khác phải đƣợc chỉ dẫn khi đặt hàng Cƣờng độ ngắn mạch yêu cầu thu đƣợc nhờ tính toán theo số liệu của cơ sở cung cấp điện
Hệ thống cắt hạ áp theo môdun MNS Nối tới thanh góp Nối tới tủ thanh góp phân phối Các bộ cố định Các bộ kéo rút đƣợc Cung cấp Cung cấp Cung cấp Hiệu chỉnh hệ Cung cấp Cung cấp Điều chỉnh điện 630 - điện đến động cở đến số công suát điện đến động cơ dén đóng mở và 5000A 1250A 3150kW 630A 3150kW phân phối Một đƣờng Dƣới 20 Dƣới 15 động Dƣới 4 Dƣới 36 Dƣới 36 Điều khiển cung cấp cho đƣờng cung cơ cung cấp môđun mỗi môđun mỗi môdun mỗi đóng mở và 1 tủ cấp mỗi mỗi chiếc môdudn chiếc 45 A chiếc 22 phân phối nguồn 125A 7,5kW cho 1 150Kvar cho cho 1 tủ kW cho 1 tủ cho 1tủ tủ 1 tủ Hình 3.11. Cấu trúc hệ thống đóng cắt MNS của ABB.
3.2.2.4. Mạch động lực Sơ đồ mạch điện Hinh 3.12. Sơ đồ mạch điện loại CB ba cực và PR121/P, PR122/P, PR123/P. Hình 3.13. Sơ đồ mạch điện CB 4 cực và PR121/P, PR122/P, PR123/P.
Hình 3.14. Sơ đồ chuyển mạch tự động của bộ biến đổi ATS. 3.2.2.5. Phƣơng pháp tính chọn máy cắt Tiêu chí lựa chọn máy cắt của máy phát ngoài điện áp định mức, tiêu chí quan trọng nhất là dòng điện và dòng cắt định mức. ABB cung cấp vài kiểu máy cắt cho máy phát có thể đƣợc sử dụng tuỳ vào công suất của máy phát. Hình 3.15. Bảng lựa chọn máy cắt cho máy phát.
Một mặt đó là các máy cắt SF6 kiểu HECS và HCE 7/8 (có vỏ) và kiểu HGI và HECT (không vỏ), mặt khác là máy cắt chân không kiểu VD4G Điện áp định mức (IEC) VD4G 17,5 kV HGI 17,621 kV HECI 25 kV HECS 23/25 kV HEC 7/8 30 kV 3.2.2.6. Mạch điều khiển Sơ đồ Hình 3.16. Sơ đồ hoạt động của Motor, mở, đóng và nhả điện áp thấp.
Hình 3.17. Sơ đồ mạch điều khiển ACB. Hình 3.18. Sơ đồ và tên gọi của tiếp điểm phụ.
Hình 3.19. Sơ đồ mạch tín hiệu. Hình 3.20. Mạch phụ của PR121/P, PR122/P và PR123/P trip unit.
Hình 321. Module đo PR120/V. Hình 3.22. Module truyền PR120/D – M.
Hình 3.23. Module tín hiệu PR120/K. Chú thích các ký hiệu trên hình vẽ A1: CB phụ A3: Mạch cho CB của loại cố định A4: Chuyển mạch và kết nối điểu khiển và tín hiệu, CB bên ngoài A13: PR021/K tín hiệu (CB bên ngoài) AY: D: Thiết bị tạo trễ thời gian tác động ngắt điện áp thấp, phía ngoài CB F1: Delay-trip fuse (Cầu chì tác động chậm) K51: Tiếp điểm PR121, PR122, PR123 với những chức năng Bảo vệ quá tải với thời gian nhả chậm I1 Bảo vệ quá tải với thời gian cắt chậm I2 Bảo vệ ngắn mạch với cắt tức thời I3 Bảo vệ chạm đất với thời gian cắt chậm I4 K51/1 8: Tiếp điểm cho tín hiệu PR021/K
K51/Gzin(DBin): Vùng lựa chọn bảo vệ chạm đất (duy nhất với nguồn điện áp phụ và PR122/P hay PR123/P) hay „ Đảo chiều‟ điều khiển đầu vào cho D (duy nhất với điện áp nguồn phụ PR123/P) K51/Gzout(DBout): Vùng lựa chọn cho bảo vệ cham đất (điện áp phụ và PR122/P hay PR123/P) hay „ đảo chiều‟ điều khiển đầu ra cho D (duy nhất với điện áp nguồn phụ PR123/P) K51/IN1: Đầu vào có sự điều khiển theo chƣơng trình số (sẵn sàng duy nhất với nguồn điện áp phụ và release PR122/P hay PR123/P với module chỉ thị PR120/K) K51/P1 P4: Tín hiệu điên điều khiển theo chƣơng trình PR122/P hay PR123/P với module chỉ thị PR120/K) K51/SZin(Dfin): Vùng lựa chọn: Đầu vào cho việc bảo vệ tác động nhanh hay chậm hay „Điều khiển đầu vào cho bảo vệ D (sẵn sàng duy nhất với nhuồn điện áp phụvà PR122/P hay PR123/P) K51/SZout(Dfout): Vùng lựa chọn: Đầu vào cho việc bảo vệ S hay „Điều khiển đầu ra cho bảo vệ D K51/YC: Điều khiển đóng từ PR122/P hay ngắt điện PR123/P với module truyền PR120D-M M Motor loading the closing spring: Động cơ tự động nạp lò xo Q: CB Q/1 27: Công tắc phụ CB S33M/1 3: Công tắc đóng cho động cơ nạp năng lƣợng S43: Nút cho cài đặt điều khiển S51: Tiếp điểm cấp tín hiệu cho CB mở khi quá tải. CB đóng sau khi cần thiết reset nút ấn của CB S75E/1.4: Tiếp điểm tín hiệu khi CB S75I/1 5: Tiếp điểm tín hiệu CB kết nối vị trí S75T/1 4: Tín hiệu điện của CB kiểm tra vị trí riêng biệt
CS: Nút ấn (hay công tắc) đóng CB SO: Nút ấn (hay công tắc) mở CB SO1: Nút ấn (hay công tắc) mở CB với nhả trễ SO2: Nút ấn (hay công tắc) mở CB với nhả tức thời SR: Nút ấn (hay công tắc) reset CB TI/L1: Biến dòng pha L1 TI/L2: Bến dòng pha L2 TI/L3: Biến dòng pha L3 TO: Vaux: Điện áp nguồn phụ UI/L1: Cảm biến dòng đặt trên pha L1 UI/L2: Cảm biến dòng đặt trên pha L2 UI/L3: Cảm biến dòng đặt trên pha L3 UI/N: Cảm biến dòng đặt trên trung tính UI/0: Cảm biến dòng kết nối với đất điểm sao của MV/LV tranformer W1: Serial giao diện với hệ thống điều khiển (đƣờng truyền bên ngoài) giao diện EIA RS485 W2: Serial giao diện với phụ tùng đi kèm của PR121/P, PR122/P và PR123/P (đƣờng truyền bên trong) X: Kết nối mạch phụ CB của loại di động X1 X7: Kết nối phụ tùng đi kèm của CB XF: XK1: Kết nối cho mạch nguồn của PR121/P, PR122/P và PR123 XK2 – XK3: Kết nối cho mạch phụ của PR121/P, PR122/P và PR123 XK4: Kết nối với tín hiệu mở/đóng XK5: Kết nối với module PR120V XO: Kết nối cho YO1 XV:
YC: Cuộn đóng YO1: Cuộn shunt mở quá dòng (cuộn ngắt) YO2: Cuộn shunt mở thứ hai YR: Cuộn dây để Reset lại CB YU: Bảo vệ thấp áp Các hình vẽ Fig 1: Mạch motor cho việc nạp lò xo Fig 2: Mạch của cuộn shunt đóng Fig 4: Cuộn shunt mở Fig 6: Nhả điên áp thấp tức thời Fig 7: Nhả điện pá thấp với thiết bị điện có trễ thời gian Fig 8: Cuộn shunt ngắt thứ hai Fig 11: Công tắc tín hiệu điện điện của việc nạp lò xo Fig 12: Công tắc tín hiệu điện của viêc nhả điện áp thấp Fig 13: Công tắc tín hiệu điện của CB mở trong khi thấp áp. CB này đóng sau khi reset nút ấn Fig 14: Công tắc tín hiêu điện của CB mở trong khi quá dòng. CB này đóng lại sau khi reset nút ấn Fig 21: Bộ công tắc phụ của CB thứ 1 Fig 22: Bộ công tắc phụ của CB thứ hai (không dùng cho PR122/P và PR123P) Fig 23: Bộ công tắc phụ bổ sung phía ngoài thứ 3 của CB Fig 31: Bộ công tắc tín hiệu điện thứ 1 của CB bên trong, kiểm tra riêng biệt, không kết nối vị trí Fig: Bộ công tắc tín hiệu điện thứ 2 của CB bên trong, kiểm tra riêng biệt, không kết nối vị trí Fig 41: Mạch phụ của PR121/P Fig 42: Mạch phụ của PR122/P và PR123/P
Fig 43: Module đo của mạch PR120/V của PR122/P và PR123/P kết nối bên trong loại ba cực hoặc bốn cực của CB Fig 44: Module đo của mạch PR120/V của PR122/P và PR123/P kết nối bên ngoài của CB Fig45: Module truyền mạch PR120/D-M của PR122/P và PR123/P Fig 46: Module chỉ thị mạch PR120/K, PR122/P và PR123/P kết nối 1 Fig 47: Module chỉ thị mạch PR120/K, PR122/P và PR123/P kết nối 2 Fig 48: Module đo của mạch PR120/V của PR122/P và PR123/P kết nối bên trong của CB loại ba cực cùng với kết nối điểm o bên ngoài Fig 61: SACE SOR TEST UNIT Test Fig 62: Tín hiệu của mạch PR021 (Bên ngoài của CB) Incompatibilities Nhữmh mạch chỉ thị thông qua những hình ở bên trên không thể đồng thời cung cấp trên những CB giống nhau 6 – 7 – 8 13 – 14 22 – 46 – 47 43 – 44 – 48 Về sơ đồ mạch điện của bộ chuyển đổi ATS021 và ATS022 A: Thiết bị ATS021 và ATS022 cho hai CB tự động chuyển mạch Q/1: Công tắc phụ CB Q1 CB2 – E: CB cho nguồn khẩn cấp Q2 CB1 – N: CB cho nguồn bình thƣờng Q61/1 – 2: CB loại nhỏ để đóng mạch phụ
Các ký hiệu trên hình vẽ Change over position Shiedl Terminal contact with momentary circuit breaking Power Time delay isolator with Plug and automatic socket breaking action Machanical Swith or electrical Motor disconnector connection Manucal machnic Current Control coil control tranformer Rotating control Voltage Instantaneou tranformer Overcurrent Winding of Overcurrent Pushbutton three phase relay with control tranformer adjustable short ime-lag characteritic Overcurrent relay with Equiptentiality Make contact inverse long- time relay trip
Overcurrent Conventer Break contect relay with with with automatic inverse long galvanic circuit time relay separater breaking trip Shielded Earth fault cable overcurrent conductors Change over relay with (i,e ,3 contact inverse conductors short-time shown) delay Conductors, stranded cables (i, e, Make position Fuse conductors contact (limit shown contact) Connection or Break position Current coductors contact (limit tranformer contact) 3.2.2.7 Các chú ý thiết kế, lắp ráp sử dụng máy cắt Nội dung và tần suất kiểm tra-bảo trì là khác nhau phụ thuộc vào môi trƣờng và điều kiện làm việc. Đọc kỹ từng chi tiết chỉ dẫn sau đây để thực hiện công tác kiểm tra – bảo trì đƣợc đầy đủ. Kiểm tra đầu tiên Kiểm tra trƣớc khi đóng điện Hạng mục ktra Chỉ tiêu 1- Xem mối nối dây động lực có Lực vặn bu lông M12: 40-50N-m chắc không 2- Xem có vật lạ dẫn điện nào (nhƣ Phải dọn sạch sẽ dây vụn, đinh ốc, ) lọt vào các đầu nối không
3- Xem mặt che trƣớc, đê1 máy cắt Phải còn nguyên vẹn có nứt, vỡ hoặc hƣ hỏng không 4- Xem ACB có bị thấm nƣớc Phả không có nƣớc hoặc đọng hoặc đọng sƣơng sƣơng Vị trí đo - Tiêu chuẩn cách điện và điện áp thử (1) Vị trí đo cách điện và điện áp Vị trí đo Thử cách điện Thử điện áp chịu đựng O OFF ON OF N F (1) Giữa các phần mang điện động lực O O O O và đất (2) Giữa các cực O - O - (3) Giữa các thanh dẫn ra phía trên và - O - O dƣới (4) Giữa các phần mang điện động O O O O lực và điều khiển (5) Giữa mạch điều khiển và đất O O O O (2) Tiêu chuẩn: điện trở cách điện và điện áp chịu đựng - Đo điện trở cách điện (bằng meghom kế 500V): không nhỏ hơn 5MΩ (50MΩ đối với cho riêng máy cắt). - Thử điện áp chịu đựng: (1) Giữa các phần mang điện động lực 3,500V Thời gian và đất cấp điện: (2) Giữa các cực 3,500V 1 phút (3) Giữa các thanh dẫn ra phía trên và 3,500V (4)dƣới G iữa các phần mang điện động lực 3,500V (5)và đGiềuiữa k mhiạểcnh điều khiển và đất 2,000V
Trong trƣờng hợp kiểm tra điện môi vỏ tủ điện, phải tháo dây cấp nguồn của bộ điều khiển Kiểm tra định kỳ Kiểm tra định kỳ nên tiến hành lần đầu tiên sau khi đƣa vào sử dụng đƣợc một tháng, sau đó căn cứ theo hƣớng dẫn về quy trình kiểm tra thay thế để đảm bảo máy cắt hoạt động ổn định lâu dài. Kiểm tra bên ngoài Ph pháp Hạng mục Ph pháp ktra Mục tiêu xử lý ktra 1. Bụi bám Mắt thƣờng Phải sạch, Thối gió hoặc lau không bám bụi bằng giẻ khô 2. Đầu nối dây Siết lại Lực siết: 40- Siết lại nếu động lực 50N-m cần 3. Đầu nối điều Siết lại Lực siết: 0.9- Siết lại nếu khiển 1.2N-m cần 4. Mặt che Mắt thƣờng Không rạn nứt, Thay thế nếu có trƣớc, đế, phiến biến dạng dấu hiệu bất đấu nối dây thƣờng đkhiển
Thanh dẫn động lực (bên ngoài) Thanh dẫn động lực (tháo buồng dập HQ để ktra bên trong) Hạng mục ktra Ph pháp Mục tiêu Ph pháp xử ktra lý 1. Độ mòn tiếp điểm Đo và Khe hở giữa Thay thế máy cắt mắt chốt chặn và nếu trị số thấp hơn thƣờng tiếp điểm tiêu chuẩn, số chu động > 2mm kỳ hoạt động vƣợt quá giới hạn cho 2. Đổi màu tiếp Mắt thƣờng Không đổi màu, phThayép máy cắt nếu điểm biến phát hiện dạng đổi màu, biến dạng tiếp điểm Buồng dập HQ Hạng mục ktra Ph pháp Mục tiêu Ph pháp xử ktra lý 1. Khói muội bám Mắt thƣờng Không khói muội Lau sạch bám 2. Rạn nứt Mắt thƣờng Không rạn, vỡ Thay thế nếu có dấu hiệu bất thƣờng Hạn Ph Mục Ph pháp xử lý g pháp tiêu mục ktra ktra 1. Meg Không thấp hơn Lau sạch bụi Đo ger 5MΩ trƣớc khi đo. cách 500 (50MΩ Trong trƣờng điện V riêng hợp kg thể ACB) phục hồi, thay ACB và khung vỏ
2. Tình trạng tấm Mắt thƣờng Kg bị chảy, cháy Thay thế nếu có dập HQ dấu hiệu bất thƣờng 3. Vít bắt buồng dập Siết lại Siết chặt 2.5~4N- Siết chặt HQ m Cơ cấu đóng/cắt ( tháo mặt che trƣớc để kiểm tra bên trong) Hạng mục ktra Ph pháp Mục tiêu Ph pháp ktra xử lý 1. Lò xo của cơ cấu Bằng tay Phải hoạt động Trong trƣờng nạp tay trơn tru hợp kg nạp đƣợc, bôi mỡ vào lẩy nhƣ chỉ dẫn 2. Cơ cấu đóng bằng Bằng tay Phải hoạt động Bôi mõ vào tay và trip trơn tru vòng bi nhƣ chỉ dẫn Ghi chú: (Note1) Nếu Thực hiện tác động chế độ short-time hoặc long-time khi tiến hành đo ở trạng thái hoạt động pickup instantaneous, sử dụng nút L/S LOCK (LTD/STD LOCK). (Note2) Nếu thực hiện tác động chế độ long-time hoặc instantaneous khi tiến hành đo ở chế độ short-time delay phải thay đổi giá trị cài đặt ( các giá trị long-time hoặc instantaneous) – hoặc thay đổi giá trị dòng thử (min 140% Iu). Nếu bạn thay đổi giá trị cài đặt, phải bảo đảm phục hồi giá trị trƣớc đó khi kết thúc quá trình thử. Quy trình bổ sung chất bôi trơn – Máy cắt AE-SW 1- Hƣớng dẫn bôi trơn căn cứ theo thời gian và môi trƣờng sử dụng.
Môi Hƣớng dẫn Mức độ sử dụng trƣờng bôi trơn - Lần đầu: 4~6 1 Không khí sạch và khô ráo Môi trƣờng năm bình thƣờng 2 Trong nhà, ít bụi, Nơi không có khí ăn - Từ lần thứ mòn hai: 3 năm Địa điểm có khí lẫn muối nhƣ sulfur 1 dioxid, hydrogen sulphid, hoặc nơi có Mỗi 2 năm/ lần nhiệt độ trung bình trong 24 giờ vƣợt Môi trƣờng xấu Địa điểm có quákhí ăn+35 m0ònC. nhiều và bụi 2 bậm mà con ngƣời không thể ở đƣợc Mỗi năm/lần lâu dài 2, Hƣớng dẫn bôi trơn căn cứ theo số chu kỳ hoạt động Loại Hƣớng dẫn bôi trơn AE630-SW~AE1600-SW Số chu kỳ hoạt động (Ghi chú 1) AE2000-SWA Mỗi 2.000 chu kỳ AE2000-SW~AE3200- Mỗi 2.000 chu kỳ SW AE4000-SWA Ghi chú (1): Số chu kỳ hoạt động gồm có dòng định mức và không định mức (2): Khi thực hiện kiểm tra bôi trơn, thao tác đóng/mở khoảng 10 lần liên tục. Khuyến cáo thực hiện động tác đóng/mở ít nhất 1 lần trong năm để làm trơn tru các bộ phận cơ khí. - Thực hiện công tác bôi trơn sau khi kéo ACB khỏi khung và để riêng ra bên ngoài. - Tháo vít mặt che (h. 3-2) - Vì lý do an toàn, sau khi tháo mặt che, đƣa ACB về trạng thái “Discharged”
và “OFF”. - Nên sử dụng mỡ bôi trơn Osmosis (TD: Multemp ET-100M của KYODO YUSHI CO., LTD hoặc olyoil chai phun F100 của SUMICO LUBRICANT CO.,LTD). - Vị trí bôi trơn đƣợc chỉ dẫn bằng mũi tên ). Lau dầu mỡ cũ càng sạch càng tốt trƣớc khi bôi thêm. - Phun xịt dầu bôi tr ơn Molyoil F100 vào các vị trí không có chỉ dẫn đặc biệt. - Sau khi bôi trơn, đóng/mở bằng tay 2~3 lần để cho trơn tru.
KẾT LUẬN Đề tài “ Tìm hiểu máy cắt thấp áp dòng lớn hãng ABB ứng dụng trong bảng điện chính các trạm phát dự phòng của các máy phát làm việc song song” đã đƣợc tác giả thực hiện các kết quả: - Nghiên cứu nguyên lý chung của các máy cắt thấp áp - Nghiên cứu sâu về nguyên lý cấu tạo, nguyên lý hoạt động của các máy cắt thấp áp dòng lớn hãng Schneider - Nghiên cứu cấu trúc của bảng phân phối điện hạ áp của các máy phát làm việc cấp nguồn thông qua máy cắt hạ áp - Những tính năng đặc biệt của máy cắt hạ áp làm nhiệm vụ cầu dao chính trên bảng điện – các bảo vệ và phƣơng thức điều khiển Máy cắt thấp áp và ứng dụng máy cắt thấp áp làm việc với chức năng cầu dao chính trên bảng điện là đề tài khá phức tạp và đòi hỏi phải đƣợc nghiên cứu kỹ lƣỡng và nghiêm túc. Các ứng dụng hiện nay của khí cụ này rất đa dạng và mức độ thiết kế điều khiển từ xa, điều khiển tự động khá phổ biến. Nếu cơ hội còn cho phép, thì đây chính là lĩnh vực mà tác giả cần thực hiện tiếp. Trong quá trình thực hiện đề tài này chúng em đã gặp rất nhiều khó khăn do hạn chế về kiến thức cũng nhƣ thời gian thực hiện đề tài nhƣng nhờ sự hƣớng dẫn tận tình của thầy PGS. TS Nguyễn Tiến Ban nên em đã hoàn thành bản đồ án này. Cuối cùng em xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ của thầy giáo, cô giáo trong khoa điện của trƣờng ĐHDL Hải Phòng.
TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. GS.TSKH Thân Ngọc Hoàn, TS Nguyễn Tiến Ban (2008), Trạm phát và lưới điện tàu thuỷ, Nhà xuất bản khoa học - kỹ thuật 2. GS.TSKH Thân Ngọc Hoàn (2005), Máy điện, Nhà xuất bản khoa học - kỹ thuật 3. Lê Thành Bắc (2001), Giáo trình thiết bị điện, Nhà xuất bản khoa học - kỹ thuật 4. Phạm Văn Chới, Bùi Tín Hữu, Nguyễn Tiến Tôn (2002), Khí cụ điện, Nhà xuất bản khoa học – kỹ thuật 5. PGS.TS Lê Văn Doanh dịch (2010), Cẩm nang thiết bị đóng cắt ABB, Nhà xuất bản khoa học - kỹ thuật 6. Phan Thị Thanh Bình, Phan Quốc Dũng, Phạm Quang Vinh, Phạm Thị Thu Vân, Phan kế Phúc, Nguyễn Văn Nhờ, Dƣơng Lan Hƣơng, Bùi Ngọc Thƣ, Tô Hứu Phúc, Nguyễn Bá Bạn, Nguyễn Thị Quang, Ngô Hải Thanh dịch (2009), Hướng dẫn thiết kế lắp đặt điện theo tiêu chuẩn quốc tế IEC, Nhà xuất bản khoa học - kỹ thuật 7. Www.abb.com