Giáo trình Thiết bị điện - Chương 12: Thiết bị chống sét
Chæång 12.
THIÃT BË CHÄNG SET
12.1. KHAI NIÃM
Thiãt bë chäng set la thiãt bë âæåc ghep song song våi thiãt bë âiãn âã bao vã qua âiãn ap khê
quyãn. Khi xuát hiãn qua âiãn ap no se phong âiãn træåc lam giam trë sä qua âiãn ap âàt lãn cach âiãn cua
thiãt bë va khi hãt qua âiãn ap se tæ âäng dáp tàt hä quang cua dong âiãn xoay chiãu, phuc häi trang thai
lam viãc bçnh thæång. Âã lam âæåc nhiãm vu trãn thiãt bë chäng set cán âat cac âiãu kiãn sau âáy:
1. Co âàc tênh Vän - giáy (V-s) tháp hån âàc tênh V-s cua cach âiãn
Âáy la yãu cáu cå ban nhát vç no liãn quan âãn tac dung va lê do tän tai cua thiãt bë chäng set.
Tuy nhiãn thæc hiãn viãc phäi håp âàc tênh V-s nhæ váy khäng dã dang. Trong thiãt kã va chã tao thiãt bë
âiãn thæång dung cac biãn phap lam âãu âiãn træång âã náng cao cæång âä cach âiãn va dai kãt cáu cua
cach âiãn. Do cach âiãn thæång co âàc tênh V-s tæång âäi bàng phàng va âàc tênh V-s cua thiãt bë chäng
set cung phai bàng phàng âã khäng xay ra giao cheo å khoang thåi gian be (hçnh 12-1).
Loai khe hå bao vã va loai chäng set äng (PTφ) do kãt
cáu âiãn cæc kiãu thanh-thanh nãn træång giæa cac âiãn cæc phán
bä rát khäng âãu, âiãn ap phong âiãn tàng cao khi thåi gian
phong âiãn be khiãn âæång âàc tênh V-s däc do âo khäng thã
phäi håp tät âæåc våi âàc tênh V-s cua cac thiãt bë trong tram.
Cac thiãt bë chäng set loai nay thæång chè dung bao vã cho cach
âiãn âæång dáy vç âàc tênh xung kêch cua cach âiãn âæång dáy
co dang tæång tæ.
U
a)
b)
t
Thiãt bë chäng set tram thæång la chäng set van (PB),
trong cáu tao âa dung nhiãu biãn phap âã âàc tênh V-s tæång âäi
bàng phàng.
Hçnh 12-1: Âàc tênh V-s
2. Co kha nàng dáp tàt nhanh chong hä quang cua dong xoay chiãu
Khi qua âiãn ap, thiãt bë chäng set lam viãc (phong âiãn) âã tan dong xuäng âát âäng thåi tao
nãn ngàn mach cham âát. Khi hãt qua âiãn ap phai nhanh chong dáp tàt hä quang cua dong ngàn mach
cham âát træåc khi bä phán bao vã rå le lam viãc âã hã thäng âiãn âæåc tiãp tuc ván hanh an toan.
Tuy theo cac nguyãn tàc va biãn phap dáp hä quang khac nhau ma thiãt bë chäng set âæåc phán
ra cac loai chäng set äng, chäng set van, chäng set van - tæ,... Loai khe hå bao vã khäng co bä phán dáp
hä quang nãn khi no lam viãc nãu dong âiãn ngàn mach cham âát cua læåi âiãn lån thç hä quang se khäng
tæ dáp tàt va ngàn mach cham âát keo dai. Do âo loai nay chè dung bao vã âæång dáy trong cac læåi co
dong ngàn mach cham âát be (læåi co trung tênh cach âiãn hoàc näi âát qua cuän dáy hä quang) hoàc khi
co phäi håp våi thiãt bë tæ âäng âong lai (TÂL) âã bao âam cung cáp âiãn liãn tuc.
Loai chäng set äng dæa vao cac chát sinh khê âã tæ dáp hä quang (tæång tæ may ngàt phu tai).
Loai chäng set van co trang bë dáp hä quang hoan chènh hån dæa trãn nguyãn tàc chia càt hä
quang thanh nhiãu âoan ngàn va dung âiãn trå khäng âæång thàng âã han chã trë sä dong âiãn hä quang
(dong xoay chiãu).
Loai chäng set van tæ co bä phán dáp hä quang phæc tap hån chäng set van båi no dung thãm tæ
træång âã di chuyãn hä quang nãn dáp âæåc hä quang co trë sä dong âiãn lån hån nhiãu.
171
3. Co mæc âiãn ap dæ tháp so våi cach âiãn cua thiãt bë âæåc bao vã
Sau khi phong âiãn, âiãn ap con trãn thiãt bë chäng set (ap dæ) se tac dung lãn cach âiãn cua thiãt
bë, nãu âiãn ap nay lån ván co thã gáy nguy hiãm cho thiãt bë âiãn.
Våi loai khe hå bao vã va chäng set äng giam âiãn ap dæ chu yãu bàng cach giam âiãn trå cua
bä phán näi âát (ap dæ Udæ=Is.RXK).
Å chäng set van bãn canh viãc giam trë âiãn trå khäng âæång thàng phai han chã dong âiãn qua
no khäng lån qua trë sä quy âënh (5kA hoàc 10kA), âã âiãn trå vilit khäng bë qua nong va duy trç âæåc
mæc âiãn ap tæång âäi än âënh. Han chã dong qua chäng set chu yãu dæa vao biãn phap bao vã å âoan tåi
tram.
4. Thiãt bë chäng set khäng âæåc lam viãc (phong âiãn) khi co qua âiãn ap näi bä
Yãu cáu nay thæc hiãn bàng cach âiãu chènh (khoang cach) khe hå phong âiãn cua thiãt bë chäng
set.
Ngoai bän yãu cáu trãn våi tæng loai con yãu cáu riãng, cán thãm ràng vai tro chäng set trong
tram biãn ap rát quan trong vç no quyãt âënh viãc læa chon mæc cach âiãn xung kêch cua thiãt bë, tæc la
liãn quan âãn kãt cáu va gia thanh thiãt bë. Viãc phat huy tac dung cua thiãt bë chäng set khäng nhæng phu
thuäc âàc âiãm riãng cua chung ma con phu thuäc vao nhiãu yãu tä nhæ cai thiãn bä phán näi âát, så âä
truyãn song, phán bao vã âoan tåi tram, vë trê âàt thiãt bë chäng set ,...
12.2. THIÃT BË CHÄNG SET ÄNG (PT)
1. Cáu tao (hçnh 12-2)
Phán chênh 1 cua thiãt bë la äng lam bàng vát liãu tæ sinh khê, chát phibro-bakãlêt våi loai (PTφ)
hoàc chát deo viniplast våi loai (PTB), mät âáu co nàp kim loai giæ âiãn cæc thanh con âáu kia hå va âàt
âiãn cæc hçnh xuyãn 3.
Khe hå S goi la khe hå trong (hoàc khe hå dáp hä quang) con S2 la khe hå ngoai co tac dung
cach li thán äng våi âæång dáy âã no khäng bë hæ hong do dong do.
2. Nguyãn lê
Khi co qua âiãn ap ca hai khe hå se phong âiãn dong âiãn
set qua chäng set âi vao bä phán näi âát. Sau khi hãt dong âiãn
xung kêch, se co dong âiãn tán sä cäng nghiãp (dong ngàn mach
cham âát) âi qua chäng set. Dæåi tac dung cua hä quang do dong
ngàn mach sinh ra chát sinh khê bë phat nong san sinh nhiãu khê, ap
suát khê tàng tåi vai chuc at, va thäi tàt hä quang (thäi vã phêa âáu
hå äng 3, ngay khi dong xoay chiãu qua trë sä 0 lán âáu tiãn).
Hçnh 12-3 la sæ biãn thiãn cua âiãn ap xung kêch khi
chäng set lam viãc. Âàc tênh V-s phu thuäc vao khoang cach khe hå
Hçnh 12-2: Chäng set äng
trong va ngoai cua chäng set va co dang giäng nhæ khe hå bao vã hçnh 12-3. Sau khi phong âiãn âiãn ap
dæ trãn chäng set la phán âiãn ap giang trãn bä phán näi âát do âo cac nåi âàt chäng set äng cán näi âát
tät. Âä dai khe hå ngoai âæåc chon theo âiãu kiãn phäi håp cach âiãn (phäi håp âàc tênh V-s) va co thã
âiãu chènh trong pham vi nhát âënh, con khe hå trong quyãt âënh båi kha nàng dáp hä quang. Âã dáp âæåc
hä quang trong äng cán âu khê, âiãu nay phu thuäc vao dong âiãn hä quang, do váy phai quy âënh giåi
han cua dong âiãn hä quang. Thay âäi khoang cach S va âæång kênh trong cua äng sinh khê se lam thay
âäi giåi han dong âiãn. Khi âàt chäng set å bát kç âiãm nao trong læåi âiãn cán phai kiãm tra dong ngàn
mach näi âát tai âiãm âo, âã âam bao chäng set co thã tæ dáp tàt âæåc hä quang ma khäng bë hæ hong.
172
Khi chäng set lam viãc nhiãu lán, chát sinh khê se hao mon, äng se räng hån læång khê se khäng âu âã
dáp tàt hä quang. Khi âæång kênh trong äng tàng qua (20÷25)% so våi trë sä âáu thç chäng set xem nhæ
mát tac dung.
Chäng set TPφ äng phibro - bakãlêt vát liãu sinh
khê dung loai phibrä, do phibrä khäng âu âä bãn cå khê nãn
äng âæåc boc thãm bakãlêt co quet sån chäng ám. Dong càt
tåi khoang 10kA.
U
Chäng set PTB: co thán äng bàng chát deo
viniplast co âàc tênh âiãn va kha nàng sinh khê tät hån loai
1
110
PTφ vã cáu tao cung âån gian hån. Kê hiãu loai PTφ
5 − 0,8
2
la thã hiãn loai chäng set phibro - bakãlêt dung å cáp 110kV
va giåi han dong càt (0,8÷5)kA.
t[s]
Hçnh 12-3: Âàc tênh bao vã
Khi lam viãc chäng set äng co thai khê bë ion hoa
do âo khi làp chäng set trãn cät phai sao cho khê thoat ra khäng gáy nãn phong âiãn giæa cac pha hoàc
phong âiãn xuäng âát, muän thã trong pham vi thoat khê cua no phai khäng co dáy dán cua pha khac,
khäng co kãt cáu näi âát cung nhæ pham vi thoat khê cua chäng set äng å pha khac.
Ngay nay dæåi sæ phat triãn cua læåi âiãn cäng suát lån yãu cáu chã tao chäng set äng co giåi
han trãn dong càt lån hån, Liãn Xä cu co loai PTBY, dung chát deo viniplast tàng cæång bàng quán vai
thuy tinh tám nhæa ãpäxit nãn giåi han trãn dong càt tåi 20kA (loai PTB tåi 15kA).
Chäng set äng chu yãu dung bao vã cac âæång dáy khäng co dáy chäng set. Kho khàn lån nhát la
phai âam bao trë sä dong âiãn ngàn mach cham âát tai âiãm âàt chäng set nàm trong pham vi giåi han
trãn va dæåi cua dong âiãn càt. Khi dung no trong hã thäng cäng suát be hoàc âàt chäng set äng våi mát
âä qua day se khäng âam bao vã yãu cáu giåi han dæåi cua dong càt. Ngæåc lai nãu hã thäng cäng suát
lån se co thã væåt qua trë sä giåi han trãn. Chã âä ván hanh hã thäng thay âäi luän lam dong ngàn mach
kho âap æng yãu cáu trãn. Cac nhæåc âiãm âo âa han chã viãc æng dung chäng set äng räng rai, thæång
thay bàng khe hå bao vã phäi håp våi thiãt bë tæ âäng âong lai âã bao vã cho âæång dáy.
12.3. CHÄNG SET VAN
1. Khai niãm
Phán chênh cua chäng set van la chuäi khe hå phong âiãn ghep näi tiãp våi cac tám âiãn trå
khäng âæång thàng (âiãn trå lam viãc). Âiãn trå khäng âæång thàng chã tao bàng vát liãu vilit, co âàc
âiãm la co thã duy trç âæåc mæc âiãn ap dæ tæång âäi än âënh khi dong âiãn tàng.
Sau khi tan dong set se co dong âiãn ngàn mach duy trç båi nguän âiãn ap xoay chiãu (ngàn
mach qua âiãn trå lam viãc) âi qua chäng set van, dong nay goi la dong kã tuc. Khi cho tac dung âiãn trå
rát be do âo dong set âæåc tan trong âát dã dang va nhanh chong, ngæåc lai å âiãn ap lam viãc thç âiãn trå
tàng cao do âo han chã trë sä dong kã tuc (thæång khäng qua 80A) tao âiãu kiãn thuán låi cho viãc dáp hä
quang å chuäi khe hå. Chênh do tênh chát cho qua dong âiãn lån khi âiãn ap lån va ngàn dong âiãn khi
âiãn ap be nãn loai chäng set nay âæåc goi la chäng set van. Trë sä âiãn ap cæc âai å tán sä cäng nghiãp
ma chäng set van co thã dáp tàt hä quang cua dong âiãn kã tuc goi la âiãn ap dáp hä quang, âo la mät
trong cac tham sä chu yãu cua chäng set van.
2. Cac tham sä cua chäng set van
Ngoai âiãn ap dáp hä quang chäng set van con cac tham sä sau:
173
a) Âiãn trå khäng âæång thàng
Âæåc chã tao tæ bät cacbärun (SiC) màt ngoai hat cacborun co mang mong SiO2 (day khoang 10-5cm).
Âiãn trå suát cua ban thán hat cacborun khäng lån (10-2 Ωm) va än âënh nhæng âiãn trå cua låp mang
mong phu thuäc vao cæång âä âiãn træång. Khi cæång âä âiãn træång be, âiãn trå låp mang mong khoang
(104÷106)Ωm. Nhæng khi âiãn træång tàng cao no se giam rát nhanh va âiãn trå täng cua vilit giam tåi
mæc bàng âiãn trå cua hat cacborun. Trong cac tám vilêt hat bät
âæåc dênh bàng keo thuy tinh long sau âo âæåc nung nong å
nhiãt âä khoang vai tràm âä.
lgU
Træåc kia ngæåi ta dung âiãn trå loai tirit nhiãt nung
4,2
nong khoang 12000C co âàc tênh khäng än âënh bàng vilit (tirit
4,0
dung chát dênh bàng âát set).
3,8
Hçnh 12-4 la âàc tênh V-A cua tám vi lit âæång kênh
3,6
φ100mm va day 60mm âàc tênh nay âæåc xac âënh våi dang
3,4
lgIA
song dong âiãn 20/40µs va cho dong âiãn biãn thiãn trong pham
vi 1 âãn 10.000A. No gäm hai âoan biãu diãn båi quan hã giai
têch lg u = lg A + αlg I våi A la hàng sä, α cang be thç âiãn
3,2
0
1
2
3
4
5
6
ap giang trãn no (âiãn ap dæ) se tàng cang chám khi dong âiãn
tàng. Âoan trãn æng våi khi co dong âiãn set α = (0,13÷0,2) æng
Hçnh 12 -4: Âàc tênh V-A tám vilit
våi loai vilit, âoan dæåi æng våi pham vi dong âiãn kã tuc α = (0,28÷0,32). Co thã viãt quan hã dæåi dang
u = AI α , A la âiãn trå cua tám khi dong âiãn qua no la 1[A].
Nãu chäng set dung n tám âiãn trå thç âàc tênh V-A biãu thë u = nAI α
.
Hçnh 12-5 âàc tênh V-A cua loai PBC-110 khi co dong âiãn lån thäng qua âiãn trå trong thåi
gian dai, låp mang SiO2 co thã bë pha huy do âo cán quy âënh cac trë sä cho phep vã âä lån cung nhæ thåi
gian duy trç cua dong âiãn.
Vê du tám vilêt φ100mm co trë sä cho phep
dong xung kêch dang song 20/40µs la 10kA. Âäi våi
dang song vuäng goc co âä dai song 2000µs thç trë sä
U[kV]
cho phep cua dong âiãn la 150A, âiãu âo chæng to chäng
set van khäng thã lam viãc âäi våi phán lån cac loai qua
âiãn ap näi bä vç chung thæång keo dai trong nhiãu chu
kç tán sä cäng nghiãp. Trë sä cho phep cua dong kã tuc
duy trç trong næa chu kç tán sä cäng nghiãp con tháp hån
va khäng qua 100A.
300
200
100
I[A]
Biãn phap duy nhát âã tàng nàng læc thäng qua
dong âiãn la tàng tiãt diãn âiãn trå tæc la tàng âæång kênh
tám.
5000
Hçnh 12-5: Âàc tênh V-A cua PBC
b) Khe hå phong âiãn
Sæ lam viãc cua chäng set van bàt âáu tæ viãc choc thung cac khe hå phong âiãn va kãt thuc
bàng viãc dáp tàt hä quang cua dong âiãn kã tuc cung ngay tai khe hå nay. Mäi giai âoan trãn âãu âã xuát
yãu cáu riãng âäi våi khe hå. Å giai âoan âáu khe hå phai co âàc tênh V-s tæång âäi bàng phàng âã phäi
håp våi âàc tênh V-s cua cach âiãn (chu yãu la may biãn ap). Âã âat âæåc cac yãu cáu trãn co cac biãn
phap sau:
+ Dung chuäi gäm nhiãu khe hå ghep näi tiãp nhau
Co thã xem nhæ mät chuäi âiãn dung tæång tæ så âä chuäi cach âiãn, âiãn ap xung kêch phán bä
khäng âãu doc chuäi se lam cho qua trçnh phong âiãn kã tiãp xay ra nhanh chong trãn tát ca khe hå. Do
174
âo trë sä âiãn ap phong âiãn co thã giam tåi mæc än âënh (âiãn ap phong âiãn mät chiãu hoàc xoay chiãu)
hoàc con tháp hån va âæång âàc tênh V-s co dang tæång âäi bàng phàng. Cung våi muc âêch trãn trong
chäng set PBBM (dung bao vã may âiãn) con thæc hiãn cach ghep thãm âiãn dung song song våi mät
phán cua chuäi khe hå.
+ Trong tæng khe hå (hçnh 12-6)
Âiãn cæc dung cac tám âäng cach li båi
vong âãm mica day 1mm. Âiãn træång giæa cac
U[kV]
âiãn cæc âat mæc gán âäng nhát. Màt khac khi co
âiãn ap trong khe khäng khê giæa âiãn cæc va låp
mi ca thç âiãn træång tàng (do hã sä âiãn mäi cua
khäng khê be hån mi ca). Nãn qua trçnh ion hoa
xuát hiãn såm, no co tac dung cung cáp âiãn tæ cho
khoang khäng gian giæa cac âiãn cæc. Cac yãu tä
trãn tao âiãu kiãn cho qua trçnh phong âiãn phat
triãn mät cach dã dang va lam âæång âàc tênh V-s
bàng phàng ngang (hçnh 12-6). Trong giai âoan dáp
tàt hä quang vç dong âiãn cung pha âiãn ap nãn khi
dong kã tuc qua trë sä 0 thç hä quang tàt, luc nay
chám dæt qua trçnh phat xa âiãn tæ tæ bã màt cæc
ám, cach âiãn khe hå âæåc phuc häi nhanh chong
4
3,6
3,2
2,8
2,4
0
t[10-6s]
7
1
2
3
4
5
6
Hçnh 12-6: Âàc tênh V-s trong khe hå
va khi væåt qua trë âiãn ap phuc häi (tán sä cäng nghiãp) thç hä quang tàt. Âiãu quan trong la phai lam sao
âã âiãn ap phuc häi phán bä âãu giæa cac khe hå trong chuäi, co thã thæc hiãn bàng cach ghep cac âiãn
trå co trë sä lån song song våi cac khe hå.
Mäi loai khe co trë giåi han dong kã tuc âã hä quang co thã âæåc dáp ngay khi dong qua trë 0 lán
âáu. Våi loai âiãn cæc trong chäng set van trë sä nay khoang (80 ÷ 100) A. Xuát phat tæ yãu cáu nay càn
cæ vao trë sä âiãn ap dáp hä quang (láy bàng âiãn ap pha lån nhát khi co ngàn mach cham âát). Våi læåi (3
÷ 35kV) trung tênh cach âiãn láy bàng ap dáy lån nhát. Con læåi 110kV trå lãn trung tênh näi âát træc tiãp
nãn láy bàng 0,8Ud va goi la chäng set 80% âã phán biãt loai 100% trong læåi (3÷35kV).
Trong cac biãn phap dáp hä quang cua chäng set chu yãu ván la tçm biãn phap hiãu qua nhát âã
tàng giåi han dong âiãn kã tuc, âiãu nay khäng chè liãn quan âãn sæ lam viãc cua chäng set ma con giam
mæc cach âiãn xung kêch cua thiãt bë cán bao vã. Våi chäng set van tæ (dung tæ træång dáp hä quang)
náng giåi han lãn âãn 250A nãn tám âiãn trå khäng âæång thàng se dung êt hån, âiãn ap dæ chäng set
giam va yãu cáu vã mæc cach âiãn xung kêch thiãt bë cung giam, âã tàng nàng læc cho qua dong âiãn ta
tàng âæång kênh tám lãn tåi φ150mm dong kã tuc cho phep tàng gáp âäi tám chäng set van thæång
(φ100mm).
∏
c) Kãt cáu va âàc tênh cua mät sä loai chäng set van thäng thæång PBC,PB , PBBM.
+Loai PBC thæång dung å tram biãn ap chã tao theo cac cáp
tåi 35kV. Khi dung å âiãn ap cao hån se ghep näi cáp bàng nhiãu phán
tæ co âiãn ap âënh mæc15, 20, 33 va 35kV. Trong cáu tao tæng càp 4
1
5
6
3
2
khe hå âæåc ghep våi nhau va âàt trong äng sæ thanh mät tä håp khe hå
tiãu chuán. Mäi tä âæåc ghep song song våi mät âiãn trå (cung chã tao
bàng cacbärun) âã cho sæ phán bä âiãn ap xoay chiãu giæa cac chuäi
âãu âàn. Cac tám vilêt âæåc gàn våi nhau bàng chát dênh loai gäm va âã
co tiãp xuc tät trãn bã màt mäi tám trang bät kim loai va âæåc ep bàng
lo xo. Tát ca âàt trong vo sæ kên âã håi ám khäng lot vao anh hæång
âãn cac âàc tênh âiãn cua chäng set.
4
Hçnh 12-7: Ghep âiãn dung
175
+Loai chäng set PBBM dung âã bao vã may âiãn âàc tênh cua no nhæ hçnh 12-6, co thãm âiãn
dung ghep song song våi mät phán cua chuäi khe hå hçnh 12-7.
Bang 12.1: Tä håp cac chäng set PBC å âiãn ap cao
Loai chäng
set
Âiãn ap
âënh mæc
[kV]
Âiãn ap cho
phep lån nhát
trãn chäng set
Sä læång va
loai chäng set
trãn tä håp
Chiãu cao
cua chäng
set, mm
Ban kênh
âã chäng
set, mm
[kV]
PBC-15
PBC-20
PBC-35
PBC-110
PBC-150
15
20
35
110
150
19
25
40,5
100
138
1xPBC-15
1xPPC-20
1xPBC-35
3xPBC-33
3xPBC-33
+2xPBC-15
6xPBC-33
725
885
1210
3050
4546
236
236
236
275
1535
PBC-220
220
200
6192
2035
Bang 12.2: Âàc tênh chu yãu cua chäng set PBC (theo ⎡OCT-8934-58)
Âiãn ap Âiãn ap Âiãn ap choc thung å Âiãn ap choc Âiãn ap dæ cua chäng set
âënh
mæc
[kV]
lam viãc tán sä cäng nghiãp thung xung kêch khi dong âiãn xung kêch co
lån nhát [kV]
[kV]
khi thåi gian biãn âä khac nhau våi âä
phong âëãn tæ1,5 dai âáu song 10µs, [kV]
âãn 20µs,[kV].
(khäng lån hån).
Biãn âä dong [kA].
Khäng
nho hån
Khäng
lån hån
3kA
5kA
10kA
16
3
6
10
3,8
7,6
12,7
9
11
20
13,5
14,5
16
26
38
19
30,5
48
30
45
70
25
42
57
27
45
61
30
50
67
15
19
20
35
110
150
200
25
49
78
200
275
400
60,5
98
250
345
500
85
75
80
88
40,5
110
138
200
125
285
375
530
122
315
435
630
130
335
465
670
143
367
510
734
12.4. CHÄNG SET VAN TÆ
Trong chäng set van tæ, dæåi tac dung cua tæ træång hä quang giæa cac âiãn cæc se di chuyãn
dæåi täc âä lån doc theo khe hå vong xuyãn, do âo se dã bë thäi tàt. Sau khi hä quang tàt cæång âä cach
âiãn cua khe hå âæåc khäi phuc nhanh chong. Âiãn trå khäng âæång thàng cua cac tám vilêt âæång kênh
φ180mm, nàng læc thäng qua dong âiãn co song vuäng va âä dai song 2000 µs co thã tåi 400 A. Trë sä
nay phu håp våi cac tham sä cua qua âiãn ap näi bä trong læåi âiãn ap tåi 220 kV. Do âo chäng set van tæ
con co kha nàng han chã phán lån cac loai qua dong näi bä trong læåi âiãn nay. Å âiãn ap 300 va 500kV
176
âã han chã qua âiãn ap näi bä cán thäng qua dong âiãn nhiãu hån næa. Cac chäng set van tæ dung âã bao
vã tram cua nga kê hiãu la PBM Γ va loai bao vã may âiãn la PBM âæåc chã tao å cac cáp 3, 6,10 kV, cac
âàc tênh cho trong bang 12-2 va 12-3.
Bang 12.3: Âàc tênh cua chäng set van tæ
Âiãn ap Âiãn
ap Âiãn ap choc thung å Âiãn ap choc thung Âiãn ap dæ cua chäng set
âënh
mæc
[kV]
lam viãc tán sä cäng nghiãp xung kêch khi thåi khi dong âiãn xung kêch
lån nhát
[kV].
[kV]
gian phong âiãn tæ co âä dai âáu song 10µs,
1,5 âãn 20µs [kV]. Våi cac biãn âä khäng
lån hån.
Khäng
nho hån
Khäng
lån hån
3 [kV]
5
[kV]
10
[kV]
3
6
10
20
35
110
150
220
330
500
3,8
7,6
12,7
25
40,5
100
138
200
295
420
7,5
15
25
42
70
170
235
340
485
660
9,5
18
30
51
83
195
270
390
560
760
9
17
28
9
17
28
60
97
245
340
475
680
970
9,5
18
30
11
20
33
65
65
72
105
265
370
515
740
1130
105
265
370
515
740
116
295
410
570
820
1060 1170
12.5. VAN CHÄNG SET Ä XÊT KIM LOAI
1. Cáu tao va nguyãn li hoat âäng
Chäng set van âa thay âäi mät cach cå ban trong khoang hån 20 nàm trå lai âáy ca vã cáu truc
lán nguyãn li lam viãc. Loai van chäng set co khe hå phong âiãn kiãu tám phàng va phat triãn lãn loai co
khe thäi tæ va âiãn trå cacbit silic (SiC) màc näi tiãp âa âæåc thay thã bàng van chäng set khäng co khe
hå phong âiãn.
d
U
c
b
A
a
logI
Hçnh 12-8: Âàc tênh dong âiãn-âiãn ap cua âiãn trå oxit kim loai
a)Âoan tuyãn tênh dæåi, b)Âiãm nhon, c)Âoan phi tuyãn ro rãt,
d)Âoan tuyãn tênh trãn, A- Âiãm lam viãc co âiãn ap thæång xuyãn
177
Van chäng set måi khäng co khe hå phong âiãn ma dæa trãn âiãn trå ä xêt kim loai (MO) co âàc
tênh U-I hoan toan phi tuyãn va co kha nàng háp thu nàng læång rát cao. Chung âæåc biãt âãn nhæ loai van
chäng set äxit kim loai (MO).
Van chäng set MO khäng “phong âiãn” do váy khäng âënh nghéa âiãn ap phong âiãn. Khi âiãn
ap tàng van chäng set chuyãn ngay tæ trë sä âiãn trå lån sang âiãn trå nho theo dang âàc tênh U-I nhæ hçnh
12-8.
Khi âiãn ap giam lai trë sä Uc van chäng set lai duy trç tênh dán âiãn kem. Mæc bao vã cua van
chäng set MO âæåc xac âënh bàng âiãn ap dæ cua no.
Âiãn ap dæ âæåc âënh nghéa nhæ gia trë âènh cua âiãn ap å âáu cæc van chäng set khi co dong
âiãn set chay qua.
Dong âiãn set co dang song giæa 1/9 µ s va 1/1 µ s thã hiãn bæåc song qua âiãn ap va âiãn ap
dæ phäi håp co kha nàng so sanh våi âiãn ap phong âiãn ban âáu cua chäng set van thäng dung. Song
xung âiãn ap 8/20 µ s cho âiãn ap dæ gán tæång âæång våi mæc bao vã qua âiãn ap set. Song dong âiãn
våi thåi gian sæån giæa 30 µ s va 100 µ s tæång æng âiãn ap âong må. Âiãn ap dæ tæång æng våi dang
song nay cho mæc bao vã trong træång håp co æng suát âong må. Cac træång håp sæ cä trám trong, co kha
nàng van chäng set bë qua tai. Trong cac træång håp nhæ váy (vê du nhæ âiãn ap tàng tæ mät mæc tåi mæc
sau) thç sæ cä tram âát mät pha xay ra trong âiãn trå làp ghep cua van chäng set. Hã thäng thoat ap suát âã
âã phong vo sæ bë nä. Dong âiãn sæ cä cham âát cua hã thäng tai âiãm âàt chäng set van phai nho hån
dong âiãn âam bao cua thiãt bë thoat ap suát cua van chäng set. Cáu truc cua van chäng set MO âæåc mä
ta nhæ hçnh 12-9.
Hçnh 12-9: Tiãt diãn (bä trê
chung cua van chäng set oxit
kim loai kiãu EXLIMQ.
1.âáu så cáp, 2.thiãt bë xa
ap suát ,3.chäng âiãn trå MO
4. sæ cach âiãn, 5.âáu näi âát,
6.âáu thoat ap suát
2. Æng dung va cach læa chon
Van chäng set âæåc sæ dung âã bao vã thiãt bë va tram quan trong (âàc biãt la may biãn ap âiãn
læc) chäng lai qua âiãn ap khê quyãn va qua âiãn ap âong må. Khi thiãt kã va læa chon van chäng set
thäng dung, cán læu y âiãn ap âanh thung va âiãn ap âãm. Ngoai ra van chäng set MO âæåc chon theo cac
tiãu chuán sau âáy:
178
-Âiãn ap tán sä nguän täi âa.
-Kha nàng háp thu nàng læång.
-Mæc bao vã.
Co thã âat âæåc kha nàng háp thu nàng læång yãu cáu våi cung cáp bao vã bàng cach xãp chäng
cac âiãn trå MO song song. Bàng cach gáp âäi sä chäng la co thã co mæc bao vã tháp hån va kha nàng
háp thu gán nhæ gáp âäi. Mæc bao vã cán thiãt âæåc tçm ra nhå cac quy tàc phäi håp cach âiãn, trong âo
co chia âä (cac tè sä bao vã) giæa cac mæc bao vã cua van chäng set va âiãn ap xung âënh mæc cua thiãt
bë cán bao vã âæåc xac âënh (hçnh 12-10).
Våi van chäng set MO, âiãn ap lam viãc liãn tuc cæc âai Us la âiãn ap tán sä nguän lån nhát ma
van chäng set co thã chëu âæng âæåc thæång xuyãn. Cæång âä T cua van chäng set chäng lai qua âiãn ap
qua âä UTOV âæåc cho bàng cac âàc tênh âiãn ap/thåi gian ( U TOV= T.UC hoàc UTOV = TR.UR ).
Hã sä T hoàc TR phu thuäc vao loai van chäng set va co thã tçm âæåc trong tai liãu cua nha chã
tao, UR la âiãn ap âënh mæc. Theo IEC 99-4 âiãn ap liãn tuc cua van chäng set phai khäng âæåc tháp
hån trë sä hiãu dung cua âiãn ap tán sä nguän co thã xay ta å âáu cæc láu hån 10 phut trong luc lam viãc.
Âiãn ap nay âæåc xac âënh trãn cå så âiãn ap lam viãc cao nhát tac âäng lãn læåi âang xet å chã âä lam
viãc bçnh thæång. Nãu sä liãu nay khäng âæåc xac âënh ro rang co thã láy bàng âiãn ap cao nhát Um âäi
våi thiãt bë (IEC 71-1).
a) Van chäng set giæa pha va âát
Âäi våi cac hã thäng co täng trå näi âát nho, âiãn ap liãn tuc êt nhát bàng 1,05 lán âiãn ap lam
viãc cao nhát chia cho 3 . Âäi våi cac hã thäng co sæ cä tram âát âæåc bu hoàc trung tênh cach li, âiãn
ap liãn tuc co thã láy êt nhát bàng âiãn ap lam viãc cao nhát.
Hçnh 12-10 Phäi håp cach âiãn cho
læåi täng näi âát tháp. (cE= 1,4) trong
u
4
khoang C (Um ≥300Kv theo IEC 71-1
tæång æng våi gia trë âènh cua âiãn ap
pha -âát.
d
urB
urs
Urs -âiãn ap chëu xung set âënh mæc .
UrB -âiãn ap chëu xung âong må âënh mæc.
a: âiãn ap pha âát tán sä nguän max.
cE hã sä sæ cä tram âát,b: âiãn ap pha âát
tán sä nguän max våi sæ cä cham âát å pha
bãn canh, d: qua âiãn ap (âæåc han chã bàng
van chäng set âãn Up ).
Up mæc bao vã cua van chäng set
CB giåi han an toan våi âiãn ap xung set
CS giåi han an toan våi xung âong må
3
2
CB
Cs
Up
b
1
CE
a
b) Van chäng set giæa cac pha
Âiãn ap liãn tuc täi thiãu phai bàng 1,05 lán âiãn ap lam viãc cao nhát.
c) Van chäng set âiãm trung tênh
179
Âäi våi cac hã thäng co täng trå näi âát tháp, âiãn ap liãn tuc nhán âæåc tæ âiãn ap âënh mæc tao
nãn. Âäi våi cac hã thäng co sæ cä tram âát âæåc bu hoàc trung tênh cach li, âiãn ap liãn tuc täi thiãu co
thã láy bàng âiãn ap lam viãc lån nhát chia cho 3 .
3. Cac trë sä âiãn hçnh cua van chäng set våi cac mæc âiãn ap âiãu chènh
Våi cac van chäng set MO khäng co khe hå phong âiãn, âiãn ap lam viãc liãn tuc Uc phai âæåc
læa chon theo hã sä cham âát Ce= 3 . Bang 12-4 cho tháy cac trë sä âiãn hçnh âäi våi cac læåi täng trå
näi âát nho ( Ce=1,4) va cac hã thäng khäng näi âát ( Ce = 3 ) khäng co qua âiãn ap qua âä nao khac.
Van chäng set trong læåi phán phäi dæåi 30 kV (vê du cac may biãn ap làp trãn cät ) thæång âæåc
thiãt kã våi dong âiãn set âënh mæc la 5 kA. Van chäng set 10 kA âæåc sæ dung cho cac mang thæång
co nguy cå bë set âanh.
Dong âiãn set âënh mæc 10 kA cán phai luän luän âæåc læa chon cho van chäng set træåc âæång
cap. Van chäng set dung cho cac âiãn ap trãn 30 kV luän co dong âiãn set âënh mæc la 10 kA. Van
chäng set âæåc âàt song song våi âäi tæång âæåc bao vã thæång giæa pha va âát. Vç vung bao vã trong
khäng gian bë giåi han, cac van chäng set phai âæåc näi cang gán bä phán bao vã cang tät . Cac sä liãu
gán âung âäi våi vung bao vã âæåc cho trong bang 12-4.
Bang 12.4: chon van chäng set MO våi âiãn ap âënh mæc Ur
(khäng xay ra qua âiãn ap qua âä khac)
Âiãn ap hã thäng âënh
Van chäng set pha
Ur våi Ce= 1,4 Ur våi Ce=
kV kV
Van chäng set trung tênh
mæc Un,
3
Ur våi Ce=1,4
kV
Ur våi Ce= 3
kV
kV
6
10
20
30
6
12
21
30
9
15
30
45
90
-
-
-
-
-
-
-
-
-
66
60
-
110
138
220
345
380
500
96
150
72
84
90
132
150
192
90
-
120
192
276
330
420
-
-
-
-
-
-
-
-
-
Hiãn nay hang ABB co chæång trçnh truyãn song âã nghiãn cæu cac thiãt bë âong càt lån co kha nàng
tênh toan cac thay âäi theo thåi gian cua âiãn ap å cac vë trê thêch håp trong tram.
Vung bao vã cua van chäng set - cac trë sä chuán
Âiãn ap cæc âai cua
thiãt bë Um [ kV]
Vung âæåc bao vã
Lmax [m]
Chiãu dai dán âãn van
chäng set a[ m]
<= 36
123
245
8
15
20
20
2
5
10
15
420
180
Trong cac tram trung gian va cao ap co cac âæång cap vao cán tênh âãn qua âiãn ap phan xa
khäng kã sæ han chã cua song truyãn trong cap.
Våi âoan cap ngàn ( LK <= 5m) , van chäng set A1 phai âàt âã bao vã cap va van chäng set A3
âã bao vã may biãn ap ( xem hçnh 12-11). Tuy nhiãn khi nãu LK> 5m cap phai âæåc bao vã ca hai phêa
bàng van A1 va A2.
Trong træång håp nay nãu khoang cach do van A2 bao vã lån hån L1 thç van A3 bao vã may biãn
ap co thã khäng cán thiãt. Bä âãm set co thã âæåc sæ dung âã giam sat van chäng set. Chung âæåc näi
vao dáy näi âát cua van chäng set , van chäng set phai âæåc cach âiãn våi âát.
Lk
L1
A1
A2
A3
Hçnh 12-11: Bao vã qua âiãn ap våi cap dán âãn may ngàt
12.6. CHÄNG SET VariSTAR UItraSIL
1. Giåi thiãu chung
Thã hã chäng set loai måi UItraSIL cua hang Cooper Power System âa hoan thiãn nhæng æu
âiãm cua cäng nghã chäng set co vo boc bàng polymer âo la kêch thæåc va trong læång giam nho, cung
våi âä an toan âæåc náng cao. Chäng set UItraSIL sæ dung loai vát liãu æu viãt hiãn nay âæåc cháp nhán
räng rai trong cäng nghiãp la cao su cone lam vo boc. Viãc dung cac âéa MOV (âiãn trå phi tuyãn oxid
kem) våi cac âàc tênh âiãn hoc cao cáp lam cho chäng set loai UItraSIL co kha nàng bao vã qua âiãn ap
hån hàn cho cac læåi phán phäi. Cac âéa MOV chã tao âãu phai qua cac kiãm tra chát læång nghiãm ngàt
tæ kháu bàt âáu cho âãn kháu hoan tát trong dáy chuyãn san xuát. Mäi âéa MOV sau khi âæåc san xuát
âãu phai qua mät loat cac thæ nghiãm âiãn hoc nhàm bao âam cho âéa co âæåc chát læång cao nhát. Nhå
váy, cac âéa MOV nay co âæåc âä tin cáy rát cao trong chæc nàng bao vã khi lam viãc ngay ca sau nhiãu
nàm sæ dung.
Chäng set UIt raSIL co cac loai 5kA va 10kA, cáp 1 theo tiãu chuán IEC-99-4.
2. Cáu tao
Chäng set UIt raSIL gäm mät chäng cac âéa MOV våi hai âiãn cæc å hai âáu. Toan bä cac âéa âæåc boc
keo epoxy gia cæång bàng såi thuy tinh trong mät qui trçnh san xuát hoan toan tæ âäng hoa. Sau khi âæåc
gia nhiãt âã thanh mät khäi læång væng chàc vã màt cå hoc co thã chëu âæng cac æng suát âiãn hoc, cå
hoc, trong cac âiãu kiãn mäi træång khàt khe. Låp vo boc sau âo âæåc làp vao va kãt dênh chàt våi khäi
cac âéa MOV tao thanh mät thã chàc chàn co âä bãn âiãn cao. Sau khi làp rap, mäi chäng set âãu phai trai
qua mät loat cac thæ nghiãm háu bao âam kha nàng lam viãc cao nhát.
Vo boc cao su Silicone âa phai trai qua rát nhiãu thæ nghiãm khi thiãt kã nhàm xac âënh hçnh
dang täi æu cac tai.
Âàc âiãm
Ngoai ra cac thê nghiãm trong thåi gian dai trong cac âiãu kiãn mäi træång khac nhau cung
chæng to tênh æu viãt cua cao su silicone UItraSIL vã âä bãn, nãu so våi cac vát liãu polimer khac. Cac thê
181
nghiãm tiãn hanh å cac phong thê nghiãm âäc láp âa xac nhán tênh hån hàn cua vát liãu silicone vã cac
màt chäng bam næåc, kha nàng chëu tia tæ ngoai cung nhæ kha nàng chäng phong âiãn bã màt trong cac
mäi træång ä nhiãm, tênh trå âäi våi cac hoa chát, tênh än âënh nhiãt va nhiãu âàc tênh cach âiãn cå ban
khac.
Hçnh 12-12:Chäng set UitraSIL 10kV va màt càt minh hoa
Cao su silicone con co kha nàng khang sæ sinh säi cua nám mäc, va khäng bàt chay. Khi dong sæ
cä la 20 kA hay lån hån, bä phán cach li (tuy chon) se hoat âäng va cach li phán âáu näi âát cua chäng
set. Nhå váy tranh sæ cä vénh viãn træång håp chäng set bë ngàn mach bãn trong, màt khac se dã dang
phat hiãn va thay thã chäng set bë sæ cä.
Bang 12.5: Mät sä loai chäng set VariSTAR
Loai chäng set
UNS
UHS
- Âiãn thã hã thäng
- Âiãn thã âënh mæc cua chäng set
- Tán sä hã thäng
- Tiãu chuán thiãt kã va thæ nghiãm
- Dong phong âiãn âënh mæc
- Cáp phong âiãn
3 - 36 kV
3 - 36 kV
50 - 60 Hz
IEC 99 - 4
5 kA
3 - 72 kV
3 - 60 kV
50 - 60 Hz
IEC 99 - 4
10 kA
-
1
- Mæc chëu âæng dong cao
- Cáp xa ap læc
65 kA
100 kA
20 kA (hiãu dung âäi 20 kA (hiãu dung âäi
xæng) (B) xæng) (B)
182
3. Hoat âäng
Chäng set UItraSIL co hoat âäng giäng nhæ cac chäng set khäng khe hå khac. Trong âiãu kiãn
xac láp, âiãn ap trãn chäng set la âiãn ap pha cua læåi âiãn. Khi co qua âiãn ap, láp tæc chäng set giåi han
qua âiãn ap å mæc bao vã cán thiãt bàng cach dán dong xung xuäng âát. Khi tçnh trang qua âiãn ap âa qua
räi, chäng set quay trå vã tçnh trang cach âiãn nhæ træåc, va chè dán dong ro rát nho.
4. Cac læu y chung âã læa chon chäng set
Âënh mæc cua chäng set la gia trë âiãn ap pha å tán sä cäng nghiãp lån nhát ma chäng set âæåc
thiãt kã va thæ nghiãm theo tiãu chuán IEC. Bang 12.5 hæång dán chung âã læa chon trë âënh mæc chäng
set thêch håp våi âiãn ap cua hã thäng âa cho.
Chäng set khäng khe hå phai âæåc læa chon âáy âu våi cac phu kiãn, chëu âæng âæåc âiãn ap pha
å tán sä cäng nghiãp trong tát ca cac âiãu kiãn ván hanh cua hã thäng.
Âiãn thã lam viãc liãn tuc
Chon så bä trãn cå så la "Âiãn ap lam viãc liãn tuc cua chäng set MCOV co Uc bàng hoàc lån
hån âiãn ap pha lån nhát cua hã thäng".
Qua âiãn ap tán sä cäng nghiãp (qua âiãn ap näi bä)
Tiãu chuán thæ 2 âã læa chon chäng set dæa vao mæc âä näi âát cua hã thäng. Khi co sæ cä mät
pha cham âát, trong âiãu kiãn âiãn ap hã thäng co gia trë lån nhát, âiãn ap âënh mæc cua chäng set âæåc
chon phai lån hån âiãn ap tàng cao trãn cac pha khäng cham âát. Cán læu tám âàc biãt âãn cac hã thäng
co hã sä näi âát kem, hã thäng khäng näi âát, hã thäng näi âát kiãu cäng hæång hoàc âäi våi cac hã thäng
co cac âiãu kiãn lam viãc khäng bçnh thæång nhát âënh. Tuy váy, tuy theo âiãu kiãn lam viãc cu thã cua
hã thäng ma co thã læa chon âiãn ap âënh mæc cua chäng set mät cach thêch håp miãn la khäng vi pham
kha nàng chëu âæng qua âiãn ap tam thåi cua chäng set. Cac sæ cä trãn læåi âiãn co thã gáy ra cac qua
âiãn ap tam thåi tán sä cäng nghiãp våi gia trë væåt qua mæc âiãn ap lam viãc liãn tuc MCOV hoàc ngay
ca âiãn ap âënh mæc chäng set co thã chëu âæng. Khi âo cán quan tám âãn mæc qua âiãn ap (so våi thåi
gian bao vã dæ træ cua hã thäng), cung nhæ mæc nàng læång cua dong phong âiãn. So våi hã thäng cho
phep lam viãc khi co cham âát mät pha trong thåi gian qua 10000 giáy, cán dung chäng set co âiãn ap
âënh mæc lam viãc liãn tuc bàng våi âiãn ap dáy cua hã thäng.
Bang 12.6: Læa chon âiãn ap âënh mæc cua chäng set VariSTAR
Âiãn ap cua hã thäng (kV)
Âënh mæc cua chäng set (kV)
Hã thäng 3 pha Hã thäng 3 pha 3 Hã thäng 3 pha näi ∆
Âënh mæc
Lån nhát
4
dáy näi
Y
dáy näi Y trung khäng näi âát hay näi Y
trung tênh näi tênh näi âát træc nhæng trung tênh näi âát
âát làp lai
3
tiãp tai nguän
qua âiãn khang
3.3
3.7
6
6
6.6
7.3
6
9
9
10.0
11.0
16.4
22.0
33.0
47.0
66.0
11.5
12.0
18.0
24.0
36.3
52.0
72.0
9
9-10
15
18-21
27-30
39-48
54-60
12
12
-
24
36
54
60
12-15
12-15
18-21
24-27
36-39
60
-
183
Trong mät sä cac âiãu kiãn lam viãc âàc biãt cua hã thäng nhæ khi âong âiãn may biãn ap våi
mät sä kiãu âáu dáy nhát âënh va hiãn tæång cäng hæång co thã xay ra, cac chäng set luc áy se chëu cac
qua âiãn ap. Sau âáy la bang læa chon chäng set cua Cooper Power Systrems ap dung cho tæng hã thäng
riãng le.
5. Cac âàc tênh thæ nghiãm
Chäng set VariSTAR UItraSIL âæåc thiãt kã va thæ nghiãm theo tiãu chuán IEC 99-4.
Thæ nghiãm chu ky lam viãc
Âäi våi chäng set UNS: 20 lán dong xung 5 kA, dang song 8/20 µs, sau âo la hai lán dong xung
cao 65 kA âènh (dang song 4/10 µs).
Âäi våi chäng set UNS: 20 lán dong xung 10 kA dang song 8/20 µs, sau âo la hai lán dong xung
cao 100 kA âènh (dang song 4/10 µs).
Kiãm tra kha nàng chëu âæng dong xung trong thåi gian dai
Âäi våi chäng set UNS: 18 lán dong xung 75 kA trong thåi gian 1000 µs.
Âäi våi chäng set UHS: 18 lán dong xung å mæc nàng læång phong theo tiãu chuán IEC cáp 1
(xáp xè 250A, 2000 µs). Sau mäi thæ nghiãm, cac chäng set ván å trang thai än âënh nhiãt nhå cac kiãm
tra sau:
• Dong ro co gia trë giam liãn tuc trong vong 30 phut khi chäng set âæåc phong âiãn å âiãn ap
Uc.
• Khäng co biãu hiãn suy giam vã màt cáu tao hay vã cac âàc tênh âiãn hoc.
• Âiãn ap phong âiãn å 5kA hay 10kA âæåc âo læång sau mäi lán thæ nghiãm thay âäi êt hån 5%
so våi gia trë ban âáu.
Tát ca cac thæ nghiãm âãu âæåc thæc hiãn trong cac phong thê nghiãm âäc láp, theo tiãu chuán
IEC - 99-4.
Kiãm tra kha nàng chëu âæng dong ngàn mach
Cac thæ nghiãm nay se chæng minh kha nàng chëu âæng dong sæ cä ma khäng bë nä chäng set.
Tát ca cac vo boc chäng set UItraSIL âãu âæåc kiãm tra phu håp våi cac yãu cáu âæåc liãt kã trong IEC -
99 - 4/IEC - 99 - 1 va la loai khäng nä.
Bang 12.7: Kiãm tra kha nàng chëu âæng ap suát
Loai chäng set
UNS/UHS
Cáp chëu âæng ap læc theo
Biãn âä dong sæ cä (kA)
Thåi gian nho nhát tän tai
IEC
B
sæ cä (giáy)
0,8
20
0,5
02
Kha nàng qua âiãn ap tam thåi (TOV)
Kha nàng chëu âæng qua âiãn ap tam thåi å tán sä 60Hz âæåc cho theo âä thë.
Dæa vao âä thë tênh âæåc thåi gian ma chäng set co thã chëu qua âiãn ap (tênh bàng âån vë tæång
âäi våi cå så la MCOV cua chäng set) ma khäng bë hæ hong.
Cac âàc tênh bao vã
Chäng set UitraSIL VariSTAR co kha nàng bao vã qua âiãn ap mät cach hiãu qua cho cac thiãt
bë âiãn trung thã.
Cac âàc tênh bao vã cua ho chäng set UltraSIL cho trãn bang 12-8 va 12-9.
184
Bang 12.8: Cac âàc tênh bao vã - VariSTAR UNS, IN= 5 kA (IEC - 94-4)
Âënh
mæc
CS (kV)
MCOV
Âiãn ap
dæ do
Xung co
âä däc
lån
Âiãn ap dæ khi co xung set dang song 8/20µs (kV)
(kV)
1,5 kA
3 kA 5 kA 10 kA 20 kA 40 kA
3
6
9
2.55
5.1
7.65
8.4
10.2
12.7
15.3
17
19.5
22.0
24.4
27.0
29.0
10.9
21.8
31.4
32.7
41.1
51.3
61.6
65.4
76.3
86.3
96.2
107.0
115.0
9.0
9.7
10.4
2.08
30
11.4
13.0
15.1
30.2
43.5
45.3
56.9
71.1
85.3
90.6
106.0
120.0
133.0
148.0
160.0
17.9
25.8
26.9
33.8
42.2
50.6
53.7
62.7
71.0
79.1
87.8
94.7
19.4
28.0
29.1
36.5
45.7
54.8
58.2
67.8
76.8
85.6
95.1
103.0
22.7
32.8
34.1
42.9
53.6
64.3
68.2
79.6
90.1
100.0
112.0
120.0
26.0
37.4
38.9
48.9
61.1
73.4
77.9
90.8
103.0
115.0
127.0
137.0
10
12
15
18
21
24
27
30
33
36
31.2
39.2
49.0
58.5
62.4
72.8
82.4
91.8
102.0
110.0
Bang 12-9: Cac âàc tênh bao vã - VariSTAR UHS, IN =10 kA (IEC-99-4)
Âënh
mæc
CS
MCOV Âiãn ap Âiãn ap dæ khi co xung set dang song 8/20 µs (kV)
Âiãn ap dæ do
xung âong càt
âæång dáy dang
song 30/60 µs
(kV)
(kV)
dæ do
xung
(kV)
co âä
däc lån
1,5kA
8.6
3 kA
9.1
5 kA
9.1
10 kA
10.4
20.8
30.0
31.2
39.2
49.0
58.8
62.4
72.8
82.4
91.8
102.0
110.0
20 kA
11.5
23.0
33.2
34.5
43.3
54.2
65.0
69.0
40 kA
13.0
25.9
37.4
38.9
48.8
61.0
73.2
77.7
125 A 500 A
3
6
9
2.55
5.10
7.65
8.40
10.2
12.7
15.3
17.0
19.5
22.0
24.4
27.0
29.0
31.5
34.0
36.5
39.0
42.0
48.0
11.3
22.6
32.6
33.9
42.6
53.2
63.9
67.8
7.4
7.9
17.2
24.8
25.8
32.4
40.4
48.5
51.5
60.1
68.0
75.8
84.2
90.8
99.1
107.0
116.0
124.0
134.0
150.0
18.2
26.3
27.4
34.4
43.0
51.6
54.7
63.9
72.3
80.5
89.5
96.5
18.2
26.3
27.4
34.4
43.0
51.6
54.7
63.9
72.3
80.5
89.5
96.5
14.8
21.4
22.2
27.9
34.9
41.9
44.4
51.9
58.7
65.4
72.7
78.4
85.5
92.6
99.7
107.0
115.0
130.0
15.9
22.9
23.8
29.9
37.4
44.8
47.6
55.5
62.8
70.0
77.8
83.9
91.5
99.1
107.0
114.0
124.0
139.0
10
12
15
18
21
24
27
30
33
36
39
42
45
48
54
60
79.1
89.5
99.7
80.5
91.1
90.7
103.0
114.0
127.0
137.0
149.0
162.0
174.0
187.0
202.0
227.0
101.0
113.0
122.0
133.0
144.0
155.0
166.0
179.0
201.0
110.8
119.5
130.3
141.2
152.1
162.9
176.0
197.7
105.0 105.0 120.0
114.0 114.0 130.0
123.0 123.0 140.0
132.0 132.0 150.0
142.0 142.0 162.0
160.0 167.0 182.0
185
Chæång 13.
KHANG ÂIÃN
13.1. KHAI NIÃM CHUNG
1. Khai niãm
Khang âiãn la mät cuän dáy âiãn cam co âiãn khang khäng âäi (khäng co loi thep L>>R), dung
âã han chã dong ngàn mach âäng thåi duy trç mät trë sä âiãn ap å mæc nhát âënh khi co sæ cä ngàn mach
xay ra.
Âã âiãn khang khäng âäi thç cuän dáy phai khäng co loi thep, vç khi co loi thep thç nãu ngàn
mach xay ra dong tàng lam loi thep bao hoa kãt qua âiãn khang se giam khäng han chã âæåc dong ngàn
mach (Inm).
Tham sä cå ban cua âiãn khang âæåc tênh la
XK% tæång æng âiãn ap våi ∆U % (bo qua âiãn ap trãn
âiãn trå), sut ap pha: ∆Uph = XK .Iâm [V].
Khang âiãn âæåc chon theo âiãn ap âënh mæc,
dong âiãn âënh mæc va XK%, kiãm tra än âënh âäng va än
≅
HT
âënh nhiãt.
MC
2. Yãu cáu cua khang âiãn
a) Qua âiãn ap khäng âæåc phat sinh âanh thung cach
âiãn giæa cac vong dáy va cach âiãn âäi våi âát. Khäng
âæåc phat sinh phong âiãn cuc bä trãn bã màt cua khang
âiãn.
b) Khang âiãn phai co âu âä bãn nhiãt va âiãn âäng.
c) Tän hao cäng suát trong khang âiãn phai êt nhát (tän
hao khäng âæåc gáy phat nong khang âiãn qua mæc cho
phep).
Khang
N
Hçnh 13-1: Khang âiãn: a) hçnh dang
chung ,b) bä trê trong så âä læåi
13.2. LÆA CHON VA KIÃM TRA KHANG ÂIÃN
1. Læa chon khang âiãn
Læa chon khang âiãn theo âiãn ap, dong âiãn va gia trë XK% cán phäi håp våi may ngàt âiãn âa
âàt trong mach cua no, co nghéa la xuát phat tæ âiãu kiãn ngàn mach sau khang âiãn, dong siãu qua âä
khäng væåt qua dong âiãn càt âënh mæc cua may ngàt âiãn.
Vê du hçnh 13-1: ngàn mach tai âiãm N, âiãn khang täng cua hã thäng tæ nguän âãn nåi sæ cä tai
N la:
Icb
IcàtMCÂ
X∑ = XHT + XK
=
(13.1)
- Icb: Dong âiãn cå ban.
- XHT: Âiãn khang hã thäng tênh âãn thanh cai træåc khang âiãn.
- XK: Âiãn khang cua khang âiãn cán tçm. XK tênh theo % æng våi âiãu kiãn dong, ap âënh mæc
nhæ sau:
IâmK .Uâmmang
Ic b .UâmK
IâmK: dong âënh mæc cua khang âiãn
XK
=
(
X∑ − XHT
)
(13.2)
Htt
Trong âo:
186
UâmK: âiãn ap âënh mæc cua khang âiãn.
Uâmmang: âiãn ap trung bçnh âënh mæc nåi âàt khang âiãn.
Tæ (13-2) ta tra bang co sàn chon XK≥XKtt.
Chu y: nãu biãt tiãt diãn cap nho nhát sau khang âiãn thç khi tênh XK% cung tiãn hanh tæång tæ nhæ trãn.
Nhå ràng luc xac âënh XΣ âang le dung dong càt âënh mæc IcàtMCÂ cäng thæc (13-1) thç phai thay bàng
dong än âënh nhiãt cua cap tæång æng Iäâ .
2. Kiãm tra khang âiãn
Sau khi chon khang âiãn ta phai tênh tän hao âiãn ap
trong tçnh trang lam viãc bçnh thæång va âiãn ap dæ trãn thanh
I
I2
I
a)
cai khi ngàn mach sau khang âiãn. Tän thát âiãn ap trong tçnh
trang lam viãc láu dai âäi våi khang âiãn âån âæåc xac âënh nhæ
sau:
I
I
Ilv
IâmK
∆upha = Ilv .XK sin α hay ∆u% = XK
.sin ϕ%.
I
Våi: Ilv dong lam viãc cua nhanh ⇒ coi nhæ chè co âiãn khang
IN
IâmK
nãn sinα =1 co Udæ % = XK %
. Våi IN: dong ngàn mach khi
sæ cä sau khang âiãn. Nãu âiãn ap tháp hån âiãn ap dæ cho phep
UdæCP bàng 0,6Uâm thç phai tênh lai âiãn khang cua khang âiãn
nhæ sau:
I1
b)
Hçnh 13-2: Khang âiãn kep
a) Khi lam viãc bçnh thæång;
b) Khi ngàn mach mät âæång dáy
UdæCP .XHT .IâmK .Uâmmang
X *K(âm)
=
(13.3)
1− UdæCP Icb .UâmK
( )
Våi:
XHT: täng âiãn khang tæång âäi cå ban tênh âãn træåc
âiãm màc âiãn khang.
Uâmmang: âiãn ap âënh mæc cua cáp âiãn ap xay ra ngàn mach.
X*K(âm): âiãn khang tæång âäi cua khang âiãn quy vã âiãu kiãn âënh mæc.
Chuyãn thanh khang âiãn phán tràm
XK % = X *K(âm) .100
tæ âáy chon âiãn khang tiãu chuán.
+Khang âiãn âæåc xem la âam bao än âënh nãu thoa man âiãu kiãn:
I
äââ≥ IXK
(13.4)
Våi Iäââ: dong än âënh âäng (dong lån nhát co thã âi qua âiãn khang ma khäng gáy ra mät sæ biãn dang
nao cua cuän dáy).
+ Âiãu kiãn än âënh nhiãt :
Iäân täân ≥ I∞ . tgt
(13.5)
Mæc än âënh nhiãt cua khang âiãn rát cao, viãc kiãm tra än âënh nhiãt chè cán thiãt våi khang âiãn nho va
thåi gian tän tai ngàn mach lån.
tgt: thåi gian tän tai ngàn mach.
I∝: dong ngàn mach än âënh (xac láp).
Ngoai khang âiãn âån, khang âiãn hai âáu con co khang âiãn kep ba âáu, ngoai thanh phán âiãn cam
con co hä cam (khi lam viãc bçnh thæång hai cuän cung lam viãc thç âiãn khang kep nho hån nhiãu khang
âiãn âån âo la æu viãt hån cua khang âiãn kep, å chã âä ngàn mach tac dung han chã ngang nhau. Tuy
nhiãn khang âiãn âån re hån khang âiãn kep, va thæång dung khi sä âæång dáy êt hån).
187
~ ~ ~
a)
~
~ ~
~
~
d)
c)
b)
Hçnh 13-3: Cac cach näi khang âiãn thäng dung nhát: a)näi âæång dáy nguän cung
cáp;b)näi âæång dáy âi ra; c)näi phán âoan thanh gop
HT
MC
Khang
N
Hçnh 13-4: Âàt khang âiãn han
chã dong âiãn âènh:Dn -âæång kênh
trung bçnh cua khang âiãn,a-khoang
cach giæa âæång tám khang âiãn
va bä phán kim loai:
1.Tæång cät thep;2.Thanh cät
thep(kêch thæåc trãn theo mm)
188
Chæång 14.
BIÃN AP ÂO LÆÅNG
14.1. BIÃN ÂIÃN AP (BU)
1. Chæc nàng va cac thäng sä chênh cua BU
Biãn âiãn ap âo læång dung âã biãn âäi âiãn ap tæ trë sä lån xuäng trë sä thêch håp (100V hay
100/ 3 V) âã cung cáp cho cac dung cu âo læång, råle va tæ âäng hoa. Nhæ váy cac dung cu thæ cáp
âæåc tach khoi mach âiãn cao ap nãn rát an toan cho ngæåi. Cung vç an toan, mät trong nhæng âáu ra cua
cuän dáy thæ cáp phai âæåc näi âát. Cac dung cu phêa thæ cáp cua BU co âiãn trå rát lån nãn co thã coi
BU lam viãc å chã âä khäng tai.
BU bao gäm cac thäng sä chênh nhæ sau:
a) Hã sä biãn âäi âënh mæc
U1âm
Kâm
=
U2âm
&
&
I1
x'2
I0
x1
x0
r
1 I2
r'2
Trong âo: U1âm , U2âm la cac âiãn ap âënh
mæc så cáp va thæ cáp. Âiãn ap så cáp âo
læång âæåc nhå BU qua âiãn ap thæ cáp
gán âung bàng:
&
x'
&
&
U1
&
E'
r0
U2
2 r'
U1 ≈ U2.Kâm
b) Sai sä cua biãn âiãn ap
Xet BU mät pha co så âä thay thã
hçnh 14-1a, trong âo:
z1 = r1 + jx1 : täng trå cuän så cáp.
z2 = r2’ + jx2’ : täng trå cuän thæ
cáp âa qui âäi vã så cáp.
z’ = r’ + jx’ : täng trå phu tai âa qui
âäi vã så cáp;
z0 = r0 + jx0 - täng trå mach tæ.
Theo så âä thay thã dæng âæåc âä
thë vectå cac dong ap (Hçnh 14-1b).
Trãn hçnh 14-2b, cac vectå U’2 va
E’2 cung nhæ I’2 la cac vectå âiãn ap va
dong âiãn âa qui âäi vã phêa så cáp. Qua
âä thë vectå tháy ràng, âiãn ap thæ cáp âa
tàng lãn Kâm lán (tæc U’2), sai khac våi
âiãn ap så cáp U1 ca vã pha lán trë sä. Âo
chênh la do tän thát trong BU gáy nãn.
Sai sä cua BU âæåc xac âënh nhæ sau.
Sai sä trë sä:
.
a)
B
C
&
U1
jI’2(x1+ x’2)
jI’2(r1+ r’2)
A
jI0x1
I0r1
&
U2
&
I'2
δu
&
Φ
I'0
b)
Hçnh 14-1. Biãn âiãn ap mät pha
a) Så âä thay thã; b) Âä thë vectå
Kâm .U2 − U1
∆U% =
.100
U1
Sai sä goc δu(goc lãch giæa U’2 va U1).
Càn cæ vao âä thë vectå hçnh 14-1b co thã xáy dæng âæåc biãu thæc sai sä âiãn ap va sai sä goc
cua no. Theo âä thë co thã viãt âæåc:
189
OA − OC AB
∆U =
≈
,
OC
OC
BC
OC
va δu ≈ sin δu =
Tom lai AB va BC xac âënh sai sä trë sä va sai sä goc cua biãn âiãn ap âäng thåi xet phán thæc va
phán ao cua vec tå AC. Ta co:
'
&
&
&
&
&
&
CA = −AC = −(U1 − U2 ) = −[I0 z1 + I'2 (z1 + z'2 )]
Biãn âäi biãu thæc trãn, tach phán thæc va ao se co:
Ioa r1 + I0 r x 1 + I'2 a (r1 + r'2 ) + I'2 r (x 1 + x '2 )
∆U = −
,
U 1
Ior r1 − I0 a x 1 + I'2 a (r1 + r'2 ) − I'2 a (x 1 + x '2 )
δ u
=
,
U 1
&
&
&
&
&
&
trong âo I0 = Ioa + jIo va I'2 = I'2a +jI'2r
Ta tháy ràng sai sä cua biãn âiãn ap la
mät ham sä phu thuäc vao nhiãu thäng sä.
Dong I0 phu thuäc vao mach tæ, nãn âã giam sai
sä cán dung thep ké thuát âiãn tät âã lam mach
tæ. Dong I2 phu thuäc vao tai thæ cáp, váy cäng
suát cac dung cu phêa thæ cáp khäng âæåc væåt
qua cäng suát âënh mæc cua biãn âiãn ap (Spt ≤
S
âmBU ). Täng trå Z1 va Z2 phu thuäc vao cáu tao
cuän dáy så cáp va thæ cáp cua biãn âiãn ap. Âã
giam sai sä ngæåi ta chon mát âä dong trong cac
cuän dáy cua BU nho hån so våi trong may biãn
ap âiãn læc.
c). Cáp chênh xac cua biãn âiãn ap
Càn cæ va sai sä cua BU ma ngæåi ta âàt
tãn cho cáp chênh xac cho chung. Cáp chênh xac
cua BU la sai sä âiãn ap lån nhát khi no lam
viãc trong cac âiãu kiãn : tán sä 50Hz, âiãn ap
så cáp biãn thiãn trong khoang U1 = (0,9 ÷
1,1)U1âm, con phu tai thæ cáp thay âäi trong giåi
han tæ 0,25 âãn âënh mæc va cosϕ = 0,8. Biãn
âiãn ap âæåc chã tao våi cac cáp chênh xac 0,2;
0,5; 1 va 3.BU cáp chênh xac 0,2 dung cho cac
âäng hä máu trong phong thê nghiãm; cáp 0,5
dung cho cäng tå âiãn, con cáp 1 va 3 dung cho
cac âäng hä âã bang. Riãng âäi våi råle, tuy
theo yãu cáu cua tæng loai bao vã ma cáp chênh
xac cua BU cho thêch håp.
Hçnh 14-2: Biãn âiãn ap dáu mät pha
a)Âiãn ap dæåi 35kV: 1.Thung thep,2.Nàp, 3.Âáu sæ
xuyãn, 4.Mach tæ,5.Cuän dáy så cáp,6.Âáu ra tæ cáp,
7.Chät âã thao nàp,8.Dáu may biãn ap. b)Âiãn ap
35kV
2. Phán loai va cáu tao biãn âiãn ap
Biãn âiãn ap âæåc phán thanh hai loai: khä
va dáu. Mäi loai lai co thã phán theo sä læång pha: biãn âiãn ap mät pha va 3 pha.
190
Tải về để xem bản đầy đủ
25 trang
20750
Free
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Giáo trình Thiết bị điện - Chương 12: Thiết bị chống sét", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên
File đính kèm:
- giao_trinh_thiet_bi_dien_chuong_12_thiet_bi_chong_set.pdf
