Chương 6: Tính toàn buồng dập hồ quang

Chia sẻ: Nguyen Van Dau | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:7

Thêm vào BST

Báo xấu

253
lượt xem 45
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

thiết bị dập hồ quang là bộ phận quan trọng nhất, khi ngắt mạch điện ở đó xảy ra các quá trình cơ bản dập hồ quang và tiếp theo đó là phục hồi độ bền điện giữa các khoảng cách tiếp điểm. Quá trình xảy ra rất phức tạp phụ thuộc vào sự làm việc của kiểu thiết bị dập hồ quang, phụ thuộc khả năng dập hồ quang của thiết bị và phụ thuộc vào đặc tuyết V-A của quá trình đó. Dạng đặc tuyến của quá trình này phụ thuộc vào nguyên tắc tác động của...

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Chương 6: Tính toàn buồng dập hồ quang

§å ¸n m«n khÝ cô ®iÖn cao ¸p §-êng Xu©n Hïng - CH9 Ch-¬ng 6: TÝnh toµn buång dËp hå quang Trong m¸y ng¾t cao ¸p thiÕt bÞ dËp hå quang lµ bé phËn quan träng nhÊt, khi ng¾t m¹ch ®iÖn ë ®ã x¶y ra c¸c qu¸ tr×nh c¬ b¶n dËp hå quang vµ tiÕp theo ®ã lµ phôc håi ®é bÒn ®iÖn gi÷a c¸c kho¶ng c¸ch tiÕp ®iÓm. Qu¸ tr×nh x¶y ra rÊt phøc t¹p phô thuéc vµo sù lµm viÖc cña kiÓu thiÕt bÞ dËp hå quang, phô thuéc kh¶ n¨ng dËp hå quang cña thiÕt bÞ vµ phô thuéc vµo ®Æc tuyÕt V-A cña qu¸ tr×nh ®ã. D¹ng ®Æc tuyÕn cña qu¸ tr×nh nµy phô thuéc vµo nguyªn t¾c t¸c ®éng cña thiÕt bÞ vµ vµo c¸c ®Æc ®iÓm kÕt qu¶ tõng chi tiÕt cña nã. TÝnh vµ thiÕt kÕ thiÕt bÞ dËp hå quang lµ mét trong c¸c nhiÖm vô quan träng cña thiÕt kÕ m¸y ng¾t. Trong tÝnh to¸n cÇn ph¶i x¸c ®Þnh c¸c tham sè cña thiÕt bÞ vµ c¸c ®Æc tuyÕn cña nã: C¸c tham sè cña thiÕt bÞ dËp hå quang gåm: - Sè l-îng vµ kÝch th-íc chÝnh cña c¸c ®-êng r·nh dËp hå quang. - Sè l-îng, vÞ trÝ t-¬ng hç vµ trÞ sè c¸c kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c tiÕp ®iÓm trong lóc dËp t¾t hå quang còng nh- kÝch th-íc, h×nh d¸ng cña tiÕp ®iÓm t¹o thµnh c¸c kho¶ng c¸ch. C¸c ®Æc tuyÕn cña thiÕt bÞ dËp hå quang gåm: - §Æc tuyÕn tèc ®é chuyÓn ®éng cña tiÕp ®iÓm dËp hå quang vµ cña van (nÕu cã). - TrÞ sè lín nhÊt cña ®Æc tuyÕn thay ®æi ¸p suÊt cña m«i tr-êng t¹o thµnh khÝ trong vïng dËp hå quang. - Tèc ®é ch¸y cña m«i tr-êng dËp hå quang trong vïng dËp hå quang ë tõng giai ®o¹n dËp hå quang. - Tèc ®é chuyÓn dÞch cña th©n hå quang trong tõ tr-êng (nÕu ¸p dông dËp hå quang b»ng ®iÖn tõ). - Sù thay ®æi ®iÖn ¸p trªn hå quang vµ n¨ng l-îng th¶i ra trong hå quang. - Sù thay ®æi tr¹ng th¸i (®é dÉn tõ, ®é bÒn ®iÖn, nhiÖt ®é,…) mµ gäi lµ th©n d- ë cuèi nöa chu k× cña dßng ®iÖn vµ sù phôc håi ®é bÒn ®iÖn cña kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c tiÕp ®iÓm. Trang 1
§å ¸n m«n khÝ cô ®iÖn cao ¸p §-êng Xu©n Hïng - CH9 Mét sè ®Æc tuyÕn: - Tèc ®é chuyÓn ®éng cña tiÕp ®iÓm. - ¸p lùc cña kh«ng khÝ hay khÝ t¸c ®éng vµo ®Çu r×a cña tiÕp ®iÓm ®éng,… ®-îc sö dông lµm tham sè cho tr-íc ®Ó tÝnh to¸n c¸c kh©u kh¸c cña m¸y ng¾t liªn quan ®Õn c¸c tiÕp ®iÓm cña thiÕt bÞ dËp hå quang (truyÒn ®éng c¬ khÝ, truyÒn ®éng b×nh chøa kh«ng khÝ, van…). Nh- vËy tÝnh chÝnh x¸c kÝch th-íc c¸c chi tiÕt cña thiÕt bÞ dËp hå quang ph¶i tiÕn hµnh tr-íc khi tÝnh vµ gia c«ng c¸c kh©u cña m¸y ng¾t. ThiÕt bÞ dËp hå quang ®iÖn m¸y ng¾t ph¶i tháa m·n yªu cÇu: + DËp t¾t hå quang ®iÖn ch¾c ch¾n ë c¸c ®iÖn ¸p ®Þnh møc cho tr-íc, khi ng¾t c¸c dßng ®iÖn giíi h¹n (cã khi ®Õn chôc kA) trong thêi gian nhÊt ®Þnh. + DËp hå quang ®iÖn ch¾c ch¾n vµ nhanh, kh«ng ch¸y lÆp l¹i khi ng¾t c¸c dßng ®iÖn dung cña ®-êng d©y kh«ng t¶i vµ cña c¸c dßng ®iÖn kh¸ng cña m¸y biÕn ¸p kh«ng t¶i. + Lµm viÖc æn ®Þnh kh«ng thay ®æi c¸c ®Æc tuyÕn ®o¹n ®Çu trong thêi gian vËn hµnh ®· quy ®Þnh vµ sè lÇn ®ãng c¾t ®· quy ®Þnh. + KÕt cÊu ®¬n gi¶n, dÔ gia c«ng vµ thuËn tiÖn trong vËn hµnh. + Tiªu hao m«i tr-êng dËp hå quang (chÊt láng, kh«ng khÝ nÐn hay khÝ) hoµn thµnh thao t¸c quy ®Þnh cÇn ph¶i Ýt nhÊt. Trong khi tÝnh to¸n vµ thiÕt kÕ bÞ dËp hå quang c¸c tham sè cho tr-íc gåm: + S¬ ®å kÕt cÊu cña thiÕt bÞ. + Lo¹i vµ tÝnh chÊt cña m«i tr-êng dËp hå quang. + §iÖn ¸p ®Þnh møc ®Æt vµo tÊt c¶ c¸c kho¶ng c¸ch cña m¸y ng¾t ®ãng liªn tiÕp gi÷a c¸c tiÕp ®iÓm víi nhau vµ ph©n bè ®iÖn ¸p gi¶ ®Þnh (hay ®· tÝnh tr-íc) theo tõng kho¶ng c¸ch riªng. + TrÞ sè dßng ®iÖn ng¾t giíi h¹n lín nhÊt vµ c«ng suÊt ng¾t ®Þnh møc. + TÇn sè cña thµnh phÇn qu¸ ®é ®iÖn ¸p phôc håi vµ hÖ sè t¨ng biªn ®é. + Dßng ®iÖn phô t¶i cña hÖ thèng tiÕp ®iÓm thiÕt bÞ dËp hå quang khi lµm viÖc dµi h¹n. + ¸p suÊt khÝ cho tr-íc trong b×nh chøa vµ trong c¸c èng dÉn khÝ. Trang 2
§å ¸n m«n khÝ cô ®iÖn cao ¸p §-êng Xu©n Hïng - CH9 + Thêi gian dËp hå quang vµ chu tr×nh thao t¸c quy ®Þnh. + Gi¶ ®Þnh c¸c bè trÝ thiÕt bÞ dËp hå quang trong m¸y ng¾t. ThiÕt bÞ dËp hå quang cña m¸y c¾t SF6 cã t¸c dông dËp t¾t hå quang mét c¸ch nhanh chãng ®Ó tiÕp ®iÓm vµ c¸c bé phËn kh¸c kh«ng bÞ hå quang lµm nãng ch¶y dÉn ®Õn háng m¸y c¾t. + ThiÕt bÞ dËp hå quang cña m¸y ng¾t SF6 ®-îc thùc hiÖn trong d¹ng buång kÝn, ®-îc ®æ ®Çy khÝ SF6 vµ trong ®ã cã chøa tiÕp ®iÓm tÜnh vµ tiÕp ®iÓm ®éng. + KhÝ SF6 cã kh¶ n¨ng dËp hå quang vµ cã ®é bÒn ®iÖn tèt do ®ã cã kh¶ n¨ng chÕ t¹o nh÷ng buång dËp hå quang dßng ®iÖn lªn ®Õn 80KA vµ ®iÖn ¸p lªn ®Õn 800KV. + KÝch th-íc buång dËp hå quang m¸y c¾t SF6 nhá gän h¬n m¸y c¾t dÇu, m¸y c¾t kh«ng khÝ. Nguyªn lý dËp hå quang: + Ph-¬ng ph¸p thæi tõ: dïng cuén thæi tõ thæi hå quang, ph-¬ng ph¸p nµy phøc t¹p cho nªn hiÖn nay Ýt ®-îc dïng. + Ph-¬ng ph¸p tù thæi: ng-êi ta t¹o ra c¸c kÕt cÊu sao cho khi tiÕp ®iÓm chuyÓn ®éng tù nã sinh ra sù chªnh lÖch ¸p suÊt vµ khÝ SF6 ®-îc thæi vµo hå quang. Ph-¬ng ph¸p nµy ®¬n gi¶n nªn hiÖn nay ®-îc dïng phæ biÕn. Mét trong nh÷ng c¬ cÊu ®-îc dïng réng r·i lµ c¬ cÊu pitt«ng - tiÕp ®iÓm. Ta cã thÓ thæi hå quang däc trôc hoÆc ngang trôc tiÕp ®iÓm: - Thæi ngang cho hiÖu qu¶ cao tuy nhiªn kÝch th-íc cña buång dËp hå quang lín. - Thæi däc c¸ch thæi nµy cho hiÖu qu¶ thÊp h¬n ph-¬ng ph¸p thæi ngang nh-ng kÝch th-íc buång dËp hå quang cã thÓ ®-îc thu nhá do ®ã nã ®-îc sö dông rÊt phæ biÕn. C¨n cø vµo nh÷ng ph©n tÝch trªn ta chän buång dËp hå quang thùc hiÖn theo ph-¬ng ph¸p tù thæi, thæi ngang. * TÝnh to¸n vµ kiÓm nghiÖm buång dËp hå quang - Chän ®-êng kÝnh cña pitt«ng D = 15cm - ¸p suÊt cña khÝ SF6 trong b×nh ë tr¹ng th¸i æn ®Þnh (kh«ng x¶y ra ®ãng c¾t). Trang 3
§å ¸n m«n khÝ cô ®iÖn cao ¸p §-êng Xu©n Hïng - CH9 Pb® = 3 ata - XÐt ë tr¹ng th¸i c¾t: Trong mçi lÇn ®ãng c¾t pitt«ng chuyÓn ®éng mét kho¶ng l = S2 + x Trong ®ã: S2 = 10 cm lµ ®é më cña tiÕp ®iÓm x = 3,5 cm lµ ®é lón cña tiÕp ®iÓm  l = 10 + 3,5 = 13,5cm L-u l-îng khÝ ch¶y qua lç thæi trong qu¸ tr×nh ®ãng c¾t: V Q t Trong ®ã: V : lµ ®é thay ®æi thÓ tÝch khi c¾t t : ta coi xÊp xØ b»ng thêi gian c¾t t = 100 ms X¸c ®Þnh ®é thay ®æi thÓ tÝch: .D 2 .15 2 V  .h  .13,5  2384 cm 3 4 4 = 2,38 (lÝt)  L-u l-îng khÝ 2,38 Q  23,8 (lÝt/gi©y) 100.10  3 X¸c ®Þnh ¸p suÊt khi nÐn PnÐn - XÐt ë träng th¸i ng¾t ta x¸c ®Þnh ¸p suÊt cña khÝ SF6 ë nöa b×nh phÝa tr-íc pitt«ng. V21 PnÐn = .Pbd V22 Víi: Pbd : lµ ¸p suÊt cña khÝ SF6 trong buång dËp hå quang ë tr¹ng th¸i kh«ng ®ãng ng¾t. Ta chän Pbd = 3 ata V21 thÓ tÝch khÝ SF6 ë trªn pitt«ng V22 thÓ tÝch khÝ SF6 ë d-íi pitt«ng Tæng thÓ tÝch khÝ SF6 trong b×nh dËp hå quang Trang 4
§å ¸n m«n khÝ cô ®iÖn cao ¸p §-êng Xu©n Hïng - CH9 D 2 V21  V22  .z 4 Trong ®ã z lµ chiÒu cao buång dËp hå quang: z = 40 .152  V21  V22  .40  7065cm 3 4 = 7,065 (lÝt) (1) V21 - V22 = V = 2,38 (2) Tõ (1) (2) suy ra V21 = 7,72 (lÝt) V22 = 2,345 (lÝt) ¸p suÊt khÝ nÐn ë phÝa d-íi pitt«ng khi tiÕp ®iÓm ®éng chuyÓn ®éng hÕt hµnh tr×nh: V21 4,72 PnÐn = .Pbd  .3  6 ata V22 2,345 NhËn xÐt: Víi ¸p suÊt nµy vËn tèc cña khÝ SF6 qua lç thæi khÝ cã thÓ ®¹t ®-îc vËn tèc tíi h¹n TÝnh to¸n vËn tèc thanh dÉn ®éng: Tõ ®å thÞ m¸y ng¾t dÇu vÏ ®-êng ®Æc tÝnh quan hÖ gi÷a vËn tèc thanh dÉn ®éng vµ kho¶ng c¸ch gi÷a tiÕp ®iÓm ®éng vµ tiÕp ®iÓm tÜnh cña m¸y ng¾t SF6 gÊp 1,5 lÇn. Tra ®å thÞ ta lÊy vËn tèc cña thanh dÉn ®éng lµ 4m/s Tõ vËn tèc tra ®-îc ta tÝnh thêi gian chuyÓn ®éng cña thanh dÉn ®éng: h 13,5.10 2 t   0.033 (s)  33 (ms) v 4 §å thÞ biÓu diÔn quan hÖ v-s KiÓm nghiÖm buång dËp hå quang Sau khi hå quang t¾t ®iÖn ¸p gi÷a tiÕp ®iÓm ®éng vµ tiÕp ®iÓm tÜnh Trang 5
§å ¸n m«n khÝ cô ®iÖn cao ¸p §-êng Xu©n Hïng - CH9 §ång thêi ®é bÒn ®iÖn cña khÝ SF6 ë kho¶ng kh«ng gi÷a tiÕp ®iÓm ®éng vµ tiÕp ®iÓm tØnh còng ®-îc phôc håi. §Ó hå quang kh«ng ch¸y dËp l¹i sau khi t¾t th× ph¶i tháa m·n ®iÒu kiÖn: dU ph dU b  dt dt Trong ®ã: dU ph : tèc ®é phôc håi ®iÖn ¸p dt dU b : tèc ®é t¨ng ®é bÒn c¸ch ®iÖn dt Umax Uhp Qu¸ tr×nh phôc håi ®iÖn ¸p gi÷a tiÕp ®iÓm ®éng vµ tiÕp ®iÓm tÜnh Gi¶ sö qu¸ tr×nh phôc håi ®iÖn ¸p kh«ng giao ®éng Ta kiÓm tra ®iÒu kiÖn phãng ®iÖn lËp l¹i ë kho¶ng thêi gian ®ñ dµi sau khi hå quang t¾t: XÐt l¹i kho¶ng thêi gian ®ñ dµi ta cã ®iÖn ¸p phôc håi: Uph = Umax = 2 U®mf 2  U ph  24  19,6kV (I) 3 TÝnh ®é bÒn ®iÖn phôc håi: t Uphb® = Uphs(1 - eT ) Trong ®ã: Trang 6
§å ¸n m«n khÝ cô ®iÖn cao ¸p §-êng Xu©n Hïng - CH9 Uphs : ®é bÒn ®iÖn phôc håi kho¶ng kh«ng gian trong tr¹ng th¸i lµm l¹nh khi ¸p suÊt khÝ vµ chiÒu dµi kho¶ng kh«ng gian ®· cho. T : h»ng sè thêi gian lµm l¹nh. Ta xÐt ®iÒu kiÖn ®Ó hå quang kh«ng ch¸y lËp l¹i t¹i kho¶ng thêi gian ®ñ dµi tÝnh tõ lóc hå quang t¾t  Uphb® = Uphs Tõ ®å thÞ ta cã ®é bÒn ®iÖn phôc håi kho¶ng kh«ng gian trong tr¹ng th¸i lµm l¹nh khi ¸p suÊt khÝ vµ chiÒu dµi kho¶ng kh«ng gian ®· cho Uphs = 145 kV (II) Tõ (I) vµ (II) ta thÊy ®é bÒn ®iÖn phôc håi kho¶ng kh«ng gian gi÷a tiÕp ®iÓm ®éng vµ tiÕp ®iÓm chÝnh lín h¬n rÊt nhiÒu so víi ®iÖn ¸p phôc håi. Trang 7