CÔNG DỤNG CỦA MÁY CẮT; CẤU TẠO, NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG
QUY ĐỊNH KIỂM ĐỊNH MÁY CẮT
I- MÁY CẮT TRUNG THẾ:
1/ Công dụng và cấu tạo cơ bản của máy cắt
1.1 Công dụng của máy cắt:
- Máy cắt trung áp được sử dụng với nhiệm vụ chính là đóng ngắt mạch điện, ngoài ra còn đảm nhận vai trò bảo vệ mạch điện khỏi tình trạng xảy ra sự cố như xuất hiện tình trạng bị quá tải, ngắn mạch. Bên cạnh đó, thiết bị này còn có thể thực hiện các chức năng như chuyển đổi dòng điện dung; thực hiện chuyển đổi ON/OFF hay chuyển đổi dòng điện cảm ứng…
1.2 Cấu tạo cơ bản của máy cắt trung thế:
Hiện nay, máy cắt trung áp được thiết kế thành các tủ điện trung thế, được làm từ những nguyên liệu tiêu chuẩn cao, nhỏ gọn và tiện lợi. Cấu tạo của tủ điện trung thế bao gồm nhiều bộ phận và mỗi bộ phận đều đảm nhận những nhiệm vụ nhất định:
- Vỏ tủ: Thường được làm bằng tôn, dày khoảng 2mm và được mạ cách điện nên rất an toàn và chắc chắn.
- Các thiết bị đóng cắt: Các máy cắt trung áp này được đặt độc lập, được bố trí hợp lý và an toàn bằng một cánh phía trong của tủ.
- Máy cắt trung thế cũng có cấu tạo cơ bản gần như máy cắt cao thế, có thể lưu ý các điểm khác biệt sau:
+ Kích thước nhỏ hơn nên thường có 2 dạng: máy cắt ngoài trời sử dụng 3 bộ tiếp điểm chung trong 1 võ và máy cắt hợp bộ sử dụng riêng 3 bộ tiếp điểm trong 3 võ
+ Cần thời gian cắt nhanh hơn để phối hợp bảo vệ với phía cao thế và thường có tần suất cắt cao hơn nên thường sử dụng bộ tiếp điểm chân không như hình sau
Mặt cắt 1 pha của máy cắt hợp bộ dùng máy cắt chân không
- Với công nghệ ngày càng hiện đại, máy cắt trung áp rất ít tiêu hao tiếp điểm chính và có tuổi thọ lâu dài, cơ cấu thao tác thực hiện đơn giản, dễ dàng. Ngoài ra, máy cắt trung áp không gây tiếng ồn khi ngắt dòng điện và không sử dụng vật chất phá hủy môi trường.
2/ Nguyên lý làm việc, phân loại máy cắt trung thế
2.1 Nguyên lý làm việc
- Máy cắt trung áp (trung thế) hay thiết bị đóng cắt trung thế (thiết bị đóng cắt MV) hoạt động với nguồn điện từ 1,0 kV đến 35 kV. Thiết bị này được lắp đặt trong các hệ thống điện khác nhau và được sử dụng để thực hiện nhiệm vụ phân phối năng lượng điện, đóng ngắt điện áp trung thế khi xảy ra các sự cố quá tải và ngắn mạch nhằm bảo vệ các mạch điện và các thiết bị điện khác. Sau đây là một số đặc điểm cơ bản của máy cắt trung áp:
+ Nguồn điện hoạt động của thiết bị là từ 1,0 kV đến 35 kV.
+ Thiết bị có thể lắp đặt ở nhiều trạm biến áp và các thiết bị khác nhau như: máy cắt dầu tối thiểu, máy cắt dầu số lượng lớn, cách điện khí SF6…
+ Có thể sử dụng được trong cả môi trường trong nhà hay ngoài trời, thậm chí là các môi trường khắc nghiệt như: chân không, môi trường dầu hay SF6
2.2 Phân loại
Hiện nay, trên thị trường đang có rất nhiều loại máy cắt trung áp. Mỗi loại sẽ có đặc điểm và vai trò, nhiệm vụ khác nhau khi ứng dụng vào thực tế. Cụ thể như sau:
- VCB (viết tắt của từ Vacuum Circuit Breakers) là thiết bị đóng cắt chân không được thiết kế với dòng cắt ngắn mạch lớn, cường độ từ 15kA -> 50kA.
- VCS (viết tắt của từ Vacuum Contactor Switches) là một loại khởi động từ (contactor) chân không với khả năng đóng cắt rất lớn. Đặc biệt, số lần đóng cắt của VCS có thể lên tới 2,500,000 lần.
- VTS: Máy cắt trung áp này thực chất là một thiết bị chuyển nguồn chân không và thường được lựa chọn để sử dụng đổi từ nguồn lưới với lưới hoặc từ nguồn lưới với máy phát.
- Recloser: Là máy cắt tự đóng lại khi phát hiện sự cố xảy ra chỉ trong 1 khoảng thời gian ngắn được cài đặt trước nhằm đảm bảo tính duy trì điện trên hệ thống.
- LBS: còn được gọi là máy cắt phụ tải với công dụng tương tự như một cầu dao liên động.
- Current Limit Power Fuse: Còn gọi là cầu chì trung thế. Ngoài chức năng đóng ngắt mạch điện, thiết bị này còn có thêm chức năng bảo vệ cho cho LBS và VCS khi nó được kết hợp với LBS.
II- MÁY CẮT CAO THẾ:
1/ Công dụng và cấu tạo cơ bản của máy cắt
1.1 Công dụng của máy cắt:
Máy cắt dùng để đóng cắt mạch điện cao thế khi có dòng tải trong tình trạng bình thường, đặc biệt vẫn đóng cắt tin cậy khi có dòng sự cố do ngắn mạch trên hệ thống mà không gây nên các hư hại nghiêm trọng cho máy cắt.
1.2 Cấu tạo cơ bản của máy cắt cao thế:
Máy cắt cao thế cơ bản
2/ Nguyên lý làm việc, phân loại máy cắt cao thế
2.1 Nguyên lý làm việc
Máy cắt làm nhiệm vụ đóng cắt mạch điện thông qua mạch điều khiển làm tác động lên bộ truyền động. Theo hình vẽ của 2 mạch cấu tạo điển hình cho máy cắt cao thế và trung thế ở trên ta thấy tiếp điểm động nằm ở phía dưới.
Để đóng mạch, bộ truyền động sẽ làm thanh truyền động đẩy tiếp điểm động lên tiếp xúc với tiếp điểm tĩnh.
Để cắt mạch, bộ truyền động sẽ làm thanh truyền động kéo tiếp điểm động xuống, ngay khi tiếp điểm động hở mạch mật độ dòng điện và điện trường tại đó có giá trị rất lớn làm phát xạ nhiệt điện tử và ion hóa tạo nên hồ quang điện, ta có các trường hợp sau:
• Nếu bộ tiếp điểm đặt trong chân không thì hồ quang phát sinh có năng lượng nhỏ nhất nên trong thời điểm đảo dòng điện xoay chiều qua zero hồ quang sẽ tự tắt.
• Nếu bộ tiếp điểm đặt trong khí, cần phải có buồng dập hồ quang và các biện pháp hỗ trợ dập hồ quang như sử dụng tiếp điểm phụ có lò xo gia tốc đề tăng nhanh thời gian cắt, tạo luồng khí nén thổi qua hồ quang để làm nguội và kéo dãn hồ quang, đẩy hồ quang ra xa tiếp điểm động . . .
2.2 Phân loại máy cắt
Thường căn cứ vào phương pháp dập hồ quang chính trong máy cắt để phân loại:
• Máy cắt dầu: sử dụng dầu cách điện làm chất sinh khí dập tắt hồ quang, trong máy cắt nhiều dầu thì dầu còn dùng để cách điện.
• Máy cắt không khí: dùng không khí nén để dập hồ quang.
• Máy cắt chân không: hồ quang điện tự dập tắt trong môi trường chân không.
• Máy cắt khí SF6: hồ quang điện được dập tắt trong môi trường khí SF6 có độ bền điện rất cao.
3/ Các thông số kỹ thuật và yêu cầu của máy cắt cao thế
3.1 Các thông số kỹ thuật
Có rất nhiều thông số kỹ thuật do nhà sản xuất xác định, chủ yếu gồm các số liệu sau:
Thông số Ký hiệu Đơn vị .
Điện áp định mức Udm kV
Dòng điện định mức Idm A
Tần số định mức fdm Hz
Điện áp tăng cao tần số công nghiệp Upfw kV
Điện áp xung sét UBIL kV
Dòng ngắn mạch Isc kA
Thành phần DC của dòng ngắn mạch kDCoSC %
Thời gian ngắn mạch tsc S
Tỉ số FPTC KUFPTC lần
Chu trình đóng cắt O - t1 - CO - t2 - CO
Thời gian cắt tb mS
Sai lệch thời gian cắt giữa các pha tofp mS
Trong đó:
• Điện áp tăng cao tần số công nghiệp: điện áp tối đa trong thời gian 1 phút ở tần số định mức mà máy cắt chịu được.
• Điện áp xung sét: khả năng chịu đựng điện áp xung sét chuẩn dạng 1,2/50 μS.
• Dòng ngắn mạch: dòng sự cố tối đa mà máy cắt chịu được tương ứng với thời gian ngắn mạch.
• Thành phần DC của dòng ngắn mạch: với dòng lớn khi ngắn mạch có thể phát sinh thành phần DC do các phần tử phi tuyến gây ra như: mạch từ bị bảo hòa, các mối nối (nơi tiếp xúc) của các kim loại khác nhau . . .
• Thời gian ngắn mạch: thời gian máy cắt chịu được ứng với dòng ngắn mạch.
• Tỉ số FPTC: tỉ số giữa điện áp pha sự cố và điện áp pha bình thường, được sử dụng để chọn Udm của máy cắt. Trong các tính toán và khảo sát thực nghiệm nhận thấy chọn KUFPTC = 1,3 trong mạch có nối đất trực tiếp là thích hợp.
• Chu trình đóng cắt: t1 là thời gian đóng lại lần đầu sau khi cắt thường có giá trị 0,3S, t2 là thời gian đóng lại lần 2 sau khi cắt lần 2 thường là 15S hoặc 3 phút.
Trong trạng thái vận hành bình thường cả 2 lò xo đóng và cắt đều dược nén, do đó sau khi cắt lần đầu có thề đóng lại nhanh do thời gian phục hồi trạng thái cách điện và ổn định khí SF6 khá nhỏ, nhiệt độ tiếp điểm tuy cao nhưng vẫn cho phép đóng vận hành được.
Trong trạng thái sau khi cắt lần 2, cả 2 lò xo đóng và cắt đều dãn, cấn phải có thời gian để nạp lò xo đóng và thời gian để nhiệt độ tiếp điểm hạ xuống mức cho phép vận hành.
3.2 Yêu cầu của máy cắt
Các máy cắt phải đạt được các yêu cầu chính sau:
• Có tính dẫn điện rất tốt trong trạng thái đóng (điện trở tiếp xúc <40μΩ)
• Có tính cách điện rất tốt trong trạng thái mở (điện trở cách điện >3000MΩ )
• Thời gian đóng cắt cực nhanh (~45mS)
• Không sinh quá điện áp trong quá trình đóng cắt.
• Vận hành với độ tin cậy cao.
III- QUY ĐỊNH KIỂM ĐỊNH MÁY CẮT
Máy cắt có cấp điện áp trên 1.000V (01kV) là thiết bị điện có yêu cầu bắt buộc kiểm định theo quy định tại Thông tư số 33/2015/TT-BCT của Bộ Công thương.
3.1 Thời hạn kiểm định của Máy cắt
Tương tự như các thiết bị, dụng cụ điện có cấp điện áp trên 1.000V khác quy định tại Thông tư, chu kỳ kiểm định của Máy cắt khi:
• Kiểm định lần đầu: thực hiện kiểm định trước khi đưa vào sử dụng;
• Kiểm định định kỳ: thực hiện kiểm định trong quá trình sử dụng, vận hành. Chu kỳ kiểm định tối đa không quá 36 tháng;
• Kiểm định bất thường: thực hiện kiểm định sau khi sửa chữa; hoặc khi có yêu cầu của cơ quan chức năng có thẩm quyền.
3.2 Tiêu chuẩn, quy chuẩn áp dụng
TCVN 8096 – Tủ điện đóng cắt và điều khiển cao áp
• TCVN 8096-107:2010 (IEC 62271-107:2005), Tủ điện đóng cắt và điều khiển cao áp - Phần 107: Cầu dao kèm cầu chảy xoay chiều dùng cho điện áp danh định lớn hơn 1kV đến và bằng 52kV;
• TCVN 8096-200:2010 (IEC 62271-200:2005), Tủ điện đóng cắt và điều khiển cao áp - Phần 200: Tủ điện đóng cắt và điều khiển xoay chiều có vỏ bọc bằng kim loại dùng cho điện áp danh định lớn hơn 1kV đến và bằng 52kV;
• TCVN 6615-1:2009 (IEC 61058-1:2008), về thiết bị đóng cắt dùng cho thiết bị - Phần 1: Yêu cầu chung;
• TCVN 6615-2-1:2013 về thiết bị đóng cắt dùng cho thiết bị - Phần 2-1: Yêu cầu cụ thể đối với thiết bị đóng cắt lắp trên dây mềm;
• TCVN 6615-2-4:2013 về thiết bị đóng cắt dùng cho thiết bị - Phần 2-4: Yêu cầu cụ thể đối với thiết bị đóng cắt lắp độc lập;
• TCVN 6615-2-5:2013 về thiết bị đóng cắt dùng cho thiết bị - Phần 2-5: Yêu cầu cụ thể đối với bộ lựa chọn chuyển đổi;
• QCVN QTĐ-5:2009/BCT - Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về kỹ thuật điện - Tập 5: Kiểm định trang thiết bị hệ thống điện;
3.3 Quy trình kiểm định
a. Kiểm tra bên ngoài;
b. Đo điện trở cách điện;
c. Đo điện trở của các cuộn dây;
d. Kiểm tra độ bền của điện môi;
e. Đo điện trở tiếp xúc;
f. Đo các thông số đóng cắt thiết bị;
g. Kiểm tra hoạt động của các cơ cấu an toàn, các bộ phận có chức năng bảo vệ.
* Lưu ý: - Etsc tổng hợp các thông tin từ Internet và các nguồn có sẵn khác.
- Các tổ chức hay cá nhân có thể tham khảo các thông tin này. Tuy nhiên ETSC không chịu bất cứ trách nhiệm gì khi khách hàng sử dụng thông tin này (mà chưa tự kiểm chứng) và/ hoặc có gây hại cho tổ chức cá nhân sử dụng.
Mọi thắc mắc hay yêu cầu về dịch vụ kiểm định kỹ thuật an toàn thiết bị, dụng cụ điện, quý khách hàng liên hệ để được giải đáp hoặc để lại thông tin liên lạc để được hỗ trợ tốt nhất.
CÔNG TY CP KIỂM ĐỊNH VÀ THÍ NGHIỆM ĐIỆN MIỀN NAM (ETSC)
Trụ sở: 48 Cửu Long, Phường 2, Quận Tân Bình, TP.Hồ Chí Minh.
Phòng thử nghiệm: 30 đường 24, Phường Hiệp Bình Chánh, Tp.Thủ Đức, TP.Hồ Chí Minh.
Hotline: 0867.776.245 – 0932.369.799
Email: etsc.vn@gmail.com - Website: etsc.vn
Facebook: https://www.facebook.com/profile.php?id=100071292259189
