Giáo trình Trang bị điện trạm bơm (Phần 1) - Trường Cao đẳng nghề Nam Định

UBND TỈNH NAM ĐỊNH

TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ NAM ĐỊNH

Vũ Văn Thược(Chủ biên)

Nguyễn Thị Thảo (Chỉnh sửa)

GIÁO TRÌNH

TRANG BỊ ĐIỆN TRẠM BƠM

Năm 2013

Vũ Văn Thược(Chủ biên)

Nguyễn Thị Thảo (Chỉnh sửa)

GIÁO TRÌNH

TRANG BỊ ĐIỆN TRẠM BƠM

(Dùng cho hệ cao đẳng nghề điện  trung cấp nghề)

Năm 2013

Giáo trình Trang bị điện trạm bơm

Ch-¬ng 1

Kh¸i niÖm chung vÒ yªu cÇu cung cÊp ®iÖn

cho tr¹m b¬m

§ 1.1. §Æc ®iÓm c¸c tr¹m b¬m ®iÖn

C¸c tr¹m b¬m ®iÖn ®-îc cung cÊp ®iÖn trùc tiÕp tõ l-íi chung hoÆc tõ c¸c

tr¹m biÕn ¸p trung gian dÉn b»ng c¸c ®-êng d©y trªn kh«ng ®Õn c¸c tr¹m biÕn ¸p

phô t¶i cña tr¹m b¬m. C¸c tr¹m b¬m sö dông ®iÖn n¨ng ®Ó cung cÊp ®iÖn cho

c¸c ®éng c¬ ®iÖn cña c¸c m¸y b¬m chÝnh vµ c¸c thiÕt bÞ tù dïng nh- b¬m n-íc

kü thuËt , b¬m tiªu, b¬m cøu ho¶, hÖ thèng ¸nh s¸ng, x-ëng c¬ khÝ söa ch÷a...

§èi víi c¸c tr¹m b¬m cao thÕ, c¸c ®éng c¬ ®iÖn cña c¸c m¸y b¬m chÝnh

cã c«ng suÊt lín nªn ®-îc trang bÞ c¸c ®éng c¬ ®iÖn cã ®iÖn ¸p 6 kV . C¸c thiÕt

bÞ tù dïng cã c«ng suÊt kh«ng lín lµm viÖc ë ®iÖn ¸p 380/220 V. V× vËy trong hÖ

thèng cung cÊp ®iÖn cÇn cã nguån ®iÖn ¸p ®Ó cung cÊp cho ®éng c¬ b¬m chÝnh

vµ nguån ®iÖn ¸p ®Ó cung cÊp cho c¸c thiÕt bÞ tù dïng.

§iÖn n¨ng ®-a ®Õn tr¹m ®-îc cung cÊp b»ng ®-êng d©y trªn kh«ng hoÆc

®-êng c¸p. §-êng c¸p chØ ®-îc dïng khi kh«ng thÓ x©y dùng ®-îc ®-êng d©y

trªn kh«ng. Khi chän s¬ ®å cung cÊp ®iÖn cho tr¹m b¬m cÇn ®¶m b¶o ®¬n gi¶n

vµ tin cËy. C¸c tr¹m b¬m chØ cÇn dïng mét ®-êng d©y trªn kh«ng tõ nguån tíi.

C«ng tr×nh hai ®-êng d©y chØ cho phÐp khi mét ®-êng d©y kh«ng truyÒn t¶i ®-îc

toµn bé c«ng suÊt cÇn thiÕt cho tr¹m.

§ 1.2. Ph©n lo¹i c¸c tr¹m b¬m ®iÖn

1. Ph©n theo c«ng suÊt ®Æt vµ c«ng suÊt c¸c tæ m¸y b¬m

C¨n cø vµo c«ng suÊt ®Æt c¸c tr¹m b¬m ®iÖn cã thÓ ph©n thµnh 4 nhãm:

- Nhãm tr¹m b¬m c«ng suÊt nhá: C«ng suÊt ®Õn 200 kW.

- Nhãm tr¹m b¬m c«ng suÊt trung b×nh : C«ng suÊt tõ 201 ®Õn 1000

kW.

- Nhãm tr¹m b¬m c«ng suÊt lín : C«ng suÊt tõ 1001 ®Õn 10 000 kW.

- Nhãm tr¹m b¬m c«ng suÊt quy m« lín : C«ng suÊt trªn 10 000 kW.

C¨n cø vµo c«ng suÊt ®Æt cña mçi tæ m¸y vµ møc ®é trang bÞ ®iÖn ,c¸c

tr¹m b¬m ®iÖn ®· x©y dùng ë n-íc ta ®-îc ph©n thµnh 4 lo¹i sau :

1

Khoa §iÖn - §iÖn tö

Tr-êng Cao ®¼ng nghÒ Nam §Þnh

Giáo trình Trang bị điện trạm bơm

- Tr¹m lo¹i I : Gåm c¸c tr¹m b¬m ®iÖn trôc ®øng cao thÕ dïng ®éng

c¬ ®iÖn ®ång bé , c«ng suÊt mçi tæ m¸y 500 kW, ®iÖn ¸p 6 kV.

- Tr¹m lo¹i II : Gåm c¸c tr¹m b¬m ®iÖn trôc ®øng cao thÕ dïng ®éng

c¬ ®iÖn kh«ng ®ång bé , c«ng suÊt mçi tæ m¸y tõ 300 ®Õn 800 kW, ®iÖn ¸p 6

kV.

- Tr¹m lo¹i III : Gåm c¸c tr¹m b¬m ®iÖn trôc ®øng vµ trôc ngang h¹

thÕ , c«ng suÊt mèi tæ m¸y tõ 75 ®Õn d-íi 300 kW, ®iÖn ¸p 380 V.

- Tr¹m lo¹i IV : Gåm c¸c tr¹m b¬m ®iÖn trôc ®øng vµ trôc ngang h¹

thÕ , c«ng suÊt mèi tæ m¸y d-íi 75 kW, ®iÖn ¸p 380 V.

2. Ph©n theo yªu cÇu vÒ tÝnh liªn tôc cung cÊp ®iÖn

C¨n cø vµo yªu cÇu vÒ tÝnh liªn tôc cung cÊp ®iÖn ng-êi ta chia c¸c hé

dïng ®iÖn ra lµm 3 lo¹i :

- Hé lo¹i I : Lµ nh÷ng hé mµ viÖc ngõng cung cÊp ®iÖn cho nã cã thÓ

g©y ra nguy hiÓm cho tÝnh m¹ng con ng-êi, ¶nh h-ëng ®Õn an ninh , chÝnh trÞ

quèc gia hoÆc g©y h- h¹i rÊt lín vÒ kinh tÕ nh- ®èt ch¸y thiÕt bÞ, ph¸ háng hµng

lo¹t s¶n phÈm, lµm ngõng trÖ qu¸ tr×nh c«ng nghÖ.

- Hé lo¹i II : Lµ nh÷ng hé mµ viÖc ngõng cung cÊp ®iÖn cho nã sÏ

lµm gi¶m chÊt l-îng s¶n phÈm, l·ng phÝ nh©n c«ng , m¸y mãc, thiÕt bÞ. Tuy

nhiªn thiÖt h¹i vÒ mÆt kinh tÕ thÊp h¬n so víi hé phô t¶i lo¹i I.

- Hé lo¹i III : Lµ nh÷ng hé tiªu thô kh«ng thuéc hai lo¹i trªn. §ã lµ

nh÷ng hé dïng ®iÖn cho phÐp gi¸n ®o¹n cung cÊp ®iÖn trong thêi gian cÇn thiÕt

®Ó söa ch÷a hoÆc thay thÕ thiÕt bÞ bÞ h- háng.

Theo c¸ch ph©n lo¹i trªn c¸c tr¹m b¬m ®iÖn thuéc hé phô t¶i lo¹i III.

Nh-ng xuÊt ph¸t tõ ®Æc ®iÓm n-íc ta lµ mét n-íc n«ng nghiÖp vµ yªu cÇu dïng

n-íc ®ãng mét vai trß hÕt søc quan träng nªn c¸c tr¹m b¬m thuéc hé phô t¶i lo¹i

II vµ trong tõng giai ®o¹n, tõng thêi kú nhÊt ®Þnh cã nh÷ng tr¹m b¬m thuéc hé

phô t¶i lo¹i I.

2

Khoa §iÖn - §iÖn tö

Tr-êng Cao ®¼ng nghÒ Nam §Þnh

Gi¸o tr×nh Trang bÞ ®iÖn tr¹m b¬m

Ch-¬ng 2

S¬ ®å cung cÊp ®iÖn cho tr¹m b¬m

§ 2.1. s¬ ®å cung cÊp ®iÖn cho tr¹m b¬m cao thÕ

1. S¬ ®å cung cÊp ®iÖn cho tr¹m b¬m cao thÕ kh«ng cã tr¹m biÕn ¸p riªng

H×nh 2.1.S¬ ®å cung cÊp ®iÖn cho tr¹m b¬m cao thÕ kh«ng cã tr¹m biÕn ¸p riªng

Khi lµm viÖc theo s¬ ®å nµy ®iÖn ¸p cña ®éng c¬ b¬m chÝnh trïng víi ®iÖn

¸p cña ®-êng d©y t¶i ®iÖn nªn kh«ng cÇn tr¹m biÕn ¸p riªng. Trong s¬ ®å nµy

®-êng d©y cung cÊp ®iÖn ®-îc nèi vµo thanh c¸i cao ¸p qua cÇu dao c¸ch ly vµ

cÇu ch× cao ¸p. §Ó b¶o vÖ chèng sãng sÐt ®¸nh vµo ®-êng d©y t¶i ®iÖn trªn thanh

c¸i cao thÕ cã ®Æt chèng sÐt van. C¸c ®éng c¬ b¬m chÝnh ®-îc lÊy ®iÖn qua cÇu

Khoa §iÖn - §iÖn tö

Tr-êng Cao ®¼ng nghÒ Nam §Þnh

3

Gi¸o tr×nh Trang bÞ ®iÖn tr¹m b¬m

dao c¸ch ly vµ m¸y c¾t. c¸c thiÕt bÞ tù dïng nhËn ®iÖn tõ m¸y biÕn ¸p tù dïng

6/0,4 kV. §Ó phôc vô cho viÖc ®o l-êng vµ b¶o vÖ ng-êi ta l¾p ®Æt m¸y biÕn ®iÖn

¸p ®o l-êng 3 pha 5 trô nèi /₀/ hë . Cuén  nhËn ®iÖn tõ l-íi ®iÖn 6 kV.

Cuén ₀®Ó cung cÊp ®iÖn ¸p cho c¸c dông cô ®o vµ r¬ le. Cuén  hë dïng ®Ó

b¸o tÝn hiÖu ch¹m ®Êt 1 pha trong l-íi 6 kV. Ngoµi ra ®Ó cung cÊp dßng ®iÖn cho

c¸c dông cô ®o vµ r¬ le b¶o vÖ ng-êi ta cßn l¾p ®Æt c¸c m¸y biÕn dßng ®iÖn.

S¬ ®å nµy cã nh-îc ®iÓm lµ vµo c¸c thêi ®iÓm cao ®iÓm trong ngµy do c¸c

hé phô t¶i dïng ®iÖn dïng nhiÒu nªn ®iÖn ¸p cña l-íi ®iÖn bÞ gi¶m thÊp, do ®ã

kh«ng ®¶m b¶o chÊt l-îng ®iÖn n¨ng cung cÊp cho c¸c ®éng c¬ b¬m chÝnh trong

tr¹m. V× vËy khi cÇn n©ng cao chÊt l-îng ®iÖn n¨ng cung cÊp cho tr¹m th× s¬ ®å

nµy kh«ng ®¸p øng ®-îc.

2. S¬ ®å cung cÊp ®iÖn cho tr¹m b¬m cao thÕ cã tr¹m biÕn ¸p riªng

a. S¬ ®å cung cÊp ®iÖn cho tr¹m b¬m tr¹m biÕn ¸p cã mét m¸y biÕn ¸p lùc

Khoa §iÖn - §iÖn tö

Tr-êng Cao ®¼ng nghÒ Nam §Þnh

4

Gi¸o tr×nh Trang bÞ ®iÖn tr¹m b¬m

H×nh 2.2. S¬ ®å cung cÊp ®iÖn cho tr¹m b¬m cao thÕ tr¹m biÕn ¸p cã mét m¸y

biÕn ¸p lùc

H×nh 2.2 tr×nh bµy s¬ ®å cung cÊp ®iÖn cho tr¹m b¬m cao thÕ tr¹m biÕn ¸p

cã mét m¸y biÕn ¸p lùc. S¬ ®å nµy ®-îc dïng ®Ó cung cÊp ®iÖn khi ®iÖn ¸p cña

l-íi ®iÖn cao h¬n ®iÖn ¸p cña ®éng c¬ b¬m chÝnh. Trong s¬ ®å nµy ®iÖn ¸p 35

kV cña ®-êng d©y cung cÊp ®-îc nèi vµo cuén s¬ cÊp cña m¸y biÕn ¸p lùc qua

cÇu dao c¸ch ly cã dao tiÕp ®Êt vµ cÇu ch×. §Ó b¶o vÖ qu¸ ®iÖn ¸p khÝ quyÓn cho

®-êng d©y cung cÊp vµ tr¹m biÕn ¸p ë ®Çu vµo vµ ®Çu ra cña m¸y biÕn ¸p cã l¾p

chèng sÐt van. Th«ng th-êng nh÷ng tr¹m cã c«ng suÊt m¸y biÕn ¸p tõ 3200 kVA

trë lªn cã l¾p m¸y ng¾t ë ®Çu vµo ®Ó ®ãng c¾t vµ b¶o vÖ, cßn nh÷ng tr¹m cã c«ng

suÊt m¸y biÕn ¸p nhá h¬n sö dông cÇu dao c¸ch ly vµ cÇu ch× cao ¸p. C¾t ®-êng

d©y cung cÊp ®iÖn b»ng dao c¸ch ly chØ tiÕn hµnh khi m¸y biÕn ¸p vËn hµnh

kh«ng t¶i. Do ®ã ®Ó ®ãng c¾t m¸y biÕn ¸p ta ph¶i c¾t hÕt c¸c phô t¶i phÝa thø cÊp

cña m¸y biÕn ¸p b»ng c¸c m¸y c¾t.

Theo quy ph¹m kü thuËt ®iÖn : C¸c dao c¸ch ly cã thÓ c¾t kh«ng t¶i c¸c

m¸y biÕn ¸p cã c«ng suÊt sau :

§iÖn ¸p kV ( kh«ng qu¸ )

C«ng suÊt m¸y biÕn ¸p kVA

( kh«ng qu¸ )

10

20

35

750

1300

2000

PhÝa h¹ thÕ cña tr¹m biÕn ¸p cã ®Æt hÖ thèng thanh c¸i chung kh«ng ph©n

®o¹n. C¸c ®éng c¬ b¬m chÝnh vµ c¸c phô t¶i tù dïng trong tr¹m ®-îc ®ãng c¾t vµ

b¶o vÖ nhê m¸y c¾t, cÇu dao- cÇu ch× hoÆc ¸p t« m¸t.

S¬ ®å nµy cã -u ®iÓm lµ cã thÓ ®iÒu chØnh ®-îc ®iÖn ¸p cung cÊp cho ®éng

c¬ b¬m chÝnh nhê thay ®æi nÊc ph©n ¸p trªn mÆt m¸y biÕn ¸p.

Nh-îc ®iÓm cña s¬ ®å lµ nÕu trong qu¸ tr×nh vËn hµnh mµ m¸y biÕn ¸p lùc

bÞ háng th× tr¹m b¬m ph¶i ngõng ho¹t ®éng. §Ó kh¾c phôc nh-îc ®iÓm nµy

ng-êi ta dïng s¬ ®å cung cÊp ®iÖn tr¹m biÕn ¸p cã 2 m¸y biÕn ¸p lùc

b. S¬ ®å cung cÊp ®iÖn cho tr¹m b¬m tr¹m biÕn ¸p cã hai m¸y biÕn ¸p lùc

Khoa §iÖn - §iÖn tö

Tr-êng Cao ®¼ng nghÒ Nam §Þnh

5

Gi¸o tr×nh Trang bÞ ®iÖn tr¹m b¬m

H×nh 2.3. S¬ ®å cung cÊp ®iÖn cho tr¹m b¬m tr¹m biÕn ¸p cã hai m¸y

biÕn ¸p lùc

H×nh 2.3 tr×nh bµy S¬ ®å cung cÊp ®iÖn cho tr¹m b¬m cao thÕ tr¹m biÕn ¸p

cã hai m¸y biÕn ¸p lùc. Trong s¬ ®å nµy phÝa cao thÕ cã thanh c¸i. C¸c m¸y biÕn

¸p ®-îc nèi vµo l-íi cao thÕ qua cÇu dao c¸ch ly , cÇu dao phô t¶i hoÆc m¸y c¾t.

PhÝa h¹ thÕ sö dông thanh c¸i chung kh«ng ph©n ®o¹n.

S¬ ®å nµy kh¾c phôc ®-îc nh-îc ®iÓm cña s¬ ®å trªn. NÕu trong qu¸ tr×nh

vËn hµnh mµ 1 m¸y biÕn ¸p bÞ ch¸y hoÆc bÞ háng th× m¸y biÕn ¸p cßn l¹i vÉn cã

thÓ cung cÊp mét phÇn hoÆc toµn bé c«ng suÊt cña c¸c phô t¶i trong tr¹m.

Khoa §iÖn - §iÖn tö

Tr-êng Cao ®¼ng nghÒ Nam §Þnh

6

Gi¸o tr×nh Trang bÞ ®iÖn tr¹m b¬m

§ 2.2. s¬ ®å cung cÊp ®iÖn cho tr¹m b¬m h¹ thÕ

1. S¬ ®å cung cÊp ®iÖn cho tr¹m b¬m h¹ thÕ cã mét m¸y biÕn ¸p lùc

a.S¬ ®å cung cÊp ®iÖn cho tr¹m b¬m h¹ thÕ cã mét m¸y biÕn ¸p

H×nh 2.4. S¬ ®å cung cÊp ®iÖn cho tr¹m b¬m h¹ thÕ cã mét m¸y biÕn ¸p

S¬ ®å cung cÊp ®iÖn nh- h×nh 2.4. ë s¬ ®å nµy ®iÖn ¸p 35,10,6 kV qua

m¸y biÕn ¸p gi¶m xuèng ®iÖn ¸p 0,4 kV ®Ó cung cÊp ®iÖn cho ®éng c¬ kÐo m¸y

b¬m. §Ó b¶o vÖ qu¸ ®iÖn ¸p khÝ quyÓn ë ®Çu vµo th-êng l¾p chèng sÐt van,

chèng sÐt èng hoÆc chèng sÐt sõng. M¸y biÕn ¸p ®-îc nèi vµo l-íi cao thÕ qua

cÇu dao c¸ch ly vµ cÇu ch× cao thÕ. PhÝa h¹ thÕ cã thiÕt bÞ ®ãng c¾t vµ b¶o vÖ

b»ng ¸p t« m¸t tæng. §iÒu khiÓn khèng chÕ c¸c ®éng c¬ b»ng c¸c ¸p t« m¸t t¶i.

m¹ng chiÕu s¸ng tù dïng khèng chÕ b»ng cÇu dao vµ cÇu ch×.

Khoa §iÖn - §iÖn tö

Tr-êng Cao ®¼ng nghÒ Nam §Þnh

7

Gi¸o tr×nh Trang bÞ ®iÖn tr¹m b¬m

S¬ ®å nµy cã nh-îc ®iÓm lµ khi tr¹m b¬m ngõng vËn hµnh muèn dïng

nguån tù dïng ph¶i ®ãng c¶ m¸y biÕn ¸p lùc g©y l·ng phÝ thÊt tho¸t ®iÖn n¨ng vµ

hÖ sè c«ng suÊt cos  thÊp lµm ¶nh h-ëng ®Õn l-íi ®iÖn chung. §Ó kh¾c phôc

nh-îc ®iÓm nµy ng-êi ta dïng s¬ ®å tr¹m biÕn ¸p cã mét m¸y biÕn ¸p lùc vµ mét

m¸y biÕn ¸p tù dïng.

b. S¬ ®å tr¹m biÕn ¸p cã mét m¸y biÕn ¸p lùc vµ mét m¸y biÕn ¸p tù dïng

H×nh 2.5. S¬ ®å tr¹m biÕn ¸p cã mét m¸y biÕn ¸p lùc vµ mét m¸y biÕn ¸p

tù dïng

S¬ ®å cung cÊp ®iÖn nh- h×nh 2.5. §iÖn ¸p ®-êng d©y cung cÊp cã thÓ lµ

35, 10, 6 kV. §Ó b¶o vÖ ®-êng d©y khái qu¸ ®iÖn ¸p khÝ quyÓn trªn thanh c¸i cao

¸p cã ®Æt chèng sÐt van. C¸c m¸y biÕn ¸p ®-îc nèi vµo l-íi cao thÕ qua cÇu dao

Khoa §iÖn - §iÖn tö

Tr-êng Cao ®¼ng nghÒ Nam §Þnh

8

Gi¸o tr×nh Trang bÞ ®iÖn tr¹m b¬m

c¸ch ly vµ cÇu ch× cao thÕ. PhÝa h¹ thÕ cña m¸y biÕn ¸p lùc cã l¾p ¸p t« m¸t tæng

®Ó ®ãng c¾t vµ b¶o vÖ. C¸c ®éng c¬ b¬m chÝnh ®-îc ®ãng c¾t vµ b¶o vÖ b»ng ¸p

t« m¸t, cÇu dao - cÇu ch× kÕt hîp víi c«ng t¾c t¬. M¹ng chiÕu s¸ng tù dïng ®ãng

c¾t vµ b¶o vÖ b»ng cÇu dao - cÇu ch×. Nguån tù dïng cã thÓ lÊy ®iÖn tõ m¸y biÕn

¸p lùc hoÆc tõ m¸y biÕn ¸p tù dïng.

S¬ ®å nµy cã nh-îc ®iÓm lµ vèn ®Çu t- lín song chi phÝ vËn hµnh l¹i nhá

vµ nã kh¾c phôc ®-îc nh-îc ®iÓm cña s¬ ®å trªn.

2. S¬ ®å cung cÊp ®iÖn cho tr¹m b¬m h¹ thÕ cã hai m¸y biÕn ¸p vËn hµnh

song song

H×nh 2. 6. S¬ ®å cung cÊp ®iÖn cho tr¹m b¬m h¹ thÕ cã hai m¸y biÕn ¸p

vËn hµnh song song

S¬ ®å cung cÊp ®iÖn nh- h×nh 2.6. Do c«ng suÊt cña tr¹m b¬m lín nªn cã

thÓ ®Æt hai hay nhiÒu m¸y biÕn ¸p vËn hµnh song song ®Ó cung cÊp ®iÖn cho c¸c

®éng c¬ kÐo m¸y b¬m. PhÝa cao ¸p cã thanh c¸i . C¸c m¸y biÕn ¸p ®-îc nèi vµo

Khoa §iÖn - §iÖn tö

Tr-êng Cao ®¼ng nghÒ Nam §Þnh

9

Gi¸o tr×nh Trang bÞ ®iÖn tr¹m b¬m

thanh c¸i cao ¸p qua cÇu dao c¸ch ly vµ cÇu ch× cao ¸p. §Ó b¶o vÖ qu¸ ®iÖn ¸p

khÝ quyÓn trªn thanh c¸i cao ¸p cã ®Æt chèng sÐt van. PhÝa h¹ thÕ cña mçi m¸y

biÕn ¸p cã l¾p ¸p t« m¸t tæng ®Ó ®ãng c¾t vµ b¶o vÖ. C¸c ®éng c¬ vµ phô t¶i tù

dïng cã thÓ ®ãng c¾t vµ b¶o vÖ b»ng ¸p t« m¸t hoÆc b»ng cÇu dao - cÇu ch×.

S¬ ®å nµy cã nh-îc ®iÓm lµ dÔ g©y sù cè mÊt ®iÖn toµn tr¹m.

3. S¬ ®å mét tr¹m biÕn ¸p cung cÊp ®iÖn cho nhiÒu tr¹m b¬m

H×nh 2.7. S¬ ®å mét tr¹m biÕn ¸p cung cÊp ®iÖn cho nhiÒu tr¹m b¬m

Khi bè trÝ mét sè tr¹m b¬m gÇn nhau ( vÝ dô tr¹m b¬m t-íi nhiÒu bËc hoÆc

tiªu nhiÒu bËc ) hoÆc khi kÕt hîp víi c«ng nghiÖp ®Þa ph-¬ng th× tr¹m biÕn ¸p cã

thÓ thùc hiÖn theo s¬ ®å trªn. Trong s¬ ®å nµy ®-êng d©y ®iÖn ¸p 35 kV qua m¸y

biÕn ¸p gi¹m ¸p xuèng 0,4 kV ®Ó cung cÊp ®iÖn cho tr¹m b¬m sè 1 . Tõ thanh

c¸i h¹ thÕ cña tr¹m b¬m sè 1 qua cÇu dao p₁, p₂vµ qua ®-êng d©y cung cÊp ®iÖn

®Õn tr¹m b¬m sè 2 vµ sè 3.

S¬ ®å nµy cã -u ®iÓm lµ gi¶m ®-îc vèn ®Çu t- x©y dùng tr¹m.

Khoa §iÖn - §iÖn tö

Tr-êng Cao ®¼ng nghÒ Nam §Þnh

10

Giáo trình Trang bị điện trạm bơm

Ch-¬ng 3

tÝnh chän b¶o vÖ r¬ le cho ®éng c¬ ®iÖn

§ 3.1 b¶o vÖ ng¾n m¹ch gi÷a c¸c pha cho

®éng c¬ ®iÖn

1. C¸c s¬ ®å b¶o vÖ

§Ó b¶o vÖ ng¾n m¹ch gi÷a c¸c pha cho ®éng c¬ ®iÖn ta cã thÓ dïng s¬ ®å

3 m¸y biÕn dßng 3 r¬ le; 2 m¸y biÕn dßng 2 r¬ le hoÆc 2 m¸y biÕn dßng 1 r¬ le.

a)

13

Khoa §iÖn - §iÖn tö

Tr-êng Cao ®¼ng nghÒ Nam §Þnh

Giáo trình Trang bị điện trạm bơm

b)

c)

H×nh 3.1. S¬ ®å b¶o vÖ c¾t nhanh ®éng c¬ ®iÖn

a- S¬ ®å 3 m¸y biÕn dßng – 3 r¬ le ( s¬ ®å nèi theo h×nh sao ®ñ ).

b- S¬ ®å 2 m¸y biÕn dßng – 2 r¬ le ( s¬ ®å nèi theo h×nh sao thiÕu ).

c- S¬ ®å 2 m¸y biÕn dßng – 1 r¬ le ( s¬ ®å nèi theo hiÖu sè dßng ).

14

Khoa §iÖn - §iÖn tö

Tr-êng Cao ®¼ng nghÒ Nam §Þnh

Giáo trình Trang bị điện trạm bơm

2. B¶o vÖ ng¾n m¹ch gi÷a c¸c pha ®èi víi c¸c ®éng c¬ ®iÖn c«ng suÊt 5000

kW trë lªn

§èi víi c¸c ®éng c¬ ®iÖn nµy th-êng sö dông s¬ ®å b¶o vÖ nèi theo h×nh

sao ®ñ thùc hiÖn ë d¹ng c¾t nhanh dßng ®iÖn kh«ng cã thêi gian duy tr× ( h×nh a

). §Ó lo¹i trõ kh¶ n¨ng t¸c ®éng sai cña thiÕt bÞ b¶o vÖ dßng ®iÖn t¸c ®éng cña

b¶o vÖ c¾t nhanh ph¶i lín h¬n dßng ®iÖn lín nhÊt cã thÓ ch¹y qua ®éng c¬ ®iÖn

khi ®éng c¬ ®iÖn kh«ng cã sù cè. Dßng ®iÖn lín nhÊt nµy th-êng lÊy lµ dßng

®iÖn khëi ®éng lín nhÊt cña ®éng c¬ ( I _{k® max}).

Dßng ®iÖn t¸c ®éng phÝa s¬ cÊp cña b¶o vÖ ®-îc tÝnh theo c«ng thøc :

I _t®s= K_H. I _{k® max}

Trong ®ã:

- K_Hlµ hÖ sè an toµn , K_H= 1,8 ®èi víi r¬ le ET – 521, RT – 40; K_H= 2

®èi víi r¬ le PT-80, r¬ le t¸c ®éng trùc tiÕp.

- I _{k® max}lµ dßng ®iÖn khëi ®éng lín nhÊt cña ®éng c¬.

Dßng ®iÖn t¸c ®éng phÝa thø cÊp cña b¶o vÖ ( hay dßng ®iÖn t¸c ®éng cña

r¬ le ) ®-îc tÝnh theo c«ng thøc :

I_tdsK_H.I_{kd max}

I_tdR



n_bd

Trong ®ã : n_bdlµ tû sè biÕn ®æi cña m¸y biÕn dßng.

S¬ ®è b¶o vÖ c¾t nhanh ph¶i ®¶m b¶o t¸c ®éng ®èi víi tÊt c¶ c¸c d¹ng

ng¾n m¹ch gi÷a c¸c pha.

3. B¶o vÖ ng¾n m¹ch gi÷a c¸c pha ®èi víi c¸c ®éng c¬ ®iÖn c«ng suÊt tõ

2000 -5000 kW

§èi víi c¸c ®éng c¬ ®iÖn nµy th-êng sö dông s¬ ®å b¶o vÖ nèi theo h×nh

sao thiÕu ( h×nh b ). Gi¸ trÞ dßng ®iÖn t¸c ®éng còng ®-îc tÝnh theo c«ng thøc

trªn.

S¬ ®å nµy còng cßn ®-îc dïng ®Ó b¶o vÖ cho nh÷ng ®ång c¬ c«ng suÊt

d-íi 2000 kW nÕu ®é nh¹y cña s¬ ®å S¬ ®å 2 m¸y biÕn dßng – 1 r¬ le kh«ng

tho¶ m·n ®iÒu kiÖn:

I_{nm min}

K_nh



 2

I_tds

Trong ®ã :

- I _nmmimlµ dßng ®iÖn ng¾n m¹ch nhá nhÊt trong m¹ng ®iÖn ®-îc b¶o vÖ.

- I _t®slµ dßng ®iÖn t¸c ®éng phÝa s¬ cÊp cña b¶o vÖ.

- K_nhlµ ®é nh¹y cña thiÕt bÞ b¶o vÖ.

15

Khoa §iÖn - §iÖn tö

Tr-êng Cao ®¼ng nghÒ Nam §Þnh

Giáo trình Trang bị điện trạm bơm

4. B¶o vÖ ng¾n m¹ch gi÷a c¸c pha ®èi víi c¸c ®éng c¬ ®iÖn c«ng suÊt d-íi

2000 kW

§èi víi c¸c ®éng c¬ ®iÖn nµy th-êng sö dông s¬ ®å b¶o vÖ nèi theo hiÖu

sè dßng ( h×nh c ) ®¶m b¶o ®¬n gi¶n , gi¸ thµnh rÎ nhÊt.

Dßng ®iÖn t¸c ®éng cña r¬ le ®-îc tÝnh theo c«ng thøc :

I_tdsK_H.K_sd.I_{kd max}

I_tdR



n_bd

Trong ®ã Ks® lµ hÖ sè s¬ ®å . Nã cho biÕt dßng ®iÖn ch¹y trong r¬ le lín

gÊp bao nhiªu lÇn dßng ®iÖn phÝa thø cÊp cña m¸y biÕn dßng trong chÕ ®é 3 pha

®èi xøng.

I_R

K_sd



I_2bd

ë ®©y :

- I_Rlµ dßng ®iÖn ch¹y vµo r¬ le

- I_2bdlµ dßng ®iÖn phÝa thø cÊp cña m¸y biÕn dßng.

Trong chÕ ®é 3 pha ®èi xøng víi s¬ ®å nèi theo h×nh sao ®ñ vµ s¬ ®å nèi

theo h×nh sao thiÕu Ks® = 1 , cßn ®èi víi s¬ ®å nèi theo hiÖu sè dßng

.

K_sd 3

Nh-îc ®iÓm cña s¬ ®å lµ ®é nh¹y thÊp khi x¶y ra ng¾n m¹ch gi÷a pha ®Æt

m¸y biÕn dßng víi pha kh«ng ®Æt m¸y biÕn dßng v× khi ®ã chØ cã dßng ®iÖn 1

pha ( dßng ®iÖn cña 1 m¸y biÕn dßng ) ch¹y qua r¬ le so víi khi cã ng¾n m¹ch 2

pha trªn ®ã cã ®Æt m¸y biÕn dßng.

NÕu ®é nh¹y cña s¬ ®å nµy kh«ng ®¶m b¶o yªu cÇu th× dïng s¬ ®å nèi

theo h×nh sao thiÕu ®Ó b¶o vÖ.

16

Khoa §iÖn - §iÖn tö

Tr-êng Cao ®¼ng nghÒ Nam §Þnh

Giáo trình Trang bị điện trạm bơm

H×nh 3. 2. S¬ ®å b¶o vÖ ®éng c¬ ®iÖn khái ch¹m ®Êt 1 pha

S¬ ®å b¶o vÖ gåm 1 r¬ le qu¸ dßng ®iÖn ®Êu vµo cuén thø cÊp cña m¸y

biÕn dßng c¸p ®iÖn. Lâi thÐp cña m¸y biÕn dßng «m lÊy c¸p ba pha nèi tíi ®éng

c¬ ®iÖn. Tõ th«ng trong lâi thÐp cña m¸y biÕn dßng c¸p lµ do dßng ®iÖn cña tÊt

c¶ c¸c pha c¶m øng ra. ë chÕ ®é vËn hµnh b×nh th-êng vµ khi sù cè kh«ng thuéc

vÒ ch¹m ®Êt mét pha tæng c¸c dßng ®iÖn cña c¶ 3 pha ®i xuyªn qua lâi thÐp b»ng

kh«ng. Tõ th«ng trong lâi thÐp còng b»ng kh«ng vµ dßng ®iÖn trong r¬ le kh«ng

cã.

Khi cã ch¹m ®Êt mét pha trong vïng b¶o vÖ, dßng ®iÖn ch¹m ®Êt ®i qua

lâi thÐp h×nh xuyÕn cña m¸y biÕn dßng theo mét pha quay trë vÒ qua ®Êt mµ

dßng ®iÖn trong r¬ le vµ lµm t¸c ®éng b¶o vÖ.

Dßng ®iÖn t¸c ®éng phÝa s¬ cÊp cña b¶o vÖ ®-îc chän theo c«ng thøc:

I_tds K_H.K_B.I_c

Trong ®ã :

- K_Hlµ hÖ sè an toµn lÊy b»ng 1,2 – 1,3.

- K_Blµ hÖ sè nh¶y vät lÊy b»ng 3 – 4.

17

Khoa §iÖn - §iÖn tö

Tr-êng Cao ®¼ng nghÒ Nam §Þnh

Giáo trình Trang bị điện trạm bơm

- I_clµ dßng ®iÖn ®iÖn dung cña ®éng c¬ do nhµ m¸y chÕ t¹o ®éng c¬

cung cÊp vµ cho ®èi víi chÕ ®é ch¹m ®Êt æn ®Þnh khi ®iÖn ¸p ®Þnh møc.

§èi víi c¸c ®éng c¬ c«ng suÊt d-íi 2000 kW, dßng ®iÖn t¸c ®éng kh«ng

®-îc lín h¬n 10 A. §èi víi c¸c ®éng c¬ c«ng suÊt 2000 kW vµ cao h¬n dßng

®iÖn t¸c ®éng kh«ng ®-îc lín h¬n 5 A. NÕu trÞ sè I _t®stÝnh to¸n lín h¬n c¸c trÞ sè

quy ®Þnh nµy , cÇn chän K_B= 1,5 – 2 vµ b¶o vÖ thùc hiÖn víi sù duy tr× thêi

gian tõ 1 – 2s. Th-êng dïng c¸c lo¹i r¬ le ET – 521, ET§ - 551 vµ RT – 40

®Êu vµo m¸y biÕn dßng c¸p ®Ó b¶o vÖ ch¹m ®Êt mét pha.

§ 3.3 b¶o vÖ qu¸ t¶i ®éng c¬ ®iÖn

a)

18

Khoa §iÖn - §iÖn tö

Tr-êng Cao ®¼ng nghÒ Nam §Þnh

Giáo trình Trang bị điện trạm bơm

b)

H×nh 3. 3. S¬ ®å b¶o vÖ qu¸ t¶i cho ®éng c¬ ®iÖn.

a- S¬ ®å dïng r¬ le cã ®Æc tÝnh thêi gian t¸c ®éng ®éc lËp kÕt hîp víi r¬

le thêi gian.

b- S¬ ®å dïng r¬ le c¶m øng.

§Ó b¶o vÖ qu¸ t¶i cho ®éng c¬ ®iÖn cã thÓ dïng r¬ le cã ®Æc tÝnh thêi gian

t¸c ®éng ®éc lËp kÕt hîp víi r¬ le thêi gian ( h×nh 3 - 3,a ) hoÆc dïng r¬ le cã ®Æc

tÝnh thêi gian t¸c ®éng phô thuéc ( h×nh 3 - 3,b ). CÇn l-u ý r»ng qu¸ t¶i lµ mét

chÕ ®é ®èi xøng dßng ®iÖn 3 pha t¨ng nh- nhau , v× vËy ®Ó b¶o vÖ chØ cÇn l¾p 1

r¬ le dßng ®iÖn ë bÊt kú mét trong 3 pha. R¬ le dßng ®iÖn c¶m øng lo¹i PT- 82

t¶i. Lo¹i r¬ le nµy ®-îc dïng ®Ó b¶o vÖ ë hai chÕ ®é : b¶o vÖ ng¾n m¹ch nhê bé

phËn ®iÖn tõ t¸c ®éng tøc thêi , b¶o vÖ qu¸ t¶i nhê bé phËn c¶m øng cã duy tr×

thêi gian.

Dßng ®iÖn t¸c ®éng phÝa s¬ cÊp cña b¶o vÖ ®-îc tÝnh theo c«ng thøc:

K_H.I_dm

I_tds



 140%I_dm

K_B

Trong ®ã:

- K_Hlµ hÖ sè an toµn lÊy b»ng 1,1- 1,2.

- K_Blµ hÖ sè phôc håi cña r¬ le, lÊy b»ng 0,8 ®èi víi r¬ le PT- 80 vµ

b»ng 0,85 ®èi víi r¬ le ET- 521,RT- 40

- I_®mlµ dßng ®iÖn ®Þnh møc cña ®éng c¬.

19

Khoa §iÖn - §iÖn tö

Tr-êng Cao ®¼ng nghÒ Nam §Þnh

Giáo trình Trang bị điện trạm bơm

Dßng ®iÖn t¸c ®éng cña r¬ le b¶o vÖ qu¸ t¶i ®-îc chän theo ®iÒu kiÖn håi

phôc ch¾c ch¾n khi dßng ®iÖn ®Þnh møc cña ®éng c¬ vµ tÝnh theo c«ng thøc:

K_H.K_sd.I_dm

I_tdR



K_B.n_bd

Thêi gian t¸c ®éng cña r¬ le th-êng lÊy trÞ sè lín nhÊt ®èi víi r¬ le PT- 82

sai cña b¶o vÖ khi ®éng c¬ ®iÖn khã khëi ®éng.

§ 3.4 b¶o vÖ ®iÖn ¸p thÊp

B¶o vÖ ®iÖn ¸p thÊp dïng ®Ó c¾t mét ®éng c¬ hoÆc mét nhãm ®éng c¬ lÊy

thÊp ®iÖn ¸p qu¸ møc. B¶o vÖ ®iÖn ¸p thÊp cã thÓ dïng mét r¬ le ®iÖn ¸p thÊp

r»ng c¸c m¹ch ®iÖn ¸p cung cÊp cho thiÕt bÞ b¶o vÖ kh«ng ®-îc tin cËy, trong ®ã

nªn sù c¾t kh«ng cÇn thiÕt ®éng c¬ ®iÖn. S¬ ®å b¶o vÖ ph¶i lo¹i trõ ®-îc sù t¸c

®éng sai cña thiÕt bÞ b¶o vÖ do sù cè m¹ch ®iÖn ¸p. Do ®ã ng-êi ta th-êng dïng

s¬ ®å hai hoÆc ba r¬ le ®iÖn ¸p thÊp ®Ó b¶o vÖ.

H×nh 3. 4. S¬ ®å mét r¬ le b¶o vÖ ®iÖn ¸p thÊp cho ®éng c¬ ®iÖn.

20

Khoa §iÖn - §iÖn tö

Tr-êng Cao ®¼ng nghÒ Nam §Þnh