Bài giảng Cung cấp điện nhà máy công nghiệp và công trình dân dụng - Chương 1: Tổng quan về hệ thống cung cấp điện

eaker (spring driven) 
 Versions 
 Fixed and withdrawable 
 Primary and secondary distribution 
 Spring and magnetic actuator mechanism 
 IEC, GB, GOST and ANSI standards 
© ABB Group 
February 15, 2014 | Slide 49 
ABB Medium Voltage Products 
Outdoor apparatus – Circuit Breakers 
Live Tank Breakers 
 Ratings: up to 40.5 kV 
 Types: OVB & OHB 
Dead Tank Breakers 
 Ratings: up to 38 kV 
 Type: R-MAG 
Pole Mounted Breakers 
 Ratings: up to 12 kV 
 Type: PVB 
 Features: 
 Magnetic actuation reduces maintenance 
 Vacuum interruption improves reliability 
& environment friendly 
 Compact design for optimized nstallation 
1.9 CÁC THIẾT BỊ VÀ KHÍ CỤ ĐIỆN CAO ÁP 
MÁY CẮT CAO ÁP VÀ SƠ ĐỒ ỨNG DỤNG 
50 
1.9 CÁC THIẾT BỊ VÀ KHÍ CỤ ĐIỆN CAO ÁP 
MÁY CẮT PHỤ TẢI (Load Breaker ) 
 Chức năng 
Đơn giản và rẻ tiền hơn máy cắt điện tự động thường được sử dụng cho lưới 6-22kV và 
thường nối tiếp với cầu chì cao áp. 
Được lắp đặt trong các trạm biến áp phân xưởng, khu dân cư. 
Đặc điểm vận hành 
Có cấu tạo gần giống như dao cách ly nhưng có buồng dập hồ quang nhỏ và đơn giản nên 
chỉ có thể cắt dòng điện tải, không cắt được dòng điện ngắn mạch. Để cắt dòng điện ngắn 
mạch phải sử dụng thêm cầu chì. 
Máy cắt phụ tải kết hợp với cầu chì có thể thay thế máy cắt tự động ( có thể thực hiện nhiệm 
vụ đóng ngắt và bảo vệ lưới điện khỏi chế độ sự cố - quá tải và ngắn mạch). 
51 
© ABB Group 
February 15, 2014 | Slide 52 
ABB Medium Voltage Products 
Outdoor apparatus – Switches and Sectionalizers 
Overhead single & three phase switches 
 Ratings: up to 38 kV 
 Types: Sectos, NPS, GridGuard, R, S. 
 Versions 
 Vacuum, SF6, air interruption for different 
applications 
 SF6 and air insulation 
Fused cutouts and single-phase switches 
 Ratings: up to 38 kV 
 Types: ICX, NCX, LBU, EU, V. 
 Features: Porcelain and silicone insulators 
Electronic single & three phase sectionalizers 
 Ratings: up to 38 kV 
 Type: AutoLink 
1.9 CÁC THIẾT BỊ VÀ KHÍ CỤ ĐIỆN CAO ÁP 
CẦU CHÌ CAO ÁP 
1. Chức năng : Là thiết bị bảo vệ tự động ngắt mạch khi có sự cố quá tải và ngắn 
mạch. Mạch bị ngắt khi chì bị chảy ra, vì thế tất cả các thiết bị được bảo vệ. Sau 
khi tác động phải thay thế phần tử chì để mạch có thể hoạt động bình thường. 
2. Đặc điểm và vận hành 
Dây chảy cầu chì làm bằng chì, hợp kim chì với thiếc, kẽm, nhôm, đồng, bạc. 
Hợp kim chì thiếc có nhiệt độ nóng chảy thấp, điện trở suất khá lớn, nên nó 
thường được chế tạo với tiết diện lớn và thích hợp với U< 500V. 
U > 1000V , dây chảy thường làm bằng đồng, bạc có điện trở suất nhỏ và nhiệt độ 
nóng chảy cao, vì nếu dùng chì lượng hơi kim loại tỏa ra lớn. 
Hiện nay cầu chì vẫn còn được sử dụng trong lưới điện đến 22 kV dòng điện định 
mức ứng với máy biến áp công suất đến 2500 kVA 
53 
1.9 CÁC THIẾT BỊ VÀ KHÍ CỤ ĐIỆN CAO ÁP 
Ưu điểm: 
Cấu tạo đơn giản. 
Thời gian tác động nhanh (Nhỏ hơn 
một chu kỳ) 
Giá thành thấp. 
Nhược điểm: 
Chỉ ngắt khi dòng khá lớn so với 
dòng định mức của dây chì, vì vậy 
không đảm bảo tính chọn lọc 
Có thể bị ngắt 1 pha (khi có sự cố 1 
pha ) gây tình trạng không toàn pha , 
có thể khiến MBA bị quá điện áp . 
54 
1.9 CÁC THIẾT BỊ VÀ KHÍ CỤ ĐIỆN CAO ÁP 
DAO CÁCH LY (DS- Disconnect Switch) 
 Chức năng 
Tạo ra khoảng hở cách điện nhìn thấy trong mạch điện giữa bộ phận mang dòng điện và 
bộ phận cần cắt điện , đảm bảo an toàn cho nhân viên trong thời gian sửa chữa hay thay 
đổi sơ đồ. 
Vận hành: 
Dao cách ly không có thiết bị dập hồ quang vì thế nó chỉ có thể đóng với dòng rất nhỏ: 
 - Dòng không tải MBA (10kV đến 750kVA; 20KV đến 6300kVA; 35kV đến 20000kVA 
và 110kV-40000kVA). 
 - Dòng trung tính nối đất MBA và cuộn dập hồ quang, dòng cân bằng (khi điện áp 
lệch nhau không quá 2%). 
 - Dòng ngắn mạch với đất (không quá 5A điện áp 35kV và 10A điện áp 10kV) . 
 - Dòng không lớn tích tụ trong cáp hay dây trên không 
55 
1.9 CÁC THIẾT BỊ VÀ KHÍ CỤ ĐIỆN CAO ÁP 
Phân loại 
Dao cách ly trong nhà 
Dao cách ly ngoài trời 
Dao cách ly một cực 
Dao cách ly ba cực 
56 
1.9 CÁC THIẾT BỊ VÀ KHÍ CỤ ĐIỆN CAO ÁP 
Sơ đồ sử dụng dao cách ly 
và cầu chì thay thế máy cắt 
tự động 
57 
1.9 CÁC THIẾT BỊ VÀ KHÍ CỤ ĐIỆN CAO ÁP 
CHỐNG SÉT VAN 
Nhiệm vụ : bảo vệ quá điện áp tức thời do sét cảm ứng hoặc lan 
truyền . 
Đặc điểm vận hành 
Được cấu tạo bởi 2 phần tử bao gồm khe hở phóng điện , điện 
trở phi tuyến và thiết bị dập hồ quang 
Khe phóng điện gồm hai cực đặt đối nhau. Một cực nối vào thiết 
bị còn cực thứ 2 vào điện trở phi tuyến (Rphituyến ) rồi nối đất. 
Bình thường hai cực ở trạng thái hở mạch. 
Khi quá điện áp , U > U đánh thủng làm ion hóa không khí giữa hai 
cực, dấn điện qua Rphituyến làm R giảm xuống rất thấp , nối tắt mạch 
điện khiến sóng quá áp được truyền xuống đất làm giảm quá điện áp. 
Khi xảy ra quá trình đánh thủng hiện tượng ion hóa vẫn còn tồn 
tại, khiến cho khi điện áp trở về chế độ bình thường CSV vẫn dẫn điện, 
có thể gây ra ngắn mạch làm tác động thiết bị bảo vệ rơle ; thiết bị dập 
hồ quang có nhiệm vụ triệt tiêu ngắn mạch này trước khi bảo vệ tác 
động 
58 
1.9 CÁC THIẾT BỊ VÀ KHÍ CỤ ĐIỆN CAO ÁP 
KHÁNG ĐIỆN 
Thiết bị dùng để giảm dòng ngắn mạch và 
dòng khởi động động cơ. 
Có cấu trúc là cuộn cảm có lõi thép, được 
quấn bởi các dây đồng cách điện và được 
gắn vào tấm bê tông hoặc vật cách điện. 
Ở chế độ bình thường, điện áp rơi trên 
kháng khoảng 3-4%. 
Khi ngắn mạch kháng điện làm giảm dòng 
điện. trở kháng kháng điện càng lớn dòng 
điện ngắn mạch càng nhỏ. 
59 
1.9 CÁC THIẾT BỊ VÀ KHÍ CỤ ĐIỆN CAO ÁP 
60 
KHÁNG ĐIỆN 
1.4 CÁC THIẾT BỊ VÀ KHÍ CỤ ĐIỆN CAO ÁP 
MỘT SỐ SƠ ĐỒ KẾT NỐI 
TRẠM BiẾN ÁP TIÊU BIỂU 
61 
1.10 CÁC THIẾT BỊ VÀ KHÍ CỤ ĐIỆN HẠ ÁP 
CẦU CHÌ HẠ THẾ 
Chức năng: bảo vệ các thiết bị điện khỏi sự 
cố ngắn mạch, để bảo vệ quá tải thiết bị 
được bảo vệ phải được lựa chọn với dòng 
cho phép lớn hơn dòng định mức của cầu 
chì khoảng 25%. 
Đặc điểm: Cầu chì có thể chịu được dòng 
điện lớn hơn 30-50% dòng điện định mức 
của nó trong khoảng hơn 1 giờ. Nếu dòng 
điện lớn hơn 60-100% dòng điện định mức 
thì khoảng thời gian chảy chì càng nhỏ (nhỏ 
hơn 1 giờ). 
62 
1.10 CÁC THIẾT BỊ VÀ KHÍ CỤ ĐIỆN HẠ ÁP 
MÁY CẮT TỰ ĐỘNG – CB (CIRCUIT BREAKER) 
Chức năng: Đóng ngắt lưới điện ở trạng thái làm việc bình thường cũng như khi xảy 
ra sự cố. Máy cắt bảo vệ an toàn các thiết bị khỏi sự cố ngắn mạch và quả tải. Ngoài 
ra máy cắt còn được sử dụng trong điều khiển khi tần suất đóng ngắt không cao. 
Như vậy máy cắt kết hợp hai chức năng bảo vệ và điều khiển. 
Phân loại: 
1. Theo dòng điện định mức: 6,3; 10; 16; 25; 40; 63; 100; 160; 250; 400; 630; 1000; 
1600; 2500; 4000; 6300 А, ngoài ra có dòng điện 1500; 3000; 3200 А 
2. Theo số cực: một cực, hai cực ba cực, bốn cực. 
3. Theo khả năng hạn dòng. Theo tần số AC , DC . 
4. Theo dạng cơ cấu ngắt : loại từ nhiệt , loại điện tử . 
5. Theo đặc tính thời gian: cắt tức thời ,cắt với thời gian trễ ngắn , có thời gian trễ 
phụ thuộc dòng 
6. Theo cơ cấu truyền động: bằng tay, động cơ, lò xo . 
63 
1.10 CÁC THIẾT BỊ VÀ KHÍ CỤ ĐIỆN HẠ ÁP 
1 – Tay gạt dùng để đóng ngắt máy cắt.. 2- Cơ cấu truyền động 
cơ khí;3- tiếp điểm động ; 4- Đầu cuối, gắn mạch công suất; 5- 
Phần tử nhiệt ; 6 – Vít hiệu chỉnh, cho phép cài đặt dòng cắt sau 
khi lắp đặt; 7- Solenoid ; 8- Bộ phận dập hồ quang 
CB được trang bị hai phần tử nhiệt và phần tử từ để thực hiện 
chức năng bảo vệ 
Phần tử nhiệt: là tấm lưỡng kim (5) bị đốt nóng do dòng điện 
chạy qua, khi dòng điện vượt giá trị ngưỡng, tấm lưỡng kim bị 
cong đi và tác động nhả lò xo , tự động ngắt máy cắt. Thời gian 
tác động phụ thuộc vào đặc tính cài đặt nhờ vít điều chỉnh (6). 
Phần tử nhiệt này không thể bảo vệ sự cố ngắn mạch do có 
quán tính nhiệt lớn, không thể tác động trong thời gian ngắn khi 
xảy ra ngắn mạch. 
Phần tử nhả điện từ: là cuộn dây (7), lõi của cuộn dây tác động 
lò xo và cơ cấu nhả. Nếu dòng điện vượt quá ngưỡng cài đặt, 
phần tử này sẽ ngắt máy cắt 
64 
1.10 CÁC THIẾT BỊ VÀ KHÍ CỤ ĐIỆN HẠ ÁP 
65 
1.10 CÁC THIẾT BỊ VÀ KHÍ CỤ ĐIỆN HẠ ÁP 
66 
1.10 CÁC THIẾT BỊ VÀ KHÍ CỤ ĐIỆN HẠ ÁP 
CONTACTOR 
Chức năng - thiết bị điện từ dạng tác động từ xa – 
dùng để đóng ngắt phụ tải điện trong chế độ làm 
việc bình thường. 
Sử dụng ở những nơi tần suất đóng ngắt cao. 
Điều khiển bởi một mạch có công suất thấp hơn 
nhiều so với các mạch cần đóng ngắt. 
Contactor không bảo vệ lưới điện trong chế độ 
sự cố vì không có phần tử bảo vệ. 
Đặc điểm cấu tạo: 
Tần suất đóng ngắt từ 600-1200 lần / giờ. 
Contactor xoay chiều thường dùng trong các 
mạch điện áp dưới 660 V dòng điện dưới 1000A. 
Contactor một chiều thường có dòng điện định 
mức 80-630A. 
67 
1.10 CÁC THIẾT BỊ VÀ KHÍ CỤ ĐIỆN HẠ ÁP 
Cấu tạo bao gồm hệ thống điện từ, các 
tiếp điểm, bộ phận dập hồ quang, bộ 
phận khóa liên động (block contactor). 
Được điều khiển bởi dòng điện mạch 
cuộn dây contactor, điện áp định mức 
24 V – 220V, dòng điện không lớn. 
Khi có điện áp trên cuộn dây, contactor 
đóng tiếp điểm lại, khi mất điện áp, 
contactor nhả tiếp điểm ra. 
Thường được sử dụng điều khiển động 
cơ công suất lớn, hệ thống nhiệt, chiếu 
sáng hay hệ thống bù công suất phản 
kháng 
68 
1.10 CÁC THIẾT BỊ VÀ KHÍ CỤ ĐIỆN HẠ ÁP 
CONTACTOR 
69 
1.10 CÁC THIẾT BỊ VÀ KHÍ CỤ ĐIỆN HẠ ÁP 
KHỞI ĐỘNG TỪ 
Chức năng: dùng để điều khiển (khởi động, dừng, đảo chiều) 
động cơ không đồng bộ rotor lồng sóc công suất dưới 75 kW 
đồng thời bảo vệ động cơ khỏi quá tải. 
Đặc điểm cấu tạo 
Khởi động từ bao gồm contactor 3 pha, 2 rơle nhiệt gắn vào 2 
pha, nút nhấn khởi động, dừng. Các contactor AC thường có 
các hệ thống tiếp điểm phụ, thường đóng hoặc thường hở, 
hệ thống tiếp điểm phụ được thiết kế làm việc ở điện áp định 
mức và dòng điện không lớn (nhỏ hơn 4 A). 
Khởi động từ không bảo vệ động cơ khỏi sự cố ngắn mạch 
nên thông thường trong mạch nên sử dụng thêm cầu chì 
hoặc CB hạ thế. 
70