Tài liệu Bài tập lớn thiết bị đóng cắt và bảo vệ

Đinh Tiến Luận MSSV:20181212 31/10/2020 Bài tập lớn thiết bị đóng cắt và bảo vệ Mã lớp: 118844 Giảng viên: TS. Hoàng Anh Họ và tên: Đinh Tiến Luận MSSV: 20181212 1 Đinh Tiến Luận MSSV:20181212 31/10/2020 Mục Lục Bài tập lớn 1 ......................................................................................................................................... 3 A. 1. Nguyên lý hoạt động tắc te huỳnh quang: ...................................................................................... 3 1.1. Cấu tạo: ..................................................................................................................................... 3 1.2. Nguyên lý hoạt động đèn huỳnh quang: ................................................................................. 4 2. Nguyên nhân đầu bóng đèn hay bị đen ở đầu:............................................................................... 6 3. Cách khắc phục khi một đầu bóng đèn bị cháy: .............................................................................. 6 4. Dòng chấn lưu điện tử và điện từ ................................................................................................... 7 Bài tập lớn 2: ........................................................................................................................................ 9 B. 1. 2. 3. Kỹ thuật hạn chế dòng hồ quang ..................................................................................................... 9 1.1. Hạn chế giá trị dòng điện lỗi .................................................................................................... 9 1.2. Giảm thời gian xóa lỗi .............................................................................................................. 9 1.3. Vận hành từ xa ....................................................................................................................... 10 1.4. Dự đoán ngăn ngừa lỗi .......................................................................................................... 10 1.5. Chuyển hướng năng lượng phát sinh.................................................................................... 10 Công nghệ dập hồ quang:............................................................................................................... 10 2.1. Bảo vệ thụ động: .................................................................................................................... 10 2.2. Bảo vệ tích cực ....................................................................................................................... 11 2.3. Hệ thống dập tắt hồ quang hạn chế dòng điện ..................................................................... 11 Máy cắt chân không ....................................................................................................................... 12 3.1. Định nghĩa............................................................................................................................... 12 3.2. Cấu tạo máy cắt chân không .................................................................................................. 13 3.3. Nguyên lý hoạt động .............................................................................................................. 13 3.4. Đặc điểm máy cắt chân không ............................................................................................... 14 3.5. Nhược điểm máy cắt chân không: ......................................................................................... 15 Bài tập lớn 3 ....................................................................................................................................... 16 C. 1. Lý do dùng thiết bị bảo vệ loại B cho bảo vệ cáp dài .................................................................... 16 2. Phương pháp xác định vị trí xảy ra sự cố trên đường dây ........................................................... 16 3. 2.1. Các vấn đề ............................................................................................................................... 16 2.2. Đặc tính của thiết bị ............................................................................................................... 17 Thiết lập sơ đồ để thí nghiệm, đo lấy đặc tính công suất động cơ .............................................. 19 3.1. Các phép đo công suất điện cơ bản ....................................................................................... 21 3.2. Phép đo công suất động cơ xoay chiều ba pha ..................................................................... 22 2 Đinh Tiến Luận MSSV:20181212 31/10/2020 A. Bài tập lớn 1 Đề tài: - Giải thích nguyên lý hoạt động tắc te huỳnh quang, giải thích vai trò từng bộ phận. Nếu một đầu bóng đèn bị cháy thì có cách nào cho bóng đèn sáng trở lại Nguyên nhân dẫn đến bóng đèn hay bị đen đầu, cách khắc phục Dòng chấn lưu điện tử và điện từ khác gì nhau Quá trình Ion hóa: phát xạ nguội, phát xạ nhiệt điện tử 1. Nguyên lý hoạt động tắc te huỳnh quang: Tìm hiểu sơ lược về sơ đồ đèn huỳnh quang: 1.1. Cấu tạo: ➢ Ống thủy tinh kín. Trong chứa đầy khí trơ( thường là Argon) ở áp suất rất thấp. ➢ Bên trong ống thủy tinh có một giọt thủy ngân rất nhỏ ➢ Thành bên trong ống được phủ một lớp bột phosphor là vật liệu huỳnh quang và có màu trắng 3 Đinh Tiến Luận MSSV:20181212 31/10/2020 ➢ Có 2 dây tóc làm bằng Vonfram ở mỗi đầu ống đóng vai trò như một điện cực âm hoặc dương ➢ Chấn lưu để điều chỉnh công suất trên các điện cực ➢ Công tắc tơ 1.2. Nguyên lý hoạt động đèn huỳnh quang: Ống thủy tinh của đèn huỳnh quang có hai điện cực ở hai đầu. Một cực đóng vai trò là anode cực còn lại đóng vai trò là cathode khi đèn được nối với nguồn xoay chiều. Có sự khác biệt về điện áp hình thành trên hai đầu cực của ống chứa đầy khí trơ ở áp suất thấp. Sự chênh lệch này gây phá vỡ các phân tử khí và giải phóng các điện tử tự do có thể mang dòng điện. Quá trình này được gọi là quá trình ion hóa Hai điện cực trong ống nóng lên khi có dòng điện chạy qua nó. Lượng nhỏ thủy ngân trong ống chuyển từ thể lỏng sang thể khí. Sự va chạm này tạo ra một số năng lượng và những năng lượng đó được giải phóng tạo thành những tia bức xạ. Lớp phủ trong ống hấp thụ các tia bức xạ và phát ra bức xạ với bước sóng cao hơn ban đầu giúp đèn có thể chiếu sáng. - Nguyên lý hoạt động tắc te huỳnh quang: Tắc te(Stater) hoạt động như một công tắc hẹn giời của mạch. Nó là một ống nhỏ chứa khí tơ Neon hoặc Argon, và trong ống có một dải kim loại có thể nở ra và lật lại khi chịu tác động của nhiệt. Nhìn chung nó như một công tắc đóng khi nó nóng và mở ra khi nó lạnh đi. Khi ta bật đèn huỳnh quang, sự chênh lệch điện áp tạo ra trên ống thủy tinh và cả tắc te, nhưng khoảng cách giữa hai điện cực của ống đèn cao hơn nhiều so với tắc te. Vì vậy khí bên trong tắc te nóng lên bởi sự chênh lệch điện áp. Do lượng nhiệt này sinh ra nên thanh kim loại nóng lên nở ra và chạm vào đầu kia tạo thành đường dẫn. Điều này giúp cho dòng điện khởi động ban đầu không qua ống đèn huỳnh quang. Khi tắc te khởi động, dòng điện sẽ chạy qua nó cũng như hai điện cực của đèn. Vì hai điện cực đó được làm bằng vonfram, nó sẽ được làm nóng nhanh chóng và truyền nhiệt độ của nó cho các phân tử khí xung quanh nó. Sau đó nhiệt độ khí bên trong đèn huỳnh quang sẽ dần dần tăng lên. 4 Đinh Tiến Luận MSSV:20181212 31/10/2020 Lúc này, không có sự chênh lệch điện thế giữa hai đầu của tắc te vì nó cho dòng điện đi qua coi là ngắn mạch. Sự sụt giảm điện thế sẽ làm giảm nhiệt độ trong vòng 1-2s, và khi nhiệt độ biến mất, dải kim loại lật trở lại và ngắt dòng điện. Quá trình sau khi tắc tơ mở: nguồn điện áp cao sẽ được kích hoạt bởi chấn lưu. Vì chấn lưu có máy biến áp, khi dòng điện dừng đột ngột, từ trường của máy biến áp sẽ bị đóng lại và sinh ra điện áp cảm ứng cao. Điện áp này sẽ ion hóa không khí bên trong ống của đèn huỳnh quang đã được đốt nóng. Sau đó dòng điện bắt đầu chạy từ điện cực này sang điện cực kia của ống. Nếu hai điện cực không thể nhận đủ điện áp từ chấn lưu khi bộ khởi động tắt, thì khí bên trong ống sẽ không bị ion hóa, hoặc đèn sẽ không khởi động. Và nếu đèn không khởi động, bộ khởi động lại trải qua sự khác biệt tiềm ẩn trên đầu cuối của nó và nó sẽ tăng nhiệt độ trở lại. Dải kim loại sẽ lật làm cho lối đi đóng lại. Quá trình này tiếp tục cho đến khi khí bên trong ống đèn không được làm nóng đủ để bị ion hóa. Một khi khí bên trong ống sẽ bị ion hóa bởi điện áp cao được kích hoạt từ chấn lưu khi bộ khởi động tắt, tất cả dòng điện sẽ bắt đầu chạy qua ống thủy tinh của đèn huỳnh quang. Vì vậy tắc tơ sẽ không gặp lại bất kì sự chênh lệch điện thế trên nó và bộ khởi động vẫn sẽ mở. 5 Đinh Tiến Luận MSSV:20181212 31/10/2020 1.3. Giải thích vai trò từng bộ phận: - Khí trơ Neon, Argon: vì là khí trơ sẽ không xảy ra hiện tượng phản ứng hóa học, tránh oxi hóa kim loại bởi khi hoạt động ở nhiệt độ cao, tránh rỉ sét kim loại. - Thanh kim loại: dãn nở/ co khi có điện thế đặt 2 đầu nhằm cho dòng điện đi qua hoặc ngắt dòng điện. 2. Nguyên nhân đầu bóng đèn hay bị đen ở đầu: Nguyên nhân do vùng phosphor trong vùng đó đã chết. Các phosphor chết do sự bắn phá ion mang năng lượng lớn trong thời gian dài và sự văng ra của các nguyên tử kim loại ở dây tóc bóng đèn. Điều này chủ yếu xảy ra khi: - Xung điện áp khởi động cao quá mức cần thiết Chấn lưu khởi động nhanh bị lỗi không làm nóng dây tóc Khởi động bằng tắc te bật tắt liên tục Khi dây tóc nguội (cathode) nguội đi thì cơ năng sinh công cao hơn và các ion có vận tốc lớn hơn khi va chạm làm các nguyên tử kim loại văng ra bám vào thành ống. Cách khắc phục: Lắp thêm lá chắn vào dây tóc bóng đèn: giúp ngăn cho các nguyên tử kim loại bị bắn ra không bám vào thành ống. - Khắc phục quá trình quá điện áp bằng cách lắp thêm nhiệt điện trở dương song song với tụ và mắc song song với 2 đầu bóng đèn làm trễ quá trình khởi động 3. Cách khắc phục khi một đầu bóng đèn bị cháy: - Kiểm tra xem có chắc chắn dây tóc bóng đèn bị hỏng không, nếu dây tóc cháy cách tốt nhất là thay mới một bóng đèn khác. Để kiểm tra có thể lấy bóng khác thử vào xem có sáng hay không. - Nếu không phải do dây tóc có thể kiểm tra tắc te rồi đến chỉnh lưu, nhưng đầu đèn bị đen thường chỉ có thể do cháy dây tóc. Nhưng vẫn nên kiểm tra lại có thể do tắc te hay chấn lưu bị hư làm hỏng đèn, khi lắp đèn mới vào dễ làm giảm tuổi thọ của đèn. - 6 Đinh Tiến Luận MSSV:20181212 31/10/2020 4. Dòng chấn lưu điện tử và điện từ Chấn lưu là thành phần của thiết bị điện dùng để điều chỉnh điện áp chạy trong thiết bị, kiểm soát điện áp chạy trong đèn,... để dòng điện không cao hơn giá trị định mức để có thẻ làm cháy và hỏng đèn. Ba công dụng chính của chấn lưu: Kiểm soát hạn chế dòng điện có điện áp cao tránh hỏng đèn vì khi hồ quang xuất hiện làm tổng trở của đèn giảm. Vì đèn cần hiệu điện thế khởi động lớn nên chấn lưu có nhiệm vụ cung cấp điện thế khởi động một cách chính xác và nhanh chóng Chuyển điện thế nguồn về điện thế làm việc của đèn - Chấn lưu điện từ: có cấu tạo đơn giản gồm nhiều lá sắt quấn quanh bởi các dây đồng hoặc nhôm có tấm lớp cách điện. Chấn lưu điện từ thương có khuynh hướng nhấp nháy 120 lần/s. Chấn lưu điện từ có ba loại sau: • • • Kiểu cuộn và lõi tiêu chuẩn Kiểu cuộn và lõi hiệu suất cao Kiểu cắt bỏ điện cực - Chấn lưu điện từ kiểu cuộn và lõi tiêu chuẩn có tuổi thọ dài như bóng đèn mà chúng được lắp đặt cùng nhằm giúp khởi động và duy trì hoạt động chiếu sáng của đèn. Cuộn và lõi có chức năng hạn chế dòng điện (cuộn cảm). Giữa những tấm nhựa cách điện có tác dụng giúp chấn lưu khỏi hỏng hóc, chập cháy khi lượng nhiệt xảy ra lớn.Tụ điện trong chấn lưu giúp cho có thể sử dụng năng lượng nguồn một cách hiệu quả.Tất cả thành phần của chấn lưu được đặt trong một chiếc hộp sắt gần với máng điện. Nguyên lý họa động: Ngay sau khi 2 lá kim giãn nở chạm vào nhau, lúc này hiện tượng phóng điện sẽ làm cho kim nhả ra, tác dụng như ngắt nguồn nhanh, ngay lúc này từ 2 đầu của cuộn chấn lưu sẽ phát điện áp ứng có mức vài trăm volt, đủ cao để làm sáng đèn huỳnh quang. Khi thủy ngân trong đèn huỳnh quang đã ở trạng thái plasma thì nó liên tục tạo ra dòng ion chảy qua đèn và đèn có tính ổn áp, nó giữ khoảng 120V và điều này sẽ làm tắt hiện tượng phóng điện trong tắc te. - Chấn lưu điện tử: Chấn lưu điện tử là dòng chấn lưu sử dụng công nghệ cao hơn, thiết bị này sử dụng linh kiện điện tử để điều chỉnh điện áp mà bóng đèn nhận được, trong mạch vẫn có cuộn dây nhưng nhỏ hơn rất nhiều so với chấn lưu điện từ. Khi hoạt động chúng không gây ra tiếng ồn như chấn lưu điện từ, khởi động gần như ngay lập tức, không còn xảy ra sự nhấp nháy khi mới bật tắt bóng đèn giúp tăng tuổi thọ và tiết kiệm điện hơn. Chấn lưu điện tử thường được thiết kế lắp đặt những nơi thường xuyên như cầu thang, hành lang hay những nơi bật tắt bằng cảm biến Ưu điểm: • • Không gây ra tiếng ồn Tiêu thụ điện ít và bảo vệ môi trường hơn chấn lưu điện từ 7 Đinh Tiến Luận MSSV:20181212 • • • • 31/10/2020 Chịu nhiệt tốt ít tỏa nhiệt ra môi trường hơn Trọng lượng kích cỡ gọn nhẹ Hệ số công suất cao Tác dụng tăng tuổi thọ đèn 8 Đinh Tiến Luận MSSV:20181212 31/10/2020 B. Bài tập lớn 2: Đề tài: - Kỹ thuật hạn chế hồ quang điện - Tìm hiểu máy cắt cơ khí và công nghệ dập hồ quang 1. Kỹ thuật hạn chế dòng hồ quang - Hạn chế giá trị dòng điện lỗi - Giảm thời gian xóa lỗi - Vận hành từ xa - Dự đoán và ngăn ngừa lỗi - Chuyển hướng năng lượng phát sinh 1.1. Hạn chế giá trị dòng điện lỗi Mặc dù không áp dụng cho môi trường được bảo vệ bằng cầu chì và các thiết bị ngắt hiện tại, trung tâm dữ liệu sử dụng các thiết bị ngắt giới hạn để có thể giảm năng lượng sự cố trong thời gian dao động bằng cách giảm số lượng lỗi hiện có. Bốn phương pháp sau có thể giúp các trung tâm dữ liệu có thể giảm đáng kể lỗi hiện tại. Vận hành bằng dòng mở khi bảo dưỡng: duy trì các nguồn cấp điện kép giúp các trung tâm dữ liệu tăng cường khả năng cấp năng lượng cho chúng, và do đó có sẵn trong hệ thống. Tuy nhiên, nhược điểm là nó có thể gấp đôi số lượng lỗi hiện tại khi lỗi xảy ra. Trong hầu hết các trường hợp, mở dòng giữa nguồn cấp điện kép trong quá trình bảo trì làm giảm các nguy hiểm của quang cung bằng cách cắt các lỗi hiện tại trong một nửa. Chuyển đổi sang kVA và biến trở kháng cao hơn: Ngày nay, hầu hết nguồn cung cấp năng lượng máy chủ là “hệ số điện được chỉnh sửa” để các tác nhân gây hại không còn là mối đe dọa cho máy biến áp nữa. Kết quả là các trung tâm dữ liệu hiện có thể triển khai một cách an toàn các biến áp nhỏ hơn phù hợp với yêu cầu của họ. Làm như vậy sẽ tiết kiệm tiền và cải thiện sự an toàn của hồ quang điện, như một máy biến áp nhỏ hơn phát ra ít răng lượng trong quá trình hư hỏng, giảm sự tác động của dự kiện hồ quang. Sử dụng điện trở nối đất: trong các lỗi trên mặt đất, hệ thống tiếp đất có độ bên cao, cung cấp đường dẫn cho dòng sự cố khi qua đất bằng điện trở giới hạn hiện tại. Điều đó làm giảm đáng kể độ lớn của các lỗi ngắn mạch và các quang điện liên kết. Nó có thể được sử dụng trong hệ thống 3 pha. Sử dụng các dòng giới hạn phản ứng: các dòng giới hạn phản ứng như một nút thắt, hạn chế dòng điện trong quá trình lỗi. Ví dụ, các trung tâm điều khiển động cơ điện áp thấp có thể cung cấp dòng phản ứng ba pha hạn chế dòng ngắn mạch, dẫn đến năng lượng nhỏ khi xảy ra lỗi. 1.2. Giảm thời gian xóa lỗi Thời gian phát sinh lỗi giảm sẽ giúp giảm đi năng lượng để phát sinh hồ quang. Có 3 phương pháp để giảm thời gian phát sinh lỗi sau: Sử dụng khóa chọn lọc: sử dụng một tín hiệu ức chế được truyền từ các bộ ngắt hạ lưu để thấy lỗi tác nhân theo đầu nguồn. Cầu dao đầu nguồn nhận cả lỗi hiện tại và tín hiệu ức chế và do đó chậm trễ, cho phép ngắt hạ lưu. Có thể xảy ra sự cố giữa dòng hạ lưu và đầu nguồn, tuy nhiên, nguồn tiếp liệu ở hạ lưu không thấy lỗi hay gửi tín hiệu ức chế để ngắt đầu nguồn. Điều đó gây ra những tác nhân gây tổn hại không vượt qua ảnh hưởng của thời gian trì hoãn nào dẫn đến giảm đáng kế năng lượng hồ quang. Thực hiện sơ đồ vi phân bus: Đây là các vùng được phối hợp trong hệ thống điện. Khi một lỗi xảy ra trong một khu vực bảo vệ nhất định, giữa các thiết bị chính và các nhánh, thiết bị bảo vệ đi ngay lập tức, hạn chế thời lượng phát sinh hồ quang. Hệ thống vi phân bus thường nhanh hơn và nhạy hơn so với zsi, nhưng đòi hỏi phải có máy biến áp hiện tại và thiết bị chuyển tiếp. Điều này thường khiến họ khó thực hiện hơn và đắt hơn. 9 Đinh Tiến Luận MSSV:20181212 31/10/2020 Triển khai hệ thống bảo dưỡng giảm hồ quang điện: Một hệ thống bảo trì giảm tốc độ (arms) rút ngắn các lỗi bằng cách bỏ qua tất cả thời gian chậm trễ trong vòng mạch chuyến đi bất cứ lúc nào vượt quá một giá trị. Điều này cho phép các lỗi trong việc xóa nhanh hơn một bộ ngắt ngay lập tức. Kỹ thuật viên phải bật các mạch đóng cắt theo cách thủ công trước khi công việc bảo trì và sau đó vô hiệu hóa chúng khi công việc đó hoàn tất, sử dụng các thủ tục khóa / bật quen thuộc. 1.3. Vận hành từ xa Sử dụng các thao tác nguy hiểm có thể gây ảnh hưởng cho nhân viên. Có 2 phương pháp vận hành từ xa sau: Cài đặt các phần mềm giám sát từ xa, kiểm soát và chẩn đoán. Hệ thống quản lý sức mạnh tinh vi của ngày hôm nay trang bị cho các quản trị viên thực hiện nhiều nhiệm vụ hành chính từ xa. Họ cũng trang bị cho các công ty từ xa các thiết bị điện từ xa trước khi các nhân viên trung tâm dữ liệu tiếp cận. Sử dụng thiết bị đầu tư từ xa. Theo truyền thống, các kỹ thuật viên đã phải đứng gần các thiết bị có kết nối trực tiếp, điện tử khi suy giảm và ngắt quãng. Các thiết bị định vị từ xa cho phép các nhà khai thác thực hiện những nhiệm vụ cực kỳ nguy hiểm này từ khoảng cách an toàn. 1.4. Dự đoán ngăn ngừa lỗi Phương án tốt nhất là loại bỏ nguyên nhân gây phát ra hồ quang trước khi chúng xảy ra. Có 3 phương án sau có thể dự đoán và loại bỏ tác nhân gây hồ quang: Tính toàn vẹn theo dõi: sự cách li gián đoạn là nguyên nhân dẫn đầu gây ra những sự cố cung cấp. Xác định cà sửa chữa sự cách nhiệt trước khi nó xảy ra giúp ngăn ngừa sinh ra hồ quang. Các hệ thống bảo trì dự đoán cung cấp cảnh báo sớm về sự hư hỏng điện áp, trạm biến áp, máy phát điện, máy biến áp và động cơ. Theo dõi đầu mối áp suất: Hầu hết các thiết bị điện đều chứa các nút nối áp lực, chẳng hạn như phân chia dòng, tải trọng và các phụ kiện nén. Theo thời gian, sự rung động và nhiệt độ có thể nới lỏng các kết nối này. Khi dòng chảy qua một kết nối lỏng lẻo, nó có thể gây ra quá nóng và cuối cùng tạo ra tia chớp quang. Sử dụng cảm biến nhiệt không liên lạc được gọi là pyrometers, các trung tâm dữ liệu có thể theo dõi các nút nối áp suất liên tục và nhận được thông báo trước về kết nối lỏng trước khi chúng trở nên quá lỏng lẻo. Sử dụng cửa sổ (IR) hồng ngoại. Sử dụng công nghệ thermography IR, các cửa sổ IR cho phép các kỹ thuật viên quét IR mà không cần loại bỏ các tấm phía sau, khả năng xác định khả năng của các sự kiện liên tiếp không ngẫu nhiên do liên lạc ngẫu nhiên với nút trực tiếp. 1.5. Chuyển hướng năng lượng phát sinh Thiết bị chỉ ra năng lượng hồ quang từ các trung tâm dữ liệu được gọi là kháng hồ quang, ví dụ, sử dụng các đầu nối kín, các đầu nối áp suất cao nhất, và các bản lề được cung cấp bằng các đầu nối đến một vùng trống bên trong hoặc ngoài trung tâm dữ liệu. Khi tất cả mọi tác nhân tác động đều thất bại, điện kháng chuyển mạch cung cấp trung tâm dữ liệu dễ bị tổn thương một đường dây an toàn cuối cùng từ sức mạnh bùng nổ của sự cố. Tuy nhiên, các tính chất bảo vệ của nó chỉ có hiệu quả khi cửa thiết bị không hoạt động, vì vậy các công ty nên đào tạo kỹ thuật viên của họ để đóng mạch một cách an toàn trong hoạt động bình thường. 2. Công nghệ dập hồ quang: Hiện nay, có rất nhiều công nghệ dập hồ quang khác nhau, mang lại lợi ích và hiệu quả khác nhau. Một số phương pháp phổ biến hiện nay là: • Bảo vệ thụ động • Bảo vệ tích cực • Bảo vệ hạn chế dòng điện 2.1. Bảo vệ thụ động: 10 Đinh Tiến Luận MSSV:20181212 31/10/2020 Phương pháp này thường bao gồm gia công mạnh mẽ vỏ thiệt bị điện bằng cách sử dụng thép khổ dày hơn, bản lề gia cố và chốt đa điểm để chứa năng lượng hồ quang và ngăn chặn sự phân mảnh, cháy xuyên qua vỏ bọc. Các lỗ thông hơi kết nối với ống dẫn có nhiệm vụ chuyển hướng khí hồ quang qua đỉnh thiết bị và ra khỏi phòng. Các thiết kế như vậy khá đơn giản mà chi phí lại thấp. Các thiết bị này không yêu cầu điện từ hoặc nguồn điện để hoạt động. Tất cả những gì cần thiết là một vỏ bọc thiết bị chắc chắn hơn. Chi phí gia tăng của thiết bị chống gia tăng như vậy vẫn tương đối thấp, chỉ cần bổ sung thêm thép và phần cứng bền hơn cho thiết bị hiện có. Nhược điểm: các thiết bị hồ quang không làm gì để ngăn chặn sự lan truyền của lõi hồ quang, do đó không bảo vệ được các bộ phận riêng lẻ bên trong thiết bị. Các hiện tượng hồ quang nhỏ có thể hỏng các bộ phận riêng lẻ bên trong thiết bị, trong khi xảy ra ở cường độ lớn có thể phá hủy hoàn toàn thiết bị cần thay thế hoàn toàn. Thiết bị chống hồ quang cũng làm tăng chi phí lắp đặt và xây dựng so với thiết bị tiêu chuẩn. Thiết bị chống hồ quang thường yêu cầu các phóng điện phải được xây dựng với trần nhà cao hơn để cung cấp khoảng trống phía trên thiết bị nhằm thông gió trực tiếp vào không gian hoặc cho các tầng. Việc lắp đặt thêm các ống dẫn xuyên qua bức tường để chuyển hướng khí hồ quang ra khỏi không gian sẽ làm tăng thêm chi phí, cũng như việc rào lại hoặc hạn chế khu tiếp cận mà ống dẫn hồ quang ra môi trường. Hiệu quả của các thiết kế chống hồ quang phụ thuộc vào nhân viên vận hành và bảo trì luôn tuân theo các kiểm soát hành chính có liên quan. Sự an toàn có được bởi kết cấu chống hồ quang phụ thuộc vào khả năng của thiết bị để chứa và chuyển hướng năng lượng trong hiện tượng chớp nháy hồ quang. Bản thân thiết bị làm kháng hồ quang không làm giảm năng lượng sự cố trong bất kỳ trường hợp nào. Nếu cửa mở hoặc chốt không đúng cách, bulong bị tháo hoặc thiếu tấm, thiết bị có thể không chứa và chuyển hướng năng lượng một cách thích hợp. 2.2. Bảo vệ tích cực Trong nhiều thập kỷ, ngành công nghiệp đã dựa vào nhiều phương phấp điện tử để giảm năng lượng sự cố nhằm mực đích nâng cao độ an toàn. Các phương pháp này bao gồm khóa liên động chọn lọc vùng, role vi sai, role phát hiện hồ quang và công tắc bảo trì giảm năng lượng. Tuy nhiên không có công nghệ nào trong số này có thể giảm năng lượng sự cố đủ để cung cấp mức bảo vệ tương đương do thiết bị chống hồ quang thụ động cung cấp. Điều này chủ yếu do những công nghệ này dựa vào việc cấp thiết bị chính để xóa lỗi. Trong trường hợp đóng cắt điện áp thấp, thiết bị chính là bộ ngắt mạch công suất lớn, có thể mất tới bốn chu kỳ hoặc 67 mili giây để xóa lỗi. Vì năng lượng liên quan đến dòng điện sự cố có sẵn và thời gian bù trừ, nên có một giới hạn hữu hạn mà các giải pháp này có thể giảm năng lượng sự cố tại một dòng điện sự cố nhất định. Để giảm năng lượng sự cố hơn nữa, phải sử dụng thiết bị nhanh hơn. Các hệ thống áp dụng sự cố bắt vít để giảm năng lượng sự cố của thiết bị đóng cắt hạ áp đã có từ nhiều năm trước. Việc áp dụng lỗi bắt vít cho thiết bị điện khiến thiết bị tạo ra dòng điện sự cố cao nhất có sẵn. Việc vẽ dòng điện sự cố có sẵn cực đại gây ra lực điện từ trên thiết bị ngược dòng, có thể làm hỏng cuộn dây máy biến áp, đầu cáp, thanh cái và có thể dẫn đến hiện tượng chớp hồ quang không điều chỉnh ngược dòng. 2.3. Hệ thống dập tắt hồ quang hạn chế dòng điện Thông thường, các hệ thống dập tắt hồ quang sử dụng kết hợp của đầu dò dòng điện và phát hiện ánh sáng để xác định sự bắt đầu của lỗi phóng điện hồ quang. Khi phát hiện hồ quang, các tín hiệu này sẽ được gửi đến một thiết bị có tác dụng chuyển hồ qunag đến một vị trí chứa.. Trong hệ thống mới này, thiết bị dập tắt lỗi phóng điện là một thiết bị nhằm dập tắt các lỗi phóng điện bằng cách tạo ra một đường dẫn dòng điện trở kháng thấp hơn, nămgf trong một ngăn được kiểm soát, để làm cho lõi hồ quang được chuyển sang con đường hiện đại mới. 11 Đinh Tiến Luận MSSV:20181212 31/10/2020 Trong khi tiêu chuẩn này mở cho hệ thống sử dụng lỗi chớp để tạo ra đường dẫn dòng trở kháng thấp hơn, các hệ thống dập tắt hồ quang tiên tiến nhất tạo ra lỗi hồ quang bên trong ngăn được điều khiển. Lợi ích của việc tạo ra lỗi phóng điện hồ quang là nó có trở kháng cao hơn so với lỗi bắt chớp. Nó ít tạo ra dòng điện lỗi hơn. Hệ thống dập tắt hòo quang hoạt động đủ nhanh và làm giảm năng lượng sự số đủ lớn có thể đáp ứng các tiêu chí thử nghiệm. Trong một sự kiện chớp cháy hồ quang, đỉnh của sóng áp suất trước khi đẩy khí hồ quang và đồng nóng chảy ra ngoài. Các hệ thống dập tắt hồ quang phản ứng đủ nhanh để cắt đỉnh sóng áp suất cũng sẽ làm giảm mạnh hoặc gần như loại bỏ lượng khí hồ quang và dòng nóng chảy tạo ra. Tùy thuộc vào thiết kế của bộ dập hồ quang, hệ thống cũng có thể không yêu cầu bất kỳ lỗ thông hơi nào ra môi trường. Trong trường hợp đó, không cần ống dẫn hoặc khoảng thông tầng, và có thể giảm khoảng trống yêu cầu phía trên thiết bị, dẫn đến thấp hơn và giảm chi phí xây dựng. Vì hệ thống dập tắt hồ quang có thể giảm năng lượng sự cố, chúng có thể giảm hoặc loại bỏ hoàn toàn thiệt hại cho thiết bị do các sự kiện chớp cháy hồ quang. Do đó, các hệ thống dập tắt hồ quang có thể giảm thời gian ngừng hoạt động do sự kiện chớp cháy hồ quang vì thiệt hại đối với thiết bị là rất ít. Tuy nhiên, hệ thống dập hồ quang có một số nhược điểm. Vì chúng là hệ thống điện tử có chứa các thành phần như role, cảm biến, các thiết bị dập tắt và tất cả hệ thống dây nối liên kết, chúng phải được kiểm tra bảo dưỡng định kì để đảm bảo chức năng thích hợp. 3. Máy cắt chân không 3.1. Định nghĩa Máy cắt chân không là máy cắt có bộ phận dập hồ quang bằng chân không. Ở loại máy cắt này, tiếp điểm tĩnh và động được gắn trong buồng chân không được bịt kín hoàn toàn. Hồ quang được dập tắt trong môi trường chân không cao. VCB được sử dụng chủ yếu cho cấp điện áp từ 12-36kV. Chân không là môi trường cách điện lý tưởng. Độ bền điện của chân không gấp 30 lần không khí ở điều kiện tiêu chuẩn. Trong chân không mật độ không khí hầu như không có nên khả năng ion hóa trong chân không hầu như không tồn tại nên thời gian chảy hồ quang bé. Máy cắt chân không tùy vào vị trí đặt mà thường có hai loại: • Máy cắt chân không trong nhà • Máy cắt chân không ngoài trời b) a) Figure 1. a)Máy cắt chân không trong nhà; b) máy cắt chân không ngoài trời 12 Đinh Tiến Luận MSSV:20181212 31/10/2020 3.2. Cấu tạo máy cắt chân không Máy cắt chân không gồm các bộ phận chính sau: - Mạch vòng dẫn điện: là bộ phận dẫn điện vào và lấy điện ra. Bộ phận mạch vòng dẫn điện được cấu tạo gồm 3 phần: 4. Thanh dẫn động và thanh dẫn tĩnh; hai thanh này thường có tiết diện hình tròn và hình chữ nhật được làm từ đồng. 5. Đầu nối: làm nhiệm vụ tạo lực ép cần thiết để điện trở tiếp xúc nhỏ hơn giá trị cho phép. 6. Tiếp điểm: thường ở dạng hình nón cụt và được sản xuất từ vật liệu là đồng cadini nhằm đáp ứng được nhu cầu hoạt động trong dòng điện lớn. - Buồng dập hồ quang: đối với máy cắt chân không, buồng dập hồ quang được coi là bộ phận quan trọng nhất, được cấu tạo là buồng kín. Trong đó có độ chân không cao nhằm đóng cắt hồ quang phát sinh và hồ quang này được dập tắt trong môi trường chân không. Buồng dập hồ quang là nơi chứa tiếp điểm tĩnh và tiếp điểm động. - Cơ cấu truyền động: máy cắt chân không sử dụng cơ cấu truyền động lực kết hợp nam châm điện để ngắt dòng điện. - Kết cấu bộ phận dẫn điện trong máy cắt chân không được quy định mỗi pha sử dụng một buồng dập hồ quang. Vì vậy, việc đánh giá giữa các pha thường sử dụng trụ sứ và chỉ cần tính toán dòng điện đầu ra và đầu vào là được. Figure 2. Hệ thống dập hồ quang 3.3. Nguyên lý hoạt động Khi xảy ra sự cố ( ngắn mạch) dòng điện tăng cao, role nhận tín hiệu và truyền lệnh để máy cắt cắt. Khi hai tiếp điểm tách rời nhau, hồ quang xuất hiện. Do quá trình ion hóa, bề mặt tiếp xúc của 2 tiếp điểm VCB bị bay hơi tạo nên plasma làm đầy khoảng không ở vùng điện cực. Mật độ hơi kim loại bay ra từ tiếp điểm phụ thuộc vào dòng điện hồ quang. Khi dòng điện giảm tốc độ bay hơi giảm, tại thời điểm dòng điện đi qua, hơi kim loại mất tính dẫn điện và nhanh chóng khuếch tán ra môi trường xung quanh ( do môi trường xung quanh là chân không nên không bị ảnh hưởng bởi các phần tử khí), độ bền điện ở khoảng không giữa 2 điểm của máy cắt chân không được phục hồi. Vỏ cách điện làm bằng vật liệu composit hình trụ. Tiếp điểm tĩnh và động dạng tròn thường làm bằng kim loại gồm: Crom-đồng, có tính dẫn điện, dẫn nhiệt tốt và dập hồ quang thuận lợi. 13 Đinh Tiến Luận MSSV:20181212 31/10/2020 3.4. Đặc điểm máy cắt chân không Ưu điểm nổi trội so với các máy cắt khác: tuổi thọ dài, tính năng điện vượt trội, vận hành không cần bảo dưỡng, thích hợp với các loại môi trường. Công nghệ cắt chân không đã được triển khai đầy đủ với độ tin cậy cao. Độ kín chân không được đảm bảo nhờ công nghệ cao, nhờ đó độ giữu chân không được đảm bảo nhờ áp dụng các kỹ thuật hiện đại trong lò chân không. Do đó, buồng hồ quang giữ được đôj chân không trong vòng ít nhất 20 năm, vượt xa tuổi thọ cơ khí của các loại máy cắt khác. Buồng cắt chân không cũng thích hợp ứng dụng ở các cấp điện áp, bao gồm thứ cấp máy biến áp, cắt dòng sự cố ngay đầu đoạn dây, đóng cắt tụ điện và đóng cắt động cơ. Điện áp chịu đựng xoay chiều tần số công nghiệp thường gấp 2-4 lần giá trị điện áp vận hành bình thường, còn điện áp chịu đựng xung sét gấp 4-12 lần điện áp vận hành bình thường. Thân thiện với môi trường: buồng cắt chân không được chế tạo từ các vật liệu có thể thu hồi và tái chế khi đã hết hạn sử dụng. Không chứ các khí gây hiệu ứng nhà kính như SF6, không chứa đựng rủi ro tiềm tàng đối với con người bởi những sản phẩm phân hủy tạo ra do phóng điện hồ quang. Không cần phải có những biện pháp phòng ngừa đặc biệt để bảo vệ môi trường khi xảy ra rò rỉ hay trong quá trình xử lý thiết bị đã hết hạn sử dụng. 3.4.1. Khả năng chịu đựng điện áp cao Thông thường, buồng cắt chân không phải chịu điện áp xoay chiều danh định tần số điện công nghiệp (quá điện áp xuất hiện khi thao tác đóng cắt trong hệ thống điện) bằng 2 - 4 lần điện áp danh định của hệ thống và điện áp xung sét danh định bằng từ 4 - 12 lần điện áp danh định của hệ thống. Trong vận hành, máy cắt thường ở vị trí đóng vì thế mà các quá điện áp, ví như do sét, hầu như chỉ ảnh hưởng đến các cách điện giữa dây và đất hoặc giữa các dây với nhau. Khi có xung sét xuất hiện trên các tiếp điểm mở của buồng cắt chân không, điều này hiếm xảy ra, nó sẽ đánh thủng khe hở giữa các tiếp điểm đó, thì dòng điện xoay chiều tần số công nghiệp chỉ chạy qua trong một nửa chu kỳ để rồi khi chạy qua giá trị 0, dòng điện sẽ bị cắt bởi các tiếp điểm đã mở. Đặc điểm này lại không có được ở các máy cắt kiểu thổi khí SF6, không khí hay máy cắt ít dầu vì rất có thể chúng đã bị nổ. Đặc tính vốn có nữa của máy cắt chân không là các tiếp điểm được sửa một cách tự động. Các chỗ sần sùi có thể phát sinh trên các bề mặt tiếp xúc do các tiếp điểm va chạm nhau sẽ được mài nhẵn đi do hiện tượng phóng điện xảy ra khi mở các tiếp điểm khi máy cắt đang mang tải. Eaton đã lợi dụng đặc điểm này trong quá trình chế tạo máy cắt: sửa các tiếp điểm bằng cách đặt điện áp cao lấy từ nguồn có tổng trở lớn lên các tiếp điểm đang mở. Buồng cắt chân không có tính năng rất cao khi vận hành đóng cắt dòng tải, vượt xa tuổi thọ cơ khí của tất cả các loại máy cắt và máy cắt đóng lặp lại (recloser) có lắp buồng cắt chân không. Do vậy, chúng được sử dụng để đóng cắt dòng điện trong ngành đường sắt, với yêu cầu về tuổi thọ điện và cơ khí là trên 250.000 lần thao tác, đóng cắt động cơ với trên 1 triệu lần thao tác, đóng cắt lò hồ quang và đóng cắt tụ điện. Buồng cắt chân không luôn cắt được dòng điện hồ quang khi dòng điện đi qua giá trị 0 đầu tiên, một khi khe hở tiếp điểm đủ lớn để chịu được điện áp phục hồi. Hiện tượng mòn tiếp điểm chỉ xảy ra ở cực âm, thế nhưng do có rất nhiều vết chuyển động ngẫu nhiên quanh cực âm, kết quả là ăn mòn đồng đều. Vật liệu bị ăn mòn sẽ đọng đồng đều trên bề mặt cực dương. Tuy nhiên, cực tính của các tiếp điểm lại thay đổi một cách ngẫu nhiên, lúc thì là cực âm, lúc lại là cực dương. Vì thế mà hiệu ứng ăn mòn triệt tiêu nhau do vật liệu di chuyển qua lại giữa hai cực. Sự ăn mòn chậm và đồng đều này cùng với việc ngắt hồ quang được thực hiện trong môi trường chân không do vậy điện trở tiếp xúc (Rc) luôn giữ ở mức thấp trong suốt thời gian tuổi thọ của buồng cắt chân không. Trái lại, điện trở tiếp xúc của máy cắt SF6 tăng lên trong trong thời gian tuổi thọ của máy do ảnh hưởng của các phản ứng hóa học xảy ra trên bề mặt tiếp điểm trong khi và sau khi phát sinh hồ 14 Đinh Tiến Luận MSSV:20181212 31/10/2020 quang. Hơn nữa, bột florua kim loại do hồ quang tạo ra có thể tác động xấu tới sự hoạt động của máy cắt bởi đó là loại vật liệu cách điện. 3.4.2. Cắt ngắn mạch Buồng cắt chân không cũng có tính năng vượt trội về cắt dòng ngắn mạch trong dải 2 - 63 kA hiệu dụng. Các buồng cắt chân không của hãng Eaton được thiết kế để cắt được dòng ngắn mạch toàn phần ít nhất là 100 lần. Trong thực tế, dòng sự cố bằng 80% dòng điện ngắn mạch danh định đã là chuyện hãn hữu còn hầu hết các sự cố đều có dòng thấp hơn nhiều. Đối với dòng điện sự cố trên 5 kA thì nhất thiết phải khống chế hồ quang bởi vì nó có xu hướng co chặt lại ở dạng cột. Hai kỹ thuật được sử dụng, đó là từ trường ngang trục (transverse magnetic field TMF) khiến cho hồ quang phải quay xung quanh các bề mặt tiếp điểm và từ trường dọc trục (axial magnetic field - AMF) làm khuyếch tán hồ quang. Hãng Eaton thiên về kỹ thuật AMF bởi vì có thể định dạng từ trường này sao cho đạt được tính năng cao áp tốt nhất có thể và duy trì được dạng này sau khi cắt ngắn mạch. 3.4.3. Điện áp phục hồi quá độ Buồng cắt chân không với các tiếp điểm được chế tạo từ hợp kim Cu-Cr có khả năng chịu đựng tuyệt vời các điện áp phục hồi quá độ tăng nhanh, xuất hiện khi có sự cố thứ cấp ở máy biến áp, máy phát và các sự cố đầu đường dây trên không. Sự cố thứ cấp ở máy biến áp. Khi buồng cắt chân không được đặt gần một máy biến áp công suất lớn thì tần số riêng rất cao của máy biến áp kết hợp với điện dung thấp tại các liên kết có thể gây ra một điện áp phục hồi quá độ rất nhanh, dưới 10 ms đối với sự cố thứ cấp, trong khi đó hằng số thời gian danh định (T3) đối với máy cắt trong nhà là 60 ms. Người ta đã chứng minh được rằng các buồng cắt chân không, tiếp điểm được làm bằng Cu-Cr sẽ cắt tin cậy được trên 99,9% số các sự cố thứ cấp ở máy biến áp. Sự cố đầu đường dây trên không. Các đường dây trên không tạo ra điện áp phục hồi quá độ dạng răng cưa có sườn trước rất dốc khi có sự cố xảy ra ngay gần máy cắt. Đối với các buồng cắt SF6, tốc độ suy giảm nhiệt độ khí là cùng bậc với tốc độ gia tăng của điện áp phục hồi (rate of rise of recovery voltage - RRRV) khiến cho buồng cắt khó có thể chịu được RRRV này. Tuy nhiên đối với buồng cắt chân không, tốc độ suy giảm nhiệt độ plasma và nhiệt độ tức thời của cực âm lại cao hơn nên buồng cắt chân không sẽ chịu đựng dễ dàng điện áp phục hồi quá độ xuất hiện ở đầu đường dây trên không. Cần tính đến sự tương tác giữa buồng cắt chân không và các thành phần điện cảm trong mạch điện phân phối (động cơ, máy biến áp và kháng bù ngang) khi xuất hiện các xung điện áp tại các đầu nối. Các xung này có thể là do sét gây ra hoặc do đóng hoặc cắt mạch điện. Áp dụng trên lưới điện phân phối các kỹ thuật triệt xung thông thường cũng có thể giải quyết được xung sét, vì thế cái mà ta cần quan tâm xem xét là vấn đề xung đóng cắt. 3.5. Nhược điểm máy cắt chân không: Yêu cầu công nghệ cao để sản xuất bộ phận dập hồ quang. Nếu mất chân không do hư hỏng hoặc do vận chuyển thì bộ phận dập hồ quang của máy cắt không sử dụng được và không thể sửa chữa tại chỗ. Máy cắt chỉ thích hợp với cấp điện áp từ 35kV trở xuống. 15 Đinh Tiến Luận MSSV:20181212 31/10/2020 C. Bài tập lớn 3 Đề tài: - Vì sao loại B hay dùng cho bảo vệ cáp dài Cách xác định vị trí xảy ra sự cố trên đường dây (Pp: Theo dõi dòng điện sự cố) Thiết lập sơ đồ để thí nghiệm và đo, lấy đặc tính công suất động cơ (công suất bé) 1. Lý do dùng thiết bị bảo vệ loại B cho bảo vệ cáp dài Đối với các loại cáp dài, khi quá tải trong thời gian dài sẽ gây ảnh hưởng xấu đến cách điện của đường dây. Đường dây chịu được phát sinh nhiệt trong khoảng thời gian ngắn. Khi để dòng điện do quá tải tăng cao nhiệt sinh ra là rất lớn gây phá hủy cách điện của đường dây. Trên đường dây xảy ra quá điện áp hay dòng điện vượt giá trị định mức khi có sự cố xảy ra. Đường dây cáp được nối với rất nhiều phần tử quan trọng như máy biến áp, TU, TI,... Khi xảy ra sự cố không được xử lý nhanh sẽ gây hậu quả nghiêm trọng đối với hệ thống. Vì vậy, cần chọn thiết bị bảo vệ có thời gian tác động nhanh và chính xác trong thời gian ngắn. Thiết bị bảo vệ loại B có đặc tính tác động phù hợp với đặc điểm trên. Figure 3. Đặc tính bảo vệ của loại B Còn các loại khác có thời gian tác động lâu hơn, dành cho các thiết bị chịu được nhiệt lâu hơn, ít được sử dụng cho bảo vệ cáp dài. 2. Phương pháp xác định vị trí xảy ra sự cố trên đường dây 2.1. Các vấn đề Để xác định điểm sự cố trên đường dây truyền tải, có thể dựa vào thông tin ghi khoảng cách điểm sự cố của bảo vệ khoảng cách, nhưng sai số thường rất lớn. Do vậy, phải kết hợp rải quân, băng rừng, lội suối đi kiểm tra từng vị trí trên toàn tuyến đường dây bị sự cố. Ở Việt Nam, xác định chính xác điểm sự cố là công việc khó khăn, tốn nhiều công sức và thời gian. Đồng thời, các cách áp dụng chưa đáp ứng được yêu cầu khắc phục nhanh sự cố và chưa kinh tế. Các thiết bị theo lý thuyết sai số không lớn hơn 500 m, 16 Đinh Tiến Luận MSSV:20181212 31/10/2020 nhưng trên thực tế, độ chính xác còn phụ thuộc rất nhiều vào các điều kiện thực tế khi lắp đặt, vận hành, đặc biệt phụ thuộc vào độ tin cậy từng hãng. 2.2. Đặc tính của thiết bị Ở đây ta tìm hiểu về công nghệ định vị sự cố của Isa (Italia) Thiết bị định vị sự cố của Isa là một hệ thống định vị sự cố bằng sóng truyền TFS (Traveling Wave Fault Location System). Sai số xác định khoảng cách điểm sự cố nhỏ hơn 500m. Sai số còn phụ thuộc vào các yếu tố sau đây: Điện trở sự cố Sai số của TU và TI Độ không chính xác của các tham số đường dây. Tình trạng trở kháng thứu tự “không” luôn thay đổi theo độ ô nhiễm môi trường dọc theo hành lang của tuyến đường dây. Công nghệ của nhiều hãng chỉ xác định được điểm sự cố cho đường dây trên không tải điện xoay chiều. Riêng thiết bị của Isa có thể sử dụng cho các trường hợp sau: - Đường dây tải điện xoay chiều - Đường dây truyền tải điện cao áp một chiều (HVDC) - Đường dây truyền tải có tụ bù nối tiếp - Các đường dây cáp và dây tên không - Đo khoảng cách và sự cố một pha chạm đất trong hệ thống phân phối trung tính không nối đất. 2.3. Nguyên lý định vị sự cố Thiết bị của Isa sử dụng 3 nguyên lý xác định điểm sự cố cho thiết bị của mình, bao gồm 3 phương pháp sau: • Phương pháp kiểu D (áp dụng cho hai điểm cuối) - Figure 4. Phương pháp kiểu D Khoảng cách đến điểm sự cố được xác định qua sự chênh lệch giữa các thời gian truyền tới hai đầu đường dây. 𝑋𝑠 = (𝑇𝑠 − 𝑇𝑅 ). 𝑣 + 𝐿 2 17 Đinh Tiến Luận MSSV:20181212 31/10/2020 𝑋𝑅 = (𝑇𝑅 − 𝑇𝑆 ). 𝑣 + 𝐿 2 Trong đó, v là tốc độ truyền sóng bằng tốc độ ánh sáng. • Phương pháp kiểu A (áp dụng cho một điểm cuối) Khoảng cách đến điểm sự cố được xác định qua việc phân tích sóng truyền được ghi tại một điểm cuối của đường dây. Sai lệch thời gian ∆𝑡 giữa xung sự cố ban đầu và xung phản hồi tương ứng là khoảng thời gian để xung đi từ điểm cuối đường dây tới điểm sự cố và ngược lại. Nguyên tác này sử dụng để tính toán khoảng cách đến điểm sự cố 𝑋𝐿 . 𝑋𝐿 = ∆𝑡. 𝑣/2 Figure 5. Phương pháp kiểu A • Phương pháp kiểu E Phương pháp này sử dụng máy phát truyền tạm thời khi một máy cắt được đóng vào đường dây sự cố. Khoảng thời gian giữa xung thứ nhất khởi tạo bởi máy cắt đóng và xung phản chiếu ttuwf mạch vòng của điểm sự cố đã được tính toán cho khoảng cách điểm sự cố. Phương pháp này đơn giản hơn phương pháp trên và đáp ứng tốt yêu cầu về độ chính xác và tin cậy trong kết quả thu được. Kiểu E có khả năng định vị sự cố trong trường hợp sự cố tuột lèo hoặc đứt dây. Kiểu A mang lại hiệu quả tốt nhưng lại phụ thuộc vào kiểu dạng khác nhau của sự cố như hồ quang và các đường dây bên cạnh. 18 Đinh Tiến Luận MSSV:20181212 31/10/2020 Figure 6. Phương pháp kiểu E Với mỗi phương pháp có các ưu, nhược điểm khác nhau, áp dụng cho từng loại sơ đồ. Định vị sự cố bằng sóng truyền là một công nghệ tiên tiến, kinh tế, đã được áp dụng trong ngành điện ở rất nhiều nước trên thế giới. Công nghệ này đã được ứng dụng cho hệ thống lưới trung áp và đặc biệt sử dụng cho tất cả các ngăn lộ của hệ thống lưới truyền tải. Thiết bị định vị sự cố bằng sóng truyền giúp nhà quản lý nắm được chính xác và nhanh nhất vị trí điểm sự cố trên đường dây, qua đó có xử lý nhanh sự cố, giảm chi phí nhân lực tìm kiếm, giảm phương tiện đi lại, nâng cao khả năng xử lý sự cố, rút ngắn thời gian mất điện của hệ thống, tăng cường khả năng vận hành an toàn, tin cậy cho hệ thống điện trung áp, cao áp và siêu cao áp. 3. Thiết lập sơ đồ để thí nghiệm, đo lấy đặc tính công suất động cơ (quạt trần) Mối liên hệ giữa lực và momen Tịnh tiến Quay Lực tác động (N) 𝑑2 𝑥 𝐹=𝑚 2 𝑑𝑡 𝑇=𝐽 𝑑2 𝜃 𝑑𝑡 2 Công (J) 𝑊 = 𝐹𝑥 𝑊 = 𝑇𝜃 Công suất (W) 𝑑𝑊 𝑑𝑥 𝑃= =𝐹 𝑑𝑡 𝑑𝑡 𝑃= 𝑑𝑊 𝑑𝜃 =𝑇 𝑑𝑡 𝑑𝑡 19 Đinh Tiến Luận MSSV:20181212 31/10/2020 Với mỗi loại động cơ khác nhau ta có các phương pháp đo khác nhau. Nhưng nhìn chung chúng đều có chung một mô hình như sau: 20