LÃ THAÌNH BÀÕC

GIAÏO TRÇNH

THIÃÚT BË ÂIÃÛN (Taïi baín coï sæía chæîa vaì bäø xung)

NHAÌ XUÁÚT BAÍN KHOA HOÜC VAÌ KYÎ THUÁÛT HAÌ NÄÜI - 2003

MUÛC LUÛC

Muûc luûc Pháön thæï nháút CÅ SÅÍ LÊ THUYÃÚT THIÃÚT BË ÂIÃÛN Khaïi niãûm chung vãö thiãút bë âiãûn Chæång 1 Häö quang âiãûn 1.1. Âaûi cæång vãö häö quang âiãûn 1.2. Häö quang âiãûn mäüt chiãöu 1. 3. Häö quang âiãûn xoay chiãöu 1. 4. Quïa trçnh phuûc häöi âiãûn aïp cuía häö quang âiãûn 1. 5. Caïc biãûn phaïp vaì trang bë dáûp häö quang trong thiãút bë âiãûn Chæång 2 Tiãúp xuïc âiãûn 2. 1. Âaûi cæång vãö tiãúp xuïc âiãûn 2. 2. Tiãúp âiãøm cuía thiãút bë âiãûn Chæång 3 Phaït noïng 3. 1. Âaûi cæång 3. 2. Chãú âäü laìm viãûc daìi haûn cuía váût thãø âäöng nháút 3. 3. Chãú âäü laìm viãûc ngàõn haûn cuía váût thãø âäöng nháút 3. 4. Chãú âäü laìm viãûc ngàõn haûn làûp laûi cuía váût thãø âäöng nháút 3. 5. Sæû phaït noïng khi ngàõn maûch Chæång 4 Læûc âiãûn âäüng 4. 1. Khaïi niãûm chung 4. 2. Caïc phæång phaïp tênh læûc âiãûn âäüng 4. 3. Tênh læûc âiãûn âäüng cuía váût dáùn 4. 4. Læûc âiãûn âäüng trong maûch âiãûn xoay chiãöu 4. 5. Cäüng hæåíng cå khê vaì äøn âënh læûc âiãûn âäüng Chæång 5 Cå cáúu âiãûn tæì vaì nam chám âiãûn 5. 1 Khaïi niãûm chung vãö maûch tæì 5. 2 Tênh tæì dáùn khe håí khäng khê cuía maûch tæì 5. 3 Tênh toaïn maûch tæì 5. 4 Âaûi cæång vãö nam chám âiãûn 5. 5. Tênh læûc huït âiãûn tæì nam chám âiãûn mäüt chiãöu 5. 6. Nam chám âiãûn xoay chiãöu vaì voìng chäúng rung 5. 7 Nam chám âiãûn 3 pha 5. 8. Cå cáúu âiãûn tæì cháúp haình Pháön thæï hai THIÃÚT BË ÂIÃÛN HAÛ AÏP Chæång 6 Råle 6. 1. Khaïi niãûm chung vãö råle 6. 2. Råle âiãûn tæì 6. 3. Råle âiãûn âäüng

Trang

5

7 9

11 12

14

17 20

25

26 27 28

30

31 31 32 36 38

40 41 44 48 49 52 54 54

58 60 62

6.4. Råle tæì âiãûn 6. 5. Råle caím æïng 6. 6. Råle thåìi gian - Råle nhiãût -Råle täúc âäü-- Råle âiãöu khiãøn 6.7 Rå le ténh Chæång 7 Caím biãún 7. 1. Khaïi niãûm chung 7. 2. Caím biãún âiãûn tråí 7. 3. Caím biãún âiãûn caím 7. 4. Caím biãún caím æïng - Caím biãún âiãûn dung - Caím biãún âiãøm 7.5. Caím biãún quang Chæång 8 Cäng tàõc tå-khåíi âäüng tæì-cáöu chç-aïptämaït 8.1. Cäng tàõc tå 8.2. Khåíi âäüng tæì

8.3. Cáöu chaíy(cáöu chç) 8.4. AÏptomat Chæång 9 Caïc bäü äøn âënh âiãûn 9. 1. Khaïi niãûm chung vãö caïc bäü äøn âënh âiãûn 9. 2. ÄØn aïp sàõt tæì khäng tuû 9. 3. ÄØn aïp sàõt tæì coï tuû 9. 4. ÄØn aïp khuãúch âaûi tæì 9. 5. ÄØn aïp biãún tråí than 9.6. ÄØn aïp Servomotor 9.7. ÄØn aïp kiãøu buì 9.8. ÄØn aïp âiãûn tæí Pháön thæï ba THIÃÚT BË ÂIÃÛN TRUNG VAÌ CAO AÏP Chæång 10 Dao ngàõt 10. 1. Caïc âënh nghéa vaì âàûc tênh cuía thiãút bë âoïng càõt 10. 2. Dao caïch li 10. 3. Cáöu dao näúi âáút mäüt truû 10. 4. Cå cáúu thao taïc taïc cuía dao caïch li vaì cáöu dao näúi âáút 10.5. Cáöu dao cao aïp 10. 6. Dao caïch li vaì cáöu dao phuû taíi læåïi trung aïp Chæång 11 Maïy ngàõt âiãûn 11.1. Chæïc nàng-phán loaûi-caïch læûa choün vaì cáúu truïc 11. 2. Nguyãn lê càõt vaì caïc âiãöu kiãûn âoïng càõt khàõc nghiãût 11. 3. Mäi træåìng dáûp häö quang vaì nguyãn lê taïc âäüng 11.4. Cå cáúu taïc âäüng vaì âiãöu khiãøn 11.5. Mäüt säú loaûi maïy ngàõt cao vaì siãu cao aïp Chæång 12 Thiãút bë chäúng seït 12. 1. Khaïi niãûm chung 12. 2. Thiãút bë chäúng seït äúng 12. 3. Chäúng seït van 12. 4. Chäúng seït van tæì 12. 5. Chäúng seõt äxit kim loaûi

63 64

66

78 81

8687 88

919598

101

105105106108109110111112

113115119119120121

123137140152155

171172173176177

12. 6. Chäúng seït VariSTAR UitraSIL Chæång 13 Khaïng âiãûn 13.1. Khaïi niãûm chung 13.2. Læûa choün vaì kiãøm tra khaïng âiãûn Chæång 14 Biãún aïp âo læåìng 14.1. Biãún âiãûn aïp âo læåìng 14.2. Biãún doìng âiãûn Chæång 15 Hãû thiãút bë SCADA 15.1. Cäng duûng vaì chæïc nàng cuía hãû SCADA 15.2 Täø chæïc SCADA trong hãû thäúng âiãûn læûc 15.3. Pháön mãöm RUNTIME thæåìng lãû cuía SCADA 15.4. Hãû pháön mãöm thæång pháøm cuía SCADA cäng nghiãûp 15.5. Caïc maûng truyãön tin cuía hãû SCADA

15.6 Truyãön tin trong hãû SCADA

Phuû luûc Taìi liãûu tham khaío

181

186186

189192

196199204204205207

Låìi noïi âáöu

"Giaïo trçnh Thiãút bë âiãûn “ âæåüc biãn soaûn trãn cå såí âãö cæång chi tiãút män hoüc "Thiãút bë âiãûn" cho caïc ngaình Kyî thuáût Âiãûn, Tæû âäüng hoïa, Kyî thuáût Nhiãût-Âiãûn laûnh. Trong quaï trçnh biãn soaûn, taïc giaí coï tham khaío caïc giaïo trçnh "Cå såí lêï thuyãút khê cuû âiãûn", "Pháön tæí tæû âäüng", "Khê cuû âiãûn haû aïp ", "Khê cuû âiãûn cao aïp",...âaî âæåüc træåìng Âaûi hoüc Baïch khoa Haì Näüi xuáút baín. Giaïo trçnh naìy duìng laìm taìi liãûu giaíng daûy vaì hoüc táûp cho sinh viãn ngaình Âiãûn, Âiãûn tæí, Cäng nghãû Nhiãût -Âiãûn laûnh cuîng nhæ laìm taìi liãûu tham khaío cho kiî sæ vaì caïn bäü kiî thuáût ngaình âiãûn cuîng nhæ caïc chuyãn ngaình liãn quan.

Näüi dung cuía giaïo trçnh âãö cáûp âãún caïc váún âãö lêï thuyãút cå baín cuía thiãút bë âiãûn vaì giåïi thiãûu mäüt säú thiãút bë âiãûn thäng duûng hiãûn nay.

Giaïo trçnh naìy âæåüc chia laìm ba pháön: + Pháön thæï nháút: Lê thuyãút cå såí. + Pháön thæï hai: Thiãút bë âiãûn haû aïp. + Pháön thæï ba: Thiãút bë âiãûn trung - cao aïp. Trong quaï trçnh biãn soaûn, Taïc giaí âaî nháûn âæåüc sæû giuïp âåî vaì cung cáúp taìi liãûu cuía: - Caïc Tháöy, Cä giaïo trong bäü män Thiãút bë âiãûn -âiãûn tæí, træåìng Âaûi hoüc Baïch khoa Haì

Näüi. - Caïc âäöng nghiãûp trong nhoïm Thiãút bë âiãûn træåìng Âaûi hoüc Kyî thuáût Âaì Nàông nhæ

GVC. Lã Vàn Quyãûn, ThS.Voî Nhæ Tiãún. - Caïc Kiî sæ cäng taïc taûi cå quan âaûi diãûn caïc haîng thiãút bë nhæ ABB, SIEMENS,

COOPER,... vaì caïc Kiî sæ cuía trung tám Âiãöu âäü âiãûn Quäúc gia. Âàûc biãût laì sæû giuïp âåî táûn tçnh cuía TS.Tráön Vàn Chênh trong viãûc hiãûu âênh vaì âoïng

goïp thãm nhiãöu yï kiãún cho näüi dung Giaïo trçnh. Màûc duì, taïc giaí âaî coï nhiãöu cäú gàõng trong viãûc biãn soaûn giaïo trçnh nháút laì âãö cáûp âãún

nhæîng thiãút bë âiãûn hiãûn âaûi nhàòm âaïp æïng yãu cáöu náng cao cháút læåüng âaìo taûo, phuûc vuû nhu cáöu cäng nghiãûp hoïa - hiãûn âaûi hoïa hiãûn nay nhæng våïi khaí nàng vaì kinh nghiãûm coï haûn, chàõc chàõn khäng traïnh khoíi thiãúu soït. Saïch sau khi âæåüc nhaì xuáút baín Khoa Hoüc vaì Kyî Thuáût phaït haình, taïc giaí cuîng âaî nháûn âæåüc nhiãöu yï kiãún âoïng goïp vaì khêch lãû âäüng viãn cuía caïc Tháöy Cä giaïo vaì nhiãöu kyî sæ, caïn bäü kyî thuáût âang cäng taïc taûi caïc træåìng âaûi hoüc cuîng nhæ caïc cäng ty, xê nghiãûp cuía ngaình âiãûn. Taïc giaí xin chán thaình caím ån vaì ráút mong tiãúp tuûc nháûn âæåüc sæû âoïng goïp yï kiãún cuía âäng âaío baûn âoüc âãø giaïo trçnh âæåüc hoaìn thiãûn hån næîa trong caïc láön taïi baín sau.

Moüi thæ tæ,ì goïp yï xin gæíi vãö ban biãn táûp nhaì xuáút baín Khoa Hoüc vaì Kyî Thuáût - Haì Näüi vaì bäü män Thiãút bë Âiãûn - træåìng Âaûi hoüc Kyî thuáût Âaì Nàông. Taïc giaí xin chán thaình caím ån.

Taïc giaí

TAÌI LIÃÛU THAM KHAÍO 1. Teopия ЭΛectpичekиx AΠΠapatob -Γ. H. AΛekcaHЪpoba-MOCKBA Bыcшaя ШkoΛa-1985. 2. Cå såí lê thuyãút khê cuû âiãûn - Bäü män Maïy âiãûn- Khê cuû âiãûn - Âaûi hoüc Baïch khoa Haì Näüi - 1978. 3. Khê cuû âiãûn, kãút cáúu sæí duûng vaì sæía chæîa - Nguyãùn Xuán Phuï, Tä Âàòng -Nhaì xuáút baín Khoa hoüc vaì

kyî thuáût - 1997. 4. Cáøm nang thiãút bë âoïng càõt - Nhaì xuáút baín Khoa hoüc vaì Kyî thuáût -Haì Näüi - 1998. 5. Giaïo trçnh Kéî thuáût âiãûn cao aïp - Voî Viãút Âaûn - Âaûi hoüc Baïch khoa Haì Näüi - 1972. 6. Pháön tæí tæû âäüng - Nguyãùn Tiãún Tän, Phaûm Vàn Chåïi - Bäü män Maïy âiãûn - Khê cuû âiãûn - Âaûi hoüc

Baïch khoa Haì Näüi - 1980. 7. Giaïo trçnh Khê cuû âiãûn, duìng cho ngaình Âiãûn khê hoïa- Âaûi hoüc Baïch khoa Haì Näüi - 1979. 7. Giaïo trçnh Khê cuû âiãûn- Âaûi hoüc Baïch khoa Haì Näüi - 1985. 8. Static Relays - ABB. 9. Low Oil Content Circuit - Breakers for Outdoor Stations 10...72.5 kV. E.I.B. 10. SF6 Circuit - Breakers with Spring Operating Mechanism 72.5... 170 kV. AEG. 11. Gas - Insulated Switchgear 72.5... 525 kV. AEG. 12. Metal - Enclosed, SF6 - Gas Insulated High Voltage Switchgear (V.I.S.). series B3 up to 420kV.

AEG. 13. Giaïo trçnh Caím biãún- Phan Quäúc Phä, Nguyãùn Âæïc Chiãún-Nhaì xuáút baín Khoa hoüc vaì Kyî thuáût - Haì

Näüi -2000. 14. Quy trçnh váûn haình vaì baío dæåîng caïc loaûi maïy càõt dáöu- Nhaì xuáút baín Khoa hoüc vaì Kyî thuáût-Haì Näüi

-1996. 15. Quy trçnh váûn haình vaì baío dæåîng maïy ngàõt SF6-Täøng cäng ti Âiãûn læûc Viãût Nam- Haì Näüi -1998. 16. Nhaì maïy âiãûn vaì traûm biãún aïp - Trënh Huìng Thaïm, Nguyãùn Hæîu Khai, Âaìo Quang Thaûch, Laî Vàn

UÏt, Phaûm Vàn Hoìa, Âaìo Kim Hoa -Nhaì xuáút baín Khoa hoüc vaì Kyî thuáût -Haì Näüi -1996.

5

PHÁÖN THÆÏ NHÁÚT LÊ THUYÃÚT CÅ SÅÍ

KHAÏI NIÃÛM CHUNG VÃÖ THIÃÚT BË ÂIÃÛN

Thiãút bëû âiãûn âæåüc âãö cáûp åí âáy laì caïc loaûi thiãút bë laìm caïc nhiãûm vuû: âoïng càõt, âiãöu khiãøn, âiãöu

chènh, baío vãû, chuyãøn âäøi, khäúng chãú vaì kiãøm tra moüi sæû hoaût âäüng cuía hãû thäúng læåïi âiãûn vaì caïc loaûi maïy âiãûn. Ngoaìi ra thiãút bëû âiãûn coìn âæåüc sæí duûng âãø kiãøm tra, âiãöu chènh vaì biãún âäøi âo læåìng nhiãöu quaï trçnh khäng âiãûn khaïc.

Thiãút bëû âiãûn laì mäüt loaûi thiãút bë âang âæåüc sæí duûng ráút phäø biãún coï màût trong háöu hãút caïc laînh væûc saín xuáút cuía nãön kinh tãú, tæì caïc nhaì maïy âiãûn, traûm biãún aïp, hãû thäúng truyãön taíi âiãûn, âãún caïc maïy phaït vaì âäüng cå âiãûn trong caïc xê nghiãûp cäng nghiãûp, näng nghiãûp, giao thäng,... vaì trong caí laînh væûc an ninh quäúc phoìng.

Thiãút bëû âiãûn sæí duûng åí næåïc ta hiãûn nay âæåüc nháûp tæì ráút nhiãöu næåïc, ráút nhiãöu haîng saín xuáút khaïc nhau vaì âuí caïc thãú hãû. Coï caí caïc thiãút bë âaî coï thåìi gian sæí duûng 40 âãún 50 nàm, ráút laûc háûu vaì caïc thiãút bë ráút hiãûn âaûi måïi nháûp. Chênh vç váûy caïc quy caïch khäng thäúng nháút, gáy khoï khàn cho váûn haình, baío dæåîng vaì sæía chæîa. Do quïa nhiãöu chuíng loaûi thiãút bëû âiãûn våïi caïc tiãu chuáøn kiî thuáût ráút khaïc nhau, nãn trong sæí duûng hiãûn nay nhiãöu khi khäng sæí duûng hãút tênh nàng vaì cäng suáút cuía thiãút bë hoàûc sæí duûng khäng âuïng gáy hæ hoíng nhiãöu, laìm thiãût haûi khäng nhoí cho nãön kinh tãú. Chênh vç váûy viãûc âaìo taûo vaì cáûp nháûp náng cao kiãún thæïc vãö thiãút bë âiãûn âàûc biãût laì caïc thiãút bë måïi cho caïc caïn bäü kiî thuáût quaín lê vaì váûn haình thiãút bë âiãûn laì mäüt âoìi hoíi ráút cáúp thiãút. Giaïo trçnh naìy nhàòm trang bë nhæîng lê luáûn cå baín, âãø hiãøu nguyãn lê laìm viãûc, âàûc âiãøm cáúu taûo caïc loaûi thiãút bëû âiãûn thæåìng duìng trong tæû âäüng truyãön âäüng, trong hãû thäúng âiãûn vaì trong caïc liînh væûc âiãöu khiãøn maïy âiãûn,...nhàòm giuïp sinh viãn caïc ngaình nàng læåüng khi ra træåìng coï thãø læûa choün, váûn haình, sæía chæîa, caíi tiãún thiãút bëû âiãûn hoàûc mäüt säú bäü pháûn cuía thiãút bëû âiãûn, âàûc biãût cung cáúp nhæîng kiãún thæïc laìm cå såí âãí tiãúp cáûn caïc thiãút bë hiãûn âaûi. 1. Phán loaûi thiãút bë âiãûn

Âãø thuáûn låüi cho viãûc nghiãn cæïu, váûn haình sæí duûng vaì sæía chæîa thiãút bëû âiãûn ngæåìi ta thæåìng phán loaûi nhæ sau: a) Phán theo cäng duûng + Thiãút bëû âiãûn khäúng chãú: duìng âãø âoïng càõt, âiãöu chènh täúc âäü chiãöu quay cuía caïc maïy phaït âiãûn, âäüng cå âiãûn (nhæ cáöu dao, aïp tä maït, cäng tàõc tå,...). + Thiãút bëû âiãûn baío vãû: laìm nhiãûm vuû baío vãû caïc âäüng cå, maïy phaït âiãûn, læåïi âiãûn khi coï quaï taíi, ngàõn maûch, suût aïp,...( nhæ råle, cáöu chç, maïy càõt,...). + Thiãút bëû âiãûn tæû âäüng âiãöu khiãøn tæì xa: laìm nhiãûm vuû thu nháûn phán têch vaì khäúng chãú sæû hoaût âäüng cuía caïc maûch âiãûn nhæ khåíi âäüng tæì,...

+ Thiãút bëû âiãûn haûn chãú doìng ngàõn maûch (nhæ âiãûn tråí phuû, cuäün khaïng,...). + Thiãút bëû âiãûn laìm nhiãûm vuû duy trç äøn âënh caïc tham säú âiãûn (nhæ äøn aïp, bäü tæû âäüng âiãöu chènh

âiãûn aïp maïy phaït,...) + Thiãút bëû âiãûn laìm nhiãûm vuû âo læåìng (nhæ maïy biãún doìng âiãûn, biãún aïp âo læåìng,...).

b) Phán theo tênh cháút doììng âiãûn + Thiãút bëû âiãûn duìng trong maûch mäüt chiãöu. + Thiãút bëû âiãûn duìng trong maûch xoay chiãöu. c) Phán theo nguyãn lê laìm viãûc Thiãút bëû âiãûn loaûi âiãûn tæì, âiãûn âäüng, caím æïng, coï tiãúp âiãøm, khäng coï tiãúp âiãøm,...

6

d) Phán theo âiãöu kiãûn laìm viãûc + Loaûi laìm viãûc vuìng nhiãût âåïi khê háûu noïng áøm, loaûi åí vuìng än âåïi, coï loaûi chäúng âæåüc khê

chaïy näø, loaûi chëu rung âäüng,... e) Phán theo cáúp âiãûn aïp coï

+ Thiãút bëû âiãûn haû aïp coï âiãûn aïp dæåïi 3kV. + Thiãút bëû âiãûn trung aïp coï âiãûn aïp tæì 3kV âãún 36 kV. + Thiãút bëû âiãûn cao aïp coï âiãûn aïp tæì 36kV âãún nhoí hån 400 kV.

+ Thiãút bëû âiãûn siãu cao aïp coï âiãûn aïp tæì 400 kV tråí lãn. 2. Caïc yãu cáöu cå baín cuía thiãút bë âiãûn

- Phaíi âaím baío sæí duûng âæåüc láu daìi âuïng tuäøi thoü thiãút kãú khi laìm viãûc våïi caïc thäng säú kyî thuáût åí âënh mæïc.

- Thiãút bëû âiãûn phaíi âaím baío äøn âënh læûc âiãûn âäüng vaì äøn âënh nhiãût âäü khi laìm viãûc bçnh thæåìng, âàûc biãût khi sæû cäú trong giåïi haûn cho pheïp cuía doìng âiãûn vaì âiãûn aïp.

- Váût liãûu caïch âiãûn chëu âæåüc quaï aïp cho pheïp. - Thiãút bëû âiãûn phaíi âaím baío laìm viãûc tin cáûy, chênh xaïc an toaìn, goün nheû, dãù làõp raïp, dãù kiãøm tra, sæía chæîa.

- Ngoaìi ra coìn yãu cáöu phaíi laìm viãûc äøn âënh åí âiãöu kiãûn khê háûu mäi træåìng maì khi thiãút kãú âaî cho pheïp.

7

Chæång 1. HÄÖ QUANG ÂIÃÛN

1.1. ÂAÛI CÆÅNG VÃÖ HÄÖ QUANG ÂIÃÛN

1. Khaïi niãûm chung Häö quang âiãûn thæûc sæû coï êch khi âæåüc sæí duûng trong caïc lénh væûc nhæ haìn âiãûn, luyãûn

theïp,...nhæîng luïc naìy häö quang cáön âæåüc duy trç chaïy äøn âënh. Nhæng trong caïc thiãút bëû âiãûn nhæ cáöu chç, cáöu dao, maïy càõt,...häö quang laûi coï haûi cáön phaíi nhanh

choïng âæåüc loaûi træì. Khi thiãút bëû âiãûn âoïng, càõt (âàûc biãût laì khi càõt) häö quang phaït sinh giæîa caïc càûp tiãúp âiãøm cuía thiãút bëû âiãûn khiãún maûch âiãûn khäng âæåüc ngàõt dæït khoaït. Häö quang chaïy láu sau khi thiãút bëû âiãûn âaî âoïng càõt seî laìm hæ haûi caïc tiãúp âiãøm vaì baín thán thiãút bëû âiãûn. Trong træåìng håüp naìy âãø âaím baío âäü laìm viãûc tin cáûy cuía thiãút bëû âiãûn yãu cáöu phaíi tiãún haình dáûp tàõt häö quang caìng nhanh caìng täút.

Baín cháút cuía häö quang âiãûn laì hiãûn tæåüng phoïng âiãûn våïi máût âäü doìng âiãûn ráút låïn (tåïi khoaíng 104 âãún 105 A/cm2), coï nhiãût âäü ráút cao (tåïi khoaíng 5000÷ 60000C) vaì âiãûn aïp råi trãn cæûc ám beï (chè khoaíng 10÷ 20V) vaì thæåìng keìm theo hiãûn tæåüng phaït saïng. Sæû phán bäú cuía âiãûn aïp vaì cæåìng âäü âiãûn træåìng doüc theo chiãöu daìi häö quang âæåüc biãøu diãùn trãn hçnh 1-1a.

Doüc theo chiãöu daìi häö quang âæåüc chia laìm ba vuìng laì: vuìng xung quanh cæûc ám (caïch cæûc ám khoaíng 10-4 âãún 10-5cm) vuìng naìy tuy âiãûn aïp nhoí chè 8 âãún 10V nhæng khoaíng caïch cuîng ráút beï nãn cæåìng âäü âiãûn træåìng ráút låïn cåî 105 âãún 106 V/cm. Coìn vuìng coï chiãöu daìi gáön hãút häö quang laì vuìng thán, vuìng naìy coï cæåìng âäü âiãûn træåìng chè khoaíng 10 âãún 50 V/cm. Vuìng coìn laûi coìn âæåüc goüi laì vuìng cæûc dæång coï cæåìng âäü âiãûn træåìng låïn hån vuìng thán nhæng caïc yãúu täú xaíy ra åí âáy theo caïc lê thuyãút hiãûn âaûi thç êt aính hæåíng âãún quaï trçnh phaït sinh vaì dáûp häö quang nãn khäng âæåüc âãö cáûp.

Âàûc tênh u(i) cuía häö quang mäüt chiãöu coï thãø biãøu âiãùn theo cäng thæïc Kapzow coï daûng:

uhq = a+ bl + nidlc +

Våïi: a, b, c, d laì caïc hàòng säú phuû thuäüc váût liãûu laìm tiãúp âiãøm vaì caïc yãúu täú bãn ngoaìi (vê duû tiãúp âiãøm âäöng coï a= 30; b=17; c=41; d=33). Coï n laì säú muî, phuû thuäüc vaìo nhiãût âäü váût liãûu dæång cæûc, theo thæûc nghiãûm thæåìng láúy n = 2,62.T.10-4, trong âoï T laì nhiãût âäü cuía váût liãûu dæång cæûc.

Âàûc tênh u(i) våïi l laì chiãöu daìi häö quang coï daûng hypeïcbän nhæ hçnh 1-1b.

a) b)

Hçnh 1-1: a) Häö quang mäüt chiãöu; b)ì Âàûc tênh

K A

UA

UTh

UK

E[V]EK

Eth EA

Vuìng K Vuìng thán Vuìng A

lhq[m]

I

Uhq

l

50mm20 0

0 2 4 6 8 10 12

50100

150

200

8

2. Quïa trçnh phaït sinh vaì dáûp tàõt häö quang a) Quaï trçnh phaït sinh

Häö quang âiãûn phaït sinh laì do mäi træåìng giæîa caïc âiãûn cæûc (hoàûc giæîa caïc càûp tiãúp âiãøm) bë ion hoïa (xuáút hiãûn caïc haût dáùn âiãûn). Ion hoïa coï thãø xaíy ra bàòng caïc con âæåìng khaïc nhau dæåïi taïc duûng cuía aïnh saïng, nhiãût âäü, âiãûn træåìng maûnh,.... Trong thæûc tãú quaï trçnh phaït sinh häö quang âiãûn coï nhæîng daûng ion hoïa sau: - Quaï trçnh phaït xaû âiãûn tæ í nhiãût; Quaï trçnh tæû phaït xaû âiãûn tæ.í - Quaï trçnh ion hoïa do va chaûm. - Quaï trçnh ion hoïa do nhiãût . a.1) Sæû phaït xaû âiãûn tæí nhiãût Âiãûn cæûc vaì tiãúp âiãøm chãú taûo tæì kim loaûi, maì trong cáúu truïc kim loaûi luän täön taûi caïc âiãûn tæí tæû do chuyãøn âäüng vãö moüi hæåïng trong quyî âaûo cuía cáúu truïc haût nhán nguyãn tæí. Khi tiãúp âiãøm bàõt âáöu måí ra læûc neïn vaìo tiãúp âiãøm giaím dáön khiãún âiãûn tråí tiãúp xuïc tàng lãn chäù tiãúp xuïc doìng âiãûn bë thàõt laûi máût âäü doìng tàng ráút låïn laìm noïng caïc âiãûn cæûc (nháút laì åí cæûc ám nhiãöu e). Bë âäút noïng, âäüng nàng cuía caïc âiãûn tæí tàng nhanh âãún khi cäng nháûn âæåüc låïn hån cäng thoaït liãn kãút haût nhán thç âiãûn tæí seî thoaït ra khoíi bãö màût cæûc ám tråí thaình âiãûn tæí tæû do. Quaï trçnh naìy âæåüc goüi laì phaït xaû âiãûn tæí nhiãût. a.2) Sæû tæû phaït xaû âiãûn tæí

Khi tiãúp âiãøm hay âiãûn cæûc væìa måí ra luïc âáöu khoaíng caïch coìn ráút beï dæåïi taïc duûng cuía âiãûn aïp nguäön ngoaìi thç cæåìng âäü âiãûn træåìng ráút låïn, nháút laì vuìng cæûc ám coï khoaíng caïch nhoí coï thãø tåïi haìng triãûu V/ cm. Våïi cæåìng âäü âiãûn træåìng låïn åí cæûc ám mäüt säú âiãûn tæí coï liãn kãút yãúu våïi haût nhán trong cáúu truïc seî bë keïo báût ra khoíi bãö màût ca täút tråí thaình caïc âiãûn tæí tæû do, hiãûn tæåüng naìy goüi laì tæû phaït xaû âiãûn tæí. Khi coï âiãûn tæí tæû phaït xaû vaì phaït xaû âiãûn tæí nhiãût nàng læåüng âæåüc giaíi phoïng ráút låïn laìm nhiãût âäü khu væûc häö quang tàng cao vaì phaït saïng, âàûc biãût khi càõt maûch åí âiãûn aïp cao vaì coï doìng taíi låïn thç häö quang chaïy vaì phaït saïng ráút maînh liãût. a.3) Ion hoïa do va chaûm

Sau khi tiãúp âiãøm måí ra, dæåïi taïc duûng cuía nhiãût âäü cao hoàûc cuía âiãûn træåìng låïn (maì thäng thæåìng laì caí hai) thç caïc âiãûn tæí tæû do seî phaït sinh chuyãøn âäüng tæì cæûc dæång sang cæûc ám. Do âiãûn træåìng ráút låïn nãn caïc âiãûn tæí chuyãøn âäüng våïi täúc âäü ráút cao. Trãn âæåìng âi caïc âiãûn tæí naìy bàõn phaï caïc nguyãn tæí vaì phán tæí khê seî laìm báût ra caïc âiãûn tæí vaì caïc ion dæång. Caïc pháön tæí mang âiãûn naìy laûi tiãúp tuûc tham gia chuyãøn âäüng vaì bàõn phaï tiãúp laìm xuáút hiãûn caïc pháön tæí mang âiãûn khaïc. Do váûy maì säú læåüng caïc pháön tæí mang âiãûn tàng lãn khäng ngæìng, laìm máût âäü âiãûn têch trong khoaíng khäng gian giæîa caïc tiãúp âiãøm ráút låïn, âoï laì quaï trçnh ion hoïa do va chaûm. a.4) Ion hoïa do nhiãût

Do coï caïc quaï trçnh phaït xaû âiãûn tæí vaì ion hoïa do va chaûm, mäüt læåüng låïn nàng læåüng âæåüc giaíi phoïng laìm nhiãût âäü vuìng häö quang tàng cao vaì thæåìng keìm theo hiãûn tæåüng phaït saïng. Nhiãût âäü khê caìng tàng thç täúc âäü chuyãøn âäüng cuía caïc pháön tæí khê caìng tàng vaì säú láön va chaûm do âoï cuîng caìng tàng lãn. Khi tham gia chuyãøn âäüng cuîng coï mäüt säú pháön tæí gàûp nhau seî kãút håüp laûi phán li thaình caïc nguyãn tæí. Caïc nguyãn tæí khuãúch taïn vaìo mäi træåìng xung quanh, gàûp nhiãût âäü tháúp seî kãút håüp laûi thaình phán tæí, hiãûn tæåüng naìy goüi laì hiãûn tæåüng phán li (phaín æïng phán li thu nhiãût laìm giaím nhiãût âäü cuía häö quang, taûo âiãöu kiãûn cho khæí ion). Coìn læåüng caïc ion hoïa tàng lãn do va chaûm khi nhiãût âäü tàng thç goüi âoï laì læåüng ion hoïa do nhiãût. Nhiãût âäü âãø coï hiãûn tæåüng ion hoïa do nhiãût cao hån nhiãöu so våïi nhiãût âäü coï hiãûn tæåüng phán li. Vê duû khäng khê coï nhiãût âäü phán li khoaøng 40000K coìn nhiãût âäü ion hoïa khoaíng 80000K.

Toïm laûi, häö quang âiãûn phaït sinh laì do taïc duûng cuía nhiãût âäü cao vaì cæåìng âäü âiãûn træåìng låïn sinh ra hiãûn tæåüng phaït xaû âiãûn tæí nhiãût vaì tæû phaït xaû âiãûn tæí vaì tiãúp theo laì quaï trçnh ion hoïa do va chaûm vaì ion hoïa do nhiãût. Khi cæåìng âäü âiãûn træåìng caìng tàng (khi tàng âiãûn aïp nguäön), nhiãût âäü caìng cao vaì máût âäü doìng caìng låïn thç häö quang chaïy caìng maînh liãût. Quaï trçnh coï thoaït nàng læåüng haût nhán nãn

9

thæåìng keìm theo hiãûn tæåüng phaït saïng choïi loìa. Nãúu tàng aïp læûc lãn mäi træåìng häö quang thç seî giaím âæåüc täúc âäü chuyãøn âäüng cuía caïc pháön tæí vaì do váûy hiãûn tæåüng ion hoïa seî giaím. b) Quaï trçnh häö quang tàõt

Häö quang âiãûn seî bë dáûp tàõt khi mäi træåìng giæîa caïc âiãûn cæûc khäng coìn dáùn âiãûn hay noïi caïch khaïc häö quang âiãûn seî tàõt khi coï quaï trçnh phaín ion hoïa xaíy ra maûnh hån quaï trçnh ion hoïa. Ngoaìi quaï trçnh phán li âaî noïi trãn, song song våïi quaï trçnh ion hoïa coìn coï caïc quaï trçnh phaín ion gäöm hai hiãûn tæåüng sau: b.1) Hiãûn tæåüng taïi håüp

Trong quaï trçnh chuyãøn âäüng caïc haût mang âiãûn laì ion dæång vaì âiãûn tæí gàûp âæåüc caïc haût têch âiãûn khaïc dáúu laì âiãûn tæí hoàûc ion dæång âãø tråí thaình caïc haût trung hoìa (hoàûc êt dæång hån). Trong lê thuyãút âaî chæïng minh täúc âäü taïi håüp tè lãû nghëch våïi bçnh phæång âæåìng kênh häö quang, vaì nãúu cho häö quang tiãúp xuïc våïi âiãûn mäi hiãûn tæåüng taïi håüp seî tàng lãn. Nhiãût âäü häö quang caìng tháúp täúc âäü taïi håüp caìng tàng. b.2) Hiãûn tæåüng khuãúch taïn

Hiãûn tæåüng caïc haût têch âiãûn di chuyãøn tæì vuìng coï máût âäü âiãûn têch cao(vuìng häö quang) ra vuìng xung quanh coï máût âäü âiãûn têch tháúp laì hiãûn tæåüng khuãúch taïn. Caïc âiãûn tæí vaì ion dæång khuãúch taïn doüc theo thán häö quang, âiãûn tæí khuãúch taïn nhanh hån ion dæång. Quaï trçnh khuãúch taïn âàûc træng bàòng täúc âäü khuãúch taïn. Sæû khuãúch taïn caìng nhanh häö quang caìng nhanh bë tàõt. Âãø tàng quaï trçnh khuãúch taïn ngæåìi ta thæåìng tçm caïch keïo daìi ngoün læía häö quang.

1.2. HÄÖ QUANG ÂIÃÛN MÄÜT CHIÃÖU 1. Khaïi niãûm chung

Chuïng ta khaío saït åí âáy mäüt quaï trçnh xuáút hiãûn häö quang giæîa hai âiãûn cæûc trong mäüt maûch âiãûn mäüt chiãöu nhæ hçnh 1-2.

Goüi âiãûn aïp nguäön laì U0 ,âiãûn tråí maûch laì R, âiãûn caím maûch laì L vaì rhq âàûc træng cho âiãûn tråí häö quang våïi âiãûn aïp trãn häö quang laì uhq. Theo âënh luáût Kiãúc khäúp II, ta coï phæång trçnh cán bàòng âiãûn aïp trong maûch khi måí tiãúp âiãøm vaì häö quang bàõt âáöu chaïy nhæ sau:

U0 = i.R + uhq + Ldtdi

(1.1)

Khi häö quang chaïy äøn âënh thç doìng âiãûn khäng âäøi i=I vaì coï dtdi

= 0 phæång trçnh cán bàòng aïp seî laì :

U0 = uR+ uhq = I.R+ I.rhq (1.2) Caïc thaình pháön âiãûn aïp trong phæång trçnh (1.1) âæåüc thãø hiãûn trãn hçnh 1-2. Våïi: âæåìng 1-laì

âiãûn aïp nguäön; âæåìng 2- laì âiãûn aïp råi trãn âiãûn tråí R vaì âæåìng 3- laì âàûc tênh u(i) cuía häö quang. Theo âäö thë caïc âæåìng âàûc tênh 2 vaì 3 giao nhau åí hai âiãøm A vaì B. Taûi A vaì B phæång trçnh

(1.2) âæåüc thoía maîn, caïc âiãøm A, B âæåüc goüi laì hai âiãøm chaïy cuía häö quang . -Xeït taûi B: Häö quang âang chaïy nãúu vç mäüt lê do naìo âoï laìm doìng âiãûn i tàng låïn hån IB thç theo âäö thë ta

nháûn tháúy sæïc âiãûn âäüng tæû caím trãn L laì Ldtdi

< 0 (ngæåüc chiãöu doìng tàng) seî laìm doìng âiãûn i giaím

xuäúng laûi IB. Coìn ngæåüc laûi nãúu i giaím nhoí hån IB thç Ldtdi

> 0 seî laìm i tàng tråí laûi giaï trë IB, do váûy âiãøm

B âæåüc goüi laì âiãøm häö quang chaïy äøn âënh. -Nãúu cuîng tæång tæû ta xeït taûi âiãøm A, khi häö quang âang chaïy äøn âënh våïi i= IA nãúu vç mäüt lê do naìo âoï i

giaím nhoí hån IA thç Ldtdi

< 0 nãn doìng tiãúp tuûc giaím âãún 0 vaì häö quang tàõt. Coìn nãúu i tàng låïn hån IA thç

10

trãn âàûc tênh ta tháúy Ldtdi

> 0 nãn doìng tiãúp tuûc tàng âãún IB vaì häö quang chaïy äøn âënh taûi âiãøm B, váûy

âiãøm A goüi laì âiãøm häö quang chaïy khäng äøn âënh. 2. Âiãöu kiãûn âãø dáûp tàõt häö quang âiãûn mäüt chiãöu

Âãø coï thãø dáûp tàõt âæåüc häö quang âiãûn mäüt chiãöu cáön loaûi boí âæåüc âiãøm häö quang chaïy äøn âënh (âiãøm B). Trãn âàûc tênh ta nháûn tháúy seî khäng coï âiãøm chaïy äøn âënh khi âæåìng âàûc tênh 3(âiãûn aïp trãn häö quang) cao hån âæåìng âàûc tênh 2 (laì âàûc tênh âiãûn aïp råi trãn âiãûn tråí R) nhæ hçnh 1-2b (tæïc laì häö quang seî tàõt khi Uhq> U0- UR). Âãø náng cao âæåìng âàûc tênh 3 thæåìng thæûc hiãûn hai biãûn phaïp laì tàng âäü daìi häö quang(tàng l) vaì giaím nhiãût âäü vuìng häö quang xuäúng, âàûc tênh nhæ hçnh 1-3.

3. Quaï âiãûn aïp trong maûch âiãûn mäüt chiãöu

Khi càõt maûch âiãûn mäüt chiãöu thæåìng xaíy ra quaï âiãûn aïp, khi åí maûch coï âiãûn caím låïn nãúu täúc âäü càõt caìng nhanh thç quaï âiãûn aïp caìng låïn.

Nãúu taûi thåìi âiãøm càõt coï I= 0 thç : U0 = Ldtdi

+ uhq , hay ta coï:

uhq - U0 = - Ldtdi

= U∆ (1.3)

∆U laì trë säú quaï âiãûn aïp xoay chiãöu. Trong maûch mäüt chiãöu laìm viãûc våïi cäng suáút låïn laûi coï nhiãöu voìng dáy khi dáûp häö quang âiãûn quaï âiãûn aïp seî xaíy ra ráút låïn coï thãø gáy âaïnh thuíng caïch âiãûn vaì hæ hoíng thiãút bë. Âãø haûn chãú hiãûn tæåüng quaï âiãûn aïp ngæåìi ta thæåìng duìng thãm mäüt maûch âiãûn phuû màõc song song våïi phuû taíi. Maûch naìy coï thãø laì âiãûn tråí, âiãûn tråí vaì tuû näúi tiãúp hoàûc mäüt chènh læu màõc ngæåüc.

Hçnh 1-2: Âàûc tênh häö quang mäüt chiãöu vaì âiãöu kiãûn

tàõt

I[A]

U[V]

U01

2 3

UR

Uhq

Ldi/dt>0 Ldi/dt< 0

Ldi/dt< 0

I[A]

U [V]

2

3

c)

a)

+- Uo

R

rhqL

I

b)

T1 T2<T1

U [V]

b)

I[A]

U [V]

L1

L2>L1

a) I[A]

Hçnh 1-3: Âàûc tênh khi keïo daìi vaì giaím nhiãût âäüü häö quang

11

1.2. HÄÖ QUANG ÂIÃÛN XOAY CHIÃÖU

1. Khaïi niãûm chung

Âàûc âiãøm cuía maûch xoay chiãöu laì trong mäüt chu kç biãún thiãn doìng âiãûn coï hai láön qua trë säú i= 0. Khi coï häö quang thç taûi thåìi âiãøm khi i= 0 quaï trçnh phaín ion hoïa xaíy ra maûnh hån quaï trçnh ion hoïa. Khi i= 0 häö quang khäng dáùn âiãûn vaì âáy laì thåìi âiãøm täút âãø dáûp tàõt häö quang âiãûn xoay chiãöu.

Khi häö quang âiãûn xoay chiãöu âang chaïy ta âæa doìng âiãûn vaì âiãûn aïp cuía häö quang vaìo dao âäüng kê ta seî âæåüc daûng soïng cuía doìng âiãûn vaì âiãûn aïp häö quang nhæ hçnh 1-4.

Doìng âiãûn coï daûng soïng gáön giäúng soïng hçnh sin coìn âiãûn aïp thç trong mäüt næía chu kç coï hai âènh nhoün tæång æïng våïi hai giaï trë âiãûn aïp chaïy ( Uch) vaì âiãûn aïp tàõt (Ut) cuía häö quang âiãûn. Tæì daûng soïng thu âæåüc trãn maìn hçnh dao âäüng kê ta xáy dæûng âæåüc âàûc tênh Vän -Am pe (V-A) cuía häö quang âiãûn xoay chiãöu nhæ hçnh 1-4.

Ta nháûn tháúy åí thåìi âiãøm doìng âiãûn qua trë säú 0 nãúu âiãûn aïp nguäön nhoí hån trë säú âiãûn aïp chaïy (Uch) thç häö quang seî tàõt. Do váûy quaï trçnh dáûp häö quang âiãûn xoay chiãöu phuû thuäüc ráút nhiãöu vaìo tênh cháút cuía phuû taíi.

Ta nháûn tháúy trong maûch coï phuû taíi âiãûn tråí thuáön dãù dáûp häö quang hån trong maûch coï taíi âiãûn caím, båíi åí maûch thuáön tråí khi doìng âiãûn qua trë säú khäng (thåìi gian i=0 thæûc tãú keïo daìi khoaíng 0,1µs ) thç âiãûn aïp nguäön cuîng bàòng khäng (truìng pha), coìn åí maûch thuáön caím khi doìng bàòng khäng thç âiãûn aïp nguäön âang coï giaï trë cæûc âaûi (âiãûn aïp væåüt træåïc doìng âiãûn mäüt goïc 900). 2. Dáûp tàõt häö quang âiãûn xoay chiãöu

Häö quang âiãûn xoay chiãöu khi doìng âiãûn qua trë säú 0 thç khäng âæåüc cung cáúp nàng læåüng. Mäi træåìng häö quang máút dáön tênh dáùn âiãûn vaì tråí thaình caïch âiãûn. Nãúu âäü caïch âiãûn naìy âuí låïn vaì âiãûn aïp nguäön khäng âuí duy trç phoïng âiãûn laûi thç häö quang seî tàõt hàón. Âãø âaïnh giaï mæïc âäü caïch âiãûn cuía âiãûn mäi vuìng häö quang laì låïn hay beï ngæåìi ta duìng khaïi niãûm âiãûn aïp choüc thuíng. Âiãûn aïp choüc thuíng ( Uch.t ) caìng låïn thç mæïc âäü caïch âiãûn cuía âiãûn mäi caìng cao.

Quaï trçnh dáûp tàõt häö quang âiãûn xoay chiãöu khäng nhæîng tuìy thuäüc vaìo tæång quan giæîa âäü låïn cuía âiãûn aïp choüc thuíng våïi âäü låïn cuía âiãûn aïp häö quang maì coìn phuû thuäüc tæång quan giæîa täúc âäü tàng cuía chuïng. Nãúu täúc âäü tàng âiãûn aïp choüc thuíng låïn hån täúc âäü phuûc häöi âiãûn aïp nguäön (hçnh 1-5: âæåìng 1 vaì âæåìng 2 khäng giao nhau åí âiãøm naìo) thç häö quang seî tàõt hoaìn toaìn. Trong caïc thiãút bë âiãûn khi tiãúp âiãøm måí ra khoaíng caïch tàng dáön laìm caïch âiãûn âiãûn mäi tàng dáön (âæåìng 1), næía chu kç sau caìng däúc hån næía chu kç træåïc.

Hçnh 1-4: Âàûc tênh cuía häö quang xoay chiãöu

i(t )

12

Uch

Ut

U[V]

ωt

a)

U

I

Uch

Ut

b)

12

Ngæåüc laûi, täúc âäü phuûc häöi âiãûn aïp maì nhanh hån täúc âäü tàng cuía âiãûn aïp choüc thuíng ( laìm âæåìng 1 vaì âæåìng 2 giao nhau) thç häö quang seî chaïy laûi. Toïm laûi : âãø dáûp tàõt häö quang âiãûn xoay chiãöu hoaìn toaìn thç ta phaíi laìm sao âãø âäü tàng âiãûn aïp choüc thuíng (âæåìng 1) væåüt cao hån âènh cuía âæåìng biãøu diãùn âiãûn aïp phuûc häöi häö quang (âæåìng 2). Khi âiãûn aïp nguäön laì1000V thç trong luïc doìng âiãûn qua trë säú 0 sau khoaíng 0,1µs mæïc âäü caïch âiãûn khu væûc naìy âaût âãún giaï trë xuyãn thuíng tæïc thåìi khoaíng 150 âãún 250V.

1.4. QUAÏ TRÇNH PHUÛC HÄÖI ÂIÃÛN AÏP CUÍA HÄÖ QUANG ÂIÃÛN

1. Khaïi niãûm

Giaï trë tæïc thåìi cuía âiãûn aïp nguäön xuáút hiãûn giæîa caïc tiãúp âiãøm sau khi âaî ngàõt maûch trong quaï trçnh quaï âäü âæåüc goüi laì âiãûn aïp phuûc häöi. a) Trong maûch âiãûn mäüt chiãöu

Tuìy thuäüc tênh cháút cuía taíi laì âiãûn tråí, âiãûn caím hay âiãûn dung maì âiãûn aïp phuûc häöi cuîng khaïc nhau. Thæûc tãú täön taûi âiãûn dung giæîa caïc dáy dáùn khaïc nhau, dáy dáùn våïi âáút hay giæîa caïc bäúi dáy våïi nhau. Trong maûch khi coï caí R, L, C thç âiãûn aïp phuûc häöi tuìy theo giaï trë âiãûn tråí R maì coï thãø dao âäüng tuáön hoaìn hay khäng. Khi maûch R, L, C maì coï màõc thãm tuû âiãûn song song våïi häö quang thç træåïc khi doìng âiãûn triãût tiãu tuû âaî âæåüc naûp vaì phoïng âiãûn tråí laûi, âiãûn aïp phuûc häöi seî dao âäüng tuáön hoaìn khi R nhoí.

Nhæng nãúu trë säú âiãûn tråí R låïn seî khäng thãø coï dao âäüng tuáön hoaìn âæåüc. b) Trong maûch âiãûn xoay chiãöu

Nãúu häö quang âæåüc dáûp tàõt vénh viãùn thç quaï trçnh phuûc häöi âiãûn aïp coï daûng biãún thiãn våïi táön säú nhoí dáön vãö bàòng 0. Nãúu häö quang xuáút hiãûn laûi thç quaï trçnh phuûc häöi bë ngàõt vaì âiãûn aïp giaím nhanh tæì giaï trë Uch âãún giaï trë beï nháút æïng våïi âiãûn aïp råi trãn häö quang.

Nãúu maûch âiãûn coï âiãûn tråí âuí låïn thç âiãûn aïp phuûc häöi trãn tiãúp âiãøm khi coï häö quang seî khäng coìn xuáút hiãûn laûi (coï daûng khäng tuáön hoaìn). ÅÍ maûch âiãûn xoay chiãöu thç táön säú âiãûn aïp nguäön fnguäön thäng thæåìng ráút tháúp so våïi táön säú dao âäüng riãng cuía maûch coï L vaì C.

f nguäön << = ÷∏

12

100 10 000. .

( . ) [ ]L C

Hz (1.4)

Giaï trë beï nháút phuì håüp våïi læåïi coï âiãûn aïp cao. Quaï trçnh phuûc häöi âiãûn aïp xaíy ra åí hai træåìng håüp giåïi haûn sau :

+ Ngàõt maûch caím æïng låïn ( 090≈ϕ ) thæåìng xaíy ra khi ngàõn maûch.

+ Ngàõt maûch thuáön âiãûn tråí ( 00≈ϕ ).

Trãn hçnh 1-6a biãøu diãùn træåìng håüp phuû taíi thuáön âiãûn caím ( 090≈ϕ ) âiãûn aïp phuûc häöi khäng tuáön hoaìn, kãút quaí laì : xmamaxph EU ≤ . Hçnh 1-6b âiãûn aïp phuûc häöi dao âäüng (tuáön hoaìn) vaì trãn thæûc tãú

xmamaxph E.2U ≤ . Trãn hçnh 1-6c laì træåìng håüp phuû taíi âiãûn tråí ( 00≈ϕ ), khi âoï doìng âiãûn vaì sæïc âiãûn âäüng nguäön e(t) truìng pha nhau, chuïng âäöng thåìi qua giaï trë 0, âiãûn aïp phuûc häöi seî bàòng 0.

Kãút quaí laì maûch thuáön âiãûn tråí, häö quang dãù bë dáûp tàõt vénh viãùn hån laì maûch âiãûn caím. Tæì âoï giaíi thêch khi thæí nghiãûm thiãút bë âiãûn âoïng måí maûch doìng xoay chiãöu cáön phaíi thæûc hiãûn trong maûch coï hãû säú cäng suáút ϕcos tháúp )2.0cos( ≤ϕ .

Hçnh 1-5: Âiãöu kiãûn tàõt häö quang xoay chiãöu

I[A]

U[V]

1

2

150÷250V

13

Trãn hçnh 1-6d biãøu diãùn âiãûn aïp phuûc häöi khi ngàõt maûch âæåìng dáy khäng taíi. 2. Nàng læåüng häö quang a) Doìng mäüt chiãöu Âàûc tênh dáûp tàõt häö quang phuû thuäüc vaìo nàng læåüng häö quang. Nàng læåüng häö quang doìng mäüt chiãöu tênh theo :

∫ −+t

0

2

hq dt.i).i.RU(2IL=W (1.5)

Tæì phæång trçnh tháúy ràòng toaìn bäü nàng læåüng 2I.L 2

âaî têch luîy trong maûch træåïc luïc ngàõt cäüng

våïi nàng læåüng nguäön sau khi âaî båït pháön nàng læåüng täøn hao trãn âiãûn tråí R nàòm trong maûch chênh laì nàng læåüng häö quang (Whq).

Do váûy åí maûch mäüt chiãöu, âiãûn caím cuía maûch caìng låïn thç nàng læåüng häö quang seî caìng låïn, khi âoï häö quang seî khoï dáûp tàõt. b) Doìng âiãûn xoay chiãöu

Häö quang xoay chiãöu dáûp tàõt luïc i = 0, do âoï nàng læåüng âiãûn tæì xem nhæ bàòng 0 vaì ta coï :

∫ωπn.=t

0hq R.i)i.dt.-(u=W (1.6)

Våïi n laì säú læåüng baïn chu kç trong khoaíng thåìi gian chaïy cuía häö quang. Kãút quaí laì åí doìng xoay chiãöu thç nàng læåüng häö quang laì nàng læåüng nguäön træì båït âi pháön täøn hao taïc duûng. Khaïc våïi doìng mäüt chiãöu toaìn bäü nàng læåüng âæåüc âæa tråí vãö nguäön. Nãúu doìng âiãûn âæåüc ngàõt træåïc luïc âi qua trë säú 0 thç mäüt pháön cuía nàng læåüng tæì seî khäng âæa vãö nguäön maì cung cáúp cho häö quang. Do âoï âæïng trãn quan

Hçnh 1-6: Caïc âæåìng âàûc tênh âiãûn aïp phuûc häöi sau khi càõt maûch trong caïc træåìng håüp: a,b) phuû taíi âiãûn caím, c)phuû taíi âiãûn tråí , d)phuû taíi dung

e(t)i(t) ut

ωt

Uphm Em ϕ=90°

L

e(t) i(t)

ut

ωt

Um=2Em

Em ϕ=90°

L

Uphm ϕ=0°

e(t)

i(t) ut

ωt

R

e(t)

i(t) ut

ωt

C

i=0

ϕ=90°

d)c)

b)a)

14

âiãøm nàng læåüng maì xeït thç ngàõt maûch doìng xoay chiãöu dãù daìng hån ngàõt maûch doìng mäüt chiãöu cuìng mäüt cäng suáút.

Âäöng thåìi ta coìn tháúy muäún giaím nàng læåüng häö quang (mäüt chiãöu vaì xoay chiãöu) thç phaíi cáön giaím thåìi gian âäút chaïy cuía häö quang. 3. Cäng thæïc qui æåïc vãö cäng suáút ngàõt

Âãø âàûc træng cho khaí nàng ngàõt låïn nháút cuía thiãút bë âoïng måí maûch, ngæåìi ta âæa vaìo khaïi niãûm cäng suáút ngàõt (Sngàõt) âæåüc xaïc âënh theo qui æåïc theo cäng thæïc sau :

)MVA(I.CS âmngàõt ngàõt = (1.7)

Trongâoï: C=m.Uâm=3.Uâmfa= pha bacho trængâàûc:âmdáyU.3 .

[kA].maûch, måí âoïng thiãút bëcuía mæïcâënh t âiãûn ngàõ doìng duûng hiãûu trëgiaï laìâmngàõt I

duûng). hiãûu trë(giaï dáy mæïcâënh aïpâiãûn laìâmdáyU

duûng). hiãûu trë(giaï phamæïcâënh aïpâiãûn laì âmfaU

Ingàõtâm laì doìng âiãûn låïn nháút æïng våïi luïc âáöu tiãn caïc tiãúp âiãøm råìi xa nhau åí âiãûn aïp âënh mæïc cuía thiãút bë âoïng måí maûch. Trong caïc cäng thæïc trãn xeït trë säú cuía caïc thäng säú cå baín âãø khi ngàõt åí giaï trë âoï thiãút bë âiãûn khäng bë xaíy ra hæ hoíng.

1.5. BIÃÛN PHAÏP VAÌ TRANG BË DÁÛP HÄÖ QUANG TRONG THIÃÚT BË ÂIÃÛN 1. Caïc biãûn phaïp vaì trang bë âãø dáûp häö quang trong thiãút bë âiãûn cáön phaíi âaím baío yãu cáöu

-Trong thåìi gian ngàõn phaíi dáûp tàõt âæåüc häö quang, haûn chãú phaûm vi chaïy häö quang laì nhoí nháút. -Täúc âäü âoïng måí tiãúp âiãøm phaíi låïn. -Nàng læåüng häö quang sinh ra phaíi beï, âiãûn tråí häö quang phaíi tàng nhanh. -Traïnh hiãûn tæåüng quaï âiãûn aïp khi dáûp häö quang.

2. Caïc nguyãn tàõc cå baín âãø dáûp häö quang âiãûn

-Keïo daìi ngoün læía häö quang. -Duìng nàng læåüng häö quang sinh ra âãø tæû dáûp. -Duìng nàng læåüng nguäön ngoaìi âãø dáûp. -Chia häö quang thaình nhiãöu pháön ngàõn âãø dáûp. -Màõc thãm âiãûn tråí song song âãø dáûp.

3. Trong thiãút bë âiãûn haû aïp thæåìng duìng caïc biãûn phaïp vaì trang bë sau a) Keïo daìi häö quang âiãûn bàòng cå khê

Âáy laì biãûn phaïp âån giaín thæåìng duìng åí cáöu dao cäng suáút nhoí hoàûc åí råle. Keïo daìi häö quang laìm cho âæåìng kênh häö quang giaím, âiãûn tråí häö quang seî tàng dáùn âãún tàng quaï trçnh phaín ion âãø dáûp häö quang. Tuy nhiãn biãûn phaïp naìy chè thæåìng âæåüc duìng åí maûng haû aïp coï âiãûn aïp nhoí hån hoàûc bàòng 220V vaì doìng âiãûn tåïi 150 A. b) Duìng cuäün dáy thäøi tæì kãút håüp buäöng dáûp häö quang

Ngæåìi ta duìng mäüt cuäün dáy màõc näúi tiãúp våïi tiãúp âiãøm chênh taûo ra mäüt tæì træåìng taïc duûng lãn häö quang âãø sinh ra mäüt læûc âiãûn tæì keïo daìi häö quang. Thäng thæåìng biãûn phaïp naìy kãút håüp våïi trang bë thãm buäöng dáûp bàòng amiàng. Læûc âiãûn tæì cuía cuäün thäøi tæì seî thäøi häö quang vaìo tiãúp giaïp amiàng laìm tàng quaï trçnh phaín ion.

15

c) Duìng buäöng dáûp häö quang coï khe håí quanh co Buäöng âæåüc duìng bàòng amiàng coï hai næía läöi loîm vaì gheïp laûi håüp thaình nhæîng khe håí quanh co

(khi âæåìng kênh häö quang låïn hån bãö räüng khe thç goüi laì khe heûp). Khi càõt tiãúp âiãøm læûc âiãûn âäüng sinh ra seî âáøy häö quang vaìo khe quanh co seî laìm keïo daìi vaì

giaím nhiãût âäü häö quang. d) Phán chia häö quang ra laìm nhiãöu âoaûn ngàõn

Trong buäöng häö quang åí phêa trãn ngæåìi ta ngæåìi ta âàût thãm nhiãöu táúm theïp non. Khi häö quang xuáút hiãûn, do læûc âiãûn âäüng häö quang bë âáøy vaìo giæîa caïc táúm theïp vaì bë chia ra laìm nhiãöu âoaûn ngàõn. Loaûi naìy thæåìng âæåüc duìng åí læåïi mäüt chiãöu dæåïi 220 V vaì xoay chiãöu dæåïi 500 V. e) Tàng täúc âäü chuyãøn âäüng cuía tiãúp âiãøm âäüng

Ngæåìi ta bäú trê caïc laï dao âäüng, coï mäüt laï chênh vaì mäüt laï phuû (thæåìng laì åí cáöu dao) hai laï naìy näúi våïi nhau bàòng mäüt loì xo, laï dao phuû càõt nhanh do loì xo âaìn häöi(loì xo seî laìm tàng täúc âäü càõt dao phuû) khi keïo dao chênh ra træåïc . f) Kãút cáúu tiãúp âiãøm kiãøu bàõc cáöu

Mäüt âiãøm càõt âæåüc chia ra laìm hai tiãúp âiãøm song song nhau, khi càõt maûch häö quang âæåüc phán chia laìm hai âoaûn vaì âäöng thåìi do læûc âiãûn âäüng ngoün læía häö quang seî bë keïo daìi ra laìm tàng hiãûu quaí dáûp. 4. Caïc biãûn phaïp vaì trang bë dáûp häö quang åí thiãút bë âiãûn trung vaì cao aïp a) Dáûp häö quang trong dáöu biãún aïp kãút håüp phán chia häö quang

ÅÍ caïc maïy càõt trung aïp caïc tiãúp âiãøm càõt âæåüc ngám trong dáöu biãún aïp, khi càõt häö quang xuáút hiãûn seî âäút chaïy dáöu sinh ra häùn håüp khê (chuí yãúu laì H) laìm tàng aïp suáút vuìng häö quang, âäöng thåìi giaím nhiãût âäü häö quang. Caïc maïy càõt âiãûn aïp cao mäùi pha thæåìng âæåüc phán ra laìm nhiãöu chäù ngàõt. b) Dáûp häö quang bàòng khê neïn

Duìng khê neïn trong bçnh coï sàôn hoàûc hãû thäúng äúng dáùn khê neïn âãø khi häö quang xuáút hiãûn (tiãúp âiãøm khi måí) seî laìm måí van cuía bçnh khê neïn, khê neïn seî thäøi doüc hoàûc ngang thán häö quang laìm giaím nhiãût âäü vaì keïo daìi häö quang. c) Dáûp häö quang bàòng caïch duìng váût liãûu tæû sinh khê

Thæåìng duìng trong cáöu chç trung aïp, khi häö quang xuáút hiãûn seî âäút chaïy mäüt pháön váût liãûu sinh khê(nhæ thuíy tinh hæîu cå,...) sinh ra häùn håüp khê laìm tàng aïp suáút vuìng häö quang. d) Dáûp häö quang trong chán khäng Ngæåìi ta âàût tiãúp âiãøm càõt trong mäi træåìng aïp suáút chè khoaíng 10-6 âãún 10-8 N/ cm2. ÅÍ mäi træåìng naìy thç âäü bãön âiãûn cao hån ráút nhiãöu âäü bãön âiãûn cuía khäng khê nãn häö quang nhanh choïng bë dáûp tàõt. e) Dáûp häö quang trong khê aïp suáút cao

Khê âæåüc neïn åí aïp suáút tåïi khoaíng 200 N/cm2 hoàûc cao hån seî tàng âäü bãön âiãûn gáúp nhiãöu láön khäng khê. Trong caïc maïy càõt âiãûn aïp cao vaì siãu cao aïp hiãûn nay thæåìng sæí duûng khê SF6 âæåüc neïn trong caïc bçnh khê neïn âãø dáûp häö quang. Häö quang dáûp trong mäi træåìng SF6 ráút âaím baío(båíi vç ngay caí åí âiãöu kiãûn aïp suáút thæåìng häö quang cuîng âaî tàõt nhanh trong mäi træåìng khê SF6).

16

Hçnh 1-7: Caïc biãûn phaïp nhán taûo dáûp tàõt häö quang thæåìng duìng a) chia häö quang thaình nhiãöu âoaûn; b) dáûp häö quang trong khe heûp buäöng dáûp;

c,d) di chuyãøn häö quang trong tæì træåìng; e) dáûp häö quang trong dáöu

17

Chæång 2. TIÃÚP XUÏC ÂIÃÛN

2.1. ÂAÛI CÆÅNG VÃÖ TIÃÚP XUÏC ÂIÃÛN 1. Khaïi niãûm

Chäù tiãúp giaïp giæîa hai váût dáùn âiãûn âãø cho doìng âiãûn chaûy tæì váût dáùn naìy sang váût dáùn kia goüi laì tiãúp xuïc âiãûn. Bãö màût chäù tiãúp giaïp cuía caïc váût dáùn âiãûn goüi laì bãö màût tiãúp xuïc âiãûn.

Tiãúp xuïc âiãûn chia ra laìm ba daûng chênh: -Tiãúp xuïc cäú âënh: laì hai váût dáùn tiãúp xuïc liãn kãút chàût cæïng bàòng buläng, âinh viút, âinh rivã,... -Tiãúp xuïc âoïng må í: laì tiãúp xuïc maì coï thãø laìm cho doìng âiãûn chaûy hoàûc ngæìng chaûy tæì váût naìy sang váût khaïc (nhæ caïc tiãúp âiãøm trong thiãút bë âoïng càõt). -Tiãúp xuïc træåüt: laì váût dáùn âiãûn naìy coï thãø træåüt trãn bãö màût cuía váût dáùn âiãûn kia (vê duû nhæ chäøi than træåüt trãn vaình goïp maïy âiãûn).

Tiãúp xuïc âoïng måí vaì tiãúp xuïc træåüt âãöu coï hai pháön, pháön âäüng (goüi laì tiãúp âiãøm âäüng) vaì pháön ténh (goüi laì tiãúp âiãøm ténh).

Ba daûng tiãúp xuïc trãn âãöu coï thãø tiãún haình tiãúp xuïc dæåïi ba hçnh thæïc: -Tiãúp xuïc âiãøm: laì hai váût tiãúp xuïc våïi nhau chè åí mäüt âiãøm hoàûc trãn bãö màût diãûn têch våïi âæåìng kênh ráút nhoí (nhæ tiãúp xuïc hai hçnh cáöu våïi nhau, hçnh cáöu våïi màût phàóng, hçnh noïn våïi màût phàóng,...) -Tiãúp xuïc âæåìng: laì hai váût dáùn tiãúp xuïc våïi nhau theo mäüt âæåìng thàóng hoàûc trãn bãö màût ráút heûp (nhæ tiãúp xuïc hçnh truû våïi màût phàóng, hçnh truû våïi truû,...) -Tiãúp xuïc màût: laì hai váût dáùn âiãûn tiãúp xuïc våïi nhau trãn bãö màût räüng(vê duû tiãúp xuïc màût phàóng våïi màût phàóng,...).

Caïc yãu cáöu âäúi våïi tiãúp xuïc âiãûn tuìy thuäüc åí cäng duûng, âiãöu kiãûn laìm viãûc, tuäøi thoü yãu cáöu cuía thiãút bë vaì caïc yãúu täú khaïc. Mäüt yãúu täú chuí yãúu aính hæåíng tåïi âäü tin cáûy laìm viãûc vaì nhiãût âäü phaït noïng cuía tiãúp xuïc âiãûn laì âiãûn tråí tiãúp xuïc Rtx. 2. Âiãûn tråí tiãúp xuïc

Xeït khi âàût hai váût dáùn tiãúp xuïc nhau(hçnh 2-1) , ta seî coï diãûn têch bãö màût tiãúp xuïc : Sbk= a . l.

Nhæng trãn thæûc tãú diãûn têch bãö màût tiãúp xuïc thæûc nhoí hån nhiãöu a.l vç giæîa hai bãö màût tiãúp xuïc duì gia cäng thãú naìo thç váùn coï âäü nháúp nhä, khi cho tiãúp xuïc hai váût våïi nhau thç chè coï mäüt säú âiãøm trãn tiãúp giaïp tiãúp xuïc. Do âoï diãûn têch tiãúp xuïc thæûc nhoí hån nhiãöu diãûn têch tiãúp xuïc biãøu kiãún Sbk= a.l.

Diãûn têch tiãúp xuïc coìn phuû thuäüc vaìo læûc eïp lãn trãn tiãúp âiãøm vaì váût liãûu laìm tiãúp âiãøm, læûc eïp caìng låïn thç diãûn têch tiãúp xuïc caìng låïn.

Diãûn têch tiãúp xuïc thæûc åí mäüt âiãøm(nhæ màût cáöu tiãúp xuïc våïi màût phàóng) xaïc âënh båíi:

S = d

Fδ

(2.1)

Trong âoï: F laì læûc eïp vaìo tiãúp âiãøm [kg].

δd laì æïng suáút chäúng

Hçnh 2-1: Tiãúp xuïc cuía hai váût dáùn

21 a

l 1

2

a

18

dáûp naït cuía váût liãûu laìm tiãúp âiãøm [kg/cm2].

Baíng 2.1: ÆÏng suáút chäúng dáûp naït cuía mäüt säú kim loaûi thäng duûng

Kim loaûi ÆÏng suáút δd [N/cm2]

Kim loaûi ÆÏng suáút δd [N/cm2]

baûc 30.400 âäöng cæïng (håüp kim)

51.000

âäöng mãöm 38.200 nhäm 88.300 Nãúu tiãúp xuïc åí n âiãøm thç diãûn têch seî låïn lãn n láön so våïi biãøu thæïc (2.1). Doìng âiãûn chaûy tæì váût naìy sang váût khaïc chè qua nhæîng âiãøm tiãúp xuïc, nhæ váûy doìng âiãûn åí caïc

chäù tiãúp xuïc âoï seî bë thàõt heûp laûi, dáùn tåïi âiãûn tråí åí nhæîng chäù naìy tàng lãn. Âiãûn tråí tiãúp xuïc cuía tiãúp âiãøm kiãøu báút kç tênh theo cäng thæïc:

Rtx = mF

K [Ω ] ( 2.2)

K: hãû säú phuû thuäüc váût liãûu vaì tçnh traûng bãö màût tiãúp âiãøm ( theo baíng tra). m: hãû säú phuû thuäüc säú âiãøm tiãúp xuïc vaì kiãøu tiãúp xuïc våïi: +Tiãúp xuïc màût m = 1 +Tiãúp xuïc âæåìng m = 0,7 +Tiãúp xuïc âiãøm m = 0,5

Baíng 2.2: Tra trë säú K trong cäng thæïc (2.2) Kim loaûi tiãúp xuïc Trë säú K [Ω .N] Kim loaûi tiãúp xuïc Trë säú K [Ω .N] âäöng - âäöng ( 0,08 âãún 0,14).10-2 sàõt - âäöìng ( 3,1).10-2 baûc - baûc ( 0,06)10-2 nhäm - âäöng ( 0,38).10-2 nhäm - nhäm ( 0,127).10-2

Ngoaìi cäng thæïc (2.2) laì cäng thæïc kinh nghiãûm, ngæåìi ta coìn duìng phæång phaïp giaíi têch âãø dáùn giaíi ruït ra cäng thæïc tênh âiãûn tråí tiãúp xuïc âiãøm:

Rtx =

πδ

ρ

..2

d

nF (2.3)

ρ : âiãûn tråí suáút cuía váût dáùn [Ω .cm]. n: säú âiãøm tiãúp xuïc.

F: læûc neïn [kg]. Do váûy roî raìng âiãûn tråí tiãúp xuïc cuía tiãúp âiãøm aính hæåíng âãún cháút læåüng cuía thiãút bë âiãûn, âiãûn

tråí tiãúp xuïc låïn laìm cho tiãúp âiãøm phaït noïng. Nãúu phaït noïng quaï mæïc cho pheïp thç tiãúp âiãøm seî bë noïng chaíy, tháûm chê bë haìn dênh. Trong caïc tiãúp âiãøm thiãút bë âiãûn mong muäún âiãûn tråí tiãúp xuïc coï giaï trë caìng nhoí caìng täút, nhæng do thæûc tãú coï nhiãöu yãúu täú aính hæåíng âãún Rtx nãn khäng thãø giaím Rtx cæûc nhoí âæåüc nhæ mong muäún. 3.Caïc yãúu täú aính hæåíng âãún âiãûn tråí tiãúp xuïc (Rtx)

Âiãûn tråí tiãúp xuïc bë aính hæåíng cuía nhiãöu yãúu täú våïi mæïc âäü khaïc nhau, ta xeït åí âáy mäüt säú yãúu täú chuí yãúu sau:

19

a) Váût liãûu laìm tiãúp âiãøm Tæì (2.3) ta tháúy hãû säú chäúng dáûp naït δd beï thç Rtx beï. Vç váûy âæïng vãö màût yãu cáöu coï âiãûn tråí

tiãúp xuïc beï nãn duìng caïc váût liãûu mãöm âãø laìm tiãúp âiãøm. Nhæng thæûc tãú cáön phaíi kãút håüp caïc yãúu täú khaïc(nhæ âäü bãön cå) nãn váût liãûu thæåìng duìng laì âäöng, âäöng thau maû thiãúc, theïp maû thiãúc,... b) Læûc eïp lãn tiãúp âiãøm

Cuîng tæì cäng thæïc (2.2) vaì (2.3) læûc F caìng låïn thç Rtx caìng nhoí (hçnh 2-2) Âæåìng 1 biãøu diãùn âiãûn tråí tiãúp xuïc giaím theo chiãöu læûc tàng, nãúu giaím læûc neïn lãn tiãúp âiãøm âiãûn tråí tiãúp xuïc Rtx thay âäøi theo âæåìng 2. Ta coï thãø giaíi thêch laì vç khi tàng læûc neïn bãö lãn màût tiãúp xuïc thç khäng nhæîng bãö màût tiãúp xuïc bë biãún daûng âaìn häöi maì coìn bë phaï huíy cuûc bäü. Khi ta giaím læûc eïp thç mäüt säú âiãøm tiãúp xuïc váùn coìn giæî nguyãn nhæ khi læûc eïp låïn taïc duûng. Tàng læûc eïp chè coï taïc duûng giaím Rtx åí giai âoaûn âáöu âiãûn tråí låïn vaì trung bçnh. Khi læûc eïp âuí låïn thç duì coï tàng læûc eïp lãn næîa thç âiãûn tråí tiãúp xuïc váùn khäng thay âäøi. c) Hçnh daûng cuía tiãúp âiãøm

Hçnh daûng cuía tiãúp âiãøm cuîng aính hæåíng âãún Rtx. Cuìng mäüt læûc nhæng kiãøu tiãúp xuïc khaïc nhau thç Rtx cuîng khaïc nhau. Tæì caïc cäng thæïc trãn ta tháúy Rtx cuía tiãúp xuïc màût nhoí nháút vç coï hãû säú m låïn nháút (tra tæì cäng thæïc 2.2). d) Nhiãût âäü cuía tiãúp âiãøm

Nhiãût âäü cuía tiãúp âiãøm thay âäøi seî laìm Rtx thay âäíi theo kãút quaí thê nghiãûm våïi nhiãût âäü nhoí hån 2000C coï thãø tênh Rtx qua cäng thæïc:

R tx( )θ = Rtx (0)(1+23α θ ) [Ω ] (2.4)

Trong âoï: Rtx(0): âiãûn tråí tiãúp xuïc åí 00C, α : hãû säú nhiãût âiãûn tråí [1/0C]. θ : Nhiãût âäü cuía tiãúp âiãøm [0C].

e) Tçnh traûng bãö màût tiãúp xuïc Bãö màût tiãúp xuïc khi bë báøn hoàûc khi bë oxit hoïa coï Rtx låïn hån nhiãöu Rtx cuía tiãúp âiãøm saûch (do

coï nhiãöu âiãøm khäng âæåüc tiãúp xuïc træûc tiãúp bàòng váût liãûu laìm tiãúp âiãøm). Khi bë oxy hoïa caìng nhiãöu thç nhiãût âäü phaït noïng trãn bãö màût tiãúp xuïc caìng cao. Tiãúp âiãøm bë oxy hoïa coï âiãûn tråí tiãúp xuïc tàng haìng chuûc láön(vç oxit cuía pháön låïn kim loaûi dáùn âiãûn keïm hån nhiãöu kim loaûi nguyãn cháút). f) Máût âäü doìng âiãûn Diãûn têch tiãúp xuïc âæåüc xaïc âënh tuìy theo máût âäü doìng âiãûn cho pheïp. Theo kinh nghiãûm âäúi våïi thanh dáùn bàòng âäöng cho tiãúp xuïc nhau khi nguäön åí táön säú 50 Hz thç máût âäü doìng âiãûn cho pheïp laì:

Jcp = ≈SI

[( 0,31 - 1,05 .10-4 (I-200)] [A/mm2] ( 2.5)

Trong âoï : I laì giaï trë doìng hiãûu duûng ; S=Sbk diãûn têch tiãúp xuïc biãøu kiãún. Biãøu thæïc (2.5) trãn chè âuïng khi doìng âiãûn biãún thiãn trong khoaíng tæì 200 âãún 2000A. Nãúu ngoaìi trë säú âoï thç coï thãø láúy: I < 200 A láúy Jcp = 0,31 [A/ mm2]

Rtx[106Ω]

F[kg]0 5 10 15 20 25

100

200

300

400

12

Hçnh 2-2: Âiãûn tråí tiãúp xuïc khi læûc neïn tàng

20

I > 2000 A láúy Jcp = 0.12 [A/ mm2].

Khi váût dáùn tiãúp xuïc khäng phaíi laì âäöng thç máût âäü doìng cho pheúp âäúi våïi váût liãûu áúy coï thãø láúy theo cäng thæïc sau:

Jcp váût liãux = Jcp.âäöng x liãûu)váût (

âäöng)(txRR

ρ

ρ (2.6)

2.2. TIÃÚP ÂIÃØM THIÃÚT BË ÂIÃÛN

1. Váût liãûu laìm tiãúp âiãøm

Âãø thoía maîn täút caïc âiãöu kiãûn laìm viãûc khaïc nhau cuía tiãúp âiãøm thiãút bë âiãûn thç váût liãûu laìm tiãúp âiãøm phaíi coï âæåüc nhæîng yãu cáöu cå baín sau:

-Coï âäü dáùn âiãûn cao(giaím Rtx vaì chênh âiãûn tråí cuía tiãúp âiãøm). -Dáùn nhiãût täút (giaím phaït noïng cuûc bäü cuía nhæîng âiãøm tiãúp xuïc). -Khäng bë oxy hoïa (giaím Rtx âãø tàng âäü äøn âënh cuía tiãúp âiãøm). -Coï âäü kãút tinh vaì noïng chaíy cao (giaím âäü maìi moìn vãö âiãûn vaì giaím sæû noïng chaíy haìn dênh

tiãúp âiãøm âäöng thåìi tàng tuäøi thoü tiãúp âiãøm). -Coï âäü bãön cå cao (giaím âäü maìi moìn cå khê giæî nguyãn daûng bãö màût tiãúp xuïc vaì tàng tuäøi thoü

cuía tiãúp âiãøm). -Coï âuí âäü deío (âãí giaím âiãûn tråí tiãúp xuïc). -Dãù gia cäng khi chãú taûo vaì giaï thaình reí. Thæûc tãú êt váût liãûu naìo âaïp æïng âæåüc âáöy âuí caïc yãu cáöu trãn. Trong thiãút kãú sæí duûng tuìy tæìng

âiãöu kiãûn cuû thãø maì troüng nhiãöu âãún yãu cáöu naìy hay yãu cáöu khaïc. Nhæîng váût liãûu thæåìng duìng gäöm: a) Âäöng kiî thuáût âiãûn: âäöng nguyãn cháút thu âæåüc bàòng âiãûn phán. Noï âaïp æïng háöu hãút caïc yãu cáöu trãn. Nhæåüc âiãøm chênh cuía âäöng kiî thuáût âiãûn laì ráút dãù bë oxit hoïa. b) Âäöng caâimi: âäöng kiî thuáût âiãûn pha thãm caâimi coï tênh cháút cå cao chäúng maìi moìn täút, khaí nàng chëu âæåüc häö quang täút hån âäöng kiî thuáût âiãûn thäng thæåìng. c) Baûc: laì váût liãûu laìm tiãúp âiãøm ráút täút do coï âäü dáùn âiãûn cao vaì coï âiãûn tråí tiãúp xuïc äøn âënh. Nhæåüc âiãøm chuí yãúu laì chëu häö quang keïm nãn sæí duûng bë haûn chãú. d) Âäöng thau: håüp kim âäöng våïi keîm âæåüc sæí duûng laìm tiãúp âiãøm dáûp häö quang. e) Caïc håüp kim âäöng khaïc: håüp kim âäöng våïi nhäm, âäöng våïi mangan, âäöng våïi niken, âäöng våïi silic vaì caïc håüp kim âäöng khaïc âæåüc sæí duûng laìm tiãúp âiãøm, âäöng thåìi laìm loì xo eïp (vê duû tiãúp âiãøm ténh cuía cáöu chç). Nhæîng tiãúp âiãøm nhæ váûy khi bë âäút noïng dãù bë máút tênh âaìn häöi. f) Theïp coï âiãûn tråí suáút låïn: theïp thæåìng bë oxy hoïa cao nhæng laì váût liãûu reí nãn váùn âæåüc sæí duûng laìm tiãúp xuïc cäú âënh âãø dáùn doìng âiãûn låïn, trong caïc thiãút bë theïp thæåìng âæåüc maû. g) Nhäm: coï âäü dáùn âiãûn cao, reí nhæng ráút dãù bë oxy hoïa laìm tàng âiãûn tråí suáút. Nhæåüc âiãøm næîa laì haìn nhäm ráút phæïc taûp, âäü bãön cå laûi keïm. h) Vonfram vaì håüp kim vonfram: coï âäü maìi moìn vãö âiãûn täút vaì chëu âæåüc häö quang täút nhæng coï âiãûn tråí tiãúp xuïc ráút låïn. Håüp kim vonfram våïi vaìng sæí duûng cho tiãúp âiãøm coï doìng nhoí. Håüp kim våïi molipâen duìng laìm tiãúp âiãøm cho nhæîng thiãút bë âiãûn thæåìng xuyãn âoïng måí, khi doìng âiãûn låïn thç vonfram vaì håüp kim vonfram sæí duûng âãø laìm tiãúp âiãøm dáûp häö quang. i) Vaìng vaì platin: khäng bë oxy hoïa do âoï coï âiãûn tråí tiãúp xuïc nhoí vaì äøn âënh, âæåüc sæí duûng laìm tiãúp âiãøm trong thiãút bëû âiãûn haû aïp coï doìng âiãûn beï vaì quan troüng. Vaìng nguyãn cháút vaì platin nguyãn cháút coï âäü bãön cå tháúp nãn thæåìng âæåüc sæí duûng daûng håüp kim våïi mälipâen hoàûc våïi iriâi âãø tàng âäü bãön cå. j) Than vaì graphit: coï âiãûn tråí tiãúp xuïc vaì âiãûn tråí suáút låïn nhæng chëu âæåüc häö quang ráút täút.

21

Thæåìng duìng laìm caïc tiãúp âiãøm maì khi laìm viãûc phaíi chëu tia læía âiãûn, âäi khi laìm tiãúp âiãøm dáûp häö quamg. k) Håüp kim gäúm: häùn håüp vãö màût cå hoüc cuía hai váût liãûu khäng náúu chaíy maì thu âæåüc bàòng phæång phaïp thiãu kãút häùn håüp bäüt hoàûc bàòng caïch táøm váût liãûu naìy lãn váût liãûu kia. Thæåìng váût liãûu thæï nháúït coï tênh cháút kyî thuáût âiãûn täút, âiãûn tråí suáút vaì âiãûn tråí tiãúp xuïc nhoí, êt bë oxy hoïa.Váût liãûu thæï hai coï tênh cháút cå cao vaì chëu âæåüc häö quang. Nhæ váûy, cháút læåüng kim loaûi gäúm laì do tênh cháút cuía häùn håüp quyãút âënh. Kim loaûi gäúm sæí duûng räüng raîi nháút thæåìng coï gäúc baûc nhæ : baûc-niken, baûc- oxit caâimi, baûc- vonfram, baûc-mälipâen. Ngoaìi ra âäi khi ngæåìi ta sæí duûng kim loaûi gäúm coï gäúc âäöng nhæ: âäöng -vonfram, âäöng -mälipâen, âäöng caâimi laìm tiãúp âiãøm chênh vaì tiãúp âiãøm dáûp häö quang. Chuï yï +Våïi tiãúp xuïc cäú âënh thæåìng duìng váût liãûu laì âäöng, nhäm, theïp. +Våïi tiãúp xuïc âoïng/måí tuìy theo doìng dáùn, nãúu : -Doìng âiãûn beï duìng baûc, âäöng, platin, vonfram, âäi khi vaìng, mälipâen, niken. -Doìng væìa âãún låïn duìng âäöng thau, kim loaûi hoàûc håüp kim êt noïng chaíy nhæ vonfram, molipâen,... -Doìng âiãûn låïn thç thæåìng duìng håüp kim gäúm (saín pháøm hai kim loaûi åí daûng bäüt eïp laûi å íaïp læûc låïn, nhiãût âäü cao. Håüp kim gäúm ráút cæïng chëu âæåüc doìng låïn, khuyãút âiãøm laì âäü dáùn âiãûn keïm, nãn thæåìng âæåüc chãú taûo daûng táúm moíng haìn trãn bãö màût tiãúp âiãøm cuía thiãút bë). 2. Mäüt säú kãút cáúu tiãúp âiãøm a) Phán ra laìm caïc loaûi theo cáúu taûo Tiãúp xuïc cäú âënh coï caïc daûng -Näúi hai thanh tiãút diãûn chæî nháût. -Näúi hai thanh tiãút diãûn troìn (thanh troìn näúi våïi nhau thæåìng trong caïc thiãút bëû âiãûn nhæ maïy ngàõt âiãûn, maïy biãún doìng,...). Loaûi tiãúp xuïc âoïng måí vaì tiãúp xuïc træåüt phán theo doìng âiãûn

-Doìng beï : I≤ 10 [mA]. -Doìng væìa: I≤ 100 [A]. -Doìng låïn: I > 100 [A].

b) Tiãúp âiãøm råle Thæåìng duìng baûc, platin taïn haìn gaï vaìo tiãúp âiãøm, kêch thæåïc tiãúp âiãøm do doìng âiãûn cho pheïp

quyãút âënh (theo baíng coï trong caïc säø tay thiãút kãú). c) Tiãúp âiãøm thiãút bë âiãûn khäúng chãú

Caïc thiãút bë nhæ cäng tàõïc tå, aïptämaït vaì thiãút bë cao aïp thæåìng coï doìng âiãûn låïn. Thç nhæîng tiãúp âiãøm chênh màõc song song våïi tiãúp âiãøm häö quang khi tiãúp âiãøm åí vë trê âoïng doìng âiãûn seî qua tiãúp âiãøm chênh (tiãúp âiãøm) laìm viãûc, khi måí hoàûc bàõt âáöu âoïng tiãúp âiãøm häö quang seî chëu häö quang. Do âoï baío vãû âæåüc tiãúp âiãøm laìm viãûc. Ta thæåìng tháúy tiãúp âiãøm coï caïc daûng nhæ hçnh 2-3. +Hçnh ngoïn: duìng trong cäng tàõc tå, tiãúp âiãøm âäüng væìa træåüt væìa làn trãn tiãúp âiãøm ténh do váûy coï thãø tæû laìm boïc låïp oxit trãn bãö màût tiãúp xuïc. +Tiãúp âiãøm bàõc cáöu: duìng trong råle vaì cäng tàõc tå. +Tiãúp âiãøm âäúi diãûn: duìng åí maïy ngàõt âiãûn aïp cao. +Tiãúp âiãøm hoa huãû: gäöm mäüt caïnh hçnh thang giäúng caïnh hoa huãû hay chæî z, tiãúp âiãøm âäüng laì mäüt thanh dáùn troìn. +Tiãúp âiãøm vuäút ma ï: tiãúp âiãøm âäüng kiãøu säúng dao coï thãø træåüt giæîa hai vuäút troìn (laìm tiãúp âiãøm ténh) loì xo vaì dáy âæåüc näúi chàût våïi vuäút.

22

+Tiãúp âiãøm chäøi: tiãúp âiãøm âäüng hçnh chäøi gäöm nhæîng laï âäöng moíng 0,1÷ 0,2 mm xãúp laûi træåüt lãn säúng dao tiãúp âiãøm ténh. Âãø tàng læûc eïp trãn tiãúp âiãøm hçnh chäøi thç thæåìng coï thãm baín âaìn häöi. Loaûi naìy khi chäøi bë chaïy seî laìm âiãûn tråí tàng nhanh do âoï êt duìng laìm tiãúp âiãøm häö quang. Hçnh 2-3:Daûng mäüt säú tiãúp xuïc âoïng måí: a) Tiãúp âiãøm ngoïn, b) Tiãúp âiãøm bàõc cáöu, c)Tiãúp âiãøm kiãøu càõm, d) Tiãúp âiãøm kiãøu âäúi diãûn, e) Tiãúp âiãøm kiãøu læåîi, h) Tiãúp âiãøm kiãøu thuíy ngán, g) Tiãúp âiãøm kiãøu vuäút maï +Tiãúp âiãøm càõm: thæåìng âæåüc duìng åí cáöu dao, cáöu chç, dao caïch li,...aïp læûc lãn tiãúp âiãøm âäüng khoaíng P = (0,3÷ 0.6) kg/cm2. 3. Nguyãn nhán hæ hoíng tiãúp xuïc vaì biãûn phaïp khàõc phuûc a) Nguyãn nhán hæ hoíng

Nguyãn nhán hæ hoíng tiãúp xuïc coï ráút nhiãöu, ta xeït mäüt säú nguyãn nhán chênh sau: a.1) Àn moìn kim loaûi

Trong thæûc tãú chãú taûo duì gia cäng thãú naìo thç bãö màût tiãúp xuïc tiãúp âiãøm váùn coìn nhæîng läù nhoí li ti. Trong váûn haình håi næåïc vaì caïc cháút coï hoaût tênh hoïa hoüc cao tháúm vaìo vaì âoüng laûi trong nhæîng läù nhoí âoï seî gáy ra caïc phaín æïng hoïa hoüc taûo ra mäüt låïp maìng moíng ráút gioìn. Khi va chaûm trong quaï trçnh âoïng låïp maìng naìy dãù bë bong ra. Do âoï bãö màût tiãúp xuïc seî bë moìn dáön, hiãûn tæåüng naìy goüi laì hiãûn tæåüng àn moìn kim loaûi. a.2) Oxy hoïa

Mäi træåìng xung quanh laìm bãö màût tiãúp xuïc bë oxy hoïa taûo thaình låïp oxit moíng trãn bãö màût tiãúp xuïc, âiãûn tråí suáút cuía låïp oxit ráút låïn nãn laìm tàng Rtx dáùn âãún gáy phaït noïng tiãúp âiãøm. Mæïc âäü gia tàng Rtx do bãö màût tiãúp xuïc bë oxy hoïa coìn tuìy nhiãût âäü. ÅÍ 20-30oC coï låïp oxêt daìy khoaíng 25.10-6mm. Theo thê nghiãûm tiãúp âiãøm âäöng âãø ngoaìi tråìi sau mäüt thaïng Rtx tàng lãn khoaíng 10%. ÅÍ nhiãût âäü låïn hån 700C sæû oxit hoïa ráút nhanh. Theo thê nghiãûm åí 1000C sau chè mäüt giåì Rtx cuía tiãúp âiãøm âäöng tàng khoaíng 50 láön. Ngoaìi ra viãûc luán phiãn bë âäút noïng vaì laìm nguäüi cuîng tàng quaï trçnh äxit hoïa. a.3) Âiãûn thãú hoïa hoüc cuía váût liãûu tiãúp âiãøm

Mäùi cháút coï mäüt âiãûn thãú hoïa hoüc nháút âënh. Láúy H laìm gäúc coï âiãûn thãú ám (-) thç ta coï baíng mäüt säú kim loaûi coï âiãûn thãú hoïa hoüc nhæ baíng sau:

23

Baíng 2.3: Âiãûn thãú hoïa hoüc cuía mäüt säú kim loaûi Kim loaûi Ag Cu H Sn Ni Co Fe Al Âiãûn thãú hoïa hoüc [ V].

+0.8 +0.345 0 -0.14 - 0.2 -0.255 -0.44 - 1.34

Hai kim loaûi coï âiãûn thãú hoïa hoüc khaïc nhau khi tiãúp xuïc seî taûo nãn mäüt càûp hiãûu âiãûn thãú hoïa

hoüc, giæîa chuïng coï mäüt hiãûu âiãûn thãú. Nãúu bãö màût tiãúp xuïc coï næåïc xám nháûp seî coï doìng âiãûn chaûy qua, vaì kim loaûi coï âiãûn thãú hoüc ám hån seî bë àn moìn træåïc laìm nhanh hoíng tiãúp âiãøm. a.4) Hæ hoíng do âiãûn

Thiãút bëû âiãûn váûn haình láu ngaìy hoàûc khäng âæåüc baío quaín täút loì xo tiãúp âiãøm bë hoen rè yãúu âi seî khäng âuí læûc eïp vaìo tiãúp âiãøm. Khi coï doìng âiãûn chaûy qua, tiãúp âiãøm dãù bë phaït noïng gáy noïng chaíy, tháûm chê haìn dênh vaìo nhau. Nãúu læûc eïp tiãúp âiãøm quaï yãúu coï thãø phaït sinh tia læía laìm chaïy tiãúp âiãøm. Ngoaìi ra, tiãúp âiãøm bë báøn, rè seî tàng âiãûn tråí tiãúp xuïc, gáy phaït noïng dáùn âãún hao moìn nhanh tiãúp âiãøm. b) Caïc biãûn phaïp khàõc phuûc

Âãø baío vãû tiãúp âiãøm khoíi bë rè vaì âãø laìm giaím nhoí âiãûn tråí tiãúp xuïc coï thãø thæûc hiãûn caïc biãûn phaïp sau: b.1) Âäúi våïi nhæîng tiãúp xuïc cäú âënh nãn bäi mäüt låïp måî chäúng rè hoàûc queït sån chäúng áøm. b.2) Khi thiãút kãú ta nãn choün nhæîng váût liãûu coï âiãûn thãú hoïa hoüc giäúng nhau hoàûc gáön bàòng nhau cho tæìng càûp. b.3) Nãn sæí duûng caïc váût liãûu khäng bë oxy hoïa laìm tiãúp âiãøm. b.4) Maû âiãûn caïc tiãúp âiãøm: våïi tiãúp âiãøm âäöng, âäöng thau thæåìng âæåüc maû thiãúc, maû baûc, maû keîm coìn tiãúp âiãøm theïp thæåìng âæåüc maû caâini, niken, keîm,... b.5) Thay loì xo tiãúp âiãøm: nhæîng loì xo âaî rè, âaî yãúu laìm giaím læûc eïp seî laìm tàng âiãûn tråí tiãúp xuïc, cáön lau saûch tiãúp âiãøm bàòng vaíi mãöm vaì thay thãú loì xo neïn khi læûc neïn coìn quaï yãúu. b.6) Kiãøm tra sæía chæîa caíi tiãún: caíi tiãún thiãút bë dáûp häö quang âãø ruït ngàõn thåìi gian dáûp häö quang nãúu âiãöu kiãûn cho pheïp. 4. Tçnh traûng laìm viãûc cuía tiãúp âiãøm khi ngàõn maûch

Khi coï ngàõn maûch, nhiãût âäü chäù tiãúp xuïc tàng cao laìm giaím tênh âaìn häöi vaì cæåìng âäü cå khê cuía tiãúp âiãøm. Nhiãût âäü cho pheïp khi ngàõn maûch quy âënh: -Våïi âäöng, âäöng thau: [θ ] = (200÷ 300)0C -Nhäm: [θ ] = (150÷ 200)0C Tuìy thåìi gian ngàõn maûch coï máût âäü doìng âiãûn cho pheïp khaïc nhau nhæ baíng 2-4.

Baíng 2.4: Máût âäü doìng âiãûn cho pheïp Váût liãûu tiãúp xuïc Máût âäü doìng âiãûn cho pheïp jcp [A/mm2 ] Thåìi gian ngàõn maûch [s] 1s 5s 10s Âäöng 152 67 48 Âäöng thau 75 38 27 Nhäm 89 40 28 Ngoaìi ra coìn tuìy tçnh traûng laìm viãûc cuía tiãúp âiãøm khi ngàõn maûch xaíy ra nhæ: -Tiãúp âiãøm åí vë trê âoïng khi ngàõn maûch

Theo cäng thæïc kinh nghiãûm Butkãvich: Im = K. F (2.7) Våïi: Im: doìng âiãûn biãn âäü laìm tiãúp âiãøm noïng chaíy haìn dênh.

24

K: hãû säú tuìy váût liãûu laìm tiãúp âiãøm vaì säú âiãøm tiãúp xuïc. F: læûc neïn lãn tiãúp âiãøm, F = (20÷ 50) kg. Hãû säú K trong mäüt säú træåìng håüp cuû thãø sau: + Tiãúp âiãøm chäøi âäöng, âäöng thau: K= 3000 âãún 4000 + Tiãúp âiãøm hçnh ngoïn bàòng âäöng: K= 4100. + Tiãúp âiãøm kiãøu càõm âäöng, âäöng thau: K= 6000. -Tiãúp âiãøm trong quaï trçnh âoïng bë ngàõn maûch

Luïc naìy sinh læûc âiãûn âäüng keïo dåìi tiãúp âiãøm, tiãúp âiãøm âäüng coï täúc âäü låïn dãù sinh hiãûn tæåüng haìn dênh vç coï cháún âäüng.

Khi doìng chaûy trong váût dáùn tæì tiãút diãûn låïn sang tiãút diãûn nhoí thæåìng bë uäún cong sinh læûc âiãûn âäüng theo cäng thæïc:

F = 1,02.10-8.i2lndD

(2.8)

D,d: âæåìng kênh tiãút diãûn låïn vaì nhoí [cm]. -Tiãúp âiãøm trong quaï trçnh ngàõt bë ngàõn maûch

Phaït sinh häö quang coï thãø laìm chaïy tiãúp âiãøm. Tuìy kim loaûi coï trë cæûc tiãøu aïp vaì cæûc tiãøu doìng coï thãø phaït sinh häö quang.

Baíng 2.5: Trë säú doìng, aïp cæûc tiãøu Kim loaûi tiãúp âiãøm W Ag Cu Al Fe

Imin [A] 0,8 0,75 0,42 0,5 0,55 Umin [V] 11,5 12 14 12,5 12,5

+Khi càõt doìng beï Nãúu I ⟨ Imin , U ⟩ Umin : Giæîa hai tiãúp âiãøm hçnh thaình mäüt cáöu kim loaûi noïng chaíy, cáöu bë âæït kim loaûi seî chaíy tæì anät sang catät. Vç váûy tiãúp âiãøm laì anät bë moìn. Nãúu I≥ Imin , U ⟩ Umin : Hçnh thaình caïc ion âãún bàõn phaï phêa catät, kim loaûi seî chuyãøn tæì catät sang anät. +Træåìng håüp càõt doìng trung bçnh vaì doìng âiãûn låïn

Häö quang låïn caí catät vaì anät âãöu bë moìn. Cáön chuï yï tiãúp âiãøm âäüng khi âoïng coï khi bë hao moìn nhiãöu hån khi måí. Sæû hao moìn tè lãû våïi doìng âiãûn, säú láön âoïng måí vaì læåüng âiãûn têch qua tiãúp âiãøm vaì thåìi gian chaïy cuía häö quang, âoï laì caïc hao moìn vãö âiãûn (do doìng âiãûn gáy ra). Ngoaìi ra coìn hao moìn vãö cå, thäng thæåìng hao moìn vãö cå bàòng (1 ÷ 3)% hao moìn âiãûn.

25

Chæång 3. PHAÏT NOÏNG 3.1. ÂAÛI CÆÅNG 1. Khaïi niãûm chung Nhiãût læåüng sinh ra do doìng âiãûn chaûy qua trong cuäün dáy hay váût dáùn âiãûn khi thiãút bëû âiãûn laìm viãûc seî gáy phaït noïng. Ngoaìi ra trong thiãút bëû âiãûn xoay chiãöu coìn do täøn hao doìng xoaïy vaì tæì trãù trong loîi sàõt tæì cuîng sinh ra nhiãût. Nãúu nhiãût âäü phaït noïng cuía thiãút bëû âiãûn væåüt quaï trë säú cho pheïp thç thiãút bëû âiãûn seî nhanh bë hæ hoíng, váût liãûu caïch âiãûn nhanh bë giaì hoïa, âäü bãön cå khê cuía kim loaûi bë giaím suït. Nhiãût âäü cho pheïp cuía caïc bäü pháûn cuía thiãút bëû âiãûn tham khaío theo baíng cho sàôn. Trong tênh toaïn phaït noïng thiãút bëû âiãûn thæåìng duìng khaïi niãûm âäü chãnh nhiãût τ laì hiãûu säú giæîa nhiãût âäü phaït noïngθ vaì nhiãût âäü mäi træåìng xung quanh thiãút bëû âiãûn θ 0. ÅÍ vuìng än âåïi cho pheïp τ =350C, vuìng nhiãût âåïi τ =500C. Sæû phaït noïng thiãút bëû âiãûn coìn tuìy thuäüc vaìo chãú âäü laìm viãûc. Thiãút bëû âiãûn coï ba chãú âäü laìm viãûc: daìi haûn, ngàõn haûn vaì ngàõn haûn làûp laûi. 2. Caïc nguäön nhiãût trong thiãút bë âiãûn-Caïc phæång phaïp truyãön nhiãût Trong thiãút bëû âiãûn mäüt chiãöu sæû phaït noïng chuí yãúu laì do täøn hao âäöng. Âäúi våïi thiãút bëû âiãûn xoay chiãöu, sæû phaït noïng sinh ra chuí yãúu laì do täøn hao âäöng trong dáy quáún vaì täøn hao sàõt tæì trong loîi theïp, ngoaìi ra coìn täøn hao do hiãûu æïng bãö màût. Song song våïi quaï trçnh phaït noïng coï quaï trçnh toía nhiãût gäöm: dáùn nhiãût, bæïc xaû nhiãût vaì âäúi læu nhiãût. Quaï trçnh dáùn nhiãût, nhiãût læåüng dáùn tênh theo cäng thæïc

dQ = - λ .→

→

∂

∂

X

Q .dS.dt

Trong âoï: dQ: nhiãût læåüng âæåüc dáùn theo phæång x.

→

→

∂

∂

X

Q: graâien nhiãût læu theo phæång x; dS: diãûn têch nhiãût læu âi qua, dt: thåìi gian; λ : hãû

säú dáùn nhiãût [W/0C.cm]. Bæïc xaû nhiãût: phuû thuäüc bãö màût toía nhiãût Âäúi læu nhiãût: phán laìm âäúi læu tæû nhiãn vaì âäúi læu cæåîng bæïc, âäúi læu phuû thuäüc vaìo vë trê phán bäú cuía váût thãø, kêch thæåïc bãöì màût, tênh cháút mäi træåìng xung quanh váût vaì nhiãût âäü mäi træåìng.

Nãúu xeït caí âäöng thåìi ba hçnh thæïc trãn thç coï cäng thæïc Niutån sau:

P = α .S.τ hay τ = αSP

Trong âoï: P: nhiãût læåüng toía ra; S: diãûn têch toía nhiãût. τ: âäü chãnh nhiãût cuía váût dáùn våïi mäi træåìng. α : hãû säú toía nhiãût [N/0C.cm2]. Duìng cäng thæïc trãn ráút tiãûn nhæng sai säú cåî (15÷ 25)% Hãû säú α tra trong taìi liãûu thiãút kãú: +Våïi cuäün dáy truyãön nhiãût täút trong phaûm vi nhiãût âäü 750C÷ 1200C hãû säú α laì: α = 11.10-4 âãún 12,98.10-4 [W/0C cm2] +Våïi cuäün dáy truyãön nhiãût keïm: α = 9,84.10-4 âãún 11,52.10-4 [W/0C. cm2].

3. Nhiãût âäü phaït noïng vaì cáúp caïch âiãûn

26

Nhiãût âäü mäi træåìng xung quanh quy âënh cho caïc næåïc åí vuìng än âåïi θ0 = 350C, næåïc åí vuìng nhiãût

âåïi θ 0 = 400C. Nhiãût âäü phaït noïng chãnh lãûch τ = θ -θ 0 quy âënh vuìng än âåïi thç: τ =350C, vuìng nhiãût âåïi τ =500C. Cáúp caïch âiãûn: càn cæï vaìo khaí nàng chëu nhiãût âäü phaït noïng låïn nháút cuía váût liãûu caïch âiãûn maì khäng laìm phaï huíy tênh cháút cå cuía noï, ngæåìi ta chia váût liãûu caïch âiãûn ra caïc cáúp caïch âiãûn gäöm cáúp: A : [T0] = (90÷ 105)0C E : [T0] = (105 ÷ 120)0C B : [T0] = (120 ÷ 140)0C Caïc bäü pháûn thiãút bëû âiãûn quy âënh + Váût liãûu khäng boüc caïch âiãûn âãø xa váût caïch âiãûn [T0] =110. + Dáy näúi tiãúp xuïc cäú âënh [T0] = 750C + Tiãúp xuïc maû baûc [T0] =1200C + Váût liãûu dáùn âiãûn coï boüc caïch âiãûn thç: -Cáúp O: [T0] ≤ 800C -Cáúp A : [T0] ≤ 950C -Cáúp B: [T0] ≤ 1100C + Váût liãûu khäng dáùn âiãûn khäng boüc caïch âiãûn [T] ≤ 1100C Ngoaìi ra chãú âäü laìm viãûc khaïc nhau coï nhiãût âäü låïn nháút cho pheïp khaïc nhau.

3.2. CHÃÚ ÂÄÜ LAÌM VIÃÛC DAÌI HAÛN CUÍA VÁÛT THÃØ ÂÄÖNG NHÁÚT

Thiãút bë âiãûn laìm viãûc daìi haûn tæïc laì thiãút bëû âiãûn coï thãø laìm viãûc liãn tuûc láu daìi nhæng thåìi gian laìm viãûc phaíi khäng nhoí hån thåìi gian cáön thiãút âãø thiãút bë phaït noïng âãún nhiãût âäü äøn âënh. Khi coï doìng âiãûn I chaûy trong váût dáùn seî gáy ra täøn hao mäüt cäng suáút P vaì trong thåìi gian dt seî gáy ra mäüt nhiãût læåüng:

P.dt = RI2dt (3.1) Nhiãût læåüng hao täøn naìy bao gäöm hai pháön: -Âäút noïng váût dáùn G.C.dτ -Toía ra mäi træåìng xung quanh Sα .τ.dt. Ta coï phæång trçnh cán bàòng nhiãût cuía quaï trçnh phaït noïng:

P.dt = G.C.dτ + S α .τ.dt (3.2) Trong âoï: G laì khäúi læåüng váût dáùn [g] C laì tè nhiãût váût dáùn toía nhiãût [J/g]. τ laì âäü chãnh nhiãût [00C]. α laì hãû säú toía nhiãût [W/cm2]. Tæì (3.2) ta coï phæång trçnh :

C.G

P =dtdτ

+C.G

.Sα .τ (3.3)

Giaíi phæång trçnh vi phán (3.3) våïi âiãöu kiãûn taûi t = 0 thç âäü chãnh nhiãût ban âáöu laì τ0, ta âæåüc:

τ = α.S

P (1 - t

GCS

eα

) + τ0 t

GCS

eα

(3.4)

27

Âàût T = α.SC.G laì hàòng säú thåìi gian phaït noïng.

α.S

P = τäâ : âäü chãnh nhiãût äøn âënh. Ta coï:

τ = τäâ ( 1- Tt

e−

) + τ0 Tt

e−

(3.5)

Khi t = 0 maì τ0 = 0 thç:

τ = τäâ .(1- Tt

e−

) (3.6) Khi ngàõt doìng âiãûn (I = 0), quaï trçnh phaït noïng cháúm dæït vaì quaï trçnh nguäüi laûnh bàõt âáöu xaíy ra, nghéa laì P.dt = 0, ta coï phæång trçnh nguäüi laûnh:

I2R.dt = 0 (3.7) Vaì: G.C.dτ + Sα +τdt = 0 nãn coï:

dtdτ + τ

α.SC.G = 0 (3.8)

Våïi âiãöu kiãûn khi ngàõt doìng âiãûn âäü chãnh lãûch nhiãût bàòng âäü chãnh lãûch nhiãût äøn âënh. Giaíi phæång trçnh vi phán (3.8) ta âæåüc biãøu thæïc thãø hiãûn quaï trçnh nguäüi laûnh:

τ = τäâ .e− tT

Hàòng säú thåìi gian phaït noïng T laì khoaíng thåìi gian cáön thiãút âãø âäút noïng váût lãn tåïi âäü chãnh nhiãût äøn âënh nãúu khäng coï sæû toía nhiãût ra mäi træåìng xung quanh . Xaïc âënh hàòng säú T bàòng giaíi têch, ta coï: P dt = G.C.dτ

dtdτ

= C.G

P thç τ = C.G

P .t + τ0

Nãúu τ0 = 0 thç: τ = C.G

P .t

Khi τ0 = τäâ thç t = T. Tæì τäâ = C.G

P.T vaì theo cäng thæïc Niutån τäâ =

S.

P

α .

Ta coï: T= α.S

C.G (3.9)

Duìng phæång phaïp veî cuîng coï thãø xaïc âënh âæåüc giaï trë T. Tæì gäúc toüa âäü gäúc ta veî âæåìng tiãúp tuyãún våïi âæåìng cong 1 vaì âæåìng cong 2. Ta nháûn âæåüc AB = T.

ddtτ

t =0 = τäâ

T = tgα = AB

BC

Trong âoï BC = τäâ váûy AB = T. Quaï trçnh phaït noïng coï toía nhiãût ra mäi træåìng xung quanh thç sau thåìi gian T âäü chãnh lãûch nhiãût chè âaût tåïi giaï trë 0,632 τäâ .

3.4. CHÃÚ ÂÄÜ LAÌM VIÃÛC NGÀÕN HAÛN CUÍA VÁÛT THÃØ ÂÄÖNG NHÁÚT

ÅÍ chãú âäü laìm viãûc ngàõn haûn âäü chãnh lãûch nhiãût cuía thiãút bëû âiãûn sau thåìi gian laìm viãûc chæa âaût tåïi trë säú äøn âënh thç thiãút bëû âiãûn âaî ngæìng laìm viãûc. Nhiãût âäü phaït noïng åí chãú âäü naìy laì nhoí nháút. Khi ngæìng laìm viãûc (I= 0) thç quaï trçnh nguäüi laûnh laûi bàõt âáöu.

τ

τäâ

τ0 0.632τäâ

3

t[s]

12

0

T

AB

Hçnh 3-1: Phaït noïng daìi haûn

28

Giaí sæí laìm viãûc daìi haûn âæåìng cong phaït noïng laì âæåìng 1 trong hçnh 3-2. Phuû taíi luïc naìy laì Pf :

Pf =α S.τf (3.10) Sau thåìi gian tlv (thåìi gian laìm viãûc ngàõn haûn) âäü chãnh nhiãût måïi âaût tåïi trë τ1 < τf, nãn thiãút bëû âiãûn laìm viãûc non taíi vaì chæa låüi duûng hãút khaí nàng chëu nhiãût. Tæì âoï ta tháúy ràòng coï thãø náng phuû taíi lãn âãø sau thåìi gian laìm viãûc ngàõn haûn tlv âäü chãnh nhiãût væìa âaût tåïi trë säú cho pheïp τf, phuû taíi luïc naìy laì Pn:

Pn = α S. τmax (3.11) Âæåìng cong phaït noïng træåìng håüp naìy laì âæåìng 2. Âiãøm M trãn âæåìng 2 thoía maîn phæång trçnh âäü chãnh nhiãût cuía quaï trçnh phaït noïng.

τf = τmax (1- e Ttlv

) (3.12) Sau thåìi gian laìm viãûc tlv doìng âiãûn ngæìng chaûy vaìo váût dáùn do âoï váût dáùn nguäüi laûnh theo quy

luáût nhæ khi laìm viãûc daìi haûn (âæåìng 3).

Tæì caïc biãøu thæïc (3.10), (3.11), (3.12) vaì goüi Kp = fn

PP

laì hãû säú quaï taíi cäng suáút ta ruït ra:

Kp = fn

PP

= f

maxτ

τ=

Ttlv

e1

1−

−

> 1 (3.13)

Vç cäng suáút tè lãû våïi bçnh phæång doìng âiãûn nãn:

KI = fn

II = PK =

Ttlv

e1

1

−−

(3.14)

KI : hãû säú quaï taíi vãö doìng âiãûn. Vê du û: Mäüt thiãút bëû âiãûn coï T = 180s nãúu laìm viãûc daìi haûn thç doìng âiãûn cho pheïp If = 100 A nhæng nãúu laìm viãûc ngàõn haûn trong thåìi gian tlv = 5 s thç coï thãø tàng doìng diãûn lãn bao nhiãu ?. Giaíiï:

KI = 1

1−−

etTlv

= 1

15

180−−

e = 6

Váûy doìng cho pheïp låïn nháút laì: In = KI. If = 6.100 = 600 [A].

3.4. CHÃÚ ÂÄÜ LAÌM VIÃÛC NGÀÕN HAÛN LÀÛP LAÛI CUÍA VÁÛT THÃØ ÂÄÖNG NHÁÚT

Âáy laì chãú âäü maì thiãút bëû âiãûn laìm viãûc trong mäüt thåìi gian tlv maì nhiãût âäü phaït noïng chæa âaût tåïi

baîo hoìa vaì sau âoï nghè mäüt thåìi gian tng maì nhiãût âäü chæa giaím vãö nhiãût âäü ban âáöu räöi laûi tiãúp tuûc laìm viãûc vaì nghè xen keî. Quaï trçnh laìm viãûc vaì nghè cæï làûp laûi tuáön hoaìn nhæ váûy. Âãø thãø hiãûn mæïc âäü laìm viãûc làûp, ngæåìi ta duìng khaïi niãûm hãû säú laìm viãûc (coìn goüi hãû säú âoïng âiãûn):

τ

τmax τf τ1

0 t[s] tlv

1

23

Hçnh 3-2: Phaït noïng khi ngàõn haûn

M

29

ÂL% = ngtlvt

lvt

+.100% (3.15)

Trong thæûc tãú ÂL% thæåìng bàòng 25%, 40%, 60%. Trong chãú âäü laìm viãûc ngàõn haûn làûp laûi, nhiãût âäü phaït noïng nhoí hån chãú âäü laìm viãûc daìi haûn nhæng låïn hån åí chãú âäü ngàõn haûn. Täøng thåìi gian laìm viãûc tlv vaì thåìi gian nghè tng ì goüi laì thåìi gian chu kç tck.

tck = tlv + tng Ta giaí thiãút taûi thåìi âiãøm ban âáöu âäü chãnh nhiãût âäü cuía váût dáùn laì τ 0 sau thåìi gian laìm viãûc tlv

váût dáùn âæåüc âäút noïng âãún âäü chãnh nhiãût laì:

τ 1=τ äâ(1-e Ttlv−

) +τ 0 e Ttlv−

(3.16) Sau thåìi gian nghè tng váût dáùn nguäüi xuäúng nhiãût

âäü:

τ 2 =τ 1 e Tt ng−

(3.17) Chu kç tiãúp theo váût dáùn laûi bë âäút noïng tåïi âäü chãnh nhiãût âäü:

τ 3=τ äâ(1- e Ttlv−

) + τ 2 e Ttlv−

(3.18) Sau mäüt säú chu kç nhiãût âäü chãnh lãûch nhiãût âäü

âaût âãún âäü chãnh nhiãût cæûc âaûi τ max vaì âäü chãnh lãûch nhiãût âäü cæûc tiãøu τ min khäng thay âäøi, ta goüi laì thåìi kç äøn âënh. Tæång tæû nhæ trãn, ta viãút:

Quaï trçnh phaït noïng τ max = τ äâ (1- e Ttlv−

) + τ min e Ttlv−

(3.19)

Quaï trçnh nguäüi laûnh: τ min = τ max . e Tt ng−

(3.20) Giaíi hai phæång trçnh naìy ta âæåüc:

τ max =

Ttt

Tt

äâ

nglv

lv

e1

e1

+−

−

−

⎟⎟⎟

⎠

⎞

⎜⎜⎜

⎝

⎛−τ

(3.21)

Våïi: τ äâ :âäü chãnh nhiãût âäü äøn âënh bàòng âäü chãnh nhiãût cho pheïp τ f [0C].

τ max: âäü chãnh nhiãût âäü låïn nháút khi laìm viãûc ngàõn haûn làûp laûi [0C]. Coï: τmax< τf =τ äâ nãn coï thãø cho tàng taíi thãm lãn âãø laìm viãûc nhæ åí âæåìng cong phaït noïng 2(æïng våïi τ nl>τ f) hçnh 3-3, âãø sau thåìi gian laìm viãûc τ = τf. Ta coï:

τf = τnl

Ttt

Tt

nglv

lv

e1

e1+

−

−

−

− (3.22)

t[s]

tlv tng

tcK

34

1

2 τ

τmax

τf τ’maxτmin

Hçnh 3-3: Phaït noïng khi ngàõn haûn làûp laûi

30

Hãû säú quaï taíi cäng suáút: Kp = cf

nlττ

=

TtTt

lv

CK

e1

e1

−

−

−

− (3.23)

Hãû säú quaï taíi doìng âiãûn:

KI = fnlII = PK =

TtT

t

lv

CK

e1

e1

−

−

−

− (3.24)

Hçnh 3-3 so saïnh âàûc tênh phaït noïng khi laìm viãûc trong chãú âäü ngàõn haûn làûp laûi (âæåìng 3) våïi âàûc tênh phaït noïng khi laìm viãûc daìi haûn (âæåìng 1) ta tháúy khi laìm viãûc ngàõn haûn làûp laûi laûi coï thãø tàng thãm phuû taíi (âæåìng 4).

3.5. SÆÛ PHAÏT NOÏNG KHI NGÀÕN MAÛCH

Thåìi gian xaíy ra ngàõn maûch ráút ngàõn nãn nhiãût âäü cung cáúp cho váût thãø hoaìn toaìn duìng âãø âäút

noïng váût dáùn vaì gáön âuïng ta coi khäng coï nhiãût læåüng toía ra mäi træåìng xung quanh. Trong thåìi gian dt doìng âiãûn ngàõn maûch sinh ra nhiãût læåüng laì:

dQ = K2m. I2 .R.dt = K2

m .I2 .sl

ρ .dt (3.25)

Trong âoï: Km = I

I nm , våïi Inm laì trë säú doìng ngàõn maûch qua váût dáùn; I laì doìng âiãûn âënh mæïc qua

váût dáùn; S laì tiãút diãûn váût thãø. Toaìn bäü nhiãût læåüng do doìng âiãûn ngàõn maûch sinh ra duìng âãø âäút noïng váût dáùn lãn âäü chãnh nhiãût âäü laì dτnm . Ta coï phæång trçnh:

dQ = C.G.dτmn = C.S.l.γ .dτmn (3.26) Våïi γ laì khäúi læåüng riãng cuía váût dáùn. C laì nhiãût dung riãng cuía váût dáùn.

So saïnh biãøu thæïc (3.25) vaì (3.26) ta coï: dτmn = c.γρ

K2m

2

F

I⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ .dt.

Láúy têch phán ta âæåüc:

τnm = cm

K

.

.

γ

ρ 2

. ∫ ⎟⎠⎞

⎜⎝⎛t

0dt.

2

S

I (3.27)

-Khi I = const thç: dt2

S

It

0⎟⎠⎞

⎜⎝⎛

∫ = 2

S

I⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ t = J2t. Coï: τnm=

cm

K

.

.

γ

ρ 2

J2t (3.28)

Nãúu âäü chãnh nhiãût luïc bàõt âáöu ngàõn maûch laì τäâ thç khi kãút thuïc ngàõn maûch âäü chãnh nhiãût seî laì: τ,nm

= τäâ + τnm. Trong thæûc tãú ρ , C thay âäøi theo nhiãût âäü : C = C0 [ 1+ b0 ( τäâ + τnm )], ρ = ρ 0 [ 1+ α 0 ( τäâ + τnm )]. Trong âoï: C0: nhiãût dung riãng khi τ = 0; b0: hãû säú nhiãût âäü tè nhiãût. ρ 0: âiãûn tråí suáút khi τ = 0; α 0: hãû säú nhiãût âiãûn tråí. Thay vaìo (3.28) ta âæåüc:

τnm = γ

2m

Kdt.

2

S

I.

)]nmäâ(0b1[0c

)]nmäâ(01[0 ⎟⎠⎞

⎜⎝⎛

τ+τ+

τ+τα+ρ (3.29)

31

Chæång 4. LÆÛC ÂIÃÛN ÂÄÜNG

4.1. KHAÏI NIÃÛM CHUNG

Mäüt váût dáùn âàût trong tæì træåìng, coï doìng âiãûn I chaûy qua seî chëu taïc âäüng cuía mäüt læûc. Læûc cå hoüc naìy coï xu hæåïng laìm biãún daûng hoàûc chuyãøn dåìi váût dáùn âãø tæì thäng xuyãn qua noï laì låïn nháút. Læûc chuyãøn dåìi âoï goüi laì læûc âiãûn âäüng. Chiãöu cuía læûc âiãûn âäüng âæåüc xaïc âënh theo quy tàõc baìn tay traïi.

ÅÍ traûng thaïi laìm viãûc bçnh thæåìng, thiãút bë âiãûn âæåüc chãú taûo âãø læûc âiãûn âäüng khäng laìm aính hæåíng gç âãún âäü bãön væîng kãút cáúu. Khi ngàõn maûch doìng tàng lãn ráút låïn (coï luïc tåïi haìng chuûc láön Iâm) do âoï læûc âiãûn âäüng seî ráút låïn. Trong mäüt säú træåìng håüp doìng låïn, læûc coï thãø tåïi haìng chuûc táún. Læûc laìm biãún daûng âäi khi coï thãø laìm phaï våî kãút cáúu thiãút bë. Do âoï cáön phaíi nghiãn cæïu læûc âiãûn âäüng âãø ngàn ngæìa taïc haûi cuía noï khi læûa choün, tênh toaïn vaì thiãút kãú thiãút bë âiãûn.

Ngoaìi ra ngæåìi ta coìn nghiãn cæïu æïng duûng læûc âiãûn âäüng âãø chãú taûo caïc thiãút bë âiãûn nhæ råle âiãûn âäüng, cå cáúu âo âiãûn âäüng,...

4.2. CAÏC PHÆÅNG PHAÏP TÊNH TOAÏN LÆÛC ÂIÃÛN ÂÄÜNG

1. Phæång phaïp sæí duûng âënh luáût Bio-Xavar-Laplax Theo quan âiãøm cuía phæång phaïp naìy læûc âiãûn âäüng laì kãút quaí tæång taïc láùn nhau cuía dáy dáùn l

mang doìng âiãûn I vaì tæì træåìng do dáy dáùn khaïc taûo nãn.

- Læûc âiãûn âäüng taïc duûng lãn chiãöu daìi ∆l khi coï doìng âiãûn I âàût trong tæì træåìng coï tæì caím B laì: α∆=∆∆∆=∆ sin.l.B.IFhayBxl.IF

Våïi goïc α laì goïc håüp båíi l∆ vaì B ( l∆ cuìng chiãöu I ). α laì goïc xaïc âënh theo chiãöu quay nhoí nháút.

- Daûng vi phán laì BxldIFd .=

α= sin.dl.B.IFd (4-1)

Coï : dl→

truìng chiãöu doìng âiãûn i. Tæì âoï ta coï læûc âiãûn âäüng :

∫∫ α==l

0

l

0

sinBdl.IFdF = I.B. l. sinα (4-2)

- Nãúu hai dáy dáùn cuìng trong mäüt màût phàóng α = 900 thç ∫=l

0IBdlF =I.B.l.

Muäún xaïc âënh âæåüc F ta phaíi tçm âæåüc quan hãû B = B(l), caím æïng tæì phuû thuäüc kêch thæåïc dáy dáùn.

- Theo Bio-Xavar-Laplax thç cæåìng âäü tæì caím taûi mäüt âiãøm M∈ B coï trë säú laì :

∫ ∫β

πµ

=π

µ=

20

200

r

sin.dlI4

B hay, r

rxldI

4B (4-3)

Trong âoï:

B

dl l

M

β I

Hçnh 4-1: Læûc âiãûn âäüng

32

⎪⎪⎪⎪

⎩

⎪⎪⎪⎪

⎨

⎧

β

=

lãn. taûo 0r vaìld do

gmàût phàón våïigoïc thàóng tæìcaím æïng tå veïc: B

0r vaìld båíi håüpgoïc :

M.âãún dl caïch tæì khoaíng laì :r

1 0r coï Mâãún dl choün tæì âån vë veïctålaì 0r

2. Phæång phaïp cán bàòng nàng læåüng

Xeït mäüt dáy dáùn coï doìng âiãûn chaûy qua nhæ hçnh 4-2. Khi dáy dáùn dëch chuyãøn theo hæåïng x mäüt âoaûn dx thç læûc âiãûn âäüng âæåüc xaïc âënh båíi :

dw = F.dx dxdwF =⇒ (4-4)

Trong âoï: + dw : âäü biãún thiãn nàng læåüng tæì træåìng cuía váût dáùn

mang doìng âiãûn khi di chuyãøn mäüt âoaûn dx. + x : phæång chuyãøn dåìi coï thãø coï cuía dáy dáùn dæåïi taïc

duûng cuía læûc F.

+ Chiãöu F truìng våïi chiãöu dx. Vê duû: xeït hãû hai váût dáùn mang hai doìng âiãûn i1 ; i2 nhæ hçnh 4-3 âàût song song caïch nhau mäüt khoaíng x. Nàng læåüng tæì træåìng cuía hãû laì:

⎪⎪⎩

⎪⎪⎨

⎧

=

=

⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ ++

==

++=

]cm/J[dx

dL.i

21F

]cm/J[dx

dL.i

21F

: laì seî reî riãngduûng taïclæûc coï Tadx

iMiiL21iL

21d

dxdw

F

: laì duûng taïclæûc vaìiMiiL21iL

21W

2222

1211

21222

211

M

21222

211M

Khi váût thãø biãún daûng hoàûc chuyãøn dåìi ta giaí thiãút caïc doìng âiãûn bàòng hàòng säú. Theo phæång phaïp naìy muäún tênh læûc ta phaíi biãút âæåüc biãøu thæïc toaïn hoüc cuía hãû säú tæû caím L vaì häù caím M theo x. Caïc phæång phaïp tênh L vaì M nãu trong giaïo trçnh lê thuyãút træåìng âiãûn tæì.

4.3. TÊNH LÆÛC ÂIÃÛN ÂÄÜNG TAÏC DUÛNG LÃN VÁÛT DÁÙN

1. ÆÏïng duûng phæång phaïp cán bàòng nàng læåüng Ta xeït læûc âiãûn âäüng trong mäüt säú træåìng håüp váût dáùn âäöng nháút nàòm trong tæì træåìng âãöu. Caïc

træåìng håüp khaïc coï thãø tham khaío taìi liãûu chuyãn ngaình chãú taûo thiãút bë. a) Læûc âiãûn âäüng taïc duûng lãn mäüt voìng dáy coï doìng i nàòm trong mäüt tæì træåìng

x A A’

B B’

F

dx

l

Hçnh 4-2: Læûc taïc duûng vaìo thanh dáùn.

x dx I2

I1

Hçnh 4-3: Læûc giæîa hai voìng dáy

33

Giaí thiãút baïn kênh voìng dáy R, baïn kênh dáy dáùn r (hçnh 4-4). Læûc âiãûn âäüng coï xu hæåïng keïo càng voìng dáy dáùn bung ra. Giaí thiãút læûc phán bäú âãöu trãn chu vi voìng dáy. Goüi fR laì læûc taïc duûng lãn mäüt

âån vë daìi chu vi theo hæåïng kênh, læûc taïc duûng täøng: dRdL.I

21f.R.2F 2

R =π= (4-6)

Theo Kiãúc khäúp coï: ⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ −µ= 75,1

rR8lnRL 0 .

Vaì ta giaí thiãút 1Rr2<< thay vaìo biãøu thæïc (4-6) ta coï:

⎥⎦⎤

⎢⎣⎡=µ⎟

⎠⎞

⎜⎝⎛ −µ= −∏

mH810.0

20 .4,0biãút 75,0

rR8lnI.

21F

Váûy ]kg[75,0rR8lnI.10..04,2F 28 ⎟

⎠⎞

⎜⎝⎛ −π= − (4-7)

Âãø tênh âäü bãön cå khê voìng dáy, ta phaíi xaïc âënh læûc coï xu hæåïng keïo âæït voìng dáy theo hæåïng kênh (laì têch phán hçnh chiãúu caïc læûc hæåïng kênh taïc duûng lãn 1/4voìng dáy) laì :

∫

π

− ⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ −==ϕϕ=

2

0

27RRR 75,0

rR8lnI.10R.fd.cos.R.fF N

* Trong træåìng håüp cuäün dáy coï W voìng, thay IW cho I, ta coï :

].kg[75,0rR8ln)WI.(10.02,1]N[75,0

rR8ln)WI.(10F 2827

R ⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ −=⎟

⎠⎞

⎜⎝⎛ −= −− (4.9)

Chuï yï: 1[N]=0,102 [kg] vaì 1[J/cm]=10,2[kg]. b) Tênh læûc âiãûn âäüng giæîa hai dáy dáùn tiãút diãûn troìn âàût song song mang doìng i Ta sæí duûng phæång phaïp cán bàòng nàng læåüng våïi giaí thiãút hai dáy dáùn coï baïn kênh r âàût song song caïch nhau khoaíng a. Ta biãút theo lê thuyãút træåìng âäúi våïi dáy dáùn nhæ trãn thç hãû säú tæû caím laì :

⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ −

+π

µ=

rraln.2

21

2l

L .0

Våïi: l laì chiãöu daìi cuía dáy dáùn. Læûc taïc duûng vaìo tæìng thanh dáùn âæåüc tênh:

ra

l.I.10.2,0da2dl.I

dadWF 28

2M

−=== − [J/cm]. (4.10)

Nãúu coï a>>r thç:

al.I.10.04,2F 28−= [kg] (4.11)

Nãúu doìng trong hai dáy cuìng chiãöu thç hai dáy dáùn seî huït nhau vaì ngæåüc chiãöu thç âáøy nhau. 2. ÆÏng duûng âënh luáût Bio-Xavar-Laplax a) Læûc âiãûn âäüng taïc duûng lãn hai dáy dáùn âàût trong cuìng mäüt màût phàóng

Trãn hçnh 4-6 laì hai dáy dáùn l1 vaì l2 cuìng âàût trong mäüt màût phàóng. Dáy dáùn l1 mang doìng I1 dáy dáùn l2 mang doìng I2.

Hçnh 4-5: Hai thanh âàût song song

l

I

2r

a

dF B l

FTϕ

dϕ I

2r

Hçnh 4-4: Læûc càng voìng dáy

34

Ta tçm sæû phán bäú læûc lãn dáy dáùn l2. Ta choün truûc tung oy truìng våïi dáy l1 (choün hãû xoy hçnh 4-6). Doìng I1 åí âån vë dy trong dáy l1 taûo

ra åí âoaûn dl coï cæåìng âäü tæì caím laì :

20

10

r

rxydI

4Bd

rrr

πµ

= hay:

210

r

)sin(dyI4

dB α−ππ

µ=

Vç coï: sin(π α− )= sinα nãn:

210

r

sindyI4

dB απ

µ=

Læûc taïc duûng lãn âoaûn dl2 do I1dy gáy ra laì: Bdxld.IFd 22

rrr=

Hay:

02221

0 90sin.r

sindl.dyII4

dB απ

µ=

Tæì hçnh 4-6 ta coï :

y=cotgα

=αα

−=α

sinxr;d

sin

xdy;2

Váûy:

ααπ

µ= d.sin.dl.

x.4

II.dF 2

210 (4.12)

Læûc taïc duûng lãn âoaûn dl2 åí vë trê x trãn do doìng I1 chaûy trong l1 gáy ra laì :

∫α

α

ααπ

µ−=

2

1

d.sinx.4

I.I.dF 210

x (4-13)

Læûc taïc duûng lãn mäüt âån vë daìi cuía dáy l2 taûi vë trê xi do 11 ltrongI gáy lãn laì :

i

i1i22102

xx x

coscos.

4I.I.

dl

dFF i

i

α−απ

µ== (4-14)

Chuï yï : khi choün caïc âiãøm tênh x doüc chiãöu daìi l2 goïc α vaì âäü daìi x biãún thiãn dáùn âãún caïc læûc Fx biãún thiãn khäng âãöu doüc chiãöu daìi l2 cuía dáy 2. Âiãøm taïc duûng cuía læûc täøng F seî qua troüng tám dáy l2. Bàòng phæång phaïp veî ta coï thãø biãút sæû phán bäú cuía læûc doüc chiãöu daìi dáy l2. b) Læûc âiãûn âäüng giæîa hai dáy dáùn âàût song song trong âoï mäüt dáy daìi vä táûn

Hçnh 4-7, xeït khi dáy l1 = ∞; dáy l2 = l khoaíng caïch giæîa hai dáy x = a. AÏp duûng biãøu thæïc (4.14)

ta thay α1 = π; α2 = 0; x = a vaìo ta coï : consta.4

I.I.2F 210

xi =π

µ=

Læûc âiãûn âäüng taïc duûng lãn dáy dáùn l2 laì :

a

l.

42I.1I.02

2Fπ

µ= (4-14)

vaì coï ][....,2Fhay [J/cm] ...., kga

lII

a

lIIF 8102104281021202

−=−= .

c) Læûc âiãûn âäüng giæîa hai dáy dáùn song song coï chiãöu daìi bàòng nhau

l1 l2

l

dl2

dyy

I2

I1

α

α1

α2

x

Hçnh 4-6: Hai thanh trong cuìng màût phàóng

35

AÏp duûng cäng thæïc (4.12) åí pháön træåïc vaì thay x = a; dl2 = dy ta coï :

)1cos2(cosdy.a.4

2I.1I.0dF α−απ

µ= (4-15)

Trãn hçnh 4-7 coï : 22

11222ay

y)cos(coscoìn , a)yl(

ylcos+

=α−π−=α+−

−=α

Váûy : ⎥⎥⎥

⎦

⎤

⎢⎢⎢

⎣

⎡∫

+∫ +

+−

−

π

µ=

l

0 2a2y

ydyl

0 2a2)yl(

dy)yl(

a.42I.1I.0F (4-16)

Tênh tæìng têch phán riãng reî coï :

∫+

=l

0 2a2y

ydyA

Nãúu âàût z2= y2+a2 ⇒ 2zdz = 2ydy vaì: + khi y= 0 thç z= a

+khi y=1 thç z= l a2 2+ âäøi cáûn ta coï :

.a2l2a2a2l

adz

l

0

2a2y

ydyA −+=∫

+=∫

+=

Âäøøi cáûn ta coï:

a2a2l0

l 2a2u

udu- l

0 2a2)yl(

dy)yl(−+=∫

+=∫

+−

−

Tæì âoï thay vaìo (4.16) ta coï :⎥⎥

⎦

⎤

⎢⎢

⎣

⎡−+

πµ

=⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ −+

π

µ=

la

2l

2a12a

l.2

2I.1I.0a2l2a2.a.4

2I.1I.0F

âàût : coï 1)l

a( thçal khichènh u haìm hiãûgoüicoìn hay

l

a2l

2a1)

l

a( ≈ϕ>>−+=ϕ

][).(...., :hay]/[).(..., kgl

a

a

lIIFcmJ

l

a

a

lIIF 810210428102120 −=−= ϕϕ

Khi hai thanh dáùn coï tiãút diãûn chæî nháût våïi kêch thæåïc räüng b, cao h vaì daìi l + Nãúu coï b ≤ h, b ≤ a thç :

]cm/J[810.2a

2hlln

a

harctg

a

h22h

1.l2I1I2,0F −+−=

⎥⎥⎦

⎤

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛. Coï thãø viãút dæåïi daûng :

⎩⎨⎧

=→==→=

⇒=

=∫+−

−=

0 u l ykhil u 0 ykhi

dy- du

y;- l âàût u tæû tæångl

0 2a2)yl(

dy)yl(B

α2

α1

al

y

dy

l-y I1

I2

Hçnh 4-7: Hai thanh song song

36

]cm/J[)f(810.a

l2I1I.2,0F ϕ−= hay ]kg[)f(810.

a

l2I1I.04,2F ϕ−=

coï ϕ (f) goüi laì haìm Dwight phuû thuäüc theo bh

ba;

a

h

+

−

+ Nãúu h<<a ; h/b<1 thç:

]kg[)f(810.a

l2I1I.04,2F ϕ−=

Trong âoï : )]a

b1ln().

a

b1()

b

a1[(2b

2a)f( −−++=ϕ .

4.4. LÆÛC ÂIÃÛN ÂÄÜNG TRONG MAÛCH ÂIÃÛN XOAY CHIÃÖU

1. Maûch xoay chiãöu mäüt pha Xeït hai dáy dáùn song song coï hai doìng âiãûn i1, i2 cuìng pha (hoàûc lãûch mäüt goïc π) giaí thiãút i1 = i2

= Imsinωt = I 2 sinωt = i Læûc âiãûn âäüng F = C.i2 , våïi C laì hàòng säú :

2F1F2

t.2cos.2mI.C

2

2mI.C

2

t.2cos1.2

mI.Ct.2sin.2mI.CF +=

ω−=

ω−=ω=

Trong âoï :

2

2mCI

1F = laì thaình pháön khäng âäøi.

t2cos1F2

t2cos.2mCI

2F ω−=ω

−= laì

thaình pháön læûc thay âäøi. Ta biãøu diãùn nhæ hçnh 4-8 : Læûc F biãún thiãn khoaíng tæì 0 âãún CIm

2.

- Læûc trung bçnh 2CI2

2mI.C

tbF ==

Khi xaíy ra ngàõn maûch læûc F ráút låïn, doìng âiãûn ⎟⎟

⎠

⎞

⎜⎜

⎝

⎛ω−

−= tcosT

teI.2i

Âàût T

1=λ laì hãû säú caín cuía doìng

khäng tuáön hoaìn, phuû thuäüc vaìo maïy phaït âiãûn vaì caïc thäng säú cuía maûch âiãûn. Theo thê nghiãûm coï λ = 22 , ta coï læûc âiãûn âäüng laì:

2)tcoste(2CI22CiF ω−λ−== Tæïc laì trong maûch gäöm hai thaình

pháön laì thaình pháön biãún âäøi tuáön hoaìn vaì thaình pháön khäng tuáön hoaìn. Sau mäüt säú

Hçnh 4-8: Læûc âiãûn âäüng trong maûch mäüt pha

Hçnh 4-9: Læûc âiãûn âäüng khi ngàõn maûch

37

chu kç (nT) thaình pháön khäng tuáön hoaìn suy giaím vãö 0, do âoï læûc äøn âënh (mäüt säú næía chu kç âènh nhoün tháúp dáön, mäüt säú næía cao dáön âãún bàòng nhau vaì äøn âënh nhæ hçnh 4-9).

Theo thê nghiãûm sau ωt = π thç coï i âaût cæûc âaûi imax = 1,8 2 I vaì læûc: FMax = CI2 = C.6,48I2.

2. Læûc âiãûn âäüng trong maûch xoay chiãöu ba pha Giaí sæí doìng âiãûn trong caïc pha A, B, C láön læåüt laì :

⎪⎪⎪

⎩

⎪⎪⎪

⎨

⎧

π+ω=

π−ω=

ω=

)3

2t.sin(.2I2i

)3

2t.sin(.2I2i

t.sin.2I1i

a) Khi bäú trê ba dáy trãn mäüt màût phàóng (hçnh 4-10a) Goüi C1 hàòng säú læûc giæîa dáy A vaì B, C2 dáy B vaì C, C3 dáy A vaì C . Ta coï: + Læûc taïc duûng lãn dáy pha A laì:

⎥⎦⎤

⎢⎣⎡ π

+ωω+π

−ωω=

+=

)3

2tsin(.tsin3C)

3

2tsin(.tsin1C2I2

3i1i3C2i1i1CF

Choün chiãöu tàng theo thåìi gian t: dáúu (+) våïi læûc keïo vãö hai dáy kia vaì (-) våïi læûc âáøy ra. Tiãún haình thay säú ta tênh toaïn vaì tçm âæåüc caïc trë säú læûc âáøy vaì læûc keïo cæûc âaûi cuía pha A

laì: ⎥⎦⎤

⎢⎣⎡ +−−+= )3C1C(3C1C2

3C21C2

2

2I1kF .

Choün sin2ωt vaì cos2ωt dáúu (-) læûc ngæåüc laûi laì læûc âáøy nhau:

⎥⎦⎤

⎢⎣⎡ ++−+−= )3C1C(3C1C2

3C21C2

2

2I1âF .

+ Våïi dáy pha C giäúng dáy A. + Dáy pha B : tæång tæû ta coï Fk2 vaì Fâ2 laì :

⎥⎦⎤

⎢⎣⎡ −−++= )2C1C(2C1C2

2C21C2

2

2I2kF .

⎥⎦⎤

⎢⎣⎡ −−++−= )2C1C(2C1C2

2C21C2

2

2I2âF .

Nãúu choün C1 = C2, C3 = 0,5C1 thç ta coï pha A: ⎪⎩

⎪⎨⎧

−=

=

2I1C.615,11âF

2I1C.115,01kF

Coï nghéa laì åí pha A læûc âáøy gáúp khoaíng 14 láön læûc keïo. Coìn åí pha B thç:

⎪⎩

⎪⎨⎧

−=

=

2I1C73,12âF

2I1C73,12kF

b) Træåìng håüp ba dáy dáùn bäú trê trãn ba âènh tam giaïc âãöu

a) b) Hçnh 4-10: Læûc âiãûn âäüng trong maûch xoay

chiãöu ba pha

Fâ1 Fk1

A

Fâ2 Fk2 B

C

Y

X A

B

C FAC

FABπ6

38

Ta giaí thiãút láön læåüt ba doìng âiãûn i1, i2, i3 cho åí trãn âi vaìo dáy dáùn caïc pha A, B, C âæåüc bäú trê trãn ba âènh tam giaïc âãöu nhæ hçnh 4-10b. Ta coï hãû säú C1=C2=C3=C

+ Læûc taïc duûng lãn dáy pha A sau khi thay säú vaì tênh toaïn ta âæåüc:

tsin.C2I3t2cos.222CI2

3F ω=ω−=

+ Læûc taïc duûng lãn dáy B vaì dáy C tæång tæû nhæ dáy A chè coï goïc pha thay âäøi. 3. Læûc âiãûn âäüng trong ba pha khi ngàõn maûch Doìng trong caïc pha khi ngàõn maûch laì :

[ ]

⎪⎪⎪

⎩

⎪⎪⎪

⎨

⎧

⎥⎦⎤

⎢⎣⎡

⎥⎦⎤

⎢⎣⎡

π+ϕ+ω−

π+ϕλ−=

π−ϕ+ω−

π−ϕλ−=

ϕ+ω−ϕλ−=

)3

2tcos()

3

2cos(teI23i

)3

2tcos()

3

2cos(teI22i

)tcos(costeI21i

Trong âoï : ϕ :goïc pha cuía doìng âiãûn trong pha thæï nháút khi bàõt âáöu xaíy ra sæû cäú; λ : hãû säú caín. Nãúu giaí thiãút khäng xeït âãún thaình pháön khäng tuáön hoaìn våïi e-λt = 1 ta coï : + Læûc taïc âäüng dáy A laì : F = C1i1i2 + C3i1i3 + Læûc taïc duûng lãn dáy B laì : F = C1i1i2 + C2i2i3

Khi xeït ba dáy cuìng nàòm trong mäüt màût phàóng, læûc âiãûn âäüng khäng chè phuû thuäüc thåìi gian t maì phuû thuäüc caí thåìi âiãøm xaíy ra ngàõn maûch ϕ.

Xeït : +) Khi ϕ = - 150 maì xaíy ra ngàõn maûch thç ⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡ω−

ω−= tcos

2

3

2

t2sin2I21C31âF

Nãúu ωt = π thç ⎪⎩

⎪⎨⎧

=

−=

01kF

2I1C46,6max1âF

+) Khi ϕ = 750 maì ngàõn maûch thç ⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡ω+

ω−= tcos

2

3

2

t2sin2I21C31kF

ωt = π thç Fk1max = 0,16C1I2, Fâ1max = -1,5C1I2.

4.5. CÄÜNG HÆÅÍNG CÅ KHÊ VAÌ ÄØN ÂËNH LÆÛC ÂIÃÛN ÂÄÜNG THIÃÚT BË ÂIÃÛN

1. Cäüng hæåíng cå khê Khi doìng âiãûn xoay chiãöu âi qua thanh dáùn (thanh caïi) læûc âiãûn âäüng seî gáy cháún âäüng vaì coï thãø

phaït sinh hiãûn tæåüng cäüng hæåíng cå khê. Âiãöu kiãûn traïnh cäüng hæåíng cå khê

39

Muäún khäng xaíy ra cäüng hæåíng thç táön säú dao âäüng riãng cuía thanh caïi phaíi beï hån táön säú soïng cå baín cuía læûc. Trong thæûc tãú ngæåìi ta thæåìng thay âäøi khoaíng caïch giaï âåî thanh caïi âãø âiãöu chènh trë säú táön säú dao âäüng riãng cuía thanh caïi.

Táön säú dao âäüng riãng thanh caïi tênh theo biãøu thæïc :

1g

J.E2l

112Z =

Trong âoï : l : khoaíng caïch giaï âåî caïch âiãûn; E : mä âun âaìn häöi [kg/cm2]. J : mä men quaïn tênh (láúy truûc thàóng goïc våïi hæåïng uäún laìm chuáøn) g1 : troüng læåüng âån vë daìi thanh caïi [kg]. Nãúu khäng thæûc hiãûn âæåüc âiãöu kiãûn trãn thç coï thãø phaíi giaíi quyãút bàòng âiãöu chènh táön säú riãng

cuía thanh caïi z âãø låïn hån táön säú soïng cå baín. Chuï yï táön säú læûc âiãûn âäüng gáúp hai láön táön säú doìng âiãûn f1 = 2fI’ > z. 2. ÄØn âënh læûc âiãûn âäüng

Trong thiãút bë âiãûn phaíi tênh læûc âiãûn âäüng âãø kiãøm tra xem thiãút bë âiãûn coï âaût âäü bãön cå hay khäng. Äøn âënh læûc âiãûn âäüng laì khaí nàng chëu âæûng taïc âäüng cå khê do læûc âiãûn âäüng sinh ra khi ngàõn maûch.

Âãø âaím baío cáön âiãöu kiãûn cáön thç: Im > Ixk våïi : +Im : doìng cho pheïp låïn nháút cuía thiãút bë âiãûn, ixk : doìng xung kêch tênh toaïn khi ngàõn maûch ba

pha. Coï thãø duìng bäüi säú cho pheïp (Km) låïn nháút âãø kiãøm tra læûc âiãûn âäüng.

xkmâm iKI2 ≥ , trong âoï : Km laì bäüi säú doìng cho pheïp låïn nháút.

Chuï yï : theo tênh toaïn ngàõn maûch trong maûng ba pha, læûc âiãûn âäüng khi ngàõn maûch mäüt pha (Fmax = CI1

2 = C.6,48Iâm2) låïn hån læûc âiãûn âäüng khi ngàõn maûch ba pha (Fâ1max = C1.6,46Iâm

2), nhæng do khi ngàõn maûch ba pha chiãöu læûc thay âäøi trong khäng gian nãn phaíi duìng âãø kiãøm tra khaí nàng chëu læûc åí caïc âiãøm.

- Nãúu thiãút bë âiãûn khäng ghi giaï trë Im thç coï thãø xaïc âënh theo cäng thæïc :

]kA[âmU3

ngS55,2xkimI ≈=

Våïi : Sng : cäng suáút ngàõt maûch [MVA]; Uâm : âiãûn aïp âënh mæïc hiãûu duûng [kV].

40

Chæång 5. CÅ CÁÚU ÂIÃÛN TÆÌ VAÌ NAM CHÁM ÂIÃÛN 5.1. KHAÏI NIÃÛM CHUNG VÃÖ MAÛCH TÆÌ

1. Khaïi niãûm Caïc thiãút bë âiãûn nhæ råle, cäng tàõc tå, khåíi âäüng tæì, aïp tä maït,...âãöu coï bäü pháûn laìm nhiãûm vuû biãún âäøi tæì âiãûn nàng ra cå nàng. Bäü pháûn naìy gäöm coï cuäün dáy vaì maûch tæì goüi chung laì cå cáúu âiãûn tæì, chia laìm hai loaûi xoay chiãöu vaì mäüt chiãöu. Âãø nàõm âæåüc nhæîng quy luáût âiãûn tæì ta xeït maûch tæì vaì phæång phaïp tênh toaïn maûch tæì.

Maûch tæì âæåüc chia laìm caïc pháön: - Thán maûch tæì. - Nàõp maûch tæì. - Khe håí khäng khê chênh δ vaì khe håí phuû δp. - Khi cho doìng âiãûn chaûy vaìo cuäün dáy thç trong cuäün dáy coï tæì thäng φ âi qua, tæì thäng naìy cuîng chia laìm ba pháön : a) Tæì thäng chênh φδ laì thaình pháön qua khe håí khäng khê goüi laì tæì thäng laìm viãûc φlv. b) Tæì thäng taíín φt laì thaình pháön âi ra ngoaìi khe håí khäng khê xung quanh φδ c) Tæì thäng roì φr laì thaình pháön khäng âi qua khe håí khäng khê chênh maì kheïp kên trong khäng gian giæîa loîi vaì thán maûch tæì. 2. Tênh toaïn maûch tæì Tênh toaïn maûch tæì thæûc cháút laì giaíi hai baìi toaïn: a) Baìi toaïn thuáûn : biãút tæì thäng φ tênh sæïc tæì âäüng F = IW loaûi naìy gàûp khi thiãút kãú mäüt cå cáúu âiãûn tæì måïi. b) Baìi toaïn nghëch : biãút sæïc tæì âäüng F = IW cáön tçm tæì thäng φ(gàûp khi kiãøm nghiãûm caïc cå cáúu âiãûn tæì coï sàôn). Âãø giaíi quyãút âæåüc hai baìi toaïn trãn cáön phaíi dæûa vaìo caïc cå såí lê thuyãút sau:

- Biãút âæåìng cong tæì hoïa cuía váût liãûu sàõt tæì. - Nàõm væîng caïc âënh luáût cå baín vãö maûch tæì. - Biãút âæåüc tæì dáùn khe håí.

2. Caïc lê thuyãút cå såí a) Âæåìng cong tæì hoïa B = f(H) hçnh 5-2 b) Caïc âënh luáût cå baín maûch tæì

+ Âënh toaìn doìng âiãûn F IW Hdll

= = ∫

+ Âënh luáût Ohm trong maûch tæì: MM R

IWR

F==φ

Hçnh 5-1: Kãút cáúu maûch tæì 1.Thán maûch tæì; 2. Nàõp maûch tæì ;3. Cuäün dáy

Hçnh 5-2: Âæåìng cong tæì hoïa

31

2

Φr

Φδ Φt

B

H

41

+Âënh luáût Kiãúc Khäúp 1 cho maûch tæì : 0i =φ∑

+Âënh luáût Kiãúc Khäúp 2 cho maûch tæì: ∑ ∑=φ iMii FR (täøng âaûi säú âäü suût tæì aïp trãn mäüt maûch tæì

kên bàòng täøng âaûi säú caïc sæïc tæì âäüng taïc duûng trong maûch tæì âoï). c) Tæì dáùn cuía khe håí Vç maûch tæì coï âäü tæì tháøm (hãû säú dáùn tæì) låïn hån khäng khê nhiãöu nãn tæì tråí toaìn bäü maûch tæì háöu

nhæ chè phuû thuäüc vaìo tæì tråí khe håí khäng khê. Trong tênh toaïn thæåìng duìng tæì dáùn MR1G = . Tæång tæû

nhæ maûch âiãûn thç trong maûch tæì dáùn G tè lãû thuáûn våïi tiãút diãûn maûch tæì, tè lãû nghëch våïi chiãöu daìi khe håí khäng khê.

Coï : lS.gâiãûn maûch âæång tæångS.G 0 α=

δµ= våïi:

+ ⎥⎦⎤

⎢⎣⎡

AWbG :tæì dáùn khe hå í khäng khê.

+cm.A

Wb10.25,1 80

−=µ : hãû säú tæì tháøm khäng khê.

+ δ [cm]: chiãöu daìi khe håí. +S [ cm2]: diãûn têch tæì thäng âi qua ( tiãút diãûn).

Cäng thæïc naìy duìng trãn cå såí giaí thiãút : tæì thäng qua khe håí khäng khê phán bäú âãöu âàûn ( caïc âæåìng sæïc tæì song song våïi nhau), cäng thæïc chè âuïng khi khe håí ráút beï, (khe håí låïn thç caìng ra meïp caìng khäng song song). Thæûc tãú tênh tæì dáùn ráút phæïc taûp, tuìy yãu cáöu chênh xaïc maì coï caïc phæång phaïp tênh tæì dáùn khaïc nhau.

5.2. TÊNH TÆÌ DÁÙN KHE HÅÍ KHÄNG KHÊ CUÍA MAÛCH TÆÌ

1. Tênh tæì dáùn bàòng phæång phaïp phán chia tæì træåìng Xeït vê du û : Coï mäüt cæûc tæì tiãút diãûn

chæî nháût âàût song song våïi màût phàóng. Giaí thiãút chiãöu φ âi tæì cæûc tæì xuäúng màût phàóng (hçnh 5-3). Nãúu tênh tæì dáùn khe håí bàòng phæång phaïp phán chia tæì træåìng ta seî phán tæì træåìng thaình nhiãöu pháön nhoí sao cho åí mäùi pháön tæì træåìng phán bäú âãöu(coï caïc âæåìng sæïc tæì song song våïi nhau) âãø aïp duûng cäng thæïc cå baín tênh tæì dáùn âaî coï åí trãn. ÅÍ âáy ta chia laìm 17 pháön gäöm : +) 1 hçnh häüp chæî nháût thãø têch: a. b. δ +) 4 hçnh 1/4 truû troìn coï âæåìng kênh 2δ chiãöu cao a vaì b +) 4 hçnh truû 1/4 räùng coï âæåìng kênh trong 2δ âæåìng kênh ngoaìi 2δ + 2m

a

b

m δ

Hçnh 5-3: Phán chia tæì træåìng

42

Baíng 5.1: Cäng thæïc tênh tæì dáùn cuía caïc pháön Hçnh daûng Tãn goüi Cäng thæïc tênh tæì dáùn

δ

Häüp chæî nháût

G = µ0 ab/δ

1/4 Hçnh truû âàûc

G = 0,52.µ0 l. (l=a hoàûc b)

δ

1/4 truû räùng

-Nãúu δ>3m thç: G = µ0(1,28.m.l) /(2δ+m) -Nãúu δ<3m thç: G = µ0(2l/π).ln(1+m/δ)

1/8 cáöu âàûc

G = µ0 0,308δ

1/8 cáöu räùng

Gm

= µ0 2.

Tæì dáùn cuía tæìng pháön cho theo baíng 5-1. Trong âoï tæì dáùn chênh Gδ laì cuía truû chæî nháût, täøng caïc

tæì dáùn coìn laûi laì tæì dáùn taín. Coï ∑=

=17

1iiGG : nãúu coï hai tæì dáùn näúi song song thç näúi tæì dáùn tæång âæång

Gtâ= G1 + G2.

Nãúu näúi tiãúp thç tæì dáùn tæång âæång laì 21

21ât GG

GGG+

= .

Æu âiãøm : tênh bàòng phæång phaïp naìy coï æu âiãøm laì chênh xaïc, roî raìng dãù kiãøm tra. Nhæåüc âiãøm : coï nhiãöu cäng thæïc nãn chè duìng âãø tênh kiãøm nghiãûm

2. Tênh tæì dáùn bàòng cäng thæïc kinh nghiãûm ( duìng khi tênh toaïn så bäü ) a) Tæì dáùn khe håí khäng khê giæîa nàõp vaì loîi taûo thaình goïc ϕ (hçnh 5-4a) G = K . G0 Våïi: K: hãû säú âiãöu chènh

475,2K ϕ= , (ϕ tênh theo raâian).

+ δµ=

S.G 00

+ S :tiãút diãûn loîi [cm2].

+ δ : âäü daìi trung bçnh khe håí khäng khê (cm).

µ0 = 1,25 . 10-8 [ Wb/A. cm= H/cm].

b a

δ δ δ l

l

m

m

δ

43

b ) Tæì dáùn giæîa cæûc tæì troìn våïi màût phàóng (hçnh 5-4b)

⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ δ+

δµ=

d08,21S.G 00

c) Tæì dáùn giæîa hai cæûc tæì chæî nháût(hçnh 5-4c)

00 G.KS..KG =δ

µ=

( )2n.m

31,0m1n.m

58,01K +++= , våïi δ

==an;

abm

d) Tæì dáùn giæîa màût phàóng vaì cæûc tæì âàût åí âáöu màût phàóng(hçnh 5-4d)

G = K .G0 = K .µ0 . S/δ

Våïi ( )2n.m

31,0m5,11n.m

58,01K +++=

e) Tæì dáùn giæîa màût phàóng vaì cæûc tæì âàût åí giæîa màût phàóng

00 G.KS..KG =δ

µ=

( ) 2n.m31,0m21

n.m58,01K +++=

3. Tênh tæì dáùn bàòng phæång phaïp giaíi têch Nguyãn tàõc cuía phæång phaïp naìy laì dæûa vaìo tênh cháút tæång âæång giæîa sæû phán bäú tæì træåìng xung quanh váût dáùn tæì våïi âiãûn træåìng xung quanh váût dáùn âiãûn. Âiãöu kiãûn båì giäúng nhau thç cuîng giaíi tæång tæû. Vê du û: hai váût dáùn tæì âàût song song våïi nhau, nãúu åí âiãûn træåìng thç coï cäng thæïc:

2. vaì1dáùn váût cuía âiãûn thãú laì2,1

dung.âiãûn laìCdáùn. trãn váûtâiãûn têchlaìQ

)21C(=Q

ϕϕ

ϕ−ϕ

Våïi âiãûn têch Q, âiãûn dung C, âiãûn thãú ϕ. OÍí tæì træåìng coï : ( )21 uuG −=φ våïi:

2. vaì1dáùn váût cuía thãú tæìlaì:2U,1Udáùn. váût haigiæîadáùn tæìlaì G

dáùn. váût haigiæîa thäng tæìlaì φ

coï: C.KG = vaì K: hãû säú phuû thuäüc âån vë choün.

ÅÍ âáy: 00K

εµ

= våïi ]cm/F[10.9.4

1;Acm

b.W10.25,1 1108

0π

=ε=µ −

Váûy våïi mä hçnh toaïn hoüc giäúng nhau khi âaî tçm ra âiãûn dung C thç seî tçm ra tæì dáùn G.

δ

d

δ

a b

b)

c)

b

a δ

Hçnh 5-4: Mäüt säú hçnh daûng phán bäú khe håí

d)

ϕ δ

a)

44

4. Mäüt säú cäng thæïc coï âæåüc bàòng phæång phaïp giaíi têch a) Tæì dáùn giæîa màût truû song song våïi mäüt màût phàóng låïn (khoaíng caïch a>4r)

rraaln

l..2G22 −+

µπ=

b) Tæì dáùn hai màût truû troìn song song (khoaíng caïch b>4d)

l.

rbln

.G 0 πµ=

c) Tæì dáùn giæîa hai màût truû âäöng tám baïn kênh r1 vaì r2

12

0

rr

ln

l2.G πµ=

d) Tæì dáùn giæîa hai màût cæûc tæì chæî nháût âàût song song åí trong cuìng mäüt màût phàóng

⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ −+−

πµ= 1mm21m2ln.

2l.G 22

0 , våïi ddb2m +

=

Ngoaìi ra coìn phæång phaïp veî nhæng chè duìng khi cæûc tæì hçnh daûng phæïc taûp khäng thãø duìng biãøu diãùn toaïn hoüc âæåüc.

5.3. TÊNH TOAÏN MAÛCH TÆÌ

1. Tênh maûch tæì mäüt chiãöu + Maûch tæì mäüt chiãöu khi laìm viãûc, trong maûch coï doìng khäng âäøi I, tæì thäng Φ=const nãn khäng coï täøn hao doìng xoaïy, loîi âæåüc laìm bàòng váût liãûu sàõt tæì khäúi âãø dãù gia cäng cå khê. Trçnh tæû tênh toaïn maûch tæì: * Veî maûch tæì âàóng trë. * Tênh tæì dáùn G cuía khe håí khäng khê vaì toaìn maûch. * Giaíi maûch tæì, tçm caïc tham säú chæa biãút.

Trong quaï trçnh laìm viãûc khe håí khäng khê thay âäøi laìm tæì thäng Φ biãún thiãn do váûy ta chia âæåüc ra caïc træåìng håüp: a) Tênh maûch tæì mäüt chiãöu khi khäng xeït tæì thäng roì

Våïi maûch tæì khe håí khäng khê beï, cuäün dáy phán bäú âãöu trãn maûch tæì thç coï thãø boí qua tæì thäng roì.

Vê du û: xeït maûch tæì hçnh xuyãún hçnh 5-5; pháön sàõt tæì chiãöu daìi l, tiãút diãûn S, khe håí δ coï tæì thäng roì Φroì=0. Giaíi: a.1) Biãút Φ cáön tçm F=IW (do Φro=0 nãn Φδ=Φ do IW sinh ra.

SBB φ=≈δ , theo âënh luáût toaìn doìng âiãûn coï:

δ+== δ.HHlIWF (*), tæì trë säú B ta tra ra H, våïi S laì tiãút diãûn maûch tæì [m2]

δ

S

l

Hçnh 5-5: Maûch tæì hçnh xuyãún

45

Våïi trë säú tæì caím laì Bδ thç:0

BH

µ= δ

δ , thay giaï trë Hδ vaìo (*) ta coï F=IW.

Hoàûc duìng phæång trçnh: ⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛+φ=

δG1RIW M

a.2) Biãút IW cáön tçm Φ Coï : δ+= δ .Hl.HIW

Våïi:

⎪⎪⎩

⎪⎪⎨

⎧

µ=δδ

µ=

µ=

µ=

δδ

δδ

GS:n SG

BBH

..

;

00

00

coïãn

δ+=

GBSHlIW . Chia hai vãú cho l.

Ta coï: lGS.BH

lIW

δ+=

Trãn âæåìng cong tæì hoïa sàõt tæì âàût oal

IW=

- Choün tè lãû xêch truûc hoaình mH (A.voìng/khoaíng). - Choün tè lãû xêch truûc tung mB (Gauss/khoaíng).

Våïi: BH

mm

.l.G

tgδ

=α δ (càõt âæåìng cong tæì hoïa taûi b) tæì b haû OHbc⊥ nhæ váûy coï

Bm.bc;l.G

BSm.ca;Hm.Oc BHH ===δ

do âoï δφ==φ S.B . Ruït ra træåìng håüp täøng quaït

* Âäúi våïi nhæîng baìi toaïn sæïc tæì âäüng IW giäúng nhau, nhæng khe håí khäng khê δ khaïc nhau (tiãút diãûn S khaïc nhau) thç coï thãø giaíi âæåüc nhanh choïng bàòng caïch keí tæì a caïc âoaûn ab’, ab”,... taûo våïi truûc hoaình caïc goïc α’, α”,... tung âäü caïc âiãøm b’, b” laì trë säú B cáön tçm.

* Khi khe håí khäng khê δ vaì tiãút diãûn S bàòng nhau nhæng sæïc tæì âäüng IW khaïc nhau thç trãn truûc

hoaình ta âàût nhæîng âoaûn thàóng oa’, oa”,...coï giaï trë bàòng 1

11lWI

; lWI 22 vaì keí a’b’//a”b” tung âäü b’, b” laì

trë tæì caím B cáön tçm. b) Tênh maûch tæì mäüt chiãöu khi xeït tæì thäng roì Khi nàõp maûch tæì måí thç læåüng tæì thäng roì låïn âaïng kãø nãn khi tênh phaíi xeït âãún. Tênh hãû säú tæì thäng roì σ: Xeït maûch tæì hçnh 5-7, ta xeït sæû phán bäú tæì thäng roì doüc theo chiãöu cao maûch tæì loîi.

Sæïc tæì âäüng trãn mäüt âoaûn x laì lx.IWFX = theo vi phán dx laì dx.g.Fd xrx =φ (g: tæì dáùn roì

trãn âån vë chiãöu daìi x).

∫ ∫ φ===φx

0

x

0rx

2xrx 2

x.l

g.IWdx.g.Fd

Hçnh 5-6 Tçm tæì thäng tæì âæåìng cong tæì hoïa

H

B

Oa c

b

α

46

Khi x = 0 thç lx;0coï rx ==φ nãn :

2l.g.IWrrx =φ=φ

Coï thãø xem tæì thäng roì φr chaûy qua mäüt tæì dáùn táûp

trung coï giaï trë bàòng gl

.2 , tæì dáùn roì táûp trung âæåüc goüi

laì tæì dáùn roì quy âäøi. - Âãø âaïnh giaï tæì thäng roì nhiãöu hay êt ta duìng hãû säú tæì thäng roì σ:

δδ

δ

δ φφ+φ

+=φ

φ+φ+φ=

φφ

=σ trtr 1

Våïi: φ : tæì thäng täøng do cuäün dáy sinh ra φδ: tæì thäng khe håí φr: tæì thäng roì vç φ tè lãû våïi tæì dáùn nãn:

δ

δ ++=σ

GGGG tr

Trong âoï: - Khi nàõp måí φr låïn thç láúy σ=(1,8 ÷ 3). - Khi nàõp âoïng φr nhoí thç láúy σ=(1,05 ÷ 1,1). Chuï yï: - Khi nàõp måí coï thãø boí qua tæì tråí cuía maûch tæì nhæng phaíi xeït âãún tæì thäng roì, nãn coï maûch tæì âàóng trë nhæ hçnh 5-8. - Khi nàõp âoïng coï thãø boí qua tæì thäng roì vç beï nhæng phaíi kãø âãún tæì tråí. 2. Tênh maûch tæì xoay chiãöu Maûch tæì xoay chiãöu khaïc maûch tæì mäüt chiãöu vç nhæîng âàûc âiãøm sau: a) Trong maûch tæì xoay chiãöu: i=i(t) nãn φ=φmsinωt doìng biãún thiãn coï hiãûn tæåüng tæì trãù, doìng xoaïy, doìng âiãûn chaûy trong cuäün dáy phuû thuäüc vaìo âiãûn khaïng cuía cuäün dáy, maì âiãûn khaïng phuû thuäüc tæì dáùn maûch tæì nãn tæì tråí toaìn maûch tæì caìng låïn (khe håí khäng khê caìng låïn) thç âiãûn khaïng caìng beï vaì doìng âiãûn trong cuäün dáy caìng låïn. Khi nàõp maûch tæì måí doìng âiãûn khoaíng I= (4÷15)Iâm. Chuï yï: khi âoïng âiãûn cå cáúu âiãûn tæì, phaíi kiãøm tra nàõp xem âoïng chæa, nãúu nàõp måí coï thãø laìm cuäün dáy bë chaïy. b) Læûc huït âiãûn tæì F biãún thiãn F=F(t) coï thåìi âiãøm F=0 coï thåìi âiãøm F=Fmax dáùn âãún maûch tæì khi laìm viãûc bë rung, âãø haûn chãú rung ngæåìi ta âàût voìng ngàõn maûch. Tæì thäng biãún thiãn laìm xuáút hiãûn sæïc âiãûn âäüng trong voìng ngàõn maûch, trong voìng coï doìng âiãûn màõc voìng kheïp kên, laìm voìng ngàõn maûch noïng lãn. Goüi Wnm laì säú voìng ngàõn maûch (thæåìng Wnm=1). Theo âënh luáût toaìn doìng âiãûn coï:

( )

( )dtd.

rW

RRIW

RRWIIW

nm

2nm

t

tnmnm

:coïnãn φ++φ=

+φ=+

δ

δ

( )⎥⎥⎦

⎤

⎢⎢⎣

⎡ω++

φ= δ

nm

2nm

tm

rWJRR

2IW , goüi

nmnm

t rWx = laì tæì khaïng cuía voìng ngàõn maûch thç coï:

( )[ ]ttm JxRRIW2 ++φ= δ

IW

φr

φt

φδ

Gδ

Gt

Gr

Hçnh 5-8 Maûch tæì âàóng trë khi coï tæì thäng roì

Φrx Φδ

Φt

x dx

Hçnh 5-7 Maûch tæì khi coï tæì thäng roì

47

:JxRRZ ttt ++= δ våïi Rt: tæì tråí maûch tæì. Âàûc âiãøm: tæì khaïng trong maûch xoay chiãöu tiãu thuû cäng suáút taïc duûng. c) Trong maûch tæì xoay chiãöu coï täøn hao doìng xoaïy tæì trãù laìm noïng maûch tæì, coï thãø xem nhæ täøn hao trong voìng ngàõn maûch. Nãúu goüi Pxt laì cäng suáút hao täøn do doìng xoaïy vaì tæì trãù thç coï thãø biãøu diãùn dæåïi daûng tæång âæång nhæ mäüt voìng ngàõn maûch.

P I rxt nm nm= 2 . hay 2m

nm

2nm

2

nm

2nm

xt .r.2W.

rB

P φω

==

Coï: nm2m

xtnm

2nm X

P2rW.

=ωφ

=ω

goüi laì tæì khaïng thay thãú tæång âæång âàûc træng cho tiãu hao cäng

suáút taïc duûng do doìng xoaïy vaì tæì trãù. d) Tæì dáùn roì quy âäøi Khaïc våïi maûch mäüt chiãöu vç: - Sæïc tæì âäüng täøng F=IW sæïc tæì âäüng

âoaûn X laì lx.IWFX =

lxWWx = tæì thäng màõc voìng âoaûn

x laì ψ φrx x rxW= .

Cuäúi cuìng coï : 3l.gGr = laì tæì dáùn roì

trong maûch xoay chiãöu. Vãö phæång phaïp tênh toaïn maûch tæì xoay chiãöu cuîng giäúng åí maûch tæì mäüt chiãöu nhæng phaíi læu yï bäún âàûc âiãøm trãn. Vê du û maûch tæì xoay chiãöu nhæ hçnh 5-9:

- Khi veî maûch tæì âàóng trë phaíi xeït âãún taïc duûng cuía voìng ngàõn maûch, täøn hao doìng xoaïy vaì tæì trãù.

- Khi nàõp âoïng, boí qua tæì thäng roì nhæng phaíi kãø âãún tæì trãù vaì tæì khaïng maûch tæì nãn daûng nhæ hçnh 5-10a. - Khi nàõp maûch tæì måí, coï thãø boí qua tæì tråí vaì tæì khaïng cuía maûch tæì, nhæng phaíi xeït âãún tæì thäng roì cho nãn maûch tæì âàóng trë coï daûng nhæ hçnh 5-10b.

5.4. ÂAÛI CÆÅNG VÃÖ NAM CHÁM ÂIÃÛN

a) b)

31

2

Φr

Φδ Φt

4 i(t)

Hçnh 5-9: Maûch tæì xoay chiãöu 1.Thán maûch tæì; 2. Nàõp maûch tæì; 3. Cuäün dáy;4. Voìng ngàõn maûch

Hçnh 5-10: Maûch tæì âàóng trë a) Khi nàõp âoïng ; b) Khi nàõp måí

IWIW

Xnm

Rδ2 Rδ2

Xnm

Rδ1 Rδ1

Rt

Rr

Xt

48

1. Khaïi niãûm

Doìng âiãûn chaûy trong cuäün dáy seî sinh ra tæì træåìng. Váût liãûu sàõt tæì âàût trong tæì træåìng naìy seî bë tæì hoïa vaì coï cæûc tênh ngæåüc laûi våïi cæûc tênh cuía cuäün dáy, cho nãn seî bë huït vãö phêa cuäün dáy hçnh 5-11.

Nãúu âäøi chiãöu doìng âiãûn trong cuäün dáy thç tæì træåìng trong cuäün dáy cuîng âäøi chiãöu vaì váût liãûu sàõt tæì bë tæì hoïa coï cæûc tênh ngæåüc våïi cæûc tênh cuäün dáy, cho nãn chiãöu læûc huït khäng âäøi.

Váût liãûu sàõt tæì coï âäü tæì tháøm låïn hån ráút nhiãöu cuía khäng khê nãn tæì tråí toaìn bäü maûch tæì háöu nhæ chè phuû thuäüc vaìo tæì tråí khe håí khäng khê. Ta thæåìng duìng khaïi niãûm âäü tæì dáùn:

µ= R

1G (5.1)

Do tênh cháút tæång âæång giæîa maûch tæì vaì maûch âiãûn nãn trong maûch tæì, tæì dáùn tè lãû thuáûn våïi tiãút diãûn maûch tæì vaì tè lãû nghëch våïi chiãöu daìi khe håí khäng khê.

⎥⎦⎤

⎢⎣⎡

δµ=

AWbS.G 0 (5.2)

Trong âoï: +µ0 tæì tháøm khäng khê bàòng 1,25.10-8[Wb/A.cm] +S[cm2] tiãút diãûn tæì thäng âi qua. +δ [cm] chiãöu daìi khe khäng khê. Chuï yï: cäng thæïc trãn chè âuïng våïi giaí thiãút tæì thäng trong khe khäng khê phán bäú âãöu (caïc âæåìng sæïc tæì phaíi song song) khi khe håí beï. Khi khe håí låïn tênh toaïn phæïc taûp tuìy yãu cáöu cuû thãø viãûc tênh toaïn coï caïc phæång phaïp khaïc nhau. Mäüt säú cäng thæïc duìng trong tênh toaïn maûch tæì

SB φ= ⎥

⎦

⎤⎢⎣

⎡2cm

Wb

H : Cæåìng âäü tæì træåìng [ A/cm]=1,25 [Osted]

F;HB

=µ = IW :laì sæïc tæì âäüng [A.voìng]

+ Âënh luáût toaìn doìng âiãûn FWIHdll

=∫ =

+ Âënh luáût Äm cho maûch tæì: MR

IWG.IW ==φ

+ Âënh luáût Kiãúc khäúp I cho maûch tæì: ∑ =φ=

n

1ii 0 taûi mäüt âiãøm.

+ Âënh luáût Kiãúc khäúp II cho maûch tæì: trong mäüt maûch tæì kheïp kên coï:

∑ ∑=φ= =

µn

0i

n

0iiii FR

2. Phán loaûi cå cáúu âiãûn tæì

i N

Φ Si

N

S

N

S

Hçnh 5-11 Hai daûng nam chám âiãûn

49

Phán theo tênh cháút cuía nguäön âiãûn - Cå cáúu âiãûn tæì mäüt chiãöu. - Cå cáúu âiãûn tæì xoay chiãöu. Theo caïch näúi cuäün dáy vaìo nguäön âiãûn - Näúi näúi tiãúp. - Näúi song song. Theo hçnh daûng maûch tæì - Maûûch tæì huït cháûp (thàóng). - Maûch tæì huït xoay (quanh mäüt truûc hay mäüt caûnh), maûch tæì huït kiãøu pêt täng.

Trong quaï trçnh laìm viãûc nàõp maûch tæì chuyãøn âäüng khe håí khäng khê giæîa nàõp vaì loîi thay âäøi nãn læûc huït âiãûn tæì cuîng thay âäøi. Thæåìng âãø tênh toaïn maûch tæì nam chám âiãûn ngæåìi ta duìng hai phæång phaïp (seî nãu sau).

5.5. TÊNH LÆÛC HUÏT ÂIÃÛN TÆÌ NAM CHÁM ÂIÃÛN MÄÜT CHIÃÖU

1. Tênh læûc huït âiãûn tæì bàòng phæång phaïp cán bàòng nàng læåüng Nàng læåüng tæì træåìng vaì âiãûn caím

Xeït maûch tæì nhæ hçnh 5-12. Khi cho doìng âiãûn i vaìo cuäün dáy w coï:

(5.3) dtdtdidt.i.Ruidt

dtdi.Ru

2

hay

ψ+=

ψ+=

Láúy têch phán hai vãú phæång trçnh trãn ta coï :

∫ ∫ψ

∫+=t

0

t

0

t

0

2 dtdtdiRdtiuidt (5.4)

Trong âoï ta coï:

∫t

0uidt laì nàng læåüng nguäön cung cáúp.

∫t

0

2dtRi laì nàng læåüng tiãu hao trãn âiãûn tråí cuäün dáy w

∫ =ψt

0tWdt

dtdi laì nàng læåüng têch luîy trong tæì træåìng coï:

∫ψ

ψ=0

t idW (5.5)

Biãøu diãùn båíi hçnh 5-13 chênh laì diãûn têch pháön tam giaïc cong oab coï quan hãû ψ vaì i laì phi tuyãún.

Theo âënh nghéa thç âiãûn caím: IL ψ=

Trong âoï: ψ laì tæì thäng moïc voìng cuía cuäün dáy w. I :laì doìng âiãûn trong cuäün dáy.

∫ ===I

tt I

WL n ILiLdiw

02

2 22

coïãn (5.6)

Hçnh 5-12: Nam chám âiãûn huït cháûp

iâk

50

Tênh læûc huït âiãûn tæì Khi cung cáúp nàng læåüng

cho cå cáúu âiãûn tæì thç nàõp cuía maûch tæì âæåüc huït vãö phêa loîi, khe håí khäng khê åí giæîa nàõp vaì loîi giaím dáön.

ÆÏng våïi vë trê ban âáöu cuía nàõp maûch tæì coï: δ δ ψ ψ= = =1 1 1; ;I I

ÆÏng våïi vë trê cuäúi coï: δ δ ψ ψ= = =2 2 2; ;I I Nàng læåüng tæì træåìng khi åí vë trê âáöu seî laì:

∫ ψ=ψ1

10

t idW = diãûn têch ∆ oa1b1

Nàng læåüng tæì træåìng khi åí vë trê cuäúi seî laì:

∫ ψ=ψ 2

20

t idW = diãûn têch ∆ oa2b2 (hçnh 5-14)

Váûy nàng læåüng láúy thãm tæì ngoaìi vaìo âãø nàõp maûch tæì chuyãøn âäüng laì:

∆w idt = ∫ ψψ

ψ

1

2

= diãûn têch hçnh thang b1a1a2b2

(nhæ hçnh 5-14). Theo âënh luáût cán bàòng nàng læåüng coï:

AWWW21 ttt ∆+=∆+

Trong âoï ∆A laì nàng læåüng laìm nàõp chuyãøn âäüng tæì vë trê 1 âãún vë trê 2.

21 tt WWWA −∆+=∆ = diãûn têch tam giaïc cong oa1a2

Nãúu giaí thiãút maûch tæì chæa baîo hoìa âæåìng âàûc tênh ψ = f(i) chè xeït åí âoaûn tuyãún (hçnh 5-15). Ta coï:

Vç coï: ψ=I.L ( hçnh 5-

16a).

( )1221 II21A ψ−ψ=∆ (5.8)

Âàût: ψ∆+ψ=ψ 12 , III 12 ∆+=

( )II21A 11 ∆ψ−ψ∆=∆ (5.9)

Daûng vi phán :

Hçnh 5-13 Hçnh 5-14

Hçnh 5-15

Hçnh 5-16

)(2

IIW

;2

IW;

2I

W

1221

t

22t

11t 21

ψ−ψ+

=∆

ψ=

ψ=

Ψ1

Ψ

a1

a2

I1 I[A]

Ψ2

I2 0

b2

b1

I2

Ψ1=Ψ2

Ψ

a1 a2

I1 I[A]

0

Ψ1

Ψ

a1

a2

I1=I2 I[A]

Ψ2

a)

b)

0Ψ1

Ψ

a1

a2

I1 I[A]

Ψ2

I2

b2

b1

I[A]

Ψ

0 I

ba

51

( )dIId21dA ψ−ψ= (5.10)

Váûy læûc huït âiãûn tæì seî laì:

⎟⎠⎞

⎜⎝⎛

δψ−

δψ

=δ

=ddI

ddI

21

ddAF (5.11)

Ta xeït hai træåìng håüp sau:

a) Træåìng håüp khi I = const thç 0ddI

=δ

(nhæ hçnh 5-16a).

LI];kg[ddI.1,5F =ψδψ

=

δ=

ddLI.1,5F 2 (5.12)

Coï: GWL 2= Trong âoï: G laì tæì dáùn cuía maûch tæì. W laì säú voìng cuía cuäün dáy.

Ta coï: ( )δ

=ddGIW.1,5F 2 (5.13)

b) Træåìng håüp ψ= const thç 0dd

=δψ

(nhæ hçnh 5-16b).

]kg[ddI..1,5]cm/J[

ddI

21F

δψ−=

δψ−=

GWL;L

I 2=ψ

= (5.14)

]kg[ddG.

G.

21,5F nãn

2.W

2

2mm

δφ

=φ

=ψ (5.15)

Vç: 2G

dGG1d =

]Wb[mφ trë säú biãn âäü tæì thäng; ⎥⎦⎤

⎢⎣⎡

AWbG tæì dáùn maûch tæì.

Khi khe håí khäng khê låïn tæì thäng roì nhiãöu ta phaíi xeït âãún tæì thäng roì thç:

( ) δσ

φ=

ddG.

.G21,5F

2

2m (5.16)

Trong âoï σ laì hãû säú tæì thäng roì. Chuï yï: theo âënh luáût Kiãúc khäúp:

FG

=φ

maì IGWì IWFWG

;W

2va nãn =ψ==ψψ

=φ ì nãn coï: GWI

L 2=ψ

= .

2. Tênh læûc huït âiãûn tæì bàòng cäng thæïc Maxwell

Theo Maxwell thç khi coï mäüt váût dáùn tæì âàût trong mäüt tæì træåìng thç váût dáùn tæì seî chëu mäüt læûc taïc duûng:

( ) dsn.B21B.n.B1F s

20∫

⎭⎬⎫

⎩⎨⎧ −

µ=

rrrrr (5.17)

Trong âoï:

- Br

: veïc tå cæåìng âäü tæû caím ngoaìi trãn vi phán diãûn têch ds. - nr : veïc tå âån vë phaïp tuyãún ngoaìi cuía vi phán diãûn têch ds.

52

- S : diãûn têch bãö màût váût dáùn.

- ]cm/H[10.25,1 80

−=µ laì âäü tæì tháøm cuía khäng khê.

Vç hãû säú tæì dáùn cuía váût liãûu sàõt tæì låïn hån nhiãöu cuía khäng khê ( )0µ>>µ nãn xem nhæ

Br

cuìng phæång nr (α=0) vaì ( ) n.BBn.B 2 rrrr=

Vaì ta coï dsnB2

1F s2

0∫

µ=

rr

-Khi khe håí khäng khê δ beï nãn coi ds ≈ s thç ta coï:

]cm/J[,n.2

S.BF0

2 rr

µ= (5.18)

hay 0

2 S.B.1,5Fµ

= (5.19)

B: âån vë[ Wb/cm2]. S: diãûn têch tæì thäng qua [cm2]. µ 0=1,25.10-8 [Wb/A.cm]

Nãúu B tênh theo Tesla thç: ]kg[S

4SB4F2

2 φ== (5.20)

- Khi khe håí khäng khê låïn tæì thäng roì nhiãöu

]kg[.K1

1S.B.4Fc/d

2δ+

= (5.21)

våïi Kâ/c = 3÷5 laì hãû säú âiãöu chènh.

5.6. NAM CHÁM ÂIÃÛN XOAY CHIÃÖU VAÌ VOÌNG CHÄÚNG RUNG

1. Nam chám âiãûn xoay chiãöu

Trong nam chám âiãûn xoay chiãöu ta coï: tsinm ωφ=φ ; tsinBB m ω= . Theo cäng

thæïc (5.19) coï tsin4BF 22mât ω= .

Ta thay 2

t2cos1tsin 2 ω−=ω

t2cos.2

SB42

SB4F2m

2m

ât ω−= (5.22)

Âàût S.B2F 2m0 = laì thaình pháön læûc huït khäng

âäøi theo thåìi gian. ( )t2ft2cos.FFF 00ât ω=ω−=

t2cos.FF 0bâ ω−= laì thaình pháön læûc thay âäøi theo thåìi gian. Ta coï: Fât= Fkâ+Fbâ

Váûy læûc huït âiãûn tæì biãún âäøi theo táön säú gáúp âäi táön säú cuía nguäön âiãûn ( 2ω ). ÅÍ thåìi âiãøm B= 0 thç Fât= 0 læûc loì xo: Flx > Fât nãn nàõp cuía maûch tæì bë keïo nhaí ra. ÅÍ nhæîng thåìi âiãøm Flx< Fât thç nàõp âæåüc huït vãö phêa loîi nhæ váûy trong mäüt chu kç nàõp bë huït nhaí ra hai láön nghéa laì nàõp bë rung våïi táön säú 100Hz nãúu táön säú nguäön âiãûn laì 50Hz.

Hçnh 5-17: Nam chám xoay chiãöu

i

Φ

δ

53

Âãø chäúng hiãûn tæåüng rung naìy, ta phaíi laìm sao cho læûc huït âiãûn tæì Fât åí moüi thåìi âiãøm phaíi låïn hån læûc Flx. Muäún Fât>Flx ngæåìi ta xæí lê bàòng caïch âàût voìng chäúng rung. Voìng chäúng rung thæåìng laìm bàòng âäöng vaì coï mäüt voìng. 2. Nguyãn lê laìm viãûc cuía voìng chäúng rung(hçnh 5-18)

Khi tæì thäng φ âi qua cæûc tæì seî chia laìm hai thaình pháön φ1 vaì φ2. φ1 laì thaình pháön khäng âi qua pháön cæûc tæì coï voìng chäúng rung, φ2 âi qua pháön coï voìng chäúng rung. Khi coï tæì thäng φ2 biãún thiãn âi qua, trong voìng chäúng rung seî xuáút hiãûn doìng âiãûn caím æïng icæï chaûy kheïp maûch trong voìng. Doìng icæï seî sinh ra mäüt tæì træåìng coï taïc duûng chäúng laûi sæû biãún thiãn cuía φ2 nãn laìm φ2 cháûm pha so våïi φ1 mäüt goïc α. Læûc âiãûn tæì sinh ra seî coï hai thaình pháön:

Tæì thäng φ1sinh ra læûc:

t2cosFFF 10101 ω−= (5.23) φ2 sinh ra:

)t(2cosFFF 02022 α−ω−= (5.24) Læûc huït âiãûn tæì täøng F seî laì:

( ) ( )[ ]α−ω+ω−+=

+=

2t2cosFt2cosFFF

FFF

02010201

21 (5.25)

Qua âoï ta tháúy ràòng læûc huït âiãûn tæì F1 vaì F2 khäng âäöng thåìi âi qua trë säú 0, do âoï læûc huït âiãûn tæì täøng F âæåüc náng cao laìm cho moüi thåìi âiãøm t, læûc F>Flx nãn nàõp maûch tæì seî khäng rung næîa. Âiãöu kiãûn chäúng rung

-Thaình pháön læûc khäng âäøi:

F F Fkâ = +01 02 (hçnh 5-19). -Thaình pháön læûc huït biãún âäøi laì:

α++= 2cosFF2FFF 0201202

201bâ (5.26)

Trong træåìng håüp lê tæåíng Fbâ= 0 thç cå cáúu khäng coìn rung. Muäún váûy ta phaíi thoía maîn hai âiãöu kiãûn:

( ) (5.27) cosF.2

cosF22cos1F2F

FF.1

01

201

201bâ

0201 :thç

α

=α=α+=

=

2. goïc 2π

=α luïc âoï hãû säú rung:

02

cosF2

cosF.2FF

P01

01kâbâ =

π=

α== (5.28)

Thæûc tãú chè coï thãø taûo âæåüc α=500 ÷800 thç maûch tæì váùn coìn rung nhæng khäng âaïng kãø.

Hçnh 5-19: Læûc âiãûn tæì khi âàût voìng ngàõn

maûch vaì âäö thë veïc tå tæì thäng

Φ1

Φ1

Φ2 Φ2

Φ Φ

X2

Rδ2

Rδ1

a) b)

Hçnh 5-18: Voìng ngàõn maûch vaì læûc âiãûn tæì c)

ωtFbâ

Fât F0FLX

F

F

FLX F1 F2

Fât= F1+F2

ωt

2α

X Φ2

Φ1 Φ

Y

α

54

5.7. NAM CHÁM ÂIÃÛN BA PHA

Ta khaío saït mäüt nam chám âiãûn ba pha coï loîi sàõt maûch tæì kiãøu chæî E thäng duûng nhæ hçnh 5.20. Nam chám âiãûn ba pha coï ba cuäün dáy, doìng âiãûn trong caïc cuäün dáy tæång æïng lãûch pha nhau mäüt goïc 1200. Ta coï thãø xem læûc huït cuía nam chám ba pha laì täøng håüp cuía læûc huït trãn caïc loîi gäöm:

F1 = tsinddG.

G

1.21,5 22

m2ωφ

δ

; F3 = ).240t(sinddG.

G

1.21,5 022

m2 −ωφδ

Læûc huït täøng cuía ba pha: →→→→

++= 321 FFFF Ta coï trë säú læûc täøng:

F= 2m2

.23.

ddG.

G

1.21,5

φδ (5.29)

Tæì biãøu thæïc (5.29) trãn ta nháûn tháúy læûc huït täøng cuía nam chám âiãûn ba pha laì mäüt âaûi læåüng khäng âäøi theo thåìi gian. Nhæng theo hçnh 5-20, ta tháúy âiãøm âàût cuía læûc F trãn nàõp cuía nam chám khäng cäú âënh. Âiãøm âàût cuía læûc di chuyãøn vë trê trong khoaíng AB cuía nàõp. + Khi loîi 3 coï doìng âiãûn bàòng 0 thç læûc F3 = 0 chè coìn læûc F1 vaì F2 bàòng nhau vaì âiãøm âàût cuía læûc taûi âiãøm A. + Khi loîi 1 coï doìng âiãûn bàòng 0 thç læûc F1 = 0 chè coìn læûc F3 vaì F2 bàòng nhau vaì âiãøm âàût cuía læûc taûi âiãøm B. + Khi loîi 2 coï doìng âiãûn bàòng 0 thç læûc F2 = 0 chè coìn læûc F1 vaì F3 bàòng nhau vaì âiãøm âàût cuía læûc taûi âiãøm C laì trung âiãøm cuía âoaûn AB.

5.8. CÅ CÁÚU ÂIÃÛN TÆÌ CHÁÚP HAÌNH 1. Khaïi niãûm chung Trong cå cáúu âiãûn tæì cháúp haình nam chám âiãûn laì bäü pháûn chuí yãúu. Noï sinh ra læûc âiãûn tæì cáön thiãút âãø cho caïc cå cáúu âoï laìm viãûc. Nam chám âiãûn mäüt chiãöu coï cuäün dáy âiãûn aïp âæåüc duìng räüng raîi hån caí båíi noï coï nhæîng æu âiãøm sau: + Khi laìm viãûc khäng gáy ra rung, äön vç læûc âiãûn tæì khäng thay âäøi theo thåìi gian. + Maûch tæì khäng bë phaït noïng do täøn hao sàõt tæì gáy ra, læûc âiãûn tæì låïn gáúp hai láön so våïi læûc âiãûn tæì åí maûch tæì coï doìng âiãûn xoay chiãöu coï cuìng kêch thæåïc vaì cuìng máût âäü tæì caím.

F2 = )120t(sinddG.

G

1.21,5 022

m2−ωφ

δ

Hçnh 5-20: Nam chám âiãûn ba pha

iA iB iC

A B C

55

+ Doìng âiãûn trong cuäün dáy khäng phuû thuäüc vaìo kêch thæåïc maûch tæì vaì khe håí khäng khê cuía maûch tæì. + Coï thãø duìng nguäön àõc quy thay thãú khi máút âiãûn læåïi (våïi cå cáúu cáön thiãút). + Coï nhiãöu daûng, loaûi cå cáúu âiãûn tæì cháúp haình khaïc nhau våïi nhæîng chæïc nàng khaïc nhau. 2. Nam chám âiãûn náng Laì mäüt bäü pháûn cäng taïc cuía cáön cáøu âiãûn tæì, noï âæåüc duìng trong viãûc bäúc dåî váûn chuyãøn haìng hoïa bàòng sàõt. Hçnh 5-21 giåïi thiãûu mäüt nam chám âiãûn náng gäöm caïc bäü pháûn: cuäün dáy 1, loîi sàõt 2, màût cæûc 3, dáy dáùn mãöm âæa âiãûn vaìo 5, vaình baío vãû bàòng váût liãûu khäng dáùn tæì 4 (nhæ duìng theïp mangan cao cáúp). a) Cáúu taûo Mäüt nam chám âiãûn mäüt chiãöu coï loîi sàõt vaì cuäün dáy, nàõp chênh laì haìng hoïa cáön bäúc dåî. Khi âæa âiãûn vaìo cuäün dáy læûc âiãûn tæì sinh ra seî giæî chàût haìng hoïa.

Dëch chuyãøn nam chám âãø dëch chuyãøn haìng hoïa, muäún taïch ra chè cáön ngàõt âiãûn vaìo. b) Âàûc âiãøm - Khi moïc haìng khäng cáön ngæåìi moïc vaì caïc dáy buäüc. - Bäúc dåî âãöu âiãöu khiãøn tæì xa. - Coï thãø váûn chuyãøn theïp noïng (nhæng nhiãût âäü phaíi nhoí hån âiãøm nhiãût âäü Quiri, vç tæì âiãøm naìy tråí lãn váût liãûu máút tæì tênh). - Taíi troüng coï êch cuía cáön cáøu âiãûn tæì phuû thuäüc vaìo kêch thæåïc haìng hoïa. Nãúu haìng hoïa låïn thç taíi troüng coï êch cuía nam chám âiãûn seî låïn gáúp nhiãöu láön khi haìng hoïa coï kêch thæåïc beï. - Læûc huït âiãûn tæì phuû thuäüc vaìo thaình pháön hoïa hoüc vaì kêch thæåïc cuía haìng hoïa.

- Âãø khàõc phuûc sæû cäú ( haìng bë råi khi máút âiãûn læåïi) thæåìng duìng nguäön àõc quy màõc song song.

3. Baìn nam chám âiãûn Nhàòm giaím båït cäng sæïc thåìi gian gaï làõp caïc chi tiãút khi gia cäng bàòng váût liãûu sàõt tæì, trãn mäüt säú maïy cäng cuû ngæåìi ta duìng baìn laì mäüt hãû thäúng nam chám âiãûn mäüt chiãöu khäng coï nàõp, nàõp seî laì váût liãûu gia cäng (coï bäü pháûn phi tæì tênh âãø baío vãû cuäün dáy khoíi va âáûp). Mäüt baìn coï nhiãöu cuäün dáy, nhiãöu cæûc tæì, læûc giæî caìng låïn nãúu chi tiãút âàût trãn caìng nhiãöu cæûc tæì. Âàûc âiãøm + Khi gaï khäng cáön thiãút bë phuû, gaï mäüt luïc nhiãöu chi tiãút. + Chi tiãút gaï khäng bë biãún daûng båíi læûc gaï nãn coï thãø âaût âäü chênh xaïc cao. + Læûc giæî phuû thuäüc nhiãöu vaìo âäü saûch bãö màût cuía baìn. + Caïc chi tiãút khi gia cäng xong bë nhiãùm tæì do âoï cáön khæí tæì dæ. + Cuäün dáy nam chám âiãûn khi toía nhiãût coï thãø gáy tháúm dáöu laìm nguäüi caïc chi tiãút. + Caïc thiãút bë âoïng ngàõt cuäün dáy laìm viãûc åí chãú âäü nàûng nãö (häö quang maûnh, âiãûn aïp cao). 4. Nam chám âiãûn phán li

Hçnh 5-21: Nam chám âiãûn náng

56

Nam chám âiãûn phán li laì cå cáúu âiãûn tæì duìng âãø loüc buûi sàõt, theïp vuûn tæì caïc bàng taíi thaíi raïc trong caïc háöm moí. Cáúu taûo: Trãn maûch tæì hçnh träúng coï raînh bãn trong âàût caïc cuäün dáy âæåüc giæî chàût bàòng caïc nãm phi tæì tênh, nhåì læûc huït cuía NCÂ buûi sàõt seî âæåüc âäø ra mäüt nåi, tuy váûy chè loüc âæåüc mäüt pháön. Nam chám âiãûn phán li laì NCÂ mäüt chiãöu, chiãöu thæï tæû caïc cuäün dáy phaíi âáúu sao cho mäùi ràng cuía maûch tæì taûo thaình mäüt cæûc tæì, âãø âæa âiãûn aïp vaìo cuäün dáy cáön hãû thäúng vaình træåüt, chäøi than vç NCÂ quay. 5. Van âiãûn tæì Duìng âãø âoïng måí caïc äúng dáùn cháút loíng hoàûc cháút khê, pháön âäüng maûch tæì gàõn våïi cå cáúu laìm viãûc cuía van.

Khi âæa âiãûn vaìo cuäün dáy NCÂ læûc huït âiãûn tæì laìm pháön âäüng cå cáúu chuyãøn âäüng laìm van âoïng hoàûc måí. Cáön thiãút kãú sao cho aïp læûc cuía cháút loíng âæåüc dáùn cuìng chiãöu læûc âiãûn tæì âãø âiãöu khiãøn van âæåüc dãù daìng. 6. Caïc khåïp li håüp âiãûn tæì Khåïp li håüp âiãûn tæì laì cå cáúu giuïp quaï trçnh truyãön læûc tæì truûc naìy sang truûc kia bàòng læûc âiãûn tæì.

Hiãûn nay váùn coìn duìng nhiãöu trong tæû âäüng hoïa vaì âiãöu khiãøn tæì xa âãø thay âäøi täúc âäü cuía truûc dáùn. Khåïp li håüp âiãûn tæì coï: - Khåïp li håüp âiãûn tæì kiãøu ma saït. - Khåïp li håüp âiãûn tæì kiãøu baïm. - Khåïp li håüp âiãûn tæì kiãøu tæì trãù. Kiãøu ma saït Mä men âæåüc truyãön tæì truûc dáùn qua truûc bë dáùn nhåì caïc âéa ma saït khi chuïng bë eïp chàût vaìo nhau. Coìn li vaì håüp thç âiãöu khiãøn bàòng thao taïc "ngàõt" vaì "âoïng" cuía cuäün dáy nam chám. Nhæåüc âiãøm cuía loaûi li håüp naìy laìì khäng âiãöu chènh âæåüc täúc âäü truûc bë dáùn vç nãúu giaím læûc huït âiãûn tæì thç âéa seî bë træåüt daìi phaï hoíng bãö màût ma saït. Khåïp li håüp âiãûn tæì kiãøu baïm Mä men truyãön nhåì læûc baïm giæîa hai màût quay cuía truûc dáùn vaì truûc bë dáùn coï träün bäüt sàõt våïi bäüt than vaì dáöu nhåìn âãø giaím ma saït.

Khi coï tæì træåìng do cuäün dáy sinh ra låïp bäüt naìy seî tråí nãn "cæïng" "näøi" trong hai màût quay cuía truûc dáùn vaì truûc bë dáùn.

Khi khäng coï doìng âiãûn âi qua seî åí daûng loíng træåüt(cho pheïp âiãöu chènh täúc âäü bàòng caïch thay âäøi doìng âiãûn cuäün dáy NCÂ).

Nãúu mä men caín cuía truûc bë dáùn låïn seî dáùn âãún træåüt so våïi truûc dáùn nhæng khäng såü hoíng màût quay. 7. Phanh haîm âiãûn tæì Phanh haîm âiãûn tæì laì cå cáúu âiãûn tæì duìng âãø haîm caïc thiãút bë âang quay. Noï laì bäü pháûn khäng thãø thiãúu cuía cáön cáøu, thang maïy hay taöu âiãûn. Thäng thæåìng nháút laì loaûi phanh haîm bàòng maï vaì bàòng âai, åí caïc loaûi naìy læûc haîm vaì nhaí âæåüc khuãúch âaûi qua hãû thäúng âoìn báøy. Ngoaìi ra, coìn bäü âãúm vaì bäü choün bæåïc âiãûn tæì.

57

a) b) Hçnh 5-22: Hçnh daûng chung cuía phanh haîm âiãûn tæì

a) caïc kiãøu phanh haîm âiãûn tæì duìng âãø âo mä men; b) mä taí mäüt phanh haîm âiãûn tæì(nhçn âäúi diãûn våïi âäüng cå cáön âo mä men)

PHÁÖN THÆÏ BA

THIÃÚT BË ÂIÃÛN TRUNG - CAO AÏP Chæång 10. DAO NGÀÕT

10.1. CAÏC ÂËNH NGHÉA VAÌ CAÏC ÂÀÛC TÊNH ÂIÃÛN CUÍA THIÃÚT BË ÂIÃÛN ÂOÏNG NGÀÕT

1. Caïc âënh nghéa cuía thiãút bë âiãûn âoïng ngàõt

-Dao caïch li laì thiãút bë âoïng ngàõt cå khê, åí vë trê måí taûo nãn mäüt khoaíng caïch caïch âiãûn. Chuïng coï khaí nàng måí hoàûc âoïng maûch nãúu doìng âiãûn âoïng måí khäng âaïng kãø hoàûc sæû biãún thiãn âiãûn aïp giæîa caïc âáöu cæûc laì khäng âaïng kãø. Trong âiãöu kiãûn laìm viãûc bçnh thæåìng vaì báút thæåìng (ngàõn maûch), dao caïch li coï thãø cho doìng âiãûn chaûy qua trong thåìi gian quy âënh.

-Khoaíng caïch caïch âiãûn laì khoaíng caïch trong cháút khê hoàûc cháút loíng coï cæåìng âäü âiãûn mäi quy âënh khi thiãút bë âoïng ngàõt måí maûch. Âãø baío vãû ngæåìi vaì thiãút bë chuïng phaíi thoía maîn caïc âiãöu kiãûn âàûc biãût vaì sæû coï màût cuía noï phaíi âæåüc nháûn roî khi thiãút bë âoïng ngàõt åí vë trê måí .

-Cáöu dao laì thiãút bë âoïng ngàõt cå khê. Chuïng khäng nhæîng dáùn vaì ngàõt doìng âiãûn åí âiãöu kiãûn bçnh thæåìng trong læåïi âiãûn maì coìn dáùn doìng âiãûn trong khoaíng thåìi gian quy âënh vaì coï khaí nàng dáùn doìng âiãûn tàng cao åí caí caïc âiãöu kiãûn báút thæåìng cuía læåïi âiãûn.

-Dao caïch li -cáöu dao laì cáöu dao khi åí vë trê måí thoía maîn âæåüc caïc yãu cáöu caïch li cuía dao caïch li.

-Maïy ngàõt laì thiãút bë âoïng ngàõt cå khê coï khaí nàng dáùn, ngàõt doìng âiãûn trong maûch åí âiãöu kiãûn bçnh thæåìng, dáùn trong thåìi gian quy âënh vaì ngàõt doìng âiãûn tàng lãn trong maûch åí âiãöu kiãûn khäng bçnh thæåìng âaî xaïc âënh (vê duû ngàõn maûch).

-Cáöu dao näúi âáút laì thiãút bë âoïng ngàõt cå khê duìng âãø näúi âáút vaì taûo ngàõn maûch. Chuïng coï khaí nàng chëu doìng âiãûn åí âiãöu kiãûn khäng bçnh thæåìng vaì khäng âoìi hoíi dáùn doìng âiãûn laìm viãûc bçnh thæåìng. Cáöu dao näúi âáút coï khaí nàng taûo doìng âiãûn ngàõn maûch.

-Cáöu chaíy laì thiãút bë baío vãû nhåì noïng chaíy mäüt hoàûc nhiãöu âoaûn dáy chaíy, âæåüc chãú taûo nhàòm muûc âêch laìm håí maûch khi doìng âiãûn naìy væåüt quaï giaï trë quy âënh trong khoaíng thåìi gian âuí låïn.

-Caïc cäng tàõc phuû, maûch phuû: cäng tàõc phuû âæåüc thiãút kãú våïi doìng mäüt chiãöu êt nháút laì 10 A, coï khaí nàng âoïng vaì ngàõt doìng âiãûn trong maûch âiãöu khiãøn. Caïc thäng säú chi tiãút do nhaì saín xuáút cung cáúp. Nãúu thäng tin naìy chæa âáöy âuí caïc cäng tàõc phuû phaíi coï khaí nàng âoïng vaì ngàõt doìng âiãûn êt nháút laì 2A åí âiãûn aïp 220V mäüt chiãöu khi hàòng säú thåìi gian täúi thiãøu cuía maûch laì 20ms. Caïc âáöu cæûc vaì dáy maûch phuû phaíi âæåüc thiãút kãú cho qua doìng mäüt chiãöu êt nháút laì 10A. Caïc cäng tàõc phuû phaíi âæåüc taïc âäüng træûc tiãúp åí caí hai chiãöu. 2. Caïc âàûc tênh âiãûn cuía thiãút bë âoïng ngàõt -Doìng âiãûn âoïng: laì trë säú âènh næía soïng âáöu cuía doìng âiãûn åí mäüt cæûc cuía thiãút bë âoïng ngàõt khi âoïng. -Doìng âiãûn âènh: laì trë säú âènh næía soïng âáöu cuía doìng âiãûn trong khi xaíy ra quaï âäü sau khi doìng âiãûn bàõt âáöu chaûy maì thiãút bë âoïng ngàõt phaíi chëu âæûng åí vë trê âoïng trong caïc âiãöu kiãûn quy âënh. -Doìng âiãûn càõt: laì doìng âiãûn åí mäüt cæûc cuía thiãút bë âoïng ngàõt hoàûc cuía cáöu chaíy åí ngay thåìi âiãøm ban âáöu cuía häö quang trong quaï trçnh càõt. -Khaí nàng âoïng: laì trë säú doìng âiãûn âoïng maì åí âiãûn aïp âaî cho thiãút bë âoïng ngàõt coï thãø âoïng trong caïc âiãöu kiãûn sæí duûng vaì tênh nàng quy âënh âãø âoïng tåïi giaï trë doìng âiãûn laìm viãûc. -Khaí nàng càõt: laì gêa trë cuía doìng âiãûn càõt chåì âåüi åí âiãûn aïp âaî cho cuía thiãút bë âoïng ngàõt coï thãø càõt doìng âiãûn trong âiãöu kiãûn sæí duûng vaì tênh nàng quy âënh âãø ngàõt giaï trë doìng âiãûn laìm viãûc.

113

-Sæû cäú ngàõn maûch âáöu cæûc: laì ngàõn maûch trãn âæåìng dáy trãn khäng åí khoaíng caïch ráút ngàõn khäng âaïng kãø tæì âáöu cæûc maïy ngàõt. -Khaí nàng âoïng/càõt (âoïng vaì càõt ): trong âiãöu kiãûn khäng âäöng bäü: laì khaí nàng âoïng hoàûc càõt khi máút âäöng bäü hoàûc khäng coï læåïi træåïc vaì sau maïy ngàõt trong âiãöu kiãûn sæí duûng vaì tênh nàng quy âënh. -Doìng âiãûn bçnh thæåìng: laì doìng âiãûn trong maûch chênh maì thiãút bë doïng càõt coï thãø dáùn mäüt caïch liãn tuûc trong âiãöu kiãûn sæí duûng vaì tênh nàng quy âënh. -Doìng âiãûn chëu ngàõn haûn: laì trë säú hiãûu duûng cuía doìng âiãûn khi thiãút bë âoïng ngàõt åí vë trê âoïng coï thãø dáùn doìng âiãûn ngàõn maûch âënh mæïc åí âiãöu kiãûn sæí duûng vaì tênh nàng quy âënh, âæåüc tiãu chuáøn hoïa. -Âiãûn aïp âënh mæïc: laì giåïi haûn trãn cuía âiãûn aïp cao nháút cuía læåïi maì thiãút bë âoïng ngàõt âæåüc thiãút kãú. Âiãûn aïp âënh mæïc âæåüc tiãu chuáøn hoïa. -Âiãûn aïp âàût: Âiãûn aïp giæîa caïc âáöu cæûc cuía thiãút bë âoïng ngàõt ngay træåïc khi âoïng doìng âiãûn. -Âiãûn aïp phuûc häöi: laì âiãûn aïp xuáút hiãûn trãn caïc âáöu cæûc cuía thiãút bë âoïng ngàõt hoàûc cáöu chaíy sau khi doìng âiãûn bë ngàõt. -Thåìi gian måí: laì khoaíng thåìi gian giæîa thåìi âiãøm ban âáöu quy âënh cuía thao taïc måí vaì thåìi gian phán taïch tiãúp âiãøm häö quang åí táút caí caïc cæûc. -Thåìi gian âoïng: laì khoaíng thåìi gian giæîa thåìi âiãøm ban âáöu quy âënh thao taïc âoïng vaì thåìi âiãøm táút caí caïc cæûc cuía tiãúp âiãøm chaûm nhau. -Trë säú chëu âæûng: laì giaï trë låïn nháút cuía âaûi læåüng âàûc træng maì thiãút bë âoïng ngàõt âæåüc pheïp âoïng/càõt nhæng khäng laìm hæ hoíng tênh nàng. Trë säú chëu âæûng êt nháút phaíi bàòng trë säú âënh mæïc. -Trë säú âënh mæïc: laì giaï trë cuía caïc âaûi læåüng âàûc træng sæí duûng âãø xaïc âënh caïc âiãöu kiãûn váûn haình maì thiãút bë âoïng ngàõt âæåüc thiãút kãú, chãú taûo maì nhaì saín xuáút cáön phaíi âaím baío. -Trë säú tiãu chuáøn: laì giaï trë âæåüc âënh nghéa trong caïc quy âënh chênh thæïc maì caïc thiãút kãú thiãút bë phaíi dæûa vaìo: + Âiãûn aïp âënh mæïc tiãu chuáøn : 3,6; 7,2; 12; 17,5; 24; 36; 52; 72,5; 100; 123; 145, 170; 245; 300, 362; 420; 525; 765 kV. + Doìng âiãûn bçnh thæåìng âënh mæïc tiãu chuáøn: 200; 400; 630; 800; 1250; 1600; 2000; 2500; 3150; 4000; 5000; 6300A. + Doìng âiãûn ngàõn haûn âënh mæïc tiãu chuáøn: 6.3; 8; 10; 12,5;16; 20; 25; 31,5; 40; 50; 63; 80; 100kA. -Âiãûn aïp chëu táön säú nguäön âënh mæïc: laì trë säú hiãûu duûng cuía âiãûn aïp xoay chiãöu hçnh sin åí táön säú hãû thäúng maì caïch âiãûn cuía thiãút bë phaíi chëu âæûng trong thåìi gian 1 phuït åí caïc âiãöu kiãûn thæí nghiãûm quy âënh. -Âiãûn aïp chëu xung seït âënh mæïc: laì giaï trë âènh cuía âiãûn aïp xung seït tiãu chuáøn 1,2/50 µ s maì caïch âiãûn cuía thiãút bë phaíi chëu âæûng. -Âiãûn aïp chëu xung âoïng måí âënh mæïc: laì giaï trë âènh cuía âiãûn aïp âoïng måí âån cæûc tiãu chuáøn 250/2500µ s maì caïch âiãûn cuía thiãút bë coï âiãûn aïp âënh mæïc 300 kV vaì låïn hån cáön phaíi chëu. Theo tiãu chuáøn måïi khoaíng caïch caïch âiãûn cuía dao caïch li åí âiãûn aïp âënh mæïc 300kV vaì låïn hån âæåüc thæí nghiãm bàòng caïch âàût âiãûn aïp táön säú nguäön cho mäüt cæûc vaì khi âaût âãún trë säú âènh thç âàût vaìo cæûc kia âiãûn aïp xung seït ngæåüc cæûc tênh hoàûc âiãûn aïp xung âoïng måí, thæí nghiãûm hai cæûc naìy goüi laì thæí nghiãûm keïp.

10.2. DAO CAÏCH LI

114

Kiãøu dao caïch li âæåüc læûa choün chuí yãúu xaïc âënh theo så âäö traûm. Ngaìy nay dao caïch li âæåüc chãú taûo coï daíi âiãûn aïp tæì 72,5 âãún 800 kV, doìng tæì 1250 âãún 4000 A vaì doìng ngàõn maûch âènh tåïi 63 dãún 160 kA. 1. Dao caïch li kiãøu quay a) Dao caïch li quay hai truû

Âoï laì loaûi dao caïch li thäng duûng coï âiãûn aïp tæì 72,5 âãún 420kV, chuí yãúu sæí duûng trong caïc traûm biãún aïp nhoí hoàûc caïc traûm biãún aïp låïn ngoaìi tråìi nhæ traûm âæåìng dáy âãún hoàûc dao caïch li phán âoaûn. Cáöu dao näúi âáút coï thãø âæåüc làõp åí báút kyì phêa naìo. Hçnh 10-1 sau cho tháúy mäüt dao caïch li hai âãú quay âæåüc làõp trãn khung theïp caïn âënh hçnh vaì âæåüc näúi bàòng thanh keûp. Caïc sæï âåî âæåüc gàõn våïi bãû quay vaì trãn âènh gàõn våïi khåïp xoay coï cáön vaì tiãúp âiãøm cao aïp. Khi thao taïc caí hai cáön quay mäüt goïc 900. ÅÍ vë trê måí , dao caïch li coï âiãøm càõt giæîa hai truû taûo nãn khoaíng caïch caïch âiãûn nàòm ngang. Bãû quay coï cå cáúu chëu âæåüc âiãöu kiãûn thåìi tiãút vaì khäng cáön baío dæåîng äø bi. Bãû quay âæåüc làõp trãn bu läng cho pheïp âiãöu chènh chênh xaïc hãû thäúng tiãúp âiãøm mäüt khi thiãút bë thàóng haìng vaì cuîng cho pheúp coï dung sai sæï caïch âiãûn. Caïc tay khåïp cáúu truïc bàòng nhäm haìn coï chi tiãút tiãúp âiãøm khäng bë àn moìn vaì thåìi gian láu khäng laìm giaím giaï trë cuía âiãûn tråí. Dao caïch li coï âiãûn aïp U > 170 kV coï thãm thiãút bë khoïa liãn âäüng traïnh caïc tay bë taïch ra khi xaíy ra sæû cäú doìng ngàõn maûch låïn. Dáy dáùn âiãûn tåïi caïc âáöu quay âæåüc baío vãû hoaìn toaìn vaì khäng cáön baío dæåîng. Dao caïch li nhæ hçnh 10-1, caïc âáöu cao aïp coï thãø quay 3600 âaím baío cho äúng hoàûc dáy dáùn âæåüc näúi theo phæång báút kyì. Hãû thäúng tiãúp âiãøm coï cáúu truïc häùn håüp âäöng theïp våïi chuìm tiãúp âiãøm äm chàût. Chuïng coï måî khä bäi trån thæåìng xuyãn vaì khäng cáön baío dæåîng. Nãúu cáön mäùi cæûc dao caïch li coï thãø âæåüc trang bë mäüt hoàûc hai cáöu dao näúi âáút. Caí dao caïch li vaì cáöu dao näúi âáút âãöu coï cå cáúu thao taïc khoïa liãn âäüng âiãøm chãút. Nhæ váûy âãö phoìng sæû thay âäøi vë trê khi laìm viãûc åí tçnh huäúng nguy hiãøm nhæ coï ngàõn maûch, âäüng âáút hay gioï maûnh.

Hçnh 10-1: Dao caïch li quay hai truû kiãøu SGF, 123kV. 1. Âãú quay; 2. Khung; 3. Sæï caïch âiãûn; 4. Âáöu quay, 5. Tay khåïp; 6. Âáöu cuäúi cao aïp; 7. Bäü taïc âäüng; 8. Cáöu dao näúi âáút

Dao caïch li vaì cáöu dao näúi âáút coï cå cáúu thao taïc riãng. Mäüt cå cáúu thao taïc mäüt nhoïm hai hoàûc ba cæûc, caïc cæûc cuía mäüt nhoïm âæåüc liãn kãút cå khê bàòng thanh näúi. Læûc taïc âäüng tæì bäü truyãön âäüng âæåüc truyãön âãún âãú quay vaì laìm âãú quay mäüt goïc 900 âäöng thåìi quay âãú thæï hai. Khi måí vaì âoïng caïc tiãúp âiãøm dao caïch li quay vaì chuyãøn âäüng træåüt âãø dãù daìng càõt khi bë buûi hoàûc bàng baïm âáöy. Læûc cuía cå cáúu thao taïc âæåüc truyãön tåïi truûc cuía cáöìu dao näúi âáút. Khi dao caïch li âoïng tay cuía cáöu dao näúi âáút âáûp maûnh vaì gaìi tiãúp âiãøm näúi âáút vaìo khåïp. b) Dao caïch li quay ba truû

Dao caïch li loaûi naìy chuí yãúu sæí duûng åí cháu Áu vaì thæåìng duìng cho maûng trung aïp. So våïi loaûi hai truû chuïng cho pheïp khoaíng caïch giæîa caïc pha nhoí hån. Læûc keïo ténh âáöu cuäúi dao cao hån. Hai sæï caïch âiãûn phêa ngoaìi âæåüc cäú âënh trãn bãû khung vaì mang hãû thäúng tiãúp âiãøm (hçnh 10-2). Sæï caïch âiãûn giæîa âæïng trãn âãú quay vaì âåî cáön taïc âäüng, khi taïc âäüng noï quay khoaíng 600 vaì gaìi hãû thäúng tiãúp âiãøm lãn sæï phêa ngoaìi.

115

Caïc tiãúp âiãøm cuía cáöu dao näúi âáút coï thãø âæåüc làõp åí caí hai phêa vaì âæåüc âàût åí hãû thäúng tiãúp âiãøm ténh. Dao caïch li 3 truû âæåüc chãú taûo bàòng caïc chi tiãút giäúng dao hai truû åí trãn.

1. Âãú khåïp xoay; 2. Khung; 3. Sæï cäú âënh; 4. Sæï quay; 5. Cáön tiãúp âiãøm; 6. Âáöu cao aïp; 7. Cå cáúu thao taïc; 8. Cáöu dao näúi âáút

2. Dao caïch li mäüt truû tiãúp âiãøm âoïng måí

Trong caïc traûm cao aïp vaì khi coï nhiãöu thanh goïp dao caïch li mäüt truû (coìn goüi laì dao caïch li kiãøu maïy veî thanh truyãön hoàûc dao caïch li thàóng âæïng) cho trong hçnh 10-3. Âoìi hoíi diãûn têch màût bàòng nhoí hån so våïi caïc loaûi dao caïch li khaïc. Do váûy chuïng âæåüc sæí duûng räüng raîi giuïp laìm goün hån så âäö traûm. Vë trê âoïng ngàõt âæåüc thãø hiãûn roî raìng theo khoaíng caïch caïch âiãûn thàóng âæïng. Âãú dao caïch li laì khung, trãn âoï coï sæï âåî mang chi tiãút chênh coï cå cáúu thanh truyãön vaì häüp säú. Læûc taïc âäüng âæåüc sæï quay truyãön âãún häüp säú , tiãúp âiãøm treo âàût trãn thanh goïp nàòm phêa trãn cao dao caïch li. Khi âoïng hai thanh truyãön eïp chàût láúy tiãúp âiãøm treo, âæåìng dáy cung cáúp âæåüc näúi våïi âáöu cao aïp trãn häüp säú.

Hçnh 10-2: Dao caïch li quay ba truû kiãøu TDA,145kV

Nãúu muäún, mäùi cæûc dao caïch li coï thãø âæåüc trang bë cáöu dao näúi âáút quay hoàûc thàóng. Khung coï gàõn äø quay âãø truyãön læûc taïc âäüng tæì cå cáúu thao taïc tåïi häüp säú vaì âæåüc gàõn chàõc våïi cäüt âåî bàòng bäún bu läng. Caïc bu läng naìy cho pheïp âiãöu chènh chênh xaïc dao caïch li våïi tiãúp âiãøm treo, âoï laì æu âiãøm cuía loaüi naìy khi làõp âàût vaì váûn haình. Chiãöu cao quaï mæïc cuía dao caïch li coï thãø âàût khäng khåïp trãn nãön, nhæng âiãöu naìy coï thãø âæåüc buì laûi bàòng caïch âiãöu chènh caïc bu läng âãú. Cå cáúu thanh truyãön coï cáúu truïc bàòng nhäm haìn (giäúng nhæ moüi kiãøu coï doìng âiãûn âènh tåïi 200 kA), cå cáúu âæåüc cäú âënh vaì chäút vaìo truûc thanh truyãön trong häüp säú. Bäü pháûn naìy coï khaí nàng chuyãøn dëch, âaím baío aïp suáút tiãúp âiãøm cao giæîa âáöu trãn cuía thanh truyãön vaì tiãúp âiãøm keûp.

AÏp suáút tiãúp âiãøm tæì 70 âãún 150 kp (theo thiãút kãú) khäng chè âaím baío truyãön âäüng doìng âiãûn hiãûu quaí maì coìn giuïp càõt âæåüc dãù daìng ngay caí khi bàng baïm âáöy. Tiãúp xuïc giæîa häüp säú vaì caïc thanh truyãön tæì dæåïi âãún caïc thanh truyãön trãn nhåì laï âäöng maû baûc nhiãöu låïp âaìn häöi hoàûc tiãúp âiãøm con làn. Thanh tiãúp xuïc åí âáöu thanh truyãön vaì tiãúp âiãøm treo laìm tæì táúm âäöng maû baûc hoàûc baûc tinh khiãút khi chãú âäü laìm viãûc nàûng nãö hoàûc trong caïc træåìng håüp âàûc biãût vç váûy êt laìm moìn tiãúp âiãøm, âaím baío dáùn doìng âiãûn täút vaì thåìi gian laìm viãûc láu daìi. Dao caïch li duìng cho doìng âiãûn ngàõn maûch cao coï thiãút bë caín læûc giæî caïc âiãøm gheïp näúi thanh truyãön. ÅÍ vë trê âoïng, caïc tiãúp âiãøm näúi naìy haûn chãú khoaíng caïch giæîa hai thanh truyãön, do váûy âãö phoìng moüi khaí nàng laìm giaím aïp suáút tiãúp âiãøm vaì caín dëu moüi dao âäüng cuía caïc thanh tiãúp xuïc do ngàõn maûch gáy ra.

Dao caïch li mäüt truû coï khoïa liãn âäüng âiãøm chãút trong häüp säú, do âoï vë trê cuía noï khäng thãø thay âäøi mäüt caïch tæû phaït. Viãûc chènh âënh váùn âæåüc tiãún haình ngay caí khi sæï quay càõt ra hoàûc cháún âäüng maûnh do âäüng âáút hoàûc do læûc ngàõn maûch. Cå cáúu chäúng váöng quang åí âáöu thanh truyãön taïc âäüng âãø dæìng tiãúp âiãøm treo nãúu noï chuyãøn âäüng thàóng âæïng. Voìng keûp váùn nàòm chàõc chàõn trong vuìng tiãúp âiãøm ngay caí khi chëu aïp suáút do ngàõn maûch. Khäúi thanh truyãön vaì häüp säú âæåüc làõp taûi nhaì maïy, laìm giaøm âaïng kãø thåìi gian làõp âàût taûi chäù. Loì xo buì trong häüp säú tråü giuïp læûc taïc âäüng khi âoïng, khi måí noï quay cáön nheû nhaìng vãö vë trê gáûp laûi.

116

Caïc phæång aïn âàûc biãût cuía dao caïch li mäüt truû âaî âæåüc sæí duûng tæì láu trong caïc traûm doìng âiãûn mäüt chiãöu cao aïp (HVDC). Mäùi cæûc cuía dao caïch li coï cå cáúu thao taïc riãng. Khi dao caïch li âoïng caïc cáön thanh truyãön thæûc hiãûn chuyãøn âäüng khåïp vaìo vaì âaím baío gaìi chàût caïc tiãúp âiãøm treo, tuy nhiãn trong mäüt säú træåìng håüp coï xã dëch do âiãöu kiãûn thåìi tiãút.

Hçnh 10-3Dao caïch li mäüt truû kiãøu TFB, 245kV. 1.ÄØ bi quay; 2. Khung; 3. Sæï âåî; 4. Sæï quay; 5. Cå cáúu thanh truyãön; 6.Häüp säú; 7. Cå cáúu taïc âäüng; 8. Cáöu dao näúi âáút; 9. Tiãúp âiãøm treo

3. Tiãúp âiãøm treo duìng trong âoïng ngàõt doìng âiãûn cuía dao caïch li mäüt truû

Trong caïc traûm âoïng ngàõt ngoaìi tråìi, viãûc thay âäøi thanh goïp khäng laìm ngàõt doìng âiãûn cung cáúp nhæng laìm tàng caïc doìng âiãûn âoïng ngàõt khi thao taïc âoïng måí vaì caïc doìng naìy coï thãø dáùn âãún laìm tàng nhiãût åí caïc tiãúp âiãøm dao caïch li vaì åí tiãúp âiãøm ténh. Trë säú doìng âiãûn naìy phuû thuäüc khoaíng caïch vë trê âoïng ngàõt tåïi nguäön cung cáúp hoàûc phæång thæïc laìm viãûc cuía bäü chuyãøn maûch, nghéa laì thanh goïp hoàûc khoang âoïng ngàõt, åí khoang âoïng ngàõt taûo nãn æïng suáút cao hån. Trë säú âiãûn aïp âoïng måí coï thãø âæåüc tçm qua tênh toaïn.

Hiãûn tæåüng âoïng måí coï thãø xaíy ra caí khi âang âoïng hoàûc måí. Âoïng laìm tàng sæû däön eïp giæîa cáön cuía dao caïch li vaì tiãúp âiãøm keûp, taûo nãn tia læía nhoí do âoï laìm tiãúp âiãøm moìn dáön. Khi måí, häö quang phaït sinh giæîa caïc tiãúp âiãøm taïch dåìi vaì duy trç cho âãún khi coï âiãûn aïp ngæåüc cáön thiãút âãø dáûp tàõt häö quang. Træoïc tiãn caïc tiãúp âiãøm chuyãøn âäüng cháûm, quaï trçnh naìy xaíy ra trong vaìi chu kyì gáy hæ haûi caïc pháön tæí

Hçnh 10-4: Âoïng måí tiãúp âiãøm treo Hçnh 10-5: Âoïng måí tiãúp âiãøm treo, nguyãn liï hoaût âäüng cuía âæåìng dáùn hæåïng så âäö cuía cuía buäöng âoïng ngàõt phuû. 1.Giaï âåî tiãúp âiãøm chênh; 2. Thanh tiãúp 1. Giaï âåî tiãúp âiãøm chênh; 3. Thanh tiãúp âiãøm chênh; 3. Thanh tiãúp âiãøm phuû; 4. Cáön âiãøm phuû; 11. Muî chäúng váöng quang 12. láùy; 5. Thanh dáùn trãn; 6. Thanh dáùn dæåïi Tiãúp âiãøm ténh; 13. Tiãúp âiãøm báût; 14. Chi 7. Tay truyãön; 8. Thiãút bë giæî; 9. Chi tiãút tiãúp tiãút laìm lãûch häö quang; 15. Táúm dáûp häö xuïc tay truyãön; 10. Truû caïch âiãûn coï loì xo tråí quang khæí ion; 16. Näúi liãn kãút mãöm; vãö. 17. ÄØ bi quay

117

tiãúp xuïc cuía dao caïch li. Traûm âoïng ngàõt 420 kV cäng suáút låïn coï thãø phaíi chëu âæûng âiãûn aïp âoïng måí âãún 300 V vaì doìng âiãûn âoïng måí âãún 1600A.

Hçnh 10-4 vaì 10-5 laì tiãúp âiãøm âoïng måí treo do haîng ABB chãú taûo duìng cho dao caïch li mäüt truû coï hai hãû thäúng âoïng måí phuû kiãøu kên, taïc âäüng âäüc láûp våïi nhau. Do âoï noï luän âaím baío coï âæåüc hoaût âäüng âuïng báút kãø tay truyãön dáùn træåïc chaûm vaìo hoàûc caïi sau taïch khoíi tiãúp âiãøm treo. Hãû thäúng âoïng måí phuû nàòm trong muî chäúng váöng haìo quang vaì bao gäöm tiãúp âiãøm báût (gheïp våïi thanh tiãúp âiãøm phuû bàòng láùy) vaì thiãút bë dáûp tàõt häö quang khæí ion.

Tiãúp âiãøm báût måí vaì âoïng theo täúc âäü âoïng måí khi thanh tiãúp âiãøm phuû åí vaìo vë trê naìo âoï. Khi måí thåìi gian häö quang keïo daìi khoaíng 25 ms sæû hao moìn trãn tiãúp âiãøm láùy ráút êt vaì doìng âiãûn âæåüc ngàõt mäüt caïch an toaìn træåïc khi phán taïch thanh tiãúp âiãøm dao caïch li. Bàòng caïch phán taïch hãû thäúng tiãúp âiãøm chênh vaì tiãúp âiãøm phuû nãn khäng coï læûc taïc âäüng nãn tiãúp âiãøm sau trong træåìng håüp sæû cäú. Thæí nghiãûm ngàõn maûch cho tháúy cæåìng âäü chëu xung âãún 200kA.

Mäùi hãû thäúng âoïng ngàõt coï thãø thæûc hiãûn êt nháút 350 chu kyì âoïng ngàõt våïi doìng âiãûn âoïng måí 1600A vaì âiãûn aïp âoïng måí tåïi 330V.

Viãûc bäú trê caïc tiãúp âiãøm treo âoïng måí nhæ váûy taûo nãn sæû linh hoaût vaì tin cáûy cho ngæåìi váûn haình hãû thäúng. Nhæîng tiãúp âiãøm naìy coï thãø âæåüc làõp âàût âãø náng cáúp caïc traûm âang hoaût âäüng våïi caïc thiãút bë cuî hiãûn nay. 4. Dao caïch li hai truû âæïng càõt åí giæîa

Khi âiãûn aïp laìm viãûc tàng, khoaíng caïch caïch âiãûn räüng âoìi hoíi cáön tiãúp âiãøm daìi. Dao caïch li càõt thàóng âæïng åí giæîa coï hai cáön tiãúp âiãøm duìng cho maûng âiãûn aïp bàòng hoàûc låïn hån 400kV, åí âáy coï nhiãöu æu âiãøm hån.

Hçnh 10-6 cho tháúy hai cäüt sæï âåî âæåüc làõp trãn khung. Gàõn våïi chuïng laì häüp säú coï caïc cáön tiãúp âiãøm vaì âáöu cao aïp. Sæï quay näúi våïi äø quay trãn khung åí âáöu äø trãn häüp säú. Cå cáúu thao taïc âæåüc âàût dæåïi tám khung, læûc âæåüc truyãön âãún hai äø quay bàòng thanh giàòng. Tuìy theo yãu cáöu, caí hai phêa cuía dao caïch li coï thãø âàût cáöu dao näúi âáút. Caïc tiãúp âiãøm näúi âáút âæåüc làõp trãn tay âåî giæîa sæï vaì häüp säú.

Hçnh 10-6 Dao caïch li càõt åí giæîa âàût âæïng kiãøu TK, 525kV

1. ÄØ quay; 2. Khung; 3. Sæï âåî; 4. Sæï quay 2. Cáön tiãúp âiãøm; 6. Âáöu cao aïp; 7. Cå cáúu thao taïc; 8. Häüp säú

Dao caïch li càõt åí giæîa âàût âæïng âoìi hoíi læûc thao taïc nhoí hån caïc loaûi khaïc coï cáön mäüt tiãúp âiãøm. Cäüt âåî cuía traûm khäng cáön cao quaï do âoï chi phê laìm nãön moïng cuîng tháúp hån. Cáúu truïc cå khê cuía dao caïch li cuîng âån giaín båíi tay cáöm mang doìng âiãûn chè quay theo màût thàóng âæïng khäng coï chuyãøn âäüng quay phuû âãø âaût âæåüc aïp suáút tiãúp âiãøm cáön thiãút. Giäúng nhæ caïc loaûi dao caïch li khaïc sæï âåî âæåüc âàût trãn caïc bu läng âãú sau khi càng dáy cho pheúp âiãöu chènh chênh xaïc cáön tiãúp xuïc vaì buì dung sai cuía sæï âåî. Sæï quay coï äø âæïng trãn âáöu häüp säú vaì truyãön læûc taïc âäüng maì khäng bë xoàõn, häüp säú vaì næía tay cáön tiãúp âiãøm taûo nãn bäü khåïp cå khê.

118

Caïc tay cáön tiãúp âiãøm chãú taûo caïc linh kiãûn dao caïch li quay hai truû bàòng cáúu truïc nhäm haìn, chè mäüt vaìi mäúi näúi sæí duûng bu läng. Caïc tiãúp âiãøm quay truyãön doìng âiãûn âãún häüp nhäm âuïc chëu âæåüc moüi thåìi tiãút. AÏp suáút tiãúp âiãøm tháúp laìm cho tiãúp âiãøm êt bë moìn, thiãút bë khoïa liãn âäüng âãö phoìng tay cáön tiãúp âiãøm taïch dåìi khi coï doìng ngàõn maûch cao vaì âaím baío laìm viãûc khäng sai soït trong caïc âiãöu kiãûn báút thæåìng. Thanh truyãön cheïo truyãön læûc taïc âäüng tæì cå cáúu thao taïc âãún hai äø dæåïi vaì quay caïc sæï quay âãún äø truûc trong häüp säú. Thanh truyãön cheïo vaì caïc thanh taïc âäüng åí häüp säú væåüt qua âiãøm chãút ráút nhanh træåïc khi âaût âãún vë trê måí vaì khoïa tay cáön maïy dáùn doìng âiãûn åí vë trê naìy. Mäùi tay cáön tiãúp âiãøm quay thàóng âæïng mäüt goïc 900. ÅÍ vë trê måí chuïng hæåïng thàóng âæïng lãn trãn, taûo ra khoaíng caïch caïch âiãûn theo chiãöu ngang.

10.3. CÁÖU DAO NÄÚI ÂÁÚT MÄÜT TRUÛ

Trong caïc traûm ngoaìi tråìi, cáöu dao näúi âáút khäng nhæîng âoìi hoíi âàût træûc tiãúp åí dao caïch li maì coìn åí caí caïc vë trê khaïc. Vê duû âãø näúi âáút cho caïc phán âoaûn thanh goïp riãng reî.

Cáöu dao näúi âáút mäüt truû duìng cho træåìng håüp naìy coï thãø âæåüc sæí duûng nhæ bãû âåî cho thanh goïp daûng äúng. Cáöu dao näúi âáút làõp vaìo dao caïch li hoàûc âàût riãng trãn mäüt cäüt coï cuìng caïc linh kiãûn nhæ nhau, chè khaïc biãût laì khung laì giaï âåî cho tiãúp âiãøm näúi âáút. Khung âãú coï sæï âåî caïch âiãûn cho cå cáúu thao taïc (hçnh 10-7) âæåüc gàõn våïi chi tiãút âåî tiãúp âiãøm vaì tiãúp âiãøm näúi âáút. Theo yãu cáöu khaïc nhau coï hai kiãøu dao näúi âáút: Cáöu dao näúi âáút thàóng âæïng duìng cho âiãûn aïp âënh mæïc vaì doìng âiãûn âènh tháúp.

Hçnh 10-7: Cáöu dao näúi âáút cao aïp 420kV loaûi mäüt truû

Cáöu dao näúi âáút quay thàóng duìng cho âiãûn aïp vaì doìng âiãûn âènh cao hån. Sæû khaïc nhau cuía hai loaûi cáöu dao naìy nàòm åí chäù thiãút kãú cå cáúu thao taïc vaì do âoï dáùn âãún chuyãøn âäüng maì cáön tiãúp xuïc thæûc hiãûn. Cáön tiãúp xuïc cuía cáöu dao näúi âáút thàóng âæïng coï khaí nàng khåïp näúi trãn truûc vaì chè thæûc hiãûn chuyãøn âäüng quay våïi goïc khoaíng 900. ÅÍ vë trê âoïng, tiãúp âiãøm näúi âáút nàòm giæîa caïc ngoïn tiãúp xuïc vaì nhæîng ngoïn naìy eïp loì xo laûi. Cå cáúu cáöu dao näúi âáút quay thàóng âæïng cho pheïp laìm tàng tênh nàng, tay tiãúp âiãøm quay træåïc nhæng cuäúi voìng quay chuyãøn sang âæåìng thàóng vaìo tiãúp âiãøm näúi âáút. Laï tiãúp âiãøm trãn tay cáön tiãúp xuïc cäú âënh vaìo tiãúp âiãøm näúi âáút taûo nãn chäù näúi coï thãø chëu doìng âiãûn âènh cao.

10.4. CÅ CÁÚU THAO TAÏC CUÍA DAO CAÏCH LI VAÌ CÁÖU DAO NÄÚI ÂÁÚT

Cå cáúu thao taïc dao caïch li vaì cáöu dao näúi âáút âæåüc truyãön âäüng bàòng âäüng cå hoàûc thao taïc bàòng tay.

Noïi chung cå cáúu thao taïc âæåüc làõp træûc tiãúp trãn khung âãú cuía dao caïch li hoàûc cáöu dao näúi âáút. Tuy váûy, vç dao caïch li âæåüc làõp caïch màût âáút (vê duû làõp trãn cäüt) nãn cáön phaíi coï cå cáúu thao taïc âaût âãún vë trê âoï. Bäü pháûn taïc âäüng taïc âäüng âoìi hoíi coï äø bi vaì caïc thanh näúi phuû . Coï thãø thao taïc bàòng tay kháøn cáúp våïi moüi loaûi cå cáúu thao taïc nãúu khi nguäön bë sæû cäú hoàûc khi tiãún haình âiãöu chènh.

119

Cå cáúu thao taïc cuîng gàõn våïi cäng tàõc baïo hiãûu vë trê âoïng måí, duìng cho caïc muûc âêch kiãøm tra vaì khoïa liãn âäüng. Loaûi truyãön dáùn bàòng âäüng cå cuîng coï cäng tàõc vaì thiãút bë âiãöu khiãøn. Hãû thäúng âiãöu khiãøn âæåüc bäú trê sao cho chè cáön mäüt xung âoïng måí vaì cå cáúu cháúp haình tæû âäüng càõt khi âaût âãún vë trê cuäúi. Træåìng håüp thao taïc bàòng tay kháøn cáúp, tiãúp âiãøm an toaìn ngàõt maûch âäüng cå sao cho khäng thãø taïc âäüng cuìng luïc tæì buäöng âiãöu khiãøn. Caïc hãû thäúng truyãön âäüng âäüng cå cuîng âæåüc trang bë âiãöu khiãøn taûi chäù vaì âiãöu khiãøn tæì xa.

Âãø âãö phoìng thao taïc sai, caïc cå cáúu cuía dao caïch li vaì dao näúi âáút âæåüc khoïa liãn âäüng láùn nhau(hãû thäúng âäüng cå chaûy âiãûn vaì hãû thäúng coï thao taïc bàòng tay). Caïc hãû thäúng thao taïc bàòng tay vaì bàòng âäüng cå coï thãø âæåüc trang bë bàòng cuäün dáy khoïa hçnh xuyãún, khi âiãûn aïp khoïa liãn âäüng bë máút traïnh âæåüc taïc âäüng nháöm bàòng tay. Thao taïc taûi chäù chè coï thãø âæåüc tiãún haình nãúu coï âiãûn aïp vaì caïc âiãöu kiãûn khoïa liãn âäüng quy âënh âæåüc thoía maîn. Vê duû: dao caïch li chè coï thãø âoïng hoàûc måí âæåüc nãúu maïy ngàõt liãn quan âãún noï måí. Cuîng coï thãø trang bë nhiãöu loaûi khoïa liãn âäüng.

Hçnh 10-8: Bäü truyãön âäüng bàòng tay cuía dao caïch li. 1.Tay nàõm; 2.Tay âoìn; 3.Thanh keïo gàõn våïi ãcu 4 trãn quaût 5 vaì thanh keïo 6;7.Truûc

Hãû thäúng taïc âäüng cuía dao caïch li vaì cáöu dao näúi âáút coï khoïa liãn âäüng âiãøm chãút, sao cho vë trê âoïng måí khäng thãø thay âäøi mäüt caïch ngáùu nhiãn do caïc âiãöu kiãûn sæû cäú nhæ ngàõn maûch coï âäüng âáút hay gioï baîo xaíy ra.

10.5. CÁÖU DAO CAO AÏP

Cáöu dao cao aïp laì cå cáúu âoïng ngàõt cå khê coï khaí nàng âoïng/dáùn vaì càõt doìng âiãûn, kãø caí quaï taíi

laìm viãûc quy âënh åí caïc âiãöu kiãûn laìm viãûc bçnh thæåìng trong læåïi âiãûn vaì cuîng coï thãø dáùn âiãûn åí caïc âiãöu kiãûn báút thæåìng âaî quy âënh. Vê duû ngàõn maûch trong khoaíng thåìi gian quy âënh. Cáöu dao cao aïp cuîng coï thãø âoïng doìng ngàõn maûch nhæng khäng càõt chuïng.

Cáöu dao cao aïp âæåüc thiãút kãú cho caí traûm trong nhaì vaì ngoaìi tråìi, theo chæïc nàng âoïng ngàõt vaì aïp duûng coï sæû phán biãût giæîa :

-Cáöu dao thäng duûng. -Cáöu dao coï muûc âêch âàûc biãût. -Cáöu dao coï muûc âêch haûn chãú. -Cáöu dao chuyãn duûng. -Cáöu dao mäüt bäü tuû âiãûn. -Cáöu dao bäü tuû. -Cáöu dao khaïng âiãûn song song. Khi sæí duûng dao caïch li -cáöu dao maì åí vë trê måí phaíi thoía maîn caïc yãu cáöu caïch âiãûn quy âënh

cho dao caïch li. Caïc cáöu dao cao aïp hiãûn nay hiãûn nay cuîng âang âæåüc sæí duûng cho caïc traûm .

120

Hçnh 10-9: Bäü truyãön âäüng bàòng hãû truûc khåïp cho dao caïch li 1. Táúm âãûm gàõn trãn tæåìng; 2.Tay quay; 3.Khung âåî; 4. ÄÚng näúi; 5.Truûc khåïp ; 6. Baïnh khåïp; 7.Truûc

10.6. DAO CAÏCH LI VAÌ CÁÖU DAO PHUÛ TAÍI LÆÅÏI TRUNG AÏP 1. Dao caïch li trung aïp

Caïc dao caïch li duìng cho thiãút bë trung aïp chuí yãúu laì kiãøu tiãúp âiãøm dao (hçnh 10-8). Cáön âàûc biãût chuï yï âãún chuyãøn âäüng quay quanh truû cuía læåîi dao khi quyãút âënh kêch thæåïc tuí âãø âaím baío khoaíng caïch caïch âiãûn yãu cáöu. Tuí âoïng ngàõt coï dao caïch li kiãøu tiãúp âiãøm dao âoìi hoíi âæåüc làõp sáu hån so våïi kiãøu træåüt. Læåîi dao caïch li khi âàût âæïng hoàûc treo cáön âãö phoìng chuyãøn âäüng tæû phaït do troüng læåüng cuía chuïng. Caïc dao caïch li coï âiãûn aïp âënh mæïc tåïi 36 kV thæåìng âæåüc thao taïc bàòng tay. Trong caïc thiãút bë âiãöu khiãøn tæì xa, dao caïch li âæåüc taïc âäüng bàòng âäüng cå hoàûc khê neïn. Làõp cáöu dao näúi âáút, kãø caí khi caïc cáöu dao coï âuí khaí nàng âoïng/càõt maûch. Caïc dao caïch li coï âiãûn aïp nhoí hån 36 kV phaíi thoía maîn caïc âiãöu kiãûn thæí nghiãûm theo tiãu chuáøn (nhæ IEC). Nãúu thiãút kãú dao caïch li hoàûc báút cæï thiãút bë cao aïp naìo taûo nãn khoaíng caïch caïch âiãûn nhoí hån khoaíng caïch caïch âiãûn täúi thiãøu quy âënh cho thiãút bë âoï (nhæ tiãu chuáøn DIN VDE 0101) thç thiãút bë phaíi âæåüc thæí nghiãûm våïi dáy näúi trong vuìng coï khoaíng caïch caïch âiãûn nhoí hån giaï trë täúi thiãøu cho pheïp. Vuìng naìy âæåüc goüi laì vuìng näúi thæí nghiãûm vaì phaíi âæa vaìo chè dáùn thao taïc cuìng våïi caïc kêch thæåïc chênh (hçnh 10-10).

Hçnh 10-10: Dao caïch li trung aïp tiãúp âiãøm dao

2. Dao caïch li - cáöu dao phuû taíi

Dao caïch li cáöu dao phuû taíi âæåüc sæí duûng ngaìy caìng nhiãöu trong caïc traûm âoïng ngàõt trung aïp cuîng nhæ viãûc sæí duûng caïc dao caïch li vaì maïy ngàõt maûch.

Dao caïch li cáöu dao phuû taíi coï khaí nàng âoïng ngàõt hoaìn toaìn maûch vaì coï thãø âiãöu khiãøn moüi thao taïc âoïng måí maûch khäng sæû cäú. Dao caïch li - Cáöu dao phuû taíi laì cáöu dao phuû taíi maì coï khoaíng caïch

121

caïch âiãûn coï thãø quan saït âæåüc. Hçnh 10-11 laì loaûi cáöu dao phuû taíi kiãøu tiãúp âiãøm dao. Dao caïch li -Cáöu dao phuû taíi coï thãø âæåüc taïc âäüng bàòng mäüt trong hai caïch sau:

Hçnh 10-11: Dao caïch li -cáöu dao phuû taíi tiãúp âiãøm dao kiãøu NAL a) khäng coï cáöu chaíy; b) coï cáöu chaíy keìm theo

a) Cå cáúu báût Cå cáúu loì xo âæåüc keïo vaì nhaí nhanh træåïc khi thæûc hiãûn goïc âoïng måí vaì læûc cuía noï âæåüc sæí duûng âãø

laìm chuyãøn âäüng tiãúp âiãøm. Quaï trçnh âæåüc sæí duûng caí khi âoïng vaì khi måí. b) Cå cáúu têch nàng læåüng

Hãû thäúng naìy coï mäüt loì xo âãø âoïng vaì mäüt loì xo âãø måí. Khi thao taïc âoïng, loì xo måí càng ra vaì chäút laûi. Nàng læåüng têch luîy âãø thao taïc måí âæåüc giaíi phoïng båíi chäút tæì hoàûc cáöu chaíy cao aïp (HRC).

122

Chæång 11. MAÏY NGÀÕT ÂIÃÛN CAO AÏP

11.1. CHÆÏC NÀNG- PHÁN LOAÛI- CAÏCH LÆÛA CHOÜN VAÌ CÁÚU TRUÏC MAÏY NGÀÕT

1. Chæïc nàng Maïy ngàõt âiãûn cao aïp duìng âãø âoïng, càõt maûch khi coï doìng phuû taíi vaì caí khi coï doìng ngàõn maûch. Maïy ngàõt cao aïp laì cå cáúu âoïng måí cå khê coï khaí nàng âoïng, dáùn liãn tuûc vaì càõt doìng âiãûn trong âiãöu kiãûn bçnh thæåìng vaì caí trong thåìi gian giåïi haûn khi xaíy ra âiãöu kiãûn báút thæåìng trong maûch (vê duû nhæ ngàõn maûch). Maïy ngàõt âæåüc sæí duûng âãø âoïng måí âæåìng dáy trãn khäng, caïc nhaïnh caïp, maïy biãún aïp, cuäün khaïng âiãûn vaì tuû âiãûn. Chuïng cuîng âæåüc sæí duûng cho thanh goïp, sao cho âiãûn nàng coï thãø âæåüc truyãön tæì mäüt thanh goïp naìy sang mäüt thanh goïp khaïc. Maïy ngàõt âæåüc thiãút kãú âàûc biãût duìng cho caïc nhiãûm vuû âàûc biãût nhæ âæåìng sàõt, åí âoï sæí duûng

læåïi 1623

Hz, phaíi dáûp tàõt häö quang daìi hån (daìi hån næía soïng).

Maïy ngàõt âæåüc sæí duûng cho loì nung chaíy coï hoaût âäüng thæåìng xuyãn thç yãu cáöu læûc taïc âäüng nhoí hån vaì dung læåüng càõt tháúp hån. Do váûy chuïng êt chëu maìi moìn, màûc duì chãú âäü âoïng måí cao vaì khoaíng thåìi gian laìm viãûc daìi. Yãu cáöu våïi chuïng phaíi càõt nhanh, khi âoïng/càõt khäng gáy näø hoàûc chaïy, kêch thæåïc goün nheû, giaï thaình haû. Trong maïy ngàõt cao aïp váún âãö dáûp tàõt häö quang khi càõt ngàõn maûch ráút quan troüng. Do váûy thæåìng càn cæï phæång phaïp dáûp häö quang âãø phán loaûi maïy ngàõt. Ngàõt doìng âiãûn ngàõn maûch laì chãú âäü laìm viãûc nàûng nháút vaì cå baín. Song quïa âiãûn aïp sinh ra khi ngàõt doìng âiãûn beï cuía maïy biãún aïp khäng taíi, ngàõt doìng âiãûn dung cuía âæåìng dáy daìi vaì nhiãöu træåìng håüp khaïc cuîng laì âiãöu kiãûn laìm viãûc nàûng nãö cho caí hãû thäúng ngàõt. Trong nhiãöu træåìng håüp âaûi læåüng quaï âiãûn aïp âæåüc xaïc âënh bàòng sæû âàûc biãût cuía kãút cáúu maïy ngàõt, cho nãn caïc yãu cáöu âäúi våïi maïy ngàõt cao aïp hiãûn âaûi khäng giäúng nhæ âäúi våïi mäüt maïy caïch li doìng âiãûn âån giaín maì phaíi yãu cáöu nhæ thiãút bë ngàõt maûch coï doìng âiãûn khäng laìm nguy haûi cho hãû thäúng vaì âaím baío an toaìn chàõc chàõn. Chãú taûo maïy ngàõt nãúu chè coï taïc duûng âãø ngàõt doìng âiãûn phuû taíi thç âån giaín hån. Theo nguyãn tàõc hãû thäúng dáùn âiãûn cuía maïy ngàõt näúi tiãúp våïi maûch âiãûn cuía caïc thiãút bë âiãûn cao aïp. Khi âoï caïc bäü pháûn kãút cáúu cå baín cuía maïy ngàõt cáön phaíi chäúng sæû taïc âäüng nhiãût, âiãûn tæì trong khi laìm viãûc bçnh thæåìng cuîng nhæ khi ngàõn maûch phaíi chäúng træåìng ténh âiãûn taïc âäüng vaìo caïch âiãûûn luïc âiãûn aïp âënh mæïc vaì caí trong luïc quaï âiãûn aïp. Trong quaï trçnh laìm viãûc cuía maïy ngàõt coìn coï nhæîng hiãûn tæåüng sinh ra thãm nhiãöu phuû taíi nhiãût, cå vaì âiãûn taïc âäüng vaìo tæìng bäü pháûn riãng cuía kãút cáúu maïy ngàõt (sæû chaïy cuía häö quang âiãûn khi ngàõt, sæû tàng aïp suáút cuía cháút khê vaì cháút loíng trong khäng gian cäng taïc, caïc bäü pháûn cå chuyãøn âäüng våïi gia täúc låïn vaì nhiãöu nhæîng hiãûn tæåüng khaïc). Trong træåìng håüp caïc dæû træî kãút cáúu cuía maïy ngàõt qui âënh khäng tæång æïng våïi âiãöu kiãûn cho træåïc thç mäùi yãúu täú âaî kãø coï thãø laì nguyãn nhán sinh hæ hoíng tæìng bäü pháûn hay toaìn bäü caïc pháön cuía maïy ngàõt, dáùn tåïi phaï hoíng sæû laìm viãûc bçnh thæåìng cuía mäüt khu væûc trong hãû thäúng âiãûn, nghéa laì dáùn tåïi sæû cäú. Maïy ngàõt phaíi tæû âäüng haûn chãú sæû cäú trong hãû thäúng, nãn caïc bäü pháûn kãút cáúu cuía noï phaíi tuyãût âäúi äøn âënh âäúi våïi taïc âäüng nhiãût vaì læûc âiãûn âäüng, cuîng nhæ âäúi våïi taïc âäüng cuía âiãûn aïp åí moüi giaï trë. a) Yãu cáöu chung âäúi våïi maïy ngàõt a.1) Sæû tæång æïng cuía caïc âàûc tênh maïy ngàõt âäúi våïi nhæîng qui âënh cho træåïc cuía noï. a.2) Táút caí caïc bäü pháûn kãút cáúu cuía maïy ngàõt trong thåìi gian váûn haình phaíi laìm viãûc.

Caïc yãu cáöu chung âäúi våïi maïy ngàõt cao aïp âæåüc nãu trong caïc tiãu chuáøn ké thuáût khaïc nhau (nhæ tiãu chuáøn Liãn Xä cuî ΓOCT 687-41 hay caïc tiãu chuáøn quäúc tãú :IEC, DIN VDE, ANSI). b) Caïc yãu cáöu âàûc biãût khaïc

123

Ngoaìi nhæîng yãu cáöu chung, trong caïc træåìng håüp riãng cuîng coï nhæîng yãu cáöu âàûc biãût âäúi våïi maïy ngàõt, phuû thuäüc vaìo âiãöu kiãûn riãng maì maïy ngàõt laìm viãûc, nhæ:

b.1) Khaí nàng laìm viãûc åí vuìng áøm æåït, nhiãöu buûi bàûm vaì coï cháút näø. b.2) Khaí nàng laìm viãûc åí vuìng ráút cao hån màût biãøn. b.3) Khaí nàng laìm viãûc åí caïc thiãút bë di âäüng (âáöu maïy xe læía âiãûn, taìu thuíy,...). b.4) Thêch håüp våïi âiãöu kiãûn laìm viãûc åí nhiãût âäü ráút tháúp.

Do nàng læåüng ngaìy caìng phaït triãøn, vaì aïp duûng caïc phæång phaïp hoaìn chènh trong váûn haình hãû thäúng âiãûn nãn maïy ngàõt laì mäüt trong nhæîng bäü pháûn quan troüng nháút cuía hãû thäúng yãu cáöu náng cao caïc chè tiãu ké thuáût váûn haình nhæ: tàng doìng âiãûn âënh mæïc, tàng cäng suáút ngàõt, náng cao taïc âäüng nhanh, taïc âäüng nhanh nhiãöu láön cuía AΠB (âoïng làûp laûi tæû âäüng), tàng âäü chäúng àn moìn cuía caïc bäü pháûn cå vaì cuía caïch âiãûn; váûn chuyãøn, làõp raïp, váûn haình thuáûn tiãûn, an toaìn vãö näø vaì hoía hoaûn,...

Trong khi thiãút kãú maïy ngàõt hiãûn âaûi cáön âàûc biãût læu yï âãún váún âãö náng cao caïc chè tiãu kinh tãú ké thuáût, troüng læåüng êt nháút trong mäüt âån vë cäng suáút ngàõt. Kãút cáúu cuía maïy ngàõt cáön phaíi âån giaín, væîng chàõc, caïc chi tiãút vaì caïc mäúi kãút cáúu trong táút caí caïc loaûi maïy ngàõt phaíi thäúng nháút vaì cáön phaíi aïp duûng caïc phæång phaïp gia cäng tiãn tiãún. Trong chãú taûo sæí duûng räüng raîi caïc nguyãn liãûu coï tênh cå, tênh âiãûn, tênh nhiãût cao vaì kinh tãú nháút (caïc nguyãn liãûu tiãúp âiãøm âàûc biãût, âäö gäúm coï âäü bãön cao,...). 2. Phán loaûi

a) Maïy ngàõt nhiãöu dáöu Dáöu væìa laì cháút caïch âiãûn âäöng thåìi sinh khê âãø dáûp tàõt häö quang. b) Maïy ngàõt êt dáöu Læåüng dáöu êt chè âuí sinh khê dáûp tàõt häö quang coìn caïch âiãûn laì cháút ràõn. c) Maïy ngàõt khäng khê Duìng khê neïn âãø dáûp tàõt häö quang. d) Maïy ngàõt tæû sinh khê Duìng váût liãûu caïch âiãûn coï khaí nàng tæû sinh khê dæåïi taïc duûng cuía nhiãût âäü cao cuía häö quang. Khê tæû

sinh ra coï aïp suáút cao dáûp tàõt häö quang. e) Maïy ngàõt âiãûn tæì Häö quang âæåüc dáûp trong khe heûp laìm bàòng váût liãûu ràõn chëu âæåüc häö quang, læûc âiãûn tæì âáøy häö

quang vaìo khe. f) Maïy ngàõt chán khäng Häö quang âæåüc dáûp trong mäi træåìng chán khäng. g) Maïy ngàõt SF6 Duìng khê SF6 âãø dáûp häö quang.

3. Caïc thäng säú chênh cuía maïy ngàõt + Uâm laì âiãûn aïp dáy låïn nháút maì maïy ngàõt coï thãø laìm viãûc bçnh thæåìng tin cáûy trong thåìi gian daìi. Uâm xaïc kêch thæåïc låïn nhoí cuía maïy ngàõt, coï caïc cáúp sau: 3, 6, 10, 15, 20, 35, 110, 220, 330, 500, 750kV. Bäü pháûn mang âiãûn chëu âæåüc caïc cáúp doìng âiãûn: 32, 63, 100, 200,..., 25000A. + Iâm laì doìng chaûy láu daìi qua maïy ngàõt maì khäng laìm quaï nhiãût vaì khäng gáy hæ hoíng, (liãn quan kêch thæåïc caïc chi tiãút trong maïy ngàõt).

+ Iââm laì doìng äøn âënh âäüng âënh mæïc. + Inhâm laì doìng äøn âënh nhiãût tæång æïng thåìi gian äøn âënh âënh mæïc tnh .

124

+ Icâm laì doìng càõt âënh mæïc chênh laì doìng ngàõn maûch ba pha hiãûu duûng toaìn pháön låïn nháút maïy ngàõt coï thãø càõt âæåüc maì khäng gáy hæ haûi gç cho maïy ngàõt. Icâm xaïc âënh tæì thæûc nghiãûm. Vç maïy ngàõt phaíi càõt mäüt säú láön liãn tuûc nãn thê nghiãûm âoìi hoíi phaíi càõt âæåüc doìng càõt âënh mæïc theo chu trçnh sau:

C - 180 - ÂC - 180 - ÂC (theo tiãu chuáøn Liãn Xä cuî). C-0,3-ÂC - 60 - ÂC (theo tiãu chuáøn IEC våïi maïy ngàõt SF6).

Våïi loaûi maïy ngàõt 550MHMe-1P/S laì loaûi siãu cao aïp duìng âãø näúi âáút tuû buì âæåìng dáy 500kV coï chu trçnh thao taïc âàûc biãût: C- 0,15 - Â- 4- C- 15 - ÂC. Âãø xaïc âënh Icâm theo quy âënh coï: * C: kê hiãûu maïy ngàõt taïc âäüng càõt khi tên hiãûu tåïi tæì caïc råle. *ÂC: thao taïc âoïng maïy ngàõt luïc ngàõn maûch vaì sau âoï laûi càõt ra. *Â: thao taïc âoïng maïy ngàõt. * 180, 0,15, 60,...:laì khoaíng thåìi gian giæîa hai láön thao taïc liãn tuûc tênh bàòng giáy (s).

Cäng suáút càõt âënh mæïc Scâm= 3 Uâm.Icgh + Icgh: doìng càõt låïn nháút cho pheïp khi U<Uâm. + ttâ: khoaíng thåìi gian tênh tæì khi coï tên hiãûu ngàõt âãún thåìi âiãøm häö quang bë dáûp tàõt trãn caí ba

pha. - Taïc âäüng nhanh ttâ= (0,02 ÷ 0,06)s. - Taïc âäüng trung bçnh ttâ = (0,15 ÷ 0,1)s. - Taïc âäüng cháûm ttâ = (0,15 ÷ 0,25)s. Ngoaìi ra yãu cáöu maïy ngàõt coï khaí nàng âoïng maûch ngay caí khi âang coï doìng ngàõn maûch maì caïc âáöu tiãúp xuïc khäng hæ haûi gç. 4. Caïch læûa choün maïy ngàõt Caïc âiãøm chênh cáön chuï yï khi læûa choün maïy ngàõt bao gäöm: - Âiãûn aïp laìm viãûc cæûc âaûi taûi nåi âàût. - Âäü cao cuía traûm so våïi màût biãøn. - Doìng âiãûn laìm viãûc cæûc âaûi taûi nåi âàût. - Doìng ngàõn maûch cæûc âaûi taûi nåi âàût. - Táön säú hãû thäúng. - Khoaíng thåìi gian täön taûi doìng ngàõn maûch. - Chu kç âoïng måí. - Caïc âiãöu kiãûn laìm viãûc âàûc biãût vaì âiãöu kiãûn khê háûu. Caïc trë säú âënh mæïc coï thãø âæåüc læûa choün åí baíng 11.1 vaì 11.2. Caïc tiãu chuáøn quäúc gia vaì quäúc tãú quan troüng âãø âaïnh giaï maïy ngàõt gäöm: IEC, DIN VDE, ANSI (American National Standards Institution-viãûn tiãu chuáøn quäúc gia Myî). Tiãu chuáøn Liãn Xä cuî ΓOCT 687-41 Khi choün cáön phaíi dæûa vaìo + So saïnh caïc chè tiãu cuía caïc kiãøu maïy ngàõt hiãûn coï våïi nhæîng tham säú cho træåïc. + Âaïnh giaï khaí nàng thæûc tãú vaì nguyãn tàõc åí kãút cáúu cuía kiãøu âæåüc choün våïi caïc âàûc tênh yãu cáöu cho træåïc. Dæåïi âáy giåïi thiãûu sæû phán loaûi vaì mäüt vaìi kinh nghiãûm coï tênh cháút âënh hæåïng theo sæû âaïnh giaï so saïnh caïc kiãøu maïy ngàõt cao aïp âiãûn xoay chiãöu. Vãö phæång diãûn choün kiãøu ngæåìi ta phán loaûi maïy ngàõt theo: + Theo loaûi mäi træåìng dáûp häö quang. + Theo caïch dáûp häö quang. + Theo phæång phaïp caïch âiãûn åí chäù cao aïp cuía caïc pháön dáùn âiãûn.

125

+ Theo âiãûn aïp âënh mæïc. + Theo doìng âiãûn âënh mæïc. + Theo cäng suáút ngàõt âënh mæïc. + Theo quan hãû vãö kãút cáúu cuía bäü pháûn truyãön âäüng cå khê cuía maïy ngàõt våïi truyãön âäüng. + Theo thang taïc âäüng nhanh. + Theo sæû tiãûn låüi cho AΠB tæïc thåìi. ÅÍ baíng 11.1 giåïi thiãûu sæû phán loaûi maïy ngàõt theo loaûi mäi træåìng dáûp häö quang vaì theo caïch dáûp häö quang. Baíng 11.2 giåïi thiãûu caïc âàûc âiãøm æu vaì khuyãút cuía caïc kiãøu maïy ngàõt åí mäüt säú caïc thang âiãûn aïp khaïc nhau. Theo âiãûn aïp âënh mæïc ngàõt coï thãø chia ra laìm hai nhoïm chênh. - Maïy ngàõt âiãûn aïp 35kV vaì cao hån laì maïy ngàõt traûm biãún aïp. - Maïy ngàõt âiãûn aïp 20kV vaì tháúp hån laì maïy ngàõt maïy phaït. Maïy ngàõt traûm biãún aïp laì nhoïm låïn, thæåìng doìng âiãûn âënh mæïc tåïi hån 2000A. Våïi loaûi naìy yãu cáöu khaí nàng ngàõt ráút cao (tåïiï hån 20.000 MVA) taïc âäüng nhanh, tiãûn låüi âäúi våïi AΠB tæïc thåìi vaì nhiãöu âàûc tênh khaïc. Maïy ngàõt traûm biãún aïp sæí duûng æu viãût caïc loaûi maïy ngàõt sau: + Maïy ngàõt khäng khê (maïy ngàõt khäng khê truû). + Maïy ngàõt êt dáöu. + Maïy ngàõt nhiãöu dáöu. Hiãûn nay phäø biãún maïy ngàõt kiãøu måïi SF6, khê elegas (SF6) coï khaí nàng dáûp häö quang ráút cao, âæåüc sæí duûng laìm mäi træåìng dáûp häö quang. Kiãøu maïy ngàõt naìy coï nhæîng âàûc tênh ké thuáût váûn haình vaì kinh tãú ké thuáût cao. Tæì âoï so saïnh caïc tham säú åí baíng 11.1, 11.2, vaì theo taìi liãûu hiãûn coï âi âãún kãút luáûn maïy ngàõt khäng khê æu viãût hån caïc maïy ngàõt khaïc, âàûc biãût âäúi våïi maïy ngàõt coï âiãûn aïp âënh mæïc 110kV vaì cao hån.

ÅÍ caïc traûm sæû cáön thiãút âãø coï khê neïn cho maïy ngàõt khäng khê laìm viãûc khäng nãn cho ràòng âoï laì nhæåüc âiãøm, vç trong caïc traûm phán phäúi âiãûn cao aïp hiãûn âaûi hãû thäúng caïc maïy ngàõt, caïc cáöu dao âiãöu khiãøn bàòng håi laì håüp liï nháút, hoaìn chènh vaì thuáûn tiãûn nháút cho viãûc tæû âäüng hoïa.

Tuy thãú, âoìi hoíi gia cäng chênh xaïc, nãn giaï thaình maïy ngàõt khäng khê cao hån maïy ngàõt êt dáöu khi cuìng mäüt chè tiãu troüng læåüng. ÆÏng duûng maïy ngàõt êt dáöu vãö màût ké thuáût vaì kinh tãú cho nhæîng nåi keïm quan troüng hån cuía hãû thäúng âiãûn, åí âáy caïc yãu cáöu vãö trë säú cäng suáút ngàõt, nhæîng âàûc tênh váûn haình khaïc (taïc âäüng ráút nhanh, AΠB tæïc thåìi, nhiãöu láön, ngàõt mäüt caïch tin cáûy doìng âiãûn âiãûn dung nhoí, khaí nàng thæåìng xuyãn kiãøm tra vaì thay âäøi hãû thäúng tiãúp xuïc,...) coï thãø êt hån.

Baíng 11.1: Phán loaûi maïy ngàõt theo mäi træåìng dáûp vaì caïch dáûp häö quang Caïc tham säú âënh hæåïng Loaûi mäi træåìng dáûp häö quang.

Caïch dáûp häö quang

Kiãøu thiãút bë dáûp häö quang

Kiãøu maïy ngàõt

Âiãûn aïp âënh mæïc [kV]

Doìng âiãûn âënh mæïc [A]

Cäng suáút ngàõt âënh mæïc [MVA]

Dáûp häö quang åí trong dáöu

Tiãúp xuïc âæït quaîng âån giaín trong dáöu

Bçnh dáöu 10 1500 50

Laìm laûnh raïo riãút thán

buäöng coï bäü pháûn thäøi doüc

Bçnh dáöu caí buäöng dáûp

35110

2000 2000

10005200

126

Dáöu

häö quang trong buäöng

hay ngang trong dáöu.

häö quang 330 2000 25000

cuía saín pháøm taûo thaình khê taïch råìi tæì

êt dáöu 1035

110330

1500 1500 2000 2000

30010002500

10000 dáöu (häùn

håüp khê håi) bæïc phãn dáûp häö quang

êt dáöu kiãøu cháûu

15(20)

6000 2500

Cháút loíng khäng chaïy

Laìm laûnh raïo riãút thãm häö quang

buäöng coï bäü pháûn thäøi trong næåïc

êt næåïc 15 600 300

(næåïc) trong luäöng håi næåïc

bæïc phãn dáûp häö quang

næåïc kiãøu cháûu

15 2000 1500

Cháút ràõn sinh ra khê

Laìm laûnh raïo riãút thán häö quang trong luäöng cuía saín pháøm taûo thaình khi taïch ra tæì cháút ràõn sinh ra khê.

Buäöng coï bäü pháûn thäøi doüc hay ngang

Tæû âäüng khê 10 600 300

Khäng khê neïn

Laìm laûnh raïo riãút thán häö quang trong luäöng

Buäöng thäøi khäng khê doüc

Khäng khê (khäng khê truûc)

1035

110400

2000 2000 2000 2000

300015005000

25000 khäng khê

neïn hay ngang Tæû âäüng

âiãöu khiãøn bàòng håi

10 400 2550

Buäöng thäøi doüc coï shun bàòng âiãûn tråí nhoí.

Khäng khê coï shun bàòng âiãûn tråí tháúp .

15 12000 4000

Khäng khê vaì màût phàóng laìm laûnh cuía caïc thaình buäöng

Chuyãøn dëch bàòng tæì træåìng ngang vaì laìm laûnh thãm häö quang trong khe heûp cuía buäöng.

Buäöng kiãøu khe våïi hãû thäúng tæì træåìng thäøi.

Khäng khê âiãûn tæì våïi buäöng coï khe.

15 4000 7500

Khäng khê vaì màût phàóng laìm

Chia thán häö quang ra nhiãöu pháön

Buäöng våïi sæû laìm laûnh bàòng læåïi våïi hãû

Khäng khê âiãûn tæì våïi nhæîng táúm

15 2000 1000

127

laûnh caïc âiãûn cæûc.

liãn tiãúp båíi chuyãøn dëch bàòng tæì træåìng.

thäúng tæì træåìng thäøi.

læåïi dáûp häö quang.

Khê ele gas (SF6)

Laìm laûnh thãm häö quang trong luäöng khê elegas.

Buäöng thäøi elegas doüc hay ngang

elegas 380 vaì cao hån

2000 vaì cao hån

40000vaì cao hån

Chán khäng Phán taïch thãm häö quang trong chán khäng

Chán khäng dáûp häö quang

Chán khäng 110 vaì cao hån

600 250

Baíng 11.2: So saïnh vãö cháút læåüng caïc kiãøu maïy ngàõt

Kiãøu maïy ngàõt vaì âiãûn aïp âënh mæïc

(1)

Caïc æu viãût cå baín (2)

Caïc nhæåüc âiãøm cå baín (3)

Bçnh dáöu coï buäöng dáûp häö quang âiãûn aïp 110kV vaì cao hån

1. Cå cáúu tæång âäúi âån giaín. 2. Coï khaí nàng âàût maïy biãún doìng åí bãn trong. 3. Nàng læûc ngàõt cao. 4. Thêch håüp våïi caïc traûm ngoaìi tråìi.

1. Khäng an toaìn vãö hoía hoaûn vaì phaït noïng 2. Cáön thiãút kiãøm tra thæåìng xuyãn traûng thaïi dáöu trong bçnh vaì trong caïc sæï vaìo cao aïp. 3. Khäúi læåüng dáöu låïn yãu cáöu thåìi gian khaï daìi âãø kiãøm tra buäöng dáûp häö quang vaì hãû thäúng tiãúp xuïc. Thåìi gian thay dáöu låïn. 4. Trong traûm biãún aïp cáön thiãút phaíi dæû træî dáöu nhiãöu vaì caïc trang bë loüc dáöu ráút qui mä. 5. Thæûc tãú khäng thêch håüp våïi caïc traûm trong nhaì maïy. 6. Êt thêch håüp cho AΠB tæïc thåìi nhiãöu láön trong chu trçnh. 7. Caïc tiãúp xuïc dáûp häö quang khaï låïn. 8. Chi phê nhiãöu cho saín xuáút bçnh dáöu. 9. Troüng læåüng låïn khäng thuáûn tiãûn cho chuyãn chåí làõp raïp. 10. Khäng coï khaí nàng taûo thaình thãø thäúng nháút våïi sæû aïp duûng nhæîng hãû thäúng låïn.

Maïy ngàõt êt dáöu 35 kV vaì cao hån.

1. Khäúi læåüng dáöu khäng låïn. 2. Troüng læåüng tæång âäúi nheû. 3. Cå cáúu ráút âån giaín so våïi maïy ngàõt khäng khê 4. Giaï thaình tæång âäúi tháúp. 5. Thêch håüp cho caïc traûm trong nhaì vaì ngoaìi tråìi. 6. Nheû hån maïy ngàõt kiãøu bçnh dáöu åí âiãûn aïp 35 kV vaì cao hån.

1. Khäng an toaìn vãö hoía hoaûn vaì phaït näø, nhæng êt hån åí caïc maïy ngàõt trãn. 2. Thæûc hiãûn AΠB tæïc thåìi nhiãöu láön phæïc taûp. 3. Thæûc hiãûn loüc laûi dáöu khoï. 4. Sæû cáön thiãút kiãøm tra, vaì thay âäøi thæåìng xuyãn dáöu trong bçnh dáûp häö quang. 5. Caïc tiãúp xuïc dáûp häö quang tæång âäúi låïn. 6. Khäng thêch håüp våïi træåìng håüp ngàõt thæåìng xuyãn.

128

7. Coï khaí nàng taûo thaình mäüt thãø thäúng nháút.

7. Âàût maïy biãún doìng bãn trong khoï khàn. 8. Nàng læûc ngàõt giåïi haûn tæång âäúi keïm.

Maïy ngàõt khäng khê 35 kV vaì cao hån.

1. An toaìn vãö hoía hoaûn vaì phaït näø. 2. Taïc âäüng nhanh vaì thêch håüp cho A B trong báút kç chu trçnh naìo.

Π

3. Nàng læûc ngàõt cao. 4. Ngàõt doìng âiãûn âiãûn dung cuía âæåìng dáy khäng taíi væîng chàõc. 5. Caïc tiãúp xuïc dáûp häö quang moìn êt. 6. Thiãút bë dáûp häö quang dãù tiãúp xuïc vaì sæû kiãøm tra chuïng âån giaín.7. Trong váûn haình khäng phaíi tiãu täún dáöu cho maïy ngàõt. 8. Troüng læåüng tæång âäúi nheû (so saïnh våïi maïy ngàõt kiãøu bçnh dáöu). 9. Coï khaí nàng taûo thaình mäüt loaût våïi nhæîng mäúi thäúng nháút låïn. 10. Thêch håüp cho caí traûm ngoaìi

tråìi vaì trong nhaì.

1. ÅÍ traûm biãún aïp cáön thiãút phaíi coï caïc thiãút bë neïn vaì loüc khäng khê. 2. Cå cáúu chi tiãút vaì caïc kháu tæång âäúi phæïc taûp, mæïc âäü chênh xaïc gia cäng cao. 3. Giaï thaình tæång âäúi cao. 4. Âàût maïy biãún doìng bãn trong khoï khàn.

Maïy ngàõt kiãøu tæû âäüng khê.

1. Hoaìn toaìn an toaìn vãö hoía hoaûn vaì phaït näø. 2. Khäng cáön dáöu do âoï viãûc váûn haình âån giaín.

1. Giåïi haûn phêa trãn cuía âiãûn aïp âënh mæïc bë haûn chãú (beï hån 15kV). 2. Moìn caïc bäü pháûn saín ra khê nãn thay âäøi âàûc tênh cuía thiãút bë dáûp häö quang do âoï phaíi kiãøm tra traûng thaïi thiãút bë dáûp häö quang. 3. Caïc tiãúp xuïc dáûp häö quang moìn nhiãöu. 4. Khäng phuì håüp våïi traûm ngoaìi tråìi.

Maïy ngàõt kiãøu âiãûn tæì.

1. Hoaìn toaìn an toaìn vãö hoía hoaûn vaì phaït näø. 2. Moìn caïc tiãúp xuïc dáûp häö quang vaì caïc bäü pháûn cäng taïc cuía thiãút bë dáûp häö quang. 3. Phuì håüp våïi traûm ngàõt thæåìng xuyãn. 4. Nàng læûc ngàõt khaï cao.

1. Cå cáúu thiãút bë dáûp häö quang våïi hãû thäúng tæì thäøi tæång âäúi phæïc taûp. 2. Giåïi haûn phêa trãn cuía âiãûn aïp âënh mæïc bë haûn chãú (khäng quaï 20-35 kV). 3. Sæû phuì håüp våïi traûm ngoaìi tråìi haûn chãú.

Theo caïc tham säú cå baín (âiãûn aïp âënh mæïc, doìng âiãûn, cäng suáút ngàõt) maïy ngàõt kiãøu bçnh dáöu ngang haìng våïi maïy ngàõt khäng khê âàûc biãût laì sau khi kãút cáúu maïy ngàõt kiãøu bçnh dáöu coï nhiãöu caíi tiãún. Tuy váûy âàûc tênh váûn haình cuía maïy ngàõt dáöu trong nhiãöu træåìng håüp thua maïy ngàõt khäng khê, thê duû nhæ khäng an toaìn vãö hoía hoaûn vaì phaït näø. Cho nãn maïy ngàõt kiãøu naìy chæa âæåüc phaït triãøn nhiãöu trong saín xuáút vaì sæí duûng trong váûn haình traûm vaì hãû thäúng âiãûn, âàûc biãût cho âiãûn aïp 110 kV vaì cao hån. Nhoïm maïy ngàõt maïy phaït coï âàûc âiãøm laì doìng âiãûn âënh mæïc (beï hån 12000A), cäng suáút ngàõt âënh mæïc ráút låïn (tåïiï hån 4000 MVA) cuîng nhæ doìng âiãûn ngàõt giåïi haûn låïn (tåïi hån 100 - 150 kA). Maïy ngàõt maïy phaït sæí duûng maïy ngàõt êt dáöu kiãøu cháûu vaì maïy ngàõt khäng khê (khäng khê truû) laì æu viãût hån caí. Vãö nguyãn tàõc maì noïi cuîng coï thãø coï khaí nàng chãú taûo maïy ngàõt maïy phaït cho tham säú

129

trung bçnh, trãn cå såí cuía nguyãn tàõc dáûp häö quang bàòng âiãûn tæì (cuìng våïi buäöng coï khe hay cuìng våïi táúm læåïi). Hiãûn nay maïy ngàõt nhiãöu dáöu khäng aïp duûng laìm maïy ngàõt maïy phaït. Maïy ngàõt êt dáöu kiãøu cháûu vãö nguyãn tàõc cuîng coï thãø chãú taûo våïi doìng âiãûn âënh mæïc vaì cäng suáút âënh mæïc ráút låïn, coï thãø âaût tåïi giaï trë låïn (hån 2500 MVA). Song âàûc tênh váûn haình cuía maïy ngàõt kiãøu naìy keïm maïy ngàõt khäng khê. Nhiãûm vuû saín xuáút maïy ngàõt maïy phaït våïi tham säú tháût cao (doìng âiãûn hån 12.000A, cäng suáút ngàõt hån 4000 MVA) âàûc biãût khoï khàn. Trong træåìng håüp naìy maïy ngàõt khäng khê coï âiãûn tråí nhoí dáûp häö quang bãn trong laì phuì håüp hån caí. Chuïng ta seî roî åí caïc chæång sau, nhåì aïp duûng âiãûn tråí shun nhoí dáûp häö quang trong quaï trçnh ngàõt, maïy ngàõt coï thãø dãù daìng dáûp tàõt häö quang låïn, màûc duì táön säú cuía âiãûn aïp phuûc häöi ráút låïn âäúi våïi caïc maïy phaït cuía hãû thäúng âiãûn. Maïy ngàõt våïi âiãûn aïp âënh mæïc âãún 15 kV, doìng âiãûn âënh mæïc âãún 1500 A, våïi cäng suáút ngàõt âënh mæïc âãún 400 - 500 MVA âæåüc xem laì maïy ngàõt cung cáúp. Táút caí caïc kiãøu maïy ngàõt kãø trãn âãöu nàòm trong nhoïm maïy ngàõt cung cáúp: a) Bçnh dáöu coï khoaíng ngàõt âån giaín. b) Bçnh dáöu coï buäöng dáûp häö quang. c) Êt dáöu ( trong âoï coï kiãøu cháûu). d) Êt cháút loíng khäng chaïy. â) Tæû saín khê. e) Khäng khê. g) Tæû âäüng âiãöu chènh bàòng håi.

h) Khäng khê dáûp häö quang bàòng âiãûn tæì. i) Maïy ngàõt chán khäng.

Maïy ngàõt cung cáúp coï ráút nhiãöu kiãøu nhiãöu veí khaïc nhau cho nãn ráút khoï âaïnh giaï vaì læûa choün. Trong khi giaíi quyãút nhiãûm vuû naìy cáön phaíi chuï yï âãún haìng loaût suy luáûn. Træåïc hãút cáön phaíi biãút maïy ngàõt coï thãø coï taïc duûng cho thiãút bë khäng chè åí nhaì maïy âiãûn maì caí åí caïc traûm biãún aïp cuía hãû thäúng låïn, nhæng chuí yãúu laì åí caïc thiãút bë cäng nghiãûp nàng læåüng cuía nhaì maïy xê nghiãûp khai thaïc moí, háöm moí, nåi khai thaïc than buìn, cäng nghiãûp khai thaïc dáöu,..., cuîng nhæ trong maûng læåïi näng nghiãûp. Cho nãn kãút cáúu maïy ngàõt naìy cáön phaíi hãút sæïc âån giaín, væîng chàõc trong váûn haình, thuáûn tiãûn trong làõp raïp. Saín xuáút maïy ngàõt nhæ thãú phaíi haìng loaût, giaï thaình tháúp. Trong khi choün kiãøu cáön phaíi tênh âãún chäù âënh âàût maïy ngàõt âang thiãút kãú. Træåïc hãút, maïy ngàõt cung cáúp coï thãø âàût åí traûm phán phäúi ngoaìi tråìi cuía nhaì maïy âiãûn vaì traûm biãún aïp, åí traûm phán phäúi coï tuí, åí maûch måí âäüng cå, åí caïc traûm biãún aïp cuía maûng læåïi cäng suáút nhoí, åí caïc traûm biãún aïp näng nghiãûp kiãøu ngoaìi tråìi vaì caïc traûm biãún aïp ngáöm cuía háöm moí,...Trong nhiãöu træåìng håüp maïy ngàõt cáön phaíi âaím baío âoïng ngàõt nhiãöu láön trong thåìi gian mäüt ngaìy âãm (vê duû maïy ngàõt thiãút bë loì âiãûn). Âiãöu kiãûn laìm viãûc khaïc nhau dáùn âãún cáön thiãút sæí duûng táút caí caïc kiãøu maïy ngàõt âaî kãø. Kinh nghiãûm cho tháúy ràòng, hiãûn nay maïy ngàõt êt dáöu vaì maïy ngàõt häö quang bàòng âiãûn tæì laì vaûn nàng vaì hoaìn chènh. Caìng caíi tiãún kãút cáúu vaì váût liãûu caïch âiãûn måïi væîng bãön hån maïy ngàõt âiãûn tæì âæåüc æïng duûng mäüt caïch khaï æu viãût. Cáön phaíi âæa maïy ngàõt phuû taíi vaìo nhoïm âàûc biãût chuïng khaïc våïi maïy ngàõt cao aïp bçnh thæåìng laì åí cäng suáút ngàõt nhoí, nhåì âoï kãút cáúu âån giaín hån, troüng læåüng vaì giaï thaình tháúp hån. Maïy ngàõt phuû taíi cuìng våïi cáöu chç trong quan hãû âoïng ngàõt bàòng giaï maïy ngàõt cung cáúp. Do coï låüi vãö kinh tãú maïy ngàõt phuû taíi âæåüc sæí duûng räüng raîi. Caïc kiãøu maïy ngàõt âæåüc sæí duûng mäüt caïch æu viãût cho maïy ngàõt phuû taíi gäöm: a) Tæû saín khê.

130

b) Tæû âäüng âiãöu khiãøn bàòng håi. c) Âiãûn tæì. Maïy ngàõt chán khäng cuîng âaî âæåüc aïp duûng trong saín xuáút. 5. Så âäö kãút cáúu cuía maïy ngàõt

Mäùi kiãøu maïy ngàõt coï thãø âæåüc thæûc hiãûn våïi nhiãöu phæång aïn kãút cáúu khaïc nhau, nhæng mäùi phæång aïn trçnh baìy dæåïi daûng mäüt så âäö biãøu hiãûn caïc âàûc âiãøm chênh cuía kãút cáúu âoï. Så âäö kãút cáúu cáön phaíi thãø hiãûn:

+ Säú læåüng khoaíng ngàõt doìng âiãûn trong mäùi pha, caïch bäú trê tæång häù cuía tiãúp âiãøm. + Säú læåüng, vë trê vaì caïch bäú trê tæång häù cuía thiãút bë dáûp häö quang. + Kãút cáúu cuía maûch dáùn âiãûn vaì caïch bäú trê tæång häù cuía caïc bäü pháûn dáùn âiãûn. + Phæång phaïp caïch âiãûn caïc bäü pháûn kãút cáúu coï âiãûn thãú khaïc nhau vaì caïc pháön näúi âáút. a) b) c)

Hçnh 11-1

Så âäö kãút cáúu cuía caïc maïy ngàõt nhiãöu dáöu a) Mäüt bçnh våïi khoaíng ngàõt âån giaín trong dáöu. b) Maïy ngàõt kiãøu ba bçnh (mäüt cæûc) bçnh troìn våïi mäùi cæûc coï hai buäöng dáûp häö quang. c) Maïy ngàõt kiãøu ba bçnh (mäüt cæûc) våïi mäùi cæûc coï hai buäöng dáûp häö quang.

131

Hçnh 11-2: Så âäö kãút cáúu cuía maïy ngàõt êt dáöu a) Mäùi cæûc coï mäüt khoaíng ngàõt trong bçnh kim loaûi, duìng cho thiãút bë treo tæåìng. b) Mäüt cæûc coï mäüt khoaíng ngàõt trong bçnh sæï våïi maïy biãún doìng trong sæï xuyãn, duìng cho thiãút bë treo trãn tæåìng. c) Mäùi cæûc coï hai khoaíng ngàõt dáûp häö quang trong caïc bçnh kim loaûi, coï hãû thäúng tiãúp âiãøm chênh vaì dáûp häö quang våïi bäü truyãön âäüng cå khê âàût trong khung âåî. d) Mäùi cæûc coï mäüt khoaíng ngàõt trong bçnh sæï, våïi maïy biãún doìng trong sæï xuyãn vaì truyãön âäüng cå khê âàût trong khung treo. â) Mäùi cæûc coï mäüt khoaíng ngàõt trong bçnh caïch li coï dao caïch li ngoaìi, truyãön âäüng cå khê âàût trong khung âåî. e) Hai buäöng dáûp häö quang âàût nghiãng trãn mäüt sæï âåî. g) Mäùi cæûc coï mäüt khoaíng ngàõt trong bçnh sæï våïi sæï âåî âäø âáöy dáöu. h) Mäùi cæûc coï mäüt khoaíng ngàõt trong bçnh sæï thiãút bë dáûp häö quang vaì truyãön âäüng cå khê cuìng âàût trong sæï âåî.

+ Caïch bäú trê âënh hæåïng caïc truû kim loaûi, caïc bçnh dáöu, caïc bçnh neïn khäng khê, caïc thiãút bë thaíi khê,... + Cáúu truïc vaì bäú trê truyãön âäüng cå khê. + Caïch bäú trê tæång häù cuía maïy ngàõt vaì truyãön âäüng. Mäüt säú så âäö kãút cáúu maïy ngàõt chênh giåïi thiãûu åí caïc hçnh 11-1, 11-2, 11-3 vaì 11-4.

Chuïng ta seî nghiãn cæïu âàûc tênh âàûc biãût cuía mäüt säú kãút cáúu maïy ngàõt.

132

a) Trong kãút cáúu maïy ngàõt êt dáöu våïi bçnh caïch li, khi åí vë trê ngàõt caïc tiãúp âiãøm dáûp häö quang coìn laûi trong dáöu näúi tiãúp våïi khoaíng ngàõt dáûp häö quang (nghéa laì khoaíng ngàõt âæåüc hçnh thaình åí trong dáöu) do taïch dao caïch li phuû âàûc biãût, taûo thaình âæït quaîng trong khäng khê (xem hçnh 11-2).

Nhåì váûy caïch âiãûn cuía duûng cuû dáûp häö quang âæåüc boí âi. ÅÍ trong nhæîng maïy ngàõt naìy chè cho pheïp khäng duìng dao caïch li trong træåìng håüp khi säú læåüng dáöu âáöy âuí trong bçnh dáûp häö quang vaì dáöu khäng máút tênh caïch âiãûn. b) Hçnh daûng vaì caïch bäú trê caïc bäü pháûn caïch âiãûn nàòm trong dáöu sao cho khäng coï sæû liãn tuûc ngang cuía caïc bãö màût âãø caïc pháön tæí than nhoí hçnh thaình trong dáöu coï thãø làõng xuäúng bãö màût âoï âãø taûo thaình con âæåìng phoïng âiãûn theo bãö màût. Loaûi phoïng âiãûn nhæ váûy thæåìng dáùn âãún sæû cäú nàûng. c) Trong caïc maïy ngàõt khäng khê (aïp læûc khäng khê coï taïc duûng âäúi våïi AΠB tæïc thåìi) sæí duûng truyãön âäüng khi âàût træûc tiãúp åí bãn trong duûng cuû dáûp häö quang. Nhæ thãú trong nhiãöu træåìng håüp cáön thiãút coï dao caïch li gàõn liãön, nhåì noï sau khi dáûp tàõt häö quang taûo thaình khoaíng ngàõt phuû (åí ngoaìi hay trong khäng khê neïn).

Trong maïy ngàõt khäng khê coï caïc bäü pháûn trung gian cuía quan hãû âäüng giæîa tiãúp âiãøm dáûp häö quang vaì bäü pháûn laìm viãûc cuía truyãön âäüng laìm maïy ngàõt loaûi naìy máút tênh cháút taïc âäüng nhanh.

a) b) c)

Hçnh 11-3: Så âäö cuía cå cáúu caïc maïy ngàõt khäng khê traûm trong nhaì âiãûn aïp 6 âãún 20kV

a) Mäüt khoaíng ngàõt dáûp häö quang trong buäöng thäøi doüc, truyãön âäüng gàõn liãön taïc âäüng hai phêa, duìng cho thiãút bë treo trãn tæåìng.

b) Hai khoaíng ngàõt song song dáûp häö quang cho mäùi cæûc, mäüt trong hai khoaíng ngàõt âoï âæåüc san bàòng âiãûn tråí dáûp häö quang våïi buäöng thäøi doüc, truyãön âäüng âàût bãn trong, coï dao caïch li làõp keìm.

c) Mäüt khoaíng ngàõt cho mäùi cæûc trong buäöng thäøi khäng khê ngang, våïi truyãön âäüng gàõn liãön taïc âäüng hai phêa.

133

d) Så âäö kãút cáúu maïy ngàõt âàût trong traûm phán phäúi âiãûn coï tuí (KPY) cáön phaíi âaím baío quan hãû giæîa kãút cáúu maïy ngàõt våïi caïc bäü pháûn coìn laûi cuía maûch laì coï låüi nháút, thæåìng maïy ngàõt nhæ thãú coï truyãön âäüng gàõn liãön træûc tiãúp, âaím baío kiãøm tra vaì sæía chæîa thuáûn tiãûn trong quaï trçnh váûn haình vaì thay âäøi maïy ngàõt.

Hçnh 11-4a,b cho cáúu truïc cå baín cuía maïy ngàõt cao aïp SF6. Nhæîng bäü pháûn chênh gäöm: cå cáúu taïc âäüng, sæï caïch âiãûn, buäöng ngàõt, tuû âiãûn vaì âiãûn tråí. Maïy ngàõt cao aïp âæåüc chãú taûo theo nguyãn liï moâun. Säú læåüng buäöng ngàõt tàng theo âiãûn aïp vaì khaí nàng càõt. Buäöng dáûp häö quang tæû thäøi cáön êt nàng læåüng hoaût âäüng, âæåüc sæí duûng cho âiãûn aïp âãún 170kV vaì doìng âiãûn càõt âãún 40kA.

Maïy ngàõt mäüt buäöng âæåüc sæí duûng cho âiãûn aïp tåïi 300kV vaì doìng càõt tåïi 50kA. Maïy ngàõt nhiãöu buäöng âæåüc sæí duûng cho doìng âiãûn cao âãún 80kA vaì âiãûn aïp ≥ 300 kV.

Hçnh 11-4: Så âäö kãút cáúu caïc maïy ngàõt khäng khê traûm ngoaìi tråìi âiãûn aïp 110kV a) Hai khoaíng ngàõt âàût âæïng cho mäùi cæûc, våïi sæû chuyãøn âäüng khäng khê mäüt caïch trçnh tæû vaìo caïc buäöng vaì dao caïch li åí bãn ngoaìi. b) Hai khoaíng ngàõt cho mäùi cæûc, våïi caïch âàût âæïng caïc buäöng dáûp häö quang vaì dao caïch li chçm trong khäng khê neïn. c) Hai quaîng âæït cho mäùi cæûc, våïi caïch âàût âæïng caïc buäöng dáûp häö quang nàòm ngang, sæû chuyãøn khäng khê song song vaìo caïc buäöng, khäng coï dao caïch li.

d) Hai khoaíng ngàõt dáûp häö quang âàût trong buäöng coï thãø têch låïn chæïa âáöy khäng khê neïn cho mäùi cæûc, khäng coï dao phán li.

134

Baíng 11.3: Caïc trë säú âënh mæïc phäúi håüp cuía maïy ngàõt (theo IEC vaì DIN VDE)

Âiãûn aïp Âënh mæïc [kV]

Doìng càõt ngàõn maûch âënh mæïc. [kA]

Doìng âiãûn âënh mæïc [ A]

1 2 3 4 5 6 7 8 123 12,5

20 25 40

800 1250 1250 1600 2000 1250 1600 2000 1600 2000

145 12,5 20 25 31,5 40 50

800 1250 1250 1600 2000 1250 1600 2000 1600 2000 3150 1600 2000 3150 2000 3150

170 12,5 20 31,5 40 50

800 1250 1250 1600 2000 1250 1600 2000 1600 2000 3150 1600 2000 3150 2000 3150

245 20 31,5 40 50

1250 1600 2000 1250 1600 2000 1600 2000 3150 2000 3150

300 16 20 31,5 50

1250 1600 1250 1600 2000 1250 1600 2000 3150 1600 2000 3150

362 20 31,5 40

2000 1600 2000 2000 3150

420 20 31,5 40 50

1600 2000 1600 2000 1600 2000 3150 2000 3150 4000

525 40 2000 3150 765 40 2000 3150

135

Baíng 11.4: Caïc trë säú phäúi håüp cuía maïy ngàõt (theo ASNI C37.06.1979) Âiãûn aïp âënh mæïc [kV]

Âiãûn aïp âënh mæïc max [ kV]

Doìng âiãûn càõt ngàõn maûch âënh mæïc [kA]

Doìng âiãûn âënh mæïc [A]

34 38 22 1200 69 72,5 37 2000 115 121 20

40 63

1200 1600 2000 3000 3000

138

145

20 40 63 80

1200 1600 2000 3000 2000 3000 3000

161 169 16 31,5 40 50

1200 1600 2000 2000

230 245 31,5 40 63

1600 2000 3000 2000 3000 3000

345 362 40 2000 3000 500 550 40 2000 3000 700 765 40 2000 3000

Våïi âiãûn aïp âãún 550kV vaì doìng âiãûn càõt 63kA thç maïy ngàõt coï hai buäöng. Våïi âiãûn aïp vaì dung læåüng låïn hån säú læåüng buäöng tàng thaình bäún.

Våïi caïc âiãûn aïp tháúp hån vaì tæû âoïng laûi ba pha, ba cæûc thæåìng âæåüc làõp trãn khung chung. Maïy ngàõt coï bäú trê mäüt cæûc vaì coï cå cáúu taïc âäüng âæåüc âiãöu khiãøn riãng cho mäùi cæûc thæåìng âæåüc sæí duûng âäúi våïi âiãûn aïp 245kV vaì cao hån. Maïy ngàõt cao aïp coï thãø âæåüc làõp trãn xe baïnh xêch hoàûc baïnh âàûc.

11.2. NGUYÃN LÊ CÀÕT VAÌ CAÏC ÂIÃÖU KIÃÛN ÂOÏNG CÀÕT KHÀÕC NGHIÃÛT

1. Dáûp häö quang

a)

Us

LS L Is

-

+U R

136

I

UUs Is

Quaï trçnh dáûp tàõt häö quang coï thãø theo hai daûng cå baín sau:

Hçnh 11-5: Dáûp häö quang âiãûn mäüt chiãöu

a) Maûch tæång âæång âån giaín, b) Âæåìng cong doìng âiãûn Is vaì âiãûn aïp häö

quang Us ; t1.thåìi âiãøm bàõt âáöu ngàõn maûch; t2.thåìi âiãøm taïch råìi

a) Dáûp tàõt häö quang mäüt chiãöu (hçnh 11-5) Häö quang mäüt chiãöu chè coï thãø dáûp tàõt âæåüc bàòng caïch cæåîng bæïc doìng âiãûn qua khäng. Âiãöu âoï coï nghéa laì âiãûn aïp häö quang Us phaíi cao hån âiãûn aïp hiãûn diãûn åí maïy ngàõt (hçnh 11-5a). Coï thãø taûo nãn âiãûn aïp häö quang âuí låïn bàòng caïc phæång tiãûn håüp liï, chè coï trong caïc maûch mäüt chiãöu haû aïp vaì trung aïp (maïy ngàõt thäøi tæì). Âãø dáûp tàõt häö quang mäüt chiãöu trong maûch cao aïp mäüt chiãöu, âiãûn aïp phaíi âæåüc haû tháúp mäüt caïch tæång æïng hoàûc phaíi taûo nãn doìng âiãûn vãö "khäng" nhán taûo bàòng caïch thãm maûch cäüng hæåíng vaìo. b) Dáûp tàõt häö quang xoay chiãöu (hçnh 11-6) Häö quang xoay chiãöu coï thãø dáûp tàõt mäùi khi doìng âiãûn qua khäng. ÅÍ maûch cao aïp nãúu khäng coï caïc biãûn phaïp bäø xung, häö quang chaïy laûi sau khi doìng âiãûn qua khäng. ÅÍ caïc maïy ngàõt cao aïp, plasma cuía häö quang âæåüc laìm maït tàng cæåìng trong buäöng dáûp häö quang vaì do âoï laìm giaím âiãûn dáùn cuía chuïng åí doìng âiãûn khäng, nhåì váûy âiãûn aïp phuûc häöi khäng âuí âãø chaïy laûi. Hçnh 11-7 minh hoüa caïc âiãûn aïp trãn maïy ngàõt. Khi ngàõt taíi âiãûn caím (hçnh 11-7a), âiãûn aïp maïy ngàõt dao âäüng âãún giaï trë âènh cuía âiãûn aïp phuûc häöi. Maïy ngàõt phaíi coï khaí nàng chëu âæûng täúc âäü tàng cuía âiãûn aïp phuûc häöi vaì giaï trë âènh cuía noï. Mäüt khi häö quang bë dáûp tàõt, cæåìng âäü âiãûn mäi giæîa caïc tiãúp âiãøm phaíi låïn hån âäü tàng âiãûn aïp phuûc häöi âãø âãö phoìng häö quang chaïy laûi. Khi ngàõt taíi thuáön tråí (hçnh 11-7b) thç doìng âiãûn bàòng khäng vaì âiãûn aïp bàòng khäng tråí vãö âäöng thåìi. Âiãûn aïp phuûc häöi åí maïy ngàõt tàng theo hçnh sin våïi táön säú laìm viãûc. Khe håí giæîa caïc tiãúp âiãøm coï âuí thåìi gian âãø phuûc häöi caïch âiãûn. Khi âoïng càõt taíi âiãûn dung (hçnh 11-7c), sau khi ngàõt doìng âiãûn thç âiãûn aïp nguäön (âáöu cuäúi maïy ngàõt) dao âäüng theo táön säú hãû thäúng giæîa ± Um, trong khi åí âáöu maïy ngàõt phêa tuû âiãûn váùn âæåüc naûp åí +Um.

Hçnh 11-6: Dáûp häö quang âiãûn xoay chiãöu a) Maûch tæång âæång âån giaín hoïa, b) Caïc âæåìng cong doìng ngàõn maûch Is vaì âiãûn aïp Us:t1.thåìi âiãøm tiãúp xuïc dåìi, t2.thåìi âiãøm dáûp tàõt häö quang, S- Täúc âäü tàng âiãûn aïp phuûc häöi

LS

Us

a)

Is

c

u

L

b) t1

t2 is s

t

us

137

Hçnh 11-7: Âiãûn aïp phuûc häüi Us khi ngàõt maûch âiãûn a)Taíi âiãûn caím, b)Taíi âiãûn tråí, c)Taíi âiãûn dung

u

LS

UsL

a)

Is

u

LS

Us

R

b)

Is

LS

Us c

c)

Is

t1

isu

t1 us

t1

is

uus

t

t

t

uis

us

u

2. Caïc âiãöu kiãûn âoïng càõt khàõc nghiãût

Hçnh 11-9: Ngàõn maûch gáön a)Maûch tæång âæång âån giaín hoïa b)Âiãûn aïp phuûc häöi Us qua maïy ngàõt 1.Âæåìng dáy, 2. Hçnh ràng cæa cuía Us

Hçnh 11-8: Ngàõn maûch âáöu cæûc

a) Maûch tæång âæång âån giaín hoïa. b) Caïc âæåìng cong âiãûn aïp phuûc häöi Us vaì doìng âiãûn Is; 1. Thaình pháön mäüt chiãöu tàõt dáön

a)

us

tis

t2 t1 b)

LS

Us

Is

c

u

L

i

t

LS

Us

Is

c

u

L

a)

b)

us

t

Tuìy theo vë trê âàût, maïy ngàõt phaíi chëu âæûng haìng loaût caïc âiãöu kiãûn khaïc nhau, do váûy cáön âàût ra nhæîng yãu cáöu khaïc nhau âäúi våïi maïy ngàõt. a) Ngàõn maûch âáöu cæûc (doìng ngàõn maûch âäúi xæïng) hçnh 11-8.

Ngàõn maûch âáöu cæûc laì ngàõn maûch åí phêa taíi ngay saït âáöu cæûc maïy ngàõt. Doìng ngàõn maûch laì âäúi xæïng nãúu sæû cäú xaíy ra åí thåìi âiãøm âiãûn aïp cæûc âaûi.

Âiãûn aïp phuûc häöi tråí laûi giaï trë âiãûn aïp âiãöu khiãøn. Âäü tàng vaì biãn âäü âiãûn aïp quaï âäü âæåüc xaïc âënh bàòng caïc thäng säú læåïi. Caïc trë säú sæí duûng âãø thæí nghiãûm âæåüc cho trong IEC 56/VDE 0670. b) Ngàõn maûch âáöu cæûc (doìng ngàõn maûch khäng âäúi xæïng)

138

Cäüng thãm vaìo doìng ngàõn maûch âäúi xæïng coï thaình pháön mäüt chiãöu cuîng bë ngàõt. Âäü låïn cuía noï phuû thuäüc vaìo thåìi gian måí cå cáúu cuía maïy ngàõt. Thaình pháön mäüt chiãöu cuía doìng ngàõn maûch phuû thuäüc vaìo thåìi âiãøm bàõt âáöu ngàõn maûch (cæûc âaûi åí âiãûn aïp khäng) vaì hàòng säú thåìi gian cuía caïc thaình pháön phêa nguäön cung cáúp nhæ maïy phaït, maïy biãún aïp, caïp vaì âæåìng dáy cao aïp (IEC vaì DIN VDE qui âënh hàòng säú thåìi gian laì 45ms. Âiãöu âoï coï nghéa laì thaình pháön mäüt chiãöu bàòng khoaíng chæìng 40% 50% âäúi våïi thåìi gian måí thäng thæåìng cuía maïy ngàõt ngoaìi tråìi loaûi hiãûn âaûi SF

÷6).

c) Ngàõn maûch gáön (hçnh 11-9) Laì ngàõn maûch trãn âæåìng dáy trãn khäng khäng xa maïy ngàõt (khoaíng vaìi kilämeït). Noï gáy ra æïng suáút âàûc biãût nghiãm troüng cho maïy ngàõt båíi vç hai âiãûn aïp quaï âäü xãúp chäöng lãn nhau (âiãûn aïp quaï âäü cuía læåïi âæåìng dáy cung cáúp vaì âiãûn aïp quaï âäü cuía phêa âæåìng dáy). AÍnh hæåíng têch luîy laì bæåïc tàng âiãûn aïp chè laìm giaím doìng ngàõn maûch mäüt êt. Khoaíng caïch tåïi haûn cuía ngàõn maûch phuû thuäüc vaìo doìng âiãûn, âiãûn aïp vaì mäi træåìng dáûp häö quang. d) Âoïng måí khäng truìng pha (hçnh 11-10) ÆÏng suáút âiãûn aïp (táön säú nguäön) ráút låïn nãúu goïc pha cuía caïc hãû thäúng åí phêa maïy ngàõt khaïc nhau (caïc thaình pháön hãû thäúng taïch råìi hoàûc caïc maïy ngàõt cuía maïy phaït âiãûn hoìa âäöng bäü khäng chênh xaïc).

Hçnh 11-10:Âoïng måí khäng truìng pha a) Maûch tæång âæång âån giaín hoïa c) ÆÏng suáút âiãûn aïp trãn maïy ngàõt Hçnh 11-11: Ngàõt doìng âiãûn âiãûn caím nhoí

a) Maûch tæång âæång âån giaín hoïa b) Caïc âæåìng cong doìng âiãûn vaì âiãûn aïp våïi

doìng âiãûn bë bàm khäng chaïy laûi c) Âæåìng cong âiãûn aïp æïng våïi chaïy laûi

e) Ngàõt doìng âiãûn âiãûn caím nhoí (hçnh 11-11) Tuìy theo cáúu hçnh læåïi, viãûc ngàõt maûch doìng âiãûn caím nhoí nhæ caïc cuäün khaïng âiãûn hoàûc doìng tæì hoïa maïy biãún aïp coï thãø laìm âiãûn aïp phuûc häöi tàng nhanh vaì gáy quaï âiãûn aïp do kãút quaí cuía doìng âiãûn bàm (dáûp tàõt cæåîng bæïc) træåïc khi chuyãøn maûch qua âiãøm khäng tæû nhiãn (caïc maûch thæí nghiãûm váùn coìn âang âæåüc thaío luáûn trong IEC vaì DIN VDE båíi vç quaï âiãûn aïp phuû thuäüc ráút nhiãöu vaìo caïc tênh cháút riãng cuía taíi âiãûn caím). f) Âoïng càõt doìng âiãûn dung (hçnh 11-12) Tçnh huäúng naìy tuy khäng taûo nãn æïng suáút nghiãm troüng nhæng noïi chung maïy ngàõt cho pheïp traïnh bë häö quang chaïy laûi. Tuy nhiãn vãö liï thuyãút sæû chaïy làûp laûi coï thãø laìm tàng æïng suáút taûo nãn nhiãöu giaï trë âènh cuía âiãûn aïp. h) Âoïng càõt âæåìng dáy khäng taíi vaì caïp

139

Âiãûn dung trãn mäüt âån vë chiãöu daìi âæåìng dáy hoàûc caïp taûo nãn caïc âiãöu kiãûn tæång tæû nhæ âoïng càõt tuû âiãûn.

Hçnh 11-12: Âoïng càõt doìng âiãûn âiãûn dung Hçnh 11-13: ÆÏng suáút tiãúp âiãøm khi näúi a)Maûch tæång âæång âån giaín hoïa. maûch âiãûn caím. b)Caïc âæåìng cong doìng âiãûn vaì âiãûn aïp a) Coï häö quang træåïc c)Caïc âæåìng cong doìng âiãûn vaì âiãûn aïp khi b)Khäng coï häö quang træåïc xaíy ra chaïy laûi häö quang

Caïc æïng suáút trãn tiãúp âiãøm khi näúi maûch âiãûn caím (hçnh 11-13). Viãûc âoïng maûch âiãûn caím vaì âiãûn dung coï thãø taûo nãn quaï âiãûn aïp âãún 100%. Do váûy, maïy ngàõt våïi âiãûn aïp cao vaì âæåìng dáy daìi (khoaíng trãn 300 km) thæåìng màõc thãm vaìo caïc âiãûn tråí khi âoïng.

11.3. MÄI TRÆÅÌNG DÁÛP HÄÖ QUANG VAÌ NGUYÃN LIÏ TAÏC ÂÄÜNG Trong maïy ngàõt cao aïp thiãút bë dáûp häö quang laì bäü pháûn chênh, khi ngàõt maûch âiãûn åí âoï xaíy ra caïc quaï trçnh cå baín dáûp häö quang vaì tiãúp theo âoï laì phuûc häöi âäü bãön vãö âiãûn giæîa caïc khoaíng träúng tiãúp âiãøm. Quaï trçnh xaíy ra ráút phæïc taûp phuû thuäüc vaìo sæû laìm viãûc cuía kiãøu thiãút bë dáûp häö quang, phuû thuäüc khaí nàng dáûp häö quang cuía thiãút bë vaì phuû thuäüc vaìo âàûc tuyãún cuía quaï trçnh âoï. Daûng âàûc tuyãún cuía quaï trçnh naìy phuû thuäüc vaìo nguyãn tàõc taïc âäüng cuía thiãút bë vaì vaìo caïc âàûc âiãøm kãút quaí tæìng chi tiãút cuía noï. Tênh vaì thiãút kãú thiãút bë dáûp häö quang laì mäüt trong caïc nhiãûm vuû quan troüng khi thiãút kãú maïy ngàõt. Trong tênh toaïn cáön phaíi xaïc âënh caïc tham säú cuía thiãút bë vaì caïc âàûc tuyãún cuía noï: Caïc tham säú cuía thiãút bë dáûp häö quang: - Säú læåüng vaì kêch thæåïc chênh cuía caïc âæåìng raînh dáûp tàõt häö quang. - Säú læåüng, vë trê tæång häù vaì trë säú caïc khoaíng träúng giæîa caïc tiãúp âiãøm trong luïc dáûp tàõt häö quang cuîng nhæ kêch thæåïc, hçnh daïng cuía tiãúp âiãøm taûo thaình caïc khoaíng träúng.

140

Caïc âàûc tuyãún cuía thiãút bë dáûp häö quang gäöm: - Âàûc tuyãún täúc âäü chuyãøn âäüng cuía caïc tiãúp âiãøm dáûp häö quang vaì cuía van (nãúu coï). - Trë säú låïn nháút vaì âàûc tuyãún thay âäøi aïp suáút cuía mäi træåìng taûo thaình khê trong vuìng dáûp häö quang (trong caïc âæåìng raînh laìm viãûc, trong khäng gian vaì trong caïc thiãút kãú âãø thaíi khê,...).

- Täúc âäü chaïy cuía mäi træåìng dáûp häö quang trong vuìng dáûp häö quang åí tæìng giai âoaûn dáûp häö quang. - Täúc âäü chuyãøn dëch cuía thán häö quang trong tæì træåìng (nãúu aïp duûng dáûp häö quang bàòng âiãûn tæì). - Sæû thay âäøi âiãûn aïp trãn häö quang vaì nàng læåüng thaíi ra trong häö quang. - Sæû thay âäøi traûng thaïi (âäü dáùn dæ, âäü bãön âiãûn, nhiãût âäü,...) maì goüi laì thán dæ åí cuäúi næía chu kç cuía doìng âiãûn vaì sæû phuûc häöi âäü bãön vãö âiãûn cuía khoaíng träúng giæîa caïc tiãúp âiãøm. Mäüt säú âàûc tuyãún - Täúc âäü chuyãøn âäüng cuía caïc tiãúp âiãøm. - AÏp læûc cuía khäng khê hay khê taïc âäüng vaìo âáöu rça cuía tiãúp âiãøm di âäüng,... âæåüc sæí duûng laìm tham säú cho træåïc âãø tênh toaïn caïc kháu khaïc cuía maïy ngàõt liãn quan âãún caïc tiãúp âiãøm cuía thiãút bë dáûp häö quang (truyãön âäüng cå khê, truyãön âäüng, bçnh chæïa khäng khê, van,...). Nhæ váûy viãûc tênh vaì chênh xaïc hoïa kêch thæåïc caïc chi tiãút cuía thiãút bë dáûp häö quang phaíi tiãún haình træåïc khi tênh vaì gia cäng caïc kháu khaïc cuía maïy ngàõt. Thiãút bë dáûp häö quang cuía caïc maïy ngàõt hiãûn âaûi phaíi thoía maîn caïc yãu cáöu chung: + Dáûp tàõt häö quang âiãûn chàõc chàõn åí âiãûn aïp âënh mæïc cho træåïc, khi ngàõt caïc doìng âiãûn giåïi haûn (âãún haìng chuûc kA) trong mäüt thåìi gian nháút âënh. + Dáûp häö quang âiãûn chàõc chàõn vaì nhanh, khäng chaïy làûp laûi khi ngàõt caïc doìng âiãûn âiãûn dung cuía âiãûn dung cuía âæåìng dáy khäng taíi vaì caïc doìng âiãûn khaïng cuía maïy biãún aïp khäng taíi. + Laìm viãûc äøn âënh khäng thay âäøi caïc âàûc tuyãún âoaûn âáöu trong thåìi gian váûn haình âaî qui âënh vaì säú láön âoïng ngàõt quy âënh. + Kãút cáúu âån giaín, dãù gia cäng vaì thuáûn tiãûn trong váûn haình. + Tiãu hao mäi træåìng dáûp häö quang (cháút loíng, khäng khê neïn hay khê) âãø hoaìn thaình thao taïc qui âënh cáön phaíi êt nháút. 1. Dáûp häö quang trong maïy ngàõt khäng khê a) Quaï trçnh dáûp häö quang khi khäng khê thäøi doüc Laìm laûnh thán häö quang trong buäöng khäng khê neïn coï cæåìng âäü cao laì mäüt trong nhæîng phæång tiãûn dáûp häö quang hiãûu duûng åí caïc maïy ngàõt cao aïp âiãûn xoay chiãöu. Quaï trçnh dáûp häö quang phuû thuäüc vaìo hçnh daïng vaì vë trê tæång häù cuía caïc tiãúp âiãøm vaì cuía miãûng äúng: a.1) Khi thäøi mäüt phêa - qua miãûng äúng kim loaûi (hçnh 11-14a).

a.2) Khi thäøi mäüt phêa - qua miãûng äúng caïch âiãûn (hçnh 11-14b). a.3) Khi thäøi hai phêa âäúi xæïng - qua tiãúp âiãøm kiãøu miãûng äúng (hçnh 11-14c).

a.4) Khi thäøi hai phêa khäng âäúi xæïng - qua tiãúp âiãøm kiãøu miãûng äúng (hçnh11-14d). Caïc cäng trçnh nghiãn cæïu vãö liï thuyãút vaì vãö thæûc nghiãûm chè ra ràòng, åí caïc thiãút bë nhæ thãú coï thãø dáûp tàõt häö quang mäüt caïch kãút quaí nháút våïi caïc âiãöu kiãûn chuí yãúu sau: + Täúc âäü cuía luäöng khäng khê neïn taûi biãn âäü doìng âiãûn khi trong miãûng äúng coï häö quang tàõt khäng âæåüc nhoí hån giåïi haûn cho pheïp. + ÅÍ ngay cuäúi næía chu kç cuía doìng âiãûn häö quang, trong khoaíng thåìi gian tæång âäúi ngàõn täúc âäü cuía luäöng khê neïn miãûng äúng phaíi âaût tåïi giaï trë tåïi haûn, coìn trë säú aïp suáút trong vuìng thán dæ phaíi låïn nháút.

141

Våïi caïc âiãöu kiãûn trãn quaï trçnh næït våî thán dæ do ion âaî xaíy ra maînh liãût vaì sæû phuûc häöi âäü bãön vãö âiãûn cuía khoaíng träúng giæîa caïc tiãúp âiãøm coï quan hãû våïi quaï trçnh âoï.

Hçnh 11-14: Caïc caïch thäøi doüc trong bçnh cuía maïy ngàõt khäng khê a) Thäøi mäüt phêa qua miãûng äúng kim loaûi b) Thäøi mäüt phêa qua miãûng äúng caïch âiãûn c) Thäøi hai phêa âäúi xæïng qua tiãúp âiãøm kiãøu miãûng äúng d) Thäøi hai phêa khäng âäúi xæïng qua tiãúp âiãøm kiãøu miãûng äúng

b) Dáûp häö quang coï thäøi khäng khê doüc våïi shun bàòng âiãûn tråí nhoí Shun häö quang bàòng âiãûn tråí nhoí (dáûp häö quang) laì mäüt trong caïc phæång thæïc tàng khaí nàng ngàõt cuía maïy ngàõt. Caïc så âäö nguyãn liï coï tênh âiãøn hçnh vãö sun häö quang bàòng âiãûn tråí nhoí nãu åí hçnh 11-15. Khi ngàõt caïc tiãúp âiãøm taïch råìi ra vaì åí trong buäöng dáûp häö quang xuáút hiãûn hai doìng häö quang 1 vaì 2, mäüt trong nhæîng âoaûn âoï âæåüc näúi shun bàòng âiãûn tråí nhoí RS. ÅÍ cuäúi næía chu kç häö quang thæï nháút seî tàõt vaì häö quang thæï hai (âiãûn tråí shun màõc näúi tiãúp våïi âoaûn 1) seî tàõt åí næía chu kç sau. Nhåì shun âoï, sau khi häö quang tàõt täúc âäü phuûc häöi âiãûn aïp vaì biãn âäü cuía âiãûn aïp phuûc häöi åí khoaíng träúng thæï nháút giaím xuäúng ráút nhiãöu. Màõc tiãúp âiãûn tråí vaìo maûch cuía âoaûn häö quang thæï hai taûo ra âiãöu kiãûn thuáûn låüi âãø dáûp tàõt, nhæng do trë säú doìng âiãûn ngàõt giaím ráút nhiãöu vaì trë säú âiãûn aïp phuûc häöi cuîng giaím. Nhæ váûy, trong caïc thiãút bë nhæ thãú quaï trçnh dáûp häö quang thuáûn låüi hån trong caïc thiãút bë khäng âæåüc shun bàòng âiãûn tråí nhoí. Khi trë säú âiãûn tråí choün âuïng thç åí caïc maïy ngàõt cäng suáút ngàõt khäng phuû thuäüc vaìo táön säú dao âäüng tæû do cuía âiãûn aïp phuûc häöi. Våïi maïy ngàõt khäng khê âàûc âiãøm naìy ráút quan troüng, vç nhåì âoï coï thãø taûo ra âæåüc nhæîng maïy ngàõt cäng suáút ngàõt ráút låïn åí âiãûn aïp maïy phaït, maì khi caïc phæång phaïp khäng duìng shun âiãûn tråí nhoí khoï thæûc hiãûn âæåüc, vç táön säú dao âäüng tæû do åí âiãûn aïp maïy phaït tæång âäúi låïn. Ta seî xeït quaï trçnh dáûp häö quang trong buäöng dáûp häö quang cuía maïy ngàõt khäng khê coï hai khoaíng ngàõt, mäüt trong hai khoaíng ngàõt âoï âæåüc shun bàòng âiãûn tråí nhoí. Caïc så âäö tênh toaïn âiãûn cuía hai giai âoaûn dáûp häö quang vaì âàûc tuyãún åí hçnh 11-15 vaì 11-16. Giai âoaûn dáûp häö quang thæï nháút coï caïc âàóng thæïc:

142

i i ii R U U

hq S

S S S hq

= += =

⎫⎬⎭

Uhq : âiãûn aïp trãn thán häö quang thæï nháút

Hçnh 11-15 a) Så âäö âãø tênh quaï trçnh dáûp häö quang trong buäöng häö quang coï shun âiãûn tråí nhoí

b) Caïc phæång phaïp shun häö quang bàòng âiãûn tråí nhoí trong maïy ngàõt khäng khê

US : âiãûn aïp trãn âiãûn tråí shun

ihq : doìng âiãûn häö quang iS : doìng âiãûn qua âiãûn tråí shun RS: trë säú âiãûn tråí shun i : doìng âiãûn cuía maûch ngàõt. Nãúu láúy gáön âuïng theo âàûc tuyãún ténh cuía häö quang, thç våïi træåìng håüp thäøi doüc ráút maûnh coï âiãûn aïp trãn thán häö quang:

U Ai

lhqhqm hq=

A =1400 : hãû säú khäng âäøi biãøu thë cæåìng âäü laìm laûnh thán häö quang. m :säú muî biãøu thë phæång phaïp laìm laûnh thán häö quang. Trong træåìng håüp naìy coï thãø láúy m = 0,25.

143

lhq : chiãöu daìi häö quang, cm. ihq : doìng âiãûn häö quang, A. iS : doìng âiãûn qua âiãûn tråí shun RS : trë säú âiãûn tråí sun, i: doìng âiãûn cuía maûch ngàõt. Âàûc tuyãún V-A cuía häö quang vaì âàûc tuyãún dáûp tàõt häö quang cuía shun åí hçnh 11-16. ÅÍ gêa trë i i ihq S0 0 0

Hçnh 11-16: Âàûc tuyãún V-A cuía häö quang coï shun bàòng âiãûn tråí nhoí

in

Uhq=f1(i)

Uhq=f(ia)

Us

i

U

+=

xuáút hiãûn âiãöu kiãûn råi tæïc thåìi cuía doìng âiãûn häö quang âãún trë säú khäng, do quaï âäü chuyãøn doìng âiãûn âoï vaìo shun. Âiãöu âoï tæång æïng våïi thåìi âiãøm xaïc âënh theo phæång trçnh:

i i ihq S0 0= + I tm0 0= sinω

2. Dáûp häö quang trong maïy ngàõt dáöu

Dáûp häö quang cuía maïy ngàõt dáöu âæåüc thæûc hiãûn bàòng caïch laìm laûnh thán häö quang trong luäöng cuía mäi træåìng khê (häùn håüp khê håi) do sæû phán li vaì bäúc håi cuía dáöu do chênh häö quang taûo ra. So saïnh våïi quaï trçnh dáûp tàõt häö quang trong luäöng khäng khê laûnh, trong træåìng håüp naìy caïc âiãöu kiãûn trao âäøi nhiãût våïi mäi træåìng xung quanh coï âàûc âiãøm: - Trong thaình pháön häùn håüp khê håi chæïa ráút nhiãöu H2 (âãún 90%) coï tênh dáùn nhiãût cao hån so våïi khäng khê nhæng âäü bãön âiãûn keïm hån. - Luäöng häùn håüp khê åí vuìng häö quang chaïy coï nhiãût âäü cao (800 ÷ 25000K). Khi doìng âiãûn häö quang khäng låïn (thæåìng tåïi 100A) thç âiãöu kiãûn laìm laûnh thán häö quang khaïc nhau. Khi doìng âiãûn låïn sæû laìm laûnh thán häö quang xaíy ra chuí yãúu laì do âäúi læu cæåîng bæïc trong luäöng häùn håüp khê håi åí aïp suáút låïn. Doìng âiãûn tàng cæåìng âäü laìm laûnh âäúi læu vaì trë säú aïp suáút åí vuìng dáûp häö quang cuîng tàng. Nhåì âoï taûo ra âæåüc âiãöu kiãûn ráút täút âãø phuûc häöi âäü bãön âiãûn cuía khoaíng träúng giæîa caïc tiãúp âiãøm khi doìng âiãûn qua trë säú khäng. Khi doìng âiãûn nhoí sæû âäúi læu vaì aïp suáút cuía khê åí vuìng dáûp häö quang seî giaím, nhæ váûy âiãöu kiãûn dáûp häö quang xáúu, thåìi gian häö quang chaïy seî tàng lãn roî rãût. Sæû tàng aïp suáút trong vuìng dáûp häö quang do truyãön dáöu cæåîng bæïc dæåïi taïc âäüng cuía nguäön nàng læåüng cå khê bãn ngoaìi coï thãø caíi tiãún âiãöu kiãûn dáûp häö quang, thåìi gian häö quang chaïy seî giaím khi ngàõt doìng âiãûn nhoí. Trong tênh toaïn gáön âuïng cho ràòng caïc âiãöu kiãûn dáûp tàõt häö quang âaût kãút quaí täút nháút trong caïc thiãút bë dáûp häö quang cuía maïy ngàõt dáöu laì:

* Sæû thäøi cuía häùn håüp khê håi åí vuìng häö quang maînh liãût (âàûc biãût åí gáön cuäúi næía soïng doìng âiãûn).

* AÏp suáút cao cuía häùn håüp khê håi åí vuìng häö quang vaìo cuäúi næía chu kç cuía doìng âiãûn. * Khoaíng caïch nhoí giæîa bãö màût thán häö quang vaì thaình raînh hçnh thaình häö quang bàòng dáöu

xung quanh hay giæîa bãö màût cuía cháút caïch âiãûn cuîng âæåüc táøm dáöu. Do âoï cáön taûo âæåüc âiãöu kiãûn thuáûn låüi nháút âãø laìm bäúc håi maînh liãût vaì hçnh thaình caïc luäöng håi dáöu baîo hoìa træûc tiãúp åí gáön bãö màût thán häö quang. Mäüt säú hay táút caí caïc âiãöu kiãûn kãø trãn trong caïc kãút cáúu vãö thiãút bë dáûp häö quang cuía maïy ngàõt dáöu coï mæïc âäü khaïc nhau do caïch choün nguyãn tàõc taïc âäüng cuía thiãút bë vaì hçnh daïng kãút cáúu kêch thæåïc cuía tæìng chi tiãút. Theo nguyãn tàõc taïc âäüng thiãút bë dáûp häö quang cuía caïc maïy ngàõt dáöu hiãûn âaûi coï thãø chia ra laìm ba nhoïm chênh: + Thiãút bë dáûp häö quang thäøi tæû âäüng. Âiãöu kiãûn âãø dáûp tàõt häö quang cuía thiãút bë naìy laì: aïp suáút cao vaì täúc âäü luäöng khê åí vuìng dáûp tàõt häö quang låïn - taûo nãn do nàng læåüng taïch ra tæì häö quang.

144

+ Thiãút bë dáûp häö quang thäøi dáöu cæåîng bæïc, åí thiãút bë naìy nhåì bäü pháûn âàûc biãût âáøy dáöu âãún khoaíng ngàõt. + Thiãút bë dáûp häö quang coï bäü pháûn dáûp häö quang bàòng tæì trong dáöu. Dæåïi aính hæåíng cuía tæì træåìng ngang thán häö quang chuyãøn dëch vaìo raînh vaì khe heüp taûo båíi caïc thaình caïch âiãûn chæïa âáöy dáöu, do âoï taûo âæåüc âiãöu kiãûn thuáûn låüi âãø dáûp häö quang. Do hiãûu suáút cao vaì tæång âäúi âån giaín nãn thiãút bë dáûp häö quang thäøi tæû âäüng âæåüc aïp duûng räüng raîi nháút. Thiãút bë cuía nhoïm thæï hai êt âæåüc aïp duûng vç khi ngàõt doìng âiãûn låïn thç thäøi dáöu cæåîng bæïc êt hiãûu læûc, kãút cáúu cuía buäöng dáûp häö quang vaì thiãút bë båm dáöu ráút phæïc taûp, cäöng kãönh. Khi ngàõt doìng âiãûn beï thäøi dáöu cæåîng bæïc taïc âäüng täút trong træåìng håüp riãng âãø dáûp tàõt häö quang chàõc chàõn hån khäng chaïy làûp laûi khi ngàõt doìng âiãûn âiãûn dung beï cuía âæåìng dáy. Thäøi dáöu cæåîng bæïc âæåüc aïp duûng trong mäüt säú bçnh chæïa thäøi tæû âäüng nhæ cäng cuû bäø sung. Thiãút bë dáûp häö quang coï bäü pháûn dáûp bàòng tæì træåìng cuîng khäng âæåüc aïp duûng räüng raîi vç phæång phaïp naìy hiãûu quaí keïm hån phæång phaïp thäøi tæû âäüng trong dáöu.

Hçnh 11-17: Så âäö kãút cáúu cuía mäüt säú buäöng dáûp häö quang thäøi tæû âäüng trong dáöu 1. Tiãúp âiãøm cäú âënh ; 2. Caïc chi tiãút cuía buäöng dáûp häö quang 3. Tiãúp âiãøm di âäüng; 4. Tiãúp âiãøm trung gian

Chuïng ta seî chè nghiãn cæïu caïc váún âãö kãút cáúu cuía caïc thiãút bë dáûp häö quang coï thäøi tæû âäüng trong dáöu. Så âäö kãút cáúu cuía caïc thiãút bë dáûp häö quang hiãûn âaûi kiãøu naìy åí hçnh 11-17 vaì 11-18.

Caïc thiãút bë dáûp häö quang coï thäøi tæû âäüng thæåìng coï daûng bçnh chæïa cæïng (hçnh 11-17) thán cuía noï âæåüc taûo thaình båíi chi tiãút näúi cæïng våïi nhau, hay laì bçnh chæïa âaìn häöi (hçnh 11-18) âæåüc taûo thaình båíi caïc chi tiãút näúi våïi nhau mäüt caïch âaìn häöi nhåì caïc loì xo hay caïc miãúng âãûm âaìn häöi.

145

Trong quaï trçnh ngàõt khi aïp suáút trong bçnh chæïa tàng caïc chi tiãút cuía bçnh chæïa âaìn häöi coï thãø bë ngàn caïch taûo thaình raînh laìm viãûc bäø sung trong vuìng häö quang chaïy, nhåì âoï taûo âæåüc caïc âiãöu kiãûn

thuáûn låüi hån âãø dáûp tàõt häö quang.

Hçnh 11-18: Så âäö kãút cáúu cuía bçnh chæïa âaìn häöi coï thäøi tæû âäüng trong dáöu 1. Tiãúp âiãøm cäú âënh; 2. Bäü loì xo; 3. Chi tiãút laìm viãûc cuía bäü pháûn dáûp häö quang; 4. ÄÚng âãûm 5. Tiãúp âiãøm di âäüng; 6. Voìng âaìn häöi

Tuìy thuäüc vaìo säú læåüng, vë trê tæång häù cuía caïc tiãúp âiãøm coï trong bçnh chæïa vaì vaìo trçnh tæû luïc ngàõt, buäöng dáûp häö quang coï thãø coï nhiãöu phæång aïn kãút cáúu khaïc nhau, thê duû: - Bçnh chæïa coï mäüt khoaíng ngàõt chênh cuía caïc tiãúp âiãøm. - Bçnh chæïa coï nhiãöu khoaíng ngàõt, coï cuìng âiãöu kiãûn dáûp tàõt häö quang. - Bçnh chæïa coï mäüt khoaíng ngàõt chênh vaì mäüt khoaíng ngàõt phuû. - Bçnh chæïa coï nhiãöu khoaíng ngàõt chênh vaì nhiãöu khoaíng ngàõt phuû. Khi trong bçnh chæïa coï khoaíng ngàõt phuû taûo âæåüc âiãöu kiãûn phaït sinh håi äøn âënh trong vuìng xaïc âënh cuía buäöng dáûp häö quang, mäüt säú træåìng håüp dáûp tàõt häö quang âæåüc âáøy maûnh åí khoaíng ngàõt chênh. Nhiãöu khoaíng ngàõt âæåüc aïp duûng trong træåìng håüp âiãûn aïp laìm viãûc ráút cao vaì muûc âêch haûn chãú cuía âiãûn aïp sinh ra trong luïc ngàõt doìng âiãûn caím æïng nhoí, mäüt pháön cuía caïc khoaíng ngàõt âoï âæåüc näúi shun bàòng âiãûn tråí. Våïi caïc âiãöu kiãûn khaïc giäúng nhau khaí nàng dáûp häö quang cuía caïc thiãút bë âang xeït åí mæïc âäü cao âæåüc xaïc âënh bàòng caïc kêch thæåïc, hçnh daûng vaì bäú trê tæång häù caïc raînh laìm viãûc cuía bçnh chæïa. Hæåïng cuía luäöng khê doüc truûc hay vuäng goïc våïi truûc thán häö quang tuìy thuäüc caïch bäú trê caïc raînh. Trong caïc bçnh chæïa hæåïng aïp duûng caïc daûng thäøi sau: thäøi doüc (hçnh 11-17a, c), thäøi ngang (hçnh 11-17e, b, g), thäøi häùn håüp (hçnh 11-17d) vaì thäøi ngang ngæåüc chiãöu (hçnh 11-17â). Dæûa vaìo âiãûn aïp âënh mæïc cäng suáút ngàõt so saïnh kinh tãú âãø choün kiãøu thäøi. Mäüt säú bçnh chæïa coï thäøi tæû âäüng coï bäø sung thäøi dáöu cæåîng bæïc phaíi coï thãm mäüt bäü pháûn cå khê. Chuïng ta seî qui âënh mäüt säú qui tàõc ban âáöu âãø tênh toaïn caïc bçnh chæïa coï thäøi tæû âäüng trong dáöu. Trong træåìng håüp chung khi ngàõt chu trçnh laìm viãûc cuía bçnh chæïa coï thãø chia ra laìm ba giai âoaûn chênh.

146

Hçnh 11-19 Så âäö caïc giai âoaûn chênh chu trçnh laìm viãûc cuía thiãút bë dáûp häö quang thäøi tæû âäüng trong dáöu

a) Häö quang chaïy trong bong boïng khê håi kheïp kên b) Häùn håüp khê håi chaïy qua vuìng dáûp häö quang c) Âãø dáöu vaìo bçnh chæïa sau khi dáûp tàõt häö quang

Giai âoaûn thæï 1: sau khi caïc tiãúp âiãøm taïch råìi nhau häö quang chaïy trong buäöng khê (hçnh 11-19a). Trong giai âoaûn naìy nhåì nàng læåüng toía ra tæì häö quang maì træî læåüng häùn håüp khê håi neïn trong bçnh chæïa tàng âãún aïp suáút coï thãø dáûp tàõt häö quang åí caïc raînh. Giai âoaûn thæï 2: (hçnh 11-19b) kãø tæì thåìi âiãøm häùn håüp khê håi bàõt âáöu chaíy tæì vuìng bong boïng khê håi qua caïc raînh ra khoíi bçnh chæïa. Giai âoaûn naìy biãøu hiãûn sæû thay âäøi aïp suáút khê trong bçnh chæïa åí caïc raînh vaì cæåìng âäü chaïy cuía häùn håüp. Giai âoaûn naìy kãút thuïc bàòng sæû phuûc häöi âäü bãön âiãûn cuía khoaíng träúng giæîa caïc tiãúp âiãøm, nhæ váûy giai âoaûn thæï hai laì giai âoaûn chuí yãúu. Giai âoaûn thæï 3: (hçnh 11-19c) tæì bçnh chæïa khê noïng vaì håi dáöu dæ âæåüc âáøy ra ngoaìi vaì dáöu saûch âæåüc âäø vaìo bçnh chæïa. Giai âoaûn naìy chuáøn bë bçnh chæïa cho láön ngàõt tiãúp sau. Trong caïc buäöng dáûp häö quang coï AΠ B giai âoaûn naìy ráút quan troüng. Hai giai âoaûn âáöu coï âàûc âiãøm täøng håüp ráút phæïc taûp vãö quaï trçnh thuíy âäüng vaì nhiãût âäüng liãn quan láùn nhau, khaí nàng dáûp häö quang cuía thiãút bë toaìn bäü phuû thuäüc vaìo haình trçnh cuía quaï trçnh âoï. 3. Dáûp häö quang cuía maïy ngàõt tæû saín khê Trong caïc thiãút bë dáûp häö quang cuía maïy ngàõt tæû saín khê dáûp tàõt häö quang åí trong luäöng khê do váût liãûu ràõn saín khê ra dæåïi taïc duûng cuía häö quang.

Baíng 11.5: Caïc tham säú vãö caïc saín pháøm taûo thaình khê cuía caïc váût liãûu ràõn saín khê Thaình pháön

cuía Phibra âoí Nhæûa phoïoc-mal-âã-hyâuyarã Nhæûa pälimetakril

Khê cm3 % cm3 % cm3 % CO2

CO H2

H2O

70,32 682,5

468,43 108,07

5,2951,3435,24

8,13

125,13584,88294,15609,32

7,0035,0318,5838,49

105,82 955,64 587,35 418,30

5,0747,7127,1820,04

Σ 1329,32 100,00 1613,48 100,00 2067,11 100,00 Kãút cáúu thiãút bë laì mäüt bçnh chæïa, caïc thaình vaì caïc chi tiãút taûo thaình caïc raînh dáûp häö quang laìm bàòng váût liãûu caïch âiãûn saín khê. Khi häö quang tiãúp xuïc nhiãût våïi caïc thaình cuía caïc raînh seî taûo thaình

147

læåüng khê låïn, khi caïc raînh coï hçnh daïng vaì kêch thæåïc tæång æïng thç coï âiãöu kiãûn cáön thiãút âãø dáûp tàõt häö quang: aïp suáút cao, täúc âäü chaíy cuía khê trong vuìng dáûp häö quang låïn.

Thæåìng sæí duûng caïc váût liãûu saín khê sau: phibra âaî læu hoïa, nhæûa phooc-mal-âã-hyâ, Äyarã vaì thuíy tinh hæîu cå. Caïc tham säú vãö khaí nàng saín khê cuía caïc váût liãûu kãø trãn vaì saín pháøm taûo thaình khê nãu åí baíng 11.5.

Khuynh hæåïng taûo thaình muäüi than trãn bãö màût buäöng dæåïi taïc duûng cuía nhiãût âäü häö quang cao laì mäüt trong caïc tênh cháút quan troüng âãø dáûp tàõt häö quang. Vãö màût naìy phibra âaî læu hoïa vaì thuíy tinh hæîu cå laì täút hån caí. Sæû taûo thaình muäüi than êt âi khi cho thãm mäüt êt axêt boric vaìo bäüt neïn cuía váût liãûu âoï (thê duû thuíy tinh hæîu cå). Kinh nghiãûm chè ràòng, trong caïc thiãút bë âaî nãu dáûp tàõt häö quang chè âaût âæåüc trong træåìng håüp aïp suáút trong bçnh chæïa åí thåìi âiãøm måí läù thäøi væåüt quaï trë säú tåïi haûn täúi thiãøu. Trong báút cæï træåìng håüp naìo aïp suáút khäng tháúp hån 2 at (doìng âiãûn måí 500 A). Do åí gáön läù thaíi khê coï caïc chi tiãút giaím ám (thê duû táúm daûng phàóng nàòm vuäng goïc våïi hæåïng cuía luäöng), khê âi cháûm vaìo läù, nãn khaí nàng dáûp häö quang bë giaím. Thiãút bë dáûp häö quang cuía maïy ngàõt tæû saín khê kiãøu B 10−Γ (hçnh 11-20) laì bçnh chæïa phàóng, trong âoï caïc thaình vaì maìng ngàn laìm bàòng thuíy tinh hæîu cå taûo thaình thãø têch båït rung 1 vaì ra caïc raînh dáûp häö quang heûp 2 vaì 3. Tiãúp âiãøm kiãøu hai ngoïn 4 nàòm phêa trãn. Khi måí, tiãúp âiãøm 5 chuyãøn âäüng xuäúng phêa dæåïi trong raînh dáûp häö quang.

Hçnh 11-20: Thiãút bë dáûp häö quang thäøi ngang tæû saín khê 1. Thãø têch båït rung 2 vaì 3. Caïc raînh dáûp häö quang 4. Tiãúp âiãøm cäú âënh 5. Tiãúp âiãøm di âäüng 6. Äúng loït dáûp häö quang

Khê âæåüc taûo thaình trong thåìi gian häö quang chaïy åí pháön trãn cuía bçnh chæïa âi vaìo thãø têch giaím rung vaì aïp suáút åí âáy tàng lãn âãún khi tiãúp âiãøm di âäüng måí raînh 3, sau âoï khê tæì thãø têch giaím rung vaì raînh dáûp häö quang bàõt âáöu chaíy qua läù thaíi khê åí chi tiãút giaím ám 6. Nhåì thäøi doüc ngang nãn taûo ra âæåüc âiãöu kiãûn âãø dáûp tàõt häö quang. Sau khi thanh tiãúp âiãøm âi ra do taïc âäüng cuía loì xo, äúng loït bàòng thuíy tinh hæîu cå 7 neïn thán häö quang. Nhåì âoï dáûp tàõt häö quang baío âaím chàõc chàõn khi ngàõt doìng âiãûn nhoí vaì loaûi træì âæåüc khaí nàng khê âäút noïng væåüt ra ngoaìi bçnh chæïa khi ngàõt doìng âiãûn låïn.

148

4. Dáûp häö quang bàòng tæì Caïc thiãút bë dáûp häö quang goüi laì dáûp tàõt bàòng tæì laì do duìng aính hæåíng cuía tæì træåìng ngang häö quang taûo chuyãøn dëch vaì âæåüc laìm laûnh theo nhiãöu kiãøu khaïc nhau hay phaín ion hoïa. Trong caïc thiãút bë coï caïc kiãøu dáûp häö quang sau: a) Phán chia häö quang ra thaình nhiãöu häö quang ngàõn, sau âoï dáûp tàõt åí caïc âiãûn cæûc laûnh. b) Do kãút quaí cuía sæû keïo daìi vaì chuyãøn dëch våïi täúc âäü låïn trong khäng khê, thán häö quang âæåüc laìm laûnh mäüt caïch âäúi læu ngang.

Hçnh 11-21: Så âäö dáûp tàõt häö quang trong bçnh kiãøu raînh 1. Häö quang âiãûn; 2. Vuìng keïo daìi så bäü; 3. Vuìng dáûp häö quang

c) Laìm laûnh thán häö quang trong raînh phàóng heûp do caïc thaình cuía bçnh chæïa taûo nãn, häö quang bë âáøy qua âoï bàòng tæì træåìng ngang. Nhæ váûy, trong caïc thiãút bë naìy tæì træåìng ngang thæåìng âæåüc taûo ra bàòng doìng âiãûn häö quang laì phæång tiãûn náng cao hiãûu quaí cuía phæång phaïp laìm laûnh kiãøu khaïc nhau trong khäng khê åí aïp suáút bçnh thæåìng. Ngaìy nay thæåìng sæí duûng caïc buäöng dáûp häö quang kiãøu raînh laì kinh tãú vaì hiãûu quaí hån caí, cho nãn sau naìy ta seî chè nghiãn cæïu caïch tênh vaì kãút cáúu caïc thiãút bë nhæ thãú. Så âäö cuía buäöng dáûp häö quang kiãøu raînh åí hçnh 11-21. Sau khi caïc tiãúp âiãøm taïch råìi dæåïi aính hæåíng cuía tæì træåìng ngang (thæåìng âæåüc taûo bàòng doìng âiãûn häö quang) thán häö quang nhanh choïng bë keïo daìi vaì sau âoï chuyãøn dëch vaìo vuìng dáûp tàõt, åí âáúy caïc thaình caïch âiãûn chëu nhiãût cuía bçnh chæïa taûo thaình raînh heûp. Khi âoï, nãúu chiãöu räüng cuía raînh nhoí hån âæåìng kênh cuía thán häö quang (d>δ) thç thán häö quang bë biãún daûng, tiãút diãûn cuía noï thaình hçnh chæî nháût bë keïo daìi vaì diãûn têch tiãúp xuïc våïi bãö màût cuía caïc thaình âæåüc tàng lãn. Nhåì âoï, giæîa häö quang vaì bãö màût cuía caïc thaình taûo ra âæåüc sæû tiãúp xuïc vãö nhiãût âaím baío taín nhiãût täút. Trong træåìng håüp naìy sæû âäúi læu vaì laìm laûnh thán häö quang bàòng luäöng khäng khê ngæåüc chiãöu âoïng vai troì khäng âaïng kãø. Trong træåìng håüp âang xeït, caïc tiãút diãûn trong vuìng thán häö quang giaím laì do sæû taïi håüp mäüt caïch maûnh meî trãn bãö màût caïc thaình laûnh. Caïc cäng trçnh nghiãn cæïu âaî chè ra, âäúi våïi phæång phaïp laìm laûnh nhæ váûy tè lãû giæîa doìng âiãûn häö quang Ihq, graâien âiãûn aïp trãn thán häö quang Ehq vaì âaûo haìm cuía chuïng theo thåìi gian coï thãø âàût trong daûng âàûc tuyãún V-A âäüng. 5. Dáûp trong khê SF6

149

Maïy ngàõt sæí duûng khê SF6 (Sunfua hexaflo) laìm mäi træåìng caïch âiãûn vaì dáûp häö quang âaî váûn haình coï kãút quaí trãn toaìn thãú giåïi tæì hån 25 nàm qua.

Khê naìy âàûc biãût thêch håüp laìm mäi træåìng dáûp häö quang do noï coï âäü bãön âiãûn mäi vaì suáút dáùn nhiãût cao. Maïy ngàõt kiãøu pittäng âæåüc sæí duûng cho caïc khaí nàng càõt cao, trong khi maïy ngàõt sæí duûng ké thuáût tæû thäøi âæåüc sæí duûng cho khaí nàng càõt trung bçnh. a) Nguyãn liï pittäng

Hçnh 11-22 âæa ra bäú trê vaì nguyãn liï taïc âäüng cuía buäöng dáûp häö quang kiãøu pittäng. Bäü dáûp gäöm tiãúp âiãøm ténh vaì tiãúp âiãøm âäüng våïi xilanh thäøi. Trong haình trçnh måí, thãø têch cuía xilanh thäøi giaím âi âãöu âàûn vaì do âoï aïp suáút khê trong buäöng tàng cho âãún khi tiãúp âiãøm ténh vaì tiãúp âiãøm âäüng taïch råìi.

Hçnh 11-22: Phæång phaïp taïc âäüng pêt täng âæa ra 4 giai âoaûn cuía quaï trçnh måí a)Vë trê âoïng; b) Haình trçnh måí bàõt âáöu; c) Caïc tiãúp âiãøm häö quang phán taïch; d)Vë trê måí:1.Tiãúp âiãøm mäüt chiãöu ténh; 2.Tiãúp âiãøm häö quang ténh; 3.Tiãúp âiãøm häö quang âäüng; 4.Tiãúp âiãøm mäüt chiãöu âäüng; 5.Xilanh neïn; 6.Pittäng neïn; 7.Cáön taïc âäüng; 8.Läù dáûp häö quang

Sæû taïch cuía caïc tiãúp âiãøm gáy nãn häö quang laìm tàng aïp suáút cuía khê SF6 bãn trong xi lanh. Khi aïp suáút âuí låïn âãø khê neïn thoaït ra vaì thäøi häö quang, giaíi phoïng

Hçnh 11-23: Ké thuáût tæû thäøi våïi maïy ngàõt cao aïp a)Vë trê âoïng; b)Vë trê måí; c)Ngàõt doìng âiãûn nhoí (nguyãn liï pittäng); d)Càõt doìng ngàõn maûch(nguyãn liï tæû thäøi): 1.Tiãúp âiãøm doìng mäüt chiãöu nh, 2.Tiãúp âiãøm häö quang ténh, 3.Tiãúp âiãøm häö quang âäüng, 4.Tiãúp âiãøm doìng mäüt chiãöu âäüng, 5.Th têch neïn, 6.thãø têch âäút noïng, 7.Cáön taïc âäüng, 8. Läù dáûp häö quang

ni

té ãø

5

4

3

2

1

302010

Ud[kV]300

250

200

150150

100

50 S[mm]

0

nàng læåüng cuía häö quang vaì laìm cho häö quang bë dáûp tàõt.

Hçnh 11-24: Tênh cháút âiãûn mäi cuía caïc mäi træåìng caïch âiãûn khaïc nhau. Cæåìng âäü âaïnh thuíng U våïi khoaíng caïch âiãûn cæûc 38mm theo Hçnh 11-26: Khaí nàng càõt cuía buäöng dáûp häö quang aïp suáút p: a)Dáöu biãún aïp, b)Khäng khê neïn, U-Âiãûn aïp âënh mæïc c)Âæåìng khäng khê chuáøn åí aïp suáút khê quyãøn Ik-Doìng càõt ngàõn maûch âënh mæïc

0

20

0U[kV]

600 400 200 800

1 2 4Buäöng dáûp häö quang /cæûc 1

02 3 4 5

P[bar]6

Hçnh daûng läù cuía caí hai tiãúp âiãøm taûo nãn âàûc tênh thäøi vaì dáûp tàõt täúi æu. b) Phæång phaïp càõt tæû thäøi Ké thuáût tæû thäøi cuía ABB (xem hçnh 11-23) âæåüc thæí nghiãûm thaình cäng nhiãöu nàm trong maïy ngàõt khê SF6 trung aïp, âaî âæåüc duìng dæåïi daûng biãún âäøi cho maïy ngàõt cao aïp vaìo nàm 1935 vaì do váûy khäng cáön cuäün nam chám quay häö quang. Hçnh 11-23 cho caïch bäú trê vaì nguyãn liï hoaût âäüng cuía buäöng dáûp häö quang tæû thäøi duìng cho âiãûn aïp tåïi 170kV vaì doìng 40kA. Cuîng giäúng nhæ nguyãn liï pittäng, khi doìng âiãûn nhoí, aïp suáút âoìi hoíi âãø thäøi häö quang âæåüc taûo nãn trong haình trçnh måí bàòng neïn khê trong thãø têch 5 (hçnh 11-23c). Khi xaíy ra ngàõn maûch, nàng læåüng cuía häö quang do doìng âiãûn låïn sinh ra âäút noïng vaì náng aïp suáút khê trong thãø têch 6 (hçnh 11-23d). AÏp suáút tàng naìy khäng âàût ra yãu cáöu naìo cho cå cáúu thao taïc, kãút quaí laì cå cáúu thao taïc chè âãø coï nàng læåüng cho haình trçnh âoïng càõt doìng âiãûn laìm viãûc. So våïi nguyãn liï pittäng, phæång phaïp tæû thäøi chè âoìi hoíi khoaíng 20% nàng læåüng taïc âäüng âäúi våïi maïy ngàõt cuìng tênh nàng ké thuáût. Æu âiãøm váûn haình laì cå cáúu truyãön âäüng chàõc chàõn, æïng suáút cå lãn hãû thäúng nhoí, taíi âäüng trãn nãön nhoí hån, mæïc äön nhoí hån vaì noïi chung âäü tin cáûy âæåüc náng cao. Tênh cháút âiãûn mäi noïi chung cuía mäi træåìng caïch âiãûn khê SF6, dáöu biãún aïp (a), khäng khê neïn (b) vaì aïp khäng khê åí suáút khê quyãøn (c) âæåüc minh hoüa trãn hçnh 11-24. Cæåìng âäü âiãûn mäi ngoaìi cuía buäöng dáûp häö quang phuû thuäüc vaìo aïp suáút cuía khäng khê xung quanh maì khäng phuû thuäüc vaìo aïp suáút khê SF6 bãn trong buäöng. Cæåìng âäü âiãûn mäi bãn trong buäöng âæåüc xaïc âënh bàòng aïp suáút khê SF6 vaì khoaíng caïch giæîa caïc tiãúp âiãøm. Biãøu âäö nãu lãn quan hãû cå baín giæîa cæåìng âäü bãn trong vaì bãn ngoaìi (âæåìng cong SF6 âãún âæåìng cong c). Hçnh 11-26 cho khaí nàng âoïng càõt thæûc tãú cuía buäöng dáûp häö quang âæåüc sæí duûng trong loaût maïy ngàõt SF6 ngoaìi tråìi.

11.4. CÅ CÁÚU TAÏC ÂÄÜNG VAÌ ÂIÃÖU KHIÃØN 1. Cå cáúu taïc âäüng loì xo Cå cáúu taïc âäüng loì xo laì hãû thäúng cå khê åí âoï nàng læåüng âæåüc têch trong loì xo. Loì xo âæåüc neïn bàòng âäüng cå âiãûn vaì âæåüc giaíi phoïng bàòng chäút.

151

Hçnh 11-27: Cå cáúu taïc âäüng loì xo(ABB)

a) Màût træåïc; b) Cå cáúu taïc âäüng. 1. Thanh taïc âäüng, 2. Cáön taïc âäüng, 3.Cäng tàõc phuû, 4.Cäng tàõc âiãöu khiãøn, 5.Cäng tàõc choün âiãöu khiãøn taûi chäù/Âiãöu khiãøn tæì xa, 6.Cäng tàõc haûn chãú khoïa liãn âäüng,7. Loì xo âoïng, 8. Âeìn chè thë, 9. Cäng tàõc tàõt âäüng cå

Cå cáúu taïc âäüng maïy ngàõt gäöm bäü træî nàng læåüng, bäü âiãöu khiãøn vaì bäü truyãön nàng læåüng. Bäü træî phaíi coï khaí nàng cung cáúp nàng læåüng täúi thiãøu âuí âãø thæûc hiãûn chu trçnh tæû âoïng laûi.

Khi maïy ngàõt nhaíy, nam chám nhaí chäút, læûc cuía loì xo âæåüc sæí duûng âãø chuyãøn tiãúp âiãøm ra khoíi bäü truyãön læûc cå khê. Hçnh 11-27 trçnh baìy màût træåïc vaì màût bãn cuía cå cáúu taïc âäüng loì xo caïc maïy ngàõt SF6 ngoaìi tråìi cuía ABB. Hçnh 11-28 laì cå cáúu taïc âäüng loì xo trong maïy ngàõt cuía haîng AEG. 2. Cå cáúu taïc âäüng duìng khê neïn Cå cáúu khê neïn sæí duûng khê neïn chæïa trong thuìng chæïa âàût træûc tiãúp trãn maïy ngàõt. Van hçnh xuyãún cho pheïp khê neïn qua xilanh taïc âäüng (khi âoïng) hoàûc tåïi aïp suáút khê quyãøn (khi càõt). Thuìng chæïa khäng khê âæåüc naûp âáöy bàòng maïy neïn. 3. Cå cáúu taïc âäüng thuíy læûc Cå cáúu thuíy læûc coï bçnh chæïa nitå âãø têch nàng læåüng cáön thiãút. Bäü âãûm khê nitå bë neïn truyãön aïp læûc lãn dáöu thuíy læûc. Nàng læåüng cáön âãø taïc âäüng caïc tiãúp âiãøm âæåüc truyãön bàòng pittäng thuíy læûc.

Hãû thäúng laìm viãûc theo nguyãn liï pittäng vi sai. Phêa "MÅÍ" (thanh pittäng) diãûn têch tiãút diãûn cuía thanh pittäng nhoí hån phêa "ÂOÏNG" (màût pittäng). Thanh pittäng thæåìng xuyãn chëu aïp suáút. Màût khaïc, phêa bãö màût pittäng chëu aïp suáút hãû thäúng khi âoïng vaì khi måí. Hãû thäúng âæåüc naûp laûi bàòng truyãön âäüng âäüng cå båm thuíy læûc, noï truyãön dáöu tæì khäúi aïp suáút tháúp âãún bäü chæïa nitå.

152

4. Cå cáúu taïc âäüng loì xo thuíy læûc

Hçnh 11-28: Chæïc nàng váûn haình cuía mäüt cå cáúu âiãöu khiãøn càõt kiãøu loì xo(AEG) 1.âäüng cå; 2.häüp säú; 3.baïnh xêch; 4.loì xo âoïng; 5.dáy xêch; 6.âéa cam daìy(âéa lãûch tám) ; 7.cam bë dáùn; 8.cuäün dáy haình trçnh; 9.chäút haîm måí; 10-häüp tay quay; 11.loì xo haình trçnh nhaí; 12.cæûc maïy ngàõt; 13.thanh truyãön näúi; 14.âæåìng truûc tay âoìn chênh; 15.âãûm dáöu giaím cháún; 16.cuäün dáy âoïng; 17.chäút haîm âoïng

153

Hçnh 11-29: Màût càõt cå cáúu taïc âäüng loì xo thuíy læûc duìng cho maïy ngàõt tæû thäøi SF6

1.Loì xo, 2.Pittäng loì xo, 3.Xilanh taïc âäüng, 4.Cáön pittäng, 5. Âiãøm näúi âo læåìng, 6. näúi âäø dáöu, 7.Khäúi båm, 8. Truûc truyãön âäüng båm, 9. Maïy båm

Cå cáúu loì xo thuíy læûc laì phäúi håüp cuía hãû thäúng thuíy læûc vaì loì xo. Nàng læåüng âæåüc têch luîy trong loì xo vaì âæåüc keïo càng bàòng thuíy læûc. Nàng læåüng âæåüc truyãön bàòng thuíy læûc, khi caïc tiãúp âiãøm maïy ngàõt âoïng hay måí bàòng pittäng vi sai, cå cáúu laìm viãûc hoaìn toaìn nhæ åí hãû thäúng thuíy læûc. Cå cáúu loì xo thuíy læûc cuía ABB coï nhiãöu kêch cåî. Táút caí âæåüc thiãút kãú sao cho khäng coï äúng näúi ngoaìi. Moüi âiãøm laìm kên aïp suáút âäüng låïn bäú trê giæîa dáöu aïp suáút cao vaì dáöu aïp suáút tháúp, nhæ váûy dáöu khäng coï thãø thoaït ra ngoaìi khi coï roì rè nheû. Màût càõt cå cáúu loì xo thuíy læûc cuía maïy ngàõt tæû thäøi coï thãø xem hçnh 11-29. Caïc maïy ngàõt cao aïp hiãûn âaûi thæåìng âæåüc trang bë bàòng cå cáúu taïc âäüng loì xo thuíy læûc hoàûc cå cáúu loì xo. 5. Âiãöu khiãøn âiãûn Bäü chè thë lãûch pha duìng cho maïy ngàõt coï taïc âäüng mäüt cæûc. Nãúu maûch "NHAÍY" cuía cæûc maïy ngàõt bë hæ hoíng, cæûc naìy khäng âaïp æïng våïi lãûnh "NHAÍY" vaì ba cæûc maïy ngàõt åí caïc vë trê khaïc nhau. Hãû thäúng chè thë lãûch pha phaït hiãûn sai lãûch naìy vaì sau khi âàût laûi thåìi gian chåì âåüi 2 giáy, noï taïc âäüng thao taïc "MÅÍ" cuía ba cæûc maïy ngàõt. Maïy ngàõt ba cæûc tæû âoïng laûi khäng cáön âãún giaïm saït lãûch pha, båíi vç ba cæûc coï liãn hãû vãö cå khê vaì do váûy khäng coï caïc vë trê khaïc nhau. 6. Âiãöu khiãøn chäúng båm Âiãöu khiãøn chäúng båm âãö phoìng thao taïc làûp laûi khäng mong muäún cuía mäüt hoàûc nhiãöu maïy ngàõt nãúu lãûnh "MÅÍ" tiãúp theo laì lãûnh "ÂOÏNG" bë làûp laûi. Do âoï maïy ngàõt phaíi âoïng khäng quaï mäüt láön sau âoï bë khoïa, nghéa laì noï cáön nàòm åí vë trê "MÅ"Í báút cháúp caïc lãûnh âiãöu khiãøn naìo âæåüc aïp duûng hoàûc keïo daìi bao láu. 7.Thao taïc âäüng cå khäng dæìng Tuìy theo thiãút kãú hãû thäúng vaì thæûc hiãûn chu trçnh âoïng càõt, maïy båm hoàûc maïy neïn âoìi hoíi mäüt khoaíng thåìi gian âãø khäi phuûc nàng læåüng âaî máút. Nãúu coï roì trãn hãû thäúng neïn, âäüng cå khåíi âäüng laûi hoàûc chaûy liãn tuûc. Chaûy khäng dæìng âæåüc thãø hiãûn nhæ räúi loaûn vaì seî âæa ra tên hiãûu. 8. Giaïm saït khê SF6

154

Khaí nàng càõt cuía maïy ngàõt phuû thuäüc vaìo máût âäü khê trong buäöng càõt vaì âæåüc âo bàòng âäöng häö âo aïp suáút coï buì nhiãût. Seî coï baïo âäüng nãúu máût âäü khê giaím tåïi giaï trë âàût træåïc vaì nãúu nhæ máût âäü giaím tiãúp âãún giåïi haûn quy âënh täúi thiãøu thç maïy ngàõt seî bë khoïa laûi. 9. Âiãöu khiãøn taûi chäù/Âiãöu khiãøn tæì xa Cho pheïp cäng viãûc âæåüc tiãún haình trãn maïy ngàõt, thæåìng coï thãø âæåüc âiãöu khiãøn taûi chäù åí tuí âiãûn, cuîng coï thãø chuyãøn tæì âiãöu khiãøn tæì xa sang âiãöu khiãøn taûi chäù bàòng cäng tàõc choün. 10. Giaïm saït nàng læåüng Våïi caïc cå cáúu taïc âäüng bàòng khê neïn vaì thuíy læûc, aïp suáút khäng khê hoàûc dáöu âæåüc chè thë vaì âiãöu khiãøn bàòng cäng tàõc aïp suáút nhiãöu cæûc. Noï thæûc hiãûn caïc chæïc nàng sau âáy: - Âiãöu khiãøn maïy neïn hoàûc âäüng cå båm. - Khoaï liãn âäüng "MÅ"Í, khoïa liãn âäüng "ÂOÏNG", khoïa liãn âäüng "TÆÛ ÂOÏNG LAÛI" tuìy theo aïp suáút coï trong hãû thäúng. Cå cáúu loì xo thuíy læûc khäng âoìi hoíi âiãöu khiãøn aïp suáút. Thay vaìo âoï laì caïc bäü chè thë hãû thäúng cæía vaì âiãöu khiãøn æïng suáút loì xo (haình trçnh loì xo) âæåüc xem nhæ laì nàng læåüng âãø taïc âäüng. 11. Tæû âoïng laûi Bäü tæû âoïng laûi mäüt cæûc hoàûc ba cæûc âæåüc choün tuìy theo kiãøu näúi âáút hãû thäúng, phaûm vi cuía læåïi liãn laûc, chiãöu daìi âæåìng dáy vaì âáöu nguäön cung cáúp tæì caïc nhaì maïy âiãûn låïn. Caïc lãûnh nhaíy tæì hãû thäúng baío vãû læåïi (quaï doìng âiãûn vaì baío vãû âæåìng dáy) âæåüc âaïnh giaï mäüt caïch khaïc nhau âäúi våïi caïc maïy ngàõt tæång æïng. Trong caïc maïy ngàõt coï tæû âoïng laûi mäüt pha, mäùi cæûc coï cå cáúu taïc âäüng âæåüc âiãöu khiãøn riãng reî, do váûy báút cæï cæûc naìo cuîng coï thãø âæåüc nhaíy mäüt caïch âäüc láûp. Tuy nhiãn, caí ba cæûc âæåüc âoïng âäöng thåìi vaì hãû thäúng nàng læåüng phuû duìng cho ba cæûc âæåüc cung cáúp tæì mäüt nguäön duy nháút. Khoaíng sæû cäú quaï âäü coï thãø âæåüc giåïi haûn vãö thåìi gian vaì âëa âiãøm maì khäng laìm aính hæåíng âãún caïc bäü pháûn låïn hån cuía hãû thäúng. Sæû nhaíy mäüt pha caíi thiãûn mæïc äøn âënh cuía hãû thäúng læåïi váùn duy trç âäöng bäü. Ba cæûc cuía caïc maïy ngàõt mäüt pha tæû âoïng laûi coï thãø âæåüc âiãöu khiãøn sao cho chuïng coï thãø måí hoàûc âoïng âäöng thåìi. Caïc maïy ngàõt ba pha tæû âoïng laûi coï truû taïc âäüng duy nháút cho caí ba cæûc. Ba cæûc âæåüc liãn hãû cå khê våïi nhau vaì våïi cå cáúu thao taïc. Do váûy chè coï thãø âæåüc âoïng hoàûc måí âäöng thåìi. Trong caïc læåïi äøn âënh (nåi sæû máút âäöng bäü êt xaíy ra), caïc maïy ngàõt ba pha tæû âoïng laûi ruït ngàõn thåìi gian ngæìng coï thãø.

11.5. MÄÜT SÄÚ LOAÛI MAÏY NGÀÕT 1. Maïy ngàõt nhiãöu dáöu a) Cáúu taûo (hçnh 11-30) Thuìng dáöu chæïa dáöu biãún aïp, våïi âiãûn aïp 10kV thç ba pha âæåüc âàût trong mäüt thuìng coìn 35kV tråí lãn mäùi pha trong mäüt thuìng riãng, thuìng cáúu taûo bàòng theïp, màût trong loït caïch âiãûn 4 âãø ngàn häö quang 5 lan ra voí. Khi ba pha âàût trong mäüt thuìng thç giæîa caïc pha coï táúm caïch âiãûn âãø tàng khaí nàng caïch âiãûn caïc pha vaì ngàn häö quang caïc pha khäng traìn sang nhau.

Âãø an toaìn, nàõp vaì thuìng thæåìng näúi âáút, nàõp thuìng bàòng gang âuïc khäng tæì tênh våïi âiãûn aïp 35kV tråí laûi, 110kV tråí lãn laìm bàòng theïp. Sæï xuyãn âàût nghiãng âãø tàng khoaíng caïch hai pháön mang âiãûn trong khäng khê.

155

Våïi âiãûn aïp 10kV tråí laûi sæï xuyãn bàòng váût liãûu sæï våïi âiãûn aïp 35kV sæï xuyãn doüc chiãöu daìi thanh dáùn coìn loït caïch âiãûn ba kã lit coìn våïi 110kV trong sæï coï dáöu caïch âiãûn. Loîi sæï xuyãn chênh laì thanh tiãúp xuïc cäú âënh 2, âáöu tiãúp xuïc âäüng 1 gàõn våïi bäü truyãön âäüng, maïy ngàõt âoïng/ càõt nhåì loì xo 6 vaì truûc truyãön. b) Nguyãn liï Khi âoïng taïc âäüng vaìo truûc truyãön keïo âáöu tiãúp xuïc di âäüng lãn loì xo 6 bë neïn khi maïy ngàõt âoïng, quaï trçnh càõt âæåüc thæûc hiãûn bàòng tay hay tæû âäüng. Khi chäút thaí loíng dæåïi taïc duûng cuía læûc neïn loì xo 6, âáöu tiãúp xuïc 1 nhanh choïng haû xuäúng khi häö quang xuáút hiãûn boüt khê vaì håi dáöu aïp suáút cao dáûp tàõt. c) Âàûc âiãøm Vêt giæî nàõp vaìo thuìng, våïi maïy ngàõt dáöu yãu cáöu læu yï mæïc dáöu, nãúu dáöu tháúp quaï khê bay lãn khoaíng trãn do chæa laìm maït âuí coï thãø gáy näø, nhæng dáöu quaï cao aïp læûc låïn cuîng gáy näø, thêch håüp laì khoaíng träúng (20 ÷ 30)% thãø têch thuìng.

Hçnh 11-30: Maïy ngàõt nhiãöu dáöu

6

5

3

4

2

1

Maïy ngàõt nhiãöu dáöu ≥ 35kV âàût maïy biãún doìng trong sæï xuyãn maì dáy så cáúp chênh laì thanh dáùn trong sæï, caïch âiãûn så- thæï laì sæï xuyãn. Maïy ngàõt nhiãöu dáöu åí trãn coï nhæåüc laì kêch thæåïc to nãn chè duìng åí âiãûn aïp ≤10kV, âãø khàõc phuûc nhæåüc naìy taûi chäù càõt bäú trê thãm buäöng dáûp häö quang ngàn thaình ngàn mäùi ngàn coï mäüt chäù càõt. Thåìi gian càõt váùn daìi (0,15÷0,2)0s, maïy ngàõt nhiãöu dáöu coï buäöng dáûp häö quang coï thãø chãú taûo tåïi âiãûn aïp (35÷220)kV. Liãn xä (cuî) chãú taûo loaûi khäng buäöng dáûp nhiãöu dáöu BM, BM∋, BC loaûi coï buäöng MK∏ . 2. Maïy ngàõt êt dáöu

Hçnh 11-31: Cáúu truïc maïy ngàõt êt dáöu 1.âáöu tiãúp xuïc;2.buäöng dáûp häö quang;3.âáöu tiãúp xuïc cäú âënh;4.âáöu tiãúp xuïc laìm viãûc

3

2

1

4 Cáúu taûo - Nguyãn liï (hçnh 11-31). Dáöu chè laìm viãûc dáûp

häö quang nãn säú læåüng êt, loaûi naìy goün, nheû, nháút thiãút phaíi coï buäöng dáûp thäøi ngang.

Thán maïy kiãøu treo gàõn trãn sæï caïch âiãûn caí ba pha trãn cuìng mäüt khung âåî, mäùi pha (cæûc) coï mäüt chäù càõt våïi buäöng dáûp tàõt häö quang riãng.

Coï loaûi coï thãm âáöu tiãúp xuïc laìm viãûc åí ngoaìi duìng cho maïy coï doìng âënh mæïc låïn.

Våïi maïy ngàõt êt dáöu tæì 35kV tåïi 110kV coï mäüt chäù càõt trãn mäüt pha, maïy ngàõt âiãûn aïp cao hån coï nhiãöu chäù ngàõt hån.

156

Liãn xä cuî chãú taûo BMΓ-133; BMΓ-10. Maïy BM∏ -10kV; BM∏∏ , BM∏∋ coï doìng âãún 3200A/10 doìng càõt tåïi 31,2kA. Thåìi gian dáûp häö quang (0,015 ÷ 0,025)s, tæång æïng coï loaûi MΓΓ, MΓ caíi tiãún thaình BΓM20-90/11200 duìng cho maïy phaït âiãûn coï doìng tåïi Iâm=11200A.

Maïy ngàõt êt dáöu thæåìng duìng cho TBPP trong nhaì coï âiãûn aïp 6, 10, 20, 35 âãún 110kV. TBPP ngoaìi tråìi 35, 110, 220kV coï cäng suáút låïn. 3. Maïy ngàõt khäng khê

Trong loaûi naìy häö quang âæåüc dáûp tàõt nhåì khê thäøi cuía khäng khê âæåüc neïn åí aïp suáút tæì (8 ÷20)at, caïch âiãûn bàòng sæï hoàûc váût liãûu ràõn.

Cáúu truïc loaûi maïy ngàõt khäng khê ráút khaïc nhau tuìy âiãûn aïp âënh mæïc vaì khoaíng caïch caïc âáöu tiãúp xuïc vaìo vë trê càõt vaì caïch truyãön khäng khê neïn vaìo buäöng dáûp häö quang vê duû hçnh 11-32.

Våïi maïy ngàõt khäng khê doìng âënh mæïc låïn coï 2 pháön: + maûch chênh (dao caïch li) + maûch dáûp häö quang (buäöng dáûp, âiãûn tråí shun) Khê neïn 200 N/cm2coï thåìi gian dáûp 0,01s vaì toaìn bäü thåìi gian taïc âäüng khoaíng 0,17s. Âàûc âiãøm viãûc âoïng càõt nhåì khê neïn, maïy ngàõt hçnh 11-32 khäng tæû âoïng laûi âæåüc, thæåìng duìng cho maïy phaït âiãûn cäng suáút låïn.

Våïi TBPP ngoaìi tråìi loaûi maïy ngàõt khäng khê coï buäöng dáûp häö quang tæì 110kV coï 2 hoàûc nhiãöu chäù càõt (220kV coï 5 chäù càõt, 330kV coï 8 chäù càõt, 500kV coï 9 chäù càõt). Maïy 220kV tråí lãn coìn thãm bäü phán aïp bàòng tuû vaì âiãûn tråí nhàòm cán bàòng aïp giæîa caïc âáöu tiãúp xuïc cuía bäü caïch li khi maïy ngàõt càõt.

Caïc yãúu täú aính hæåíng âãún quaï trçnh dáûp häö quang gäöm: trë säú aïp suáút, täúc âäü chaíy khê neïn, táön säú riãng cuía læåïi, khoaíng caïch giæîa caïc tiãúp âiãøm, diãûn têch läù thaíi khê cuîng nhæ hæåïng taïc âäüng cuía luäöng khê neïn vaìo thán häö quang. + Âàûc âiãøm: trãn bçnh khê neïn âàût tuí âiãöu khiãøn gäöm caïc van âoïng måí khê neïn, caïc nam chám âiãöu khiãøn, caïc bäü tiãúp âiãøm truyãön âäüng bàòng khê neïn, caïc häüp âáúu näúi maûch nhë thæï, caïc tên hiãûu chè vë trê âoïng måí, aïp kãú khê neïn, cäng tå âãúm säú láön âoïng càõt,... Mäùi pha coï bäü truyãön âäüng riãng nãn maïy ngàõt khäng khê coï thãø âoïng laûi theo tæìng pha.

Caïc âáöu tiãúp xuïc coï thãø âàût ngoaìi bçnh khê neïn (luïc muäún âoïng laûi maïy ngàõt phaíi thaïo khê bàòng van âãø aïp suáút bçnh giaím coìn khoaíng 100N/cm2 loì xo måïi âoïng âæåüc) loaûi âàût trong bçnh khê neïn thç täúc âäü dáûp häö quang nhanh hån loaûi naìy chäù càõt tuìy thuäüc Uâm (110kV - 1chäù, 220kV - 2 chäù, 330kV - 4 chäù, 500kV - 6 chäù, 750kV - 8 chäù càõt).

Hçnh 11-32: Cáúu truïc maïy ngàõt khäng khê 1.bçnh chæïa khê; 2.buäöng dáûp häö quang; 3.âiãûn tråí shun;4.âáöu tiãúp xuïc chênh; 5.bäü caïch li; 6.bäü phán aïp bàòng tuû

Âãø phán bäú âiãûn aïp trãn caïc chäù ngàõt thç âãöu duìng bäü phán aïp âiãûn dung vaì âiãûn tråí. Loaûi BBσ - Uâm = 750kV thåìi gian càõt (0,02 ÷ 0,025)s.

So våïi maïy ngàõt dáöu maïy ngàõt khäng khê æu âiãøm an toaìn vãö näø, chaïy, taïc âäüng nhanh vaì coï thãø tæû âoïng laûi, khaí nàng càõt låïn, âäü moìn tiãúp xuïc êt duìng caí cho thiãút bë ngoaìi tråìi vaì trong nhaì. Tuy váûy âoìi hoíi traûm khê neïn, äúng dáùn khê vaì cáúu taûo caïc chi tiãút phæïc taûp hån. 4. Maïy ngàõt tæû sinh khê

157

Âàûc âiãøm: häö quang âæåüc dáûp tàõt bàòng khê do váût liãûu ràõn tæû sinh khê dæåïi taïc duûng nhiãût âäü cao cuía häö quang coìn caïch âiãûn cuîng laì váût liãûu ràõn hçnh 11-33 maïy ngàõt BH10 goüi laì maïy ngàõt phuû taíi. Coï hai tiãúp xuïc, tiãúp xuïc chênh khäng nàòm trong buäöng dáûp häö quang seî måí træåïc, tiãúp xuïc häö quang måí sau (coï cäú âënh vaì di âäüng) nàòm trong buäöng dáûp häö quang, luïc häö quang xuáút hiãûn váût liãûu sinh khê dæåïi taïc duûng nhiãût âäü cao bë âäút chaïy sinh khê taûo aïp suáút låïn âãø dáûp häö quang. Âiãöu khiãøn maïy ngàõt bàòng tay hoàûc truyãön âäüng âiãûn tæì. Loaûi maïy ngàõt phuû taíi thæåìng duìng cho maûng cung cáúp xê nghiãûp hoàûc thaình phäú.

a) b) Hçnh 11-33: Maïy ngàõt phuû taíi kiãøu BH-10: a) hçnh daûng chung;b) buäöng dáûp häö quang

5. Maïy ngàõt âiãûn tæì

Chãú taûo våïi âiãûn aïp 6 tåïi 10kV doìng Iâm = 3200A doìng càõt tåïi 40kA. Khäng cáön dáöu hay khê neïn âãø dáûp häö quang, caïc tiãúp xuïc chênh vaì dáûp häö quang âãöu nàòm trong khäng khê, khi måí thç tiãúp xuïc häö quang måí sau, häö quang xuáút hiãûn dæåïi taïc duûng læûc âiãûn âäüng häö quang bë keïo vaìo khe dáûp, häö quang laìm âoïng cuäün dáy tæì træåìng, tæì træåìng taûo thaình caìng âáøy nhanh häö quang (tåïi 30m/s) vaìo trong buäöng dáûp âãø dáûp tàõt sau khoaíng (0,01 ÷ 0,02)s.

Maïy ngàõt âiãûn tæì æu âiãøm laì an toaìn vãö näø chaïy, hao moìn tiãúp xuïc it thuáûn låüi cho âoïng måí thæåìng xuyãn. Nhæåüc âiãøm laì cáúu taûo phæïc taûp chè chãú taûo tåïi âiãûn aïp 15 tåïi 20kV, êt duìng ngoaìi tråìi. 6. Maïy ngàõt chán khäng Do âàûc âiãøm âäü bãön âiãûn cuía chán khäng (aïp suáút 10-5 ÷ 10-6 mmHg), cao hån nhiãöu khäng khê thæåìng, nãn ngæåìi ta duìng maïy ngàõt chán khäng. Nguyãn lê

Khi måí tiãúp xuïc, diãûn têch tiãúp xuïc giaím nhanh kim loaûi bë noïng chaíy thaình cáöu näúi, sau thåìi gian ngàõn cáöu näúi kim loaûi hoïa håi åí giæîa häö quang, trong chán khäng caïc phán tæí bë khuãúch taïn vaìo nhanh. Âãø giaím mæïc hoïa håi caïc tiãúp xuïc laìm bàòng kim loaûi khoï noïng chaíy. Hçnh 11-34 cå cáúu buäöng dáûp häö quang cho pheïp âiãûn aïp 10kV thç âoïng måí åí doìng 600A laì 500 láön, våïi doìng 200A tåïi 30000 láön.

Loaûi naìy coï nhæåüc âiãøm doìng càõt khäng låïn, thæåìng duìng cho caïc loì häö quang. Hçnh 11-23 laì màût càõt cuía buäöng âoïng càõt chán khäng 12kV, 1250 A, doìng càõt 25kA.

158

Hçnh 11-35: Màût càõt cuía buäöng âoïng càõt chán khäng 12kV, 1250A, 25kA. 1.truûc ténh;2. táúm chàõn;3. sæï caïch âiãûn buäöng; 4.äúng xãúp kim loaûi;5. dáùn hæåïng; 6. truûc âäüng; 7. caïc tiãúp âiãøm màût phàóng Hçnh 11-34: Cå cáúu buäöng dáûp 1,9.äúng theïp;2.häüp xãúp;3.tiãúp xuïc di âäüng; 4,6.tiãúp xuïc näúi bàòng vofram;7.tiãúp xuïc cäú âënh; 5,8.táúm chàõn kim loaûi;11.bçnh thuíy tinh;12.bêch theïp

7. Maïy ngàõt khê caïch âiãûn SF6 (GIS) a) Khaïi niãûm chung

Khê SF6 coï khaí nàng dáûp tàõt häö quang ráút cao nãn âæåüc duìng âãø dáûp häö quang trong maïy ngàõt khê. Trong loaûi maïy ngàõt naìy häö quang âæåüc dëch chuyãøn trong khê SF6 khi maïy ngàõt måí. Trãn caïc tiãúp xuïc cäú âënh vaì di âäüng gàõn caïc nam chám taûo tæì træåìng coï hæåïng ngæåüc nhau âãø laìm dëch chuyãøn häö quang thaình hçnh xuyãún trong SF6. Buäöng dáûp laìm bàòng sæï chæïa khê SF6. Caïc maïy 135, 110kV coï mäüt buäöng dáûp trãn mäüt pha, 220kV coï hai buäöng dáûp trãn mäüt pha. Âàûc biãût chãú taûo maïy ngàõt nhiãöu hæåïng âãø thay cho nhiãöu maïy ngàõt mäüt hæåïng. Trãn maïy ngàõt coï gàõn aïp kãú chè aïp suáút SF6, hiãûn nay loaûi naìy chãú taûo tåïi âiãûn aïp 750kV, cäng suáút càõt Scâm tåïi (40000 ÷ 50000)MVA. Tuy nhiãn, chuïng coï nhæåüc âiãøm laì phaíi coï thiãút bë laìm saûch khê SF6 nãn giaï thaình coìn cao. Maïy ngàõt khê caïch âiãûn SF6 âæåüc sæí duûng tæì khoaíng nàm 1969. Khoaíng âiãûn aïp âënh mæïc tæì 7,2 âãún 800 kV, doìng âiãûn càõt tåïi 63kA, trong træåìng håüp âàûc biãût tåïi 80 kA.

Caïc æu âiãøm cuía maïy ngàõt khê SF6 laì: chàõc chàõn, troüng læåüng tháúp, âäü tin cáûy cao, an toaìn chäúng âiãûn aïp tiãúp xuïc, baío dæåîng dãù daìng vaì tuäøi thoü cao. Thåìi gian làõp âàût taûi chäù ngàõn vç sæí duûng cáúu kiãûn làõp sàôn vaì thæí nghiãûm taûi nhaì maïy tæìng täø låïn hoàûc caïc gian hoaìn chènh. Thiãút bë GIS thæåìng coï cáúu truïc mäâun. Táút caí caïc bäü pháûn nhæ thanh goïp, dao caïch li, maïy ngàõt, maïy biãún aïp âo læåìng, âáöu näúi caïp âãöu nàòm trong voí kên näúi âáút vaì chæïa âáöy khê SF6 .

Âiãûn aïp dæåïi 170 kV thç ba pha cuía maïy ngàõt thæåìng coï voí chung, khi coï âiãûn aïp cao hån caïc pha âæåüc taïch riãng. Dæåïi âiãûn aïp 72,5 kV mäi træåìng caïch âiãûn khê SF6 coï thãø âæåüc sæí duûng åí aïp suáút

159

thæåìng. Khi åí âiãûn aïp cao hån, aïp suáút khê laìm viãûc tæì 3,5 âãún 4,5 bar, trong mäüt säú træåìng håüp tåïi 6 bar. Maïy coï âiãûn aïp nhoí hån 72,5 kV do aïp suáút khê tháúp nãn voí coï thãø laìm bàòng theïp laï haìn kên. Maïy ngàõt âiãûn aïp cao hån duìng voí bàòng nhäm âuïc khäng sàõt tæì, chäúng rè vaì chëu àn moìn. b) Mäi træåìng khê SF6 Khê SF6 âæåüc sæí duûng væìa laìm mäi træåìng caïch âiãûn væìa laìm mäi træåìng dáûp häö quang. SF6 âæåüc sæí duûng laìm cháút caïch âiãûn trong táút caí caïc bäü pháûn thiãút bë vaì trong maïy ngàõt. Duìng âãø dáûp häö quang vç do khê SF6 laì khê mang âiãûn tæí ám, coï âäü bãön âiãûn mäi åí aïp suáút khê quyãøn gáúp khoaíng ba láön khäng khê. SF6 laì loaûi khê khäng âäüc, khäng muìi, trå vãö hoïa vaì coï tênh cháút dáûp häö quang täút hån khäng khê tæì 3 âãún 4 láön khi åí cuìng mäüt aïp suáút. Khê SF6 hiãûn nay khäng nàòm trong danh muûc caïc cháút nguy hiãøm. Baío quaín vaì sæí duûng khê SF6 phaíi tuán theo caïc quy âënh (nhæ theo IEC 376). Aïp suáút khê dáûp häö quang tæì 6 âãún 7 bar. Quan hãû giæîa aïp suáút vaì nhiãût âäü cuía khê SF6 saûch cho trãn hçnh 11-36. Aïp suáút khê âæåüc theo doîi trong buäöng kên riãng vaì caí trong buäöng maïy ngàõt. Cáön tênh âãún täøn tháút khê (dæåïi 1% trong mäüt nàm). Khäng cáön âàût caïc thiãút bë tæû âäüng âoïng. Khi häö quang xuáút hiãûn seî laìm phán giaíi mäüt læåüng nhoí khê SF6, nhæng sau âoï noï laûi âæåüc kãút håüp gáön nhæ hoaìn toaìn thaình laûi SF6. Caïc saín pháøm phán giaíi phaín æïng våïi næåïc trong khê áøm âæåüc kiãøm soaït bàòng caïc bäü loüc khä âàût trong maïy ngàõt. Træåïc khi båm khê SF6 cáön laìm thoaït haìm læåüng áøm ban âáöu.

Hçnh 11-36: Biãøu âäö aïp suáút/ nhiãût âäü cuía khê SF6 saûch

10

9

8

7

6

5

4

3 2

1

50

40

30

20

10

-60 -40 -20 20 40 60 0 t[âäü]

P[bar] SF6[g/l]60

c) Maïy ngàõt SF6 duìng cho âiãûn aïp 52 âãún 72,5 kV Loaûi naìy caïc ngàn thanh goïp maïy ngàõt vaì buäöng nhaïnh âæåüc phán caïch våïi nhau vaì kên khê. Aïp

suáút khê caïch âiãûn laì 1 bar, khi naûp khê taûo nãn aïp suáút dæång 0,2 bar. Ngàn truyãön âäüng vaì âiãöu khiãøn chæïa khäng khê åí aïp suáút thæåìng. ÅÍ âáy âàût cå cáúu váûn haình âiãöu khiãøn âiãûn vaì hãû thäúng theo doîi khê cho táút caí caïc ngàn coï chæïa khê cuía gian. Cæía træåïc coï så âäö nhaïnh vaì caïc nuït áún coï âiãöu khiãøn cáön thiãút. Khäng âoìi hoíi caïc tuí coï âiãöu khiãøn riãng. Caïc dao caïch li âiãöu khiãøn bàòng âäüng cå laì loaûi quay ba vë trê. Maïy ngàõt coï cå cáúu thao taïc loì xo têch nàng læåüng vaì laìm viãûc theo nguyãn liï tæû thäøi. Caïc ngàn khê dáûp häö quang cuía maïy ngàõt ba cæûc âæåüc näúi liãn âäüng vaì phán caïch våïi ngàn khê caïch âiãûn. Aïp suáút âënh mæïc 6 bar âæåüc theo doîi bàòng råle tií troüng. Caïc maïy biãún doìng laì maïy kiãøu truû âåî âäø nhæûa coï hai âãún bäún loîi.

Caïc maïy biãún âiãûn aïp caím æïng cuîng âäø nhæûa ãpäxy, thæåìng coï dáy quáún âo læåìng åí phêa thæï cáúp, dáy quáún tam giaïc håí duìng cho baío vãû sæû cäú chaûm âáút. Âãø thæí nghiãûm caïp bàòng âiãûn aïp mäüt chiãöu, phêa så cáúp cuía maïy biãún âiãûn aïp âæåüc ngàõt tæì bãn ngoaìi. Bäü näúi ngoaìi coï thãø phuì håüp våïi caïp dáöu hoàûc caïp XLPE, caïc äúng thanh goïp dáùn SF6 cuìng näúi ra ngoaìi vaì caïc thanh goïp coï caïch âiãûn bàòng cháút ràõn. Caïc kêch thæåïc nhoí cho pheïp làõp raïp sàôn ( haîng ABB coï maïy ngàõt loaûi ENK - 2 coï thãø âaïp æïng cáúu hçnh cho loaûi traûm báút kç. d) Maïy ngàõt SF6 duìng åí âiãûn aïp 72,5 âãún 800 kV

Maïy ngàõt SF6 kiãøu ELK cuía ABB, duìng cho âiãûn aïp tæì 72,5 cho âãún 800 kV. ABB sæí duûng nàm kêch thæåïc theo mäâun coï cuìng thiãút kãú cå såí. Cáúu truïc theo mäâun coï æu âiãøm laì saín xuáút âæåüc säú læåüng låïn, caïc cáúu kiãûn tiãu chuáøn, baío quaín dæû phoìng âån giaín vaì tênh nàng âäöng nháút. Bàòng caïch phäúi

160

håüp caïc cáúu kiãûn mäâun kêch thæåïc khaïc nhau coï thãø táûp håüp laûi thaình caïc thiãút bë âoïng càõt cho caïc cáúu hçnh maûch cå baín. Do váûy chuïng coï thãø âaïp æïng yãu cáöu cuía moüi så âäö. Nhæ chè dáùn chung, âiãøm âàût cho thiãút bë hoaìn toaìn kên phaíi tuán theo caïc yãu cáöu cuía DIN VDE 0101 duìng cho caïc traûm maïy ngàõt trong nhaì. Gian xæåíng cáúu truïc goün nheû, coï mäüt säú thiãút bë baío vãû chäúng caïc sæû cäú bãn ngoaìi. Maïy ngàõt SF6 cuîng coï thãø âàût ngoaìi tråìi. Caïc linh kiãûn

Caïc thanh goïp âæåüc phán caïch bàòng sæï caïch âiãûn åí mäùi gian vaì taûo nãn mäüt bäü gäöm caïc dao caïch li thanh goïp vaì cáöu dao näúi âáút. Maïy ngàõt hoaût âäüng theo nguyãn liï tæû thäøi hay neïn. Maïy ngàõt coï tæì mäüt âãún bäún chäù ngàõt trong mäüt cæûc, phuû thuäüc vaìo kêch thæåïc modul. Trong khi thao taïc måí, pittäng cuía mäùi buäöng dáûp häö quang phaït khê SF6 coï aïp suáút cáön thiãút âãø dáûp häö quang. Cå cáúu loì xo thuíy læûc taïc âäüng lãn mäüt hoàûc caí ba cæûc. Trong maïy ngàõt duìng nguyãn liï neïn, cå nàng cuía cå cáúu taïc âäüng âæåüc sæí duûng âãø phaït sinh doìng khê. Traïi laûi, maïy ngàõt tæû âäüng thäøi sæí duûng nhiãût nàng cuía baín thán häö quang, noï tiãút kiãûm tåïi 80% nàng læåüng taïc âäüng âoìi hoíi. Cáöu dao phuû taíi âæåüc sæí duûng trong caïc traûm phán phäúi nhoí hån.

Chuïng coï khaí nàng càõt doìng âiãûn taíi, càõt vaì âoïng maïy biãún aïp cuîng nhæ càõt âæåìng dáy vaì caïp khäng taíi.

Chuïng coï khaí nàng âoïng doìng âiãûn ngàõn maûch vaì dáùn doìng âiãûn ngàõn maûch trong thåìi gian ngàõn. Chuïng cuîng laìm viãûc theo nguyãn liï thäøi aïp læûc vaì coï cå cáúu taïc âäüng loì xo truyãön âäüng bàòng âäüng cå. Caïc maïy biãún doìng duìng âãø âo læåìng vaì baío vãû laì kiãøu loîi hçnh xuyãún, coï thãø bäú trê træåïc hoàûc sau maïy ngàõt tuìy theo quan niãûm baío vãû. Caïch âiãûn så cáúp do khê SF6 âaím nhiãûm. Caïc maïy biãún âiãûn aïp âo læåìng vaì baío vãû coï thãø âæåüc näúi åí phêa thæï cáúp, hai dáy quáún âo vaì dáy quáún näúi tam giaïc håí âãø phaït hiãûn sæû cäú chaûm âáút.

Caïc maïy biãún âiãûn aïp caím æïng âàût trong voí chæïa khê SF6 cuîng sæí duûng maïy biãún âiãûn aïp caïch âiãûn laï våïi SF6 laìm cháút caïch âiãûn chênh. Cuîng coï thãø sæí duûng caïc maïy biãún âiãûn aïp âiãûn dung, thæåìng âäúi våïi âiãûn aïp trãn 300 kV. Tuû âiãûn cao aïp loaûi caïch âiãûn dáöu vaì chæïa khê SF6 trong voí. Caïc tuû haû aïp vaì caïc thiãút bë hoìa håüp âiãûn caím âæåüc âàût trong tuí riãng coï voí näúi âáút. Cuîng cho pheïp caïc âáöu âiãûn dung phäúi håüp våïi caïc bäü khãúch âaûi âo læåìng âiãûn tæí. Häüp âáöu caïp coï thãø thêch håüp våïi moüi loaûi caïp cao aïp coï tiãút diãûn âãún 2000 mm2. Caïc tiãúp âiãøm caïch li vaì phæång tiãûn näúi âæåüc sæí duûng âãø thæí nghiãûm caïp åí âiãûn aïp mäüt chiãöu.

Hçnh 11-37: Màût càõt gian maïy ngàõt SF6 âiãûn aïp 420 âãún 500kV cuía ABB 1.thanh goïp;2.dao caïch li thanh goïp;3.maïy ngàõt;4.dao caïch li âæåìng dáy cung cáúp;5.maïy biãún doìng;6.maïy biãún âiãûn aïp;7.äúng näúi ngoaìi;8.cáöu dao näúi âáút baío dæåîng;9.cáöu dao näúi âáút täúc âäü cao

161

Nãúu laì dao caïch li nhaïnh phaíi måí âuí räüng trong quaï trçnh thæí nghiãûm. Cáöu dao näúi âáút täúc âäü cao coï khaí nàng âoïng doìng ngàõn maûch hoaìn toaìn. Âaût âæåüc täúc âäü âoïng cao nhåì cå cáúu taïc âäüng loì xo truyãön âäüng bàòng âäüng cå, coï thãø thao taïc bàòng tay. Cáöu dao näúi âáút baío dæåîng (âaïp æïng yãu cáöu coï thãø coï trong quaï trçnh saín xuáút) thæåìng âæåüc âàût træåïc hoàûc sau maïy ngàõt. Bçnh thæåìng chuïng âæåüc làõp trãn voí caïch âiãûn vaì âæåüc thao taïc bàòng tay hoàûc chè bàòng âäüng cå khi phêa cao aïp khäng coï âiãûn. Coï thãø boí cáöu dao näúi âáút baío dæåîng sau maïy ngàõt, nãúu âaî coï cáöu dao näúi âáút täúc âäü cao åí phêa âæåìng dáy. ÄÚng näúi SF6 ngoaìi tråìi cho pheïp maïy ngàõt kiãøu voí kên âæåüc näúi tåïi âæåìng dáy trãn khäng hoàûc caïc âáöu cuäúi cuía maïy biãún aïp.

ÄÚng näúi âáöu SF 6 cuía maïy biãún âiãûn aïp âæåüc näúi træûc tiãúp våïi maïy ngàõt khäng qua gheïp näúi ngoaìi tråìi. ÄÚng näúi âæåüc bàõt buläng træûc tiãúp vaìo thuìng maïy biãún aïp.

Caïc äúng mãöm phaíi chëu daîn nåí nhiãût vaì dung sai làõp âàût. Mäùi gian coï tuí âiãöu khiãøn chæïa táút caí thiãút bë cáön thiãút cho âiãöu khiãøn, tên hiãûu hoïa, giaïm saït vaì cáúp nguäön tæû duìng (bäú trê gian maïy ngàõt xem hçnh 11 -37). Loaûi voí nhäm kên khê coï troüng læåüng tháúp vaì chè yãu cáöu nãön moïng nheû.

Hçnh 11-38: Maïy ngàõt cuía haîng E.I.B Loaûi âiãûn aïp tåïi 52kV, doìng càõt 12,5 kA

Voí boüc quanh pháön coï âiãûn dæûa trãn caïch âiãûn nhæûa vaì âæåüc caïch âiãûn våïi voí bàòng khê SF6 coï aïp suáút 3,5 âãún 4,5 bar.

Raìo caïch âiãûn chia gian thaình caïc ngàn khê âæåüc haìn kên våïi nhau.

Âiãöu âoï laìm giaím täúi thiãøu caïc aính hæåíng cuía caïc linh kiãûn khaïc(vê duû khi måí räüng traûm hoàûc trong træåìng håüp sæû cäú), nhæ váûy laìm âån giaín viãûc kiãøm tra vaì baío dæåîng. Màût bêch näúi coï voìng âãûm khäng laîo hoïa. Læåüng khê roì chè coï thãø thoaït ra ngoaìi maì khäng nàòm åí giæîa caïc ngàn.

Maïy ngàõt hçnh 11-37 trãn coï 3 buäöng dáûp häö quang trãn mäüt pha. Phuû thuäüc vaìo khaí nàng càõt, mäüt cæûc coï thãø coï âãún 4 buäöng dáûp näúi tiãúp nhau. Caïc maïy ngàõt coï thãø laìm viãûc våïi doìng âiãûn càõt âãún 63 kA.

Trong caïc nhaïnh nåi chè phaíi càõt doìng âiãûn taíi, coï âiãûn aïp âënh mæïc 362 kV, coï thãø sæí duûng cáöu dao phuû taíi thay cho maïy ngàõt vç liï do kinh tãú. Mäùi bäü cáöu dao coï cå cáúu thao taïc dãù daìng, váûn haình bàòng tay trong træåìng håüp kháøn cáúp (bäú trê ngoaìi voí). e) Giåïi thiãûu maïy ngàõt cuía caïc haîng AEG vaì E.I.B

Hçnh 11-40 laì så âäö caïc quaï trçnh taïc âäüng càõt cuía maïy ngàõt khê SF6 kiãøu pitäng do AEG saín xuáút, hçnh 11-38 mäüt loaûi maïy ngàõt cuía E.I.B.

Hçnh 11-39 laì så âäö màût càõt maïy ngàõt AR 12 cuía ABB.

162

Hçnh 11-39. Maïy ngàõt AR 12 (så âäö càõt doüc mäüt cæûc) 1.truû âåî caïch âiãûn 2.bäü loüc 3.voìng tiãúp xuïc 4.xy lanh dáùn âiãûn chênh 5.äúng tiãúp xuïc cäú âënh 6.voí bao quanh 7.muîi caïch li 8.äúng tiãúp xuïc di chuyãøn 9.xilanh neïn 10-pêttäng cäú âënh 11.thanh truyãön âäüng 12.âäöng häö aïp kãú 13.caïc buläng chäúng 14.táúm loït 15.baíng näúi âiãûn 16.xy lanh dáùn âäüng 17.häüp van 18.thuìng khê neïn 19.äØ càõm näúi âiãûn 20-cäng tàõc bäø tråü(phuû) 21.kãút cáúu phêa dæåïi

163

Hçnh 11-40: Så âäö quaï trçnh càõt tiãúp âiãøm maïy ngàõt kiãøu pêttäng cuía ABB a)Vë trê pêttäng âoïng, b) Càõt doìng âiãûn ngàõn maûch, c)Càõt caïc doìng âiãûn nhoí, d)Pêttäng måí 1.tiãúp âiãøm häö quang;2.muîi caïch li;3.tiãúp âiãøm laìm viãûc;4.tiãúp âiãøm häö quang;5.tiãúp âiãøm laìm viãûc;6.buäöng aïp suáút låïn;7.tiãúp âiãøm laìm viãûc;8.van;9.xilanh neïn aïp læûc låïn; 10.xilanh ; 11.van

8. Maïy ngàõt tæû âoïng laûi 3 pha âiãöu khiãøn bàòng âiãûn tæí a) Giåïi thiãûu Maïy ngàõt tæû âäüng âoïng laûi (Recloser) âiãöu khiãøn âiãûn tæí laì mäüt thiãút bë baío vãû quaï doìng ráút tin cáûy, duìng cho læåïi phán phäúi âiãûn aïp âãún 38 kV.

Hçnh 11-41: Maïy ngàõt tæû âäüng âoïng laûi loaûi VWVE27 âiãöu khiãøn âiãûn tæí dáûp quang trong dáöu

164

Do kãút cáúu goün nheû, caïc thiãút bë naìy dãù daìng làõp âàût trãn truû hay trong caïc traûm. Nhåì bäü pháûn âiãöu khiãøn tæû âäüng âoïng laûi, caïc maïy tæû âäüng âoïng laûi naìy cho pheïp coï âæåüc sæû phäúi håüp ráút täút vaì coï khaí nàng æïng duûng maì caïc thiãút bë baío vãû khaïc cuía hãû thäúng khoï thãø coï âæåüc.

Hoaût âäüng cuía maïy ngàõt tæû âäüng âoïng laûi âæåüc láûp trçnh trong mäüt bäü âiãöu khiãøn âiãûn tæí coï âàûc tênh càõt theo säú láön âàût træåïc vaì thåìi gian tæû âäüng âoïng laûi chênh xaïc. Chæång trçnh laìm viãûc ráút chênh xaïc vaì cäú âënh, cho pheïp phäúi håüp chàût cheî våïi caïc thiãút bë baío vãû khaïc trong hãû thäúng âiãûn. Khi yãu cáöu baío vãû cuía hãû thäúng thay âäøi, viãûc chènh âënh caïc giaï trë âàût cho chæång trçnh dãù daìng thæûc hiãûn maì khäng laìm máút âi cáúp chênh xaïc hay tênh nháút quaïn cuía baío vãû træåïc âoï.

Caïc loaûi maïy ngàõt tæû âäüng âoïng laûi âaî coï nhæ loaûi Kyle trong nhoïm W - VWE, VWVE27, VWVE38X, WE, WVE27 vaì WVE38X coï daîy thäng säú âënh mæïc räüng âaïp æïng âæåüc caïc nhu cáöu khaïc nhau cuía hãû thäúng âiãûn. Ngoaìi ra caïc phuû kiãûn âiãöu khiãøn cho pheïp âaïp æïng chæång trçnh baío vãû âaût tênh linh âäüng täúi âa khi váûn haình hãû thäúng. Thäng säú âënh mæïc vaì âàûc âiãøm Maïy ngàõt tæû âäüng âoïng laûi 3 pha baío vãû cho hãû thäúng loaûi WE vaì VWE coï âiãûn aïp âënh mæïc tæì 2,4 âãún 14,4 k V. Loaûi VWE27 hay VWVE27 coï thãø duìng cho hãû thäúng coï âiãûn aïp âënh mæïc âãún 24,9 kV. Baío vãû cho hãû thäúng âiãûn aïp cao hån (24,9 kV âãún 34,5 kV) seî duìng maïy ngàõt tæû âäüng âoïng laûi loaûi WVE38X vaì VWVE38X. Baíng 11.6 ghi toïm tàõt caïc thäng säú âënh mæïc cho nhoïm maïy ngàõt tæû âäüng âoïng loaûi naìy. * Coï thãø tàng lãn 800A Hoaût âäüng

Maïy biãún doìng caím nháûn âàût trong maïy ngàõt tæû âäüng âoïng laûi cung cáúp tên hiãûu phaït hiãûn sæû cäú âãún bäü âiãöu khiãøn âiãûn tæí. Tên hiãûu âoïng vaì càõt tæì bäü âiãöu khiãøn seî laìm maûch âiãûn trong maïy ngàõt tæû âäüng âoïng laûi hoaût âäüng. Caïc loaûi maïy ngàõt tæû âäüng âoïng laûi tuy coï trë âënh mæïc khaïc nhau nhæng váùn sæí duûng mäüt tè säú biãún doìng duy nháút nãn giaï trë càõt nhoí nháút khäng phuû thuäüc vaìo giaï trë doìng laìm viãûc vaì âënh mæïc càõt cuía maïy ngàõt tæû âäüng âoïng laûi. Ngoaìi ra viãûc læûa choün caïc âàûc tênh thåìi gian - doìng âiãûn tæì caïc âæåìng cong coï sàôn, caïc giaï trë càõt täúi thiãøu, thåìi gian chènh âënh âoïng hay reset vaì nhæîng phuû kiãûn laìm cho viãûc phäúi håüp cuía maïy ngàõt tæû âäüng âoïng laûi våïi caïc thiãút bë khaïc ráút linh hoaût.

BAÍNG 11.6: Toïm tàõt caïc thäng säú âënh mæïc

Âiãûn aïp âënh mæïc (kV)

Doìng âiãûn laìm viãûc liãn tuûc låïn nháút (A)

Âënh mæïc doìng càõt låïn nháút åí âiãûn aïp âënh mæïc ( A - âäúi xæïng)

Mäi træåìng dáûp tàõt häö quang

Loaûi Recloser

14,4 14,4 24,9 24,9 34,5 34,5

560* 560* 560* 560* 560* 560*

10000 12000 8000 12000 8000 12000

Dáöu Chán khäng Dáöu Chán khäng Dáöu Chán khäng

WE VWE WVE27 VWVE27 WVE38X VWVE38X

Cuäün dáy âoïng Tiãúp âiãøm chênh cuía maïy ngàõt tæû âäüng âoïng laûi nhåì cuäün dáy âoïng, quaï trçnh âoïng âäöng thåìi têch âuí nàng læåüng cho cå cáúu càõt. Cuäün dáy âiãûn aïp cao âæåüc näúi vaìo hãû thäúng tæì phêa nguäön cuía maïy ngàõt tæû âäüng âoïng laûi, viãûc læûa choün âiãûn aïp âënh mæïc cuía cuäün dáy càn cæï vaìo aïp dáy cuía âiãûn aïp læåïi âang laìm viãûc. Coï thãø choün cuäün dáy âiãûn aïp tháúp, khi âoï âiãûn aïp tæû duìng phaíi âæåüc cung cáúp cho maïy ngàõt tæû âäüng âoïng laûi. Càõt häö quang trong mäi træåìng dáöu hay trong chán khäng

165

Coï nhiãöu loaûi mäi træåìng càõt cho maïy ngàõt tæû âäüng âoïng laûi. Maïy ngàõt tæû âäüng âoïng laûi loaûi WE, WVE27WE vaì WVE38 sæí duûng dáöu laìm mäi træåìng dáûp tàõt häö quang. Tiãúp âiãøm loaûi cáöu gäöm hai tiãúp âiãøm näúi tiãúp trãn mäùi pha. Buäöng dáûp häö quang kiãøu tæû sinh riãng biãût hiãûu quaí, tæì mæïc taíi nhoí nháút âãún mæïc doìng sæû cäú låïn nháút. Maïy ngàõt tæû âäüng âoïng laûi loaûi VWVE duìng chán khäng laìm mäi træåìng càõt häö quang, coï tuäøi thoü tiãúp âiãøm vaì chu kç laìm viãûc daìi hån. Viãûc càõt tæìng pha âæåüc thæûc hiãûn nhåì cå cáúu tiãúp âiãøm nàòm trong buäöng càõt chán khäng, khi âoï táút caí häö quang sinh ra âãöu nàòm trong chán khäng. Viãûc càõt häö quang åí mæïc nàng læåüng beï trong chán khäng giuïp cho maïy ngàõt tæû âäüng âoïng laûi laìm viãûc nheû nhaìng hån vaì keïo daìi tuäøi thoü cå cáúu âoïng càõt. Do âoï maïy ngàõt tæû âäüng âoïng laûi våïi cå cáúu càõt trong chán khäng ráút êt khi cáön baío trç, thåìi gian giæîa hai láön thay dáöu cuîng daìi hån do caïch âiãûn khäng bë nhiãùm báøn trong quaï trçnh càõt häö quang. Baío vãû quaï âiãûn aïp Maïy ngàõt tæû âäüng âoïng laûi âæåüc baío vãû quaï âiãûn aïp nhåì caïc chäúng seït, làõp caí hai phêa nguäön vaì taíi (hoàûc làõp phêa nguäön nãúu chè baío vãû quaï âiãûn aïp cho mäüt phêa) cho træåìng håüp maïy ngàõt tæû âäüng âoïng laûi làõp trãn âæåìng dáy vaì chäúng seït làõp phêa taíi, træåìng håüp maïy ngàõt tæû âäüng âoïng laûi làõp taûi traûm âæåüc trçnh baìy sau. Mäüt bäü maïy ngàõt tæû âäüng âoïng laûi âiãöu khiãøn âiãûn tæí gäöm caïc pháön sau: ♦ Maïy ngàõt tæû âäüng âoïng laûi vaì phuû kiãûn. ♦ Bäü âiãöu khiãøn âiãûn tæí vaì phuû kiãûn. ♦ Caïp näúi maûch âiãöu khiãøn. ♦ Phuû kiãûn treo maïy ngàõt tæû âäüng âoïng laûi (theo yãu cáöu). b) Âàûc âiãøm vaì mä taí chi tiãút Maïy ngàõt tæû âäüng âoïng laûi nhæ loaûi Kyle (dáöu) ba pha, nhoïm W âiãöu chènh räüng, láûp trçnh âæåüc cuía bäü âiãöu khiãøn âiãûn tæí cho pheïp thoía maîn caïc yãu cáöu âa daûng.

Coï thãø læûa choün mäi træåìng dáûp tàõt häö quang trong dáöu hay trong chán khäng. * Maïy ngàõt tæû âäüng âoïng laûi dáöu loaûi WE, WVE vaì WVE38X (hçnh 11-42)

Hçnh 11-42: Cå cáúu âån giaín cuía maïy ngàõt tæû âoïng laûi loaûi WE âiãöu khiãøn âiãûn tæí ( Kãút cáúu caïc loaûi WVE27, WVE38X,...tæång tæû, træì buäöng càõt chán khäng våïi caïc loaûi VWE, VWVE27 vaì VWVE38X

166

Tiãúp âiãøm daûng cáöu näúi giuïp ngàõt doìng ra laìm hai pháön näúi tiãúp nhau trãn mäùi pha. Mäùi tiãúp âiãøm ngàõt doìng nàòm trong buäöng dáûp häö quang riãng, kiãøu tæû sinh, coï raînh håí, giuïp maïy ngàõt tæû âäüng âoïng laûi càõt doìng mäüt caïch hiãûu quaí. * Maïy ngàõt tæû âäüng âoïng laûi chán khäng loaûi VWE, VWVE27 vaì VWVE38 Viãûc càõt doìng trong tæìng pha âæåüc thæûc hiãûn bàòng mäüt bäü tiãúp âiãøm âàût riãng trong buäöng dáûp häö quang chán khäng. Viãûc càõt häö quang nàng læåüng tháúp trong chán khäng giuïp keïo daìi chu kç laìm viãûc, giaím äön, náng cao tuäøi thoü cå cáúu truyãön âäüng cuía maïy ngàõt tæû âäüng âoïng laûi. Læûc âoïng tiãúp âiãøm laì do cuäün dáy âoïng, cuäün naìy âæåüc cáúp âiãûn tæì âiãûn aïp dáy, láúy ngay trong maïy ngàõt tæû âäüng âoïng laûi.

Cuäün dáy naìy âoïng táút caí caïc tiãúp âiãøm chênh cuía ba pha, âäöng thåìi neïn loì xo nhaí âãø chuáøn bë cho quaï trçnh càõt tiãúp theo. Bäü âiãöu khiãøn cung cáúp tên hiãûu âãø âoïng/càõt. Ba biãún doìng tè säú 1000:1 âàût trong maïy ngàõt tæû âäüng âoïng laûi coï nhiãûm vuû phaït hiãûn doìng sæû cäú. Caïc biãún doìng naìy liãn tuûc âo doìng âiãûn, caím nháûn bàòng mäüt maûch âiãûn tæí. Khi doìng trong maûch tàng cao hån mæïc doìng âiãûn càõt nhoí nháút vaì sau mäüt thåìi gian trãù, bäü âiãöu khiãøn cáúp âiãûn cho cuäün dáy càõt, laìm nhaí loì xo, måí caïc tiãúp âiãøm chênh cuía ba pha. Nãúu coï láûp trçnh tæû âoïng laûi, bäü âiãöu khiãøn seî kêch hoaût cå cáúu âoïng. Maïy ngàõt tæû âäüng âoïng laûi âæåüc thiãút kãú theo kiãøu tæû váûn haình maì khäng cáön nguäön âäüc láûp naìo bãn ngoaìi (træì khi coï yãu cáöu båíi vaìi phuû kiãûn).

Hçnh 11-43: Maïy ngàõt tæû âoïng laûi chán khäng loaûi VWVE38X(thaïo khoíi voí thuìng)

Bäü pháûn âiãöu khiãøn maïy ngàõt tæû âäüng âoïng laûi bàòng maûch âiãûn tæí giuïp caìi âàût âån giaín trçnh tæû càõt sæû cäú quaï doìng pha vaì âáút seî khoïa maïy ngàõt tæû âäüng âoïng laûi. Trë säú càõt doìng sæû cäú pha hoàûc âáút laì nhoí nháút, thåìi gian càõt, âoïng laûi vaì thåìi gian reset âæåüc chènh âàût taûi bäü âiãöu khiãøn maì khäng cáön càõt âiãûn maïy. Do coï thãø læûa choün 2 âæåìng cong baío vãû (thåìi gian - doìng âiãûn) trong vä säú caïc âæåìng cong nãn viãûc sæí duûng maïy ngàõt tæû âäüng âoïng laûi baío vãû trãn læåïi ráút linh hoaût.

167

c) Cáúu taûo Giäúng nhæ caïc loaûi maïy ngàõt tæû âäüng âoïng laûi khaïc cuía haîng Kyle, nhæîng loaûi maïy ngàõt tæû âäüng âoïng laûi âãöu âæåüc thiãút kãú coï tuäøi thoü laìm viãûc cao vaì êt cáön baío trç nháút. Nàõp âæåüc âuïc bàòng nhäm. Thuìng laìm bàòng theïp cæïng, màût ngoaìi sån polister. (Munsell5BG 7,0/0,4; maìu chuáøn laì xanh nhaût). Mäüt voìng âãûm loït nàòm loüt trong raînh giuïp giæî kên dáöu vaì taûo mäúi gheïp ráút kên giæîa nàõp vaì thuìng báút cháúp caïc âiãöu kiãûn thåìi tiãút. Van láúy máùu dáöu vaì xaí dáöu 0,5 inch nàòm gáön âaïy thuìng. Maïy ngàõt tæû âäüng âoïng laûi âæåüc giæî bàòng caïc bu lon bàõt nàõp våïi giaï treo. Toaìn bäü cå cáúu laìm viãûc bãn trong âãöu âæåüc treo gàõn våïi nàõp cho pheïp thaïo råìi voí thuìng ra maì khäng aính hæåíng gç âãún cå cáúu truyãön âäüng cuîng nhæ caïc bäü pháûn cuía nàõp maïy.

Ba buäöng càõt chán khäng cäú âënh trãn caïc äúng âåî laìm bàòng såüi epoxy thuíy tinh coï âäü bãön âiãûn vaì bãön cå cao, khaí nàng chäúng áøm täút. Buäöng càõt häö quang trong dáöu (hçnh 11-44)

häö cáöumaxo häö Buä quakeïo

Hçnh 11-44: Buäöng dáûp häö quang trong dáöu Hçnh 11-45:Buäöng dáûp häö quang trong chán khäng

Caïc maïy ngàõt tæû âäüng âoïng laûi loaûi WE, WVE27 vaì WVE38X duìng dáöu laìm mäi træåìng dáûp tàõt

quang. Viãûc dáûp tàõt häö quang nhanh choïng (xuäúng coìn 2,5 chu kç) âæåüc thæûc hiãûn nhåì tiãúp âiãøm loaûi näúi, taûo ra tiãúp âiãøm näúi tiãúp trãn mäùi pha. Tiãúp âiãøm âäüng daûng læåîi lã, laìm bàòng håüp kim tungsten û baûc, coï tênh chëu maìi moìn vaì âäü dáùn âiãûn täút. Tiãúp âiãøm ténh daûng hoa tulip maû baûc, âënh vë bàòng loì âaìn häöi. Tiãúp âiãøm tæû laìm saûch nhåì thao taïc chaì saït khi âoïng vaì måí. Mäùi tiãúp âiãøm coï mäüt cå cáúu dáûp quang riãng loaûi tæû sinh, gäöm caïc buäöng häö quang coï raînh thoaït gheïp laûi. öng càõt häö quang trong chán khäng (hçnh 11-45)

Caïc Maïy ngàõt tæû âäüng âoïng laûi loaûi VWE, VWVE27 vaì VWVE38X sæí duûng buäöng càõt häö ng trong chán khäng. Buäöng càõt trong chán khäng dáûp häö quang åí mæïc nàng læåüng tháúp nhanh choïng, daìi tuäøi thoü tiãúp âiãøm vaì tuäøi thoü buäöng càõt, taûo æïng suáút cå hoüc nhoí vaì coï mæïc âäü an toaìn cao.

168

Hçnh 11-46: Så âäö cung cáúp âiãûn aïp cho cuäün dáy solenoid âoïng âiãûn cao aïp

Khi dáûp tàõt häö quang trong chán khäng, tuäøi thoü cuía buäöng càõt vaì tiãúp âiãøm låïn hån nhiãöu láön so våïi trong dáöu vaì maïy ngàõt tæû âäüng âoïng laûi gáön nhæ khäng cáön baío trç. Ngoaìi ra æïng suáút cå hoüc vaì âäü âäü maìi moìn cuía caïc cå cáúu âãöu giaím âaïng kãø vç khoaíng dëch chuyãøn cuía caïc tiãúp âiãøm trong træåìng håüp naìy ngàõn hån. Caïc buäöng càõt häö quang trong chán khäng âæåüc thiãút kãú våïi voí buäöng càõt bàòng håüp kim gäúm coï âäü bãön cao vaì duy trç âäü chán khäng láu daìi. Loaûi håüp kim gäúm - nhäm coï âäü bãön gáúp 5 láön thuíy tinh, coï thãø âæåüc gia cäng xæí lê åí nhiãût âäü cao hån, âãø saín pháøm coï âäü tinh khiãút cuîng nhæ âäü chán khäng cao vç khê helium khäng loüt vaìo âæåüc. Bãn trong buäöng càõt laì mäüt bäü tiãúp âiãøm âäüng vaì ténh. Tiãúp âiãøm âäüng di chuyãøn våïi khoaíng di chuyãøn âäü 0,5 inch. Truûc cuía noï luäön trong äúng âåî âaìn häöi duy trç âäü chán khäng. Caïc tiãúp âiãøm laìm bàòng mäüt loaûi håüp kim âàûc biãût khäng bë haìn dênh. Do chè cáön mäüt læåüng nhiãùm báøn nhoí nháút bãn trong buäöng cuîng coï thãø giaím âi âaïng kãø tuäøi thoü cuía buäöng càõt chán khäng, nãn viãûc saín xuáút caïc buäöng càõt chán khäng naìy âæåüc thæûc hiãûn trong caïc phoìng siãu saûch, traïnh moüi nguäön gáy nhiãùm báøn nhoí nháút. d) Hoaût âäüng cuía maïy ngàõt tæû âäüng âoïng laûi Càõt: khi doìng taíi tàng, væåüt quaï giaï trë càõt nhoí nháút tæång æïng våïi âàûc tênh thåìi gian - doìng âiãûn âàût træåïc cuía maïy ngàõt tæû âäüng âoïng laûi thç bäü âiãöu khiãøn seî cáúp âiãûn cho cuäün dáy càõt. Cuäün naìy laìm nhaí chäút gaìi loì xo vaì måí tiãúp âiãøm. Thåìi gian måí täúi âa laì 2,7 chu kç âäúi våïi caïc loaûi VWE, VWVE, WE, WVE. Âoïng: læûc âoïng cuîng laì læûc âãø neïn loì xo nhaí, âæåüc cung cáúp tæì mäüt cuäün dáy âoïng hoaût âäüng åí âiãûn aïp cao. Khi caïc tiãúp âiãøm cuía maïy ngàõt tæû âäüng âoïng laûi, pêttäng cuía cuäün dáy bë gaìi åí vë trê dæåïi, chäút naìy seî nhaí âäöng thåìi våïi khi loì xo nhaí bung ra vaì pêttäng cuía cuäün dáy chaûy lãn chuáøn bë cho haình trçnh kãú tiãúp âoïng maïy ngàõt. Vaìo thåìi âiãøm âoïng laûi âæåüc láûp trçnh træåïc, bäü âiãöu khiãøn âiãûn tæí cáúp âiãûn cho cuäün dáy kiãøu xoay. Khi âoï pêttäng bë huït vaìo cuäün dáy, laìm âoïng caïc tiãúp âiãøm cuía maïy ngàõt tæû âäüng âoïng laûi vaì âäöng thåìi neïn caïc loì xo nhaí. Haình trçnh cuía pêttäng cuîng càõt âiãûn 2 tiãúp âiãøm cäng tàõc tå cao aïp, laìm cuäün dáy âoïng máút âiãûn. Cå cáúu truyãön âäüng cuía maïy ngàõt tæû âäüng âoïng laûi khi âoïng seî måí mäüt tiãúp âiãøm trãn

169

maûch cuäün dáy xoay laìm máút âiãûn cung cáúp âãún cuäün dáy xoay. Dáy xoay naìy âoïng 2 tiãúp âiãøm näúi tiãúp (trãn maûch cuäün dáy âoïng) trong thåìi gian ngàõn vaì cáúp âiãûn aïp dáy cho cuäün dáy âoïng. Cuäün dáy âoïng (hçnh 11-46) âæåüc thiãút kãú laìm viãûc åí chãú âäü ngàõn haûn làûp laûi, khäng liãn tuûc. Træåìng håüp pêttäng cuía cuäün dáy hay tiãúp âiãøm trãn maûch cuía cuäün âoïng coï váún âãö laìm cho cuäün dáy âoïng coï âiãûn trong mäüt thåìi gian keïo daìi thç cáöu chç baío vãû cuäün dáy âoïng seî càõt maûch cao aïp âãø traïnh cuäün dáy âoïng bë chaïy. Thao taïc bàòng tay Maïy càõt tæû âäüng âoïng laûi coï thãø càõt bàòng tay vaìo báút kç luïc naìo bàòng caïch keïo cáön thao taïc nàòm dæåïi tuí âiãöu khiãøn, keïo cáön lãn seî sàôn saìng cho maïy ngàõt tæû âäüng âoïng laûi vaìo traûng thaïi âoïng, tuy váûy tiãúp âiãøm chênh cuía maïy ngàõt tæû âäüng âoïng laûi chæa âoïng. Maïy ngàõt tæû âäüng âoïng laûi chè âoïng khi keïo cáön lãn, vàûn tay vàûn åí màût træåïc tuí âiãöu khiãøn qua vë trê âoïng vaì âiãûn aïp cao phêa nguäön âaî âæåüc cáúp âãún maïy ngàõt tæû âäüng âoïng laûi. Mäüt cåì chè thë maìu âoí nàòm kãú cáön thao taïc cho biãút tçnh traûng âoïng hoàûc càõt cuía tiãúp âiãøm cuía maïy ngàõt tæû âäüng âoïng laûi. Âo læåìng tên hiãûu doìng Maïy ngàõt tæû âäüng âoïng laûi coï 3 biãún doìng tè säú 1000:1. Caïc biãún doìng âo âæåüc caí doìng pha vaì doìng âáút (doìng thæï tæû 0), chuïng âæåüc näúi tåïi tuí âiãöu khiãøn nhåì mäüt dáy caïp daìi, nhåì váûy cho pheïp làõp âàût âæåüc bäü âiãöu khiãøn xa maïy ngàõt tæû âäüng âoïng laûi. Tuí âiãöu khiãøn âiãûn tæí Maïy ngàõt tæû âäüng âoïng laûi loaûi VWE, VWVE27, VWVE38, WE, WVE27 vaì WVE âæåüc âiãöu khiãøn bàòng tuí âiãöu khiãøn âiãûn tæí. Coï thãø duìng nhiãöu loaûi tuí âiãöu khiãøn khaïc nhau (tuìy yãu cáöu). Sau âáy giåïi thiãûu så læåüc vãö tuí âiãöu khiãøn vi xæí lê F4C.

Hçnh 11-47 laì tuí âiãöu khiãøn maïy ngàõt tæû âäüng âoïng laûi loaûi 4C - ME, duìng ké thuáût vi xæí lê âãø váûn haình vaì coï âäü linh hoaût cao. Táút caí caïc thäng säú âiãöu khiãøn chuáøn gäöm: doìng càõt sæû cäú chaûm âáút nhoí nháút, læûa choün âàûc tuyãún doìng âiãûn - thåìi gian, trçnh tæû laìm viãûc cuía maïy ngàõt tæû âäüng âoïng laûi coï thãø hoaìn toaìn láûp trçnh âæåüc. Duìng baìn phêm âån giaín âãø láûp trçnh cho tuí âiãöu khiãøn, caïc phêm chæïc nàng chuyãn duìng vaì maìn hçnh LCD (tinh thãø loíng) cho pheïp dãù daìng láûp trçnh vaì kiãøm tra laûi caïc trë säú âaî âàût. Bäü âiãöu khiãøn âæåüc trang bë 41 âàûc tuyãún doìng âiãûn - thåìi gian choün bàòng phêm, coï thãø chuyãøn âäøi âæåüc giæîa caïc giaï trë pha vaì âáút. Mäùi âàûc tuyãún coï thãø âæåüc thay âäøi hoàûc theo chiãöu thàóng âæïng, hoàûc cäüng thãm mäüt hàòng säú vaìo truûc thåìi gian vaì nhæ thãú taûo ra vä säú âàûc tuyãún. 10 màût hiãøn thë LCD åí màût træåïc tuí cho biãút ngay tçnh traûng cuía bäü âiãöu khiãøn vaì maïy ngàõt tæû âäüng âoïng laûi. Bäü âiãöu khiãøn coï caïc âàûc âiãøm chuáøn nhæ: giaïm saït, hiãøn thë traûng thaïi tæì xa, hiãøn thë sæû cäú nhåì maìn hçnh LCD vaì bäü âãúm, bäü ghi caïc sæû kiãûn, âo âaûc doìng cuîng nhæ hiãøn thë âäö thë phuû taíi. Bäü âiãöu khiãøn vi xæí lê cuîng coï thãø âæåüc trang bë mäüt card input/output (âáöu vaìo/ âáöu ra) nhàòm måí räüng khaí nàng giaïm saït cuía bäü âiãöu khiãøn. Tuí âiãöu khiãøn tæì FXA Bäü âiãöu khiãøn vi xæí lê FXA coï caïc khaí nàng xæí lê dæî liãûu ráút maûnh vaì tênh linh hoaût cao cuîng nhæ âäü tin cáûy cao trong váûn haình. Bäü âiãöu khiãøn FXA coï khaí nàng baío vãû quaï doìng pha / âáút våïi caïc táöm ráút räüng âãø âàût caïc giaï trë càõt, caïc âæåìng cong doìng âiãûn thåìi gian, caïc chãú âäü âiãöu khiãøn. 11 LED chè thë cho pheïp quan saït caïc tçnh traûng hoaût âäüng cuía maïy ngàõt tæû âäüng âoïng laûi. Bäü âiãöu khiãøn FXA coï khaí nàng måí räüng khi hoaût âäüng trong hãû thäúng SCADA. Bäü âiãöu khiãøn FXA coï khaí nàng giao tiãúp âæåüc våïi maïy tênh, do âoï táút caí caïc thäng säú hoaût âäüng dãù daìng caìi âàût thäng qua chæång trçnh naìy chaûy trãn mäi træåìng Window. Trong pháön mãöm cuía bäü âiãöu khiãøn FXA coï mäüt thæ viãûn chuáøn cuìng 41 âæåìng cong thåìi gian - doìng âiãûn giuïp cho viãûc phäúi håüp baío vãû. Chæång trçnh TTC Editor âi keìm theo pháön mãöm naìy cho pheïp ngæåìi sæí duûng taûo ra nhæîng âæåìng cong cáön thiãút cho viãûc phäúi håüp baío vãû. Ngoaìi ra coìn cho pheïp âoüc caïc dæî liãûu ghi nháûn âæåüc trong quaï trçnh hoaût âäüng.

170

Chæång 12. THIÃÚT BË CHÄÚNG SEÏT

12.1. KHAÏI NIÃÛM

Thiãút bë chäúng seït laì thiãút bë âæåüc gheïp song song våïi thiãút bë âiãûn âãø baío vãû quaï âiãûn aïp khê quyãøn. Khi xuáút hiãûn quaï âiãûn aïp noï seî phoïng âiãûn træåïc laìm giaím trë säú quaï âiãûn aïp âàût lãn caïch âiãûn cuía thiãút bë vaì khi hãút quaï âiãûn aïp seî tæû âäüng dáûp tàõt häö quang cuía doìng âiãûn xoay chiãöu, phuûc häöi traûng thaïi laìm viãûc bçnh thæåìng. Âãø laìm âæåüc nhiãûm vuû trãn thiãút bë chäúng seït cáön âaûût caïc âiãöu kiãûn sau âáy: 1. Coï âàûc tênh Vän - giáy (V-s) tháúp hån âàûc tênh V-s cuía caïch âiãûn Âáy laì yãu cáöu cå baín nháút vç noï liãn quan âãún taïc duûng vaì lê do täön taûi cuía thiãút bë chäúng seït. Tuy nhiãn thæûc hiãûn viãûc phäúi håüp âàûc tênh V-s nhæ váûy khäng dãù daìng. Trong thiãút kãú vaì chãú taûo thiãút bë âiãûn thæåìng duìng caïc biãûn phaïp laìm âãöu âiãûn træåìng âãø náng cao cæåìng âäü caïch âiãûn vaì daíi kãút cáúu cuía caïch âiãûn. Do caïch âiãûn thæåìng coï âàûc tênh V-s tæång âäúi bàòng phàóng vaì âàûc tênh V-s cuía thiãút bë chäúng seït cuîng phaíi bàòng phàóng âãø khäng xaíy ra giao cheïo åí khoaíng thåìi gian beï (hçnh 12-1). Loaûi khe håí baío vãû vaì loaûi chäúng seït äúng (PTφ) do kãút cáúu âiãûn cæûc kiãøu thanh-thanh nãn træåìng giæîa caïc âiãûn cæûc phán bäú ráút khäng âãöu, âiãûn aïp phoïng âiãûn tàng cao khi thåìi gian phoïng âiãûn beï khiãún âæåìng âàûc tênh V-s däúc do âoï khäng thãø phäúi håüp täút âæåüc våïi âàûc tênh V-s cuía caïc thiãút bë trong traûm. Caïc thiãút bë chäúng seït loaûi naìy thæåìng chè duìng baío vãû cho caïch âiãûn âæåìng dáy vç âàûc tênh xung kêch cuía caïch âiãûn âæåìng dáy coï daûng tæång tæû.

Hçnh 12-1: Âàûc tênh V-s

tb)

a)

U

Thiãút bë chäúng seït traûm thæåìng laì chäúng seït van (PB), trong cáúu taûo âaî duìng nhiãöu biãûn phaïp âãø âàûc tênh V-s tæång âäúi bàòng phàóng. 2. Coï khaí nàng dáûp tàõt nhanh choïng häö quang cuía doìng xoay chiãöu Khi quaï âiãûn aïp, thiãút bë chäúng seït laìm viãûc (phoïng âiãûn) âãø taín doìng xuäúng âáút âäöng thåìi taûo nãn ngàõn maûch chaûm âáút. Khi hãút quaï âiãûn aïp phaíi nhanh choïng dáûp tàõt häö quang cuía doìng ngàõn maûch chaûm âáút træåïc khi bäü pháûn baío vãû rå le laìm viãûc âãø hãû thäúng âiãûn âæåüc tiãúp tuûc váûn haình an toaìn. Tuìy theo caïc nguyãn tàõc vaì biãûn phaïp dáûp häö quang khaïc nhau maì thiãút bë chäúng seït âæåüc phán ra caïc loaûi chäúng seït äúng, chäúng seït van, chäúng seït van - tæì,... Loaûi khe håí baío vãû khäng coï bäü pháûn dáûp häö quang nãn khi noï laìm viãûc nãúu doìng âiãûn ngàõn maûch chaûm âáút cuía læåïi âiãûn låïn thç häö quang seî khäng tæû dáûp tàõt vaì ngàõn maûch chaûm âáút keïo daìi. Do âoï loaûi naìy chè duìng baío vãû âæåìng dáy trong caïc læåïi coï doìng ngàõn maûch chaûm âáút beï (læåïi coï trung tênh caïch âiãûn hoàûc näúi âáút qua cuäün dáy häö quang) hoàûc khi coï phäúi håüp våïi thiãút bë tæû âäüng âoïng laûi (TÂL) âãø baío âaím cung cáúp âiãûn liãn tuûc. Loaûi chäúng seït äúng dæûa vaìo caïc cháút sinh khê âãø tæû dáûp häö quang (tæång tæû maïy ngàõt phuû taíi). Loaûi chäúng seït van coï trang bë dáûp häö quang hoaìn chènh hån dæûa trãn nguyãn tàõc chia càõt häö quang thaình nhiãöu âoaûn ngàõn vaì duìng âiãûn tråí khäng âæåìng thàóng âãø haûn chãú trë säú doìng âiãûn häö quang (doìng xoay chiãöu). Loaûi chäúng seït van tæì coï bäü pháûn dáûp häö quang phæïc taûp hån chäúng seït van båíi noï duìng thãm tæì træåìng âãø di chuyãøn häö quang nãn dáûp âæåüc häö quang coï trë säú doìng âiãûn låïn hån nhiãöu.

171

3. Coï mæïc âiãûn aïp dæ tháúp so våïi caïch âiãûn cuía thiãút bë âæåüc baío vãû Sau khi phoïng âiãûn, âiãûn aïp coìn trãn thiãút bë chäúng seït (aïp dæ) seî taïc duûng lãn caïch âiãûn cuía thiãút bë, nãúu âiãûn aïp naìy låïn váùn coï thãø gáy nguy hiãøm cho thiãút bë âiãûn. Våïi loaûi khe håí baío vãû vaì chäúng seït äúng giaím âiãûn aïp dæ chuí yãúu bàòng caïch giaím âiãûn tråí cuía bäü pháûn näúi âáút (aïp dæ Udæ=Is.RXK). ÅÍ chäúng seït van bãn caûnh viãûc giaím trë âiãûn tråí khäng âæåìng thàóng phaíi haûn chãú doìng âiãûn qua noï khäng låïn quaï trë säú quy âënh (5kA hoàûc 10kA), âãø âiãûn tråí vilit khäng bë quaï noïng vaì duy trç âæåüc mæïc âiãûn aïp tæång âäúi äøn âënh. Haûn chãú doìng qua chäúng seït chuí yãúu dæûa vaìo biãûn phaïp baío vãû åí âoaûn tåúi traûm. 4. Thiãút bë chäúng seït khäng âæåüc laìm viãûc (phoïng âiãûn) khi coï quaï âiãûn aïp näüi bäü Yãu cáöu naìy thæûc hiãûn bàòng caïch âiãöu chènh (khoaíng caïch) khe håí phoïng âiãûn cuía thiãút bë chäúng seït. Ngoaìi bäún yãu cáöu trãn våïi tæìng loaûi coìn yãu cáöu riãng, cáön thãm ràòng vai troì chäúng seït trong traûm biãún aïp ráút quan troüng vç noï quyãút âënh viãûc læûa choün mæïc caïch âiãûn xung kêch cuía thiãút bë, tæïc laì liãn quan âãún kãút cáúu vaì giaï thaình thiãút bë. Viãûc phaït huy taïc duûng cuía thiãút bë chäúng seït khäng nhæîng phuû thuäüc âàûc âiãøm riãng cuía chuïng maì coìn phuû thuäüc vaìo nhiãöu yãúu täú nhæ caíi thiãûn bäü pháûn näúi âáút, så âäö truyãön soïng, pháön baío vãû âoaûn tåïi traûm, vë trê âàût thiãút bë chäúng seït ,...

12.2. THIÃÚT BË CHÄÚNG SEÏT ÄÚNG (PT) 1. Cáúu taûo (hçnh 12-2) Pháön chênh 1 cuía thiãút bë laì äúng laìm bàòng váût liãûu tæû sinh khê, cháút phibro-bakãlêt våïi loaûi (PTφ) hoàûc cháút deío viniplast våïi loaûi (PTB), mäüt âáöu coï nàõp kim loaûi giæî âiãûn cæûc thanh coìn âáöu kia håí vaì âàût âiãûn cæûc hçnh xuyãún 3. Khe håí S goüi laì khe håí trong (hoàûc khe håí dáûp häö quang) coìn S2 laì khe håí ngoaìi coï taïc duûng caïch li thán äúng våïi âæåìng dáy âãø noï khäng bë hæ hoíng do doìng doì. 2. Nguyãn lê

Khi coï quaï âiãûn aïp caí hai khe håí seî phoïng âiãûn doìng âiãûn seït qua chäúng seït âi vaìo bäü pháûn näúi âáút. Sau khi hãút doìng âiãûn xung kêch, seî coï doìng âiãûn táön säú cäng nghiãûp (doìng ngàõn maûch chaûm âáút) âi qua chäúng seït. Dæåïi taïc duûng cuía häö quang do doìng ngàõn maûch sinh ra cháút sinh khê bë phaït noïng saín sinh nhiãöu khê, aïp suáút khê tàng tåïi vaìi chuûc at, vaì thäøi tàõt häö quang (thäøi vãö phêa âáöu håí äúng 3, ngay khi doìng xoay chiãöu qua trë säú 0 láön âáöu tiãn). Hçnh 12-3 laì sæû biãún thiãn cuía âiãûn aïp xung kêch khi chäúng seït laìm viãûc. Âàûc tênh V-s phuû thuäüc vaìo khoaíng caïch khe håí trong vaì ngoaìi cuía chäúng seït vaì coï daûng giäúng nhæ khe håí baío vãû hçnh 12-3. Sau khi phoïng âiãûn âiãûn aïp dæ trãn chäúng seït laì pháön âiãûn aïp giaïng trãn bäü pháûn näúi âáút do âoï caïc nåi âàût chäúng seït äúng cáön näúi âáút täút. Âäü daìi khe håí ngoaìi âæåüc choün theo âiãöu kiãûn phäúi håüp caïch âiãûn (phäúi håüp âàûc tênh V-s) vaì coï thãø âiãöu chènh trong phaûm vi nháút âënh, coìn khe håí trong quyãút âënh båíi khaí nàng dáûp häö quang. Âãø dáûp âæåüc häö quang trong äúng cáön âuí khê, âiãöu naìy phuû thuäüc vaìo doìng âiãûn häö quang, do váûy phaíi quy âënh giåïi haûn cuía doìng âiãûn häö quang. Thay âäøi khoaíng caïch S vaì âæåìng kênh trong cuía äúng sinh khê seî laìm thay âäøi giåïi haûn doìng âiãûn. Khi âàût chäúng seït åí báút kç âiãøm naìo trong læåïi âiãûn cáön phaíi kiãøm tra doìng ngàõn maûch näúi âáút taûi âiãøm âoï, âãø âaím baío chäúng seït coï thãø tæû dáûp tàõt âæåüc häö quang maì khäng bë hæ hoíng.

Hçnh 12-2: Chäúng seït äúng

172

Khi chäúng seït laìm viãûc nhiãöu láön, cháút sinh khê seî hao moìn, äúng seî räùng hån læåüng khê seî khäng âuí âãø dáûp tàõt häö quang. Khi âæåìng kênh trong äúng tàng quaï (20÷25)% so våïi trë säú âáöu thç chäúng seït xem nhæ máút taïc duûng. Chäúng seït TPφ äúng phibro - bakãlêt váût liãûu sinh khê duìng loaûi phibrä, do phibrä khäng âuí âäü bãön cå khê nãn äúng âæåüc boüc thãm bakãlêt coï queït sån chäúng áøm. Doìng càõt tåïi khoaíng 10kA. Chäúng seït PTB: coï thán äúng bàòng cháút deío viniplast coï âàûc tênh âiãûn vaì khaí nàng sinh khê täút hån loaûi

PTφ vãö cáúu taûo cuîng âån giaín hån. Kê hiãûu loaûi PTφ110

5 0,8−

laì thãø hiãûn loaûi chäúng seït phibro - bakãlêt duìng åí cáúp 110kV vaì giåïi haûn doìng càõt (0,8÷5)kA. Khi laìm viãûc chäúng seït äúng coï thaíi khê bë ion hoïa do âoï khi làõp chäúng seït trãn cäüt phaíi sao cho khê thoaït ra khäng gáy nãn phoïng âiãûn giæîa caïc pha hoàûc phoïng âiãûn xuäúng âáút, muäún thãú trong phaûm vi thoaït khê cuía noï phaíi khäng coï dáy dáùn cuía pha khaïc, khäng coï kãút cáúu näúi âáút cuîng nhæ phaûm vi thoaït khê cuía chäúng seït äúng åí pha khaïc.

Hçnh 12-3: Âàûc tênh baío vãû

U

t[s]2

1

Ngaìy nay dæåïi sæû phaït triãøn cuía læåïi âiãûn cäng suáút låïn yãu cáöu chãú taûo chäúng seït äúng coï giåïi haûn trãn doìng càõt låïn hån, Liãn Xä cuî coï loaûi PTBY, duìng cháút deío viniplast tàng cæåìng bàòng quáún vaíi thuíy tinh táøm nhæûa ãpäxit nãn giåïi haûn trãn doìng càõt tåïi 20kA (loaûi PTB tåïi 15kA). Chäúng seït äúng chuí yãúu duìng baío vãû caïc âæåìng dáy khäng coï dáy chäúng seït. Khoï khàn låïn nháút laì phaíi âaím baío trë säú doìng âiãûn ngàõn maûch chaûm âáút taûi âiãøm âàût chäúng seït nàòm trong phaûm vi giåïi haûn trãn vaì dæåïi cuía doìng âiãûn càõt. Khi duìng noï trong hãû thäúng cäng suáút beï hoàûc âàût chäúng seït äúng våïi máût âäü quaï daìy seî khäng âaím baío vãö yãu cáöu giåïi haûn dæåïi cuía doìng càõt. Ngæåüc laûi nãúu hãû thäúng cäng suáút låïn seî coï thãø væåüt quaï trë säú giåïi haûn trãn. Chãú âäü váûn haình hãû thäúng thay âäøi luän laìm doìng ngàõn maûch khoï âaïp æïng yãu cáöu trãn. Caïc nhæåüc âiãøm âoï âaî haûn chãú viãûc æïng duûng chäúng seït äúng räüng raîi, thæåìng thay bàòng khe håí baío vãû phäúi håüp våïi thiãút bë tæû âäüng âoïng laûi âãø baío vãû cho âæåìng dáy.

12.3. CHÄÚNG SEÏT VAN 1. Khaïi niãûm Pháön chênh cuía chäúng seït van laì chuäùi khe håí phoïng âiãûn gheïp näúi tiãúp våïi caïc táúm âiãûn tråí khäng âæåìng thàóng (âiãûn tråí laìm viãûc). Âiãûn tråí khäng âæåìng thàóng chãú taûo bàòng váût liãûu vilit, coï âàûc âiãøm laì coï thãø duy trç âæåüc mæïc âiãûn aïp dæ tæång âäúi äøn âënh khi doìng âiãûn tàng. Sau khi taín doìng seït seî coï doìng âiãûn ngàõn maûch duy trç båíi nguäön âiãûn aïp xoay chiãöu (ngàõn maûch qua âiãûn tråí laìm viãûc) âi qua chäúng seït van, doìng naìy goüi laì doìng kãú tuûc. Khi cho taïc duûng âiãûn tråí ráút beï do âoï doìng seït âæåüc taín trong âáút dãù daìng vaì nhanh choïng, ngæåüc laûi åí âiãûn aïp laìm viãûc thç âiãûn tråí tàng cao do âoï haûn chãú trë säú doìng kãú tuûc (thæåìng khäng quaï 80A) taûo âiãöu kiãûn thuáûn låüi cho viãûc dáûp häö quang åí chuäùi khe håí. Chênh do tênh cháút cho qua doìng âiãûn låïn khi âiãûn aïp låïn vaì ngàn doìng âiãûn khi âiãûn aïp beï nãn loaûi chäúng seït naìy âæåüc goüi laì chäúng seït van. Trë säú âiãûn aïp cæûc âaûi åí táön säú cäng nghiãûp maì chäúng seït van coï thãø dáûp tàõt häö quang cuía doìng âiãûn kãú tuûc goüi laì âiãûn aïp dáûp häö quang, âoï laì mäüt trong caïc tham säú chuí yãúu cuía chäúng seït van. 2. Caïc tham säú cuía chäúng seït van Ngoaìi âiãûn aïp dáûp häö quang chäúng seït van coìn caïc tham säú sau:

173

a) Âiãûn tråí khäng âæåìng thàóng Âæåüc chãú taûo tæì bäüt cacbärun (SiC) màût ngoaìi haût caïcborun coï maìng moíng SiO2 (daìy khoaíng 10-5cm). Âiãûn tråí suáút cuía baín thán haût caïcborun khäng låïn (10-2 Ωm) vaì äøn âënh nhæng âiãûn tråí cuía låïp maìng moíng phuû thuäüc vaìo cæåìng âäü âiãûn træåìng. Khi cæåìng âäü âiãûn træåìng beï, âiãûn tråí låïp maìng moíng khoaíng (104÷106)Ωm. Nhæng khi âiãûn træåìng tàng cao noï seî giaím ráút nhanh vaì âiãûn tråí täøng cuía vilit giaím tåïi mæïc bàòng âiãûn tråí cuía haût caïcborun. Trong caïc táúm vilêt haût bäüt âæåüc dênh bàòng keo thuíy tinh loíng sau âoï âæåüc nung noïng åí nhiãût âäü khoaíng vaìi tràm âäü. Træåïc kia ngæåìi ta duìng âiãûn tråí loaûi tirit nhiãût nung noïng khoaíng 12000C coï âàûc tênh khäng äøn âënh bàòng vilit (tirit duìng cháút dênh bàòng âáút seït).

Hçnh 12-4 laì âàûc tênh V-A cuía táúm vi lit âæåìng kênh φ100mm vaì daìy 60mm âàûc tênh naìy âæåüc xaïc âënh våïi daûng soïng doìng âiãûn 20/40µs vaì cho doìng âiãûn biãún thiãn trong phaûm vi 1 âãún 10.000A. Noï gäöm hai âoaûn biãøu diãùn båíi quan hãû giaíi têch IlgAlgulg α+= våïi A laì hàòng säú, α caìng beï thç âiãûn aïp giaïng trãn noï (âiãûn aïp dæ) seî tàng caìng cháûm khi doìng âiãûn tàng. Âoaûn trãn æïng våïi khi coï doìng âiãûn seït α = (0,13÷0,2) æïng

Hçnh 12 -4: Âàûc tênh V-A táúm vilit

lgIA

lgU

3,2

4,24,03,83,63,4

6 5 4 3 210

våïi loaûi vilit, âoaûn dæåïi æïng våïi phaûm vi doìng âiãûn kãú tuûc α = (0,28÷0,32). Coï thãø viãút quan hãû dæåïi daûng u AI= α , A laì âiãûn tråí cuía táúm khi doìng âiãûn qua noï laì 1[A]. Nãúu chäúng seït duìng n táúm âiãûn tråí thç âàûc tênh V-A biãøu thë u nAI= α . Hçnh 12-5 âàûc tênh V-A cuía loaûi PBC-110 khi coï doìng âiãûn låïn thäng qua âiãûn tråí trong thåìi gian daìi, låïp maìng SiO2 coï thãø bë phaï huíy do âoï cáön quy âënh caïc trë säú cho pheïp vãö âäü låïn cuîng nhæ thåìi gian duy trç cuía doìng âiãûn. Vê du û táúm vilêt φ100mm coï trë säú cho pheïp doìng xung kêch daûng soïng 20/40µs laì 10kA. Âäúi våïi daûng soïng vuäng goïc coï âäü daìi soïng 2000µs thç trë säú cho pheïp cuía doìng âiãûn laì 150A, âiãöu âoï chæïng toí chäúng seït van khäng thãø laìm viãûc âäúi våïi pháön låïn caïc loaûi quaï âiãûn aïp näüi bäü vç chuïng thæåìng keïo daìi trong nhiãöu chu kç táön säú cäng nghiãûp. Trë säú cho pheïp cuía doìng kãú tuûc duy trç trong næía chu kç táön säú cäng nghiãûp coìn tháúp hån vaì khäng quaï 100A.

Hçnh 12-5: Âàûc tênh V-A cuía PBC

100

200

300U[kV]

5000 I[A] Biãûn phaïp duy nháút âãø tàng nàng læûc thäng qua

doìng âiãûn laì tàng tiãút diãûn âiãûn tråí tæïc laì tàng âæåìng kênh táúm. b) Khe håí phoïng âiãûn Sæû laìm viãûc cuía chäúng seït van bàõt âáöu tæì viãûc choüc thuíng caïc khe håí phoïng âiãûn vaì kãút thuïc bàòng viãûc dáûp tàõt häö quang cuía doìng âiãûn kãú tuûc cuîng ngay taûi khe håí naìy. Mäùi giai âoaûn trãn âãöu âãö xuáút yãu cáöu riãng âäúi våïi khe håí. ÅÍ giai âoaûn âáöu khe håí phaíi coï âàûc tênh V-s tæång âäúi bàòng phàóng âãø phäúi håüp våïi âàûc tênh V-s cuía caïch âiãûn (chuí yãúu laì maïy biãún aïp). Âãø âaût âæåüc caïc yãu cáöu trãn coï caïc biãûn phaïp sau: + Duìng chuäùi gäöm nhiãöu khe håí gheïp näúi tiãúp nhau Coï thãø xem nhæ mäüt chuäùi âiãûn dung tæång tæû så âäö chuäùi caïch âiãûn, âiãûn aïp xung kêch phán bäú khäng âãöu doüc chuäùi seî laìm cho quaï trçnh phoïng âiãûn kãú tiãúp xaíy ra nhanh choïng trãn táút caí khe håí. Do

174

âoï trë säú âiãûn aïp phoïng âiãûn coï thãø giaím tåïi mæïc äøn âënh (âiãûn aïp phoïng âiãûn mäüt chiãöu hoàûc xoay chiãöu) hoàûc coìn tháúp hån vaì âæåìng âàûc tênh V-s coï daûng tæång âäúi bàòng phàóng. Cuîng våïi muûc âêch trãn trong chäúng seït PBBM (duìng baío vãû maïy âiãûn) coìn thæûc hiãûn caïch gheïp thãm âiãûn dung song song våïi mäüt pháön cuía chuäùi khe håí. + Trong tæìng khe håí (hçnh 12-6) Âiãûn cæûc duìng caïc táúm âäöng caïch li båíi voìng âãûm mica daìy 1mm. Âiãûn træåìng giæîa caïc âiãûn cæûc âaût mæïc gáön âäöng nháút. Màût khaïc khi coï âiãûn aïp trong khe khäng khê giæîa âiãûn cæûc vaì låïp mi ca thç âiãûn træåìng tàng (do hãû säú âiãûn mäi cuía khäng khê beï hån mi ca). Nãn quaï trçnh ion hoïa xuáút hiãûn såïm, noï coï taïc duûng cung cáúp âiãûn tæí cho khoaíng khäng gian giæîa caïc âiãûn cæûc. Caïc yãúu täú trãn taûo âiãöu kiãûn cho quaï trçnh phoïng âiãûn phaït triãøn mäüt caïch dãù daìng vaì laìm âæåìng âàûc tênh V-s bàòng phàóng ngang (hçnh 12-6). Trong giai âoaûn dáûp tàõt häö quang vç doìng âiãûn cuìng pha âiãûn aïp nãn khi doìng kãú tuûc qua trë säú 0 thç häö quang tàõt, luïc naìy cháúm dæït quaï trçnh phaït xaû âiãûn tæí tæì bãö màût cæûc ám, caïch âiãûn khe håí âæåüc phuûc häöi nhanh choïng vaì khi væåüt quaï trë âiãûn aïp phuûc häöi (táön säú cäng nghiãûp) thç häö quang tàõt. Âiãöu quan troüng laì phaíi laìm sao âãø âiãûn aïp phuûc häöi phán bäú âãöu giæîa caïc khe håí trong chuäùi, coï thãø thæûc hiãûn bàòng caïch gheïp caïc âiãûn tråí coï trë säú låïn song song våïi caïc khe håí.

Hçnh 12-6: Âàûc tênh V-s trong khe håí

t[10-6s]7

U[kV]

4

3,63,2

2,8

2,4

6 5 4 3210

Mäùi loaûi khe coï trë giåïi haûn doììng kãú tuûc âãø häö quang coï thãø âæåüc dáûp ngay khi doìng qua trë 0 láön âáöu. Våïi loaûi âiãûn cæûc trong chäúng seït van trë säú naìy khoaíng (80 ÷ 100) A. Xuáút phaït tæì yãu cáöu naìy càn cæï vaìo trë säú âiãûn aïp dáûp häö quang (láúy bàòng âiãûn aïp pha låïn nháút khi coï ngàõn maûch chaûm âáút). Våïi læåïi (3 ÷ 35kV) trung tênh caïch âiãûn láúy bàòng aïp dáy låïn nháút. Coìn læåïi 110kV tråí lãn trung tênh näúi âáút træûc tiãúp nãn láúy bàòng 0,8Ud vaì goüi laì chäúng seït 80% âãø phán biãût loaûi 100% trong læåïi (3÷35kV).

Trong caïc biãûn phaïp dáûp häö quang cuía chäúng seït chuí yãúu váùn laì tçm biãûn phaïp hiãûu quaí nháút âãø tàng giåïi haûn doìng âiãûn kãú tuûc, âiãöu naìy khäng chè liãn quan âãún sæû laìm viãûc cuía chäúng seït maì coìn giaím mæïc caïch âiãûn xung kêch cuía thiãút bë cáön baío vãû. Våïi chäúng seït van tæì (duìng tæì træåìng dáûp häö quang) náng giåïi haûn lãn âãún 250A nãn táúm âiãûn tråí khäng âæåìng thàóng seî duìng êt hån, âiãûn aïp dæ chäúng seït giaím vaì yãu cáöu vãö mæïc caïch âiãûn xung kêch thiãút bë cuîng giaím, âãø tàng nàng læûc cho qua doìng âiãûn ta tàng âæåìng kênh táúm lãn tåïi φ150mm doìng kãú tuûc cho pheïp tàng gáúp âäi táúm chäúng seït van thæåìng (φ100mm). c) Kãút cáúu vaì âàûc tênh cuía mäüt säú loaûi chäúng seït van thäng thæåìng PBC,PB∏ , PBBM.

Hçnh 12-7: Gheïp âiãûn dung

4

2

1

3

6

5

+Loaûi PBC thæåìng duìng åí traûm biãún aïp chãú taûo theo caïc cáúp tåïi 35kV. Khi duìng åí âiãûn aïp cao hån seî gheïp näúi cáúp bàòng nhiãöu pháön tæí coï âiãûn aïp âënh mæïc15, 20, 33 vaì 35kV. Trong cáúu taûo tæìng càûp 4 khe håí âæåüc gheïp våïi nhau vaì âàût trong äúng sæï thaình mäüt täø håüp khe håí tiãu chuáøn. Mäùi täø âæåüc gheïp song song våïi mäüt âiãûn tråí (cuîng chãú taûo bàòng caïcbärun) âãø cho sæû phán bäú âiãûn aïp xoay chiãöu giæîa caïc chuäùi âãöu âàûn. Caïc táúm vilêt âæåüc gàõn våïi nhau bàòng cháút dênh loaûi gäúm vaì âãø coï tiãúp xuïc täút trãn bãö màût mäùi táúm traïng bäüt kim loaûi vaì âæåüc eïp bàòng loì xo. Táút caí âàût trong voí sæï kên âãø håi áøm khäng loüt vaìo aính hæåíng âãún caïc âàûc tênh âiãûn cuía chäúng seït.

175

+Loaûi chäúng seït PBBM duìng âãø baío vãû maïy âiãûn âàûc tênh cuía noï nhæ hçnh 12-6, coï thãm âiãûn dung gheïp song song våïi mäüt pháön cuía chuäùi khe håí hçnh 12-7.

Baíng 12.1: Täø håüp caïc chäúng seït PBC åí âiãûn aïp cao

Loaûi chäúng

seït Âiãûn aïp

âënh mæïc [kV]

Âiãûn aïp cho pheïp låïn nháút trãn chäúng seït

[kV]

Säú læåüng vaì loaûi chäúng seït

trãn täø håüp

Chiãöu cao cuía chäúng seït, mm

Baïn kênh âãú chäúng seït, mm

PBC-15 PBC-20 PBC-35

PBC-110 PBC-150

PBC-220

15 20 35

110 150

220

19 25

40,5 100 138

200

1xPBC-15 1xPPC-20 1xPBC-35 3xPBC-33 3xPBC-33

+2xPBC-15 6xPBC-33

725 885

1210 3050 4546

6192

236 236 236 275

1535

2035

Baíng 12.2: Âàûc tênh chuí yãúu cuía chäúng seït PBC (theo ⎡OCT-8934-58) Âiãûn aïp âënh mæïc [kV]

Âiãûn aïp laìm viãûc låïn nháút [kV]

Âiãûn aïp choüc thuíng åí táön säú cäng nghiãûp [kV]

Âiãûn aïp choüc thuíng xung kêch khi thåìi gian phoïng âëãn tæì1,5 âãún 20µs,[kV].

Âiãûn aïp dæ cuía chäúng seït khi doìng âiãûn xung kêch coï biãn âäü khaïc nhau våïi âäü daìi âáöu soïng 10µs, [kV] (khäng låïn hån). Biãn âäü doìng [kA].

Khäng nhoí hån

Khäng låïn hån

3kA 5kA 10kA

3 6

10 15 20 35

110 150 200

3,8 7,6

12,7 19 25

40,5 110 138 200

9 16 26 38 49 78

200 275 400

1119

30,548

60,598

250345500

2030457085

125285375530

13,525425775

122315435630

14,5 27 45 61 80

130 335 465 670

16 30 50 67 88

143 367 510 734

12.4. CHÄÚNG SEÏT VAN TÆÌ

Trong chäúng seït van tæì, dæåïi taïc duûng cuía tæì træåìng häö quang giæîa caïc âiãûn cæûc seî di chuyãøn dæåïi täúc âäü låïn doüc theo khe håí voìng xuyãún, do âoï seî dãù bë thäøi tàõt. Sau khi häö quang tàõt cæåìng âäü caïch âiãûn cuía khe håí âæåüc khäi phuûc nhanh choïng. Âiãûn tråí khäng âæåìng thàóng cuía caïc táúm vilêt âæåìng kênh φ180mm, nàng læûc thäng qua doìng âiãûn coï soïng vuäng vaì âäü daìi soïng 2000µs coï thãø tåïi 400 A. Trë säú naìy phuì håüp våïi caïc tham säú cuía quaï âiãûn aïp näüi bäü trong læåïi âiãûn aïp tåïi 220 kV. Do âoï chäúng seït van tæì coìn coï khaí nàng haûn chãú pháön låïn caïc loaûi quaï doìng näüi bäü trong læåïi âiãûn naìy. ÅÍ âiãûn aïp 300 vaì 500kV

176

âãø haûn chãú quaï âiãûn aïp näüi bäü cáön thäng qua doìng âiãûn nhiãöu hån næîa. Caïc chäúng seït van tæì duìng âãø baío vãû traûm cuía nga kê hiãûu laì PBM vaì loaûi baío vãû maïy âiãûn laì PBM âæåüc chãú taûo åí caïc cáúp 3, 6,10 kV, caïc âàûc tênh cho trong baíng 12-2 vaì 12-3.

Γ

Baíng 12.3: Âàûc tênh cuía chäúng seït van tæì

Âiãûn aïp âënh mæïc [kV]

Âiãûn aïp laìm viãûc låïn nháút [kV].

Âiãûn aïp choüc thuíng åí táön säú cäng nghiãûp [kV]

Âiãûn aïp choüc thuíng xung kêch khi thåìi gian phoïng âiãûn tæì 1,5 âãún 20µs [kV].

Âiãûn aïp dæ cuía chäúng seït khi doìng âiãûn xung kêch coï âäü daìi âáöu soïng 10µs, Våïi caïc biãn âäü khäng låïn hån.

Khäng nhoí hån

Khäng låïn hån

3 [kV] 5 [kV]

10 [kV]

3 6

10 20 35

110 150 220 330 500

3,8 7,6

12,7 25

40,5 100 138 200 295 420

7,5 15 25 42 70

170 235 340 485 660

9,518305183

195270390560760

9172865

105265370515740

1130

9 17 28 60 97

245 340 475 680 970

9,5 18 30 65

105 265 370 515 740

1060

11203372

116295410570820

1170

12.5. VAN CHÄÚNG SEÏT Ä XÊT KIM LOAÛI

1. Cáúu taûo vaì nguyãn liï hoaût âäüng

Chäúng seït van âaî thay âäøi mäüt caïch cå baín trong khoaíng hån 20 nàm tråí laûi âáy caí vãö cáúu truïc láùn nguyãn liï laìm viãûc. Loaûi van chäúng seït coï khe håí phoïng âiãûn kiãøu táúm phàóng vaì phaït triãøn lãn loaûi coï khe thäøi tæì vaì âiãûn tråí caïcbit silic (SiC) màõc näúi tiãúp âaî âæåüc thay thãú bàòng van chäúng seït khäng coï khe håí phoïng âiãûn.

Hçnh 12-8: Âàûc tênh doìng âiãûn-âiãûn aïp cuía âiãûn tråí oxit kim loaûi a)Âoaûn tuyãún tênh dæåïi, b)Âiãøm nhoün, c)Âoaûn phi tuyãún roî rãût, d)Âoaûn tuyãún tênh trãn, A- Âiãøm laìm viãûc coï âiãûn aïp thæåìng xuyãn

U

a A

dcb

logI

177

Van chäúng seút måïi khäng coï khe håí phoïng âiãûn maì dæûa trãn âiãûn tråí ä xêt kim loaûi (MO) coï âàûc tênh U-I hoaìn toaìn phi tuyãún vaì coï khaí nàng háúp thuû nàng læåüng ráút cao. Chuïng âæåüc biãút âãún nhæ loaûi van chäúng seït äxit kim loaûi (MO).

Van chäúng seït MO khäng “phoïng âiãûn” do váûy khäng âënh nghéa âiãûn aïp phoïng âiãûn. Khi âiãûn aïp tàng van chäúng seït chuyãøn ngay tæì trë säú âiãûn tråí låïn sang âiãûn tråí nhoí theo daûng âàûc tênh U-I nhæ hçnh 12-8.

Khi âiãûn aïp giaím laûi trë säú Uc van chäúng seït laûi duy trç tênh dáùn âiãûn keúm. Mæïc baío vãû cuía van chäúng seït MO âæåüc xaïc âënh bàòng âiãûn aïp dæ cuía noï.

Âiãûn aïp dæ âæåüc âënh nghéa nhæ giaï trë âènh cuía âiãûn aïp åí âáöu cæûc van chäúng seït khi coï doìng âiãûn seït chaûy qua.

Doìng âiãûn seït coï daûng soïng giæîa 1/9 µ s vaì 1/1 µ s thãø hiãûn bæåïc soïng quaï âiãûn aïp vaì âiãûn aïp dæ phäúi håüp coï khaí nàng so saïnh våïi âiãûn aïp phoïng âiãûn ban âáöu cuía chäúng seït van thäng duûng. Soïng xung âiãûn aïp 8/20µ s cho âiãûn aïp dæ gáön tæång âæång våïi mæïc baío vãû quaï âiãûn aïp seït. Soïng doìng âiãûn våïi thåìi gian sæåìn giæîa 30 µ s vaì 100µ s tæång æïng âiãûn aïp âoïng måí. Âiãûn aïp dæ tæång æïng våïi daûng soïng naìy cho mæïc baío vãû trong træåìng håüp coï æïng suáút âoïng måí. Caïc træåìng håüp sæû cäú tráöm troüng, coï khaí nàng van chäúng seït bë quaï taíi. Trong caïc træåìng håüp nhæ váûy (vê duû nhæ âiãûn aïp tàng tæì mäüt mæïc tåïi mæïc sau) thç sæû cäú traûm âáút mäüt pha xaíy ra trong âiãûn tråí làõp gheïp cuía van chäúng seït. Hãû thäúng thoaït aïp suáút âãø âãö phoìng voí sæï bë näø. Doìng âiãûn sæû cäú chaûm âáút cuía hãû thäúng taûi âiãøm âàût chäúng seït van phaíi nhoí hån doìng âiãûn âaím baío cuía thiãút bë thoaït aïp suáút cuía van chäúng seït. Cáúu truïc cuía van chäúng seït MO âæåüc mä taí nhæ hçnh 12-9.

Hçnh 12-9: Tiãút diãûn (bäú trê chung cuía van chäúng seït oxit kim loaûi kiãøu EXLIMQ. 1.âáöu så cáúp, 2.thiãút bë xaí aïp suáút ,3.chäöng âiãûn tråí MO

4. sæï caïch âiãûn, 5.âáöu näúi âáút, 6.âáöu thoaït aïp suáút

2. ÆÏng duûng vaì caïch læûa choün Van chäúng seït âæåüc sæí duûng âãø baío vãû thiãút bë vaì traûm quan troüng (âàûc biãût laì maïy biãún aïp âiãûn

læûc) chäúng laûi quaï âiãûn aïp khê quyãøn vaì quaï âiãûn aïp âoïng måí. Khi thiãút kãú vaì læûa choün van chäúng seït thäng duûng, cáön læu yï âiãûn aïp âaïnh thuíng vaì âiãûn aïp âãûm. Ngoaìi ra van chäúng seït MO âæåüc choün theo caïc tiãu chuáøn sau âáy:

178

-Âiãûn aïp táön säú nguäön täúi âa. -Khaí nàng háúp thuû nàng læåüng.

-Mæïc baío vãû. Coï thãø âaût âæåüc khaí nàng háúp thuû nàng læåüng yãu cáöu våïi cuìng cáúp baío vãû bàòng caïch xãúp chäöng

caïc âiãûn tråí MO song song. Bàòng caïch gáúp âäi säú chäöng laì coï thãø coï mæïc baío vãû tháúp hån vaì khaí nàng háúp thuû gáön nhæ gáúp âäi. Mæïc baío vãû cáön thiãút âæåüc tçm ra nhåì caïc quy tàõc phäúi håüp caïch âiãûn, trong âoï coï chia âäü (caïc tè säú baío vãû) giæîa caïc mæïc baío vãû cuía van chäúng seït vaì âiãûn aïp xung âënh mæïc cuía thiãút bë cáön baío vãû âæåüc xaïc âënh (hçnh 12-10).

Våïi van chäúng seït MO, âiãûn aïp laìm viãûc liãn tuûc cæûc âaûi Us laì âiãûn aïp táön säú nguäön låïn nháút maì van chäúng seït coï thãø chëu âæûng âæåüc thæåìng xuyãn. Cæåìng âäü T cuía van chäúng seït chäúng laûi quaï âiãûn aïp quaï âäü UTOV âæåüc cho bàòng caïc âàûc tênh âiãûn aïp/thåìi gian ( U TOV= T.UC hoàûc UTOV = TR.UR ).

Hãû säú T hoàûc TR phuû thuäüc vaìo loaûi van chäúng seït vaì coï thãø tçm âæåüc trong taìi liãûu cuía nhaì chãú taûo, UR laì âiãûn aïp âënh mæïc. Theo IEC 99-4 âiãûn aïp liãn tuûc cuía van chäúng seït phaíi khäng âæåüc tháúp hån trë säú hiãûu duûng cuía âiãûn aïp táön säú nguäön coï thãø xaíy ta åí âáöu cæûc láu hån 10 phuït trong luïc laìm viãûc. Âiãûn aïp naìy âæåüc xaïc âënh trãn cå såí âiãûn aïp laìm viãûc cao nháút taïc âäüng lãn læåïi âang xeït åí chãú âäü laìm viãûc bçnh thæåìng. Nãúu säú liãûu naìy khäng âæåüc xaïc âënh roî raìng coï thãø láúy bàòng âiãûn aïp cao nháút Um âäúi våïi thiãút bë (IEC 71-1). a) Van chäúng seït giæîa pha vaì âáút

Âäúi våïi caïc hãû thäúng coï täøng tråí näúi âáút nhoí, âiãûn aïp liãn tuûc êt nháút bàòng 1,05 láön âiãûn aïp laìm viãûc cao nháút chia cho 3 . Âäúi våïi caïc hãû thäúng coï sæû cäú traûm âáút âæåüc buì hoàûc trung tênh caïch li, âiãûn aïp liãn tuûc coï thãø láúy êt nháút bàòng âiãûn aïp laìm viãûc cao nháút.

Hçnh 12-10 Phäúi håüp caïch âiãûn cho læåïi täøng näúi âáút tháúp. (cE= 1,4) trong khoaíng C (Um ≥ 300Kv theo IEC 71-1 tæång æïng våïi giaï trë âènh cuía âiãûn aïp pha -âáút. Urs -âiãûn aïp chëu xung seït âënh mæïc . UrB -âiãûn aïp chëu xung âoïng måí âënh mæïc. a: âiãûn aïp pha âáút táön säú nguäön max. cE hãû säú sæû cäú traûm âáút,b: âiãûn aïp pha âáút táön säú nguäön max våïi sæû cäú chaûm âáút åí pha bãn caûnh, d: quaï âiãûn aïp (âæåüc haûn chãú bàòng van chäúng seït âãún Up ). Up mæïc baío vãû cuía van chäúng seït CB giåïi haûn an toaìn våïi âiãûn aïp xung seït CS giåïi haûn an toaìn våïi xung âoïng måí

Up

CB

Cs

d

urs

urB

u4

3

2

1b

aCE

b) Van chäúng seït giæîa caïc pha Âiãûn aïp liãn tuûc täúi thiãøu phaíi bàòng 1,05 láön âiãûn aïp laìm viãûc cao nháút.

c) Van chäúng seït âiãøm trung tênh

179

Âäúi våïi caïc hãû thäúng coï täøng tråí näúi âáút tháúp, âiãûn aïp liãn tuûc nháûn âæåüc tæì âiãûn aïp âënh mæïc taûo nãn. Âäúi våïi caïc hãû thäúng coï sæû cäú traûm âáút âæåüc buì hoàûc trung tênh caïch li, âiãûn aïp liãn tuûc täúi thiãøu coï thãø láúy bàòng âiãûn aïp laìm viãûc låïn nháút chia cho 3 .

3. Caïc trë säú âiãøn hçnh cuía van chäúng seït våïi caïc mæïc âiãûn aïp âiãöu chènh

Våïi caïc van chäúng seït MO khäng coï khe håí phoïng âiãûn, âiãûn aïp laìm viãûc liãn tuûc Uc phaíi âæåüc læûa choün theo hãû säú chaûm âáút Ce= 3 . Baíng 12-4 cho tháúy caïc trë säú âiãøn hçnh âäúi våïi caïc læåïi täøng tråí

näúi âáút nhoí ( Ce=1,4) vaì caïc hãû thäúng khäng näúi âáút ( Ce = 3 ) khäng coï quaï âiãûn aïp quaï âäü naìo khaïc. Van chäúng seït trong læåïi phán phäúi dæåïi 30 kV (vê duû caïc maïy biãún aïp làõp trãn cäüt ) thæåìng âæåüc

thiãút kãú våïi doìng âiãûn seït âënh mæïc laì 5 kA. Van chäúng seït 10 kA âæåüc sæí duûng cho caïc maûng thæåìng coï nguy cå bë seït âaïnh.

Doìng âiãûn seït âënh mæïc 10 kA cáön phaíi luän luän âæåüc læûa choün cho van chäúng seït træåïc âæåìng caïp. Van chäúng seït duìng cho caïc âiãûn aïp trãn 30 kV luän coï doìng âiãûn seït âënh mæïc laì 10 kA. Van chäúng seït âæåüc âàût song song våïi âäúi tæåüng âæåüc baío vãû thæåìng giæîa pha vaì âáút. Vç vuìng baío vãû trong khäng gian bë giåïi haûn, caïc van chäúng seït phaíi âæåüc näúi caìng gáön bäü pháûn baío vãû caìng täút . Caïc säú liãûu gáön âuïng âäúi våïi vuìng baío vãû âæåüc cho trong baíng 12-4.

Baíng 12.4: choün van chäúng seït MO våïi âiãûn aïp âënh mæïc Ur

(khäng xaíy ra quaï âiãûn aïp quaï âäü khaïc) Âiãûn aïp hãû thäúng âënh mæïc Un,

kV

Van chäúng seït pha Ur våïi Ce= 1,4 Ur våïi Ce= 3 kV kV

Van chäúng seït trung tênh Ur våïi Ce=1,4 Ur våïi Ce= 3 kV kV

6 10 20 30 66

110 138 220 345 380 500

6 9 12 15 21 30 30 45 60 90 96 150

120 - 192 - 276 - 330 - 420 -

- - - - - - - - - - 72 90 84 - 90 -

132 - 150 - 192 -

Hiãûn nay haîng ABB coï chæång trçnh truyãön soïng âãø nghiãn cæïu caïc thiãút bë âoïng càõt låïn coï khaí nàng tênh toaïn caïc thay âäøi theo thåìi gian cuía âiãûn aïp åí caïc vë trê thêch håüp trong traûm.

Vuìng baío vãû cuía van chäúng seït - caïc trë säú chuáøn Âiãûn aïp cæûc âaûi cuía Vuìng âæåüc baío vãû Chiãöu daìi dáùn âãún van thiãút bë Um [ kV] Lmax [m] chäúng seït a[ m] <= 36 8 2 123 15 5 245 20 10 420 20 15

180

Trong caïc traûm trung gian vaì cao aïp coï caïc âæåìng caïp vaìo cáön tênh âãún quaï âiãûn aïp phaín xaû khäng kãø sæû haûn chãú cuía soïng truyãön trong caïp.

Våïi âoaûn caïp ngàõn ( LK <= 5m) , van chäúng seït A1 phaíi âàût âãø baío vãû caïp vaì van chäúng seït A3 âãø baío vãû maïy biãún aïp ( xem hçnh 12-11). Tuy nhiãn khi nãúu LK> 5m caïp phaíi âæåüc baío vãû caí hai phêa bàòng van A1 vaì A2.

Trong træåìng håüp naìy nãúu khoaíng caïch do van A2 baío vãû låïn hån L1 thç van A3 baío vãû maïy biãún aïp coï thãø khäng cáön thiãút. Bäü âãúm seït coï thãø âæåüc sæí duûng âãø giaïm saït van chäúng seït. Chuïng âæåüc näúi vaìo dáy näúi âáút cuía van chäúng seït , van chäúng seït phaíi âæåüc caïch âiãûn våïi âáút.

Hçnh 12-11: Baío vãû quaï âiãûn aïp våïi caïp dáùn âãún maïy ngàõt

A3A2A1

L1Lk

12.6. CHÄÚNG SEÏT VariSTAR UItraSIL

1. Giåïi thiãûu chung

Thãú hãû chäúng seït loaûi måïi UItraSIL cuía haîng Cooper Power System âaî hoaìn thiãûn nhæîng æu âiãøm cuía cäng nghãû chäúng seït coï voí boüc bàòng polymer âoï laì kêch thæåïc vaì troüng læåüng giaím nhoí, cuìng våïi âäü an toaìn âæåüc náng cao. Chäúng seït UItraSIL sæí duûng loaûi váût liãûu æu viãût hiãûn nay âæåüc cháúp nháûn räüng raîi trong cäng nghiãûp laì cao su cone laìm voí boüc. Viãûc duìng caïc âéa MOV (âiãûn tråí phi tuyãún oxid keîm) våïi caïc âàûc tênh âiãûn hoüc cao cáúp laìm cho chäúng seït loaûi UItraSIL coï khaí nàng baío vãû quaï âiãûn aïp hån hàón cho caïc læåïi phán phäúi. Caïc âéa MOV chãú taûo âãöu phaíi qua caïc kiãøm tra cháút læåüng nghiãm ngàût tæì kháu bàõt âáöu cho âãún kháu hoaìn táút trong dáy chuyãön saín xuáút. Mäùi âéa MOV sau khi âæåüc saín xuáút âãöu phaíi qua mäüt loaût caïc thæí nghiãûm âiãûn hoüc nhàòm baío âaím cho âéa coï âæåüc cháút læåüng cao nháút. Nhåì váûy, caïc âéa MOV naìy coï âæåüc âäü tin cáûy ráút cao trong chæïc nàng baío vãû khi laìm viãûc ngay caí sau nhiãöu nàm sæí duûng. Chäúng seït UIt raSIL coï caïc loaûi 5kA vaì 10kA, cáúp 1 theo tiãu chuáøn IEC-99-4. 2. Cáúu taûo Chäúng seït UIt raSIL gäöm mäüt chäöng caïc âéa MOV våïi hai âiãûn cæûc åí hai âáöu. Toaìn bäü caïc âéa âæåüc boüc keo epoxy gia cæåìng bàòng såüi thuíy tinh trong mäüt qui trçnh saín xuáút hoaìn toaìn tæû âäüng hoïa. Sau khi âæåüc gia nhiãût âãø thaình mäüt khäúi læåüng væîng chàõc vãö màût cå hoüc coï thãø chëu âæûng caïc æïng suáút âiãûn hoüc, cå hoüc, trong caïc âiãöu kiãûn mäi træåìng khàõt khe. Låïp voí boüc sau âoï âæåüc làõp vaìo vaì kãút dênh chàût våïi khäúi caïc âéa MOV taûo thaình mäüt thãø chàõc chàõn coï âäü bãön âiãûn cao. Sau khi làõp raïp, mäùi chäúng seït âãöu phaíi traíi qua mäüt loaût caïc thæí nghiãûm háöu baío âaím khaí nàng laìm viãûc cao nháút.

Voí boüc cao su Silicone âaî phaíi traíi qua ráút nhiãöu thæí nghiãûm khi thiãút kãú nhàòm xaïc âënh hçnh daïng täúi æu caïc tai. Âàûc âiãøm

Ngoaìi ra caïc thê nghiãûm trong thåìi gian daìi trong caïc âiãöu kiãûn mäi træåìng khaïc nhau cuîng chæïng toí tênh æu viãût cuía cao su silicone UItraSIL vãö âäü bãön, nãúu so våïi caïc váût liãûu polimer khaïc. Caïc thê

181

nghiãûm tiãún haình åí caïc phoìng thê nghiãûm âäüc láûp âaî xaïc nháûn tênh hån hàón cuía váût liãûu silicone vãö caïc màût chäúng baïm næåïc, khaí nàng chëu tia tæí ngoaûi cuîng nhæ khaí nàng chäúng phoïng âiãûn bãö màût trong caïc mäi træåìng ä nhiãùm, tênh trå âäúi våïi caïc hoïa cháút, tênh äøn âënh nhiãût vaì nhiãöu âàûc tênh caïch âiãûn cå baín khaïc.

Hçnh 12-12:Chäúng seït UitraSIL 10kV vaì màût càõt minh hoüa

Cao su silicone coìn coï khaí nàng khaïng sæû sinh säi cuía náúm mäúc, vaì khäng bàõt chaïy. Khi doìng sæû cäú laì 20 kA hay låïn hån, bäü pháûn caïch li (tuìy choün) seî hoaût âäüng vaì caïch li pháön âáöu näúi âáút cuía chäúng seït. Nhåì váûy traïnh sæû cäú vénh viãùn træåìng håüp chäúng seït bë ngàõn maûch bãn trong, màût khaïc seî dãù daìng phaït hiãûn vaì thay thãú chäúng seït bë sæû cäú.

Baíng 12.5: Mäüt säú loaûi chäúng seït VariSTAR

Loaûi chäúng seït UNS UHS - Âiãûn thãú hãû thäúng - Âiãûn thãú âënh mæïc cuía chäúng seït - Táön säú hãû thäúng - Tiãu chuáøn thiãút kãú vaì thæí nghiãûm - Doìng phoïng âiãûn âënh mæïc - Cáúp phoïng âiãûn - Mæïc chëu âæûng doìng cao - Cáúp xaí aïp læûc

3 - 36 kV 3 - 36 kV 50 - 60 Hz IEC 99 - 4 5 kA - 65 kA 20 kA (hiãûu duûng âäúi xæïng) (B)

3 - 72 kV 3 - 60 kV 50 - 60 Hz IEC 99 - 4 10 kA 1 100 kA 20 kA (hiãûu duûng âäúi xæïng) (B)

182

3. Hoaût âäüng Chäúng seït UItraSIL coï hoaût âäüng giäúng nhæ caïc chäúng seït khäng khe håí khaïc. Trong âiãöu kiãûn xaïc láûp, âiãûn aïp trãn chäúng seït laì âiãûn aïp pha cuía læåïi âiãûn. Khi coï quaï âiãûn aïp, láûp tæïc chäúng seït giåïi haûn quaï âiãûn aïp åí mæïc baío vãû cáön thiãút bàòng caïch dáùn doìng xung xuäúng âáút. Khi tçnh traûng quaï âiãûn aïp âaî qua räöi, chäúng seït quay tråí vãö tçnh traûng caïch âiãûn nhæ træåïc, vaì chè dáùn doìng roì ráút nhoí. 4. Caïc læu yï chung âãø læûa choün chäúng seït Âënh mæïc cuía chäúng seït laì giaï trë âiãûn aïp pha åí táön säú cäng nghiãûp låïn nháút maì chäúng seït âæåüc thiãút kãú vaì thæí nghiãûm theo tiãu chuáøn IEC. Baíng 12.5 hæåïng dáùn chung âãø læûa choün trë âënh mæïc chäúng seït thêch håüp våïi âiãûn aïp cuía hãû thäúng âaî cho. Chäúng seït khäng khe håí phaíi âæåüc læûa choün âáöy âuí våïi caïc phuû kiãûn, chëu âæûng âæåüc âiãûn aïp pha åí táön säú cäng nghiãûp trong táút caí caïc âiãöu kiãûn váûn haình cuía hãû thäúng. Âiãûn thãú laìm viãûc liãn tuûc Choün så bäü trãn cå såí laì "Âiãûn aïp laìm viãûc liãn tuûc cuía chäúng seït MCOV coï Uc bàòng hoàûc låïn hån âiãûn aïp pha låïn nháút cuía hãû thäúng". Quaï âiãûn aïp táön säú cäng nghiãûp (quaï âiãûn aïp näüi bäü) Tiãu chuáøn thæï 2 âãø læûa choün chäúng seït dæûa vaìo mæïc âäü näúi âáút cuía hãû thäúng. Khi coï sæû cäú mäüt pha chaûm âáút, trong âiãöu kiãûn âiãûn aïp hãû thäúng coï giaï trë låïn nháút, âiãûn aïp âënh mæïc cuía chäúng seït âæåüc choün phaíi låïn hån âiãûn aïp tàng cao trãn caïc pha khäng chaûm âáút. Cáön læu tám âàûc biãût âãún caïc hãû thäúng coï hãû säú näúi âáút keïm, hãû thäúng khäng näúi âáút, hãû thäúng näúi âáút kiãøu cäüng hæåíng hoàûc âäúi våïi caïc hãû thäúng coï caïc âiãöu kiãûn laìm viãûc khäng bçnh thæåìng nháút âënh. Tuy váûy, tuìy theo âiãöu kiãûn laìm viãûc cuû thãø cuía hãû thäúng maì coï thãø læûa choün âiãûn aïp âënh mæïc cuía chäúng seït mäüt caïch thêch håüp miãùn laì khäng vi phaûm khaí nàng chëu âæûng quaï âiãûn aïp taûm thåìi cuía chäúng seït. Caïc sæû cäú trãn læåïi âiãûn coï thãø gáy ra caïc quaï âiãûn aïp taûm thåìi táön säú cäng nghiãûp våïi giaï trë væåüt quaï mæïc âiãûn aïp laìm viãûc liãn tuûc MCOV hoàûc ngay caí âiãûn aïp âënh mæïc chäúng seït coï thãø chëu âæûng. Khi âoï cáön quan tám âãún mæïc quaï âiãûn aïp (so våïi thåìi gian baío vãû dæû træî cuía hãû thäúng), cuîng nhæ mæïc nàng læåüng cuía doìng phoïng âiãûn. So våïi hãû thäúng cho pheïp laìm viãûc khi coï chaûm âáút mäüt pha trong thåìi gian quaï 10000 giáy, cáön duìng chäúng seït coï âiãûn aïp âënh mæïc laìm viãûc liãn tuûc bàòng våïi âiãûn aïp dáy cuía hãû thäúng.

Baíng 12.6: Læûa choün âiãûn aïp âënh mæïc cuía chäúng seït VariSTAR Âiãûn aïp cuía hãû thäúng (kV) Âënh mæïc cuía chäúng seït (kV)

Âënh mæïc

Låïn nháút

Hãû thäúng 3 pha 4 dáy näúi Y trung tênh näúi âáút làûp laûi

Hãû thäúng 3 pha 3 dáy näúi Y trung tênh näúi âáút træûc tiãúp taûi nguäön

Hãû thäúng 3 pha näúi ∆ khäng näúi âáút hay näúi Y nhæng trung tênh näúi âáút qua âiãûn khaïng

3.3 3.7 3 6 6 6.6 7.3 6 9 9

10.0 11.5 9 12 12-15 11.0 12.0 9-10 12 12-15 16.4 18.0 15 - 18-21 22.0 24.0 18-21 24 24-27 33.0 36.3 27-30 36 36-39 47.0 52.0 39-48 54 60 66.0 72.0 54-60 60 -

183

Trong mäüt säú caïc âiãöu kiãûn laìm viãûc âàûc biãût cuía hãû thäúng nhæ khi âoïng âiãûn maïy biãún aïp våïi mäüt säú kiãøu âáúu dáy nháút âënh vaì hiãûn tæåüng cäüng hæåíng coï thãø xaíy ra, caïc chäúng seït luïc áúy seî chëu caïc quaï âiãûn aïp. Sau âáy laì baíng læûa choün chäúng seït cuía Cooper Power Systrems aïp duûng cho tæìng hãû thäúng riãng leí.

5. Caïc âàûc tênh thæí nghiãûm Chäúng seït VariSTAR UItraSIL âæåüc thiãút kãú vaì thæí nghiãûm theo tiãu chuáøn IEC 99-4. Thæí nghiãûm chu kyì laìm viãûc Âäúi våïi chäúng seït UNS: 20 láön doìng xung 5 kA, daûng soïng 8/20 µs, sau âoï laì hai láön doìng xung cao 65 kA âènh (daûng soïng 4/10 µs). Âäúi våïi chäúng seït UNS: 20 láön doìng xung 10 kA daûng soïng 8/20 µs, sau âoï laì hai láön doìng xung cao 100 kA âènh (daûng soïng 4/10 µs). Kiãøm tra khaí nàng chëu âæûng doìng xung trong thåìi gian daìi Âäúi våïi chäúng seït UNS: 18 láön doìng xung 75 kA trong thåìi gian 1000 µs. Âäúi våïi chäúng seït UHS: 18 láön doìng xung åí mæïc nàng læåüng phoïng theo tiãu chuáøn IEC cáúp 1 (xáúp xè 250A, 2000 µs). Sau mäùi thæí nghiãûm, caïc chäúng seït váùn åí traûng thaïi äøn âënh nhiãût nhåì caïc kiãøm tra sau: • Doìng roì coï giaï trë giaím liãn tuûc trong voìng 30 phuït khi chäúng seït âæåüc phoïng âiãûn åí âiãûn aïp Uc. • Khäng coï biãøu hiãûn suy giaím vãö màût cáúu taûo hay vãö caïc âàûc tênh âiãûn hoüc. • Âiãûn aïp phoïng âiãûn åí 5kA hay 10kA âæåüc âo læåìng sau mäùi láön thæí nghiãûm thay âäøi êt hån 5% so våïi giaï trë ban âáöu. Táút caí caïc thæí nghiãûm âãöu âæåüc thæûc hiãûn trong caïc phoìng thê nghiãûm âäüc láûp, theo tiãu chuáøn IEC - 99-4. Kiãøm tra khaí nàng chëu âæûng doìng ngàõn maûch Caïc thæí nghiãûm naìy seî chæïng minh khaí nàng chëu âæûng doìng sæû cäú maì khäng bë näø chäúng seït. Táút caí caïc voí boüc chäúng seït UItraSIL âãöu âæåüc kiãøm tra phuì håüp våïi caïc yãu cáöu âæåüc liãût kã trong IEC - 99 - 4/IEC - 99 - 1 vaì laì loaûi khäng näø.

Baíng 12.7: Kiãøm tra khaí nàng chëu âæûng aïp suáút

Loaûi chäúng seït Cáúp chëu âæûng aïp læûc theo IEC

Biãn âäü doìng sæû cäú (kA) Thåìi gian nhoí nháút täön taûi sæû cäú (giáy)

UNS/UHS

B

0,8 20

0,5 02

Khaí nàng quaï âiãûn aïp taûm thåìi (TOV) Khaí nàng chëu âæûng quaï âiãûn aïp taûm thåìi åí táön säú 60Hz âæåüc cho theo âäö thë. Dæûa vaìo âäö thë tênh âæåüc thåìi gian maì chäúng seït coï thãø chëu quaï âiãûn aïp (tênh bàòng âån vë tæång âäúi våïi cå såí laì MCOV cuía chäúng seït) maì khäng bë hæ hoíng. Caïc âàûc tênh baío vãû Chäúng seït UitraSIL VariSTAR coï khaí nàng baío vãû quaï âiãûn aïp mäüt caïch hiãûu quaí cho caïc thiãút bë âiãûn trung thãú. Caïc âàûc tênh baío vãû cuía hoü chäúng seït UltraSIL cho trãn baíng 12-8 vaì 12-9.

184

Baíng 12.8: Caïc âàûc tênh baío vãû - VariSTAR UNS, IN= 5 kA (IEC - 94-4) Âënh mæïc

MCOV Âiãûn aïp dæ do

Âiãûn aïp dæ khi coï xung seït daûng soïng 8/20µs (kV)

CS (kV) (kV) Xung coï âäü däúc

låïn

1,5 kA 3 kA 5 kA 10 kA 20 kA 40 kA

3 6 9 10 12 15 18 21 24 27 30 33 36

2.55 5.1 7.65 8.4 10.2 12.7 15.3 17 19.5 22.0 24.4 27.0 29.0

10.9 21.8 31.4 32.7 41.1 51.3 61.6 65.4 76.3 86.3 96.2 107.0 115.0

9.0 17.9 25.8 26.9 33.8 42.2 50.6 53.7 62.7 71.0 79.1 87.8 94.7

9.7 19.4 28.0 29.1 36.5 45.7 54.8 58.2 67.8 76.8 85.6 95.1 103.0

10.4 2.08 30 31.2 39.2 49.0 58.5 62.4 72.8 82.4 91.8 102.0 110.0

11.4 22.7 32.8 34.1 42.9 53.6 64.3 68.2 79.6 90.1 100.0 112.0 120.0

13.0 26.0 37.4 38.9 48.9 61.1 73.4 77.9 90.8 103.0 115.0 127.0 137.0

15.1 30.2 43.5 45.3 56.9 71.1 85.3 90.6 106.0 120.0 133.0 148.0 160.0

Baíng 12-9: Caïc âàûc tênh baío vãû - VariSTAR UHS, IN =10 kA (IEC-99-4)

Âënh mæïc CS (kV)

MCOV (kV)

Âiãûn aïp dæ do xung coï âä däúc låïnü

Âiãûn aïp dæ khi coï xung seït daûng soïng 8/20 µs (kV) Âiãûn aïp dæ do xung âoïng càõt âæåìng dáy daûng soïng 30/60 µs (kV)

1,5kA 3 kA 5 kA 10 kA 20 kA 40 kA 125 A 500 A 3 6 9 10 12 15 18 21 24 27 30 33 36 39 42 45 48 54 60

2.55 5.10 7.65 8.40 10.2 12.7 15.3 17.0 19.5 22.0 24.4 27.0 29.0 31.5 34.0 36.5 39.0 42.0 48.0

11.3 22.6 32.6 33.9 42.6 53.2 63.9 67.8 79.1 89.5 99.7 110.8 119.5 130.3 141.2 152.1 162.9 176.0 197.7

8.6 17.2 24.8 25.8 32.4 40.4 48.5 51.5 60.1 68.0 75.8 84.2 90.8 99.1 107.0 116.0 124.0 134.0 150.0

9.1 18.2 26.3 27.4 34.4 43.0 51.6 54.7 63.9 72.3 80.5 89.5 96.5 105.0 114.0 123.0 132.0 142.0 160.0

9.1 18.2 26.3 27.4 34.4 43.0 51.6 54.7 63.9 72.3 80.5 89.5 96.5 105.0 114.0 123.0 132.0 142.0 167.0

10.4 20.8 30.0 31.2 39.2 49.0 58.8 62.4 72.8 82.4 91.8 102.0 110.0 120.0 130.0 140.0 150.0 162.0 182.0

11.5 23.0 33.2 34.5 43.3 54.2 65.0 69.0 80.5 91.1 101.0 113.0 122.0 133.0 144.0 155.0 166.0 179.0 201.0

13.0 25.9 37.4 38.9 48.8 61.0 73.2 77.7 90.7 103.0 114.0 127.0 137.0 149.0 162.0 174.0 187.0 202.0 227.0

7.4 14.8 21.4 22.2 27.9 34.9 41.9 44.4 51.9 58.7 65.4 72.7 78.4 85.5 92.6 99.7 107.0 115.0 130.0

7.9 15.9 22.9 23.8 29.9 37.4 44.8 47.6 55.5 62.8 70.0 77.8 83.9 91.5 99.1 107.0 114.0 124.0 139.0

185

Chæång 13. KHAÏNG ÂIÃÛN

13.1. KHAÏI NIÃÛM CHUNG 1. Khaïi niãûm

Khaïng âiãûn laì mäüt cuäün dáy âiãûn caím coï âiãûn khaïng khäng âäøi (khäng coï loîi theïp L>>R), duìng âãø haûn chãú doìng ngàõn maûch âäöng thåìi duy trç mäüt trë säú âiãûn aïp åí mæïc nháút âënh khi coï sæû cäú ngàõn maûch xaíy ra.

Âãø âiãûn khaïng khäng âäøi thç cuäün dáy phaíi khäng coï loîi theïp, vç khi coï loîi theïp thç nãúu ngàõn maûch xaíy ra doìng tàng laìm loîi theïp baîo hoìa kãút quaí âiãûn khaïng seî giaím khäng haûn chãú âæåüc doìng ngàõn maûch (Inm).

Hçnh 13-1: Khaïng âiãûn: a) hçnh daûng chung ,b) bäú trê trong så âäö læåïi

≅ HT

N

Khaïng

MC

Tham säú cå baín cuía âiãûn khaïng âæåüc tênh laì XK% tæång æïng âiãûn aïp våïi % (boí qua âiãûn aïp trãn âiãûn tråí), suût aïp pha:

U∆].V[I.XU âmKph =∆

Khaïng âiãûn âæåüc choün theo âiãûn aïp âënh mæïc, doìng âiãûn âënh mæïc vaì XK%, kiãøm tra äøn âënh âäüng vaì äøn âënh nhiãût. 2. Yãu cáöu cuía khaïng âiãûn a) Quaï âiãûn aïp khäng âæåüc phaït sinh âaïnh thuíng caïch âiãûn giæîa caïc voìng dáy vaì caïch âiãûn âäúi våïi âáút. Khäng âæåüc phaït sinh phoïng âiãûn cuûc bäü trãn bãö màût cuía khaïng âiãûn. b) Khaïng âiãûn phaíi coï âuí âäü bãön nhiãût vaì âiãûn âäüng. c) Täøn hao cäng suáút trong khaïng âiãûn phaíi êt nháút (täøn hao khäng âæåüc gáy phaït noïng khaïng âiãûn quaï mæïc cho pheïp).

13.2. LÆÛA CHOÜN VAÌ KIÃØM TRA KHAÏNG ÂIÃÛN

1. Læûa choün khaïng âiãûn

Læûa choün khaïng âiãûn theo âiãûn aïp, doìng âiãûn vaì giaï trë XK% cáön phäúi håüp våïi maïy ngàõt âiãûn âaî âàût trong maûch cuía noï, coï nghéa laì xuáút phaït tæì âiãöu kiãûn ngàõn maûch sau khaïng âiãûn, doìng siãu quaï âäü khäng væåüt quaï doìng âiãûn càõt âënh mæïc cuía maïy ngàõt âiãûn.

Vê du û hçnh 13-1: ngàõn maûch taûi âiãøm N, âiãûn khaïng täøng cuía hãû thäúng tæì nguäön âãún nåi sæû cäú taûi N laì:

càõtMCÂ

cbKHT I

IXXX =+=∑ (13.1)

- Icb: Doìng âiãûn cå baín. - XHT: Âiãûn khaïng hãû thäúng tênh âãún thanh caïi træåïc khaïng âiãûn. - XK: Âiãûn khaïng cuía khaïng âiãûn cáön tçm. XK tênh theo % æïng våïi âiãöu kiãûn doìng, aïp âënh mæïc nhæ sau:

( )âmK bc

âmmaûngâmKHTHttK .UI

.UIXXX −= ∑ (13.2)

Trong âoï: IâmK: doìng âënh mæïc cuía khaïng âiãûn

186

UâmK: âiãûn aïp âënh mæïc cuía khaïng âiãûn. Uâmmang: âiãûn aïp trung bçnh âënh mæïc nåi âàût khaïng âiãûn. Tæì (13-2) ta tra baíng coï sàôn choün XK≥XKtt. Chuï yï: nãúu biãút tiãút diãûn caïp nhoí nháút sau khaïng âiãûn thç khi tênh XK% cuîng tiãún haình tæång tæû nhæ trãn. Nhåï ràòng luïc xaïc âënh XΣ âaïng leî duìng doìng càõt âënh mæïc IcàõtMCÂ cäng thæïc (13-1) thç phaíi thay bàòng doìng äøn âënh nhiãût cuía caïp tæång æïng Iäâ .

Hçnh 13-2: Khaïng âiãûn keïp

a) Khi laìm viãûc bçnh thæåìng; b) Khi ngàõn maûch mäüt âæåìng dáy

I1

I1 b)

I

I

I2

I2

I

a)

2. Kiãøm tra khaïng âiãûn Sau khi choün khaïng âiãûn ta phaíi tênh täøn hao âiãûn aïp trong tçnh traûng laìm viãûc bçnh thæåìng vaì âiãûn aïp dæ trãn thanh caïi khi ngàõn maûch sau khaïng âiãûn. Täøn tháút âiãûn aïp trong tçnh traûng laìm viãûc láu daìi âäúi våïi khaïng âiãûn âån âæåüc xaïc âënh nhæ sau:

%sin.II

X%u haysin.XIuâmK

lvKKlvpha ϕ=∆α=∆ .

Våïi: Ilv doìng laìm viãûc cuía nhaïnh ⇒ coi nhæ chè coï âiãûn khaïng

nãn sinα =1âmK

NKdæ I

I%X% Ucoï = . Våïi IN: doìng ngàõn maûch khi

sæû cäú sau khaïng âiãûn. Nãúu âiãûn aïp tháúp hån âiãûn aïp dæ cho pheïp UdæCP bàòng 0,6Uâm thç phaíi tênh laûi âiãûn khaïng cuía khaïng âiãûn nhæ sau:

( ) âmKcbdæCP

âmmaûngâmKHTdæCPK(âm) .UIU1

.U.I.XU*X

−= (13.3)

Våïi: XHT: täøng âiãûn khaïng tæång âäúi cå baín tênh âãún træåïc âiãøm màõc âiãûn khaïng. Uâmmaûûûng: âiãûn aïp âënh mæïc cuía cáúp âiãûn aïp xaíy ra ngàõn maûch. X*K(âm): âiãûn khaïng tæång âäúi cuía khaïng âiãûn quy vãö âiãöu kiãûn âënh mæïc. Chuyãøn thaình khaïng âiãûn pháön tràm .100*X%X K(âm)K =

tæì âáy choün âiãûn khaïng tiãu chuáøn. +Khaïng âiãûn âæåüc xem laì âaím baío äøn âënh nãúu thoía maîn âiãöu kiãûn:

Iäââ≥ IXK (13.4) Våïi Iäââ: doìng äøn âënh âäüng (doìng låïn nháút coï thãø âi qua âiãûn khaïng maì khäng gáy ra mäüt sæû biãún daûng naìo cuía cuäün dáy). + Âiãöu kiãûn äøn âënh nhiãût :

gtäânäân t.ItI ∞≥ (13.5)

Mæïc äøn âënh nhiãût cuía khaïng âiãûn ráút cao, viãûc kiãøm tra äøn âënh nhiãût chè cáön thiãút våïi khaïng âiãûn nhoí vaì thåìi gian täön taûi ngàõn maûch låïn. tgt: thåìi gian täön taûi ngàõn maûch. I∝: doìng ngàõn maûch äøn âënh (xaïc láûp). Ngoaìi khaïng âiãûn âån, khaïng âiãûn hai âáöu coìn coï khaïng âiãûn keïp ba âáöu, ngoaìi thaình pháön âiãûn caím coìn coï häù caím (khi laìm viãûc bçnh thæåìng hai cuäün cuìng laìm viãûc thç âiãûn khaïng keïp nhoí hån nhiãöu khaïng âiãûn âån âoï laì æu viãût hån cuía khaïng âiãûn keïp, åí chãú âäü ngàõn maûch taïc duûng haûn chãú ngang nhau. Tuy nhiãn khaïng âiãûn âån reí hån khaïng âiãûn keïp, vaì thæåìng duìng khi säú âæåìng dáy êt hån).

187

Hçnh 13-3: Caïc caïch näúi khaïng âiãûn thäng duûng nháút: a)näúi âæåìng dáy nguäön cung

cáúp;b)näúi âæåìng dáy âi ra; c)näúi phán âoaûn thanh goïp Hçnh 13-4: Âàût khaïng âiãûn haûn chãú doìng âiãûn âènh:Dn -âæåìng kênh trung bçnh cuía khaïng âiãûn,a-khoaíng caïch giæîa âæåìng tám khaïng âiãûn vaì bäü pháûn kim loaûi: 1.Tæåìng cäút theïp;2.Thanh cäút theïp(kêch thæåïc trãn theo mm)

~ ~ ~

~ ~ ~ ~c)

a)

~ d) b)

≅ HT

N

Khaïng

MC

188

Chæång 14. BIÃÚN AÏP ÂO LÆÅÌNG

14.1. BIÃÚN ÂIÃÛN AÏP (BU)

1. Chæïc nàng vaì caïc thäng säú chênh cuía BU Biãún âiãûn aïp âo læåìng duìng âãø biãún âäøi âiãûn aïp tæì trë säú låïn xuäúng trë säú thêch håüp (100V hay

100/ 3 V) âãø cung cáúp cho caïc duûng cuû âo læåìng, råle vaì tæû âäüng hoïa. Nhæ váûy caïc duûng cuû thæï cáúp âæåüc taïch khoíi maûch âiãûn cao aïp nãn ráút an toaìn cho ngæåìi. Cuîng vç an toaìn, mäüt trong nhæîng âáöu ra cuía cuäün dáy thæï cáúp phaíi âæåüc näúi âáút. Caïc duûng cuû phêa thæï cáúp cuía BU coï âiãûn tråí ráút låïn nãn coï thãø coi BU laìm viãûc åí chãú âäü khäng taíi.

BU bao gäöm caïc thäng säú chênh nhæ sau: a) Hãû säú biãún âäøi âënh mæïc

âm2

âm1âm U

UK =

a)

b) Hçnh 14-1. Biãún âiãûn aïp mäüt pha a) Så âäö thay thãú; b) Âäö thë veïctå

1U&

2U&2I'&

0I'&

A

BC

δu

jI’2(x1+ x’2)

jI’2(r1+ r’2)

I0r1

jI0x1

Φ

1U&

1I&

2U&2E'&r0x0

r'

x'

r'2x'22I&

0I&r1x1Trong âoï: U1âm , U2âm laì caïc âiãûn aïp âënh

mæïc så cáúp vaì thæï cáúp. Âiãûn aïp så cáúp âo læåìng âæåüc nhåì BU qua âiãûn aïp thæï cáúp gáön âuïng bàòng: U1 ≈ U2.Kâm . b) Sai säú cuía biãún âiãûn aïp

Xeït BU mäüt pha coï så âäö thay thãú hçnh 14-1a, trong âoï:

z1 = r1 + jx1 : täøng tråí cuäün så cáúp. z2 = r2’ + jx2’ : täøng tråí cuäün thæï

cáúp âaî qui âäøi vãö så cáúp. z’ = r’ + jx’ : täøng tråí phuû taíi âaî qui

âäøi vãö så cáúp; z0 = r0 + jx0 - täøng tråí maûch tæì. Theo så âäö thay thãú dæûng âæåüc âäö

thë veïctå caïc doìng aïp (Hçnh 14-1b). Trãn hçnh 14-2b, caïc veïctå U’2 vaì

E’2 cuîng nhæ I’2 laì caïc veïctå âiãûn aïp vaì doìng âiãûn âaî qui âäøi vãö phêa så cáúp. Qua âäö thë veïctå tháúy ràòng, âiãûn aïp thæï cáúp âaî tàng lãn Kâm láön (tæïc U’2), sai khaïc våïi âiãûn aïp så cáúp U1 caí vãö pha láùn trë säú. Âoï chênh laì do täøn tháút trong BU gáy nãn. Sai säú cuía BU âæåüc xaïc âënh nhæ sau.

Sai säú trë säú:

100.U

UU.K%U1

12âm −=∆

Sai säú goïc δu(goïc lãûch giæîa U’2 vaì U1). Càn cæï vaìo âäö thë veïctå hçnh 14-1b coï thãø xáy dæûng âæåüc biãøu thæïc sai säú âiãûn aïp vaì sai säú goïc

cuía noï. Theo âäö thë coï thãú viãút âæåüc:

189

,OCAB

OCOCOAU ≈

−=∆

vaì OCBCsin uu =δ≈δ

Toïm laûi AB vaì BC xaïc âënh sai säú trë säú vaì sai säú goïc cuía biãún âiãûn aïp âäöng thåìi xeït pháön thæûc vaì pháön aío cuía veïc tå AC. Ta coï: )]'zz('IzI[)UU(ACCA 21210

'21 &&&&&& ++−=−−=−=

Biãún âäøi biãøu thæïc trãn, taïch pháön thæûc vaì aío seî coï:

,U

)'xx('I)'rr('IxIrI

,U

)'xx('I)'rr('IxIrIU

1

21a221a21a01oru

1

21r221a21r01oa

+−++−=δ

+++++−=∆

trong âoï vaì oíoa0 IjII &&& += r2a22 'Ij'I'I &&& +=

Ta tháúy ràòng sai säú cuía biãún âiãûn aïp laì mäüt haìm säú phuû thuäüc vaìo nhiãöu thäng säú. Doìng I0 phuû thuäüc vaìo maûch tæì, nãn âãø giaím sai säú cáön duìng theïp ké thuáût âiãûn täút âãø laìm maûch tæì. Doìng I2 phuû thuäüc vaìo taíi thæï cáúp, váûy cäng suáút caïc duûng cuû phêa thæï cáúp khäng âæåüc væåüt quaï cäng suáút âënh mæïc cuía biãún âiãûn aïp (Spt ≤ SâmBU ). Täøng tråí Z1 vaì Z2 phuû thuäüc vaìo cáúu taûo cuäün dáy så cáúp vaì thæï cáúp cuía biãún âiãûn aïp. Âãø giaím sai säú ngæåìi ta choün máût âäü doìng trong caïc cuäün dáy cuía BU nhoí hån so våïi trong maïy biãún aïp âiãûn læûc. c). Cáúp chênh xaïc cuía biãún âiãûn aïp

Càn cæï vaì sai säú cuía BU maì ngæåìi ta âàût tãn cho cáúp chênh xaïc cho chuïng. Cáúp chênh xaïc cuía BU laì sai säú âiãûn aïp låïn nháút khi noï laìm viãûc trong caïc âiãöu kiãûn : táön säú 50Hz, âiãûn aïp så cáúp biãún thiãn trong khoaíng U1 = (0,9 ÷ 1,1)U1âm, coìn phuû taíi thæï cáúp thay âäøi trong giåïi haûn tæì 0,25 âãún âënh mæïc vaì cosϕ = 0,8. Biãún âiãûn aïp âæåüc chãú taûo våïi caïc cáúp chênh xaïc 0,2; 0,5; 1 vaì 3.BU cáúp chênh xaïc 0,2 duìng cho caïc âäöng häö máùu trong phoìng thê nghiãûm; cáúp 0,5 duìng cho cäng tå âiãûn, coìn cáúp 1 vaì 3 duìng cho caïc âäöng häö âãø baíng. Riãng âäúi våïi råle, tuìy theo yãu cáöu cuía tæìng loaûi baío vãû maì cáúp chênh xaïc cuía BU cho thêch håüp. 2. Phán loaûi vaì cáúu taûo biãún âiãûn aïp

Biãún âiãûn aïp âæåüc phán thaình hai loaûi: khä vaì dáöu. Mäùi loaûi laûi coï thãø phán theo säú læåüng pha: biãún âiãûn aïp mäüt pha vaì 3 pha.

Hçnh 14-2: Biãún âiãûn aïp dáöu mäüt pha a)Âiãûn aïp dæåïi 35kV: 1.Thuìng theïp,2.Nàõp, 3.Âáöu sæï xuyãn, 4.Maûch tæì,5.Cuäün dáy så cáúp,6.Âáöu ra tæï cáúp, 7.Chäút âãø thaïo nàõp,8.Dáöu maïy biãún aïp. b)Âiãûn aïp 35kV

190

Biãún âiãûn aïp khä chè duìng cho TBPP trong nhaì. Biãún âiãûn aïp khä mäüt pha duìng cho cáúp âiãûn aïp 6kV tråí laûi, coìn biãún âiãûn aïp khä ba pha duìng cho âiãûn aïp âãún 500V.

Theo kê hiãûu cuía Liãn xä cuî: HOC : biãún âiãûn aïp khä mäüt pha vaì HTC: biãún âiãûn aïp khä 3 pha. Biãún âiãûn aïp dáöu âæåüc chãú taûo våïi âiãûn aïp 3kV tråí lãn vaì duìng cho TBPP caí trong vaì nhaì vaì láùn ngoaìi tråìi. Trãn hçnh 14-2 trçnh baìy biãún âiãûn aïp dáöu mäüt pha âiãûn aïp 35kV tråí laûi. Liãn xä chãú taûo biãún âiãûn aïp dáöu mäüt pha loaûi HOM. Biãún âiãûn aïp dáöu ba pha nàm truû (hçnh 14-3) âæåüc chãú taûo våïi âiãûn aïp 3 ÷ 20kV. Noï gäöm mäüt maûch tæì nàm truû (trong âoï coï ba truû coï dáy quáún, coìn hai truû bãn khäng dáy quáún âãø cho tæì thäng thæï tæû khäng chaûy qua) vaì hai cuäün dáy thæï cáúp näúi hçnh sao vaì hçnh tam giaïc håí. Cuäün dáy näúi hçnh sao abc cung cáúp cho caïc duûng cuû âo læåìng, råle vaì kiãøm tra caïch âiãûn. Cuäün dáy näúi tam giaïc håí a1-x1 näúi våïi råle âiãûn aïp âãø cho tên hiãûu khi coï mäüt pha chaûm âáút trong læåïi cao aïp. Bçnh thæåìng Udll = Ua + Ub + Uc = 0. Khi mäüt âiãøm chaûm âáút trong læåïi cao aïp, âiãûn aïp Udll = 3U0, trong âoï U0 - âiãûn aïp thæï tæû khäng, do âoï råle taïc âäüng baïo tên hiãûu chaûm âáút.

Âäúi våïi âiãûn aïp 110kV tråí lãn, âãø giaím båït kêch thæåïc vaì laìm nheû caïch âiãûn cuía biãún âiáûn aïp ngæåìi ta duìng biãún âiãûn aïp kiãøu phán cáúp (hçnh 14-4).

a) Bãö ngoaìi; b) Så âäö näúi dáy

Hçnh 14-3:Biãún âiãûn aïp ba pha nàm truû

Hçnh 14-4:Biãún âiãûn aïp kiãøu phán cáúp a)Bãö ngoaìi; b)Så âäö näúi dáy

191

Biãún âiãûn aïp kiãøu phán cáúp bao gäöm nhiãöu táöng loîi tæì xãúp chäöng lãn nhau, maì cuäün dáy så cáúp phán bäú âãöu trãn caïc loîi, coìn cuäün dáy thæï cáúp chè åí trãn loîi tæì cuäúi cuìng. Säú táöng loîi tæì phuû thuäüc vaìo âiãûn aïp âënh mæïc 110kV coï hai táöng, coìn 220kV tråí lãn thç säú táöng nhiãöu hån.

Âäúi våïi âiãûn aïp 500kV vaì cao hån ngæåìi ta phán chia âiãûn aïp bàòng tuû âãø láúy mäüt pháön âiãûn aïp cao räöi måïi âæa vaìo biãún âiãûn aïp (hçnh 14-5). Âiãûn aïp láúy trãn C2 bàòng khoaíng 10-15kV, sau âoï nhåì biãún âiãûn aïp mäüt pha haû xuäúng âiãûn aïp thêch håüp cho âo læåìng, råle vaì tæû âäüng hoïa. Âãø âiãûn aïp thæï cáúp U2 khäng thay âäøi theo phuû taíi cáön âàût thãm âiãûn khaïng P vaì bäü chäúng nhiãùu N.

a) Så âäö näúi dáy cuía biãún âiãûn aïp. b) Hai biãún âiãûn aïp (hçnh 14-6). Så âäö BU chè cho pheïp âo âiãûn aïp dáy (UAB, UBC) maì khäng âo âæåüc âiãûn aïp pha. Så âäö naìy duìng

räüng raîi cho læåïi coï doìng chaûm âáút nhoí vaì khi phuû taíi laì laì OÏat kãú vaì cäng tå. c) Biãún âiãûn aïp ba pha nàm truû (Y0/Y0/∆) âaî nãu cäng duûng khi mä taí cáúu taûo åí trãn. d) Biãún âiãûn aïp ba pha ba truû näúi Y/Y:

Duìng cho læåïi coï doìng chaûm âáút beï âãø cung cáúp cho caïc duûng cuû âo læåìng âiãûn aïp dáy khäng âoìi hoíi cáúp chênh xaïc cao.

14.2. BIÃÚN DOÌNG ÂIÃÛN (BI) 1. Cäng duûng vaì caïc thäng säú chênh cuía BI

Biãún doìng âiãûn duìng âãø biãún âäøi doìng tæì trë säú låïn hån xuäúng trë säú thêch håüp (thæåìng laì 5A, træåìng håüp âàûc biãût laì 1A hay 10A) våïi caïc duûng cuû âo vaì råle, tæû âäüng hoïa.

Cuäün dáy så cáúp cuía biãún doìng coï säú voìng ráút nhoí, coï khi chè mäüt vaìi voìng, coìn cuäün thæï cáúp coï säú voìng nhiãöu hån vaì luän âæåüc näúi âáút âãö phoìng khi caïch âiãûn giæîa så vaì thæï cáúp bë choüc thuíng thç khäng nguy hiãøm cho duûng cuû phêa thæï cáúp vaì ngæåìi phuûc vuû. Phuû taíi thæï cáúp cuía biãún doìng âiãûn ráút nhoí vç váûy coï thãø coi biãún doìng luän laìm viãûc åí traûng thaïi ngàõn maûch. Trong træåìng håüp khäng coï taíi phaíi näúi âáút cuäün thæï cáúp âãø traïnh quaï âiãûn aïp cho noï.

Biãún doìng âiãûn bao gäöm caïc thäng säú chênh sau. a) Hãû säú biãún âäøi âënh mæïc

,IIK

âm2

âm1âm = trong âoï I1âm vaì I2âm laì

doìng âënh mæïc så vaì thæï cáúp tæång æïng. Doìng så cáúp âæåüc âo gáön âuïng nhåì BI: I1 ≈ KâmI2 : doìng âo âæåüc åí phêa thæï cáúp. b) Sai säú cuía biãún doìng

C1

P

N BU

U1 U2

Usc

Hçnh 14-5:bäü pháûn chia âiãûn aïp bàòng tuû

A B C

a

b

c

a

xa

xc

A

XA

Xc

Hçnh 14-6:Så âäö näúi hai biãún âiãûn aïp mäüt pha

192

Så âäö thay thãú cuía biãún doìng cho trãn hçnh 14-7a. Theo så âäö thay thãú coï thãø dæûng âæåüc âäö thë veïctå cuía BI (hçnh 14-7b).

Trãn (hçnh 14-7b) tháúy ràòng doìng thæï cáúp tàng Kâm láön (tæïc laì I’2) sai khaïc våïi doìng så cáúp I1 caí vãö pha láùn trë säú. Sai säú cuía biãún doìng gäöm hai thaình pháön: sai säú doìng vaì sai säú goïc.

Sai säú doìng:

100.I

II.K%I1

12âm −=∆ (2-51)

Sai säú goïc δ1 - goïc lãûch pha giæîa I’2 vaì I1

Càn cæï vaìo âäö thë veïctå coï thãø xáy dæûng âæåüc biãøu thæïc sai säú. Ta coï:

),(SinII

OACB

OAOAOCI

1

0 ψ+α=≈−

=∆

vaì ).(SinII

OAABsin

1

011 ψ+α==δ≈δ

Váûy:).cos(

II

)sin(III

1

01

1

0

ψ+α=δ

ψ+α=∆

1I&

2U&

x1 r1 x'2 r'22I&

x'

r'

0I&x0 r0

2E'&

a)

jI'2x’2

jI'2x’E’2 U’2

α

I’2r’2

I’2r’

Ψ

ΦI0

I1I’2c

I0

α + Ψ

0

b)

Hçnh 14-7:Så âäö biãún doìng:a)Så âäö thay thãú,b)Âäö thi veïc tå

Tæì biãøu thæïc trãn ta tháúy ràòng sai säú phuû thuäüc vaìo tè säú I0/I1, phuû taíi thæï cáúp vaì goïc α. Âãø giaím sai säú cuía biãún doìng ngæåìi ta duìng theïp ké thuáût âiãûn täút cho maûch tæì vaì tàng säú voìng dáy thæï cáúp. b) Cáúp chênh xaïc cuïa biãún doìng

Cáúp chênh xaïc cuía biãún doìng laì sai säú doìng låïn nháút khi noï laìm viãûc trong caïc âiãöu kiãûn: táön säú 50Hz, phuû taíi thæï cáúp thay âäøi tæì 0,25 âãún 1,2 âënh mæïc. Biãún doìng coï nàm cáúp chênh xaïc: 0,2; 0,5; 1; 3 vaì 10.

193

BI cáúp chênh xaïc 0,2 duìng cho caïc âäöng häö máùu; cáúp 0,5 duìng cho cäng tå âiãûn, coìn cáúp 1 vaì 3 duìng cho âäöng häö âãø baíng; cáúp 10 duìng cho caïc bäü truyãön âäüng cuía maïy ngàõt. Riãng âoï våïi råle, tuìy theo yãu cáöu cuía tæìng loaûi baío vãû maì duìng cáúp chênh xaïc cuía BI cho thêch håüp. 2. Phán loaûi cáúu taûo

Biãún doìng coï hai loaûi chênh: biãún doìng kiãøu xuyãn vaì biãún doìng kiãøu âãú. Biãún doìng kiãøu xuyãn coï cuäün dáy så cáúp laì mäüt thanh dáùn xuyãn qua loîi tæì, coìn cuäün dáy thæï cáúp

quáún trãn loîi tæì (hçnh 14-8a). Tuìy theo doìng âënh mæïc så cáúp maì thanh dáùn xuyãn coï hçnh daïng vaì thiãút diãûn khaïc nhau, chàóng haûn trãn hçnh 14-8b, noï coï daûng thàóng, tiãút diãûn to duìng cho doìng så cáúp 600A tråí lãn, coìn hçnh 14-8c thç noï cong, coï tiãút diãûn nhoí hån duìng cho doìng så cáúp dæåïi 600A. khi doìng âënh mæïc så cáúp låïn (6000 ÷ 18000A) âiãûn aïp 20kV, cuäün dáy så cáúp laì thanh dáùn hçnh maïng (hçnh 14-8d). säú læåüng loîi tæì vaì säú læåüng cuäün dáy thæï cáúp tuìy thuäüc vaìo cäng duûng tæìng loaûi. Trong biãún doìng kiãøu xuyãn, caïc loîi vaì caïc cuäün dáy thæï cáúp âæåüc boüc trong nhæûa caïch âiãûn ãpäxy. Âäúi våïi TBPP ngoaìi tråìi, ngæåìi ta duìng biãún doìng kiãøu âãú, voí cuía noï bàòng sæï, caïch âiãûn bãn trong bàòng giáúy dáöu (hçnh 14-9a). Trong thuìng sæï chæïa dáöu, phêa dæåïi thuìng coï häüp caïc âáöu ra cuía caïc cuäün dáy thæï cáúp (thæåìng coï mäüt säú cuäün dáy thæï cáúp).

Hçnh 14-8:Biãún doìng kiãøu xuyãn a)Så âäö nguyãn liï; b)Biãún doìng âiãûn så cáúp tæì 600A tråí nãn;c)Biãún doìng âiãûn så cáúp dæåïi 600A; d)Biãún doìng âiãûn doìng så cáúp ráút låïn; 1.Loîi theïp,2.Cuäün dáy thæï cáúp, 3.Cuäün dáy så cáúp(thanh dáùn xuyãn, 4.Âáöu näúi cuía cuäün så cáúp, 5.Voí caïch âiãûn

Khi âiãûn aïp cao, thæûc hiãûn caïch âiãûn giæîa caïc cuäün dáy så cáúp vaì thæï cáúp gàûp khoï khàn. Vç váûy våïi cáúp âiãûn aïp 330kV vaì cao hån ngæåìi ta duìng biãún doìng kiãøu phán cáúp (hçnh 14-9b), mäùi cáúp coï loîi theïp riãng.

Mäüt vaìi kê hiãûu cuía Liãn xä (cuî) cho caïc biãún doìng kãø trãn nhæ sau: biãún doìng kiãøu xuyãn TΠOΛ-10 ( doìng 600A vaì cao hån), TΠΛ-10 (doìng dæåïi 600A), TΠΛ-205 (doìng 6000-18000A); biãún doìng kiãøu âãú coï: TΦH (mäüt cáúp), TPH (nhiãöu cáúp).

194

Ngoaìi hai loaûi chênh biãún doìng kãø trãn coìn coï caïc loaûi biãún doìng chuyãn duìng khaïc nhæ biãún doìng thæï tæû khäng, biãún doìng baîo hoìa nhanh, biãún doìng chuyãn duìng cho baío vãû so lãûnh ngang cuía maïy phaït âiãûn,...

Hçnh 14-9: Biãún doìng kiãøu âãú:a)Mäüt cáúp,b)Phán cáúp

195

Chæång 15. HÃÛ THIÃÚT BË SCADA

15.1. CÄNG DUÛNG - CHÆÏC NÀNG CUÍA HÃÛ SCADA

1. Giåïi thiãûu hãû SCADA

SCADA laì tãn viãút tàõt cuía Supervisory Control And Data Acquisition, nghéa laì hãû âiãöu khiãøn giaïm saït vaì thu tháûp säú liãûu saín xuáút. SCADA laì mäüt cäng cuû tæû âäüng hoïa cäng nghiãûp, duìng ké thuáût vi tênh PLC/RTU, âãø tråü giuïp viãûc âiãöu haình ké thuáût åí caïc cáúp træûc ban âiãöu haình cuía saín xuáút cäng nghiãûp: tæì cáúp phán xæåíng, xê nghiãûp (hay traûm âiãûn), âãún caïc cáúp cao nháút cuía mäüt cäng ty. Chæïc nàng mäùi cáúp SCADA laì cung cáúp nhæîng dëch vuû chuáøn sau: a) Thu tháûp tæì xa Thu qua âæåìng truyãön säú liãûu caïc säú liãûu vãö saín xuáút, vaì täø chæïc viãûc læu giæî trong nhiãöu loaûi cå såí säú liãûu (säú liãûu lëch sæí vãö saín xuáút, vãö sæû kiãûn thao taïc vãö baïo âäüng,...). b) Duìng caïc cå såí säú liãûu âoï âãø cung cáúp nhæîng dëch vuû vãö âiãöu khiãøn giaïm saït hãû saín xuáút

• Hiãøn thë baïo caïo täøng kãút vãö quaï trçnh saín xuáút (trang maìn hçnh trang âäö thë, trang sæû kiãûn, trang baïo âäüng, trang baïo caïo saín xuáút,...).

• Âiãöu khiãøn tæì xa quaï trçnh saín xuáút (âoïng / càõt caïc maïy càõt, tàng / giaím náúc phán aïp,...). c) Thæûc hiãûn caïc dëch vuû vãö truyãön säú liãûu trong hãû vaì ra ngoaìi (âoüc viãút säú liãûu PLC/RTU, gåíi traí låìi caïc baín tin yãu cáöu cuía cáúp trãn vãö säú liãûu, vãö thao taïc hãûû) Nhçn chung SCADA laì mäüt hãû kãút håüp pháön cæïng - pháön mãöm vi tênh âãø tæû âäüng hoïa viãûc quaín lê giaïm saït âiãöu khiãøn cho mäüt âäúi tæåüng saín xuáút cäng nghiãûp. Tuìy yãu cáöu cuû thãø cuía baìi toaïn tæû âäüng hoïa áúy, coï thãø xáy dæûng hãû SCADA thæûc hiãûn mäüt säú trong nhæîng nhiãûm vuû tæû âäüng hoïa sau:

• Thu tháûp giaïm saït tæì xa vãö âäúi tæåüng. • Âiãöu khiãøn âoïng/càõt tæì xa lãn âäúi tæåüng. • Âiãöu chènh tæû âäüng tæì xa lãn âäúi tæåüng. • Thäng tin tæì xa våïi caïc âäúi tæåüng vaì caïc cáúp quaín lê.

Caïc chæïc nàng âoï mäùi thæï âãöu coï nhæîng yãu cáöu âàûc biãût âäúi våïi caïc bäü pháön cæïng, pháön mãöm chuyãn traïch cuía SCADA. Cuû thãø laì:

• Pháön âo - giaïm saït xa cáön baío âaím thu tháûp, læu giæî, hiãøn thë, in áún âuí nhæîng säú liãûu cáön cho quaín lê ké thuáût.

• Pháön âiãöu khiãøn thao taïc xa phaíi baío âaím âæåüc viãûc kiãøm tra "ÂOÏNG" an toaìn, âuïng âàõn. Âäúi våïi viãûc "ÂOÏNG" læåïi cao aïp phaíi coï thiãút bë thæûc hiãûn hoìa âäöng bäü lãn thanh caïi cao aïp kiãøu tæû âäüng. Bãn caûnh SCADA cáön phaíi coï "ÂOÏNG / CÀÕT" bàòng tay.

• Pháön âiãöu chènh tæû âäüng tæì xa cáön phán âënh vaì quy âënh trong nhiãûm vuû âiãöu chènh âiãûn aïp, táön säú åí traûm phaït âiãûn, trong nhiãûm vuû âiãöu aïp cuía Tap changer åí traûm âiãûn, hãû SCADA phaíi âaím nhiãûm âãún âáu.

• Pháön truyãön tin xa phaíi quy âënh roî caïc nhiãûm vuû truyãön säú liãûu hiãûn træåìng vaì nháút laì nhiãûm vuû thuí tuûc truyãön säú liãûu våïi caïc cáúp SCADA âiãöu âäü. 2. Kãút cáúu cå baín cuía hãû SCADA Theo truyãön thäúng cuía tæìng haîng chãú taûo, caïc SCADA nhæîng nàm 90-95 thæåìng coï kãút cáúu, coï caïc thaình pháön våïi chæïc nàng håi khaïc nhau. Tuy nhiãn trong vaìi nàm gáön âáy âaî coï nhæîng tiãún bäü quan troüng cuía maïy PC våïi caïc dëch vuû MFC, GUI ráút tiãûn låüi cuía hãû âiãöu haình Microsoft Windows 95, 98,

196

SCADA CIMPLICITY AND PLC

CIMPLICITY Server Facility Wide Server

CIMPLICITYViewers

ETHERNET

Hçnh 15-1Phæång aïn scada traûm âiãûn læûc

SCADA traûm PC våïi Windows 95/98/NT

Transmitter hay RTU säú thäng minh

Bus RS-232

Âiãöu khiãøn ra 0÷24V

Læåüng váût lê vaìo

chuyãøn âäøi

Âiãöu khiãøn ra 0÷24V

Vaìo 0÷10V Chuáøn hoïa

DC

PLC hay RTU

Liãn laûc ngoaìi hãû

197

NT, cuía PLC måïi vaì màût khaïc laì caïc tiãún bäü måïi cuía caïc transmitter / RTU säú thäng minh. Nhæîng âiãöu quan troüng naìy âaî dáùn caïc haîng âãún khuynnh hæåïng hãû SCADA kãút cáúu theo nhæîng chè tiãu sau:

• Maïy tênh chuí SCADA laì PC våïi Microsoft Windows 95, 98, NT. • Bus truyãön tin laì multidrop (våïi PC Master) tiãu chuáøn RS485, våïi caïc protocol truyãön tin

cäng nghiãûp master slaver âæåüc choün duìng nhiãöu nháút. • Thiãút bë thu tháûp säú liãûu vaì truyãön tin våïi PC laì: - PLC (hoàûc RTU ) duìng våïi caïc transmitter analog 0÷10V. - Hoàûc laì transmitter säú thäng minh.

Så âäö mäüt hãû SCADA måïi cå baín theo chè tiãu nhæ váûy, duìng åí cáúp phán xæåíng hay traûm âiãûn nhæ hçnh 15-1.

Truyãön tin xa caïc vàn phoìng KÂ xa

SCADA xê nghiãûp Maïy quaín trë Hãû thäng tin quaín lê Maûng Ethernet truyãön tin giæîa caïc SCADA xê nghiãûp SCADA phán xæåíng Ethernet

RS-485 RS-485 RS-485 RS-485

SCADAPh

án

xæåíng

Hçnh 15-2: SCADA phán xæåíng

3. Caïc cáúp SCADA trong xê nghiãûp cäng nghiãûp Mäüt hãû thäúng saín xuáút cäng nghiãûp thæåìng âæåüc täø chæïc phán nhiãûm nhiãöu cáúp quaín lê, mäùi cáúp

coï nhæîng nhiãûm vuû âo læåìng, thu tháûp vaì âiãöu khiãøn riãng lãn nhæîng âäúi tæåüng maïy moïc trong hãû thäúng. Trong âoï coï tçnh hçnh laì caïc âäúi tæåüng maïy moïc thæåìng làõp âàût trong âëa phæång cuía cáúp quaín lê phán xæåíng xê nghiãûp laìï cáúp dæåïi. Vaì cuîng coï mäüt âàûc âiãøm næîa laì mäüt âäúi tæåüng tuy thuäüc sæû giaïm saït - âiãöu

198

khiãøn cuía cáúp trãn vãö màût saín xuáút nhæng cuîng coìn thuäüc sæû giaïm saït - âiãöu khiãøn váût lê cuû thãø vãö màût váûn haình, chuáøn âoaïn vaì baío dæåîng cuía nhæîng cáúp khaïc tháúp hån.

Nhæîng âiãöu naìy laì cå såí chè âaûo cho viãûc täø chæïc caïc cáúp SCADA quaín lê hãû thäúng saín xuáút ngaìy. nay. Nhæîng nguyãn tàõc chênh sau: a) Cáúp SCADA phán xæåíng åí dæåïi seî thæûc hiãûn viãûc thu tháûp säú liãûu trãn caïc maïy moïc trong phán xæåíng, coï sæû phán loaûi roî maïy moïc thiãút bë naìo âæåüc quaín lê vãö saín xuáút båíi cáúp SCADA naìo. Caïc säú liãûu phán loaûi áúy seî âæåüc caïc SCADA truyãön tin baïo caïo tæì cáúp dæåïi lãn cáúp trãn, theo nhëp goüi cuía caïc SCADA cáúp cao hån mäüt cáúp cho âãún cáúp cáön thu tháûp, læu giæî, hiãøn thë, in áún, sæí duûng cho âiãöu khiãøn saín xuáút åí caïc cáúp. b) Mäùi cáúp seî thæûc hiãûn baìi toaïn phán têch, tênh toaïn âæåüc giao vaì tênh âæa ra caïc lãûnh thao taïc thay âäøi hay tàng giaím chè tiãu hay âoïng/càõt caïc âäúi tæåüng cuía mçnh. Noï seî qua hãû truyãön tin gåíi lãûnh áúy tåïi cáúp SCADA liãn quan âãø thæûc hiãûn.

Âãø thæûc hiãûn nhæîng baìi toaïn âiãöu khiãøn, phán têch riãng naìy cuía mçnh, SCADA mäùi cáúp thæåìng âæåüc trang bë thãm nhæîng pháön cæïng maïy tênh, pháön mãöm phán têch chuyãn duûng. Noï láúy säú liãûu hiãûn haình tæì SCADA cung cáúp âãø giaíi baìi toaïn âoï cho ra kãút quaí cho ngæåìi vaì cho caí hãû SCADA.

Så âäö hçnh 15-2 giåïi thiãûu mäüt maûng SCADA cuía cáúp phán xæåíng vaì cáúp xê nghiãûp. Tæì hãû trãn ta tháúy coï nhiãöu daûng maûng truyãön tin trong hãû:

• Truyãön tin giæîa PC master vaì PLC slave phán xæåíng trãn bus RS-485 multidrop våïi protocol RTU hoàûc tæång âæång.

• Truyãön tin nhanh, nhiãöu vãö âo læåìng, âiãöu khiãøn saín xuáút giæîa caïc PC phán xæåíng våïi caïc PC xê nghiãûp: SCADA, Administrator, Management Information System MIS. Thæåìng duìng maûng Ethernet hay Ethernet TCP/IP multidrop 10Mbd.

• Nãúu cáön tæì PC maïy quaín trë PC SCADA xê nghiãûp coï thãø täø chæïc mäüt maûng truyãön tin, thæåìng laì duìng vä tuyãún âiãûn, âãø truyãön tin våïi caïc vàn phoìng quaín lê kinh doanh cáúp trãn âàût åí xa.

15.2. TÄØ CHÆÏC SCADA TRONG HÃÛ THÄÚNG ÂIÃÛN LÆÛC

1. Täø chæïc bäú trê mäüt cáúp SCADA

Trong hãû thäúng âiãûn læûc træåïc hãút âãø âaïp æïng yãu cáöu tæû âäüng hoïa vaì säú hoïa viãûc quaín lê saín xuáút trong hãû thäúng âiãûn læûc vaì keìm theo noï phaín aïnh nhæîng âiãöu kiãûn kinh tãú - ké thuáût cuía thæûc tãú saín xuáút âiãûn læûc.

2. Nháûn xeït âaïnh giaï

Âäúi våïi caïc maûng siãu cao aïp, cao aïp thç viãûc tênh toaïn xæí lê âãø ra lãûnh thao taïc âiãöu khiãøn viãûc phaït - truyãön taíi laì nhiãûm vuû âàûc thuì cuía caïc trung tám âiãöu âäü quaín lê maûng. Cáúp traûm khäng âuí khaí nàng âaím nháûn viãûc naìy. Coï mäüt thæûc tãú laì viãûc thu tháûp säú liãûu vaì thæûc hiãûn thao taïc saín xuáút laûi âæåüc thæûc hiãûn åí caïc traûm âàût åí xa. Nhæîng viãûc naìy muäún âæåüc âiãöu khiãøn tæû âäüng tæì xa, tæì caïc trung tám âiãöu âäü thç phaíi coï mäüt maûng truyãön tin täút giæîa trung tám våïi caïc traûm vaì caïc thiãút bë thæìa haình thao taïc, hoìa âäöng bäü cuîng nhæ caïc thiãút bë càõt, chuyãøn maûch phaíi âæåüc tæû âäüng hoïa täút vaì hoaût âäüng tin cáûy.

Trong âiãöu kiãûn coìn chæa hoaìn haío thç coï thãø giao viãûc thu tháûp vaì thao taïc cao aïp, siãu cao aïp cho traûm thæûc hiãûn theo lãûnh cuía âiãöu âäü.

• Coìn viãûc quaín lê phán phäúi cung cáúp âiãûn åí trung aïp thç thæåìng giao cho caïc traûm laìm. Traûm coï âuí säú liãûu naìy vaì khaí nàng naìy, âãø giaíi phoïng båït gaïnh nàûng caïc cáúp âiãöu âäü truyãön taíi.

199

• Âãún khi coï thãø baío âaím mæïc âäü hoaìn thiãûn cuía tæû âäüng hoïa SCADA vaì truyãön tin, thç caïc nhiãûm vuû thao taïc, thäng tin âån giaín cuía traûm seî coï thãø âæåüc hoaìn toaìn tæû âäüng hoïa, khäng cáön coï ngæåìi træûc ban saín xuáút næîa. Ta seî coï nhæîng traûm khäng ngæåìi træûc.

Baíng 15.1: Toïm tàõt nhæîng cáúp quaín lê ké thuáût saín xuáút âiãûn læûc

Cáúp quaín lê Näüi dung quaín lê chênh • Phaït vaì truyãön taíi âiãûn læûc siãu cao aïp

500÷1000kV liãn vuìng laînh thäø quäúc gia. • Phæång aïn phaït P, Q caïc nguäön phaït chuí yãúu

quäúc gia. • Quaín lê táön säú, dæû phoìng äøn âënh ténh, âäüng cuía

hãû thäúng quäúc gia. Traìo læu cäng suáút truyãön taíi quäúc gia.

• Thu tháûp säú liãûu, thao taïc baío vãû råle, chuáøn âoaïn, baío dæåîng thiãút bë siãu cao aïp.

• Phaït vaì truyãön taíi âiãûn læûc âãún caïc traûm trong maûng cao aïp 220kV khu væûc.

• Phæång aïn phaït P, Q caïc nguäön chuí khu væûc. • Traìo læu cäng suáút, phán bäú âiãûn aïp 220kV åí

caïc troüng tám taíi. Dæû phoìng äøn âënh cuía nguäön khu væûc.

• Thu tháûp säú liãûu, thao taïc, baío vãû, chuáøn âoaïn, baío dæåîng thiãút bë 220kV.

• Phán phäúi âiãûn læûc trong âëa baìn caïc maûng 110kV.

• Phaït Q buì, traìo læu cäng suáút.. Phán bäú aïp 110kV trong maûng trong âëa baìn.

• Thu tháûp säú liãûu, thao taïc, baío vã, ûchuáøn âoaïn, baío dæåîng thiãút bë 110kV.

• Phán phäúi, cung cáúp âiãûn læûc âëa phæång maûng ≤ 35kV.

• Phaït Q buì âëa phæång. Âiãöu chènh âiãûn aïp trung aïp våïi Tap changer, sa thaíi thaíi theo táön.

• Cung cáúp âiãûn læûc haû aïp khu dán cæ, xê nghiãûp nhoí.

• Thao taïc, baío vãû, baío dæåîng thiãút bë haû aïp.

Khi tæì SCADA âiãöu âäü cáön âiãöu khiãøn thao taïc xuäúng mäüt thiãút bë cao aïp, noï seî gåíi qua âæåìng

truyãön mäüt baín tin lãûnh thao taïc xuäúng RTU cuía thiãút bë âoï åí traûm liãn quan âãø thæûc hiãûn. Mäüt caïch khaïc baín tin lãûnh cuîng coï thãø gåíi xuäúng SCADA traûm, âãø noï thæûc hiãûn thao taïc. Âæåìng truyãön tin tæì SCADA âiãöu âäü xuäúng mäùi traûm thæåìng laì taíi ba, caïp quang hay radio mäüt

kãnh. Cho nãn åí läúi vaìo SCADA âiãöu âäü phaíi âàût thãm mäüt maïy PC laìm phán kãnh - táûp trung liãn laûc

våïi caïc kãnh xuäúng caïc traûm. ÅÍ nåi âæåìng truyãön taíi ba / radio cuía âiãöu âäü vaìo mäùi traûm, nãúu coï SCADA traûm thç coï thãø kãút

näúi noï vaìo cäøng truyãön tin cuía SCADA traûm. Nãúu khäng coï SCADA traûm, maì coï âàût nhæîng RTU cuía âiãöu âäü thç phaíi âàût thãm mäüt maïy

chuyãøn Adapter multidrop lãn bus multidrop cuía caïc RTU. 3. Caïc loaûi hçnh SCADA trong hãû thäúng âiãûn læûc

Tæì phán têch trãn ngæåìi ta âaî âãö ra vaìi loaûi hçnh SCADA sau: a) SCADA âiãöu âäü maûng truyãön taíi cao aïp, siãu cao aïp Noï duìng âãø tråü giuïp ngæåìi âiãöu âäü âo læåìng âiãöu khiãøn vãö ké thuáût saín xuáút caïc maûng cao aïp, siãu cao aïp trong caïc viãûc sau:

200

SCADA EMS DTS Âiãöu âäü

Maûng truyãön nhanh Ethernet Âæåìng taíi ba, Radio,Caïp quang Caïc SCADA Traûm RS-485 RS-485 RS-485 Protocol H iãûn træåìng

Vaìo 0÷10V Âiãöu khiãøn ra Chuáøn hoïa DC 0÷24V DC

Hçnh 15-3 SCADA Âiãöu âäü vaì caïc SCADA traûm

Maìn chiãúu räüng

Maìn chiãúu räüng

Phán kãnh

PLC,RTU,IED

Phán kãnh

201

-Noï thu tháûp vaì quaín lê caïc säú âo vaì traûng thaïi cuía caïc âäúi tæåüng cao aïp âàût åí caïc traûm. Caïc säú liãûu naìy âæåüc truyãön tæì caïc traûm lãn qua nhæîng âæåìng truyãön riãng (taíi ba, hoàûc caïp quang hoàûc radio, viba).Noï tiãún haình nhæîng tênh toaïn vãö phán têch, nháûn daûng, vãö âiãöu khiãøn täúi æu, vãö dæû baïo caïc traìo læu vaì phán bäú âiãûn aïp cuîng nhæ vãö dæû phoìng äøn âënh. Khäúi læåüng tênh toaïn âiãöu khiãøn naìy thæåìng låïn vaì phæïc taûp væåüt ra ngoaìi khuän khäø cuía caïc SCADA thäng thæåìng. Do âoï bãn caûnh SCADA âiãöu âäü thæåìng âàût thãm hai loaûi maïy tênh chuyãn traïch khaïc tråü giuïp cho noï laì:

-Maïy tênh EMS(Energy Manahement System) coï pháön mãöm âàûc biãût chuyãn duûng laìm nhæîng tênh toaïn noïi trãn, sæí duûng säú liãûu vaìo do SCADA cung cáúp. -Maïy DTS(Dispatcher Training Simulator) coï pháön mãöm laì mäüt bäü mä phoíng mãöm cuía maûng cao aïp cuîng sæí duûng säú liãûu do SCADA cáúp cho.

SCADA NHAÌ MAÏY ÂIÃÛN QUAÍN TRË NHAÌ MAÏY ÂIÃÛN QUAÍN LÊ TRAÛM ÂIÃÛN

(Viewer)

Turbine Maïy phaït Neïn khê Âáûp-Häö chæïa Traûm âiãûn Traûm âiãûn (Server) (Server) (Server) (Server) Cao aïp Trung aïp

RS-485 RS-485 RS-485 RS-485 RS-485 RS-485

Ethernet TCP/IP

Sensor Van, Sensor Mæïc so P,h Aïp læûc Motor U,I,f phaït xung Motor neïn khê Transmitter thuíy vàn Transmitter I,P,Q

Hçnh 15-4 SCADA vaì quaín trë thuíy âiãûn

Âãø huáún luyãûn caïc âiãöu âäü viãn, ngæåìi ta ra âãö cho âiãöu âäü viãn tiãún haình nhæîng âiãöu khiãøn, thao

taïc lãn bäü mä phoíng naìy, thay cho thao taïc lãn thiãút bë tháût âãø táûp dæåüt. Mäùi trçnh tæû thao taïc áúy seî âæåüc DTS phán têch, âaïnh giaï âuïng sai vaì cho âiãøm. b) SCADA traûm SCADA traûm duìng tråü giuïp cho træûc traûm âãø thu tháûp säú liãûu giaïm saït vaì thao taïc âiãöu khiãøn lãn: -Træåïc hãút laì thiãút bë trung aïp vaì Tap Changer cuía traûm. -Trong træåìng håüp âæåüc giao thãm, caí viãûc thu tháûp cao aïp âãø baïo caïo SCADA âiãöu âäü (coï læu giæî) vaì thæûc hiãûn caïc lãûnh thao taïc thiãút bë cao aïp cuía SCADA âiãöu âäü gåíi xuäúng (hoàûc caïc træûc traûm).

202

Hçnh 15-5: Så âäö khäúi thæûc hiãûn

N

N

Y

N

Y

Y

Coï baín tin tæì SCADA cáúp trãn

Coï yãu cáöu phuûc vuû cuíatræûc ban(phêm, chuäüt)

Âãún chu trçnh måïi chæa ?

Nháûn vaì giaíi maî baín tin

Thæûc hiãûn caïc yãu cáöu cuía SCADA cáúp trãn

Thæûc hiãûn caïc yãu cáöu cuía træûc ban

-Bäü pháûn quaín lê thäng tin gæíi baín tin âãún tæìng nuït PLC/IDE thæï XXláúy caïc thäng säú âo âãøn XX -Nháûn baín tin vãö caïc säú âo âoï cáút vaìo Buffer thu -Bäü quaín trë CSDL cáûp nháût caïc säú liãûu måïi, cáûp nháût caïc cå såí säú liãûu vãö sæû kiãûn( Event), vãö baïo âäüng (Alarm). -Bäü quaín lê View Graphics cáûp nháût caïc säú liãûu lãn caïc trang âäö hoüa(graphics), trang âäö thë

Bàõt âáöu chu trçnh

203

Viãûc truyãön lãûnh thao taïc coï thãø bàòng säú (khäng ngæåìi træûc), hoàûc bàòng âiãûn thoaûi qua ngæåìi træûc

traûm. Maûch thu tháûp säú liãûu coï thãø thæûc hiãûn tuìy sæû thiãút kãú bàòng: +1÷2 PLC vaì caïc transmitter analog.

+Mäüt bäü Card RTU våïi caïc transmitter analog. +Hoàûc mäüt säú transmitter säú âiãûn læûc thaình bäü thäng minh.

SCADA traûm coï nhæîng bus truyãön tin sau: +Mäüt bus goüi säú liãûu / truyãön lãûnh hiãûn træåìng kiãøu RS-485 näúi SCADA traûm multidrop våïi caïc

PLC hoàûc caïc RTU hoàûc caïc transmitter âiãûn læûc thäng minh. +Mäüt hoàûc mäüt vaìi bus truyãön tin RS-232 âãø giao tiãúp thäng tin våïi mäüt hoàûc vaìi SCADA âiãöu âäü

cao aïp 220kV,110kV.

15.3. PHÁÖN MÃÖM RUNTIME THÆÅÌNG LÃÛ CUÍA SCADA Pháön mãöm RUNTIME cuía SCADA laì mäüt chæång trçnh thæûc hiãûn caïc nhiãûm vuû cuía cuû thãø. Giäúng nhæ caïc chæång trçnh trong thåìi gian thæûc, chæång trçnh naìy chaûy trong mäüt thåìi gian ngàõn vaì làûp laûi theo chu trçnh, thæåìng chu trçnh cuía SCADA traûm tæì 1 giáy âãún 2 giáy. Chu trçnh cuía SCADA âiãöu âäü tæì 2 giáy âãún 10 giáy.

Nhiãûm vuû cuía SCADA trong mäùi chu trçnh bàõt âáöu bàòng thu tháûp säú âo cuía caïc âäúi tæåüng âiãöu khiãøn, biãøu hiãûn caïc säú liãûu áúy cho ngæåìi træûc vaì thæûc hiãûn nhæîng dëch vuû báút chåüt khaïc nhau theo yãu cáöu cuía træûc ban, trong âoï coï dëch vuû vãö âiãöu khiãøn xa, âiãöu chènh xa, giæî baïo caïo säú liãûu lãn cáúp trãn,...

Caïc nhiãûm vuû trãn coï nhæîng pháön theo tráût tæû træåïc sau nhæ :goüi båíi säú âo, cáûp nháût caïc säú liãûu måïi nhæng cuîng coï nhæîng pháön dëch vuû coï thãø âäöng thåìi chäöng lãn nhau; yãu cáöu hãû SCADA phaíi thæûc hiãûn âæåüc hãút. Vç váûy hãû RUNTIME SCADA phaíi âæåüc chaûy trãn mäüt hãû âiãöu haình âa nhiãûm - âa luäöng (multi - task - multithead). Thêch håüp nháút hiãûn nay laì nhæîng hãû âiãöu haình Windows 95/98 NT, hoàûc nhæîng hãû âiãöu haình vi tênh gäúc UNIX . Qua læu âäö trãn ta tháúy hãû RUNTIME SCADA laì nhæîng chæång trçnh chênh âãø chaûy maïy. Noï âæåüc láûp trãn cå såí duìng nhæîng modul pháön mãöm chæïc nàng chênh nhæ :

• Modul quaín lê phaït thu caïc baín tên hiãûu træåìng (våïi PLC, RTU ) vaì thu phaït baín tin cuía âiãöu âäü.

• Modul quaín trë caïc cå så säú liãûu (vãö saín xuáút, vãö event, alarm). • Modul quaín lê View - Graphic (vãö caïc trang graphic, trend). • Caïc modul quaín lê dëch vuû chuäüt (vãö caïc trang graphic, trang trend, vãö in baïo caïo saín xuáút , vãö

âoïng /càõt (coï/khäng hoìa âäöng bäü), tàng /giaím ,...)

15.4. HÃÛ PHÁÖN MÃÖM THÆÅNG PHÁØM SCADA CÄNG NGHIÃÛP

Tæì nhæîng nàm 95 mäüt säú haîng âaî âæa baïn ra thë træåìng nhæîng pháön mãöm thæång pháøm SCADA cäng nghiãûp. Nhæîng ngæåìi thiãút kãú tæû âäüng hoïa coï thãø làõp raïp nãn mäüt hãû pháön cæïng PC, PLC, bus thäng tin vaì duìng pháön mãöm SCADA phaït triãøn nhæ thãú âãø thiãút kãú ra mäüt chæång trçnh RUNTIME SCADA thêch håüp âãø chaûy pháön cæïng âoï, vaì do âoï taûo ra mäüt hãû SCADA hoaìn chènh, thêch håüp cho âäö aïn cuía mçnh. Nhæîng pháön mãöm thæång pháøm SCADA naìy thæåìng xáy dæûng våïi caïc chè tiãu cháút læåüng täút, sæí duûng dãù daìng tiãûn låüi maì laûi kinh tãú, båït cäng âáöu tæ nghiãn cæïu (giaï mua bàòng 1,5 láön giaï mäüt bäü transmitter). Thæûc cháút pháön mãöm SCADA thæång pháøm naìy gäöm 2 pháön chênh

204

• Mäüt chæång trçnh RUNTIME SCADA våïi caïc thäng säú hoaût âäüng cuía caïc modul chæïc nàng coìn âãø träúng chæa âæåüc xaïc âënh. Chênh ngæåìi thiãút kãú mäüt âäö aïn SCADA cuû thãø seî khai baïo caïc thäng säú naìy cho thêch håüp våïi yãu cáöu cuía âäö aïn.

* Mäüt pháön mãöm goüi laì pháön thiãút kãú cáúu hçnh noï laì mäüt pháön mãöm âäúi thoaûi gäöm nhæîng modul cäng cuû thiãút kãú. Caïc cäng cuû naìy seî qua caïch âäúi thoaûi láûp trçnh thán thiãûn våïi ngæåìi thiãút kãú âãø giuïp viãûc khai baïo âuïng âuí caïc thäng säú cáön thiãút âãø hæåïng dáùn caïc modulchæïc nàng trãn coï thãø hoat âäüng.

* Mäüt chæång trçnh compiler seî dëch caïc modul våïi caïc thäng säú khai baïo naìy. Caïc cäng cuû chênh âãú thiãút kãú cáúu hçnh xãúp theo thæï tæû caïc bæåïc thiãút kãú

* Cäng cuû khåíi taûo ra âäö aïn Project måïi. * Cäng cuû Device âãø khai baïo vãö caïc PLC âæåüc duìng (haîng, kiãøu,...). * Cäng cuû Communication âãø khai baïo vãö Protocol truyãön tin, caïc Port truyãön tin, âëa chè caïc nuït truyãön tin åí caïc Device. * Cäng cuû Point âãø khai baïo vãö caïc âiãøm âo säú liãûu (tãn, kiãøu biãún, format biãún, âiãöu kiãûn âo, caïch âo, caïch tênh âäøi,...). * Cäng cuû View - Graphic Baikler âãø giuïp viãûc veî caïc trang graphic vaì khai baïo caïc hoaût hoüa cáûp nháût trãn caïc trang * Cäng cuû Trend âãø khai baïo caïc trang âäö thë trend. * Cäng cuû Report âãø khai baïo format caïc baïo caïo. * Cäng cuû Alarm âãø khai baïo âënh nghéa caïc alarm ,... * Cäng cuû phêm cæía säø âãø thiãút kãú vaì âënh nghéa caïc phêm mãöm vaì caïc cæía säø âäúïi thoaûi,...

Âàûc biãût chuï yï, bãn caûnh nhæîng modul áúy coìn coï nhæîng modul âãø hæåïng dáùn cho ngæåìi duìng caïc bæåïc thiãút kãú ra âäö aïn "SCADA PROJECT" cuía mçnh. Chuïng cho ngæåìi duìng nhæîng chè dáùn roî raìng, vàõn tàõt, thán thiãûn tiãûn låüi. Chuïng thæåìng mang tãn laì: "HELP"hay "PROJECT DESIGN GUIDE". Cuäúi cuìng trong goïi pháön mãöm SCADA thæång pháøm trãn âéa hoàûc âéa quang coìn coï nhæîng taìi liãûu ké thuáût noïi chi tiãút vãö caïc bäü pháûn, caïch duìng chuïng âãø ngæåìi duìng tham khaío âi sáu.

Noïi chung sæû hæåïng dáùn áúy âuí giuïp caïc ké sæ tæû âäüng hoïa coï thãø duìng caïc goïi pháön mãöm SCADA naìy âãø thãø thiãút kãú triãøn khai âãö aïn SCADA cuû thãø cuía mçnh.

15.5. CAÏC MAÛNG TRUYÃÖN TIN CUÍA SCADA

Hãû SCADA hoaût âäüng âæåüc laì nhåì coï nhæîng maûng truyãön tin âãø cung cáúp trao âäøi säú liãûu giæîa SCADA våïi caïc âäúi tæåüng vaì våïi caïc SCADA khaïc. Trong hãû SCADA traûm thæåìng duìng mäüt säú maûng truyãön tin näúi tiãúp daûng bus :

* bus hiãûn træåìng * caïc bus truyãön tin väúi caïc hãû SCADA cáúp trãn åí xa * bus truyãön tin giæîa PC SCADA chuí vaì nhæîng PC quaín lê khaïc trong traûm. * âæåìng truyãön tin våïi maïy in

1. Maûng BUS truyãön tin hiãûn træåìng RS-485 Tiãu chuáøn RS - 485 quy âënh noï laì mäüt maûng bus cáúp 2 dáy, âån giaín laì 2 dáy xoàõn âãø truyãön tin

kiãøu multidrop giæîa PC SCADA laìm master våïi caïc PORT PS - 485 laìm slave, cuía caïc thiãút bë säú PLC, RTU hay Transmitter thäng minh.

Multidrop laì táút caí caïc Port (coï "VAÌO" vaì "RA") mäùi caïi âæa 2 cæûc A(-),B(+), âãöu näúi lãn vaìo 2 dáy A(-), B(+) chung cuía bus truyãön tin. Bus âoï âaím baío sæû liãn laûc thu phaït giæîa mäüt Port naìo âoï laì Phaït våïi mäüt hoàûc mäüt säú Port naìo âoï khaïc laì thu.

Træåìng håüp trãn goüi laì liãn laûc truyãön baín tin, træåìng håüp dæåïi goüi laì quaíng baïo truyãön baín tin

205

Kãút cáúu bus laì âån giaín nháút : chè coï 2 dáy, A(-),B(+). Dáy âáút nãúu coï thãm chè laì âãø che chàõn nhiãùu cho A(-),B(+).

Âiãøm âáúu näúi Drop Point tæì bus vaìo mäùi Port cuîng âån giaín, noïi chung khäng cáön thãm linh kiãûn chuyãøn tiãúp.

Tên hiãûu trãn 2 dáy A(-), B(+) naìy laì vi sai vaì âäøi dáúu, duìng âãø kyï hiãûu 2 maî “1” vaì “0” nhæ sau : + laì “1” (mark) khi UBA > 0. + laì “0” (Space) ) khi UBA <0. Mæïc âäü duìng âæåüc cuía biãn âäü tin hiãûu khi UBA cho pheïp tæì 2V âãún 6V,

thæåìng duìng mæïc 5V (coï miãön báút âënh 1/0 laì 0,2V ). Táön säú bit (baudrate) âæåüc duìng tæì 9,6kbd âãún 10kbd. Thæåìng duìng 19.2kbd, 38.4kbd hay 100kbd våïi khoaíng caïch truyãön tåïi 2 km. Säú læåüng Port näúi lãn mäüt âoaûn bus cho pheïp laì 32 Port. Nãúu muäún thãm Port thç cuäúi âoaûn bus phaíi làõp näúi tiãúp thãm mäüt maûch khuyãút / taûo daïng Repeater. Repeater áúy coï thãø truyãön thãm cho 32 Port næîa. Cæï nhæ váûy coï thãø làõp thãm nhæîng Repeater næîa âãø truyãön tin Multidrop giæîa 256 Port . Täø chæïc truyãön tin cäng nghiãûp master - slave laì mäüt caïch quy âënh âæåüc duìng nhiãöu trong cäng nghiãûp âãø thæûc hiãûn viãûc âoüc láúy säú liãûu âo tæì maïy slave åí hiãûn træåìng lãn maïy master vaì viãút säú liãûu lãûnh tæì maïy master xuäúng maïy slave nhæ sau :

• Mäüt (hoàûc vaìi ) maïy âiãöu khiãøn laìm master, vaì nhæîng maïy hiãûn træåìng laì slave coï âaïnh säú âëa chè Port 01, 02,...

• Mäùi chu trçnh âoüc hoàût viãút âãöu do Port master khåíi âáöu bàòng caïch gåíi xuäúng Port slave XX mäüt baín tin yãu cáöu "Âoüc" hoàûc "Viãút" caïi gç.

• Port slave XX seî nháûn baín tin âoï thæûc hiãûn yãu cáöu "Âoüc" hoàûc "Viãút" âoï vaì gåíi laûi Port master mäüt baín tin traí låìi/baïo caïo.

Chuï yï: Cáön noïi roî thãm laì tæì hçnh veî så læåüc trãn tháúy ràòng trãn mäüt âoaûn bus coï nhiãöu Port näúi lãn (max 23 Port). Mäùi Port laûi coï mäüt läúi ra vaì mäüt läúi vaìo.

Mäùi läúi vaìo coï âiãûn tråí quang 5kΩ. Táút caí caïc läúi vaìo 32 caïi seî laìm thaình mäüt âiãûn tråí taíi cuía bus quang 200Ω, tiãu thuû doìng âiãûn cuía Port phaït haûn chãú åí mæïc 20 âãún 30mA. Âàût nhiãöu Port hån næîa seî laìm quaï taíi caïc Port phaït.

Coìn vãö caïc läúi "RA" bçnh thæåìng táút caí caïc läúi "RA" lãn bus âãöu tæû âäüng càõt khoíi bus (goüi laì 3 state hay traûng thaïi 3). Chè khi naìo mäüt Port coï baín tin lãn bus thç noï måïi tæû âäüng âáúu läúi "RA" cuía noï lãn bus âãø phaït. Do âoï caïc läúi "RA" khäng caín phaï nhau khi phaït, baío âaím âæa âæåüc baín tin nguyãn veûn lãn bus. 2. BUS truyãön tin PC SCADA våïi maïy taíi ba RS - 232

Noï khäng phaíi laì bus multidrop maì laì bus truyãön tin 1 âiãøm våïi 1 âiãøm (point to point). Tiãu chuáøn RS - 232 quy âënh bus truyãön tin 1 âiãøm 1 âiãøm nhæ sau : noï laì mäüt hãû bus phæïc taûp gäöm : * Âãí truyãön tên hiãûu cáön duìng 3 ( hoàûc 4) dáy bus truyãön tin, taûo nãn âæåìng âi so våïi âáút, âæåìng vãö so âáút näúi giæîa läúi ra bãn naìy våïi läúi vaìo bãn kia. Tên hiãûu âi vãö trãn caïc dáy áúy qui âënh 12 V hoàûc 24 V so âáút âãø biãøu diãùn säú “1” (-12 V) vaì säú “0” (+12 V).

* Âãø liãn hãû bãn phaït bàït tay våïi bãn thu, coï thãø quy âënh làõp cheìn thãm mäüt modem giæîa Port cuía PC våïi Port cuía taíi ba. Âäöng thåìi làõp thãm giaï PC våïi Modem vaì giæîa modem våïi taíi ba mäüt säú dáy bus âiãöu khiãøn våïi caïc tên hiãûu âiãöu khiãøn säú:

- RTS Request to Send (bãn phaït baïo modem sàôn saìng muäún phaït). - CTS Clear to Send (modem baïo taíi ba sàôn saìng muäún phaït). - DSR Data Set Ready (maïy taíi ba sàôn saìng chuyãøn tin saìng). - DTR Data Terminal Ready (maïy phaït tin sàôn saìng). - Coï thãø thãm tên hiãûu Clock.

206

Caïc äø càõm näúi bus RS - 232 quy âënh laì äø 25 chán DB -25 hoàûc äø 9 chán DB - 9 våïi quy âënh cuû thãø chæïc nàng mäùi chán.

Täúc âäü truyãön tin lãn taíi ba thæåìng quy âënh laì 9,6kbd. Täúc âäü bit vaì khoaíng caïch truyãön tin RS - 232 keïm hån cuía RS - 485, viãûc truyãön tin RS - 232 vaì RS - 485 laì khäng âäöng bäü 8 bit /char hay 9 bit char.

Protocol truyãön tin hiãûn træåìng cäng nghiãûp coï nhiãöu loaûi khaïc nhau. Thæåìng duìng nhiãöu nháút ( tåïi 40% æïng duûng cäng nghiãûp) laì Protocol RTU -Modbus cuía haîng Modicon hoàûc RTU plus.

15.6. TRUYÃÖN TIN TRONG HÃÛ SCADA

1. Caïc daûng truyãön tin trong hãû SCADA Viãûc truyãön tin trong hãû SCADA chiãúm vë trê quan trong báûc nháút. Noï phaíi truyãön âuí nhanh chênh xaïc caïc loaûi thäng tin khaïc nhau vaì âaím baío sæû hoaût âäüng chênh xaïc trong thåìi gian thæûc yãu cáöu cuía hãû. Do váûy caïc haîng chãú taûo SCADA âaî hãút sæïc chuï yï dëch vuû naìy. Caïc haîng âaî cäú taûo ra nhæîng phæång thæïc, tiãu chuáøn, thuí tuûc truyãön tin thäúng nháút, thêch håüp nháút âuí nhanh vaì âuí chàõc chàõn phuûc vuû cho viãûc truyãön caïc loaûi luäöng tin khaïc nhau trong hãû. Caïc luäöng truyãön tin giæîa pháön mãöm chuí SCADA våïi caïc pháön mãöm cuía caïc thiãút bë hiãûn træåìng thiãút bë I/O, SCADA cáúp trãn hay caïc pháön mãöm æïng duûng bãn ngoaìi ( nhæ : EMS , DMS,...)

Baíng 15.2: Täøng kãút laûi caïc baíng truyãön tin thæåìng duìng trong hãû SCADA Truyãön tin Kiãøu truyãön Tiãu chuáøn thæåìng duìng

Maïy chuí våïi IDE hiãûn træåìng Khäng âäöng bäü kiãøu multidrop

RS-485

PLC thu tháûp våïi IDE hiãûn træåìng

Khäng âäöng bäü kiãøu multidrop

RS-485

Maïy chuí våïi maïy dæû phoìng maïy DMS, EMS vaì DTS

Âäöng bäü kiãøu multidrop Ethernet TCP/IP

Maïy chuí våïi SCADA cáúp trãn Khäng âäöng bäü kiãøu singledrop

RS-232 taíi ba, modem hay Radio 450 Hz

SCADA våïi caïc æïng duûng khaïc Baín tin qua bäü nhåï DDE ( Dynamic Data Exchange)

SCADA våïi caïc thæ viãûn (Library)

Âoüc viãút library DLL( Dynamic Link Library)

SCADA våïi hãû âiãöu haình (Windows)

Quaín lê caïc cæía säø Windows

SCADA våïi maïy in Song song, näúi tiãúp RS-232 , ASC II

Nhæ váûy ta tháúy ràòng truyãön tin trong hãû SCADA chênh laì truyãön tin säú. 2. Truyãön tin säú Laì truyãön âi caïc baín tin säú (maî dæåïi daûng caïc bit hay byte,...) tæì nåi phaït âãún nåi thu coï nhæîng tên hiãûu truyãön âãø âaím baío viãûc truyãön säú liãûu:

a) Tæì mäüt æïng duûng naìy âãún mäüt æïng duûng (chæång trçnh) Trong truyãön tin cäng nghiãûp thæåìng laì:

- Giæîa mäüt æïng duûng chuí(master) våïi mäüt æïng duûng slave hay giæîa mäüt æïng duûng khaïch haìng (client) våïi caïc æïng duûng cuía server phuûc vuû.

207

- Giæîa caïc æïng duûng chuí våïi caïc æïng duûng slave cuía mäùi master. - Giæîa caïc master våïi nhau.

b) Theo caïc qui âënh / protocol vãö - Kãnh truyãön bit tên hiãûu(phisical). - Daûng tên hiãûu : bit 0/1 bàòng âiãûn aïp, bàòng doìng låïn beï ra sao hay bàòng táön säú ,...tên hiãûu säú âáút hay cán bàòng. - Täúc âäü truyãön : 110, 300, 600, 1.2 kbd, 2.4 kbd, 9.6 kbd, 38.4 kbd , 1Mbd, 2 Mbd, 10Mbd - Thiãút bë truyãön : caïp loîi, caïp âäöng truûc, dáy xoàõn hay caïp quang.

- Kãút cáúu, caïch maî hoïa caïc nhoïm bit hay caïc byte, kãút cáúu cuía mäüt pháön baíng tin âæåüc truyãön mäüt láön goüi laì goïi tin ( data link protocol): - Byte âäöng bäü /byte kiãøu khäng âäöng bäü.

- Thäng säú vãö goïi tin: âäü daìi, kiãøu thäng säú,... - Säú caïc goïi tin håüp thaình baín tin (transport). - Theo nhæîng qui âënh vãö caïch tçm âæåìng truyãön tæì device nuït phaït tåïi device

nuït thu (routing hay network routing). - Theo nhæîng qui âënh vãö täø chæïc phiãn (session). - Theo nhæîng qui âënh vãö caïch trçnh baìy ( presentation).

Caïc protocol naìy âæåüc ISO xãúp thaình 7 låïp: - Låïp protocol vãö æïng duûng ( Application Layer). - Låïp protocol vãö trçnh baìy ( presentation Layer).

- Låïp protocol vãö phiãn truyãön ( Session Layer). - Låïp protocol vãö váûn chuyãøn baín tin ( Transport layer).

- Låïp protocol vãö tçm âæåìng trong maûng ( network routing Layer). - Låïp protocol vãö daûng thuïc säú liãûu ( data link Layer). - Låïp protocol váût lê ( Phisical layer). Nhçn chung cho âãún nay ngæåìi ta muäún âi âãún thäúng nháút choün mäüt phæång thæïc tiãu chuáøn truyãön

tin åí låïp váût lê ( Phisical Layer) nhæ sau: - Truyãön tin âäöng bäü 2/10 Mbd Ethenet TCP/IP , bus multidrop cho caïc - luäöng tin nhiãöu vaì nhanh giæîa caïc maïy tênh trong hãû vaì coï thãø giæîa maïy SCADA våïi PLC. - Truyãön khäng âäöng bäü täúc âäü væìa phaíi RS-232 singledrop cho caïc baíng tin khäng låïn nhæng ngáùu nhiãn tæì xa. - Truyãön khäng âäöng bäü RS-485 half duplex täúc âäü nhanh væìa phaíi 100Kbd âãún l Mbd giæîa maïy tênh chuí hay PLC thu tháûp våïi caïc IDE, RTU åí hiãûn træåìng trãn bus multidrop. Coìn âäúi våïi protocol caïc låïp cao qui âënh cáúu truïc caïc baíng tin nhæ sau:

- Khåíi âáöu caïc baíng tin ( låïp data Link). - Âëa chè nhán, âäü daìi baíng tin ( låïp network). - Näüi dung säú liãûu, lãûnh xuäúng ( låïp application). - Khuän daûng säú liãûu âo traí vãö ( låïp data link). - CheckSum, CRC ( låïp data link).

Thç chæa coï sæû thäúng nháút. Hiãûn nay coï nhæîng protocol cäng nghiãûp cuía mäüt säú haîng Modicon AEG ( Modbus Protocol), Allen Bradley âæåüc duìng nhiãöu chiãúm 40% saín pháøm thãú giåïi nhiãöu chuáøn SCADA cuîng duìng chuáøn ModBus. 3. Truyãön tin hiãûn træåìng Viãûc truyãön tin hiãûn træåìng nhàòm âaím baío viãûc maïy chuí thæåìng xuyãn thäng tin våïi caïc I/O PLC hay caïc IDE.

208

Âaî thäúng nháút âæåüc caïc thäng tin theo kiãøu: - Maïy chuí gæíi mäüt baíng tin tæìng lãûnh âãún PLC hay IDE trãn bus multidrop - PLC hay IDE liãn quan thæûc hiãûn mäùi lãûnh âoï vaì gæíi traí låìi mäüt baíng tin kãút quía. Caïc baín tin do maïy chuí gæíi âi thæåìng laì lãûnh Read caïc loaûi säú liãûu cuía PLC, IDE vaì mäüt vaìi lãûnh Write mäüt säú hãû säú, bàòng säú, gaïn âëa chè hay âån vë cho caïc säú âoï Caïc baín tin traí låìi thæåìng laì gæíi vãö caïc säú liãûu traûng thaïi âo cuía IDE hay PLC hay baïo caïo caïc tçnh traûng coï sai trong baín tin nháûn âæåüc.

209

PHÁÖN THÆÏ HAI

THIÃÚT BË ÂIÃÛN HAÛ AÏP Chæång 6. RÅLE

6.1. KHAÏI NIÃÛM CHUNG VÃÖ RÅLE Råle laì mäüt loaûi thiãút bë âiãûn tæû âäüng maì tên hiãûu âáöu ra thay âäøi nhaíy cáúp khi tên hiãûu âáöu vaìo

âaût nhæîng giaï trë xaïc âënh. Råle laì thiãút bë âiãûn duìng âãø âoïng càõt maûch âiãûn âiãöu khiãøn, baío vãû vaì âiãöu khiãøn sæû laìm viãûc cuía maûch âiãûn âäüng læûc. 1. Caïc bäü pháûn (caïc khäúi) chênh cuía råle

+ Cå cáúu tiãúp thu( khäúi tiãúp thu) Coï nhiãûm vuû tiãúp nháûn nhæîng tên hiãûu âáöu vaìo vaì biãún âäøi noï thaình âaûi læåüng cáön thiãút cung cáúp tên hiãûu phuì håüp cho khäúi trung gian. + Cå cáúu trung gian( khäúi trung gian)

Laìm nhiãûm vuû tiãúp nháûn nhæîng tên hiãûu âæa âãún tæì khäúi tiãúp thu vaì biãún âäøi noï thaình âaûi læåüng cáön thiãút cho råle taïc âäüng. + Cå cáúu cháúp haình (khäúi cháúp haình)

Laìm nhiãûm vuû phaït tên hiãûu cho maûch âiãöu khiãøn. Vê duû caïc khäúi trong cå cáúu råle âiãûn tæì hçnh 6-1.

-Cå cáúu tiãúp thu åí âáy laì cuäün dáy. -Cå cáúu trung gian laì maûch tæì nam chám âiãûn. -Cå cáúu cháúp haình laì hãû thäúng tiãúp âiãøm.

Hçnh 6-1: Så âäö khäúi cuía råle âiãûn tæì

Y X

2. Phán loaûi råle

Coï nhiãöu loaûi råle våïi nguyãn lê vaì chæïc nàng laìm viãûc ráút khaïc nhau. Do váûy coï nhiãöu caïch âãø phán loaûi råle: a) Phán loaûi theo nguyãn lê laìm viãûc gäöm caïc nhoïm

+ Råle âiãûn cå (råle âiãûn tæì, råle tæì âiãûn, råle âiãûn tæì phán cæûc, råle caím æïng,...). + Råle nhiãût. + Råle tæì. + Råle âiãûn tæí -baïn dáùn, vi maûch. + Råle säú.

b) Phán theo nguyãn lê taïc âäüng cuía cå cáúu cháúp haình + Råle coï tiãúp âiãøm: loaûi naìy taïc âäüng lãn maûch bàòng caïch âoïng måí caïc tiãúp âiãøm.

+ Råle khäng tiãúp âiãøm (råle ténh): loaûi naìy taïc âäüng bàòng caïch thay âäøi âäüt ngäüt caïc tham säú cuía cå cáúu cháúp haình màõc trong maûch âiãöu khiãøn nhæ: âiãûn caím, âiãûn dung, âiãûn tråí,...

58

c) Phán loaûi theo âàûc tênh tham säú vaìo + Råle doìng âiãûn. + Råle âiãûn aïp. + Råle cäng suáút.

+ Råle täøng tråí,... d) Phán loaûi theo caïch màõc cå cáúu

+ Råle så cáúp: loaûi naìy âæåüc màõc træûc tiãúp vaìo maûch âiãûn cáön baío vãû. + Råle thæï cáúp: loaûi naìy màõc vaìo maûch thäng qua biãún aïp âo læåìng hay biãún doìng âiãûn. e) Phán theo giaï trë vaì chiãöu caïc âaûi læåüng âi vaìo råle +Råle cæûc âaûi. +Råle cæûc tiãøu. +Råle cæûc âaûi-cæûc tiãøu. +Råle so lãûch. +Råle âënh hæåïng. ... 3. Âàûc tênh vaìo -ra cuía råle

Quan hãû giæîa âaûi læåüng vaìo vaì ra cuía råle nhæ hçnh 6-2. Khi x biãún thiãn tæì 0 âãún x2 thç y = y1 âãún khi x= x2 thç y tàng tæì y = y1 âãún y = y2 (nhaíy báûc). Nãúu x tàng tiãúp thç y khäng âäøi y = y2 . Khi x giaím tæì x2 vãö laûi x1 thç y = y2 âãún x = x1 thç y giaím tæì y2 vãö y = y1.

Hçnh 6-2: Âàûc tênh vaìo-ra cuía råle

X

Y

X1 X2

Y2

Nãúu goüi: Y1 + X = X2= Xtâ laì giaï trë taïc âäüng råle.

+ X = X1 = Xnh laì giaï trë nhaí cuía råle. Thç hãû säú nhaí:

ât

nh

2

1nh X

XXXK ==

4. Caïc thäng säú cuía råle a) Hãû säú âiãöu khiãøn råle

tâ

âkâk P

PK = , våïi:

+Pâk laì cäng suáút âiãöu khiãøn âënh mæïc cuía råle, chênh laì cäng suáút âënh mæïc cuía cå cáúu cháúp haình.

+Ptâ laì cäng suáút taïc âäüng, chênh laì cäng suáút cáön thiãút cung cáúp cho âáöu vaìo âãø råle taïc âäüng. Våïi råle âiãûn tæì Pâk laì cäng suáút tiãúp âiãøm (nghéa laì cäng suáút tiãúp âiãøm cho pheïp truyãön qua). Ptâ

laì cäng suáút cuäün dáy nam chám huït. Caïc loaûi råle khaïc nhau thç Knh vaì Kâk cuîng khaïc nhau.

b) Thåìi gian taïc âäüng Laì thåìi gian kãø tæì thåìi âiãøm cung cáúp tên hiãûu cho âáöu vaìo, âãún luïc cå cáúu cháúp haình laìm viãûc.

Våïi råle âiãûn tæì laì quaîng thåìi gian cuäün dáy âæåüc cung cáúp doìng (hay aïp) cho âãún luïc hãû thäúng tiãúp âiãøm âoïng hoaìn toaìn (våïi tiãúp âiãøm thæåìng måí) vaì måí hoaìn toaìn (våïi tiãúp âiãøm thæåìng âoïng).

Caïc loaûi råle khaïc nhau ttâ cuîng khaïc nhau. +ttâ < 1.10-3[s] : råle khäng quaïn tênh.

+ttâ = (1 ÷ 50).10-3 [s]: råle taïc âäüng nhanh.

59

+ttâ > 150.10-3[s]: råle thåìi gian. Mäüt säú vê duû vãö råle âiãûn cå

Baíng 6-1: Rå le âiãûn cå Loaûi råle. Ptâ[W] Pâk[W] Kâk ttâ[10-3s] Råle âiãûn tæì : 10-1÷10-3 10÷104 5÷5000 1÷2000

Råle tæì âiãûn : 10-9÷10-4 0,1÷2 104÷108 10÷500

Råle caím æïng : 10-2÷102 10-1÷103 102÷104 1÷100

6.2. RÅLE ÂIÃÛN TÆ Ì

1. Nguyãn lê laìm viãûc

Sæû laìm viãûc cuía loaûi råle naìy dæûa trãn nguyãn lê âiãûn tæì. Xeït mäüt råle nhæ hçnh 6-3. Khi cho doìng âiãûn i âi vaìo cuäün dáy cuía nam chám âiãûn thç nàõp seî chëu mäüt læûc huït F. Læûc huït âiãûn tæì âàût vaìo nàõp :

⎪⎩

⎪⎨

⎧δ

δ=

5) chæång(xem säú hãûlaì:Kâiãûn doìng : i

håíkhe : våïi,

2

2i.KF :

Khi doìng âiãûn vaìo cuäün dáy i > Itâ (doìng âiãûn taïc âäüng) thç læûc F huït nàõp vaì khi læûc F tàng thç khe håí giaím (δ giaím) laìm âoïng tiãúp âiãøm (do tiãúp âiãøm âæåüc gàõn våïi nàõp).

Khi doìng âiãûn i ≤ Itv (doìng tråí vãö) thç læûc loì xo Floì xo > F (læûc âiãûn tæì) vaì rå le nhaí.

4

53

1 2

iâk

Tè säú: vãö tråísäú hãûlaì goüi âæåüc tâItvI

tvK = .

+ Råle doìng cæûc âaûi Ktv < 1. + Råle doìng cæûc tiãøu Ktv > 1. Råle caìng chênh xaïc thç Ktv caìng gáön 1.

⎪⎩

⎪⎨⎧

=

råle.cuía âäüng suáút taïc cäng : tâP

khiãøn. âiãöusuáút cäng : âkP Våïi

rålecuíakhiãøn âiãöu säú hãûPP

K .tâ

âkâk

Råle caìng nhaûy Kâk caìng låïn. Khoaíng thåìi gian tæì luïc doìng âiãûn i bàõt âáöu låïn

hån Itâ âãún luïc cháúm dæït sæû hoaût âäüng cuía råle goüi laì thåìi gian taïc âäüng ttâ.

Hçnh 6-3: Cáúu truïc chung cuía råle âiãûn tæì

Säú láön taïc âäüng trong mäüt âån vë thåìi gian (giåì) goüi laì táön säú taïc âäüng. Råle âiãûn tæì phán ra hai loaûi:

+ Råle mäüt chiãöu 22U'.KF tênh nãn ta

'RUI thç

δ== coï U laì âiãûn aïp âàût vaìo cuäün dáy.

+ Råle xoay chiãöu : læûc F = 0 (táön säú 2f) khi I = 0. Giaï trë trung bçnh cuía læûc huït seî

laì:2

2

tb

I"kFδ

= , nãúu cuäün dáy âàût song song våïi nguäön âiãûn aïp U thç 2

2

tbU"kFδ

= .

60

Nam chám xoay chiãöu khi læûc F = 0 loì xo keïo nàõp ra, do váûy råle loaûi naìy khi laìm viãûc coï rung âäüng gáy tiãúng kãu, âãø haûn chãú ngæåìi ta sæí duûng duìng voìng ngàõn maûch.

Råle âiãûn tæì coï caïc âàûc âiãøm: - Cäng suáút âiãöu khiãøn Pâk tæì vaìi W âãún haìng nghçn W. - Cäng suáút taïc âäüng Ptâ tæì vaìi pháön W âãún haìng tràm W.

Hçnh 6-4 :Mäüt säú loaûi råle âiãûn tæì a)råle doìng diãûn vaì âiãûn aïp; b)råle trung gian; c)råle thåìi gian

- Hãû säú âiãöu khiãøn Kâk = (5 ÷ 20). - Thåìi gian taïc âäüng ttâ = (2 ÷ 20)ms.

2. Nhæåüc âiãøm cuía råle âiãûn tæì Cäng suáút taïc âäüng Ptâ tæång âäúi låïn, âäü nhaûy tháúp, Kâk nhoí. Hiãûn nay coï xu hæåïng caíi tiãún æïng

duûng váût liãûu sàõt tæì måïi saín xuáút caïc loaûi råle âãø tàng Kâk. 3. Mäüt säú loaûi råle âiãûn tæì a) Råle doìng âiãûn vaì âiãûn aïp loaûi ∋T (hçnh 6-4a). b) Råle trung gian (hçnh 6-4b). Nhiãûm vuû chênh cuía råle trung gian laì khuãúch âaûi tên hiãûu âiãöu khiãøn, noï thæåìng nàòm åí vë trê trung gian giæîa caïc råle khaïc. Âàûc âiãøm råle trung gian coï cå cáúu âiãöu chènh âiãûn aïp taïc âäüng âãø coï thãø taïc âäüng khi âiãûn aïp tàng giaím trong khoaíng ± 15% Uâm. c) Råle thåìi gian âiãûn tæì (hçnh 6-4c) khi tæì thäng φ0 giaím thç sæïc âiãûn âäüng e chäúng sæû giaím âãø duy trç thåìi gian khoaíng t = (0,5 ÷ 5)s. 4. Råle phán cæûc

Råle phán cæûc laì mäüt daûng cuía råle âiãûn tæì coï thãm tæì thäng phán cæûc do nam chám vénh cæíu taûo nãn. Chuyãøn âäüng cuía nàõp phuû thuäüc vaìo chiãöu doìng trong cuäün dáy. Khi chæa coï doìng âiãûn thç pháön âäüng råle âaî åí mäüt trong hai vë trê do læûc huït tæì træåìng nam chám vénh cæíu.

61

Maûch tæì nam chám vénh cæíu coï cáúu truïc sao cho mäüt phêa khe håí khäng khê låïn coìn mäüt phêa nhoí âãø khi cho doìng vaìo cuäün dáy nam chám thç täøng læûc huït âiãûn tæì cuía cuäün dáy vaì nam chám vénh cæíu phán cæûc hai bãn khäng bàòng nhau, nàõp bë huït vãö mäüt bãn, læûc huït nam chám vénh cæíu laìm nhiãûm vuû giæî nàõp khi càõt âiãûn cuäün dáy. Muäún nàõp chuyãøn âäüng ngæåüc laûi thç phaíi âäøi chiãöu doìng âiãûn âãø âäøi chiãöu læûc huït âiãûn tæì. Hai kiãøu råle phán cæûc nhæ hçnh 6-5.

Hçnh 6-5: Råle phán cæûc

Loaûi naìy coï æu âiãøm chênh laì âäü nhaûy cao kêch thæåïc goün thåìi gian taïc âäüng nhanh cåî (2 ÷ 3).10-

3s , cho pheïp thao taïc våïi táön säú låïn.

6.3. RÅLE ÂIÃÛN ÂÄÜNG 1. Nguyãn lê

Theo nguyãn tàõc, råle âiãûn âäüng coï hai cuäün dáy nhæ hçnh 6-6. Khi coï doìng qua cuäün dáy 1 laì i1 vaì cuäün dáy 2 coï doìng âiãûn i2. Taûi vë trê nhæ hçnh 6.6 ta coï caím

æïng tæì B12 = K’.i1 vaì coï læûc âiãûn tæì F = K”.B12.i2 hay læûc F = K1”.i1.i2 seî sinh ra mä men M = Ki1i2 âàût lãn cuäün dáy 2, laìm cuäün dáy 2 quay vaì âoïng tiãúp âiãøm. Nãúu hai cuäün âæåüc màõc näúi tiãúp thç i1 = i2 = i coï M = Ki2 luïc naìy mä men âäüc láûp våïi chiãöu doìng âiãûn. Khi maûch âiãûn xoay chiãöu våïi táön säú f thç thç F thay âäøi, råle seî laìm viãûc våïi giaï trë trung bçnh cuía læûc âiãûn tæì vaì mä men.

Hçnh 6-6: Råle âiãûn âäüng

1

2

1

I1

I2

∫ ϕ==T

021tb cosIkIMdt

T1M .

Trong âoï : + I1, I2 :trë hiãûu duûng. + ϕ :goïc lãûch pha giæîa hai doìng âiãûn i1, i2. Nãúu i1 = i2 thç cosϕ = 1 vaì Mtb = Ki2.

Khi mäüt trong hai cuäün dáy âæåüc âäøi chiãöu doìng âiãûn thç chiãöu mä men trung bçnh Mtb cuîng thay âäøi. 2. ÆÏng duûng

Råle âiãûn âäüng âæåüc sæí duûng laìm råle cäng suáút taïc duûng, phaín khaïng. Coï thãø chãú taûo råle sàõt âiãûn âäüng âãø tàng trë säú mä men Mtb vaì seî tàng âäü nhaûy cuía råle. Loaûi råle âiãûn âäüng xoay chiãöu khäng coï maûch sàõt tæì tuy Mtb nhoí nhæng duìng nhiãöu trong tæû âäüng âiãöu khiãøn.

6.4. RÅLE KIÃØU TÆÌ ÂIÃÛN

1. Nguyãn lê

62

Sæû laìm viãûc cuía rå le loaûi naìy dæûa trãn cå såí læûc âiãûn tæì do tæì træåìng cuía nam chám vénh cæíu taïc duûng lãn mäüt cuäün dáy khi coï doìng âiãûn chaûy qua. Nguyãn lê chung biãøu diãùn nhæ hçnh 6-7. Tæì træåìng nam chám vénh cæíu våïi caím æïng tæì B taïc duûng lãn khung coï doìng I taûo ra mämen quay. Læûc âiãûn tæì laì F = K’B12I.

Hçnh 6-7: Råle tæì âiãûn

S

I

N

Mä men quay M = KI (tè lãû våïi doìng âiãûn I). 2. Âàûc âiãøm

Råle tæì âiãûn coï âäü nhaûy låïn, cäng suáút taïc âäüng nhoí (cåî 10-10 w) sæí duûng nhiãöu trong tæû âäüng hoïa, cäng suáút âiãöu khiãøn cåî 1 âãún 2 W.

Khäng laìm viãûc åí maûch xoay chiãöu vç åí maûch xoay chiãöu mä men trung bçnh Mtb = 0.

6.5. RÅLE CAÍM ÆÏNG 1. Nguyãn lê

Dæûa trãn taïc âäüng tæång häù giæîa tæì træåìng xoay chiãöu våïi doìng âiãûn caím æïng trong bäü pháûn quay (âéa, cäúi) âãø taûo mämen quay. Hçnh 6-8a laì så læåüc kãút cáúu mäüt rå le caím æïng.

Hai tæì thäng φ1, φ2 biãún thiãn xuyãn qua âéa nhäm tæång æïng caím æïng caïc sæïc âiãûn âäüng e1, e2 sinh ra caïc doìng i1, i2 . Caïc læûc âiãûn tæì laì F12 = B2i1l vaì F21 = B1i2l, læûc âiãûn tæì täøng:

[ ] ii

S1=FFF

, FFF

21122112

2112 :thçthæåìng

φ−φ−=

+=rrr

Vç doìng âiãûn vaì tæì thäng laì nhæîng âaûi læåüng thay âäøi theo thåìi gian nãn táúm kim loaûi seî chëu læûc trung bçnh:

[ ] sink. =dt .iiS1

T1 =F m2m12112

T

0t b αφφφ−φ∫

våïi α laì goïc lãûch pha giæîa φ1 vaì φ2. Mä men quay trung bçnh taïc duûng vaìo pháön âäüng seî laì: Mtb= km. φm1. φm2.sinα. Trong thæûc tãú sæû lãûch pha tæì thäng coï thãø thæûc hiãûn bàòng nhiãöu caïch nhæng thæåìng duìng voìng ngàõn maûch. Nháûn xeït + α = 0 thç F = 0 nghéa hai tæì thäng truìng pha nhau âéa khäng quay. + α = 900 thç F = Fmax. Váûy muäún âéa quay thç tæì thäng cuía hai nam chám phaíi coï vë trê khaïc nhau trong khäng gian vaì lãûch pha vãö thåìi gian. 2. ÆÏng duûng råle caím æïng chãú taûo + Råle doìng µT-80 (hçnh 6-8b), PT-80. + Råle cäng suáút loaûi cäúc 4 cæûc tæì ( 2 cæûc quáún cuäün doìng, 2 cæûc quáún cuäün aïp). + Råle kiãøm tra täúc âäü kiãøu caím æïng kê hiãûu PKC.

63

Hçnh 6-8: a)Så læåüc kãút cáúu råle caím æïng ; b)ì Råle caím æïng kiãøu µT-80

6.6. RÅLE NHIÃÛT - RÅLE THÅÌI GIAN - RÅLE TÄÚC ÂÄü RÅLE ÂIÃÖU KHIÃØN

1. Råle nhiãût a) Khaïi niãûm - cäng duûng Råle nhiãût laì mäüt loaûi thiãút bë âiãûn duìng âãø baío vãû âäüng cå vaì maûch âiãûn khoíi bë quaï taíi, thæåìng duìng keìm våïi khåíi âäüng tæì, cäng tàõc tå. Duìng åí âiãûn aïp xoay chiãöu âãún 500 V, táön säú 50Hz, loaûi måïi Iâm âãún 150A âiãûn aïp mäüt chiãöu tåïi 440V. Råle nhiãût khäng taïc âäüng tæïc thåìi theo trë doìng âiãûn vç coï quaïn tênh nhiãût låïn phaíi cáön thåìi gian âãø phaït noïng. Thåìi gian laìm viãûc tæì khoaíng vaìi giáy [s] âãún vaìi phuït, nãn khäng duìng âãø baío vãû ngàõn maûch âæåüc. Muäún baío vãû ngàõn maûch thæåìng duìng keìm cáöu chaíy. b) Nguyãn lê ( hçnh 6-9a)

Dæûa trãn taïc duûng nhiãût cuía doìng âiãûn, ngaìy nay sæí duûng phäø biãún råle nhiãût coï phiãún kim loaûi keïp, nguyãn lê laìm viãûc dæûa trãn sæû khaïc nhau vãö giaîn nåí daìi cuía hai kim loaûi khi bë âäút noïng. Pháön tæí cå baín råle nhiãût laì phiãún kim loaûi keïp (bimetal) cáúu taûo tæì hai táúm kim loaûi, mäüt táúm hãû säú giaîn nåí beï (thæåìng duìng invar coï 36% Ni, 64% Fe) mäüt táúm hãû säú giaîn nåí låïn (thæåìng laì âäöng thau hay theïp cräm - niken, nhæ âäöng thau giaîn nåí gáúp 20 láön invar). Hai phiãún gheïp laûi våïi nhau thaình mäüt táúm bàòng phæång phaïp caïn noïng hoàûc haìn.

a)

a)Nguyãn lê; b) Âàûc tênh:1.âàûc tênh thiãút bë,2.âàûc tênh råle,3.âàûc tênh mong muäún.

Hçnh 6-9

b) 61

12

3

10.000

1000

100

105 4 3 21,2

t[s]

I/Iâm

Khi âäút noïng do doìng I phiãún kim loaûi keïp uäún vãö phêa kim loaûi coï hãû säú giaîn nåí nhoí hån, coï thãø duìng træûc tiãúp cho doìng âiãûn qua hoàûc dáy âiãûn tråí bao quanh. Âãø âäü uäún cong låïn yãu cáöu phiãún kim loaûi phaíi coï chiãöu daìi låïn vaì moíng. Nãúu cáön læûc âáøy maûnh thç chãú taûo táúm phiãún räüng, daìy vaì ngàõn.

64

2. Råle täúc âä ü (hçnh 6-10) Âaûi læåüng âáöu vaìo laì täúc âäü quay cuía thiãút bë, âaûi læåüng ra laì traûng thaïi âoïng hoàûc måí tiãúp âiãøm.

Nguyãn lê loaûi li tám nhæ sau: khi truûc âæïng yãn hoàûc quay våïi täúc âäü nhoí hån trë säú täúc âäü taïc âäüng, loì xo 3 keïo quaí vàng 2 tyì lãn âéa 4, måí hãû thäúng tiãúp âiãøm 5 âoïng hãû thäúng 6, khi täúc âäü låïn hån vtâ læûc li tám cuía quaí vàng 2 thàõng læûc loì xo 3 laìm hai quaí 2 khäng tyì vaìo âéa 4, loì xo âáøy âéa 4 ra, tiãúp âiãøm âäüng gàõn trãn âéa seî âoïng tiãúp âiãøm thæåìng måí 6 vaì càõt tiãúp âiãøm thæåìng âoïng 5. Âiãöu chènh âäü vàng cuía hai quaí vàng bàòng loì xo 3 thç coï thãø thay âäøi âæåüc trë säú váûn täúc taïc âäüng vtâ.

Hçnh 6-10: Råle täúc âäüü loaûi li tám

3. Råle thåìi gian a) Khaïi niãûm

Duìng âãø duy trç thåìi gian âoïng cháûm hoàûc måí cháûm cuía hãû thäúng tiãúp âiãøm so våïi thåìi âiãøm âæa tên hiãûu taïc âäüng vaìo råle. Thåìi gian cháûm naìy coï thãø vaìi pháön giáy cho âãún haìng giåì. b) Yãu cáöu

Thåìi gian cháûm thæûc hiãûn båíi råle phaíi äøn âënh êt phuû thuäüc vaìo caïc yãúu täú khaïc nhæ âiãûn aïp nguäön, doìng âiãûn, nhiãût âäü mäi træåìng,... c) Phán loaûi

Coï ráút nhiãöu loaûi råle thåìi gian våïi nguyãn lê, cáúu taûo ráút khaïc khaïc nhau nhæ: + Råle thåìi gian kiãøu âiãûn tæì (hçnh 6-4c). + Råle thåìi gian kiãøu thuíy læûc. + Råle thåìi gian kiãøu âäöng häö. + Råle thåìi gian kiãøu âiãûn tæí - baïn dáùn. Ta chè xeït âaûi diãûn mäüt loaûi:

Råle thåìi gian kiãøu âiãûn tæì cáúu taûo nhæ hçnh 6-4c loaûi naìy duy trç thåìi gian nhaí cháûm vaì chè duìng cho âiãûn mäüt chiãöu. d) Nguyãn lê

Trong quaï trçnh âoïng hay ngàõt cuäün dáy råle thç åí trong voìng ngàõn maûch (chênh laì äúng loït bàòng âäöng 1) seî sinh ra sæïc âiãûn âäüng caím æïng, doìng âiãûn do noï sinh ra seî taûo ra mäüt tæì thäng chäúng laûi sæû biãún thiãn tæì thäng do cuäün 7 dáy sinh ra. Do âoï noï laìm cho täúc âäü thay âäøi cuía tæì thäng cháûm laûi laìm thåìi gian taïc âäüng cuía råle cháûm laûi.

Thay âäøi thåìi gian taïc âäüng bàòng caïch thay âäøi âäü càng loì xo 3, âiãöu chènh vêt 4 âãø âiãöu chènh chiãöu räüng khe håí coï miãúng âãûm 6 hoàûc trë säú doìng âiãûn.

Loaûi naìy thåìi gian cháûm âãún 3 giáy. 4. Råle âiãöu khiãøn

Coï chæïc nàng nhæ mäüt råle trung gian, nhæng coï kêch thæåïc nhoí, táön säú thao taïc låïn, khaí nàng ngàõt låïn, hãû säú nhaí cao. Cáúu taûo cuía råle âæåüc mä taí nhæ hçnh 6-11a.

Trong äúng thuíy tinh kên 1 âàût thanh dáùn 2 bàòng theïp loì xo dáùn tæì. ÅÍ hai âáöu mäùi thanh dáùn coï gàõn tiãúp âiãøm bàòng flatin. ÄÚng 1 âæåüc ruït hãút khäng khê hoàûc cho vaìo âoï mäüt cháút khê thêch håüp, muûc âêch âãø häö quang dáûp tàõt dãù daìng. Ngoaìi äúng âàût cuäün dáy 3, khi âæa âiãûn vaìo cuäün dáy 3, læûc âiãûn tæì seî laìm hai thanh huït nhau, hãû tiãúp âiãøm âæåüc âoïng laûi. Nãúu ngàõt âiãûn cuía cuäün dáy, læûc âaìn häöi cuía hai thanh dáùn laìm tiãúp âiãøm måí ra.

65

Loaûi råle naìy coï æu âiãøm laì mäi træåìng laìm viãûc cuía tiãúp âiãøm gáön nhæ lê tæåíng, do âoï khäng bë oxy hoïa. Khi âoïng/ngàõt khäng coï häö quang, vç váûy tuäøi thoü cuía noï âaût tåïi khoaíng 10 triãûu láön âoïng/ngàõt. Khe håí giæîa hai tiãúp âiãøm beï nãn cho pheïp thåìi gian taïc âäüng beï, cåî (0,2 ÷ 0,4).10-3s. Coï thãø laìm viãûc våïi táön säú thao taïc tæì 400 âãún 2000 láön âoïng ngàõt trong mäüt giáy. Khaí nàng ngàõt cuía råle våïi âæåìng kênh äúng thuíy tinh d= (2,5 6,5) mm chiãöu daìi l = (10 ÷ ÷ 55) mm âaût tåïi 1A, âäi khi tåïi 5A. Tæì træåìng cáön thiãút cho âiãöu khiãøn beï, sæïc tæì âäüng cuía cuäün dáy beï khoaíng (20 ÷ 200) A.voìng.

Hçnh 6-11b trçnh baìy cáúu taûo cuía mäüt råle doìng âiãûn, trong äúng thuíy tinh 1 gaï hai âiãûn cæûc bàòng vonfram 2 vaì trong coï mäüt læåüng thuíy ngán. Phao sàõt tæì 3 hçnh truû räùng, näøi trãn thuíy ngán (vç tè troüng cuía sàõt beï hån tè troüng cuía thuíy ngán). Cuäün dáy âiãöu khiãøn 4 âæåüc âàût lãûch vãö phêa dæåïi cuía äúng (vãö phêa chæïa thuíy ngán). Khi khäng coï âiãûn vaìo cuäün dáy, phao 3 näøi, cæûc 2 khäng tiãúp xuïc våïi thuíy ngán, maûch âiãûn håí. Khi coï âiãûn vaìo cuäün dáy, læûc âiãûn tæì seî huït phao 3 vãö phêa cuäün dáy laìm thuíy ngán dáng lãn, cæûc 2 ngáûp trong thuíy ngán, maûch âiãûn âæåüc näúi kên. Vç ngàõt bàòng thuíy ngán nãn täúc âäü ngàõt ráút låïn, sinh ra quaï aïp cao.

a)

iâk

1

2

3

1 2

34

iâk

b)

Hçnh 6-11: Råle âiãöu khiãøn

i

6.7. ÂAÛI CÆÅNG VÃÖ RÅLE TÉNH

1. Sæû âäøi måïi cuía ké thuáût råle a) Nhæîng haûn chãú cuía råle âiãûn- cå

Cho âãún khoaíng nhæîng nàm 70 caïc thiãút bë baío vãû råle chuí yãúu cuîng chè thæûc hiãûn våïi cå cáúu so saïnh laì âiãûn tæì vaì cå khê, cå cáúu thæìa haình laì tiãúp âiãøm håüp kim. Cå cáúu âo vaì so saïnh cå - âiãûn tæì coï nhæîng âàûc âiãøm :

- Cháûm: maûch âiãûn tæì âo máút khoaíng 20 ms, cå cáúu so saïnh âoìn báøy, loì xo, cuäün dáy nhanh cuîng cåî 10ms.

- Keïm chênh xaïc: viãûc âo âiãûn tæì træåïc kia thæåìng âo qua biãún doìng (BI) 5A ÷ 100A, âo aïp cuía BU cåî 100V. Thæåìng khäng qua loüc, khi âo láùn caí thaình pháön táön säú cäng nghiãûp våïi caïc thaình pháön tæû do vaì haìi. Nhæîng thaình pháön naìy thæåìng khaï låïn coï thãø laìm sai kãút quaí âo ráút nhiãöu.

- Cå cáúu âo vaì so saïnh laûi thæåìng chè laì loaûi âo âån biãún, mäüt doìng hoàûc mäüt aïp. Thæåìng khoï thæûc hiãûn âæåüc nhæîng pheïp xæí lê phæïc taûp cáön coï nhæ caïc pheïp säú hoüc, giaíi têch, pheïp trãù, pheïp âãúm ,... Do âoï muäún baío vãû cho mäüt âäúi tæåüng âån giaín laì mäüt âæåìng dáy phán phäúi, cuîng phaíi cáön duìng tåïi mæåìi pháön tæí råle, keìm theo mäüt så âäö näúi dáy phæïc taûp chiãúm mäüt tuí thiãút bë. Chi phê cao maì âäü tin cáûy, chênh xaïc, täúc âäü vaì caïc chæïc nàng baío vãû thç khiãm täún. b) Råle âiãûn tæí hoïa(råle ténh)

Tæì khoaíng nhæîng nàm 70 âãún 90 caïc råle cå- âiãûn âæåüc caíi tiãún theo hæåïng âiãûn tæí hoïa. Chuí yãúu ngæåìi ta tçm caïch thay caïc cå cáúu âo, cå cáúu so ngæåîng bàòng caïc maûch âiãûn tæí vaì vi maûch baïn dáùn.

Mäüt säú pheïp xæí lê âån giaín nhæ cäüng, âaûo haìm, têch phán, âãúm, trãù,... cuîng thæûc hiãûn bàòng maûch âiãûn tæí.

Vi maûch âiãûn tæí âaî khiãún thiãút bë baío vãû tiãún mäüt bæåïc khaï daìi, tiãøu hoïa thiãút bë, náng cao thãm âäü chênh xaïc vaì cháút læåüng caïc chæïc nàng råle.

66

Råle ténh âaî âæåüc duìng âãø phäúi håüp baío vãû trong hãû thäúng âiãûn tæì khoaíng nhæîng nàm 1970, âáöu tiãn laì sæí duûng caïc âeìn âiãûn tæí sau âoï âãún caïc Tranzitor silic våïi täúc âäü tin cáûy cao âãø taûo nãn caïc cäøng tên hiãûu. Råle ké thuáût analog (tên hiãûu vaìo/ra laì tên hiãûu liãn tuûc): Caïc loaûi råle naìy sæí duûng âäüc láûp riãng leí caïc bäü pháûn coï mäüt säú chæïc nàng riãng tæång tæû råle âiãûn cå våïi caïc chæïc nàng thäng thæåìng, coï thãø sæí duûng khäúi thay thãú træûc tiãúp. Trong hçnh 6-17 laì råle quaï doìng chaûm âáút âæåüc thiãút kãú âãø caíi thiãûn tênh nàng cuía råle âiãûn cå bàòng sæû phán chia phäúi håüp baío vãû. c) Råle säú hoïa

Phaíi âãún khoaíng nhæîng nàm 90 khi âæa ké thuáût vi xæí lê, vi âiãöu khiãøn vaìo thç thiãút bë råle âaî thæûc hiãûn mäüt sæû thay âäøi tiãún hoïa toaìn diãûn.

Vi xæí lê, vi âiãöu khiãøn laì cäng cuû thæûc hiãûn âæåüc ráút täút caïc cäng viãûc nhæ loüc caïc tên hiãûu vaìo, viãûc âo nhanh nhiãöu biãún (3 doìng, 3 aïp, thåìi gian,...), viãûc tênh toaïn nhanh nhæîng xæí lê phæïc taûp nháút (säú hoüc, giaíi têch, âãúm, phán têch phäø,...), so nhiãöu ngæåîng ,...Vç váûy caïc råle säú hoïa coï nhæîng æu viãût låïn : c.1) Täúc âäü âo, tênh nhanh caïc veïc tå biãún vaìo, våïi âäü chênh xaïc cao âäü tin cáûy cao. c.2) Do nhæîng âiãöu trãn khiãún mäüt råle coï thãø thæûc hiãûn âæåüc cuìng mäüt luïc táút caí nhæîng chæïc nàng baío vãû phæïc taûp khaïc nhau cho mäüt âäúi tæåüng, tháûm chê gäöm caí nhæîng chæïc nàng baío vãû dæû bë cuîng nhæ caïc chæïc nàng baío vãû phuû thãm næîa. Tæì âoï sinh ra mäüt säú âàûc âiãøm måïi khaïc våïi hai thãú hãû råle truyãön thäúng cuî laì :

+Råle säú âæåüc chãú taûo theo hæåïng mäüt råle thæûc hiãûn táút caí nhæîng pheïp âo læåìng, phán têch tênh toaïn táút caí nhæîng pheïp so saïnh, táút caí caïc chæïc nàng baío vãû cáön cho mäüt thiãút bë âiãûn læûc. Âoï laì nhæîng råle âa chæïc nàng täøng håüp thaình bäü.

+Ngæåìi ta phán loaûi caïc råle thaình bäü theo nhoïm caïc âäúi tæåüng baío vãû, säú kiãøu råle âæåüc thu goün laûi trong mäüt säú nhoïm sau :

* Caïc kiãøu råle baío vãû maïy phaït âiãûn. * Caïc kiãøu råle baío vãû âæåìng dáy siãu cao vaì cao aïp. * Caïc kiãøu råle baío vãû âæåìng dáy phán phäúi trung aïp. * Caïc kiãøu råle baío vãû biãún aïp. * Caïc kiãøu råle baío vãû thanh caïi. * Caïc kiãøu råle baío vãû mä tå âiãûn âäöng bäü, khäng âäöng bäü. * Råle sa thaíi theo táön säú,... +Mäùi råle säú laûi coï khaí nàng ghi laûi säú liãûu váûn haình, säú liãûu caïc sæû cäú caí nhæîng säú liãûu vãö taïc

âäüng baío vãû "CÀÕT", "ÂOÏNG LAÛI",... giuïp sæí duûng vaìo nhiãöu viãûc phán têch, thäúng kã liãn quan. Mäùi råle säú laûi biãút tæû âäüng baïo caïc sæû kiãûn, sæû cäú cho ngæåìi træûc vaì cho mäüt maïy täøng håüp ghi

nháûn, maïy naìy laûi tæû âäüng baïo caïo våïi hãû SCADA cuía traûm. c.3) Vãö kãút cáúu thç råle säú coï thãø têch thu goün ráút nhiãöu; mäüt tuí råle cuî âæåüc thay bàòng mäüt råle säú hoïa. Mäüt tuí råle säú hoïa cuía traûm âiãûn thæåìng chæïa xãúp chäöng hai råle cao aïp låïn, hoàûc taïm råle baío vãû trung aïp.

Kãút quaí laì phoìng âiãöu khiãøn trung tám thu goün laûi táút caí chè coìn 1 ÷ 2 tuí råle, 1 ÷ 2 tuí thu tháûp thäng tin cho SCADA vaì 1 ÷ 2 maìn hçnh SCADA. c.4) Viãûc âáúu näúi dáy cho mäüt råle säú chè coìn laûi saïu dáy doìng, saïu dáy aïp, hai dáy nguäön vaì vaìi càûp dáy âi "ÂOÏNG", "CÀÕT". Táút caí âáúu vaìo caïc coüc åí phêa sau cuía råle, so våïi caïc tuí cuî thi âån giaín hån nhiãöu. c.5) Viãûc chènh âàût, kiãøm tra, thæí nghiãûm âãöu thæûc hiãûn bàòng truyãön tin giæîa råle vaì maïy tênh, ráút laì giaín tiãûn, âàûc biãût nhanh choïng vaì chênh xaïc. c.6) Giaï thaình cuía råle säú hoïa reí hån råle truyãön thäúng, noïi chung chè bàòng næía. Vê du:û mäüt tuí råle truyãön thäúng baío vãû mäüt âæåìng dáy phán phäúi thç khoaíng giaï 3000 ÷ 4000 USD. Trong khi âoï mäüt råle säú baío vãû âæåìng dáy phán phäúi giaï chè khoaíng 1500 ÷ 2000 USD. Råle ké thuáût säú

67

(digital): âàûc âiãøm cuía loaûi naìy laì trong mäüt mä âun coï thãø coï thãø phäúi håüp nhiãöu chæïc nàng phæïc taûp maì caïc yãúu täú âo læåìng liãn quan bàòng caïc mæïc logic phäúi håüp âæåüc xæí lê båíi caïc maûch säú trong bäü vi xæí lê, âáöu ra laì chung cho tên hiãûu âoïng càõt vaì tên hiãûu baïo nhæ hçnh 6-20. c.7) Thåìi gian taïc âäüng: thåìi gian taïc âäüng aính hæåíng nhiãöu âãún sæû äøn âënh cuía hãû thäúng. Nãúu sæû cäú âæåüc giaíi quyãút caìng nhanh thç khaí nàng duy trç sæû äøn âënh cuía hãû thäúng caìng cao. Trong råle ténh khäng coï caïc pháön tæí quaïn tênh cå trong chuyãøn âäüng nãn thåìi gian taïc âäüng ráút nhanh, thæåìng Ttâ = 0,6ms. Giåïi haûn täúi âa cuía täúc âäü âaïp æïng trong thæûc tãú tuìy thuäüc chãú âäü quaï âäü cuía maïy biãún doìng hay caïc pháön tæí khaïc. c.8) Tênh choün loüc: viãûc xæí lê täút nháút âäúi våïi caïc tçnh traûng sæû cäú coï nghéa laì chè ngæìng cung cáúp âiãûn cho mäüt säú læåüng täúi thiãøu caïc phuû taíi tiãu thuû âæåüc baío vãû, phaíi âaím baío saìng loüc chè ngàõt ra khoíi maûch nhæîng thiãút bë bë sæû cäú, coìn caïc thiãút bë khaïc phaíi váùn tiãúp tuûc laìm viãûc. Trong træåìng håüp baío vãû phæïc taûp nhæ baío vãû khoaíng caïch viãûc choün laì do khäúi xæí lê trung tám xaïc âënh. Træåìng håüp baío vãû âån giaín, viãûc taûo tênh læûa choün qua caïc pháön tæí cå baín (nhæ âæa thãm vaìo mäüt maûch trç hoaîn thåìi gian..) âãø coï âàûc tênh taïc âäüng phuì håüp trong træåìng håüp baío vãû phæïc taûp. Nãúu khi thåìi gian taïc âäüng khäng âæåüc æu tiãn haìng âáöu thç coï thãø cháúp nháûn mäüt thåìi gian trç hoaîn naìo âoï âãø giaíi quyãút sæû cäú theo âiãöu kiãûn choün loüc. c.9) Tênh tin cáûy: âaím baío chè taïc âäüng vaì luän taïc âäüng khi cáön thiãút vaì chè khi cáön thiãút maì thäi(tæïc laì âaím baío khäng taïc âäüng sai hay taïc âäüng khäng âuïng luïc våïi thiãút bë âæåüc baío vãû). Âãø âaût âæåüc tênh âaím baío laìm viãûc cuía baío vãû cáön phaíi coï hai âiãöu kiãûn laì:

+Baío vãû phaíi âæåüc thiãút kãú âuïng (theo quan âiãøm så âäö tênh toaïn caïc giaï trë âiãöu chènh). +Trang thiãút bë phaíi coï giaï trë tin cáûy cao.

Caïc âiãöu kiãûn naìy råle ténh hån hàón råle âiãûn cå vç khäng coï caïc chuyãøn âäüng cå hoüc, khäng taûo ra taïc âäüng sai nhæ råle tiãúp âiãøm. Táön säú taïc âäüng vaì tuäøi thoü cuía råle ténh cuîng hån hàón råle âiãûn cå vaì thåìi gian tråí vãö cuîng nhanh hån. c.10) Âäü nhaûy: cäng suáút tiãu thuû cuía råle ténh (caïc maûch baïn dáùn) vä cuìng nhoí so våïi caïc råle âiãûn cå. Âäü nhaûy cuîng ráút cao hãû säú tråí vãö gáön bàòng 1( Ktv=Itv/Ikâbv≈ 1). Âiãöu âoï laìm giaím doìng vaì tàng âäü nhaûy cuía råle, ngoaìi ra kêch thæåïc bao bç cuía caïc loaûi råle ténh chè bàòng khoaíng 1/3 âãún 1/5 råle âiãûn cå dáùn âãún giaím kêch thæåïc baíng gàõn vaì khäng gian âiãöu khiãøn. c.11) Tinh âäüc láûp våïi caïc âiãöu kiãûn váûn haình : råle cáön phaíi taïc âäüng âuïng khi xuáút hiãûn sæû cäú åí thiãút bë baío vãû. Caïc giaï trë khåíi âäüng cáön phaíi âæåüc tênh toaïn åí caïc chãú âäü laìm viãûc cæûc âaûi vaì cæûc tiãøu cuía trang thiãút bë âæåüc baío vãû. Trong råle säú hoàûc baïn dáùn tên hiãûu âiãöu khiãøn âæåüc láúy caïch li våïi tên hiãûu maûch âäüng læûc qua âiäút phaït quang (hay phtotranzitor), nhiãùu loüc qua bäü loüc táön säú cao nãn khäng chëu aính hæåíng cuía nhiãùu cå hoüc vaì nhiãùu táön säú cao. c.12) Æu âiãøm trong phäúi håüp baío vãû hãû thäúng: Trong råle ténh nháút laì råle ké thuáût säú, viãûc sæí duûng caïp quang qua mäâun giao diãûn dæî liãûu dáùn âãún täúc âäü truyãön tên hiãûu ráút nhanh vaì âäü tin cáûy täút khäng bë aính hæåíng cuía doìng âiãûn tæì ké thuáût truyãön säú. Do thåìi gian taïc âäüng ráút chênh xaïc cho nãn coï thãø phäúi håüp nhiãöu baío vãû âãø âaût âäü chênh xaïc cao nháút cho toaìn hãû thäúng. Råle ké thuáût säú våïi hiãøn thë säú ráút tiãûn låüi cho ngæåìi váûn haình. Trong baío vãû læåïi âiãûn hoàûc mäüt hãû thäúng thiãút bë luän âoìi hoíi phaíi tiãún haình âiãöu khiãøn tæû âäüng taïch thiãút bë sæû cäú ra khoíi phaûm vi cuía læåïi hay hãû thäúng khi xuáút hiãûn sæû cäú hay mäüt chãú âäü laìm viãûc khäng bçnh thæåìng coï nguy cå gáy hoíng thiãút bë. Sæû ngàn caïch thiãút bë bë sæû cäú våïi hãû thäúng cáön phaíi thæûc hiãûn sao cho coï thãø ngàn ngæìa âæåüc sæû phaït triãøn cuía sæû cäú hay nguy cå huíy diãût thiãút bë vaì thiãút láûp tråí laûi chãú âäü laìm viãûc bçnh thæåìng våïi pháön hãû thäúng coìn laûi. Âaím baío liãn tuûc sæû laìm viãûc cuía hãû thäúng trong âiãöu kiãûn täúi âa coï thãø âæåüc. Âãø giaíi quyãút sæû cäú trong nhæîng âiãöu kiãûn täút nháút thç sæû baío vãû bàòng råle ténh noïi chung vaì råle säú noïi riãng thoía maîn âæåüc haìng loaût caïc chè tiãu ké thuáût maì råle âiãûn cå âaî khäng âaût âæåüc.

68

Hiãûu quaí noïi chung cuía råle ténh hån hàón råle âiãûn cå, tuy nhiãn trong tênh toaïn kinh tãú khi thiãút kãú baío vãû cáön choün caïc giaíi phaïp täút nháút âãø giaím nhoí giaï âáöu tæ thiãút bë baío vãû. Cáön quan tám caïc váún âãö nhæ tiãu täún cho baío quaín, baío dæåîng vaì kiãøm tra xem xeït âënh kç, våïi råle ténh cäng taïc baío dæåîng kiãøm tra thäng qua viãûc thaïo làõp caïc mäâun khäng cáön laìm saûch tiãúp âiãøm nhæ råle âiãûn cå. Thay thãú råle ténh cuîng âæåüc thæûc hiãûn âån giaín khi sæû cäú, loaûi âæåüc caïc sai soït nhæ näúi caïp åí råle âiãûn cå. Tuy nhiãn viãûc thay thãú sæía chæîa råle ténh cuîng cáön caïn bäü ké thuáût coï chuyãn män cao hån. Hiãûn nay trçnh âäü caïn bäü ké thuáût ngaìy caìng âæåüc náng cao vaì giaï baïn råle ténh khäng ngæìng giaím, trong hãû thäúng âiãûn vaì caïc maûng âiãûn âiãöu khiãøn råle ténh âang thay chäù dáön cho råle âiãûn cå. 2. Råle tæång tæû Råle loaûi naìy coï âàûc træng laì caïc thäng säú vaìo/ra råle nhæ doìng, aïp, goïc lãûch pha, cäng suáút,... laì caïc âaûi læåüng liãn tuûc (analog). Tên hiãûu naìy âæåüc so saïnh våïi mäüt hay nhiãöu âaûi læåüng âáöu vaìo coï giaï trë chuáøn âãø cho tên hiãûu âáöu ra (råle loaûi naìy gäöm caïc loaûi råle baïn dáùn, råle âiãûn tæí). Cáúu truïc råle loaûi naìy gäöm caïc khäúi sau: a) Khäúi tiãúp thu

Khäúi naìy gäöm hai pháön chênh laì bäü âo læåìng vaì bäü so saïnh, âaûi læåüng âáöu ra cuía bäü pháûn naìy gäöm mäüt trong hai giaï trë chuáøn.

Hçnh 6-12: Thæûc hiãûn láúy tên hiãûu vaì chènh læu trong khäúi tiãúp thu

Ur

IA ia

IB ib

Ic

ic

Ur

IA ia

IB ib

Ic

ic

a) b)

+ Bäü pháûn âo læåìng láúy tên hiãûu tæì caïc maïy biãún doìng âãø biãún âäøi thaình âaûi læåüng mäüt chiãöu nhåì cáöu chènh læu. Coï hai caïch thæûc hiãûn chènh læu nhæ hçnh 6-12a,b.

+ Bäü so saïnh coï thãø laìm viãûc theo hai nguyãn tàõc chênh laì: -So saïnh hai âaûi læåüng âiãûn theo giaï trë tuyãût âäúi (duìng cho caïc råle baío vãû khoaíng caïch,

baío vãû so lãûch, baío vãû quaï aïp, baío vãû keïm aïp,...) -So saïnh hai âaûi læåüng âiãûn theo giaï trë goïc pha (duìng cho råle baío vãû khoaíng caïch, råle

âënh hæåïng cäng suáút,...).

69

a) b) Hçnh 6-13: Thæûc hiãûn so saïnh theo giaï trë tuyãût âäúi

Uvaìo

Ura

U0

U

t

0

(+)

Ura

Uvaìo

U0

R

C

Bäü pháûn so saïnh hai âaûi læåüng âiãûn theo giaï trë tuyãût âäúi thæåìng sæí duûng maûch têch håüp (integrated circuit), åí âáy ta chè xeït mäüt så âäö so saïnh tiãu biãøu duìng khuãúch âaûi thuáût toaïn nhæ hçnh 6-13. Cäøng khäng âaío cuía khuãúch âaûi thuáût toaïn âæåüc näúi vaìo âiãûn aïp chuáøn Uo laì âiãûn aïp cáön so saïnh våïi cäøng âaío. Nãúu âiãûn aïp vaìo tháúp hån Uo chuáøn thç seî cho ra tên hiãûu åí âáöu ra (åí mæïc cao). Viãûc sæí duûng kháu R-C åí âáöu vaìo laì âãø thay âäøi thåìi gian hoaût âäüng bàòng caïch thay âäøi trë säú cuía R vaì C. ÅÍ âáy bäü pháûn naìy seî cho ra tên hiãûu nãúu biãn âäü tên hiãûu âiãûn aïp âáöu vaìo væåüt quaï biãn âäü âiãûn aïp âàût træåïc Uo (Uo cuîng coï thãø âiãöu chènh âæåüc). Bäü pháûn so saïnh hai âaûi læåüng âiãûn theo giaï trë goïc pha thæåìng sæí duûng bäü taïch soïng phán cæûc (polanity detector) nhæ hçnh 6-14. Âáöu âaío cuía khuãúch âaûi thuáût toaïn âæåüc näúi maït, tên hiãûu soïng vaìo laì tên hiãûu hçnh sin tên hiãûu ra âæåüc chuyãøn sang daûng xung vuäng nhåì viãûc duìng khuãúch âaûi thuáût toaïn (KÂTT).

Hçnh 6-14: Thæûc hiãûn so saïnh theo trë pha

IC1

IC2

IC3

Tên hiãûu ra chè coï hai mæïc tæång æïng våïi tên hiãûu vaìo (hiãøn nhiãn laì âäüc láûp våïi biãn âäü tên hiãûu vaìo). Viãûc so saïnh goïc pha coï thãø thæûc hiãûn bàòng hai bäü taïch soïng phán cæûc vaì so saïnh pha âãø cho ra tên hiãûu xung vuäng.

b) Khäúi thæûc hiãûn Muûc âêch cuía khäúi naìy thæûc hiãûn nhæîng biãún âäøi âäüt ngäüt cuía maûch âiãûn ngoaìi nhæ khuãúch âaûi tên hiãûu âãø âæa âãún cuäün càõt maïy càõt. Ta xeït så nguyãn lê khäúi thæûc nhæ hçnh 6-15. Maûch thyristor thæûc hiãûn caïc yãu cáöu vaì cung cáúp cho caïc maûch âáöu ra tên hiãûu âäüc láûp. Tên hiãûu kêch thêch âæåüc cho tranzitor nhåì âiäút phaït quang, sæû trç hoaîn tên hiãûu âæåüc cung cáúp båíi thyristor TH1, âiäút zerne Uz vaì âiãûn tråí R1. Âiäút Uz khäng thãø âiãöu khiãøn kêch thêch cho thyristor TH2 âæåüc cho âãún khi âiãûn aïp trãn R1 væåüt quaï âiãûn aïp trãn Rz luïc naìy måúi coï tên hiãûu âãún kêch thêch thyristor TH2 laìm thyristor naìy dáùn vaì cho tên hiãûu âãún cuäün taïc âäüng càõt maïy càõt ra. c) Khäúi trç hoaîn Mäüt maûch khaïc âæåüc sæí duûng trong trong råle ténh laì maûch tich phán, sæí duûng kháu chênh laì mäüt kháu khuãúch âaûi thuáût toaïn (KÂTT) nhæ hçnh 6-16.

70

71

Trãn så âäö hçnh 6-16 doìng vaìo coï giaï trë i

=1

1

RE naûp cho tuû C thäng

qua maûch phaín häöi. Cäøng khäng âaío cuía KÂTT naìy näúi maït, âiãûn aïp trãn tuû laì:

∫ ∫== dtRE

C1dti

C1U

1

1cc

ta coï âiãûn aïp trãn tuû laì:

∫= dtECR

1U 11

c

Âiãûn aïp âáöu ra

∫−

=−= dtECR1UE 1

1c0

.

Ta tháúy âiãûn aïp ra E0 tè lãû våïi têch phán âiãûn aïp vaìo E1. Maûch naìy âæåüc sæí duûng liãn tuûc nhæ maûch trç hoaîn thåìi gian. Täúc âäü thay âäøi cuía âiãûn aïp âáöu ra tè lãû våïi biãn âäü cuía âiãûn aïp vaìo.

Hçnh 6-15: Cáúu truïc mäüt khäúi thæûc hiãûn

d) Khäúi chènh âënh Våïi råle ténh cho pheïp viãûc chènh âënh caïc bäü pháûn trong råle âãø phäúi håüp baío vãû, thäng thæåìng coï hai caïch:

+ Chènh âënh caïc thäng säú âáöu vaìo âãø phuì håüp våúi råle. +Chènh âënh caïc thäng säú chuáøn trong khäúi so saïnh âãø xaïc âënh ngæåîng taïc âäüng cuía råle. Âiãûn aïp ngæåîng cuía khäúi so saïnh cuîng coï thãø chènh âënh bàòng hai caïch laì:

- Chènh âënh U0 bàòng biãún tråí træåïc khi âæa vaìo bäü pháûn so saïnh âãø coï giaï trë phuì håüp. - Chènh âënh ngay åí phêa âáöu vaìo bàòng viãûc thay âäøi trë säú cuía biãún tråí hay âiãûn dung cuía kháu R-C. Quïa trçnh naûp cho tuû C khi âiãûn aïp âáöu vaìo thay âäøi coï daûng nhæ hçnh 6-13b. Nhæ váûy bäü so saïnh thæûc hiãûn cho tên hiãûu ra khi âiãûn aïp trãn cäøng khäng âaío (âáöu vaìo) væåüt quaï âiãûn aïp U0. Tuìy trë säú R vaì C âäü däúc cuía âàûc tênh âoï seî nhiãöu hay êt, ta coï ngæåîng taïc âäüng khaïc nhau, âäöng thåìi maûch R-C cuîng coï ngæåîng taïc âäüng khaïc nhau. Så âäö nguyãn lê cuía mäüt råle doìng cæûc âaûi bàòng ké thuáût tæång tæû nhæ hçnh 6-17.

Chuï yï: ngaìy nay råle ké thuáût tæång tæû háöu nhæ khäng coìn sæí duûng linh kiãûn âeìn âiãûn tæí maì háöu hãút thay bàòng linh kiãûn baïn dáùn nãn åí âáy khäng âãö cáûp linh kiãûn âiãûn tæí.

Hçnh 6-16: Maûch têch phán duìng âãø trç hoaîn

E0

C R

E1

Ic

- +

Timer

Filtrer

Lever Detector 2

IC

IB

i

i

i

Maximum Current Gate and Recchfier

Filter Curve Shaper

Lever Detector 1

RL2

Regulator IA

Seting

+

Hçnh 6-17: Så âäö khäúi mäüt loaûi råle tæång tæû cuía haîng ABB

3. Råle ké thuáût säú

Âàûc âiãøm: caïc tên hiãûu xæí lê bãn trong cuía råle ké thuáût säú åí daûng säú (daûng nhë phán 0,1) maì noï coï thãø thæûc hiãûn nhiãöu chæïc nàng tuáön tæû. Tên hiãûu âáöu vaìo âæåüc chuyãøn sang tên hiãûu säú âãø âiãöu khiãøn tên hiãûu ra.

a) Chæïc nàng vaì cáúu truïc täøng quan råle säú Mäüt råle säú coï nhæîng loaûi nhiãûm vuû chæïc nàng sau :

a.1) Chæïc nàng âo læåìng : laì chæïc nàng âáöu tiãn vaì quan troüng nháút, nhàòm âo, loüc, tênh ra nhæîng thäng säú maûch âiãûn maì råle phaíi canh. Caïc læåüng vaìo âáöu tiãn noïi chung laì :

- Doìng ba pha, doìng trung tênh. - AÏp ba pha, aïp thæï tæû zãrä. Säú læåüng vaìo cuû thãø laûi tuìy yãu cáöu cuía råle. Nhæîng læåüng naìy khi khäng coï sæû cäú thæåìng laì

hçnh sin vaì cán bàòng, doìng trung tênh, aïp thæï tæû zãrä bàòng khäng. Nhæng khi sæû cäú seî coï mäüt biãún âäüng maûnh cuía thaình pháön táön säú cäng nghiãûp, thæåìng keìm theo máút âäúi xæïng khiãún sinh ra caïc thaình pháön thæï tæû nghëch vaì zãrä. Mäüt neït âàûc biãût quan troüng khaïc næîa laì keìm theo âoï thæåìng sinh ra nhæîng thaình pháön quaï âäü tæû do låïn, khäng chu kç, khiãún doìng aïp quaï âäü cäú máút daûng hçnh sin.

Do âoï nhæîng doìng aïp âo vaìo cáön âæåüc : - Biãún nhoí laûi bàòng nhæîng BU vaì BI âàûc biãût (BI khäng baîo hoìa, daíi âo räüng). - Loüc thäng tháúp ra thaình pháön táön säú cäng nghiãûp gäöm loüc cæïng, khi cáön kãút håüp loüc bàòng pháön

mãöm. - Chuáøn hoïa âãún mæïc âiãûn aïp thêch håüp, qui âënh cåî 2V æïng våïi Uâënh mæïc vaì æïng våïi 10.Iâënh mæïc. Nhæîng viãûc trãn thæûc hiãûn chuí yãúu bàòng pháön cæïng.

a.2) Chæïc nàng láúp máùu, tênh toaïn canh sæû cäú, khåíi âäüng caïc råle chuí yãúu gäöm caïc viãûc sau : * Láúp máùu doìng, aïp, táön säú, âãúm pha âæa vaìo bäü âãûm máùu. * loüc säú tiãúp nãúu cáön. * Tênh toaïn phán têch ra caïc säú liãûu cáön nhæ :

- Doìng, aïp hiãûu duûng (hoàûc säú gia ∆i, ∆u). - Caïc thaình pháön thæï tæû pha doìng aïp.

72

- Goïc lãûch pha. * Tênh caïc biãøu thæïc âàûc træng sæû cäú, so ngæåîng âãø phaït hiãûn sæû cäú.

a.3) Caïc thaình pháön baío vãû råle vaì ghi cheïp sæû cäú : Khi xaíy ra sæû cäú thç modul canh seî khåíi âäüng chaûy chæïc nàng baío vãû råle âãø xæí lê æïng våïi sæû cäú

áúy. Mäüt råle säú coï nhiãöu chæïc nàng råle khaïc nhau do caïc CPU thæûc hiãûn. Mäüt modul chæång trçnh baío vãû råle tæång æïng seî bàõt âáöu tiãúp nháûn láúy nhæîng säú liãûu âang tiãúp tuûc diãùn biãún, âãø tênh âënh læåüng cuû thãø caïc thäng säú cuía sæû cäú áúy vaì tênh ra thåìi gian trãù cáön cho viãûc "CÀÕT" sæû cäú. Âäöng thåìi mäüt modul cuîng ghi cheïp laûi diãùn biãún cuía sæû cäú âãø coï thãø láúy ra duìng sau naìy. a.4) Chæïc nàng "CÀÕT" sæû cäú. a.5) Chæïc nàng "ÂOÏNG LAÛI" (nãúu coï).

Sample interrupt

Sampling

Line energizd

Undervoltage distance relay pickc up

Power swing blocking

Tripping logic

Closing logic

Normal operation program

Phase distatace relay picks up

Faul detector starts

earth distance relay picks up

Y

Y

Y

Y

NN

N

Return to main program a.6) Chæïc nàng tæû kiãøm tra thiãút bë, nhæ kiãøm tra BU, BI âæït, cháûp, kiãøm tra âiãûn aïp âãø "ÂOÏNG", "CÀÕT" âuí khäng vaì nháút laì kiãøm tra caïc vi xæí lê coï chaûy täút khäng. Âãø coï nhæîng xæí lê baïo tên hiãûu hay baïo âäüng

Hçnh 6-18

Biãøu âäö chæïc nàng baío vãû cuía CPU1 trong LFP 931 cuía haîng NARI (Trung Quäúc).

73

cáön thiãút. Hçnh 6-18 veî mäüt pháön læu âäö xæí lê cuía råle baío vãû nhanh âæåìng dáy cao aïp LFP.931 cuía haîng NARI Trung Quäúc. b) Pháön mãöm cuía råle säú

Kãút cáúu pháön cæïng vaì pháön mãöm cuía caïc kiãøu råle säú cuía caïc haîng khaïc nhau thæåìng coï nhæîng neït âàût biãût riãng, khäng giäúng nhau. Caïc haîng âoï âãöu khäng cho thäng baïo gç roî vãö pháön cæïng, pháön mãöm cuía hoü. ÅÍ âáy seî chè nãu trãn nhæîng neït chung vãö pháön mãöm cuía råle säú. b.1) Pháön mãöm cuía råle säú åí Runtime sau khi KHÅÍI ÂÁÖU thæåìng gäöm mäüt säú bäü pháûn

Tråí vãö RTI

Âäöng häö láúy máùu goüi

Do modul CANH sæû cäú khåíi âäüng

Modul láúy máùu 12,16,24 láön chu kç tråí vãö cuía RTI

Modul CANH sæû cäú

Khåíi âäüng caïc råle baío vãû

Tênh vaì læu säú liãûu sæû cäú

Modul caïc baío vãû råle -Kiãøm tra cåì tênh sæû cäú cuía baío vãû. -Dæûng /xoïa caïc cåì sæû cäú -Ghi caïc thåìi gian CÀÕT

Modul CÀÕT -Kiãøm tra caïc cåì CÀÕT. -Âãúm ngæåüc caïc thåìi gian CÀÕT. -Ra lãûnh CÀÕT

Modul ÂOÏNG LAÛI -Kiãøm tra settings. -Âãúm ngæåüc caïc thåìi gian Reclose. -Ra lãûnh ÂOÏNG

Âäöng häö 20ms goüi

Âäöng häö 20ms goüi

Coï sæû cäú ? N

Y

Hçnh 6-19

Læu âäö khaïi quaït "RUNTIME" cuía råle sä Ú a) Bäü pháûn thæåìng kç chaûy liãn tuûc theo nhæîng chu kç

74

* Modul "LÁÚY MÁÙU" caïc doìng, aïp, traûng thaïi cáút vaìo byffer caïc máùu. Táön säú láúy máùu 12, 16 hoàûc 24 láön/chu kç âiãûn.

*Modul "CANH" sæû cäú, noï tênh liãn tuûc nhæîng thäng säú âàûc træng sæû cäú hay duìng caïc biãn âäü doìng vaì canh, khi chuïng væåüt nhæîng ngæåîng thç phaït hiãûn ra sæû cäú vaì khåíi âäüng nhæîng modul baío vãû laìm viãûc. Khåíi âäüng modul "LÆU GIÆÎ" caïc säú liãûu cuía sæû cäú (doìng, aïp, caïc lãûnh âoïng/càõt,...). Chu kç canh giæî thæåìng 10ms hay 20ms. b) Caïc modul "BAÍO VÃÛ RÅLE" do modul "CANH" khåíi âäüng

Gäöm mäüt säú modul baío vãû chênh vaì mäüt säú modul baío vãû háûu bë. Vê du û baío vãû quaï doìng càõt nhanh, baío vãû quaï doìng âënh thåìi gian, baío vãû quaï doìng thåìi gian, baío vãû phæång hæåïng goïc pha, baío vãû khoaíng caïch, baío vãû tháúp táön,... Tháût ra chè khåíi âäüng nhæîng baío vãû âaî âæåüc ngæåìi duìng choün. Caïc modul naìy coï thãø âæåüc thiãút kãú theo kiãøu chaûy láön læåüt, theo mäüt thæï tæû âaî âënh. Chuïng láön læåüt tênh chi tiãút nhæîng thäng säú liãn quan âãún nhiãûm vuû baío vãû cuía mçnh. Vê du û modul baío vãû quaï doìng thåìi gian seî tênh xem :

- Quaï doìng caïc pha naìo, giaï trë bao nhiãu. - Thåìi gian càõt theo tiãu chuáøn thåìi gian ngæåüc naìo, tênh ra laì bao nhiãu ms bao nhiãu chu kç

20ms. Sau âoï tæìng modul dæûng cåì sæû cäú cuía mçnh vaì ghi vaìo ä nhåï thåìi gian cuía mçnh âãø modul "TRIP" thæûc hiãûn. c) Modul "TRIP" cuîng âæåüc modul "CANH" khåíi âäüng bàõt âáöu chaûy

Noï kiãøm tra caïc cåì sæû cäú vaì caïc ä ghi thåìi gian càõt âãø âãúm ngæåüc cho âãún hãút thåìi gian càõt naìo træåïc thç ra lãûnh "CÀÕT". Sau âoï noï xem coï âàût chãú âäü "ÂOÏNG LAÛI" RECLOSE (sau càõt quaï doìng) thç khåíi âäüng cho modul "RECLOSE" hoaût âäüng. d) Modul âoïng laûi "RECLOSE" âæåüc khåíi âäüng

Noï seî kiãøm tra chãú âäü Reclose (máúy láön, thåìi gian giaîn caïch bao nhiãu) vaì âãúm luìi càn thåìi gian ra lãûnh caïc láön "ÂOÏNG LAÛI". Viãûc "ÂOÏNG LAÛI" cuîng nhæ lãûnh "ÂOÏNG CÀÕT" coìn thãm option âënh ràòng phaíi kiãøm tra âäöng bäü hay khäng. Læu âäö thay thãú nhæ hçnh 6-19. c) Pháön mãöm khaïc Bãn caûnh Runtime coìn coï bäü pháûn giao tiãúp sau : c.1) Modul "BAÏO CAÏO" Noï baïo caïo caïc thäng tin vãö sæû cäú xaíy ra (nhæ thåìi gian, kiãøu sæû cäú, cæåìng âäü sæû cäú, thåìi âiãøm ra lãûnh càõt, thåìi âiãøúm càõt xong) gåíi lãn maïy "QUAÍN LÊ RÅLE" (nãúu trong hãû coï âàût maïy naìy) âãø "QUAÍN LÊ RÅLE" baïo caïo sang cho hãû SCADA. c.2) Modul naìy cuîng baïo caïo vãö lëch sæí caïc sæû cäú cho mäüt maïy tênh näúi thäng tin våïi noï qua mäüt cäøng PORT RS - 232. c.3) Mäüt modul "LÁÛP TRÇNH CHÃÚ ÂÄ Ü"

Cuîng giao tiãúp våïi maïy maïy tênh qua "PORT" âoï âãø âäúi thoaûi giuïp ngæåìi thiãút kãú khai baïo cáúu hçnh baío vãû cho råle, nhæ duìng chæïc nàng baío vãû naìo, caïc säú âàût settings bao nhiãu. Modul naìy seî ghi giæî laûi caïc säú âàût áúy trong bäü nhåï, âãø caïc modul Runtime seî tra âoüc maì laìm viãûc. d) Cáúu truïc chung cuía råle säú

Tæì caïc chæïc nàng trãn tháúy råle säú coï mäüt säú chæïc nàng thæûc hiãûn bàòng nhæîng pháön cæïng gáön tæång tæû nhau : - Maûch BI, BU âo vaìo chuáøn hoïa (nhæîng læåüng doìng, aïp vaìo).

- Maûch loüc cæïng; Maûch láúy máùu (láúy máùu nhæîng læåüng gç, táön säú láúy máùu). - Maûch vi xæí lê (máúy CPU, kiãøu gç); Maûch "CÀÕT". - Maûch giao tiãúp våïi ngæåìi, maûch thäng tin; Caïc âeìn baïo.

75

Tên hiãûu sau khê láúy qua biãún doìng coï trë säú thêch håüp âæåüc âæa vaìo chènh læu taûo ra doìng âiãûn mäüt chiãöu. Tuy nhiãn caïc maûch âiãûn tæí chè laìm viãûc våïi mäüt doìng âiãûn âënh mæïc giåïi haûn nhoí nháút âënh naìo âoï. Âãø âæa doìng âiãûn thêch håüp vaìo CPU, ta phaíi læûa choün doìng âiãûn âáöu vaìo nhåì cäng tàõc læûa choün

âãø coï tên hiãûu vaìo trong daíi cho pheïp. Cáúu truïc chung cuía mäüt råle säú gäöm caïc khäúi sau:

Hçnh 6-20: Så âäö khäúi mäüt råle säú cuía haîng ABB

0/0 16/0 5/0 2/0 1/0 0.2/0.1 0.4/0 0.5/0

0.2/0 0.4/0

TimeH.S

H.S output relay Output Drivers

Micro computer

TMS Switch setting

Time current output relay

0.4/0 0.2/0 0.1/0 0.05/0 0.05/0.025

High Switch setting

Current select swiches

A to D

Current setting switch

Interposing

Input

d.1) Bäü biãún âäøi A/D: trong CPU coï khäúi A/D laìm nhiãûm vuû chuyãøn tên hiãûu tæì tæång tæû(liãn tuûc) sang tên hiãûu säú. Bäü pháûn naìy coï hai chæïc nàng laì læåüng tæí hoïa tên hiãûu liãn tuûc cho ra tên hiãûu råìi raûc sau âoï maî hoïa tên hiãûu råìi raûc naìy. Viãûc maî hoïa laì gaïn nhæîng maî nhë phán cho tæìng tên hiãûu råìi raûc trong quaï trçnh læåüng tæí hoïa. d.2) Sau khi láúy tên hiãûu tæì bäü chuyãøn âäøi âáöu vaìo A/D: åí daûng säú bäü vi xæí lê (CPU) seî phán têch âaïnh giaï vaì cho tên hiãûu âáöu ra. Bäü CPU coï nhiãöu khäúi nhoí håüp thaình viãûc chènh âënh caïc thäng säú taïc âäüng nhåì caïc cäng tàõc láûp trçnh cho caïc giaï trë âàût. Caïc cäng tàõc laì mäüt trong säú chuäùi nhë phán cuía cuía giaï trë láûp trçnh âoï, noï coï thãø åí mæïc 0 hay mæïc 1. Khi chènh âënh caïc thäng säú caïc giaï trë naìy coï thãø hiãøn thë trãn maìn hçnh tæång æïng caïc giaï trë cuía caïc cäng tàõc láûp trçnh âoï. Ngoaìi ra, thåìi gian taïc âäüng cuîng âæåüc âæa vaìo caïc cäng tàõc láûp trçnh, tuìy theo nhu cáöu phäúi håüp baío vãû maì ta choün säú naìo trong chuäùi cäng tàõc láûp trçnh âoï. d.3) Khäúi âiãöu khiãøn âáöu ra: thæûc hiãûn viãûc chuyãøn maûch âæa tên hiãûu vaìo caïc råle âáöu ra, mäùi råle âáöu ra coï thãø cho tên hiãûu âãún maïy càõt hay âeìn tên hiãûu khi coï sæû cäú xaíy ra trong vuìng baío vãû. d.4) Råle âáöu ra (khäúi thæûc hiãûn): cuîng tæång tæû åí råle tæång tæû tên hiãûu càõt nhåì táöng khuãúch âaûi cäng suáút âæa âãún cuäün càõt maïy càõt. Trong råle so lãûch trë säú caïc voìng dáy cuía biãún doìng vaì giaï trë âiãûn tråí thæåìng âæåüc choün âãø hàòng säú thåìi gian cuía maûch thæï cáúp kãø caí maûch tæì hoïa ráút beï (khoaíng 0,06 chu kç táön säú trong cäng nghiãûp). Giaï trë täúi æu naìy âæåüc hiãûu chènh sao cho khi âoïng khäng taíi thaình pháön ngàõn maûch trong vuìng baío vãû âæåüc háúp thuû hoaìn toaìn båíi maûch tæì hoïa cuía maïy biãún aïp trong khoaíng 0,18 chu kç táön säú cäng nghiãûp. Do váûy råle khäng bë cháûm pha khi coï doìng ngàõn maûch hçnh sin våïi thaình pháön khäng chu kç. Hçnh 6-20 vaì 6-21 veî så âäö så læåüc cuía råle säú cuía haîng ABB vaì haîng NARI: Chæïc nàng tæìng bäü pháûn maûch cuía råle âæåüc caïc så âäö thãø hiãûn mäüt caïch så læåüc. e) Bäü pháûn chæïc nàng giao tiãúp våïi ngæåìi e.1) Caïc råle säú coï nhæîng bäü pháûn âãø giao tiãúp våïi ngæåìi thuáûn tiãûn (thæåìng coï täø chæïc):

76

* Mäüt PORT truyãön tin RS - 232 hoàûc RS - 485 âãø truyãön tin âäúi thoaûi våïi ngæåìi láûp trçnh hoàûc træûc ban qua maìn hçnh hay baìn phêm maïy tênh.

* Mäüt panel baíng chæî LCD vaì bäü phêm sæí duûng âãø âäúi thoaûi våïi ngæåìi láûp trçnh hoàûc træûc ban. e.2) Muûc âêch caïc viãûc truyãön tin chuí yãúu e.2.1) Chènh âàût cho caïc chæïc nàng baío vãû råle :Duìng/ khäng duìng chæïc nàng baío vãû naìo; Âàût caïc giaï trë mæïc ngæåîng, thåìi gian trãù, säú láön bao nhiãu ,... e.2.2) Khai baïo cáúu hçnh maûch vaìo gäöm: hãû säú BI, BU; khai baïo caïch âáúu dáy cuía chuïng. e.2.3) Khai baïo vãö cáúu hçnh caïc maûch âoïng, càõt. e.2.4) Âoüc ra vaì sæía caïc thäng säú âaî âæåüc chènh âàût, âaî khai baïo.

Chæång 7. CAÍM BIÃÚN

Serial port Printer

Management CPU1

protection CPU2

Output relay

Optocoupler

General sartter

Serial port QJ

Hçnh 6-21: Kãút cáúu råle säú LFP-902 (baío vãû âæåìng dáy siãu cao).

Banary input

ALF

VFC

iC

iB

iA

i0

I0

IA

IB

IC

UA

UB

UC

UN

tester

77

7.1. KHAÏI NIÃÛM CHUNG

1. Khaïi niãûm

Caím biãún laì caïc pháön tæí nhaûy caím duìng âãø biãún âäøi caïc âaûi læåüng âo læåìng, kiãøm tra hay âiãöu khiãøn tæì daûng naìy sang daûng khaïc thuáûn tiãûn hån cho viãûc taïc âäüng cuía caïc pháön tæí khaïc. Caím biãún laì mäüt thiãút bë chëu taïc âäüng cuía âaûi læåüng cáön âo m khäng coï tênh cháút âiãûn vaì cho mäüt âàûc træng mang baín cháút âiãûn (nhæ âiãûn têch, âiãûn aïp, doìng âiãûn, tråí khaïng) kê hiãûu laì s coï s = F(m). Caím biãún thæåìng duìng åí kháu âo læåìng vaì kiãøm tra.

Caïc loaûi caím biãún âæåüc sæí duûng räüng raîi trong tæû âäüng hoïa caïc quaï trçnh saín xuáút vaì âiãöu khiãøn tæû âäüng caïc hãû thäúng khaïc nhau. Chuïng coï chæïc nàng biãún âäøi sæû thay âäøi liãn tuûc caïc âaûi læåüng âáöu vaìo (âaûi læåüng âo læåìng - kiãøm tra, laì caïc âaûi læåüng khäng âiãûn naìo âoï thaình sæû thay âäøi cuía caïc âaûi læåüng âáöu ra laì âaûi læåüng âiãûn, vê du û: âiãûn tråí, âiãûn dung, âiãûn khaïng, doìng âiãûn, táön säú, âiãûn aïp råi, goïc pha,...

Càn cæï theo daûng âaûi læåüng âáöu vaìo ngæåìi ta phán ra caïc loaûi caím biãún nhæ: caím biãún chuyãøn dëch thàóng, chuyãøn dëch goïc quay, täúc âäü, gia täúc, mä men quay, nhiãût âäü, aïp suáút, quang, bæïc xaû,... 2. Caïc thäng säú cå baín cuía caím biãún

a) Âäü nhaûy XYS

∆∆

=

Våïi: +∆X: gia säú âaûi læåüng âáöu vaìo. +∆Y: gia säú âaûi læåüng âáöu ra.

Trong thæûc tãú coìn sæí duûng âäü nhaûy tæång âäúi: X

XY

YS0 ∆

∆=

Våïi: Y laì âaûi læåüng ra. X laì âaûi læåüng vaìo.

Caím biãún coï thãø laì tuyãún tênh nãúu S0=const hoàûc laì phi tuyãún nãúu S0= var. Caím biãún phi tuyãún coï âäü nhaûy phuû thuäüc vaìo giaï trë âaûi læåüng vaìo (X). b) Sai säú

Sæû phuû thuäüc cuía âaûi læåüng ra Y vaìo âaûi læåüng âáöu vaìo X goüi laì âàûc tênh vaìo ra cuía caím biãún. Sæû sai khaïc giæîa âàûc tênh vaìo ra thæûc våïi âàûc tênh chuáøn (âàûc tênh tênh toaïn hay âàûc tênh cho trong lê lëch) âæåüc âaïnh giaï bàòng sai säú. Phán laìm hai loaûi sai säú + Sai säú tuyãût âäúi X'XX −=∆ X': giaï trë âo âæåüc; X: giaï trë thæûc.

+ Sai säú tæång âäúi XXa ∆

=

Caïc nguyãn nhán aính hæåíng tåïi sai sä ú Coï nhiãöu nguyãn nhán khaïch quan vaì chuí quan aính hæåíng tåïi sai säú, trong thæûc tãú ngæåìi ta âæa

ra caïc tiãu chuáøn vaì caïc âiãöu kiãûn ké thuáût âãø haûn chãú mæïc âäü aính hæåíng naìy trong phaûm vi cho pheïp. Sai säú åí giaï trë âënh mæïc do yãúu täú cuía bãn ngoaìi goüi laì sai säú cå baín. Nãúu yãúu täú cuía bãn ngoaìi væåüt ra khoíi giåïi haûn âënh mæïc thç xuáút hiãûn sai säú phuû. Âãø giaím sai säú phuû phaíi giaím âäü nhaûy cuía caím biãún våïi yãúu täú ngoaìi hoàûc haûn chãú aính hæåíng cuía chuïng bàòng maìn chàõn hay mäi træåìng khaïc. c) Caïc yãu cáöu cuía caím biãún

Muäún coï âäü nhaûy cao, sai säú nhoí, caím biãún cáön coï caïc tênh cháút sau: + Coï daíi thay âäøi âaûi læåüng vaìo cáön thiãút.

78

+ Thêch æïng vaì thuáûn tiãûn våïi så âäö âo læåìng, kiãøm tra. + AÍnh hæåíng êt nháút âãún âaûi læåüng âáöu vaìo. + Coï quaïn tênh nhoí. Hiãûn nay coï ráút nhiãöu loaûi caím biãún, chuïng laìm viãûc theo nhiãöu nguyãn lê khaïc nhau, do váûy kãút cáúu cuía caím biãún ráút âa daûng vaì phong phuï. Baíng 7-1 laì nguyãn lê laìm viãûc vaì laînh væûc cuía caím biãún caím æïng, laì loaûi phäø biãún trong tæû âäüng hoïa vaì âiãöu khiãøn tæû âäüng. d) Phán loaûi caím biãún Coï thãø phán caïc caím biãún laìm hai nhoïm chênh: laì caím biãún tham säú (thuû âäüng) vaì caím biãún phaït (chuí âäüng hay têch cæûc). * Nhoïm phaït (laìm viãûc nhæ mäüt maïy phaït hçnh 7-1) bao gäöm caïc loaûi caím biãún sæí duûng hiãûu æïng caím æïng âiãûn tæì, hiãûu æïng âiãûn aïp, hiãûu æïng Holl vaì sæû xuáút hiãûn sæïc âiãûn âäüng cuía càûp nhiãût ngáùu, tãú baìo quang âiãûn. +Hiãûu æïng caím æïng âiãûn tæì: trong mäüt dáy dáùn chuyãøn âäüng trong mäüt tæì træåìng khäng âäøi seî xuáút hiãûn mäüt sæïc âiãûn âäüng tè lãû våïi tæì thäng càõt ngang dáy trong mäüt âån vë thåìi gian, nghéa laì tií lãû våïi täúc âäü dëch chuyãøn cuía dáy dáùn.

Hiãûu æïng caím æïng âiãûn tæì âæåüc æïng duûng âãø xaïc âënh täúc âäü dëch chuyãøn cuía váût thäng qua viãûc âo sæïc âiãûn âäüng caím æïng. +Hiãûu æïng quang phaït xaû âiãûn tæí: laì hiãûn tæåüng caïc âiãûn tæí âæåüc giaíi phoïng thoaït ra khoíi váût liãûu taûo thaình doìng âæåüc thu laûi dæåïi taïc duûng cuía âiãûn træåìng. +Hiãûu æïng quang âiãûn trong cháút baïn dáùn: laì hiãûn tæåüng khi mäüt chuyãøn tiãúp P-N âæåüc chiãúu saïng seî phaït sinh ra caïc càûp âiãûn tæí-läù träúng, chuïng chuyãøn âäüng dæåïi taïc duûng cuía âiãûn træåìng chuyãøn tiãúp laìm thay âäøi hiãûu âiãûn thãú giæîa hai âáöu chuyãøn tiãúp. +Hiãûu æïng Holl: trong váût liãûu (thæåìng laì baïn dáùn) daûng táúm moíng coï doìng âiãûn chaûy qua âàût trong tæì træåìng B coï phæång taûo thaình mäüt goïc våïi doìng âiãûn I seî xuáút hiãûn mäüt hiãûu âiãûn thãú U theo hæåïng vuäng goïc våïi B vaì I. Hiãûu æïng Holl âæåüc æïng duûng âãø xaïc âënh vë trê cuía mäüt váût chuyãøn âäüng. Váût seî âæåüc gheïp näúi cå hoüc våïi mäüt thanh nam chám, åí moüi thåìi âiãøm vë trê cuía thanh nam chám xaïc âënh giaï trë cuía tæì træåìng vaì goïc lãûch tæång æïng våïi táúm baïn dáùn moíng laìm trung gian. Hiãûu âiãûn thãú âo âæåüc giæîa hai caûnh táúm baïn dáùn trong træåìng håüp naìy (giaïn tiãúp) laì haìm phuû thuäüc vë trê cuía váût trong khäng gian.

u u F

b)

Hçnh 7-1: Caím biãún phaït a) Hiãûu æïng âiãûn aïp; b) Hiãûu æïng hoïa âiãûn

F

φ

a)

Caím biãún loaûi naìy laì caím biãún têch cæûc vç trong træåìng håüp naìy nguäön cuía doìng âiãûn I (chæï khäng phaíi âaûi læåüng cáön âo) cung cáúp nàng læåüng liãn quan âãún tên hiãûu âo. +Hiãûu æïng âiãûn aïp: khi taïc duûng læûc cå hoüc lãn mäüt váût laìm bàòng váût liãûu aïp âiãûn (nhæ thaûch anh) seî gáy nãn biãún daûng cuía váût âoï vaì laìm xuáút hiãûn læåüng âiãûn têch bàòng nhau nhæng traïi dáúu nhau trãn caïc màût âäúi diãûn cuía váût (laì hiãûu æïng âiãûn aïp). Hiãûu æïng naìy âæåüc æïng duûng âãø xaïc âënh læûc hoàûc caïc âaûi læåüng gáy nãn læûc taïc duûng vaìo váût liãûu aïp âiãûn (nhæ aïp suáút, gia täúc,...) thäng qua viãûc âo âiãûn aïp trãn hai baín cæûc tuû âiãûn.

79

Ngoaìi ra coìn caím biãún nhiãût âiãûn, caím biãún hoïa âiãûn,... *Caím biãún tham säú (thuû âäüng): thæåìng âæåüc chãú taûo tæì nhæîng tråí khaïng coï mäüt trong caïc thäng säú chuí yãúu nhaûy våïi âaûi læåüng cáön âo. Mäüt màût giaï trë cuía tråí khaïng phuû thuäüc vaìo kêch thæåïc hçnh hoüc cuía máùu, nhæng màût khaïc noï coìn phuû thuäüc vaìo tênh cháút âiãûn cuía váût liãûu nhæ: âiãûn tråí suáút, tæì tháøm, hàòng säú âiãûn mäi. Vç váûy giaï trë cuía tråí khaïng thay âäøi dæåïi taïc duûng cuía âaûi læåüng âo aính hæåíng riãng biãût âãún tênh cháút hçnh hoüc, tênh cháút âiãûn hoàûc âäöng thåìi aính hæåíng caí hai. Thäng säú hçnh hoüc hoàûc kêch thæåïc cuía tråí khaïng coï thãø thay âäøi nãúu caím biãún coï pháön tæí chuyãøn âäüng hoàûc pháön tæí biãún daûng. +Træåìng håüp khi coï pháön tæí âäüng thç mäùi vë trê cuía pháön tæí seî tæång æïng våïi mäüt giaï trë tråí khaïng, âo tråí khaïng seî xaïc âënh âæåüc vë trê âäúi tæåüng. Âáy laì nguyãn lê nhiãöu caím biãún nhæ caím biãún vë trê, caím biãún dëch chuyãøn.

+Træåìng håüp caím biãún coï pháön tæí biãún daûng, thç sæû biãún daûng gáy nãn båíi læûc hoàûc caïc âaûi læåüng dáùn âãún læûc (aïp suáút, gia täúc) taïc duûng træûc tiãúp hoàûc giaïn tiãúp lãn caím biãún laìm thay âäøi tråí khaïng. Sæû thay âäøi tråí khaïng liãn quan âãún læûc taïc âäüng lãn cáúu truïc, nghéa laì taïc âäüng cuía âaûi læåüng cáön âo âæåüc biãún âäøi thaình tên hiãûu âiãûn (hiãûu æïng aïp tråí).

Tråí khaïng cuía caím biãún thuû âäüng vaì sæû thay âäøi cuía tråí khaïng dæåïi taïc duûng cuía âaûi læåüng cáön âo chè coï thãø xaïc âënh âæåüc khi caím biãún laì mäüt thaình pháön cuía maûch âiãûn. Trong thæûc tãú tuìy tæìng træåìng håüp cuû thãø maì ngæåìi ta choün maûch âo thêch håüp våïi caím biãún. Hçnh 7-2 biãøu diãùn mäüt maûch âiãûn âo âiãûn thãú trãn bãö màût maìng nhaûy quang âæåüc làõp raïp tæì nhiãöu pháön tæí.

FC 1

D 2

PA 3

PC 4

ADC 6

CPU 7

MAÏY IN

MAÌN HÇNH

Hçnh 7-2: Maûch âo âiãûn thãú bãö màût 1.Maïy phaït chæïc nàng; 2. Caím biãún âiãûn têch 3.Tiãön khuãúch âaûi; 4. So pha loüc nhiãùu 5.Khuãúch âaûi; 6. Chuyãøn âäøi tæång tæû säú 7. Maïy tênh

5

Baíng 7-1: Mäüt säú loaûi caím biãún thäng duûng

Âaûi læåüng âáöu vaìo Phæång phaïp thay âäøi tæì dáùn

80

-Caím biãún chuyãøn dëch cå hoüc - Læûc , hoàûc aïp suáút. - Nhiãût âäü. - Cæåìng âäü tæì træåìng.

-Thay âäøi khe håí khäng khê -Duìng mäüt trong hai phæång phaïp sau: + Hiãûu æïng âaìn häöi tæì (tæì dáùn thay âäøi dæåïi taïc duûng cuía læûc hoàûc aïp læûc). + Âäü voîng cuía maìng deío vaì chuyãøn dëch cuía pháön æïng liãn kãút våïi chuïng thay âäøi khe håí khäng khê. -Thay âäøi âäü tæì tháøm µ . -Thay âäøi âäü tæì tháøm µ (cuäün khaïng baîo hoìa).

Baíng 7-2: Âàûc âiãøm mäüt säú loaûi caím biãún

Âaûi læåüng cáön âo Âàûc træng nhaûy caím Loaûi váût liãûu sæí duûng Nhiãût âäü ρ(âiãûn tråí suáút) Kim loaûi:Pt,Ni,Cu

Baïn dáùn Bæïc xaû aïnh saïng ρ Baïn dáùn Biãún daûng ρ

Tæì tháøm (µ) Håüp kim Ni,Si pha taûp

Håüp kim sàõt tæì Vë trê (nam chám) ρ Váût liãûu tæì tråí Bi,InSb Âäü áøm ρ

ε (hàòng säú âiãûn mäi) LiCl

Al2O3,Polime Mæïc ε Cháút læu caïch âiãûn

Ta chè khaío saït åí âáy mäüt säú loaûi coï nguyãn lê laìm viãûc gáön våïi laînh væûc thiãút bë âiãûn, caïc caím biãún coìn laûi tham khaío caïc taìi liãûu khaïc.

7.2. CAÍM BIÃÚN ÂIÃÛN TRÅÍ

1. Khaïi niãûm

Caím biãún âiãûn tråí coï âaûi læåüng âáöu vaìo laì caïc âaûi læåüng cå: chuyãøn dëch cå hoüc thàóng hoàûc chuyãøn dëch goïc quay (hçnh 7-3), aïp læûc, âäü biãún daûng,...

Coìn âaûi læåüng âáöu ra laì âiãûn tråí hoàûc sæû thay âäøi âiãûn tråí cuía caím biãún. Theo kãút cáúu caím biãún âiãûn tråí coï caïc loaûi: - Caím biãún âiãûn tråí dáy quáún. - Caím biãún âiãûn tråí tiãúp xuïc.

a) b)

Hçnh 7-3: Caím biãún âiãûn tråí

Ur

Uv

U0

Ur

- Caím biãún âiãûn tråí biãún daûng (tenzä).

81

2. Caím biãún âiãûn tråí dáy quáún Nguyãn lê loaûi naìy hoaìn toaìn giäúng mäüt biãún tråí trong phoìng thê nghiãûm. Nãúu cå cáúu âo (pháön tæí

chuyãøn dëch) âæåüc liãn hãû vãö cå våïi tiãúp âiãøm âäüng (con træåüt biãún tråí), thç sæû chuyãøn dëch cuía tiãúp âiãøm âäüng seî phuû thuäüc chuyãøn dëch cuía cå cáúu âo (læåüng vaìo) dáùn âãún âiãûn tråí âáöu ra cuía caím biãún (læåüng ra) thay âäøi tæång æïng. Tiãúp âiãøm âäüng coï thãø chuyãøn âäüng thàóng hoàûc quay (hçnh 7-3). Cáúu taûo: Caïc bäü pháûn chênh cuía caím biãún gäöm: + Khung cuía caím biãún thæåìng bàòng váût liãûu caïch âiãûn, chëu nhiãût nhæ ghetinàõc, teïcxtälêt, sæï hoàûc kim loaûi coï phuí låïp caïch âiãûn, caïch nhiãût bãn ngoaìi. Tiãút diãûn ngang cuía khung coï thãø khäng âäøi (caím biãún tuyãún tênh) hoàûc thay âäøi (caím biãún phi tuyãún). + Dáy âiãûn tråí : laìm bàòng kim loaûi êt bë äxy hoïa coï âiãûn tråí êt thay âäøi theo thåìi gian vaì theo nhiãût âäü nhæ cängstàngtan, vonfram, maganin,... Bãn ngoaìi dáy âæåüc phuí mäüt låïp sån caïch âiãûn hoàûc låïp oxit vaì mäüt låïp sån âãø gàõn chàût dáy quáún våïi khung. Âäü låïn cuía dáy quáún phuû thuäüc vaìo âäü chênh xaïc yãu cáöu cuía caím biãún. Âäúi våïi caím biãún coï âäü chênh xaïc cao, dáy coï âæåìng kênh tæì 0,03mm âãún 0,1 mm, loaûi coï âäü chênh xaïc tháúp thç âæåìng kênh dáy tæì 0,1mm âãún 0,4 mm. + Tiãúp âiãøm: âæåüc laìm bàòng kim loaûi coï tênh dáùn âiãûn täút, chëu maìi moìn vaì coï âiãûn tråí tiãúp xuïc nhoí, bãö räüng tiãúp xuïc trãn cuäün dáy bàòng 2 âãún 3 láön âæåìng kênh dáy. Daíi naìy âæåüc taûo ra bàòng caïch duìng giáúy nhaïm moíng âaïnh boïng trãn cuäün dáy. Læûc eïp lãn tiãúp âiãøm bàòng 0,5g âãún 15 g. 3. Caím biãún tuyãún tênh

Thæåìng âæåüc näúi mäüt caïch âån giaín bàòng ba caïch nhæ hçnh 7-4.

Hçnh 7-4 Caím biãún âiãûn tråí tuyãún tênh

U0

Urx

lRx

U0

Ur

c) a) b)

R0

ÅÍ chãú âäü khäng taíi hoàûc khi âiãûn tråí vaìo cuía maûch låïn hån nhiãöu so våïi âiãûn tråí cuía caím biãún R0

thç âiãûn aïp ra UR0 phuû thuäüc vaìo chuyãøn dëch x hoàûc goïc ϕ theo phæång trçnh sau maì khäng phuû thuäüc vaìo trë säú âiãûn tråí R0:

- Caím biãún thàóng: UR0 = x.sx.l

Ur.RU 0

0

0 ==

- Caím biãún quay : UR0 = ϕ= .sr.RU

0

0

Trong âoï: s = l

U0 goüi laì âäü nhaûy cuía caím biãún, trãn âàûc tênh goïc hçnh 7-5, goïc α coï : tgα = s = l

U0 .

82

Hçnh 7-5: Âàûc tênh caím biãún tuyãún tênh

Chuï yï: nãúu näúi caím biãún theo så âäö a) vaì b) hçnh 7-4 thç cæûc tênh âiãûn aïp ra cuía caím biãún khäng thay âäøi, nãúu näúi theo så âäö c) coï thãø thay âäøi âæåüc âiãûn aïp ra låïn nháút giaím coìn U0/2 nhæng åí cæûc tênh âiãûn aïp ra váùn bàòng U0, coï nghéa laì âäü nhaûy caím biãún tàng lãn hai láön. Tuy nhiãn cáúu taûo caím biãún theo så âäö naìy seî phæïc taûp hån. Ngoaìi caïc loaûi nhæ hçnh 7-4 a,b,c coìn duìng så âäö kiãøu caím biãún keïp goïc quay.

α

I,X

U0

Thäng thæåìng âãø tàng âäü nhaûy cuía caím biãún ngæåìi ta náng cao âiãûn aïp laìm viãûc U0. Viãûc naìy dáùn âãún tàng cäng suáút tiãu taïn cuía caím biãún. Âäü nhaûy cæûc âaûi phuû thuäüc vaìo cäng suáút cho pheïp låïn nháút Pmax cuía âiãûn tråí caím biãún R0 âæåüc xaïc âënh theo cäng thæïc sau:

max

0maxmax x

R.PS =

Trong âoï: xmax laì âäü dëch chuyãøn låïn nháút cuía tiãúp âiãøm âäüng. Âäü nhaûy cuía caím biãún âiãûn tråí âaût tæì 3 âãún 5 [V/mm].

Mäüt säú nguyãn nhán sai säú cuía caím biãún khi laìm viãûc + Vuìng khäng nhaûy : do caím biãún gäöm nhiãöu voìng dáy quáún liãn tiãúp trãn khung nãn trong quaï trçnh laìm viãûc tiãúp âiãøm âäüng dëch chuyãøn tæì vuìng naìy sang vuìng khaïc âiãûn aïp seî thay âäøi nhaíy cáúp våïi giaï trë U ( laì âiãûn aïp råi trãn mäüt voìng dáy).

∆

Hçnh 7-6:Vuìng khäng nhaûy cuía caím biãún

∆ U = WU0

Våïi W laì säú voìng dáy cuía caím biãún. Khi tiãúp âiãøm chæa chuyãøn dëch âãún vuìng khaïc thç âiãûn aïp ra khäng âäøi do âoï âàûc tênh UR0 thæûc cháút laì âæåìng báûc thang nhæ hçnh 7-6. + Sai säú do taíi: khi âàût taíi Rt vaì âiãûn aïp vaìo Ro laì U0 thç âàûc tênh UR = f (x) seî thay âäøi hçnh daûng khäng coìn laì âæåìng thàóng næîa. Xeït caím biãún âån taíi nhæ hçnh 7-7.

Hçnh 7-7:Caím biãún âån taíi

U0 R0

rRT

Ur

Ur

X

U

∆ X

∆

Sau khi biãún âäøi ta coï:

t

t0

0

t

tr

RrR.r)rR(

UI

Rr

R.rIU

+++

=

+=

.

Tæì âoï ta coï :

Ur = I.r =

t

2

t

0

0

Rr

RR.r

r.U

−0R +

83

( 7.1)

-Nãúu Rt >> R0 thç 0RR

t

0 ≈ vaì 0Rr

t

2

≈ ta coï:

Ur = 00

0 URr.U = .

Rt háöu nhæ khäng aính hæåíng âãún âiãûn aïp ra vaì âàûc tênh gáön daûng khäng taíi. -Nãúu Rt ≈ R0 thç sai säú gáy ra seî laì:

2

020t

20

02

0

r.Rr.RRR)rR(r.UU

−+−

=∆ .

Vaì ta coï sai säú tæång âäúi låïn nháút:

amax =0U

U∆ taûi r = 0R32 æïng våïi x = l

32

vaì amax = η274 våïi

0

t

RR

=η laì hãû säú taíi. Ta tháúy hãû säú taíi caìng låïn η caìng låïn thç sai säú a caìng nhoí.

Ngoaìi ra sai säú cuía caím biãún coìn do sæû thay âäøi cuía nhiãût âäü, ma saït do âiãûn aïp råi trãn tiãúp xuïc gáy ra. 4. Caím biãún phi tuyãún

Trong ké thuáût ngoaìi caím biãún âiãûn tråí tuyãún tênh coìn cáön caí nhæîng caím biãún âiãûn tråí phi tuyãún laì loaûi coï âàûc tênh quan hãû Ur = f(x) daûng phi tuyãún. Âãø taûo ra loaûi caím biãún coï quan hãû Ur = f(x) theo yãu cáöu cho træåïc coï thãø thæûc hiãûn theo caïc phæång phaïp sau:

a) Thay âäøi âæåìng kênh dáy quáún. b) Thay âäøi bæåïc dáy quáún. c) Thay âäøi tiãút diãûn ngang cuía khung dáy. d) Màõc âiãûn tråí sun vaìo tæìng phán âoaûn cuía caím biãún tuyãún tênh coï trë säú khaïc nhau. Thæûc tãú phæång phaïp a vaì b ráút khoï thæûc hiãûn do cäng nghãû chãú taûo, chè coï hai phæång phaïp sau

thæåìng âæåüc sæí duûng. Phæång phaïp thay âäøi tiãút diãûn ngang cuía khung dáy thæåìng âãø âån giaín cho chãú taûo. Ngæåìi ta sæí duûng dáy quáún tiãút diãûn khäng âäøi vaì bãö màût khung nhæ nhau suäút chiãöu daìi khung (nhæ hçnh 7-8).

Hçnh 7-8: Caím biãún âiãûn tråí phi tuyãún

ldx x

hx

Trong âoï coï: hx laì chiãöu cao khung taûi vë trê x. l:chiãöu daìi laìm viãûc cuía caím biãún . W: säú voìng dáy. R0 laì âiãûn tråí toaìn bäü cuía caím biãún. S laì tiãút diãûn dáy quáún. rx laì âiãûn tråí æïng våïi vë trê x.

Nãúu tiãúp âiãøm âäüng dëch chuyãøn tæì vë trê x âi mäüt âoaûn dx thç âiãûn tråí æïng våïi âäü dëch chuyãøn âoï laì:

drx = s

dx.l

W).hb(2.. x+ρ

84

Vç b<< hx vaì coi nhæ b+hx h≈ x nãn coï:

drx s.lW.h.2.. xρ

≈ .

Hçnh 7-9: Maûch âo mæïc cháút loíng duìng caím biãún

ÆÏng duûng caím biãún âiãûn tråí trong bãø âo mæïc cháút loíng hçnh 7-9. Trong âoï: 1- Bãø cháút loíng. 2- Phao näúi våïi bäü pháûn cå khê. 3- Tiãúp âiãøm âäüng. 4- Caím biãún. 5- Lä gä meït. 5. Caím biãún âiãûn tråí tiãúp xuïc (biãún tråí than) Dæûa trãn nguyãn lê sæû thay âäøi âiãûn tråí tiãúp xuïc giæîa caïc haût than khi læûc eïp lãn (aïp læûc) trãn chuïng thay âäøi. Cáúu taûo: gäöm caïc haût than âæåüc kãút dênh theo mäüt phæång phaïp nháút âënh thaình caïc âéa âæåìng kênh tæì 5 âãún 30 mm daìy 1mm âãún 2mm. Mäùi caím biãún gäöm 10 âãún 15 âéa than xãúp chäöng nãn nhau vaì coï âiãûn tråí khoaíng vaìi chuûc Äm. Âãø tàng âäü äøn âënh khi laìm viãûc caím biãún âæåüc âàût dæåïi aïp suáút ban âáöu (khi khäng taíi) khoaíng 20kg/cm2, aïp suáút låïn nháút khi laìm viãûc (coï taíi) âãún (50 ÷ 60) kg/cm2 thç âiãûn tråí caím biãún giaím (20 ÷ 30)%. Âaûi læåüng vaìo laì læûc F ra laì Rk âàûc tênh vaìo ra nhæ hçnh 7-10.

quan hãû Rk = f(F) mä taí theo cäng thæïc : 0kmk R

FKR += , våïi:

⎪⎪⎩

⎪⎪⎨

⎧

haûn. tåïieïp læûc aïp haûn våïi tåïiâiãûn tråíxuïc tiãúpdaûng thuäüc phuûsäú hãû thanâéa liãûu váût thuäüc phuûsäú hãû

:k0R :m

:K

Hçnh 7-10: Caím biãún âiãûn tråí tiãúp xuïc vaì âàûc tênh

R

b)

F[kg]

21

a)

F

I

Nãúu caím biãún gäöm n âéa thç:

⎟⎠

⎞⎜⎝

⎛ +−=0kmk R

FK)1n(R

Quan hãû Rk = f(F) laì phi tuyãún khi F tàng âãún mäüt giaï trë naìo âoï thç Rk khäng giaím næîa vaì coï tênh cháút trãù nhæ âàûc tênh hçnh 7-10 laì do tênh cháút khäng âaìn häöi cuía váût liãûu taûo nãn. Âáy laì mäüt nguyãn nhán gáy ra sai säú, ngoaìi ra khi nhiãût âäü θ tàng thç âiãûn tråí caím biãún giaím (θ tàng do mäi træåìng hoàûc do täøn hao trong caím biãún). Æu âiãøm : âån giaín, cháút taûo tæì váût liãûu reí tiãön, cäng suáút tæång âäúi låïn tåïi haìng tràm W vaì doìng qua âãún vaìi A, khäng cáön cå cáúu khuãúch âaûi. Thæåìng duìng âo aïp læûc vaì trong caïc bäü pháûn tæû âäüng âiãöu chènh âiãûn aïp maïy phaït mäüt chiãöu vaì xoay chiãöu. Vê duû: caím biãún trong tæû âäüng âiãöu chènh âiãûn aïp maïy phaït mäüt chiãöu hçnh 7-11 gäöm:

85

1-nam chám âiãûn mäüt chiãöu coï cuäün dáy näúi song song våïi âiãûn aïp maïy phaït, læûc huït nam chám seî thay âäøi tuìy âiãûn aïp ra. 2- loì xo cán bàòng våïi læûc nam chám 1, taûo ra læûc eïp lãn âéa than nhåì tay âoìn 3, bäü pháûn thæìa haình laì caím biãún 4 näúi våïi maûch kêch tæì maïy phaït. 6. Caím biãún kiãøu biãún daûng (tenzä)

Ta biãút ràòng khi coï læûc taïc duûng vaìo váût dáùn thç kêch thæåïc vaì cáúu truïc cuía chuïng seî thay âäøi laìm âiãûn tråí thay âäøi. Låüi duûng tênh cháút naìy ngæåìi ta chãú taûo caím biãún biãún daûng duìng âãø âo vaì kiãøm tra caïc læûc biãún daûng cå cuía caïc chi tiãút maïy, coï loaûi kiãøu dáy quáún, kiãøu baïn dáùn.

Hçnh 7-11: Tæû âäüng âiãöu chènh âiãûn aïp maïy âiãûn mäüt chiãöu

7.3. CAÍM BIÃÚN ÂIÃÛN CAÍM

1. Caím biãún coï âiãûn caím thay âäøi a) b) Hçnh 7-12: a) Så âäö; b)Âàûc tênh caím biãún coï khe håí laìm viãûc thay âäøi

δ

I, L

u

R L

x

δ

L

I

Hçnh 7-12 laì loaûi caím biãún âiãûn caím âån giaín nãúu boí qua tæì tråí loîi theïp, tæì thäng roì vaì tæì thäng taín khe håí khäng khê laìm viãûc thç ta coï âiãûn caím.

2)G2fW2(20R

U2)L(2)RTR(

UI

:coï Ta].m[ laìm viãûc håíkhe daìi chiãöu : ].2m[ maûch tæì gdiãûn ngan tiãút : S

khê. khäng cuía tháøm tæìâäü laì]H/m[ 6-1,25.10 =:0

dáycuäün dáy voìngsäú laì

]H[SWGWL

W :Våïi0

22

δπ+=

ω++=

δ

µ

δµ== δ

RT: âiãûn tråí taíi, R: âiãûn tråí cuäün dáy. Âiãûn caím L seî thay âäøi nãúu ta laìm thay âäøi khe håí δ, diãûn têch S hoàûc âäü tæì tháøm µ, dáùn âãún doìng âiãûn i biãún thiãn tæång æïng. ÆÏïng duûng hiãûn tæåüng naìy ngæåìi ta chãú taûo caïc loaûi caím biãún âiãûn caím khaïc nhau. Caím biãún coï pháön æïng chuyãøn dëch ngang nhæ hçnh 7-13. Âäü nhaûy cuía caím biãún khi khe håí thay âäøi :

2

00

0

)1(

LLK

δδ∆

+δ=

δ∆∆

−=δ

86

Diãûn têch khe håí thay âäøi laì:

0

0

SL

SLK =

∆∆

−=δ

L0 : giaï trë âiãûn caím ban âáöu cuía caím biãún åí δ = δ0; S = S0. ∆δ vaì ∆S : âäü thay âäøi khe håí vaì diãûn têch. Âäü nhaûy Kδ laì haìm phi tuyãún våïi ∆δ trong âoï caïc træåìng håüp laìm viãûc coï âäü phi tuyãún nhoí coï thãø choün

2,00

=δδ∆ .

2. Sai säú cuía caím biãún Sai säú cuía caím biãún chëu aính hæåíng cuía nhiãöu yãúu täú nhæ :

+ Âäü äøn âënh cuía biãn âäü vaì táön säú nguäön cung cáúp + Aính hæåíng cuía nhiãût âäü âãún âiãûn tråí dáy quáún vaì kêch thæåïc khe håí laìm viãûc.

a) b)

Hçnh 7-13: a) Caím biãún pháön æïng chuyãøn dëch ngang; b) âàûc tênh

u

δ L

d, δ

d

x 3. Nhæåüc âiãøm Caím biãún âiãûn caím coï caïc nhæåüc âiãøm sau:

a) Xuáút hiãûn læûc huït âiãûn tæì taïc duûng lãn pháön æïng, taûo ra phuû taíi cå trãn pháön tæí cáön âo læåìng, kiãøm tra nãn dáùn âãún giaím âäü chênh xaïc khi caím biãún laìm viãûc.

b) Doìng trong maûch luän khaïc khäng, giaï trë nhoí nháút cuía noï æïng våïi vë trê khe håí δ beï nháút (diãûn têch S låïn nháút) vaì bàòng doìng tæì hoïa i0. Âiãöu naìy khäng thuáûn tiãûn trong quaï trçnh âo læåìng vaì laìm viãûc.

c) Vç caím biãún coï khe håí δ låïn, âãø giaím kêch thæåïc vaì giaï thaình thç duìng nguäön cung cáúu coï táön säú cao (100 ÷ 3000) Hz vaì låïn hån.

ÆÏng duûng caím biãún âiãûn caím nhæ trong thiãút bë tæû âäüng âo aïp suáút bçnh håi tæì xa,...

Ngoaìi ra coìn caím biãún kiãøu biãún âiãûn aïp, biãún aïp vi sai vaì caím biãún âaìn häöi tæì.

7.4. CAÍM BIÃÚN CAÍM ÆÏNG - CAÍM BIÃÚN ÂIÃÛN DUNG - CAÍM BIÃÚN ÂIÃØM

1. Nguyãn lê caím biãún caím æïng Laìm viãûc dæûa trãn hiãûn tæåüng caím æïng âiãûn tæì. Nãúu tæì thäng moïc voìng qua cuäün dáy thay âäøi thç

seî xuáút hiãûn mäüt sæïc âiãûn âäüng caím æïng trãn cuäün dáy. Loaûi naìy âæåüc chãú taûo laìm hai loaûi, cuäün dáy chuyãøn âäüng trong tæì træåìng vaì cuäün dáy âæïng yãn trong tæì træåìng biãún thiãn. ÆÏng duûng : laìm caím biãún âo täúc âäü. 2. Caím biãún âiãûn dung Nguyãn lê : sæû thay âäøi thäng säú cáön âo dáùn âãún thay âäøi thäng säú cuía âiãûn dung tuû âiãûn (khoaíng caïch hay bãö màût diãûn têch âàût læûc thay âäøi).

87

3. Caím biãún âiãøm Laì loaûi âån giaín nháút, âaûi læåüng vaìo laì âäü chuyãøn dåìi, coìn âaûi læåüng ra laì traûng thaïi âoïng hay måí

(âäü dáùn âiãûn cuía hãû thäúng tiãúp âiãøm). Våïi mäüt khoaíng chuyãøn dåìi quy âënh naìo âoï tiãúp âiãøm cuía noï seî âoïng hay måí laìm xuáút hiãûn tên

hiãûu ra cho ta biãút âäü dëch chuyãøn (âäü dåìi låïn hay nhoí so våïi quy âënh). Duìng trong kiãøm tra kêch thæåïc vaì phán loaûi chi tiãút theo kêch thæåïc.

7.5. CAÍM BIÃÚN QUANG

1. Tãú baìo quang dáùn

Caïc tãú baìo quang dáùn laì mäüt trong nhæîng caím biãún quang coï âäü nhaûy cao. Cå såí váût lê cuía tãú baìo quang dáùn laì hiãûn tæåüng quang dáùn do kãút quaí cuía hiãûu æïng quang âiãûn näüi (hiãûn tæåüng giaíi phoïng haût taíi âiãûn trong váût liãûu dæåïi taïc duûng cuía aïnh saïng laìm tàng âäü dáùn âiãûn cuía váût liãûu). a) Váût liãûu âãø chãú taûo caím biãún

Caím biãún quang thæåìng âæåüc chãú taûo bàòng caïc cháút baïn dáùn âa tinh thãø âäöng nháút hoàûc âån tinh thãø, baïn dáùn riãng hoàûc baïn dáùn pha taûp, vê duû nhæ:

+Âa tinh thãø :CdS, CdSe, CdTe, PbS, PbSe, PbTe. +Âån tinh thãø:Ge, Si tinh khiãút hoàûc pha taûp Au, Cu, Sb, In, SbIn, AsIn, PIn, CdHgTe. Vuìng phäø laìm viãûc cuía caïc váût liãûu naìy khaïc nhau.

b) Caïc âàûc træng + Âiãûn tråí: giaï trë âiãûn tråí täúi Rc0 phuû thuäüc vaìo daûng hçnh hoüc, kêch thæåïc, nhiãût âäü vaì baín cháút

lê hoïa cuía váût liãûu quang dáùn. Âiãûn tråí Rc cuía caím biãún khi bë chiãúu saïng giaím ráút nhanh khi âäü roüi tàng lãn. Sæû phuû thuäüc cuía âiãûn tråí vaìo thäng læåüng aïnh saïng khäng tuyãún tênh, tuy nhiãn coï thãø tuyãún tênh hoïa bàòng caïch sæí duûng mäüt âiãûn tråí màõc song song våïi tãú baìo quang dáùn.

+Âäü nhaûy: âäü dáùn cuía tãú baìo quang dáùn laì täøng cuía âäü dáùn trong täúi vaì âäü dáùn khi chiãúu saïng. Âäü nhaûy phäø laì haìm cuía nhiãût âäü nguäön saïng: khi nhiãût âäü tàng thç âäü nhaûy phäø tàng lãn.

e) ÆÏng duûng cuía tãú baìo quang dáùn Tãú baìo quang dáùn âæåüc æïng duûng nhiãöu båíi chuïng coï tè lãû chuyãøn âäøi ténh vaì âäü nhaûy cao cho pheïp

âån giaín hoïa trong viãûc æïng duûng (vê duû âiãöu khiãøn caïc råle hçnh 7-14). Nhæåüc âiãøm chênh cuía tãú baìo quang dáùn laì:

+Häöi âaïp phuû thuäüc mäüt caïch khäng tuyãún tênh vaìo thäng læåüng. +Thåìi gian häöi âaïp låïn. +Caïc âàûc træng khäng äøn âënh (giaì hoïa). +Âäü nhaûy phuû thuäüc vaìo nhiãût âäü. +Mäüt säú loaûi âoìi hoíi phaíi laìm nguäüi. Ngæåìi ta khäng duìng tãú baìo quang dáùn âãø xaïc âënh chênh xaïc thäng læåüng. Thäng thæåìng chuïng

âæåüc sæí duûng âãø phán biãût mæïc saïng khaïc nhau (traûng thaïi täúi- saïng hoàûc xung aïnh saïng). Thæûc tãú thç tãú baìo quang dáùn thæåìng æïng duûng trong hai træåìng håüp:

+Âãø âiãöu khiãøn råle thç khi coï thäng læåüng aïnh saïng chiãúu lãn tãú baìo quang dáùn, âiãûn tråí cuía noï giaím âaïng kãø âuí âãø cho doìng âiãûn I chaûy qua tãú baìo. Doìng âiãûn naìy âæåüc sæí duûng træûc tiãúp hoàûc thäng qua khuãúch âaûi âãø âoïng måí råle.

+Thu tên hiãûu quang duìng âãø biãún âäøi xung quang thaình xung âiãûn. Sæû ngàõt quaîng cuía xung aïnh saïng chiãúu lãn tãú baìo quang dáùn seî âæåüc phaín aïnh trung thæûc qua xung âiãûn cuía maûch âo, æïng dáùn âãø âo täúc âäü quay cuía âéa hoàûc âãúm váût.

88

a) b)

Hçnh 7-14: Duìng tãú baìo quang âiãûn âiãöu khiãøn råle a) Âiãöu khiãøn træûc tiãúp; b) Âiãöu khiãøn qua tranzito khuãúch âaûi

2. Caïp quang a) Cáúu taûo vaì caïc tênh cháút chung

Hçnh 7-15 biãøu diãùn daûng âån giaín cuía caïp quang. Noï gäöm mäüt loîi våïi chiãút suáút n1 baïn kênh a (10 âãún 100µm) vaì mäüt voí coï chiãút suáút n2 < n1 daìy khoaíng 50µm. Váût liãûu âãø chãú taûo caïp quang bao gäöm:

+SiO2 tinh khiãút hoàûc pha taûp nheû. +Thuíy tinh, thaình pháön cuía SiO2 vaì phuû gia Na2O3, B2O3, PbO,.. +Polime(trong mäüt säú træåìng håüp).

n2a n1

Hçnh 7-15: Mäi træåìng coï chiãút suáút khaïc nhau

ÅÍ màût phán caïch giæîa hai mäi træåìng coï chiãút suáút tæång æïng bàòng n1 vaì n2 caïc goïc θ1 vaì θ2 do tia saïng taûo thaình våïi âæåìng træûc giaïc cuía màût phàóng (hçnh 7-16) liãn hãû våïi nhau båíi biãøu thæïc Descates n1sinθ1= n2 sinθ2.

Khi n1> n2 seî xaíy ra phaín xaû toaìn pháön nãúu: θ1> Arcsin(n2/n1) = θ0

Våïi âiãöu kiãûn nhæ váûy, trong caïp quang tia saïng seî bë giam giæî trong loîi vaì âæåüc truyãön âi bàòng phaín xaû liãn tuûc näúi tiãúp nhau (hçnh 7-16b). Vê duû nãúu n1=1,15 vaì n2= 1,50 seî coï goïc giåïi haûn θ0=83030’.

b)ÆÏng duûng cuía caïp quang

θ0θ1

n2

n1

n1>n2

θ2

θ0

θ1 θ2

b)

Hçnh 7-16: a) khuïc xaû trãn màût phán caïch giæîa hai mäi træåìng; b) phaín xaû toaìn pháön trong caïp quang

a)

89

+Trong truyãön tin: âáy laì æïng duûng quan troüng nháút, truyãön thäng tin dæåïi daûng tên hiãûu aïnh saïng lan truyãön trong caïp quang laì âãø traïnh caïc tên hiãûu âiãûn tæì kê sinh hoàûc âãø âaím baío caïch âiãûn giæîa maûch âiãûn nguäön vaì maïy thu. Trong æïng duûng naìy thäng tin âæåüc truyãön âi chuí yãúu bàòng caïch maî hoïa caïc xung aïnh saïng. Âäi khi ngæåìi ta coï thãø truyãön thäng tin âi bàòng caïch biãún âiãûu biãn âäü hoàûc táön säú cuía aïnh saïng. Khi thiãút láûp mäüt âæåìng dáy truyãön tin bàòng caïp quang, phaíi âaïnh giaï cäng suáút cuía tên hiãûu thu âæåüc cuîng nhæ sæû tiãu hao nàng læåüng do caïp quang vaì caïc mäúi näúi gáy ra.

+Quan saït vaì âo bàòng phæång tiãûn quang hoüc: caïp quang cho pheïp quan saït hoàûc âo âaûc bàòng caïc phæång phaïp quang åí nhæîng chäù khoï tiãúp cáûn hoàûc trong caïc mäi træåìng âäüc haûi. Sæí duûng caïp quang coï thãø dáùn aïnh saïng tåïi âæåüc nhæîng vë trê maì trong âiãöu kiãûn bçnh thæåìng aïnh saïng khäng thãø chiãúu tåïi âæåüc.

Chæång 8. CÄNG TÀÕC TÅ- KHÅÍI ÂÄÜNG TÆÌì- CÁÖU CHAÍY

90

AÏPTÄMAÏT

8.1. CÄNG TÀÕC TÅ 1. Khaïi quaït vaì cäng duûng

Cäng tàõc tå laì mäüt loaûi thiãút bë âiãûn duìng âãø âoïng càõt tæì xa, tæû âäüng hoàûc bàòng nuït áún caïc maûch âiãûn læûc coï phuû taíi âiãûn aïp âãún 500V, doìng âiãûn âãún 600A.

Cäng tàõc tå coï hai vë trê laì âoïng vaì càõt. Táön säú âoïng coï thãø tåïi 1500 láön mäüt giåì. 2. Phán loaûi

Cäng tàõc tå haû aïp thæåìng laì kiãøu khäng khê âæåüc phán ra caïc loaûi sau: a) Phán theo nguyãn lê truyãön âäüng

+ Cäng tàõc tå âiãûn tæì (truyãön âäüng bàòng læûc huït âiãûn tæì, loaûi naìy thæåìng gàûp). + Cäng tàõc tå kiãøu håi eïp. + Cäng tàõc tå kiãøu thuíy læüc.

b) Phán theo daûng doìng âiãûn + Cäng tàõc tå mäüt chiãöu + Cäng tàõc tå xoay chiãöu

c) Phán theo kiãøu kãút cáúu + Cäng tàõc tå haûn chãú chiãöu cao (duìng åí gáöm xe,...) + Cäng tàõc tå haûn chãú chiãöu räüng (nhæ làõp åí buäöng taìu âiãûn,...)

3. Caïc bäü pháûn chênh cuía cäng tàõc tå

Cäng tàõc tå âiãûn tæì coï caïc bäü pháûn chênh nhæ sau: + Hãû thäúng tiãúp âiãøm chênh. + Hãû thäúng dáûp häö quang. + Cå cáúu âiãûn tæì. + Hãû thäúng tiãúp âiãøm phuû.

4. Caïc yãu cáöu cå baín cuía tàõc cäng tå a) Âiãûn aïp âënh mæïc Uâm

Laì âiãûn aïp cuía maûch âiãûn tæång æïng maì tiãúp âiãøm chênh phaíi âoïng/càõt, coï caïc cáúp: + 110V, 220V, 440V mäüt chiãöu vaì 127V, 220V, 380V, 500V xoay chiãöu.

Cuäün huït coï thãø laìm viãûc bçnh thæåìng åí âiãûn aïp trong giåïi haûn tæì 85% âãún 105%Uâm. b) Doìng âiãûn âënh mæïc Iâm

Laì doìng âiãûn âi qua tiãúp âiãøm chênh trong chãú âäü laìm viãûc giaïn âoaûn - láu daìi, nghéa laì åí chãú âäü naìy thåìi gian cäng tàõc tå åí traûng thaïi âoïng khäng láu quaï 8 giåì.

Cäng tàõc tå haû aïp coï caïc cáúp doìng thäng duûng: 10, 20, 25, 40, 60, 75, 100, 150, 250, 300, 600A). Nãúu âàût cäng tàõc tå trong tuí âiãûn thç doìng âiãûn âënh mæïc phaíi láúy tháúp hån 10% vç laìm maït keïm, khi laìm viãûc daìi haûn thç choün doìng âiãûn âënh mæïc nhoí hån næîa. b) Khaí nàng càõt vaì khaí nàng âoïng

Laì doìng âiãûn cho pheïp âi qua tiãúp âiãøm chênh khi càõt vaì khi âoïng maûch. Vê du: û cäng tàõc tå xoay chiãöu duìng âãø âiãöu khiãøn âäüng cå khäng âäöng bäü ba pha läöng soïc cáön coï khaí nàng âoïng yãu cáöu doìng âiãûn bàòng ( 3÷ 7)Iâm . Khaí nàng càõt våïi cäng tàõc tå xoay chiãöu phaíi âaût bäüi säú khoaíng 10 láön doìng âiãûn âënh mæïc khi taíi caím. c) Tuäøi thoü cäng tàõc tå

91

Tênh bàòng säú láön âoïng måí (sau säú láön âoïng måí áúy cäng tàõc tå seî khäng duìng âæåüc tiãúp tuûc næîa, hæ hoíng coï thãø do máút âäü bãön cå khê hoàûc bãön âiãûn).

+ Âäü bãön cå khê: xaïc âënh båíi säú láön âoïng càõt khäng taíi, tuäøi thoü cå khê tæì 10 âãún 20 triãûu láön. + Âäü bãön âiãûn: xaïc âënh båíi säú láön âoïng càõt coï taíi âënh mæïc, cäng tàõc tå hiãûn nay âaût khoaíng 3 triãûu

láön. d) Táön säú thao taïc

Säú láön âoïng càõt trong thåìi gian mäüt giåì bë haûn chãú båíi sæû phaït noïng cuía tiãúp âiãøm chênh do häö quang. Coï caïc cáúp: 30, 100, 120, 150, 300, 600, 1.200 âãún 1.500 láön trãn mäüt giåì, tuìy chãú âäü cäng taïc cuía maïy saín xuáút maì choün cäng tàõc tå coï táön säú thao taïc khaïc nhau. h) Tênh äøn âënh læûc âiãûn âäüng

Cho pheïp doìng låïn nháút qua tiãúp âiãøm chênh maì læûc âiãûn âäüng gáy ra khäng laìm taïch råìi tiãúp âiãøm. Quy âënh doìng thæí læûc âiãûn âäüng gáúp 10 láön doìng âënh mæïc. g) Tênh äøn âënh nhiãût

Cäng tàõc tå coï tênh äøn âënh nhiãût tæïc laì khi coï doìng ngàõn maûch chaûy qua trong khoaíng thåìi gian cho pheïp thç caïc tiãúp âiãøm khäng bë noïng chaíy hoàûc bë haìn dênh. 5. Hãû thäúng tiãúp âiãøm

Yãu cáöu cuía hãû thäúng tiãúp âiãøm laì phaíi chëu âæåüc âäü maìi moìn vãö âiãûn vaì cå trong caïc chãú âäü laìm viãûc nàûng nãö, coï táön säú thao taïc âoïng càõt låïn, do váûy âiãûn tråí tiãúp xuïc cuía tiãúp âiãøm cäng tàõc tå Rtx thæåìng laì tiãúp xuïc âæåìng (tiãúp âiãøm hçnh ngoïn hoàûc kiãøu bàõc cáöu). 6. Nguyãn lê laìm viãûc cuía hãû thäúng dáûp häö quang

Theo lê thuyãút coï caïc nguyãn tàõc cå baín âaî âæåüc nãu trong chæång 1. Ta xeït åí âáy mäüt vaìi kãút cáúu dáûp häö quang âang phäø biãún: a) Thiãút bë dáûp häö quang trong cäng tàõc tå mäüt chiãöu

Trong cäng tàõc tå mäüt chiãöu thæåìng duìng phæång phaïp dáûp häö quang bàòng tæì træåìng ngoaìi. Hãû thäúng naìy âæåüc chia ra laìm ba loaûi : +Hãû thäúng coï cuäün dáy dáûp häö quang näúi näúi tiãúp (thæåìng âæåüc sæí duûng do coï nhiãöu æu âiãøm nhæ: chiãöu thäøi tæì khäng âäøi vç khi doìng âiãûn thay âäøi chiãöu thç chiãöu tæì træåìng cuîng thay âäøi theo. Ngoaìi ra coï suût aïp trãn cuäün dáy dáûp häö quang nhoí). +Hãû thäúng coï cuäün dáy dáûp häö quang näúi song song (loaûi naìy êt âæåüc duìng do nhiãöu nhæåüc âiãøm nhæ: chiãöu læûc taïc duûng vaìo häö quang phuû thuäüc chiãöu doìng taíi, caïch âiãûn cuäün dáûp låïn do âáúu song song våïi nguäön, khi sæû cäú ngàõn maûch gáy suût aïp thç hiãûu quaí dáûp giaím nhiãöu). +Hãû thäúng duìng nam chám âiãûn vénh cæíu (vãö baín cháút gáön giäúng cuäün dáy màõc song song nhæng coï nhæîng æu âiãøm sau: khäng tiãu hao nàng læåüng âãø taûo tæì træåìng, giaím âæåüc täøn hao cho cäng tàõc tå, khäng gáy phaït noïng cho cäng tàõc tå, vç váûy khi doìng âiãûn beï loaûi naìy âæåüc sæí duûng räüng raîi).

Hçnh 8-1 laì kãút cáúu thiãút bë dáûp häö quang âiãûn mäüt chiãöu trong cäng tàõc tå. b) Thiãút bë dáûp häö quang trong cäng tàõc tå xoay chiãöu

Caïc cäng tàõc tå xoay chiãöu thäng duûng duìng trong cäng nghiãûp thæåìng bäú trê chãú taûo coï hai âiãøm ngàõt trãn mäüt pha (duìng tiãúp âiãøm kiãøu bàõc cáöu).

Âãø náng cao âäü tin cáûy laìm viãûc cuía bäü pháûn dáûp häö quang vaì âãø baío vãû tiãúp âiãøm thæåìng bäú trê bäø xung caïc caïc biãûn phaïp nhæ:

92

Hçnh 8-1: Kãút cáúu thiãút bë dáûp häö quang mäüt chiãöu:1.Caïc tiãúp âiãøm;2.Sæìng dáûp häö quang;3.cuäün dáy dáûp häö quang;4.Maûch tæì dáûp;5.Maï häüp;6.Khe håí häüp;7.Phiãún cuía læåïi dáûp.

+Dáûp häö quang bàòng cuäün dáy thäøi tæì näúi tiãúp keìm häüp dáûp häö quang coï khe heûp. + Chia häö quang ra laìm nhiãöu häö quang ngàõn, häö quang bë thäøi vaìo häüp cáúu truïc bàòng nhiãöu táúm

theïp gheïp song song. 7. Nguyãn lê laìm viãûc cuía cäng tàõc tå kiãøu âiãûn tæì Hçnh 8-2 laì kiãøu nguyãn lê chung cuía cäng tàõc tå kiãøu âiãûn tæì.

Hçnh 8-2: Caïc så âäö truyãön âäüng cuía cäng tàõc tå âiãûn xoay chiãöu

Trãn hçnh 8-2 ta tháúy cå cáúu âiãûn tæì cuía cäng tàõc tå gäöm caïc bäü pháûn cå baín: + Maûch tæì: laì caïc loîi theïp coï daûng chæî E hoàûc chæî U âæåüc gheïp bàòng caïc laï tän silêc coï chiãöu daìy 0,35mm hoàûc 0,5mm âãø giaím täøn hao sàõt tæì do doìng âiãûn xoaïy. Maûch tæì thæåìng chia laìm hai pháön, mäüt pháön âæåüc keûp chàût cäú âënh (pháön ténh), pháön coìn laûi laì nàõp (goüi laì pháön æïng hay pháön âäüng) âæåüc näúi våïi hãû thäúng tiãúp âiãøm qua hãû thäúng tay âoìn.

+ Cuäün dáy huït : cuäün dáy coï âiãûn tråí ráút beï so våïi âiãûn khaïng. Doìng âiãûn trong cuäün dáy phuû thuäüc vaìo khe håí khäng khê giæîa nàõp vaì loîi theïp cäú âënh. Kãút quaí laì khäng âæåüc pheïp cho âiãûn aïp vaìo cuäün dáy khi nãúu vç lê do naìo âáúy maì nàõp bë giæî åí vë trê måí (doìng luïc âoï seî ráút låïn do täøng tråí vaìo cäng tàõc tå nhoí).

+ Caïc cuäün dáy cuía pháön låïn caïc cäng tàõc tå âæåüc tênh toaïn sao cho pheïp âoïng ngàõt våïi táön säú 600 láön trong mäüt giåì, æïng våïi hãû säú thäng âiãûn ÂL = 40%.

93

+ Cuäün dáy cuía cäng tàõc tå xoay chiãöu cuîng coï thãø âæåüc cung cáúp tæì læåïi âiãûn mäüt chiãöu. Cuäün dáy coï thãø laìm viãûc tin cáûy (huït pháön æïng), khi âiãûn aïp cung cáúp cho noï nàòm trong phaûm vi (85 110)% U

÷âm. Nãúu ta goüi tè säú giæîa trë säú âiãûn aïp nhaí vaì âiãûn aïp huït cuía cuäün dáy laì hãû säú tråí vãö, thç hãû säú naìy coï

thãø âaût tåïi (0,6 0,7). Âiãöu âoï coï nghéa laì khi âiãûn aïp cuäün dáy suût xuäúng coìn (0,6 0,7) trë säú âiãûn aïp huït thç nàõp seî bë nhaí vaì ngàõt maûch âiãûn.

÷ ÷

+ Cå cáúu truyãön âäüng: phaíi coï kãút cáúu sao cho giaím âæåüc thåìi gian thao taïc âoïng ngàõt tiãúp âiãøm, náng cao læûc eïp caïc tiãúp âiãøm vaì giaím âæåüc tiãúng kãu va âáûp.

+ Nàõp chuyãøn âäüng xoay chiãöu baín lãö: tiãúp âiãøm chuyãøn âäüng thàóng coï tay âoìn truyãön chuyãøn âäüng (hçnh 8-2a).

+ Nàõp vaì tiãúp âiãøm: chuyãøn âäüng thàóng theo hai phæång vuäng goïc våïi nhau (hçnh 8-2b). + Nàõp chuyãøn âäüng thàóng, tiãúp âiãøm

chuyãøn âäüng xoay quanh baín lãö (hçnh 8-2c).

Hçnh 8-3: Cäng tàõc tå mäüt chiãöu

+ Nàõp vaì tiãúp âiãøm âãöu chuyãøn âäüng xoay quanh mäüt baín lãö coï mäüt hãû thäúng tay âoìn chung (hçnh 8-2d), træåìng håüp naìy læûc eïp trãn tiãúp âiãøm låïn. Nguyãn lê laìm viãûc cuía cäng tàõc tå âiãûn mäüt chiãöu kiãøu âiãûn tæì cuîng tæång tæû nhæ trãn, thæåìng chè khaïc åí hçnh daïng kãút cáúu truyãön âäüng cuía maûch tæì tåïi tiãúp âiãøm. Cuû thãø laì cäng tàõc tå âiãûn mäüt chiãöu háöu hãút sæí duûng maûch tæì kiãøu supaïp coï tiãúp âiãøm âäüng bàõt chàût ngay vaìo nàõp. Ngoaìi ra, vç laì âiãûn mäüt chiãöu nãn maûch tæì thæåìng laìm bàòng sàõt tæì mãöm, cuäün dáy thæåìng coï hçnh truû troìn, coï thãø quáún saït vaìo loîi vç loîi theïp êt noïng hån træåìng håüp âiãûn xoay chiãöu. Hçnh daûng chung cuía cäng tàõc tå mäüt chiãöu nhæ hçnh 8-4. Trong âoï: 1. laì tiãúp âiãøm ténh âæåüc bàõt chàût vaìo quai 2; 3 cuäün dáûp häö quang; 4. dáy dáùn; 5. âãú caïch âiãûn; 6. moïc theïp; 7. tiãúp âiãøm âäüng; 8. giaï âåî;9. coüc dáùn dáy ra; 10. dáy mãöm; 11. sæìng baío vãû tiãúp âiãøm âäüng ; 12. loì xo. 8. Cäng tàõc tå chán khäng

Cäng tàõc tå chán khäng âàûc biãût thêch håüp våïi cäng viãûc âoïng måí caïc âäüng cå cáön âoïng/måí thæåìng xuyãn.

Vê du û: âäüng cå trung aïp cuía caïc maïy båm, cuía bäü tuû buì âiãûn hoàûc quaût.

Hçnh 8-4:Cäng tàõc tå chán khäng kiãøu VRC a)Màût càõt,b)Màût træåïc;1.âáöu näúi;2.buäöng âoïng càõt chán khäng 3.cuäün dáy cäng tàõc tå;4.tiãúp âiãøm phuû

94

Cäng tàõc tå chán khäng coï tuäøi thoü 1 x 106 chu kç âoïng/càõt vaì coï thãø laìm viãûc våïi táön säú âoïng càõt 1200 âoïng/càõt mäüt giåì. Caïc tênh nàng cuía cäng tàõc tå chán khäng kiãøu VRC( hçnh 8- 4) biãøu diãùn nhæ sau:

Baíng 8.1: Mäüt säú loaûi cäng tàõc tå chán khäng Âiãûn aïp âënh mæïc [ kV] 3,6 7,2 12 Doìng âiãûn âënh mæïc [A] + Duìng cho âäüng cå âãún [kW] +Duìng cho tuû âiãûn âãún [kVAr]

450 1500 2000

450 2000 4000

250 4000 4000

8.2. KHÅÍI ÂÄÜNG TÆÌ

1. Khaïi quaït vaì cäng duûng

Khåíi âäüng tæì laì mäüt loaûi thiãút bë âiãûn duìng âãø âiãöu khiãøn tæì xa viãûc âoïng/càõt, âaío chiãöu vaì baío vãû quaï taíi (nãúu coï màõc thãm råle nhiãût) cho caïc âäüng cå ba pha rätor läöng soïc. Khåíi âäüng tæì khi coï mäüt cäng tàõc tå goüi laì khåíi âäüng tæì âån, thæåìng duìng âãø âiãöu khiãøn âoïng càõt âäüng cå âiãûn. Khåíi âäüng tæì coï hai cäng tàõc tå goüi laì khåíi âäüng tæì keïp, duìng âãø khåíi âäüng vaì âiãöu khiãøn âaío chiãöu âäüng cå âiãûn. Muäún khåíi âäüng tæì baío vãû âæåüc ngàõn maûch phaíi màõc thãm cáöu chaíy. 2. Caïc yãu cáöu ké thuáût chuí yãúu

Âäüng cå khäng âäöng bäü ba pha laìm viãûc liãn tuûc hay khäng nhåì chuí yãúu vaìo âäü laìm viãûc tin cáûy cuía khåíi âäüng tæì. Khåíi âäüng tæì muäún laìm viãûc tin cáûy cáön thoía maîn caïc yãu cáöu ké thuáût sau:

+Tiãúp âiãøm phaíi coï âäü bãön chëu âæåüc âäü maìi moìn cao. +Khaí nàng âoïng càõt cuía khåíi âäüng tæì phaíi cao. +Thao taïc âoïng càõt phaíi dæït khoaït. +Tiãu thuû cäng suáút êt nháút. +Baío vãû tin cáûy âäüng cå âiãûn khoíi quaï taíi láu daìi. +Thoía maîn caïc âiãöu kiãûn khåíi âäüng âäüng cå khäng âäöng bäü rotor läöng soïc coï hãû säú doìng khåíi âäüng tæì bàòng tæì 5 âãún 7 láön doìng âiãûn âënh mæïc.

Âãø thoía maîn caïc yãu cáöu trãn âáy, trong saín xuáút ngæåìi ta chãú taûo tiãúp âiãøm âäüng ngaìy mäüt nheû, âäöng thåìi tàng cæåìng loì xo neõn tiãúp âiãøm. Laìm nhæ váûy seî giaím âæåüc thåìi gian cháún âäüng tiãúp âiãøm trong quaï trçnh måí maïy âäüng cå, do âoï giaím âæåüc âäü maìi moìn tiãúp âiãøm.

Thåìi gian cháún âäüng laì mäüt chè tiãu quan troüng noïi lãn âäü bãön chëu moìn cuía tiãúp âiãøm. Caïc kãút quaí nghiãn cæïu thê nghiãûm cho tháúy ràòng nãúu ruït ngàõn âæåüc 0,5ms thåìi gian cháún âäüng luïc âoïng khåíi âäüng tæì âãø måí maïy âäüng cå âiãûn thç seî giaím âæåüc âäü maìi moìn tiãúp âiãøm âi khoaíng 50 láön. Caïc khåíi âäüng tæì cuía Liãn Xä (cuî) coï loaûi nhæ kiãøu 422, thåìi gian cháún âäüng chè 3ms, kiãøu ∏222 - 1,5ms, âäöng thåìi khaí nàng âoïng ngàõt vãö âiãûn âaî âaût tåïi 1.10

∏ ∏6 láön thao taïc. Haîng Siemens (Âæïc) saín xuáút khåíi âäüng tæì

âaût âæåüc tuäøi thoü vãö âiãûn tåïi 2.106 láön thao taïc (vê duû kiãøu K -915). Khi ngàõt khåíi âäüng tæì, âiãûn aïp phuûc häöi trãn tiãúp âiãøm bàòng hiãûu säú âiãûn aïp læåïi vaì sæïc âiãûn

âäüng cuía âäüng cå âiãûn. Kãút quaí trãn caïc tiãúp âiãøm chè coìn xuáút hiãûn mäüt âiãûn aïp bàòng khoaíng (15 ÷ 20)% Uâm tæïc laì thuáûn låüi cho quaï trçnh ngàõt. Caïc kãút quaí nghiãn cæïu thê nghiãûm vãö khåíi âäüng tæì cho tháúy âäü moìn tiãúp âiãøm khi âoïng âäüng cå låïn gáúp 3 âãún 4 láön âäü moìn tiãúp âiãøm khi ngàõt khåíi âäüng tæì trong âiãöu kiãûn âang laìm viãûc bçnh thæåìng. 3. Âäü bãön chëu maìi moìn vãö âiãûn vaì cå cuía caïc tiãúp âiãøm khåíi âäüng tæì

Tuäøi thoü cuía caïc tiãúp âiãøm vãö âiãûn vaì vãö cå thæåìng do ba yãúu täú sau âáy quyãút âënh:

95

+ Kãút cáúu. + Cäng nghãû saín xuáút. + Sæí duûng váûn haình vaì sæía chæîa. a) Âäü bãön chëu moìn vãö âiãûn

Âäü moìn tiãúp âiãøm vãö âiãûn låïn nháút khi khåíi âäüng tæì måí maïy âäüng cå âiãûn khäng âäöng bäü rotor läöng soïc, häö quang âiãûn sinh ra khi caïc tiãúp âiãøm âäüng dáûp vaìo tiãúp âiãøm ténh bë cháún âäüng báût tråí laûi. Luïc naìy doìng âiãûn âi qua khåíi âäüng tæì bàòng 6 - 7 láön doìng âiãûn âënh mæïc, do âoï häö quang âiãûn cuîng tæång æïng våïi doìng âiãûn âoï.

Kãút quaí nghiãn cæïu, thê nghiãûm våïi nhiãöu kiãøu khåíi âäüng tæì khaïc nhau cho tháúy ràòng khi giaím thåìi gian cháún âäüng caïc tiãúp âiãøm, âäü bãön chëuü moìn cuía chuïng tàng lãn roî rãût. Trong chãú taûo khåíi âäüng tæì ngaìy nay ngæåìi ta thæåìng duìng kãút cáúu tiãúp âiãøm bàõc cáöu âãø giaím beï thåìi gian cháún âäüng thæï nháút, âäöng thåìi laìm tiãúp âiãøm âäüng coï troüng læåüng beï vaì tàng cæåìng loì xo neïn ban âáöu lãn tiãúp âiãøm. Giaím thåìi gian cháún âäüng thæï hai bàòng caïch âàût nãûm loì xo vaìo loîi theïp ténh âäöng thåìi våïi viãûc náng cao âäü bãön chëu maìi moìn vãö cå cuía nam chám âiãûn.

Tçnh traûng bãö màût laìm viãûc cuía caïc tiãúp âiãøm cuîng aính hæåíng roî rãût âãún mæïc âäü maìi moìn. Âiãöu naìy thæåìng xaíy ra trong quïa trçnh sæí duûng vaì nháút laì do cháút læåüng sæía chæîa baío dæåîng tiãúp âiãøm. Hiãûn tæåüng cong vãnh, nghiãng caïc bãö màût tiãúp âiãøm laìm tiãúp xuïc xáúu dáùn tåïi giaím nhanh choïng âäü bãön chëu moìn cuía tiãúp âiãøm. Âãø giaím aính hæåíng cuía hiãûn tæåüng naìy, ngæåìi ta thæåìng chãú taûo tiãúp âiãøm âäüng coï âæåìng kênh beï hån tiãúp âiãøm ténh mäüt chuït vaì coï daûng màût cáöu.

Váût liãûu laìm tiãúp âiãøm khi doìng âiãûn beï (nhoí hån 100A) åí caïc khåíi âäüng tæì cåî nhoí thæåìng laì laìm bàòng bäüt baûc nguyãn cháút. Coìn åí caïc khåíi âäüng tæì cåî låïn (doìng âiãûn låïn hån 100A) thæåìng laìm bàòng bäüt gäúm kim loaûi nhæ häùn håüp baûc - caâimi äxêt (maî hiãûu COK - 15) hoàûc baûc - niken. b) Âäü bãön chëu moìn vãö cå

Cuîng nhæ háöu hãút caïc thiãút bë âiãûn haû aïp, caïc chi tiãút âäüng cuía khåíi âäüng tæì laìm viãûc khäng coï dáöu måî bäi trån, tæïc laì laìm viãûc khä. Do âoï phaíi choün váût liãûu êt bë moìn do ma saït vaì khäng bë gè. Ngaìy nay ngæåìi ta thæåìng duìng kim loaûi - nhæûa coï âäü bãön chëu moìn cao, coï thãø bãön gáúp 200 láön âäü moìn giæîa kim loaûi - kim loaûi.

Caïc yãúu täú aính hæåíng âãún âäü bãön chëu maìi moìn vãö cå cuía khåíi âäüng tæì thæåìng laì: + Kiãøu kãút cáúu (caïch bäú trê caïc bäü pháûn cå baín). + Phuû taíi riãng (tè taíi) åí chäù coï ma saït vaì va âáûp. + Hãû thäúng giaím cháún âäüng cuía nam chám.

Choün âuïng khåíi âäüng tæì, sæí duûng vaì váûn haình âuïng chãú âäü, cuîng laìm tàng tuäøi thoü vãö cå. Âäúi våïi caïc khåíi âäüng tæì kiãøu thäng duûng, cáön phaíi âaím baío:

+ Laìm saûch buûi vaì áøm næåïc. + Læûa choün phuì håüp våïi cäng suáút vaì chãú âäü laìm viãûc cuía âäüng cå. + Làõp âàût âuïng, ngay ngàõn, khäng âãø khåíi âäüng tæì bë rung, kãu âaïng kãø.

Âäü bãön chëu maìi moìn vãö cå khê cuía khåíi âäüng tæì coï thãø âaût tåïi 10.106 láön thao taïc âoïng/càõt. 4. Kãút cáúu vaì nguyãn lê laìm viãûc

Khåíi âäüng tæì thæåìng âæåüc phán chia: + Theo âiãûn aïp âënh mæïc cuía cuäün dáy huït : 36V, 127V, 220V, 380V, vaì 500V. + Theo kãút cáúu baío vãû chäúng taïc âäüng båíi mäi træåìng xung quanh coï caïc loaûi: håí, baío vãû, chäúng

buûi, chäúng näø,... + Theo khaí nàng laìm biãún âäøi chiãöu quay âäüng cå âiãûn: coï loaûi khäng âaío chiãöu vaì âaío chiãöu. + Theo säú læåüng vaì loaûi tiãúp âiãøm : coï loaûi thæåìng måí vaì thæåìng âoïng.

96

Càn cæï vaìo âiãöu kiãûn laìm viãûc cuía khåíi âäüng tæì nhæ âaî nãu åí trãn, trong chãú taûo khåíi âäüng tæì, ngæåìi ta thæåìng duìng kãút cáúu tiãúp âiãøm bàõc cáöu (coï hai chäù ngàõt maûch åí mäùi pha) do âoï âäúi våïi cåî nhoí dæåïê 25A khäng cáön duìng thiãút bë dáûp häö quang cäöng kãönh dæåïi daûng læåïi hoàûc häüp thäøi tæì.

Kãút cáúu khåíi âäüng tæì noïi chung âãöu bao gäöm caïc bäü pháûn coï hçnh daïng tæång tæû nhæ hçnh 8-5. Tiãúp âiãøm âäüng 1 âæåüc chãú taûo kiãøu bàõc cáöu coï loì xo neïn tiãúp âiãøm âãø tàng læûc tiãúp xuïc vaì tæû

phuûc häöi traûng thaïi ban âáöu. Giaï âåî tiãúp âiãøm 3 laìm bàòng âäöng thanh maû kãön hoàûc keîm trãn âoï coï haìn viãn tiãúp âiãøm ténh 4

thæåìng laìm bàòng bäüt gäúm kim loaûi. Nam chám âiãûn chuyãøn âäüng coï hãû thäúng maûch tæì hçnh E gäöm loîi theïp ténh 5 vaì loîi theïp pháön

âäüng 6 nhåì loì xo 7, khåíi âäüng tæì tæû tråí vãö vë trê ban âáöu. Voìng cháûp maûch 8 âæåüc âàût åí âáöu muït hai maûch reî cuía loîi theïp âäüng.

Hçnh 8-5: Khåíi âäüng tæì âån

Loîi theïp pháön æïng 6 cuía nam chám âiãûn âæåüc làõp gheïp liãön våïi hai giaï âåî caïch âiãûn 9, trãn âoï coï mang caïc tiãúp âiãøm âäüng1 vaì caïc loì xo tiãúp âiãøm 2. Giaï âåî caïch âiãûn 9 (thæåìng laìm bàòng bakãlit) chuyãøn âäüng trong caïc raînh dáùn hæåïng 10 åí trãn thanh nhæûa âuïc cuía khåíi âäüng tæì. Caïc tiãúp âiãøm chênh coï nàõp âáûy kên laìm nhiãûm vuû häüp dáûp häö quang vaì bçnh thæåìng laìm bàòng váût liãûu chëu häö quang.

Hçnh 8-6: Så âäö duìng khåíi âäüng tæì måí maïy vaì âaío chiãöu âäüng cå khäng âäöng bäü läöng soïc.

T

N

T

N

N

RN

RN

T

N

KN

T

D KT

97

Khåíi âäüng tæì cuîng coìn coï caïc cuûm tiãúp âiãøm phuû kiãøu bàõc cáöu (12), säú læåüng tuìy thuäüc tæìng kiãøu cuû thãø.

Âãø baío vãû âäüng cå âiãûn khoíi bë quïa taíi, khåíi âäüng tæì thæåìng coï làõp keìm theo råle nhiãût åí hai pha vaì làõp cuìng mäüt giaï våïi khåíi âäüng tæì.

Khåíi âäüng tæì âaío chiãöu (goüi laì khåíi âäüng tæì keïp) gäöm hai khåíi âäüng tæì âån coï cáúu taûo nhæ trãn, làõp trãn cuìng mäüt giaï, coï thãm khoïa liãn âäüng vãö cå khê kiãøu âoìn báøy( 2) âãø âãö phoìng caí hai khåíi âäüng tæì cuìng âoïng âäöng thåìi. Cå cáúu naìy âæåüc bäú trê åí dæåïi chán âãú. Khåíi âäüng tæì keïp cuîng coï kiãøu làõp keìm theo caí råle nhiãût trãn cuìng mäüt giaï. Hçnh 8-6 laì så âäö màõc khåíi âäüng tæì keïp âiãöu khiãøn âaío chiãöu âäüng cå khäng âäöng bäü ba pha läöng soïc.

8.3. CÁÖU CHAÍY(Cáöu chç) 1. Khaïi quaït vaì cäng duûng

Cáöu chaíy laì loaûi thiãút bëû âiãûn duìng âãø baío vãû thiãút bë âiãûn vaì læåïi âiãûn traïnh quaï (doìng chuí yãúu laì doìng ngàõn maûch) thæåìng duìng baío vãû cho âæåìng dáy, maïy biãún aïp, âäüng cå,...

Hçnh 8-7: Âàûc tênh dáy chaíy

I/Iâm

2

13

6 5 3 4 B A

21,21

t[s]

2. Âàûc âiãøm Cáöu chaíy cáúu taûo âån giaín, kêch thæåïc beï khaí nàng

càõt låïn, giaï thaình haû nãn æïng duûng räüng raîi.

3.Caïc pháön tæì cå baín cuía cáöu chaíy

+Dáy chaíy : laì pháön tæí cå baín cuía cáöu chaíy, âãø càõt mäüt caïch tin cáûy cho maûch âiãûn cáön baío vãû yãu cáöu dáy chaíy thoía maîn:

- Khäng bë ä xy hoïa. - Dáùn âiãûn täút. - Âiãûn tråí khäng thay âäøi theo nhiãût âäü. - Nhiãût âäü noïng chaíy tæång âäúi tháúp.

+Thiãút bë dáûp häö quang: häö quang phaït sinh sau khi dáy chaíy bë âæït cáöu chaíy càõt maûch (khäng coï åí maûch haû aïp maì chè coï åí cáöu chaíy cao aïp).

4. Caïc tênh cháút yãu cáöu cuía cáöu chaíy Âàûc tênh A -s cuía cáöu chaíy (âæåìng 1 trong hçnh 8-7) phaíi tháúp hån âæåìng âàûc tênh âäúi tæåüng cáön baío vãû (âæåìng 2 trong hçnh 8-7). -Cáöu chaíy cáön coï âàûc tênh laìm viãûc äøn âënh. -Cäng suáút thiãút bë caìng tàng cáöu chaíy caìng phaíi coï khaí nàng càõt cao hån. -Khi coï ngàõn maûch cáöu chaíy phaíi laìm viãûc coï læûa choün theo thæï tæû.

-Viãûc thay thãú dáy chaíy phaíi dãù daìng êt täún thåìi gian. 5. Nguyãn lê laìm viãûc

Âàûc tênh Am pe- giáy ( A-s) hçnh 8-6 laì sæû phuû thuäüc cuía thåìi gian chaíy vaìo doìng âiãûn qua cáöu chaíy.

98

Âãø coï taïc duûng baío vãû âàûc tênh cáöu chaíy 1 luän tháúp hån âàûc tênh thiãút bë (âæåìng 2) nhæng âàûc tênh thæûc tãú laì âæåìng 3 trong vuìng coï quaï taíi låïn (vuìng B) baío vãû âæåüc coìn vuìng (A) quaï taíi nhoí khäng baío vãû âæåüc. Thæûc tãú doìng khi quaï taíi khäng låïn hån (1,5÷2)Iâm thç sæû phaït noïng diãùn ra cháûm, pháön låïn nhiãût toía ra mäi træåìng xung quanh nãn cáöu chaíy khäng baío vãû âæåüc quaï taíi nhoí.

Âãø âaím baío khi laìm viãûc våïi doìng âënh mæïc dáy chaíy khäng âæït thç doìng giåïi haûn cuía dáy chaíy Igh>Iâm.

Âãø cáöu chaíy baío vãû täút vaì nhaûy caí khi Igh>Iâm khäng nhiãöu thç theo kinh nghiãûm choün Igh/Iâm= (1,6÷2) våïi âäöng, Igh/Iâm=(1,25÷1,45) våïi chç, Igh/Iâm =1,15 våïi thiãúc vaì nhäm.

Doìng âënh mæïc cuía cáöu chaíy choün sao cho khi doìng naìy chaûy liãn tuûc qua dáy chaíy chäù phaït noïng låïn nháút cuía dáy chaíy khäng laìm kim loaûi bë ä xy hoïa quaï mæïc vaì biãún âäøi âàûc tênh baío vãû,û âäöng thåìi nhiãût phaït ra bãn ngoaìi khäng quaï giaï trë äøn âënh.

ÅÍ giaï trë gáön doìng âiãûn giåïi haûn ( Igh ) yãu cáöu dáy chaíy cuîng phaíi gáön âãún nhiãût âäü noïng chaíy âãø khäng laìm aính hæåíng âãún caïc chi tiãút khaïc tæïc laì phaíi choün dáy chaíy laì kim loaûi coï nhiãût âäü noïng chaíy tháúp.

Khi quaï taíi låïn I= (3÷4)Iâm thç quaï trçnh phaït noïng laì quaï trçnh âoaûn nhiãût (noïng cuûc bäü dáy chaíy, doìng chaíy chuyãøn sang daûng loíng khi quaï trçnh Ion hoïa dæåïi nhiãût âäü cao laìm khoï dáûp tàõt häö quang häö quang hån, do váûy mong muäún caìng êt kim loaûi loíng caìng täút. Ngæåìi ta chãú taûo dáy chaíy cáúu taûo coï nhiãöu âoaûn heûp khi âoï máût âäü doìng cao åí nåi thàõt heûp, læûc âiãûn âäüng sinh ra seî càõt nhanh dáy chaíy. Dáy chaíy coï âoaûn heûp laìm giaím thåìi gian càõt, nãúu coï phäúi håüp våïi thiãút bë dáûp häö quang thç thåìi gian taïc âäüng ttâ chè coìn vaìi pháön nghçn giáy.

6. Kãút cáúu cáöu chaíy haû aïp a) Loaûi hå í ÅÍ loaûi håí khäng coï voí boüc thæåìng chè gäöm dáy chaíy dáûp daûng phiãún bàòng kim loaûi (Cu, Al, Pb, Zn, Sn). Vêt 2 cæûc nguäön âàût trãn baíng caïch âiãûn (sæï, gäúm,...) coï caïc loaûi dáy chaíy 5, 10, 15, 30A. b) Loaûi vàûn ÅÍ loaûi naìy dáy chaíy åí phêa trong nàõp, nàõp coï daûng vàûn vêt vaìo âãú loaûi naìy dáy chaíy coï caïc loaûi 6, 10, 15, 20, 25, 30, 60, 100A åí âiãûn aïp 500V hçnh 8-7b. c) Loaûi häüp

Thæåìng häüp vaì nàõp âãöu laìm bàòng sæï coï bàõt chàût caïc tiãúp xuïc âiãûn bàòng âäöng, coï keûp âån hoàûc keïp âãø khoíi råi nàõp, dáy chaíy trãn nàõp coï caïc cåî 5, 10, 15, 20, 30, 60, 80, 100A åí 500V hçnh 8-7c,d. d) Loaûi kên khäng coï caït thaûch anh

Loaûi naìy dáy chaíy âàût trong äúng khäng coï caït thaûch anh: voí laìm bàòng cháút hæîu cå (mäüt loaûi xenlulä) coï daûng äúng dáy chaíy âàût trong äúng hai âáöu coï vêt, näúi våïi caïc cæûc âiãûn qua voìng âãûm. Dáy chaíy thæåìng bàòng keîm (nhiãût âäü noïng chaíy bàòng 4200C) nhiãût âäü noïng chaíy tháúp vaì coï khaí nàng chäúng gè täút.

Quaï trçnh dáûp häö quang: khi dáy chaíy âæït laìm phaït sinh häö quang nhiãût âäü tàng cao laìm voí äúng bë âäút chaïy sinh ra khê håi trong äúng heûp (coï 40%H2, 50%CO2, 10% håi næåïc) laìm aïp suáút äúng tàng cao (40

80at) nhanh choïng dáûp tàõt häö quang coï äúng coï hai cåî: ÷+Loaûi ngàõn laìm viãûc våïi âiãûn aïp U=380V +Loaûi daìi laìm viãûc våïi U=500V Tuìy cåî âæåìng kênh äúng maì doìng laìm viãûc khaïc nhau 6, 10 hay 15A.

e) Loaûi kên trong äúng coï caït thaûch anh Âàûc tênh baío vãû cuía loaûi naìy täút coìn goüi laì cáöu chaíy äúng sæï.Thæåìng voí cáöu chaíy laìm bàòng sæï

(hoàûc steatit) coï daûng häüp chæî nháût trong voí coï truû troìn räùng âàût dáy chaíy, sau âoï âäø âáöy caït thaûch anh, dáy chaíy âæåüc vêt vaìo âéa gàõn trãn 2 âáöu häüp. Dáy chaíy thæåìng bàòng laì âäöng laï daìy (0,1 ÷ 0,2)mm dáûp läù

99

daìi âãø taûo tiãút diãûn heûp. Nhàòm âãø giaím nhiãût âäü tæû chaíy cuía âäöng (10800C) ngæåìi ta haìn thãm caïc vaíy thiãúc vaìo nhæîng chäù tiãút diãûn heûp.

a) b) c) d) Hçnh 8-8: Mäüt säú loaûi cáöu chaíy thäng duûng.

a)Cáöu chaíy kiãøu bàõn b) kiãøu vàûn;c) kiãøu äúng phêp;d) kiãøu äúng sæï

Chuï yï +Icc: Doìng âënh mæïc cuía cáöu chaíy. +Idc: Doìng âënh mæïc cuía dáy chaíy. Thæåìng Icc ≥ Idc (vç mäüt cáöu chaíy coï thãø màõc nhiãöu cåî dáy). 7. Dáy chaíy vaì caïch tênh gáön âuïng doìng âiãûn igh

Khi choün kim loaûi laìm dáy chaíy cáön âaím baío caïc yãu cáöu: -Âiãøm noïng chaíy tháúp. -Kim loaûi váût liãûu phaíi êt. -Quaïn tênh nhiãût phaíi nhoí. Âãø giaím nhiãût âäü taïc âäüng ngæåìi ta thæåìng duìng hai biãûn phaïp laì: + Duìng dáy deût coï chäù thàõt laûi âãø giaím tiãút diãûn. + Duìng dáy troìn trãn mäüt säú âoaûn haìn thãm mäüt säú vaíy kim loaûi coï nhiãût âäü noïng chaíy tháúp (æïng duûng hiãûu æïng luyãûn kim). Ngoaìi ra nhiãût âäü ion hoïa håi kim loaûi phaíi cao, vaì thãm mäüt säú âiãöu kiãûn phuû næîa. Theo thæï tæû giaím nhiãût hoïa håi ion cuía mäüt säú kim loaûi laì: Zn>Ag>Cu>Pb>Mg>Ni>Sn>Al. Thæûc tãú khäng coï kim loaûi naìo thoía maîn hãút caïc yãu cáöu trãn âæåüc nãn âãø khàõc phuûc ngæåìi ta thæåìng chãú taûo bàòng håüp kim. Thäng thæåìng dáy chaíy duìng caïc kim loaûi sau: + Chç (Pb): duìng nhiãöu do mãöm, nhiãût noïng chaíy tháúp nhæng khäúi læåüng låïn vaì dãù bë ä xy hoïa trong khäng khê nãn chè duìng khi doìng âiãûn beï, kêch thæåïc nhoí dãù làõp raïp. Âãø khàõc phuûc nhæåüc âiãøm trãn ngæåìi ta duìng håüp kim âãø giaím nhiãût âäü noïng chaíy. + Keîm (Zn): nhiãût noïng chaíy tháúp, giaï reí, duìng cho doìng tæì (20 500)A . ÷Ngoaìi ra coìn duìng Ag, Cu vaì coìn âäi khi duìng Al. 9. Cáöu chaíy cao aïp (H. R. C) Duìng baío vãû tuû âiãûn, maïy biãún aïp vaì cáön tênh âãún doìng âiãûn quïa âäü. Trong thiãút bë tuû âiãûn,

100

doìng âënh mæïc cuía dáy chaíy täúi thiãøu bàòng 1,6 láön doìng âënh mæïc cuía tuû âiãûn, âãø tênh âãún caïc âiãöu hoìa cuía læåïi vaì sæû tàng âiãûn aïp. Kiãøu suïng nhæ hçnh 8-8a. Khi choün cáöu chaíy baío vãû âäüng cå cao aïp, cáön chuï yï âãún doìng khåíi âäüng cuía âäüng cå vaì thåìi gian khåíi âäüng. Cuîng cáön chuï yï âãún táön säú khåíi âäüng, nãúu táön säú quïa cao, caïc cáöu chaíy seî khäng thãø âuí nguäüi giæîa caïc láön âoïng måí. Khi choün cáöu chaíy cuîng cáön nhåï ràòng chuïng coï âiãûn aïp âënh mæïc vaì trë säú doìng âiãûn khaïc nhau khi âãú cáöu chaíy coï kêch thæåïc khaïc nhau. Khaí nàng haûn chãú doìng âiãûn Doìng âiãûn täúi âa cáöu chaíy cho pheïp chaûy qua phuû thuäüc vaìo doìng âënh mæïc cuía noï vaì vaìo diãùn biãún doìng ngàõn maûch. Âàûc tênh chaíy cuía cáöu chaíy do nhaì saín xuáút cho pheïp daíi doìng âiãûn càõt theo caïc

tiãu chuáøn ké thuáût (vê duû theo tiãu chuáøn DIN VDE 0670).

Hçnh 8-8: Cáöu chaíy cao aïp (loaûi cáöu chç tæû råi)

Âäúi våïi mäùi doìng âiãûn âënh mæïc, ta coï thãø âoüc giaï trë âènh cuía doìng âiãûn qua, våïi giaï trë âoï cáöu chaíy haûn chãú doìng ngàõn maûch âäúi xæïng. Sæû haûn chãú doìng âiãûn naìy baío vãû thiãút bë coï hiãûu quaí, chäúng âæåüc hæ hoíng do æïng suáút cå vaì nhiãût.

8.4. AÏPTÄMAÏT

1. Khaïi quaït vaì yãu cáöu

AÏp tä maït laì thiãút bë âiãûn duìng âãø tæû âäüng càõt maûch âiãûn baío vãû quaï taíi, ngàõn maûch, suût aïp,... häö quang âæåüc dáûp trong khäng khê. Yãu cáöu cuía aïp tä maït

101

+ Chãú âäü laìm viãûc âënh mæïc cuía aïp tä maït phaíi laì chãú âäü laìm viãûc daìi haûn (tæïc laì cho doìng I=Iâm qua daìi haûn). Màût khaïc maûch doìng âiãûn phaíi chëu âæåüc doìng âiãûn låïn (khi ngàõn maûch) luïc caïc tiãúp âiãøm âaî hay âang âoïng.

+Phaíi càõt âæåüc doìng ngàõn maûch låïn vaìi chuûc kA vaì sau khi ngàõt phaíi âaím baío laìm viãûc täút khi I=Iâm.

+Yãu cáöu thåìi gian càõt aïptämaït nhoí âãø baío vãû caïc thiãút bë khaïc. Muäún váûy phaíi kãút håüp læûc thao taïc cå hoüc våïi thiãút bë dáûp häö quang trong aïptämaït. Âãø thæûc hiãûn yãu cáöu thao taïc choün loüc baío vãû,û aïp tä maït phaíi coï khaí nàng hiãûu chènh doìng taïc âäüng vaì thåìi gian taïc âäüng .

Thåìi gian taïc âäüng cuía aïp tä maït : t = to + t1+ t2 . Trong âoï:

+t0 laì thåìi gian tênh tæì luïc sæûû cäú xaíy ra âãún khi i tàng âãún i=Ikâ phuû thuäüc dtdi .

+t1 laì thåìi gian tæì khi i=Ikâ âãún khi tiãúp âiãøm aïptämaït bàõt âáöu chuyãøn âäüng, thåìi gian naìy phuû thuäüc vaìo cå cáúu ngàõt. +t2 laì thåìi gian chaïy cuía häö quang (phuû thuäüc bäü pháûn dáûp häö quang vaì trë doìng âiãûn ngàõt).

2. Phán loaûi- cáúu taûo vaì nguyãn lê laìm viãûc a) Phán loaûi Phán theo kãút cáúu

+Loaûi mäüt cæûc. +Loaûi hai cæûc. +Loaûi ba cæûc.

Phán theo thåìi gian taïc âäüng + Taïc âäüng khäng tæïc thåìi. + Taïc âäüng tæïc thåìi.

Phán loaûi theo cäng duûng baío vãû + Doìng cæûc âaûi. + Doìng cæûc tiãøu. + AÏp cæûc tiãøu. + AÏptämaït baío vãû cäng suáút âiãûn ngæåüc. + AÏptämaït vaûn nàng (chãú taûo cho maûch coï doìng âiãûn låïn caïc thäng säú baío vãû coï thãø chènh âënh âæåüc) loaûi naìy khäng coï voí vaì làõp âàût trong caïc traûm biãún aïp låïn. + AÏptämaït âënh hçnh: baío vãû quaï taíi bàòng råle nhiãût, baío vãû quaï âiãûn aïp bàòng råle âiãûn tæì, âàût trong voí nhæûa.

b) Nguyãn lê laìm viãûc cuía aïptämaït Så âäö nguyãn lê baío vãû chæïc nàng cuía aïptämaït nhæ hçnh 8-9a, b, c, d:tæång æïng våïi caïc cå cáúu

baío vãû doìng cæûc âaûi, âiãûn aïp tháúp, doìng cæûc tiãøu vaì baío vãû cäng suáút ngæåüc. c) Cáúu taûo aïptämaït

+Tiãúp âiãøm: coï hai cáúp tiãúp âiãøm (tiãúp âiãøm chênh vaì tiãúp âiãøm häö quang) hoàûc ba cáúp tiãúp âiãøm (chênh, phuû, häö quang). Âoïng maûch aïptämaït thç thæï tæû âoïng tiãúp âiãøm laì: häö quang, phuû, chênh, khi càõt thç ngæåüc laûi (nhàòm baío vãû tiãúp âiãøm chênh). Tiãúp âiãøm häö quang thæåìng cáúu taûo bàòng kim loaûi gäúm chëu âæåüc häö quang nhæ Ag-W, Cu-W, Ni ,...).

Hçnh 8-10 trçnh baìy mäüt hãû thäúng tiãúp âiãøm trong aïptämaït: 2, 3 laì tiãúp âiãøm chênh; 4 laì caïc tiãúp âiãøm phuû; 5 laì caïc tiãúp âiãøm häö quang.

102

Hçnh 8-9: Caïc cå cáúu baío vãû chæïc nàng trong Aïptämaït a)Cå cáúu baío vãû doìng cæûc âaûi; b)Cå cáúu baío vãû âiãûn aïp tháúp; c) Cå cáúu baío vãû doìng cæûc tiãøu d) Cå cáúu baío vãû cäng suáút ngæåüc

+ Häüp dáûp häö quang: âãø aïptämaït dáûp âæåüc häö quang trong táút caí caïc chãú âäü laìm viãûc cuía læåïi âiãûn thç ngæåìi ta thæåìng duìng hai kiãøu thiãút bë dáûp häö quang laì: kiãøu næía kên vaì kiãøu håí. Thiãút bë dáûp kiãøu næía kên âæåüc âàût trong voí kên cuía aïptämaït vaì coï läù thoaït khê. Kiãøu naìy coï doìng âiãûn giåïi haûn càõt khäng quaï 50kA. Thiãút bë dáûp kiãøu håí âæåüc duìng khi giåïi haûn doìng âiãûn càõt låïn hån 50kA hoàûc âiãûn aïp låïn hån 1000V. Trong buäöng dáûp häö quang thäng duûng ngæåìi ta thæåìng duìng nhæîng táúm theïp xãúp thaình læåïi ngàn. Âãø phán chia häö quang thaình nhiãöu âoaûn ngàõn thuáûn låüi cho viãûc dáûp tàõt häö quang. Hçnh daûng kãút cáúu häüp dáûp häö quang âæåüc trçnh baìy trãn (hçnh 8-10), 6 laì häüp dáûp häö quang. Cuìng mäüt thiãút bë dáûp tàõt häö quang, khi laìm viãûc åí maûch âiãûn xoay chiãöu âiãûn aïp âãún 500V thç coï thãø dáûp tàõt âæåüc häö quang cuía doìng âiãûn âãún 40kA, nhæng khi laìm viãûc åí maûch âiãûn mäüt chiãöu âiãûn aïp âãún 440V thç chè coï thãø càõt âæåüc doìng âiãûn âãún 20kA.

+ Cå cáúu truyãön âäüng càõt aïptämaït: truyãön âäüng càõt aïptämaït thæåìng coï hai caïch: bàòng tay vaì bàòng cå âiãûn (âiãûn tæì, âäüng cå âiãûn). Âiãöu khiãøn bàòng tay âæåüc thæûc hiãûn våïi caïc aïptämaït coï doìng âiãûn âënh mæïc khäng låïn hån 600A. Âiãöu khiãøn bàòng âiãûn tæì (nam chám âiãûn) âæåüc æïng duûng åí caïc aïptämaït coï doìng âiãûn låïn hån âãún 1000A. Âãø tàng læûc âiãöu khiãøn bàòng tay ngæåìi ta coìn duìng mäüt tay daìi phuû theo nguyãn lê âoìn báøy. Ngoaìi ra coìn coï caïch âiãöu khiãøn bàòng âäüng cå âiãûn hoàûc khê neïn. Hçnh 8-11 trçnh baìy cå cáúu âiãöu khiãøn caïc aïptämaït bàòng nam chám âiãûn coï nhaí khåïp tæû do. Khi âoïng bçnh

Hçnh 8-10: Cáúu truïc chung cuía aïptämaït

103

thæåìng (khäng coï sæû cäú), caïc tay âoìn 2 vaì 3 âæåüc näúi cæïng (vç tám xoay o nàòm tháúp dæåïi âæåìng näúi hai âiãøm o1 vaì o2.). Giaï âåî 5 laìm cho hai âoìn naìy khäng tæû gáûp laûi âæåüc. Ta noïi âiãøm o laì vë trê chãút. Khi coï sæû cäú, pháön æïng 6 cuía nam chám âiãûn 7 bë huït âáûp vaìo hãû thäúng tay âoìn 2, 3 laìm cho âiãøm o thoaït khoíi vë trê chãút . Âiãøm o seî cao hån âæåìng näúi o1o2, luïc naìy tay âoìn 2, 3 khäng âæåüc näúi cæïng næîa. Caïc tiãúp âiãøm seî nhanh choïng måí ra dæåïi taïc duûng cuía loì xo keïo tiãúp âiãøm (hçnh 8-11b). Muäún âoïng laûi aïptämaït, ta phaíi keïo tay cáöm 4 xuäúng phêa dæåïi nhæ hçnh 8-11c, sau âoï måïi âoïng vaìo âæåüc.

Moïc baío vãû: Aïptämaït tæû âäüng càõt nhåì caïc pháön tæí baío vãû goüi laì moïc baío vãû. +Moïc baío vãû quaï taíi (coìn goüi laì quaï doìng âiãûn): âãø baío vãû thiãút bë âiãûn khoíi bë quaï taíi, âæåìng thåìi gian

- doìng âiãûn cuía moïc baío vãû phaíi nàòm dæåïi âæåìng âàûc tênh cuía âäúi tæåüng cáön baío vãû. Ngæåìi ta thæåìng duìng hãû thäúng âiãûn tæì vaì råle nhiãût laìm moïc baío vãû âàût bãn trong aïptämaït. Moïc kiãøu âiãûn tæì coï cuäün dáy màõc näúi tiãúp våïi maûch âiãûn chênh. Khi doìng âiãûn væåüt quaï trë säú cho pheïp thç pháön æïng bë huït vaì moïc seî bë âáûp vaìo khåïp råi tæû do, laìm tiãúp âiãøm cuía aïptämaït måí ra nhæ hçnh 8-11. Âiãöu chènh vêt âãø thay âäøi læûc khaïng cuía loì xo, ta coï thãø âiãöu chènh âæåüc trë säú doìng âiãûn taïc âäüng. Âãø giæî thåìi gian trong baío vãû quïa taíi kiãøu âiãûn tæì, ngæåìi ta thãm mäüt cå cáúu giæî thåìi gian (vê duû baïnh xe ràng nhæ trong cå cáúu âäöng häö). Moïc kiãøu råle nhiãût âån giaín hån caí, loaûi naìy coï kãút cáúu tæång tæû råle nhiãût coï pháön tæí phaït noïng näúi näúi tiãúp våïi maûch âiãûn chênh, táúm kim loaûi keïp daîn nåí laìm nhaí khåïp råi tæû do âãø måí tiãúp âiãøm cuía aïptämaït khi coï quaï taíi. Kiãøu naìy coï nhæåüc âiãøm laì quaïn tênh nhiãût låïn nãn khäng ngàõt nhanh âæåüc doìng âiãûn tàng voüt nhæ khi coï ngàõn maûch, do âoï chè baío vãû âæåüc doìng âiãûn quaï taíi. Vç váûy ngæåìi ta thæåìng sæí duûng täøng håüp caí moïc kiãøu âiãûn tæì vaì moïc kiãøu råle nhiãût trong mäüt aïptämaït. Loaûi naìy thæåìng âæåüc duìng åí aïptämaït coï doìng âiãûn âënh mæïc âãún 600A.

+ Moïc baío vãû suût aïp: (coìn goüi laì baío vãû âiãûn aïp tháúp) cuîng thæåìng duìng kiãøu âiãûn tæì. Cuäün dáy màõc song song våïi maûch âiãûn chênh. Nguyãn lê laìm viãûc xem hçnh 8-9.

3. Caïch læûa choün aïptämaït Viãûc læûa choün aïptämaït, chuí yãúu dæûa vaìo :Doìng âiãûn tênh toaïn âi trong maûch; Doìng âiãûn quaï taíi; Tênh thao taïc coï choün loüc.

Ngoaìi ra læûa choün aïptämaït coìn phaíi càn cæï vaìo âàûc tênh laìm viãûc cuía phuû taíi vaì aïptämaït khäng âæåüc pheïp càõt khi coï quaï taíi ngàõn haûn (thæåìng xaíy ra trong âiãöu kiãûn laìm viãûc bçnh thæåìng nhæ doìng âiãûn khåíi âäüng, doìng âiãûn âènh trong phuû taíi cäng nghãû). Yãu cáöu chung laì doìng âiãûn âënh mæïc cuía moïc baío vãû Iaptä khäng âæåüc beï hån doìng âiãûn tênh toaïn (Itt) cuía maûch :

Hçnh 8-13: Cå cáúu nhaí khåïp tæû do:a) vë trê âäúng; b)vë trê måí; c)vë trê chuáøn bë âoïng laûi

Iaptä≥ Itt

Tuìy theo âàûc tênh vaì âiãöu kiãûn laìm viãûc cuû thãø cuía phuû taíi, ngæåìi ta hæåïng dáùn læûa choün doìng âiãûn âënh mæïc cuía moïc baío vãû bàòng 125%, 150% hay låïn hån næîa so våïi doìng âiãûn tênh toaïn cuía maûch. Sau cuìng ta choün aïptämaït theo caïc säú liãûu ké thuáût âaî cho cuía nhaì chãú taûo.

104

Chæång 9. CAÏC BÄü ÄØN ÂËNH ÂIÃÛN

9.1. KHAÏI NIÃÛM CHUNG Caïc bäü äøn âënh âiãûn laì caïc thiãút bë âiãûn tæû âäüng duy trç âaûi læåüng âáöu ra åí mæïc khäng âäøi khi âaûi

læåüng âáöu vaìo biãún âäøi trong mäüt phaûm vi nháút âënh. ÆÏng våïi caïc âaûi læåüng doìng âiãûn, âiãûn aïp, cäng suáút coï caïc bäü äøn âënh doìng âiãûn, âiãûn aïp vaì cäng suáút, nhæîng bäü äøn âënh âiãûn aïp hiãûn nay âang âæåüc duìng phäø biãún hån caí.

Cháút læåüng cuía bäü äøn âënh âiãûn âæåüc âaïnh giaï bàòng hãû säú äøn âënh Käâ .

Käâ= Υ∆Υ :

Χ∆Χ =

∆ΧΥ∆ΥΧ.. .

Trong âoï : + vaì laì âaûi læåüng âáöu ra vaì gia säú cuía noï . Υ ∆Υ

+ vaì laì âaûi læåüng âáöu vaìo vaì gia säú cuía noï. Χ ∆ΧNãúu Käâ caìng nhoí thç cháút læåüng cuía bäü äøn âënh âiãûn caìng täút. Âäúi våïi bäü äøn âënh âiãûn aïp (äøn aïp

) thç hãû säú äøn âënh âæåüc biãøu diãùn bàòng :

Käâ= Υ∆Υ :

Χ∆Χ =

V

V

R

R

UU:

UU ∆∆

Trong âoï : - UR laì âiãûn aïp ra.

- UV laì âiãûn aïp âáöu vaìo. - U∆ R vaì ∆ UV laì âäü biãún thiãn âiãûn aïp âáöu ra vaì âäü biãún thiãn âiãûn aïp âáöu vaìo. Hiãûn nay coï ráút

nhiãöu loaûi äøn aïp våïi nhæîng nguyãn lê laìm viãûc ráút khaïc nhau. Trong phaûm vi giaïo trçnh naìy chè âãö cáûp mäüt säú loaûi phäø biãún.

9.2. ÄØN AÏP SÀÕT TÆÌ KHÄNG TUÛ

Kiãøu âån giaín nháút cuía loaûi naìy laì hai cuäün khaïng näúi tiãúp nhau, mäüt cuäün tuyãún tênh L1 ( coï khe håí khäng khê trong maûch tæì ) vaì mäüt cuäün baîo hoìa L2 nhæ hçnh 9-1. Âiãûn aïp vaìo UV âàût trãn caí hai cuäün coìn âiãûn aïp ra Ur láúy trãn cuäün baîo hoìa: UV = U1 + U2 = U1 + Ur. Nãúu boí qua täøn hao trong hai cuäün khaïng thç phæång trçnh trãn coï thãø viãút dæåïi daûng säú hoüc laì: UV = U1 + Ur .

Âàûc tênh V- A cuía bäü äøn aïp naìy âæåüc trçnh baìy nhæ hçnh 9-2.

Ta nháûn tháúy khi âiãûn aïp âáöu vaìo thay âäøi nhiãöu thç âiãûn aïp âáöu ra thay âäøi êt ( ∆ UV >>

U∆ R). Tuy váûy sæû dao âäüng cuía âiãûn aïp âáöu ra∆ UR váùn coìn tæång âäúi låïn vç âàûc tênh V-A cuía cuäün khaïng baîo hoìa khäng thãø nàòm song song våïi truûc hoaình âæåüc. Coï thãø giaím båït ∆ UR bàòng caïch màõc thãm trãn cuäün tuyãún tênh mäüt cuäün buì Wb ngæåüc cæûc tênh våïi cuäün baîo hoìa.

Hçnh 9-1: ÄØn aïp sàõt tæì khäng tuû

105

Âiãûn aïp ra trong træåìng håüp naìy âæåüc tênh bàòng :

UR = (U2 - U1). 1

b

WW .

Trong âoï tè säú 1

b

WW phaíi choün sao cho UR beï

nháút. Âãø coï mäüt âiãûn aïp ra tuìy yï thç cuäün

dáy W2 cuía cuäün khaïng baîo hoìa phaíi laì cuäün så cáúp cuía biãún aïp, coìn âiãûn aïp láúy ra trãn cuäün thæï cáúp laì åí trãn cuäün khaïng baîo hoìa.

Hçnh 9-3 trçnh baìy mäüt säú kiãøu så âäö näúi.

Nhæåüc âiãøm chênh cuía äøn aïp sàõt tæì khäng tuû laì täún nhiãöu nguyãn váût liãûu, hiãûu suáút beï, âiãûn aïp ra bë meïo daûng nhiãöu.

Hçnh 9-2: Âàûc tênh cuía äøn aïp sàõt tæì khäng tuû

Hçnh 9-3: Mäüt säú så âäö äøn aïp sàõt tæì khäng tuû

9.3. ÄØN AÏP SÀÕT TÆÌ COÏ TUÛ

Nhæåüc âiãøm låïn nháút cuía äøn aïp

sàõt tæì khäng tuû laì doìng âiãûn låïn do khi maûch tæì baîo hoìa gáy ra. Âiãöu naìy coï thãø khàõc phuûc âæåüc bàòng caïch màõc thãm mäüt tuû âiãûn coï trë säú thêch håüp song song våïi cuäün khaïng baîo hoìa. Do doìng âiãûn trãn tuû ngæåüc pha våïi doìng âiãûn trãn cuäün khaïng baîo hoìa nãn chuïng tæû triãût tiãu nhau.

Màõc thãm tuû âiãûn taûo ra trong maûch hiãûn tæåüng cäüng hæåíng, vç váûy äøn aïp sàõt tæì coìn âæåüc goüi laì bäü äøn aïp cäüng hæåíng. 1. Bäü äøn aïp kiãøu hai cuäün khaïng

Så âäö âån giaín nháút cuía loaûi naìy âæåüc mä taí nhæ hçnh 9-4. ÄØn aïp gäöm hai cuäün khaïng, mäüt cuäün tuyãún tênh vaì mäüt cuäün baîo hoìa màõc näúi tiãúp nhau, tuû âiãûn C màõc song våïi cuäün baîo hoìa. Âiãûn aïp ra láúy trãn cuäün khaïng baîo hoìa . Âiãûn aïp âáöu ra coï quan hãû khaï phæïc taûp våïi âiãûn aïp vaìo vaì doìng âiãûn I. Khi: U2 < Uch ( âiãûn aïp cäüng hæåíng) thç maûch voìng L2C coï tênh cháút âiãûn dung. Khi U2 = Uch trong maûch xaíy ra hiãûn tæåüng cäüng hæåíng doìng âiãûn. Khi U2 > Uch thç maûch voìng L2C coï tênh cháút âiãûn caím (hçnh 9-5).

Hçnh 9-4: ÄØn aïp sàõt tæì coï tuû

106

Âàûc tênh V-A cuía bäü äøn aïp naìy hçnh 9-6. Ta nháûn tháúy åí âáy khi U∆ V tæång âäúi låïn thç U∆ R thay âäøi khäng âaïng kãø vaì UR chè äøn âënh khi U2 > Uch . Vç váûy phaíi choün miãön laìm viãûc cuía äøn aïp sau âiãøm cäüng hæåíng .

Âãø giaím båït âãún mæïc täúi âa sæû thay âäøi cuía âiãûn aïp âáöu ra UR ngæåìi ta duìng thãm cuäün buì våïi säú voìng thêch håüp quáún trãn maûch tæì cuía cuäün dáy tuyãún tênh L1 vaì ngæåüc cæûc tênh våïi cuäün W2. Så âäö maûch biãøu diãùn trãn hçnh 9-7.

Hçnh 9-5: Âàûc tênh cuía äøn aïp(maûch L) Hçnh 9-6: Daûng âàûc tênh V-A.

Tuû âiãûn C coï thãø màõc vaìo âiãûn aïp cao hån UR nhåì cuäün tàng aïp kiãøu biãún aïp tæû ngáùu, muûc âêch

laìm giaím trë säú cuía tuû ( biãút UC =C I

ω , nãúu UC caìng cao thç trë säú cuía tuû caìng beï khi doìng âiãûn I vaì táön

säú khäng âäøi). Nhæåüc âiãøm chênh cuía loaûi äøn aïp cäüng hæåíng laì âiãûn aïp ra bë meïo båíi pháön tæí phi tuyãún L2 . âiãöu

naìy coï thãø khàõc phuûc bàòng caïch duìng bäü loüc thêch håüp. Hçnh 9-7: ÄØn aïp coï cuäün dáy buì Hçnh 9-8: ÄØn aïp cäüng hæåíng

Trãn hçnh 9-8 trçnh baìy nguyãn lê cuía bäü äøn aïp sàõt tæì cäüng hæåíng. Bäü äøn aïp naìy âaî duìng nhiãöu biãûn phaïp têch cæûc nhàòm caíi tiãún täúi âa caïc thäng säú cuía noï . ÅÍ âáy nhåì coï cuäün buì Wb âiãûn aïp cuía tuû âæåüc tàng cao. Ngoaìi ra coìn coï cuäün khaïng tuyãún tênh L3 màõc näúi tiãúp våïi tuû C. Trë säú L3 choün sao cho L3 vaì C taûo thaình maûch cäüng hæåíng âäúi våïi caïc soïng báûc cao (chuí yãúu laì soïng haìi báûc 3), do váûy âiãûn aïp ra seî gáön hçnh sin hån. 2. Bäü äøn aïp kiãøu biãún aïp coï sun tæì

Biãún aïp coï sun tæì âoïng vai troì cuía cuäün khaïng baîo hoìa vaì cuäün khaïng tuyãún tênh. Så âäö nguyãn lê cuía loaûi naìy nhæ hçnh 9-9. Tuû C màõc song song våïi U2 hoàûc våïi âiãûn aïp cao hån U2.

107

9.4. ÄØN AÏP KHUÃÚCH ÂAÛI TÆÌ Âiãûn aïp hay doìng âiãûn cuía taíi màõc åí âáöu ra cuía khuãúch âaûi tæì coï thãø âiãöu khiãøn âæåüc nhåì doìng âiãûn âiãöu khiãøn vaìo cuäün dáy âiãöìu khiãøn. Muäún duy trç âiãûn aïp hay doìng âiãûn âáöu ra khäng âäøi thç chè viãûc thay âäøi trë säú doìng âiãöu khiãøn Iâk , âoï laì nguyãn lê laìm viãûc cuía bäü äøn aïp khuãúch âaûi tæì nhæ hçnh 9-10.

Noï gäöm mäüt KÂT âån vaì mäüt biãún aïp tæû ngáùu AT, âiãûn aïp âáöu vaìo âàût trãn hai cuäün laìm viãûc cuía khuãúch âaûi tæì vaì cuäün dáy så cáúp cuía AT.

Hçnh 9-9: ÄØn aïp kiãøu shun tæì

Coï UV = UKÂT + U1AT. Âiãûn aïp âáöu ra láúy åí cuäün thæï cáúp cuía maïy biãún aïp tæû ngáùu AT. Vai troì cuía AT duìng âãø náng cao âiãûn aïp ra : Ur= K.UAT = K( UV+ UKÂT). Trong âoï : K laì hãû säú biãún aïp cuía AT. Muäún cho Ur khäng âäøi thç Iâk phaíi âæåüc âiãöu chènh sao cho : + Khi Ur = Uâm thç Iâk = Iâkâm vaì coï UKÂTâm. + Khi Ur > Uâm thç Iâk < Iâkâm vaì coï UKÂT laìm giaím Ur vãö laûi Uâm. + Khi Ur < Uâm thç Iâk> Iâkâm vaì coï UKÂT laìm tàng Ur lãn laûi Uâm.

Hçnh 9-10: Daûng âån giaín cuía äøn aïp khuãúch âaûi tæì

Váún âãö máúu chäút laì phaíi taûo ra âæåüc quaï trçnh tæû âäüng thay âäøi Iâk theo quy luûáût trãn khi Ur thay âäøi. Âiãöu naìy âæåüc giaíi quyãút nhåì hãû thäúng âiãöu khiãøn gäöm caïc cå cáúu phaït, cå cáúu âo vaì cå cáúu so saïnh. Khi UV thay âäøi ( vç âiãûn aïp dæåïi taíi thay âäøi hoàûc taíi cuía äøn aïp thay âäøi) caïc cå cáúu trãn coï nhiãûm vuû taûo ra Iâk phuì håüp våïi âàûc tênh âiãöu chènh cuía äøn aïp do âoï âiãûn aïp ra seî âæåüc duy trç äøn âënh. Ur dao âäüng êt nháút nãúu caïc cå cáúu phaït, âo vaì so saïnh âæåüc laìm bàòng caïc linh kiãûn âiãûn tæí vaì baïn dáùn. Tuy váûy chuïng cuîng coìn âæåüc laìm tæì caïc pháön tæí âiãûn tæì.

Hçnh 9 -12 trçnh baìy nguyãn lê cuía mäüt äøn aïp KÂT maì cå cáúu cuía hãû âiãöu khiãøn laìm bàòng caïc cuäün khaïng. KÂT coï ba cuäün dáy âiãöu khiãøn Wâk1, Wâk2 vaì Wâk3. Trong âoï: Wâk1:laì cå cáúu phaíi chènh âënh bàòng doìng âiãûn Iâk1 sao cho khi : UV = Uvâm , It = Itâm thç âiãûn aïp ra bàòng âiãûn aïp âënh mæïc. Iâk1 âæåüc chènh âënh bàòng âiãûn tråí R1.

Hçnh 9-11: Âàûc tênh äøn aïp

108

Cuäün Wâk2 vaì Wâk3 màõc näúi tiãúp våïi cuäün khaïng baîo hoìa L2 vaì tuyãún tênh L3 qua bäü chènh læu, vç hai cuäün naìy trãn hçnh âæåüc näúi ngæåüc cæûc tênh våïi nhau do âoï sæïc tæì âäüng chung bàòng hiãûu hai sæïc tæì âäüng: (IW) = ( Iâk2.Wâk2) - ( Iâk3 .Wâk3)

Trong âoï: Iâk2 vaì Iâk3 phaíi âæåüc chènh âënh qua biãún tråí R2 vaì R3 sao cho khi Ur = URâm thç sæïc tæì âäüng täøng bàòng khäng(IW= 0). Khi Ur thay âäøi thç Iâk2Wâk2 vaì Iâk3Wâk3 thay âäøi theo hçnh 9-11.

Quaï trçnh tæû âäüng thay âäøi âiãûn aïp coï thãø biãøu diãùn nhæ sau: + khi UR < Urâm thç sæïc tæì âäüng IW >0 dáùn âãún LKÂT giaím vaì UKÂT giaím vaì âiãûn aïp ra laûi tàng laûi. + khi UR > Urâm thç IW < 0 dáùn âãún LKÂT tàng laìm UKÂT tàng vaì âiãûn aïp ra giaím laûi. ÄØn aïp khuãúch âaûi tæì coï thãø chãú taûo våïi cäng suáút tæång âäúi låïn, hiãûu suáút cao hån so våïi äøn aïp sàõt tæì.

Hçnh 9-12: Så âäö nguyãn lê äøn aïp khuãúch âaûi tæì

9.5. ÄØN AÏP BIÃÚN TRÅÍ THAN

Loaûi äøn aïp naìy coï cáúu taûo khaï âån giaín nhæ hçnh 9-13. Noï gäöm mäüt chäöng âéa than xäúp, mäüt loì xo keïo vaì mäüt nam chám âiãûn. Âiãûn aïp âáöu ra âæåüc tênh bàòng hiãûu cuía âiãûn aïp âáöu vaìo vaì âiãûn aïp råi trãn chäöng âéa than:

U = UV - IT. R Nãúu âiãûn aïp ra thay âäøi ( khi âiãûn aïp vaìo vaì taíi thay âäøi) thç læûc âiãûn tæì cuía nam chám âiãûn thay

âäøi theo cho nãn læûc eïp lãn chäöng âéa than cuîng thay âäøi laìm âiãûn tråí cuía noï thay âäøi. Khi âiãûn tråí cuía âéa than thay âäøi thç âiãûn aïp råi trãn noï cuîng thay âäøi, kãút quaí laìm cho âiãûn aïp

âáöu ra UR âæåüc duy trç khäng âäøi.

109

Hçnh 9-13: ÄØn aïp âiãûn tråí tiãúp xuïc 9.6. ÄØN AÏP KIÃØU SERVOMOTOR

ÄØn aïp kiãøu servomotor coìn âæåüc goüi laì äøn aïp duìng servomotor keïo chäøi than theo nguyãn lê âiãûn cå. Nguyãn lê laìm viãûc cuía noï laì duìng mäüt maûch âiãöu khiãøn bàòng linh kiãûn baïn dáùn âiãûn tæí âãø âiãöu khiãøn âäüng cå thæìa haình laìm nhiãûm vuû äøn âënh âiãûn aïp.

Uv Ur

S

Maûch âiãöu khiãøn âäüng cå

So saïnh vaì khuãúch âaûi

Âiãûn aïp láúy máùu

Âiãûn aïp chuáøn

M

Så âäö nguyãn lê laìm viãûc nhæ hçnh 9-14.

Hçnh 9-14: Så âäö khäúi äøn aïp kiãøu servomotor

Pháön chênh laì mäüt biãún aïp tæû ngáùu BA coï loîi hçnh xuyãún, âáöu vaìo láúy âiãûn qua con chaûy S. Âãø giæî âiãûn aïp ra Ur khäng âäøi ta phaíi thay âäøi âiãûn aïp vaìo Uv cho phuì håüp bàòng caïch âiãöu khiãøn tæû âäüng con chaûy S. Viãûc âiãöu chènh S âæåüc thæûc hiãûn nhåì âäüng cå M. Âäüng cå naìy âæåüc âiãöu khiãøn bàòng bäü so saïnh mæïc âäü sai lãûch giæîa âiãûn aïp máùu Ur

’ (Ur’ laì âaûi diãûn cho Ur) vaì âiãûn aïp chuáøn. Så âäö khäúi maûch âiãöu

khiãøn âæåüc trçnh baìy nhæ hçnh 9-15. Uv

TH ÂL CL

Ur

U’r

M Hçnh 9-15 : Så âäö khäúi maûch âiãöu khiãøn äøn aïp

Âiãûn aïp Ur sau khi qua bäü chènh læu (CL) coï âiãûn aïp Ur

’. Bäü âo læåìng laì mäüt maûch cáöu gäöm ba nhaïnh âiãûn tråí R1, R2, R3 vaì mäüt nhaïnh âiät zener Dz âæåüc veî trãn hçnh 9-16. Âiãûn aïp giæîa hai nhaïnh cuía cáöu laì Ur

’ (âiãûn aïp chènh læu cuía Ur ), ∆ U laì âiãûn aïp giæîa hai âènh cheïo AB cuía cáöu. Caïc trë säú âiãûn tråí R1, R2, R3 âæåüc tênh toaïn nhæ thãú naìo âãø khi Ur= Urâm thç coï U= 0. Giaï trë U sai lãûch âæåüc khuãúch âaûi lãn thaình giaï trë

∆∆ ∆ U1 låïn hån nhiãöu láön. U∆ 1 naìy âæåüc âæa âãún

khäúi thæûc hiãûn TH âãø khäúi naìy nháûn biãút âiãöu khiãøn chiãöu quay cuía âäüng cå M, keïo theo con træåüt S chaûy. Ta coï cuû thãø nhæ sau:

110

Uv

Ur

R1

R2

R3

Dz

B A

Hçnh 9-16: Cáöu so saïnh +Khi âiãûn aïp ra Ur tàng xuáút hiãûn sæû sai lãûch âiãûn aïp laì ∆ U, sæû sai lãûch naìy âæåüc khuãúch âaûi

thaình U∆ 1 låïn gáúp nhiãöu láön âãø cung cáúp cho âäüng cå M quay theo chiãöu giaím(chiãöu ngæåüc), keïo theo con træåüt S chaûy âãún khi Ur äøn âënh (Ur=Urâm).

+Khi âiãûn aïp ra Ur giaím xuáút hiãûn sæû sai lãûch âiãûn aïp laì ∆ U, sæû sai lãûch naìy âæåüc khuãúch âaûi thaình U∆ 1 låïn gáúp nhiãöu láön âãø cung cáúp cho âäüng cå M quay theo chiãöu tàng (chiãöu thuáûn), keïo theo con træåüt S chaûy âãún khi Ur äøn âënh (Ur=Urâm). ÄØn aïp loaûi naìy coï caïc æu âiãøm: âiãûn aïp ra äøn âënh, laìm viãûc tin cáûy, daûng âiãûn aïp ra êt bë meïo daûng, phaûm vi thay âäøi âiãûn aïp räüng, hiãûu suáút cao vaì ráút tiãûn låüi khi chãú taûo åí cäng suáút nhoí. Tuy nhiãn noï coï mäüt säú nhæåüc âiãøm laì: cáúu taûo khaï phæïc taûp, do coï hãû thäúng chäøi than nãn gáy äön khi laìm viãûc vaì dãù sinh chaïy näø, do váûy loaûi naìy khoï thæûc hiãûn åí cäng suáút låïn vaì giaï thaình cao.

9.7. ÄØN AÏP KIÃØU BUÌ Nguyãn lê laìm viãûc cuía äøn aïp kiãøu buì tæång tæû nhæ äøn aïp kiãøu servomotor. Hçnh 9-17 laì så âäö nguyãn lê cuía loaûi äøn aïp kiãøu buì.

Maûch âiãöu khiãøn

T

B

UrUv

M

Hçnh 9-17: Nguyãn lê äøn aïp kiãøu buì Muûc âêch cuía cuäün buì laì buì thãm mäüt læåüng âiãûn aïp thêch håüp âãø coï âiãûn aïp ra äøn âënh. Phæång trçnh cán bàòng âiãûn aïp laì: Uv= Ur + U∆ b Viãûc thay âäøi læåüng âiãûn aïp buì nhåì biãún aïp tæû ngáùu. Maûch âiãöu khiãøn coï nhiãûm vuû so saïnh vaì khuãúch âaûi âiãûn aïp ra thay âäøi âãø âiãöu khiãøn servomotor M theo hai chiãöu quay thuáûn hoàûc quay ngæåüc. Servomotor M laûi âiãöu khiãøn tæì biãún aïp tæû ngáùu T laìm cho noï cung cáúp mäüt læåüng âiãûn aïp coï veïc tå dæång hoàûc ám cho biãún thãú B. Thæï cáúp cuía B näúi näúi tiãúp våïi maûch âäüng læûc giæîa âáöu vaìo vaì âáöu ra.

111

Uv Ur

BA1

T2 T1

Hçnh 9-18: Så âäö nguyãn lê äøn aïp kiãøu buì

BA2

Thæûc tãú âiãûn aïp læåïi dao âäüng tæì Umin âãún Umax nãn thæåìng phæång aïn âæåüc âæa ra laì buì mäüt

læåüng U vaì do mäüt biãún aïp khaïc âaím nhiãûm. Så âäö nguyãn lê nhæ hçnh 9-18. Khi coï U∆ v nhoí hån mäüt trë säú âiãûn aïp âàût Uâ thç biãún aïp BA1 laìm viãûc (Triac T1 dáùn, Triac T2 ngæng dáùn) buì mäüt læåüng âiãûn aïp

U do âoï âiãûn aïp cuía biãún aïp BA∆ 2 luän luän låïn hån Uâ. Khi âiãûn aïp Uv cao thç biãún aïp BA1 ngæng laìm viãûc. Biãún aïp BA2 laìm nhiãûm vuû buì læåüng âiãûn aïp ∆ U âãø âiãûn aïp ra äøn âënh, viãûc buì naìy nhåì thay âäøi Uâk theo vë trê chäøi than con træåüt cuía biãún aïp vi sai. Khi caïc biãún aïp BA1, BA2 khäng cáön thiãút phaíi buì thç thiãút bë tæû ngàõt maûch så cáúp cuía noï âãø traïnh hiãûn tæåüng baîo hoìa maûch tæì laìm tàng täøn hao cäng suáút. Æu âiãøm cuía äøn aïp kiãøu buì laì cháút læåüng âiãûn aïp täút êt bë meïo daûng, âäü tin cáûy laìm viãûc cao, caïc pháön tæí âiãöu khiãøn læåüng cäng suáút beï( cuía BA1 vaì BA2 ) nãn dãù chãú taûo äøn aïp åí cäng suáút låïn, hiãûu suáút cao vaì giaï haû. Tuy nhiãn loaûi naìy cuîng täön taûi mäüt säú nhæåüc âiãøm: khoï chãú taûo vaì thiãút kãú, sæí duûng chäøi than nãn gáy äön vaì dãù chaïy näø, loaûi naìy thæåìng âæåüc chãú taûo våïi cäng suáút låïn.

9.9. ÄØN AÏP ÂIÃÛN TÆÍ ÄØn aïp gäöm mäüt biãún aïp tæû ngáùu T2 , cuäün dáy buì âiãûn aïp T1 vaì maûch âiãöu khiãøn laì caïc linh kiãûn baïn dáùn. Nguyãn lê laìm viãûc loaûi naìy tæång tæû loaûi servomotor, nhæng åí âáy âäüng cå thæìa haình servomotor vaì con chaûy S âæåüc thay thãú bàòng maûch âiãöu khiãøn doìng âiãûn vaì cuäün dáy buì âiãûn aïp T1. Khi âiãûn aïp thay âäøi, maûch âiãöu khiãøn seî phán têch âãø buì læåüng âiãûn aïp thêch håüp âaím baío âiãûn aïp ra äøn âënh. Hçnh 9-19 laì så âäö nguyãn lê cuía äøn aïp âiãûn tæí.

Uv Maûch âiãöu khiãøn doìng âiãûn

T1

T2

So saïnh vaì khuãúch âaûi Âiãûn aïp láúy máùu

Âiãûn aïp chuáøn

Ur

Hçnh 9-19: Så âäö khäúi äøn aïp âiãûn tæí

Æu nhæåüc âiãøm cuía äøn aïp âiãûn tæí

Ngoaìi caïc æu âiãøm âaût âæåüc nhæ loaûi servomotor, loaûi naìy coìn khàõc phuûc âæåüc caïc nhæåüc âiãøm laì khäng gáy äön hoàûc chaïy näø. Taïc âäüng ráút nhanh , nhaûy vaì khäúi læåüng nheû. Tuy nhiãn noï cuîng coï caïc nhæåüc âiãøm laì khaï phæïc taûp khi thiãút kãú, chãú taûo maûch âiãöu khiãøn, cäng suáút chãú taûo loaûi äøn aïp naìy khäng låïn vaì giaï thaình saín xuáút khaï cao.

112