Giáo trình Phần điện trong nhà máy thủy điện

hanh góp để nối các nguồn và cung cấp cho 
các phần tử của lưới điện một chiều. 
 Vì lưới điện một chiều có rất nhiều nhánh và phức tạp, nên để nâng cao độ tin cậy 
cung cấp điện người ta phân chúng thành các lưới nhỏ độc lập, có bảo vệ riêng bằng cầu 
chì hoặc áp tô mát. Việc phân chia thành các lưới nhỏ dựa trên nguyên tắc cùng chức năng 
làm việc: các khí cụ điều khiển, bảo vệ, tự động hóa, tín hiệu  
 Phương pháp khác để nâng cao độ tin cậy cung cấp điện cho các thiết bị thứ cấp là 
phân đoạn thanh góp tại các bảng điện một chiều, cung cấp cho mỗi phần tử của lưới từ hai 
phía, dùng hai cáp để cung cấp cho mỗi phần, tách riêng một tổ ắc quy để cung cấp cho 
các cuộn dây đóng của máy cắt và phân đoạn lưới cung cấp này đối với từng máy cắt của 
mỗi loại thiết bị phân phối điện cao áp. 
4. Nguồn thao tác xoay chiều 
 Nguồn thao tác một chiều có độ tin cậy cao, nhưng nhược điểm của nó là giá thành 
cao không chỉ do giá thành của ắc quy mà do cả lưới phân phối một chiều phân nhánh lớn 
và phức tạp. Để vận hành nguồn một chiều cần có công nhân vận hành tay nghề cao. Do 
đó dùng nguồn thao tác một chiều không có lợi đối với các trang bị nhỏ điện áp thấp. Trong 
trường hợp này ta có thể dùng nguồn thao tác xoay chiều. 
 Nguồn cung cấp dòng thao tác xoay chiều là các máy biến áp tự dùng, các máy biến 
dòng điện và máy biến điện áp. Chúng có thể cung cấp trực tiếp cho thiết bị thứ cấp hoặc 
qua các khâu trung gian như chỉnh lưu, các bộ nguồn cung cấp, các thiết bị tích điện. 
 Khác với dòng thao tác một chiều dòng thao tác xoay chiều được phân bố rải rác, 
nên khi sử dụng chúng không cần có lưới điện phân phối phức tạp và đắt tiền. Song việc 
cung cấp cho các thiết bị thứ cấp lại phụ thuộc vào lưới điện chính cần sử dụng các dụng 
cụ và khí cụ đặc biệt có hệ thống tiếp xúc lớn, trong nhiều trường hợp công suất nguông 
không đủ cung cấp cho các thiết bị thứ cấp làm việc (khi dùng các máy biến áp đo lường). 
Do vậy nguồn thao tác xoay chiều bị hạn chế, chúng chỉ được dùng ở các trang bị điện áp 
đến 110KV, đặc biệt trong các trạm không có máy cắt cao áp ở phía trước. 
 CÂU HỎI ÔN TÂP 
 Câu 1: Nêu khái niệm chung về phần điện trong nhà máy thủy điện và trạm biến áp 
? 
 Câu 2: Nêu đặc tính của ắc quy a xít ? 
 Câu 3: Nêu các tham số cơ bản của ắc quy ? 
 Câu 4: Vẽ và nêu nguyên lý hoạt động của sơ đồ nối ắc quy theo chế độ phóng nạp? 
 Câu 5: Vẽ và nêu nguyên lý hoạt động của sơ đồ nối ắc quy theo phương pháp phụ 
nạp thường xuyên ? 
 Câu 6: Nêu cách tính dung lượng phóng của ắc quy và dòng điện phóng tính toán? 
 Câu 7: Nêu cách tính chọn máy nạp cho ắc quy ? 
 BÀI 5: THIẾT BỊ PHÂN PHỐI ĐIỆN 
1. Khái niệm 
 Thiết bị phân phối điện (TBPP) là là một công trình dùng để thu nhận và phân phối 
điện năng. Nó gồm các khí cụ điện thao tác, dây dẫn và nột số thiết bị phụ. TBPP có thể 
phân loại như sau: 
 * TBPP trong nhà (kín) 
 Trong TBPP tất cả các khí cụ điện đều đặt trong nhà cà có thể chia làm hai loại: lắp 
ghép và trọn bộ. 
 Khi xây dựng loại lắp ghép người ta đưa khí cụ điện đến nới thi công như nhà máy 
điện hay trạm biến áp rồi mới lắp ghép lại thành từng mạch của TBPP. Đối với loại trọn 
bộ thì các khí cụ điện của từng mạch (máy cắt, dao cách ly ) đã được lắp sẵn thành từng 
tủ, khi xây dựng chỉ cần lắp ghép từng tủ lại với nhau. 
 * TBPP ngoài trời (hở) 
 Trong TBPP này tất cả các khí cụ điện đều đặt ngoài trời, nó cũng có thể chia làm 
hai loại: lắp ghép và trọn bộ. 
 Ưu điểm của TBPP trong nhà là các khí cụ điện được bảo vệ chống mưa nắng và 
các tác động khác của mối trường (bụi, hơi ẩm, nhất là các hơi ăn mòn như axit ) Nhưng 
vốn đầu tư xây dựng cao nên thường xây dựng với cấp điện áp ≤ 20KV. Ở các vùng ven 
biển hay gần các nhà máy hóa chất các TBPP ở cấp điện áp 35 hay 110KV cũng được xây 
dựng trong nhà. 
 Các TBPP ngoài trời các khí cụ điện phải chịu mọi tác động của thời tiết và môi 
trường. Bù lại nó được xây dựng nhanh, giá thành rẻ. TBPP ngoài trời thường được xây 
dựng với cấp điện áp ≥ 35KV. Tuy nhiên đối với thiết bị không quan trọng như ở vùng 
nông thôn cũng có thể xây dựng TBPP ngoài trời với cấp điện áp 6 đến 15KV. 
2. Thiết bị phân phối trong nhà 
2.1. Thiết bị phân phối lắp ghép 
 Trong TBPP lắp ghép, phần lớn các khí cụ điện được đặt trong buồng hở, giữa thanh 
dẫn và thanh góp các pha khác nhau thường có tấm ngăn. Khi xây dựng TBPP lắp ghép 
phần lớn các khí cụ điện được ghép lại với nhau tại nơi xây dựng. 
a) Quy trình xây dựng TBPP trong nhà kiểu lắp ghép 
 * Buồng đặt thiết bị: Trong TBPP các nhà khí cụ của từng mạch được đặt trong các 
buồng kín, buồng hở hay buồng chống nổ. 
 * Thanh góp và dao cách ly thanh góp 
 - Đây là một trong những thiết bị quan trọng nhất của TBPP. Thanh góp được đặt ở 
phần trên cao của TBPP, bap ha đặt nằm ngang, nằm nghiêng, thẳng đứng hay trên 03 đỉnh 
của tam giác. Trong đó phương pháp đặt nằm ngang là được sử dụng rộng rãi nhất. 
 - Dao cách ly thanh góp đặt dưới thanh góp, giữa thanh góp và dao cách ly thanh 
góp thường có tấm ngăn bằng vật liệu chịu hồ quang. Thường lưỡi dao cách ly đặt về phía 
hành lang điều khiển để dễ quan sát. 
 * Đặt máy cắt điện 
 - Phương pháp đặt máy cắt phụ thuộc chủ yếu và loại máy cắt và lượng dầu trong 
nó. Những máy cắt nhiều dầu thường đặt trong buồng chống nổ. 
 - Những máy cắt đặt ở tầng hai thường có hố thu dầu bằng bê tông ở dưới chúng để 
dầu không bị vương vãi khi chảy từ máy cắt ra. 
 - Máy cắt ít dầu được đặt trên tường hay trên các cấu kiện bằng thép được đặt trên 
sàn nhà. 
 * Bộ truyền động của máy cắt 
 Bộ truyền động thường đặt trên tường vững chắc ngăn cách với máy cắt để đảm bảo 
an toàn cho các nhân viên khi thao tác máy cắt và sửa chữa bộ truyền động của chúng. Bộ 
truyền động phải được đặt về phía hành lang điều khiển. 
 * Bộ truyền động của dao cách ly 
 Để đóng cắt dao cách ly thường dùng bộ truyền động bằng tay, chúng có thể đặt 
cùng tầng hay khác tầng với dao cách ly. 
 - Đặt các bộ truyền động của dao cách ly ở các tầng khác nhau và điều khiển tại một 
tầng thì vận hành an toàn và thuận tiện cho người thao tác và ngay cả khi thao tác nhầm 
dao cách ly thì hồ quang phát sinh cung không gây nguy hiểm cho người. Tuy nhên đặt 
như vậy làm cho TBPP phức tạp và đắt tiền vì phải dùng các cơ cấu truyền động phức tạp. 
 - Đặt các bộ truyền động của dao cách ly ở cùng một tầng với dao các ly thì bộ 
truyền động phải được đặt về phía bên trái của buồng để khi thao tác nhân viên thao tác 
không phải đứng đối diện với dao cách ly. 
 * Đặt kháng điện 
 Trong TBPP trong nhà thường dùng kháng điện bê tông. Chúng có thể đặt trong 
buồng kín hay hở và thường ở tầng thứ nhất. Kháng điện có thể đặt chồng, đặt kề hay đặt 
nằm ngang. Xung quang kháng điện có từ trường rất lớn nên nó không được đặt gần các 
cấu trúc bằng thép hoặc bê tông cốt thép. 
 * Đặt biến dòng và biến điện áp 
 - Trong TBPP trong nhà thường dùng biến dòng kiểu xuyên đặt cùng một buồng với 
máy cắt. Biến dòng kiểu xuyên thường lợi dụng để làm sứ xuyên qua tường hay vách ngăn. 
 - Một số biến dòng kiểu đỡ 35KV có dầu nhưng vì thể tích dầu nhỏ nên có thể đặt 
chúng trong buồng máy cắt hay đặt trên cấu trúc bằng thép ở phía hành lang phục vụ. 
 - Biến điện áp thường đặt trong buồng có lưới che. 
 * Đặt cáp lực và cáp điều khiển 
 Cáp điện lực từ trong TBPP chui ra ra ngoài bằng các ống gốm, nhựa, thép hay 
qua hào cáp. Khi số lượng cáp nhiều phải xây dựng hầm cáp có thông gió tự nhiên hay 
cưỡng bức. 
 Cáp điều khiển cũng đặt trong hào cáp hay được treo bên cạnh tường. 
 * Hành lang hay cửa ra vào 
 Trong TBPP trong nhà có thể có ba loại hành lang: Hành lang điều khiển, hành lang 
phòng nổ, hành lang phục vụ. 
 Ngoài ra để vận hành thuận tiện và an toàn cho người, TBPP cần có cửa ra vào. 
 Trong TBPP có nhiều tầng các cửa phụ ở tầng hai trở lên phải mở ra ban công có 
thang gác. 
 * Phần xây dựng 
 Kết cấu phần xây dựng của tào nhà phụ thuộc vào kiểu máy cắt dùng cho TBPP. 
b) Thiết bị phân phối điện áp (3 – 6)KV 
 TBPP (3-6) KV thường dùng sơ đồ một hệ thống thanh góp không có kháng điện, 
đây là những thiết bị công suất nhỏ được xây dựng trong nhà một tầng. Buồng được chia 
làm ba ngăn: ngăn trên để dao cách ly thanh góp, ngăn giữa để máy cắt, ngăn dưới để dao 
cách ly đường dây. Thanh góp được đặt ngoài buồng phía trên. Ngày nay người ta sản xuất 
sẵn các buồng tiêu chuẩn, khi xây dựng các TBPP chỉ cần ghép nối các buồng theo đùng 
sơ đồ đấu dây. 
 TBPP hai hệ thống thanh góp có kháng điện có thể xây dựng trong nhà một tầng 
hay hai tầng: tầng trên đặt thanh góp và dao cách ly thanh góp, tầng dưới đặt máy cắt và 
dao cách ly đường dây, giữa hai thanh góp có tường ngăn cách. 
c) Thiết bị phân phối điện áp 35KV và 110KV 
 TBPP trong nhà điện áp 35KV cũng thường có hai hệ thống thanh góp không phân 
đoạn và thường không có thanh góp đường vòng. 
 TBPP 35KV có hai hệ thống thanh góp được xây dựng trong nhà hai tầng: thanh 
góp và dao cách ly được đặt ở tầng trên, máy cắt và dao cách ly đường dây được đặt ở tầng 
dưới. Trong TBPP thanh góp thường được đặt ở ba đỉnh của tam giác vuông. 
 TBPP 110KV cũng thường có hai hệ thống thanh góp và khi xây dựng trong nhà 
cũng thường không có thanh góp đường vòng. Trong TBPP trong nhà 110KV thường dùng 
dao cách ly một cột đặt trên sàn của tầng hai. 
2.2. Thiết bị phân phối kiểu trọn bộ 
 Khác với TBPP lắp ghép trong TBPP kiểu trọn bộ toàn bộ các khí cụ điện sơ cấp và 
thứ cấp của từng mạch được lắp sẵn trong từng tủ gọi là tủ trọn bộ. Khi xây dựng TBPP 
chỉ cần lắp ghép các tủ với nhau theo sơ đồ nối điện, do đó xây dựng rất nhanh chóng. 
 Tủ trọn bộ có vỏ bằng kim loại cho kín toàn bộ các khí cụ và thanh góp bên trong, 
do đó tránh được bụi và rất an toàn cho người vận hành. 
a) Bảng phân phối 
 Bảng phân phối là một loại TBPP trọn bộ đơn giản nhất dùng cho điện áp ≤ 1000V. 
Có hai cách đặt cơ bản: Đặt cách tường (tự do), đặt sát tường. 
b) Thiết bị phân phối cỡ nhỏ - máy cắt di động 
 Trong TBPP cỡ nhỏ máy cát được đặt trên bệ có bánh xe nhờ vậy khi sửa chữa có 
thể kéo máy cắt ra khỏi tủ. Trong TBPP kiểu trọn bộ người ta hay dùng dao các ly kiểu 
cắm. Khi kéo ra hoặc đẩy vào cùng với máy cắt các dao cách ly kiểu cắm được cắt ra hay 
đóng lại. 
c) Thiết bị phân phối trọn bộ lớn – máy cắt cố định 
 TBPP loại này dùng cho nhà máy điện và trạm biến áp có điện áp U ≤ 35KV, thanh 
góp có dòng định mức 3000 -:- 5000A và cao hơn, còn máy cắt có công suất cắt đến 1000 
-:- 2500MVA (chủ yếu là máy cắt không khí và cắt dầu). Kích thước và trọng lượng của 
các máy cắt loại này rất lớn nên không thể đặt trong các tủ có bánh xe di động. Trong tủ 
trọn bộ loại này người ta thường dùng các dao cách ly thông thường. 
3. Thiết bị phân phối điện ngoài trời 
3.1. Thiết bị phân phối lắp ghép 
 Khi xây dựng TBPP ngoài trời kiểu lắp ghép người ta cũng ghép các khí cụ tại công 
trường. Đặc điểm của TBPP lắp ghép ngoài trời là không có tấm ngăn giữa các mạch với 
nhau cũng như giữa các phần mang điện của cùng một mạch. 
a) Một số quy trình xây dựng 
 * Dây dẫn và sứ cách điện 
 Trong TBPP lắp ghép ngoài trời các thanh góp và dây nối có thể là thanh dẫn cứng 
hay mềm. 
 Dây mềm được treo trên các giá đỡ nhờ các chuỗi sứ treo, còn dây dẫn cứng thì 
được đặt trên các giá đỡ nhờ sứ đỡ. 
 Để giảm độ võng của dây dẫn mềm, khoảng cách (nhịp) giữa hai sứ gần nhất không 
được quá 30 – 50m. Đối với thanh dẫn cứng chiều dài của nhịp quyết định bởi điều kiện 
ổn định động cà với điện áp ≤ 110KV chiều dài nhịp ≤ 8m. 
 * Giá đỡ 
 Giá đỡ của TBPP ngoài trời làm bằng gỗ, thép hay bê tông cốt thép, độ sâu của 
móng được xác định bởi điều kiện địa chất và bằng khoảng 1 - 3m. Móng của máy cát được 
xây nhô lên cách mặt đất ít nhất khoảng 10cm, có hai thanh thép chữ I gắn chặt trên trụ 
móng. Móng máy biến áp không nhô lên và có hai đường ray có thể đẩy máy biến áp đến 
nơi sửa chữa. 
 Để cho dầu không bị tung tóe, phía dưới máy cắt dầu và máy biến áp phải có lớp đá 
răm dày ít nhất 25cm và rộng hơn đáy máy. 
 * Máy cát ít dầu, máy cắt không khí và dao cách ly 
 Các khí cụ này cungd với máy biến điện áp và những máy biến dòng được đặt trên 
giá đỡ riêng, Giá đỡ phải có độ cao đảm bảo an toàn cho người qua lại dưới dây dẫn và bảo 
đảm các khí cụ được nối với nhau một cách thuận tiện. Tay cầm của bộ dao truyền động 
cách ly được đặt ở độ cao khoảng 1,5m so với mặt đất. 
 * Chống sét van, dây chống sét và cột chống sét 
 Chống sét van được đặt trên giá như dao cách ly. 
 Dây chống sét bảo vệ sét đánh vào đường dây được nối vào cột đầu của TBPP. Cột 
chống sét bảo vệ chống sét đánh trực tiếp vào TBPP, nó là những thanh thép tròn được đặt 
thẳng đứng trên các cột của TBPP. 
 * Cáp điện lực và cáp khiểm tra 
 Được đặt trong hầm hay hào có nắp đậy bằng vật liệu không cháy. 
 * Bố trí các phần tử của TBPP ngoài trời 
 Được bố trí thành từng mạch một. Bề rộng các mạch (bước) do điện áp quyết định. 
Bước của TBPP ngoài trời 35KV bằng 4 – 6m, 110KV bằng 8 - 9m, 220KV bằng 14 -15m, 
500KV bằng 28m. 
 * Chuyên chở thiết bị 
 Để chuyên chở mát cắt, dao cách ly, biến điện áp và biến dòng, chống sét và biến 
áp nhỏ khi lắp ráp, thay thế, sửa chữa trong TBPP phải có đường ô tô. Để chuyên trở máy 
biến áp lực lớn phải có đường ray. 
 * Hàng rào 
 Trong TBPP ngoài trời người ta chỉ rào những thiết bị nào đặt thấp hơn mức quy 
định. Chiều cao của hang rào này không được thấp hơn 1,7m. Ngoài ra còn có hàng rào 
toàn bộ TBPP với chiều cao khoảng 2,5m. 
b) Thiết bị phân phối ngoài trời kiểu lắp ghép 
 TBPP có thể được chia làm hai loại: thấp, cao. Trong TBPP thấp toàn bộ khí cụ 
được đặt trên một mặt phẳng nằm ngang trên các giá đỡ riêng tương đối thấp, thanh góp là 
dây mềm hay các ống cứng cũng được giữ trên các giá tương đối thấp. 
 Trong TBPP cao các khí cụ được đặt trên một số mặt phẳng nằm ngang, dao cách 
ly thanh góp được đặt phía trên máy cắt và thanh góp được đặt phía trên dao các ly thanh 
góp. Do đó để đặt được khí cụ và thanh góp phải xây dựng các giá đỡ tương đối cao và 
phức tạp. 
3.2. Thiết bị phân phối ngoài trời kiểu trọn bộ 
 TBPP ngoài trời trọn bộ có thể dùng cho điện áp bất kỳ. Ưu điểm của nó so với thiết 
bị lắp ghép là rất chắc chắn, bảo vệ được cách điện khỏi bụi. So với TBPP ngoài trời lắp 
ghép thì thiết bị trọn bộ chiếm diện tích xây dựng ít hơn và xây dựng nhanh chóng hơn. 
4. Một số cấu trúc của thiết bị phân phối điện trong nhà 
 (Giáo viên giới thiệu trên bản vẽ A0) 
 CÂU HỎI ÔN TẬP 
 Câu 1: Nêu khái niệm thiết bị phân phối điện? 
 Câu 2: Trình bày quy trình xây dựng TBPP trong nhà kiểu lắp ghép ? 
 Câu 3: Trình bày thiết bị phân phối lắp ghép trong nhà ? 
 Câu 4: Trình bày thiết bị phân phối điện áp (3 – 6)KV trong nhà ? 
 Câu 5: Trình bày thiết bị phân phối điện áp (35 – 110)KV trong nhà ? 
 Câu 6: Trình bày thiết bị phân phối kiểu trọn bộ trong nhà ? 
 Câu 7: Trình bày quy trình xây dựng TBPP ngoài trời kiểu lắp ghép ?