thiết kế trạm biến áp cho phân xưởng, chương 6 ppt

Tuỳ theo từng loại máy biến áp, vị trí đặt của chúng, vai trò của MBA trong hệ thống mà ng-ời ta đ-a ra ph-ơng thức để lựa chọn hệ thống bảo vệ thích hợp cho từng loại MBA, gồm những loạ

Chương 6: Những h- hỏng th-ờng xảy

ra đối với MBA

a H- hỏng bên trong MBA bao gồm:

+ Chạm chập giữa các vòng dây.

+ Ngắn mạch giữa các cuộn dây

+ H- hỏng bộ phận chuyển đổi đầu phân áp.

+ Thùng dầu bị rò dỉ

b H- hỏng ở chế độ làm việc bình th-ờng của MBA.

+ Ngắn mạch nhiều pha trong hệ thống

+ Ngắn mạch một pha trong hệ thống

+ Quá tải

+ Quá bão hoà mạch từ

Tuỳ theo từng loại máy biến áp, vị trí đặt của chúng, vai trò của MBA trong hệ thống mà ng-ời ta đ-a ra ph-ơng thức để lựa chọn hệ thống bảo vệ thích hợp cho từng loại MBA, gồm những loại sau:

Loại h- hỏng của máy biến áp và loại bảo vệ

+ Ngắn mạch một pha hoạc nhiều

pha chạm đất

+ So lệch là loại bảo vệ chính + Bảo vệ quá dòng

+ Bảo vệ quá dòng TTK

+ Khoảng cách bảo vệ dự phòng + Chạm chập các các vòng dây,

thùng dầu thủng hoạc bị rò dỉ

+ Bảo vệ rơle khí (Buchholz)

+ Quá tải

+ Quá nhiệt độ

+ Quá dòng điện

+ Dùng hình ảnh nhiệt

3.2.2 Các chức năng bảo vệ đ-ợc sử dụng.

3.2.2.1 Nguyên lý bảo vệ bằng rơ le khí:

Dùng để phát hiện các h- hỏng bên trong thùng dầu máy biến

áp Nh- dạng ngắn mạch giữa các vòng dây trong cùng một pha hoặc ngắn mạch ở gần điểm trung tính hoặc thùng dầu máy biến áp

bị rò dỉ làm mức dầu giảm thấp Bảo vệ làm việc dựa vào mức độ bốc hơi và tốc độ chuyển động của dầu đẩy lên bình dầu phụ

Hình 3 2: Sơ đồ bảo vệ rơ le khí.

Để rơ le làm việc có độ nhậy cao khi lắp đặt máy biến áp cần

kê nghiêng máy biến áp một góc từ (3-50) sao cho phía bình dầu

phụ cao hơn

3.2.2.2 Nguyên lý bảo vệ so lệch dòng điện.

Bình dầu phụ

Thùng dầu MBA Rơle khí

Nguyên lý: Bảo vệ so lệch dựa trên nguyên tắc so sánh các

dòng điện và vì vậy cũng đ-ợc hiểu nh- hệ thống cân bằng dòng

điện Chúng sử dụng nguyên tắc là dòng điện rời khỏi đối t-ợng bảo vệ trong điều kiện bình th-ờng bằng dòng đi vào đối t-ợng bảo

vệ Bất cứ sự sai lệch dòng nào cũng đ-ợc hiểu sự cố bên trong

BI2 có cùng tỷ số biến, đ-ợc nối để có đ-ợc các dòng điện nh- hình

vẽ (Hình 3.1)

Khi vận hành bình th-ờng hoặc ngắn mạch ngoài, dòng điện bằng nhau

I1 I2 nên ta có ISL= I1 – I2  0 rơ le không tác động Khi sự cố bên trong vùng bảo vệ, dòng điện ở mỗi đầu không bằng nhau

I1 I2 nên ta có ISL = I1 - I2  0 khi ISL > IKđ rơ le tác

động

Sơ đồ 3.3: Sơ đồ bảo vệ so lệch:

Bảo vệ so lệch dòng điện có hãm: Trên thực tế do sai số của các

máy biến dòng hay hiện t-ợng bão hoà mạch từ và khi đóng máy biến áp không tải dòng điện thứ cấp của các BI sẽ khác nhau và tạo

ra dòng điện không cân bằng

ISL= I1 - I2 = IKcb Dòng điện không cân bằng trong một số tr-ờng hợp có thể có giá trị rất lớn dẫn đến rơ le bảo vệ so lệch tác động nhầm Để khắc phục nh-ợc điểm trên ng-ời ta sử dụng nguyên lý hãm sóng hài bậc cao (khoá không cho bảo vệ tác động trong một khoảng thời gian nhất định) Bảo vệ so lệch dòng điện có hãm sóng hài bậc cao

đ-ợc dùng làm bảo vệ chính cho máy biến áp, chống lại các dạng ngắn mạch một pha hoạc nhiều pha, một pha chạm đất trong cuộn dây máy biến áp Bảo vệ đảm bảo làm việc ổn định với các dòng không cân bằng suất hiện khi đóng máy biến áp không tải hoặc khi ngắn mạch ngoài vùng bảo vệ so lệch Bảo vệ luôn đảm bảo độ nhậy với các dạng sự cố ngắn mạch trong vùng bảo vệ, có biện

Đối t-ợng bảo vệ

I2

IS1

I2

I1

IS2

I

N 1

N 2

pháp tránh tác động nhầm khi có dòng từ hoá tăng cao (khi đóng máy biến áp không tải)

3.2.2.3 Nguyên lý bảo vệ quá dòng điện:

Bảo vệ quá dòng điện đặt ở phía 110 kV dự phòng cho bảo vệ

so lệch Bảo vệ làm việc với hai cấp tác động, cấp tác động cắt nhanh và cấp tác động có thời gian

Bảo vệ quá dòng điện cắt nhanh: (I>>) có dòng khởi động chọn theo điều kiện giá trị lớn nhất của dòng điện khi ngắn mạch ngoài vùng của bảo vệ máy biến áp

Dòng điện khởi động của bảo vệ đ-ợc chọn theo công thức

Ikđ=Kat IN ng.max Trong đó:

IN ng.max: Dòng điện ngắn mạch ngoài vùng của bảo vệ lớn nhất

Kat = 1,2 ữ 1,3 Hệ số an toàn th-ờng lấy bằng Bảo vệ quá dòng điện có thời gian: (I>) Tính chọn lọc của bảo

vệ qúa dòng điện có thời gian dùng bảo vệ cho máy biến áp đ-ợc

đảm bảo bằng cách Phối hợp về thời gian với các bảo vệ quá dòng

điện có thời gian đặt ở hai phía trung áp và hạ áp của máy biến áp Bảo vệ quá dòng điện có thời gian đặt ở thanh cái trung và hạ áp có thời gian làm việc phối hợp với bảo vệ ở các lộ đ-ờng dây xuất tuyến từ thanh góp và có nhiệm vụ bảo vệ thanh góp và làm dự phòng cho bảo vệ đ-ờng dây

Có hai loại đặc tính thời gian làm việc của bảo vệ quá dòng

điện

+ Đặc tính thời gian độc lập: Thời gian làm việc của bảo

vệ không phụ thuộc và trị số dòng điện chạy qua bảo vệ

+ Đặc tính thời gian phụ thuộc: Thời gian làm việc của bảo vệ càng nhỏ khi dòng điện chạy qua bảo vệ tăng

Dòng điện khởi động của bảo vệ này đ-ợc chọn nh- sau:

Kat Kmm

Ikđ

Trong đó :

Ilv max : Dòng điện làm việc lớn nhất cho phép của phần

tử đ-ợc bảo vệ

Km =11,5 là hệ số mở máy khi xét phụ tải là động cơ

Kat = 1,11,2 là hệ số an toàn

KTV = 0,951 là hệ số trở về của rơle

3.2.2.4 Nguyên lý bảo vệ dòng điện thứ tự không máy biến áp

Bảo vệ so lệch dòng điện thứ tự không máy biến áp (bảo vệ chống chạm đất hạn chế) dựa trên nguyên lý so lệch giữa dòng

điện qua dây trung tính nối đất và dòng điện tổng của 3 pha Bảo vệ cho cuộn dây máy biến áp chống sự cố chạm đất cho cuộn dây có trung tính nối đất trực tiếp Trong điều kiện làm việc bình th-ờng không có dòng điện đi qua điểm trung tính, tổng dòng điện thứ tự không ở các pha bằng không Khi xẩy ra sự cố chạm đất trong vùng bảo vệ sẽ xuất hiện dòng điện thứ tự không ở trung tính máy biến

áp và ở các pha I01 và I02 bằng nhau về độ lớn và cùng chiều

ISl 0 = I01 + I02  0  Bảo vệ tác động

Ng-ợc lại khi xẩy ra sự cố chạm đất ngoài vùng bảo vệ sẽ xuất hiện dòng điện thứ tự không I01, I02 bằng nhau về độ lớn và ng-ợc chiều

ISl 0 = I01 + I02 = 0  Bảo vệ không tác động

Tuy nhiên khi sự cố chạm đất ngoài vùng bảo vệ, dòng điện không cân bằng có thể tồn tại do hiện t-ợng bão hoà mạch từ của

BI không giống nhau Để khắc phục hiện t-ợng này bảo vệ chống

sự cố chạm đất có bộ phận khoá bảo vệ với dòng điện thứ tự không khi xẩy ra chạm đất ở ngoài vùng bảo vệ