hệ thống bảo vệ cho trạm biến áp 220 KV Nhiệt điện uông bí

Bảo vệ có thể rơi vào trạng thái không tác động khi: - Dòng sự cố thực tế nhỏ hơn giá trị tính toán, do điện áp mạng nhỏ hơn địnhmức do điện trở quá độ chỗ ngắn mạch…Than và Điện rất cầ

Phần chuyên đề : tính toán chỉnh định hệ thống rơle bảo vệ

cho máy biến áp tự dùng 20t điện áp 35/6,3 kv

giới thiệu chung về công ty nhiệt điện uông bí

khái quát quá trình hình thành và phát triển của công ty

nhiệt điện uông bí

1 Vị trí địa lý, khí hậu , địa chất của khu vực

1.1 Vị trí địa lý

Nhà máy Nhiệt điện Uông Bí nằm ở phía Nam trục đờng Quốc lộ 18, phía Đônggiáp sông Uông phờng Quang Trung, phía Bắc giáp phờng Bắc Sơn, phía Tây giáp đồikhe Ngát, nằm trên Thị xã Uông Bí, Tỉnh Quảng Ninh, trên vùng Đông bắc Tổ quốc.Thuận lợi cung cấp điện năng cho vùng Đông bắc Tổ quốc

1.3 Địa chất khu vực:

Địa hình nhà máy đợc bố trí khảo sát trên cơ sở gần nguồn than của mỏ VàngDanh, nguồn nớc cung cấp vào nhà máy là sông Uông Bí Giữa 2 nguồn nớc đợc ngăncách bởi một đập tràn đợc thiết kế ngăn chặn giữa nớc mặn và nớc ngọt từ suối VàngDanh Yên Tử chảy ra

2 Sự hình thành và phát triển kinh tế xã hội của khu vực

Nhà máy điện Uông Bí đợc nằm trong giữa 3 quả đồi, thuận tiện cho việc bảo vệkhi có chiến tranh xảy ra Cung cấp điện năng thuận lợi cho vùng Đông bắc của Tổ quốc

để phát triển kinh tế và an ninh vững vàng

Về phần giao thông, vô cùng thuận lợi vì nhà máy nằm gần trục Quốc lộ 18 Đó

là những tiêu chuẩn đầu tiên để xây dựng nhà máy theo đúng lý thuyết của nhà máynhiệt điện, đó là: vận chuyển than, dầu thuận tiện, nguồn nớc cung cấp cho nhà máy Công ty Nhiệt điện Uông Bí là một doanh nghiệp nhà nớc trực thuộc Tập đoàn

Điện lực Việt Nam Vị trí nằm trên Phờng Quang Trung, Thị xã Uông Bí, Tỉnh QuảngNinh Đợc khởi công và xây dựng ngày 19-5-1961, thủ tớng Phạm Văn Đồng thay mặtChính phủ bổ nhát cuốc dầu tiên với phân viện Lê Nin Grát (Liên Xô cũ) giúp ta xâydựng, với tổng công xuất 153MW Bao gồm 8 lò hơi và 6 khối phát điện Ngày nay dothiết bị lạc hậu đã cải tiến và thay đổi còn 2 máy phát (mỗi máy 55MW) và 4 lò hơi vớitổng công xuất 110MW hằng năm phát sản lợng hơn 700 triệu kWh lên lới điện Quốcgia

Hiện nay, nhà máy nhiệt điện đóng vai trò rất quan trọng trong hệ thống phát điệnquốc gia Với khả năng phản ứng nhanh, dễ điều chỉnh công suất phát dới tải Các nhàmáy nhiệt điện đảm nhiệm chức năng chính trong việc điều độ và phân phối điện Với xuhớng phát triển công nghệ hiện đại trong mọi lĩnh vực nh hiện nay, nhu cầu về năng lợngtrên thế giới nói chung và ở Việt Nam nói riêng ngày càng tăng trởng, tốc độ phát triểnnhiệt điện hiện nay là rất mạnh Việt Nam ta trong vòng khoảng một thập kỷ gần đây, rấtnhiều các nhà máy nhiệt điện lò hơi sử dụng nhiều loại nhiên liệu than, dầu, khí đốt…Than và Điện rất cần cho Công nghiệp và Nông

đợc xây dựng ở mọi miền đất nớc Việc nghiên cứu về điện năng trong nhà máy nhiệt

điện nói riêng và các nhà máy điện nói chung là hết sức cần thiết Cho đến nay các vấn

đề về điều khiển, nâng cao hiệu suất phát điện, đảm bảo an toàn trong vận hành, giảmthiểu ô nhiễm môi trờng…Than và Điện rất cần cho Công nghiệp và Nôngvẫn cha đợc giải quyết triệt để, đặt ra những thách thức đốivới khoa học hiện đại

3 Cơ cấu tổ chức quản lý của Công ty Nhiệt điện Uông Bí

3.1 Đặc điểm tổ chức sản xuất

Là một doanh nghiệp một thành viên sản xuất điện trực thuộc Tập đoàn Điện lựcViệt Nam Nhiệm vụ là sản xuất điện năng cung cấp lên lới điện Quốc gia Theo phâncấp quản lý của Nhà nớc dới sự điều hành của Tập đoàn Điện lực Việt Nam nắm giữtrên 50% vốn điều lệ

Hiện nay Công ty gồm 2 dây chuyền sản xuất:

+ Dây chuyền 1 là toàn bộ thiết bị nhà máy cũ 110 MW (Cần khảo sát và hoànthiện)

+ Dây chuyền 2 là tổ máy 300MW (Uông Bí mở rộng 1), tổ máy số 7

+ Đã khảo sát và chuẩn bị khởi công xây dựng 300MW (Uông Bí mở rộng 2)

Phân x ởng Tự

động điều

khiển

Phân x ởng Nhiên liệu

Phân x ởng Lò máy

PX Điện Kiểm nhiệt

Phân x ởng Hóa

Phòng Tài chính Kế toán

Văn phòng Công ty

Phòng Vật t Nhiên liệu

Phòng Bảo vệ

Phòng GP MBCB MR II

Phân x ởng Cơ nhiệt

& Đồ án tốt nghiệp

Chơng 1

lý thuyết rơle bảo vệ trạm biến áp

Trong hệ thống cung cấp chính của công ty hiện nay Máy biến áp (MBA) 20Tluôn duy trì ở phơng thức làm việc dự phòng nóng, nó đóng một vai trò hết sức quantrọng trong phơng thức hoạt động của 2 tổ máy phát số 5 và số 6 và lấy điện lới về phục

vụ điện tự dùng của nhà máy Mặt khác trong thời điểm hiện tại nó đóng góp vai trò rấtquan trọng để đa tổ máy số 7: 300MW vào vận hành Do đó việc tính toán và lựa chọnrơle bảo vệ và vận hành máy biến áp 20T là hết sức quan trọng

Rơle bảo vệ là hệ thống thiết bị tự động có khả năng phát hiện nhanh các phần tử bị sự cố và cô lập chúng để duy trì hoạt động bình thờng cho đối tợng đợc bảo vệ, nhằm hạn chế thấp nhất những hậu quả tai hại do sự cố

Nhiệm vụ của máy biến áp 20T:

+ Cấp điện áp tự dùng cho nhà máy khi sự cố lới điện, để duy trì và đốt lò chonhà máy chạy lại

+ Cấp điện áp tự dùng khi 2 khối máy phát số 5 và số 6 không phát điện để đa ra

đại tu sửa chữa

+ Nếu sự cố các kháng 5,6 đa ra đại tu Phải dùng nguồn của máy biến áp 20T đavề

Sơ đồ nguyên lý về cung cấp điện cho các phân đoạn tự dùng trên hình 3.1

1.1 các dạng h hỏng, sự cố của máy biến áp

1.1.1 Các trờng hợp sự cố trong máy biến áp

+ Ngắn mạch giữa các pha trong cuộn dây máy biến áp

+ Ngắn mạch 1 pha, ngắn mạch giữa các vòng dây trong cùng một pha + Cách điện giữa các lá thép và mạch từ bị phá huỷ, dòng điện xoáy làm già hoá

+ Dòng điện tăng cao do ngắn mạch trên đờng dây.

+ Dòng điện quá tải khi có sự cố…Than và Điện rất cần cho Công nghiệp và Nông

Thanh cái 2-35kV Thanh cái 1-35kV

20T

35/6,3kVUk%=10%

Uđ/c=5%

Y/ -11

333

333-2 333-1

333-25

Tp-Tp-6-1000 Xk%=6%

6,3kV 1000A

Tp-Tp-6-1000 Xk%=6%

6,3kV 1000A

8P 6kV 7P 6kV

616 615

6P 6kV 5P 6kV

CB 185

Hình 1.1 Sơ đồ nguyên lý về cung cấp điện cho các phân đoạn tự dùng.

1.2 các yêu cầu đối cơ bản với hệ thống rơle bảo vệ

Trong quá trình vận hành hệ thống điện (máy biến áp, đờng dây, động cơ điện,thiết bị điều khiển nối với nhau) có thể rơi vào các sự cố hay làm việc không bình th -ờng Sự cố trong hệ thống điện là các chế độ xuất hiện khi có h hỏng ở các phần tử của

nó nh: hỏng lớp cách điện, đứt dây dẫn ở chế độ sự cố dòng trong mạch thờng tăng lêngấp nhiều lần ở chế độ bình thờng, do đó sự cố cần đợc loại trừ nhanh chóng, để đảmbảo không làm h hỏng các thiết bị khác trong hệ thống điện, cũng nh đối với môi trờng

và con ngời vận hành

1.2.1 Tính chọn lọc

Tính tác động chọn lọc của bảo vệ thực chất là tác động không nhầm lẫn, tức làchỉ tác động trong giới hạn đã đợc giao nhiệm vụ mà không vợt quá giới hạn, giữ nguyênvẹn các phần tử cung cấp điện khác

Tác động chọn lọc của bảo vệ đợc phân thành :

+ Chọn lọc theo vùng bảo vệ

+ Chọn lọc theo chế độ đợc trao cho bảo vệ: áp hay dòng…Than và Điện rất cần cho Công nghiệp và Nông

Đối với bảo vệ khỏi ngắn mạch theo vùng là khả năng cắt của bảo vệ khi có ngắnmạch chỉ cắt phần tử h hỏng của bảo vệ

Để khắc khục nhợc điểm này thờng dùng các biện pháp:

+ Sau khi cắt không chọn lọc cần sử dụng hệ thống đóng lặp lại cùng với thiết bịkiểm tra và khoá chắc chắn vùng có sự cố

+ Phân chia vùng bảo vệ bằng các đặc tuyến dòng thời gian phụ thuộc Tính chọnlọc đối với các bảo vệ khỏi chế độ không bình thờng còn phải có yêu cầu cao hơn, vì chỉ

có nh vậy thì các thiết bị bảo vệ mới có thể ngăn chặn đợc nguyên nhân phát sinh và sự

cố lan tràn của phụ tải

1.2.2 Tính tác động nhanh

Khi phát sinh dòng, thiết bị điện nằm trong mạch chịu tác dụng của lực điện

động và tác dụng nhiệt do dòng ngắn mạch tạo ra Vì thế khi bảo vệ tác động nhanh, kịpthời thì dòng ngắn mạch nhỏ nên tác động phá hoại là thấp nhất

Tính tác động nhanh của bảo vệ cũng còn là yêu cầu quan trọng để đảm bảo chocác phụ tải không có h hỏng và làm việc ổn định, để giảm mức độ h hỏng là nhỏ nhất

Đặc biệt là động cơ và máy biến áp công suất lớn, để tăng hiệu quả của hệ thống tự đónglại

Độ nhậy của bảo vệ là khả năng ghi nhận độ lệch khỏi giá trị đặt, của đại lợng

đ-ợc bảo vệ ( áp tăng, dòng giảm…Than và Điện rất cần cho Công nghiệp và Nông) Độ nhậy bảo vệ khỏi ngắn mạch đợc đánh giá bởi hệ

kN =

I nm min

I kd

trong đó :

Inm min - dòng ngắn mạch nhỏ nhất trong vùng bảo vệ;

Ikđ - dòng khởi động của bảo vệ rơle.

Nh vậy là hệ số độ nhậy biểu thị mức độ không từ chối tác động của bảo vệ khixuất hiện sự cố bất lợi nhất cho sự làm việc của nó Hệ số độ nhậy càng lớn thì bảo vệtác động càng chắc chắn, ngợc lại knh càng nhỏ thì độ nhậy thấp

Yêu cầu về độ nhậy:

- Đối với bảo vệ chính kN ¿ 1,5

- Đối với bảo vệ dự trữ kN ¿ 1,2

Bảo vệ có thể rơi vào trạng thái không tác động khi:

- Dòng sự cố thực tế nhỏ hơn giá trị tính toán, do điện áp mạng nhỏ hơn địnhmức do điện trở quá độ chỗ ngắn mạch…Than và Điện rất cần cho Công nghiệp và Nông

- Do chỉnh định không chính xác: Vì thang đo chỉnh dịnh sai với giá trị tác độngcủa rơ le, vì môi trờng, lực kéo của lò so, tiếp điểm tiếp xúc kém…Than và Điện rất cần cho Công nghiệp và Nông

- Sai số khi tính toán dòng chỉnh định, ngắn mạch

- Sai lệch do nhiệt độ môi trờng tác động

1.2.4 Độ tin cậy

Độ tin cậy là khả năng bảo vệ làm việc chắc chắn trong mọi điều kiện đối với bất

kỳ sự cố nào trong vùng bảo vệ, đồng thời không tác động đối với các chế độ mà nókhông đợc giao nhiệm vụ

Thiết bị bảo vệ rơle phụ thuộc vào loại thiết bị thờng trực Sự làm việc của thiết

bị này đợc đặc trng bởi 2 chế độ khác nhau:

- Chế độ báo động (tính bằng phần trăm giây hay giây), ở chế độ này bảo vệ phảitác động

- Chế độ thờng trực (tính bằng hàng giờ) lúc đó thiết bị phải tác động, trong khi

đó nó không tác động

Nh vậy, yêu cầu tính làm việc chắc chắn của bảo vệ rơle phải tác động không đợc

từ chối khi có sự cố phát sinh bất ngờ trong vùng đợc bảo vệ (Ngắn mạch và các chế độkhông bình thờng khác) và không đợc tác động trong các trờng hợp còn lại, nghiã làrơle không đợc giao nhiệm vụ

1.2.5 Tính kinh tế

Các bảo vệ rơle phải thoả mãn các yêu cầu kỹ thuật đồng thời phải xây dựng sao cho rẻ nhất đến mức có thể Đối với thiết bị cao áp chi phí cho trang thiết bị lắp đặt(bảo vệ rơle) BVRL chỉ chiếm một phần nhỏ, đại đa số thiết bị ở mạng cao áp đều rất

đắt, vì vậy hệ thống bảo vệ rơle thờng chi phí bé nên yêu cầu này ít đợc xét đến

Năm yêu cầu trên mâu thuẫn lẫn nhau, nếu tăng yêu cầu kỹ thuật thì giá thành sẽcao Do vậy cần tính toán các yêu cầu ở mức độ tốt nhất trong việc lựa chọn sơ đồ và thiết bị rơle bảo vệ.

1.3 Sơ đồ nối các máy biến dòng và rơle

1.3.1 Sơ đồ nối các máy biến dòng và rơle theo hình sao đủ (sao hoàn toàn)

Hình 1.2 Sơ đồ nối cấc maý biến dòng hình sao hoàn toàn.

Trong sơ đồ hình sao hoàn toàn máy biến dòng đặt ở tất cả các pha, cuộn dây của rơle nối vào dòng điện pha toàn phần Dây trung tính đảm bảo cho sơ đồ bảo vệ đúng khingắn mạch chạm đất Khi hệ thống làm việc bình thờng và ngắn mạch không chạm đất

3 pha và dây trung tính về nguyên tắc sẽ không có dòng điện

Khi ngắn mạch chạm đất dòng điện chạy trong dây trung tính là:

Hình 3.3 Sơ đồ nối cấc maý biến dòng hình sao khuyết.

Dòng điện trong dây dẫn trở về Iv là:

I'v = - (I'a + I'c ) hay I'v = I'b.(khi không có thành phần dòng điện thứ tự không)Khi ngắn mạch 1 pha không đặt máy biến dòng (pha B), thì rơle không tác động Vì vậy, chỉ dùng bảo vệ chống ngắn mạch nhiều pha

1.3.3 Sơ đồ nối các máy biến dòng theo hình tam giác và rơle nối hình sao

Hình 1.4 Sơ đồ nối cấc maý biến dòng hình tam giác và rơle nối hình sao.

Theo sơ đồ này dòng điện đi vào một trong các rơle có giá trị Ir1 = √ If, hệ số sơ đồ ksd = √ 3

1.3.4 Sơ đồ nối các máy biến dòng theo thứ tự không

Bảo vệ so lệch dòng điện thứ tự không dùng để bảo vệ chống chạm đất trong máybiến áp có điểm trung tính trực tiếp nối đất Nó cũng có thể sử dụng để bảo vệ cho máy biến áp có trung tính cách điện nối đất hay máy biến áp cuộn dây nối tam giác, khi đó phải sử dụng các trung tính nhân tạo Vùng bảo vệ đợc xác định trong phạm vi máy biến dòng ở điểm trung tính và ở máy biến dòng trên các pha

Trong điều làm việc bình thờng, không có dòng điện đi qua điểm trung tính, tổng dòng điện thứ tự không ở các pha bằng không

Khi xảy ra sự cố chạm đất trong vùng bảo vệ, sẽ xuất hiện dòng điện thứ tự khôngtrung tính máy biến áp và dòng điện thứ tự không ở các pha Io1và Io2 bằng nhau về độ lớn

đất có bộ phận khoá bảo vệ với dòng điện thứ tự không khi xảy ra chạm đất ngoài vùng bảo vệ

Tóm lại: Khi chọn sơ đồ nối các máy biến dòng và các rơle ta cần xét trên các quan điểm sao cho :

- Số lợng thiết bị cần thiết là ít nhất và đặc tính thực hiện bảo vệ là tốt nhất;

- Độ nhậy cần thiết của bảo vệ đối với các dạng ngắn mạch khác nhau phải đảm bảo yêu cầu

1.4 Nguồn điện thao tác

- Dùng dòng xoay chiều lấy trực tiếp từ nguồn dòng BI hay thông qua máy biến

áp dòng trung gian BIT

- Dùng dòng chỉnh lu lấy từ máy biến dòng BI, máy biến điện áp BU và máy biến

áp nhu cầu riêng

- Dùng dòng do năng lợng nạp từ tụ điện

- Dùng dòng một chiều lấy từ ắc quy

Ba phơng pháp đầu dựa trên cơ sở công suất của nguồn dòng thao tác ở chế độ bình thờng và thời điểm sự cố, đợc dùng rộng rãi Tuy nhiên, khi sự cố lâu dòng một chiều lấy từ ắc quy đảm bảo tin cậy

1.5 Các hình thức bảo vệ rơle máy biến áp 2 cuộn dây

Hệ thống rơle

Các rơle dòng điện đều đợc đấu ở phiá nguồn cung cấp cho máy biến áp làmviệc theo nguyên lý điện từ Nguyên tắc tác động làm việc gián tiếp dùng dòng điện thứcấp của máy biến dòng Khi dòng qua rơle bảo vệ vợt quá giá trị đặt trớc và sau khoảngthời gian đặt rơle sẽ tác động máy cắt loại trừ sự cố ra ngoài hệ thốngđiện

1.5.1 Bảo vệ dòng điện cực đại

Bảo vệ dòng điện cực đại là một trong những bảo vệ đơn giản nhất, đợc xây dựng

trên nguyên lý tăng dòng điện khi xảy ra sự cố ngắn mạch Nếu giá trị của dòng điệnchạy trong mạch lớn hơn giá trị dòng điện đặt trớc, đợc chỉnh định theo điều kiện làmviệc nặng nề nhất của máy biến áp thì bảo vệ dòng cực đại sẽ tác động

Bảo vệ quá tải đợc lắp đặt để bảo vệ các máy biến áp có công suất từ 400kVA trởlên Thời gian tác động của bảo vệ thờng đợc chọn lớn hơn 30% thời gian khởi độngnhận từ nguồn cung cấp của máy biến áp

Dòng chỉnh định của rơle bảo vệ quá tải :

- Idb - dòng điện định mức của cuộn dây máy biến áp ;

- Thời gian duy trì tác động thờng lấy từ 7 ữ 9 s

Hình 3.6 Sơ đồ bảo vệ quá tải.

1.5.2 Bảo vệ cắt nhanh (bảo vệ cực dại và quá tải)

Bảo vệ cắt nhanh là một trong những dạng của bảo vệ quá dòng tác động một

cách tức thời, Khác với bảo vệ dòng điện cực đại, bảo vệ cắt nhanh đợc đảm bảo tínhchọn giá trị dòng điện khởi động không dựa vào dòng làm việc mà dựa vào dòng ngắnmạch lớn nhất ngoài vùng bảo vệ

Trong đó:

RI2 :rơle bảo vệ quá tải

RI1 RI3 :rơle bảo vệ cực đại

(-) (-)

(+) (+)

(+) (+)

Idm(i) -dòng điện danh định phía đặt bảo vệ

kat - hệ số tin cậy, lấy = 1,15 ữ 1,25

knv - hệ số mở máy, lấy bằng 1,5 ữ 2,0.với phụ tải tự dùng chọn =1,5

ktv - hệ số trở về với rơle cơ = 0,85, rơle số = 1

Kiểm tra độ nhậy:

(-)

(+) (+)

(+) (+) (+)

Hình 1.8 Sơ đồ nguyên lý bảo vệ quá dòng máy biến áp.

Nếu độ nhậy không đạt, phải sử dụng bảo vệ quá dòng có bộ phận khởi động kém

35 kV

RUMC

MC6kV

tLmax - thời gian bảo vệ lớn nhất của đờng dây nối tới thanh cái thứ cấp, kể cả máycắt các phân đoạn

+/Phía thứ cấp : Thờng phân cấp thời gian:

+ Cấp 1 cắt máy cắt thứ cấp:

tcd(I) = tcd(2) + ∆t+ Cấp 2 cắt tất cả các máy cắtcủa máy biến áp :

tcd(II) = tcd(I) + ∆tHai chức năng ngỡng cao và ngỡng thấp do 2 rơle cơ khác nhau thực hiện

1.5.4 Bảo vệ máy biến áp bằng rơle khí :

Bảo vệ máy biến áp khi có sự cố bên trong MBA do chập vòng dây, hỏng lớpcách điện làm lõi thép quá nóng sinh nhiệt làm cho dầu bên trong giãn nở mạnh khôngthoát đợc ra ngoài Dựa vào đặc điểm này khi có sự cố dầu trong MBA giãn nở mạnhmàng chắn của rơle là tấm kính mỏng tự vỡ để dầu tràn ra ngoài

Có nhiều loại rơle khí và chúng có cấu tạo khác nhau, loại thờng gặp là loại bìnhthông nhau Phía trong có đặt phao nối với bình thuỷ tinh và có tiếp điểm thuỷ ngân cácphao nổi là hình trụ Khi làm việc bình thờng trong bình rơle đầy dầu và các phao nổilên, lúc này các tiếp điểm của rơle ở trạng thái mở Khi có sự cố không bình thờng (h

hỏng nhẹ) khí tạo ra tích tụ lại nổi lên trên của rơle, do vậy dầu bị đẩy ra và khí chiếmchỗ Phao của rơle bắt đầu hạ xuống và tiếp điểm đóng truyền tín hiệu

(rơle hơi cấp 1)

Khi có sự cố nặng thì khối lợng khí tạo ra lớn, đột ngột do vậy dầu bị đẩy mạnh từthùng máy biến áp vào bình dầu phụ, dòng dầu làm lật phao về phía dới tiếp điểm của

nó sẽ đóng tiếp điểm đến máy cắt 2 đầu máy biến áp Vì một lý do nào đó nh thùng dầu

bị rò rỉ hay giãn nở quá đột ngột thì rơle cũng tác động.(rơle hơi cấp 2)

Thùng biến áp

Chỗ đặt rơle khí

Bình dãn dầu

Góc nghiêng a(2-5 độ)

Hình 1.10: Sơ đồ bố trí rơle hơi bảo vệ cho máy biến áp

Bảo vệ bằng rơle khí có u, nhợc điểm sau:

+ Ưu điểm:

- Độ nhậy cao cho phép ghi nhận hầu hết tất cả mọi sự cố bên trong thùng dầu

- Thời gian nhanh khi có dòng đủ lớn

+ Nhợc điểm:

- Không ghi nhận các sự cố phát sinh bên ngoài thùng dầu nh trong vùng nằmgiữa máy cắt, vì thế nó không thể là bảo vệ duy nhất để bảo vệ khỏi các h hỏng phátsinh trong vùng này

- Thời gian tác động tơng đối chậm khi có bọt khí tạo ra, vì thế bảo vệ rơle khíkhông đợc xem là bảo vệ tác động nhanh

-Tuy nhiên kinh nghiệm vận hành cũng phát hiện một số tác động sai do ảnh ởng của chấn động cơ học lên máy biến áp (chẳng hạn nh động đất, do các vụ nổ gần nơimáy biến áp v.v…Than và Điện rất cần cho Công nghiệp và Nông)

6kVMC

Bảo vệ hơi cấp 1 Bảo vệ hơi cấp 2

(+) (+)

Hình 1.11 Sơ đồ nguyên lý bảo vệ bằng rơle hơi cho máy biến áp

Hình 1.12 Sơ đồ nguyên lý bảo vệ so lệch dọc.

Để dòng điện thứ cấp của các máy biến dòng không lệch pha nhau, ngời ta nốimạch thứ cấp máy biến dòng ngợc lại, nghĩa là phía hình sao máy biến áp, mạch thứ cấp

máy biến dòng nối hình tam giác (Δ), còn cuộn dây máy biến áp nối tam giác mạch thứcấp máy biến dòng nối hình sao (Y) Mục đích để vectơ dòng điện phía thứ cấp máybiến dòng cả 2 phía trùng pha nhau.

+ Chỉnh định rơle bảo vệ so lệch

Dòng khởi động:

Để đảm bảo cho rơle bảo vệ so lệch làm việc đúng khi ngắn mạch ;

IkdR ¿ kat I kcbMax , với Ikcb Max:- dòng không cân bằng khi có dòng ngắnmạch ngoài cực đại

a/Bảo vệ so lệch dọc không có cuộn hãm :

Trong thực tế do có dòng từ hoá của 2 phía từ biến dòng trong quá trình chế tạo nên xuất hiện dòng không cân bằng trong rơle Dòng không cân bằng gồm 3 thành phần

Ikcb = I'kcb + I''kcb + I'''kcb với:

+ I'kcb : Thành phần gây ra do sai số của biến dòng

I'kcb = kdm.kkck ε InMax

Trong đó:

kdm : - hệ số không đồng nhất của biến dòng ở 2 phía (kdm = 0 ữ1)

kkck: - hệ số kể đến thành phầnkhông chu kỳ của dòng ngắn mạch (kkck = 1ữ 2)

ε:- giá trị sai số của biến dòng ε = 0,1

InMax:- thành phần chu kỳ dòng điện ngoài lớn nhất ( t= 0)+ I''kcb : Thành phần do điều chỉnh điện áp của máy biến áp cần bảo vệ

I''kcb = ∆Uα I α Nmax + ∆ Uβ I β Nmax

trong đó:

I α Nmax, I β Nmax: - Dòng ứng với t = 0 khi ngắn mạch ngoài có điều chỉnh

điện áp

+ I'''kcb:- thành phần dòng sai số do việc đặt chính xác ở đầu cực đấu nối của rơle

số đầu dây so sánh với cực tính toán

- W1tt; W2tt : số vòng dây tính toán của các cuộn đối với phía cơ bản

- I1Nmax, I2Nmax : thành phần chu kỳ dòng ngắn mạch ( t = 0) xảy ra khi ngắnmạch ngoài tính toán ở các phía nối tơng ứng W1, W2

Trớc tiên cần xác định dòng thứ cấp trong các nhánh của bảo vệ so lệch; phía có dòng lớn hơn chọn làm phía cơ bản Xác định dòng tác động của rơle theo công thức :

Đối với các máy biến áp có dải điều chỉnh điện áp rộng ở phía sơ cấp (∆Udc ¿

±10% ) và có giá trị dòng ngắn mạch lớn khi bộ điều chỉnh điện áp dới tải nằm ở vị trí ngoài cùng, thì tính toán INmax Ikcb chọn Icd và chọn số vòng dây của cuộn PTH đấu vào nhánh sơ cấp, sẽ quy đổi về phía điều chỉnh ngay cả phía đó có dòng nhỏ hơn

Số vòng của biến dòng bão hoà từ của rơlr PHT-565 đấu vào biến dòng phía cơ bản đợc xác định theo công thức :

Wcbtt =

F td

I tdcb

trong đó:

Ftd : -sức từ động cần thiết để rơle tác động; với rơle PHT-565 Có F = 100 5±5

để làm cuộn cơ bản có thể sử dụng 1 trong các cuộn so sánh hay cuộn làm việc của rơle

Số vòng dây PHT - 565 đấu vào phía không cơ bản đợc xác định theo công thức:

2kcb

Với I2cbvà I2kcb :dòng định mức phía cấp trong tất cả các nhánh của bảo vệ đối với phía cơ bản và không cơ bản

b/Bảo vệ so lệch dọc có sử dụng cuộn hãm :

Rơle bảo vệ so lệch có cuộn hãm là rơle mà dòng khởi động của nó tăng lênmhanh nhờ có hãm khi có dòng trong các nhánh tác động khi có ngắn mạch ngoài

Để bảo đảm cho rơle không có tác động khi có ngắn mạch ngoài cần đa vào cuộnhãm

Với máy biến áp có điều chỉnh dới tải thờng sử dụng loại rơle Д3Tcó bão hoà từ

và có hãm dòng tuần hoàn Để tăng độ nhậy của bảo vệ thờng sử dụng nguyên lý hãmdòng xuyên qua

Để đảm bảo cho rơle không tác động khi có ngắn mạch ngoài cần đa vào cuộnhãm của rơle số vòng dây Wh, đợc xác định theo công thức:

- Biến dòng bão hoà trung gian có 2 mục đích ;

+ Tránh cho bảo vệ khỏi dòng không cân bằng quá độ do dòng từ hoá nhảy vọtcủa máy biến áp đợc bảo vệ dòng ngắn mạch ngoài

+ Tránh cân bằng gián tiếp dòng I1tc và I2tc của các nhánh bảo vệ bằng cách cânbằng sức từ động do các dòng này gây ra

Dòng qua rơle khi không có sự cố nguyên tắc phải bằng 0 (trong vùng đợc bảovệ)

Hình 1.13 Sơ đồ nguyên lý 1 pha của bảo vệ so lệch

có dùng máy biến dòng bão hoà trung gian PTH

Theo nguyên lý;

- I1tc (Wss1+ Wlvsc) = I2tc(Wss2+ Wlvsc)

- Chọn thông số tác động và kiểm tra độ nhậy;

Dòng tác động Itd đợc chọn theo các điều kiện sau;

Để tránh dòng từ hoá nhảy vọt (quá độ) với biến dòng có tác động khuyếch đại:

kqd - Hệ số kể đến thành phần không chu kỳ của quá trình quá độ

kcl - Hệ số kể đến tính cùng loại của máy biến dòng

ε - Sai số toàn phần của máy biến dòng

ΔUđc- Hệ số kể đến điều chỉnh đầu phân áp nếu điều chỉnh đầu phân áp dớitải thì : ΔUđc ≤ (0.15 ữ 0.2)

Nếu điều chỉnh khi máy phân áp không đấu vào mạng thì có :

ΔUđc ≤ ±5 0,05

Δƒcb - Hệ số không cân bằng (khi tính toán sơ bộ) Δƒcb = 0

In max - Gía trị dòng ngắn mạch ngoài lớn nhất (dòng tác động lớn nhất trong 2

điều kiện)

- Kết cấu của rơle PHT có đặc điểm hết sức tự động, khi tác động Ftđ không thay

đổi không thay đổi (60 ữ100)A Tuỳ theo loại rơle giá trị tác động Ftđ và Itđ đã biết sẽtính đợc số vòng dây, với dòng Isc của một trong các nhánh