chuong 9 bảo vệ máy biến áp

Không đòi hỏi tác động nhanh nhưng cũng phải cách ly sự cố khỏi MBA Sự cố trực tiếp là NM trong các cuộn dây, hư hỏng cách điện làm thay đổi đột ngột các thông số điện.. chạm đất một pha

CHƯƠNG 9 BẢO VỆ MÁY BIẾN ÁP

I CÁC SỰ CỐ VÀ CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC

KHÔNG BÌNH THƯỜNG CỦA MBA

1 Sự cố bên ngoài MBA.

Các sự cố bên ngoài nguy hiểm đến MBA như: MBA quá tải, quá điện áp, tần

số thấp, NM ngoài…

Nếu là sự cố ngoài MBA cần phải cách ly sự cố trong thời gian cho phép

Thường dùng BVDĐ làm BV dự trữ, rơle nhiệt để phát hiện quá tải và báo động

2 Sự cố bên trong MBA.

Bao gồm sự cố trực tiếp và gián tiếp

Sự cố gián tiếp diễn ra từ từ (quá nhiệt, quá từ, áp suất dầu thay đổi) Không đòi hỏi tác động nhanh nhưng cũng phải cách ly sự cố khỏi MBA

Sự cố trực tiếp là NM trong các cuộn dây, hư hỏng cách điện làm thay đổi

đột ngột các thông số điện Yêu cầu phải cách ly tức thời MBA khỏi sự cố

a chạm đất một pha cuộn dây nối

Dòng điện chạm đất một pha phía

nối sao phụ thuộc vào tổng trở nối

đất và tỷ lệ với khoảng cách từ điểm

N đến điểm trung tính

a chạm đất một pha cuộn dây nối

sao

Cuộn sao MBA có trung tính nối

đất trực tiếp:

Dòng điện chạm đất một pha phụ

thuộc vào kháng trở MBA và thay

đổi khá phức tạp theo vị trí điểm

chạm

0

2015105

b sự cố bên trong cuộn tam giác MBA

60100

20

15

Việc tính toán IN rất phức tạp Biên độ IN << so với chạm cuộn sao và phụ thuộc vào cách đấu trung tính Nếu NM tại trung điểm cuôn dây tam giác thì IN<Iđm.

c NM giữa các pha trong MBA 3 pha

Rất hiếm xảy ra trong MBA

3 Dòng điện từ hoá (I th ) nhảy vọt khi đóng MBA không tải.

I CÁC SỰ CỐ VÀ CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC

KHÔNG BÌNH THƯỜNG CỦA MBA

Là dòng xuất hiện khi đóng MBA không tải, có giá trị lớn nhưng không phải

INM Yêu cầu BV không tác động đối với Ith

Dạng sóng của Ith MBA có chứa một tỷ lệ hoạ tần tăng khi mật độ từ thông đỉnh tăng tới bão hoà Phân tích dạng sóng từ hoá có tỷ lệ hoạ tần như sau:

II BẢO VỆ CHỐNG SỰ CỐ TRỰC TIẾP

BÊN TRONG MBA

MBA phân phối nhỏ thường được bảo vệ chỉ bằng cầu chì

Cầu chì là phần tử bảo vệ quá dòng điện và chịu được dòng điện làm việc cực đại của MBA

Cầu chì không được đứt trong thời gian quá tải ngắn như động cơ khởi động, dòng từ hoá nhảy vọt khi đóng MBA không tải

Đôi khi bảo vệ cắt nhanh có thể được thêm vào và có trị số đặt sao cho

không tác động khi NM phía thứ cấp MBA BV sẽ cắt nhanh khi NB đầu cực của MBA

BVDĐ là BV chính cho MBA nhỏ và là BV dự trữ cho MBA lớn

II BẢO VỆ CHỐNG SỰ CỐ TRỰC TIẾP

BÊN TRONG MBA

2 Bảo Vệ So Lệch MBA Hai Cuộn Dây.

2.1 Chọn BI

MBA >1MW thường dùng BVSL làm BV chính

Iđm sơ cấp và thứ cấp MBA 2 cuộn dây phụ thuộc vào SđmMBA và tỷ lệ nghịch với Uđm

MBA 3 cuộn dây có Iđm phụ thuộc vào công suất cuộn dây tương ứng

BI được chọn sao cho Iđm phía sơ cấp ≥ Iđm của cuộn dây MBA mà nó được đặt

2.2 Sơ Đồ Nối Dây BI

Nếu các sơ đồ đấu nối MBA có sự lệch pha dòng điện giữa hai phía cuộn dây sơ cấp và thứ cấp thì; sơ đồ nối BI phải được chọn phù hợp với việc bù lại góc lệch pha giữa các dòng điện dây của MBA

Cuộn làm việc Cuộn hãm

Cuộn làm việc

Sơ đồ bảo vệ so lệch

MBA hai cuộn dây

2.3 độ dốc của đặc tính rơle so lệch hãm

Để khắc phụ Ikcb trong rơle SL thường dùng rơle SL có tác động hãm

Độ dốc của đặc tính hãm có thể thay đổi để phù hợp với Ikcb

Rơle có đặc tính hãm với độ dốc phần trăm là 50% nghĩa là dòng cuộn làm việc phải ≥ 50% dòng cuộn hãm thì nó mới tác động

- Đầu phân áp MBA

- Sự khác nhau giữa tỷ số MBA, tỷ số BI, nấc chỉnh rơle

- Sai số khác nhau giữa các BI các phía MBA

- Sai số giữa dòng BI và nấc chỉnh rơle là một nửa khác nhau giữa hai nấc chỉnh rơle (%)

- Sự sai số giữa các BI (%) được tính khi có NM lớn nhất cho sai số nhiều nhất

- Nấc chỉnh đầu phân áp MBA k% làm thay đổi tỷ số MBA 2k%, chọn tỷ số

BI và nấc chỉnh rơle để cân bằng dòng tải điểm giữa đầu phân áp lúc đó sai

số max là k%

II BẢO VỆ CHỐNG SỰ CỐ TRỰC TIẾP

BÊN TRONG MBA

3 Bảo Vệ So Lệch MBA Ba Cuộn Dây.

MBA 3 cuộn dây chỉ được cấp nguồn từ 1 phía, 2 phía kia cung cấp tải có các cấp U khác nhau Rơle SL được dùng như đối với MBA 2 cuộn dây

Tổng dòng thứ cấp phía tải 2BI cân bằng với dòng thứ cấp phía nguồn

II BẢO VỆ CHỐNG SỰ CỐ TRỰC TIẾP

BÊN TRONG MBA

3 Bảo Vệ So Lệch MBA Ba Cuộn Dây.

Khi MBA có hơn một nguồn cung cấp, rơle SL dùng 2 cuộn hãm riêng biệt

Cuộn hãm

Cuộn làm việc

II BẢO VỆ CHỐNG SỰ CỐ TRỰC TIẾP

BÊN TRONG MBA

4 Máy Biến Dòng Phụ Cho BV So Lệch

Rơle phát hiện chạm đất

Máy biến dòng phụ

Rơle so lệch

BI phụ dùng để bù lệch pha, để hiệu chỉnh Ikcb vào rơle do các đầu phân áp do khác

tỷ số biến đổi giữa MBA và BI chính Đối với MBA 2 cuộn dây, BI phụ được chọn theo theo điều kiện phối hợp dòng phụ tải lớn nhất của MBA

II BẢO VỆ CHỐNG SỰ CỐ TRỰC TIẾP

BÊN TRONG MBA

5 BV So Lệch khi có dòng từ hoá nhảy vọt

Khi đóng MBA không tải, dòng từ hóa (Ith) nhảy vọt xuất hiện phía nguồn để tránh tác động nhầm cần có các phương pháp sau:

-Tác động chậm: Ith là dòng quá độ, tắt nhanh nên có thể tránh bằng cách cho rơle tác động chậm

-Hãm hoạ tần: Ith chỉ xuất hiện ở cuộn sơ cấp MBA, BVSL từng phần bên trong MBA Thành phần hoạ tần của Ith khác nhiều so với INM nhờ các đặc điểm này mà phân biệt được Ith và INM và cho tác động đúng

Ví dụ: Hoạ tần bậc 3 và bội số của nó không xuất hiện ở đầu ra BI khi nó chạy vòng trong cuộn ∆ của MBA và ∆ của BI Hoặc hoạ tần bậc 2 xuất hiện trong dòng từ hoá nhiều hơn so với trong dòng chạm

II BẢO VỆ CHỐNG SỰ CỐ TRỰC TIẾP

BÊN TRONG MBA

6 BV So Lệch dùng rơle dòng điện

Có thể dùng RI để BV MBA công suất nhỏ, BV dự trữ và BV quá tải

Dòng điện được chọn phải lớn hơn Ikcb khi đầy tải

7 BV chống chạm đất cuộn dây MBA

Có thể được thực hiện bằng rơle so lệch hoặc rơle quá dòng điện Phương

án được chọn lựa tuỳ thuộc vào loại, cỡ, tổ đấu dây MBA

BV quá dòng thường không đủ nhạy để BV hết cuộn dây nối sao, nhất là trường hợp dây trung tính cuộn Y nối đất qua tổng trở để tăng độ nhạy có thể dùng rơle so lệch cuộn dây nối Y MBA

Nếu cuộn sao MBA nối đất qua tổng trở cao thì rơle so lệch chống chạm đất 87N có thể không đủ độ nhạy tác động, khi đó có thể thay thế bằng rơle phát hiện chạm đất tổng trở cao 64N

II BẢO VỆ CHỐNG SỰ CỐ TRỰC TIẾP

BÊN TRONG MBA

8 BV các MBA làm việc song song

Để tiết kiệm MC Trong một

số trường hợp MBA làm việc

song song có cùng chung MC

Để BV kiểu này, mỗi MBA

được BVSL riêng biệt và một

bộ BVSL chung cùng đi mở

hai MC ở hai đầu trạm

Nếu chỉ dùng một bộ BV

chung cho hai MBA thì độ

nhạy giảm đi một nửa vì Iđm

của BI trong trường hợp BV

II BẢO VỆ CHỐNG SỰ CỐ TRỰC TIẾP

BÊN TRONG MBA

9 BV các MBA tự ngẫu

Bảo vệ chính MBA tự ngẫu cũng là bảo vệ so lệch Bảo vệ dựa trên cơ sở định luật Kirchoff, đó là tổng vectơ dòng điện vào ra các nhánh của đối tượng bảo

vệ bằng không (ngoại trừ trường hợp sự số)

BV chống chạm đất bên trong MBA tự

ngẫu

BV chống NM nhiều pha và một pha

bên trong MBA tự ngẫu

Dùng rơle tổng trở cao tác động nhanh

không hãm Có độ nhạy cao, tác động

nhanh và không bị ảnh hưởng bởi đầu

phân áp hay dòng từ hoá nhảy vọt Tuy

nhiên không phát hiện chạm giữa các

vòng dây

II BẢO VỆ CHỐNG SỰ CỐ TRỰC TIẾP

BÊN TRONG MBA

10 Kết hợp BVSL và BV chạm đất cuộn dây MBA

-BI của BVSL thứ tự không nối Y

-BI của BVSL dọc nối ∆ ở phía

cuộn dây Y của MBA

50100

0

Iđm (%)

% cuộn dây được BV

BV chạm đất

BV so lệch

II BẢO VỆ CHỐNG SỰ CỐ TRỰC TIẾP

BÊN TRONG MBA

III BẢO VỆ CHỐNG SỰ CỐ GIÁN TIẾP

BÊN TRONG MBA

3.1 Bảo vệ quá nhiệt

III BẢO VỆ CHỐNG SỰ CỐ GIÁN TIẾP

BÊN TRONG MBA

3.2 Rơle hơi Buchholz

Phát hiện sự cố nhỏ mới bắt đầu mà có thể trở thành nguy hiểm sau này Khi sự

cố xảy ra từ từ sinh ra nhiệt độ làm ảnh hưởng cách điện, sinh khí gaz dễ cháy Hoạt động của rơle này là phát hiện khí gaz và báo động khi lượng khí đủ lớn Phân tích khí gaz trong rơle có thể cho biết tình trạng quá nhiệt của MBA

III BẢO VỆ CHỐNG SỰ CỐ GIÁN TIẾP

BÊN TRONG MBA

3.3 Bộ phận giảm áp suất dầu

Được gắn ở MBA, nó là một đĩa đặt ở một ống xả, khi có sự cố lớn, áp suất dầu tăng mạnh làm bật tung đĩa, do đó dầu xả ra ngoài nhanh chóng, tránh cháy

hiện tốc độ tăng của áp

suất nên làm việc nhanh

hơn rơle áp suất, nó chỉ

phát hiện trị số áp suất

lúc sự cố