Hệ thống bảo vệ máy phát 2

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HNNguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHB

Trang 1

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

 L{ do làm việc song song của các MBA:

 Tăng khả năng tải

Trang 2

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

 L{ do cần phối hợp các bộ điều áp dưới tải

 Sai lệch thời gian: một bộ điều áp hoạt động nhanh hơn các bộ khác

 M ột MBA sẽ thay đổi đầu phân áp trước, MBA còn lại không thay đổi  hai MBA sẽ vận hành song song với các nấc phân áp khác nhau  sinh ra dòng cân bằng chạy quẩn giữa hai máy  phát nóng, quá tải, tăng tổn hao.

 Sai lệch cảm biến điện áp: tác hại tương tự

Trang 3

 Yêu cầu đối với việc phối hợp

 Các MBA song song: đảm bảo điều áp như đã cài đặt với một máy

 Nấc phân áp: được tự động lựa chọn sao cho dòng cân bằng chạy quẩn nhỏ nhất

 Các MBA có thể không cần thiết hoạt động tại cùng vị trí đầu phân áp

 Các chức năng phải tự động được đảm bảo: khi thay đổi cấu hình hệ thống

203

Phối hợp sự làm việc song song các MBA

Trang 4

 Các phương pháp phối hợp bộ điều khiển

 Theo phương pháp bộ điều khiển chủ đạo/ phụ thuộc

Trang 5

 Nguyên l{ điều khiển chủ đạo/phụ thuộc

 Dựa theo giả thiết: giữ cùng nấc phân áp  dòng cân bằng nhỏ nhất

205

Trang 6

 Chủ đạo/phụ thuộc – giữ cùng nấc phân áp

 Chỉ áp dụng với các MBA giống nhau hoàn toàn

 Tỷ số BI có thể khác nhau

 Yêu cầu có phản hồi từ thiết bị được điều khiển (thường dùng các rơle trung gian)

206

Trang 7

 Nguyên l{ dòng cân bằng nhỏ nhất

 Sử dụng thêm thiết bị phụ trợ (Parallel Balancing Module)

 Thiết bị phụ trợ phân tách dòng điện chạy qua MBA:

 Dòng tải thông thường – các dòng tải qua các MBA cùng pha với nhau

 Dòng cân bằng chạy quẩn – lệch pha 1800 giữa các MBA

207

Trang 8

 Là bảo vệ dự phòng

 Trang bị các đặc tính theo tiêu chuẩn & tự đặt

 Normal Inverse (NI): sử dụng trong hầu hết các trường hợp cần phối giữa các bảo vệ

 Nếu không phối hợp được -> sử dụng các đặc tính tiếp theo như VI hay EI.

 Very Inverse (VI): độ lớn dòng điện sự cố dọc đường dây thay đổi

mạnh từ đầu tới cuối đường dây.

 Extremely Inverse (EI): thời gian tác động tỷ lệ nghịch với bình phương của dòng điện Thích hợp với:

 Đường dây mang các tải có dòng khởi động đột biến

 Phối hợp với các cầu chì hoặc các thiết bị tự đóng lại

 Definite Time (DT): dòng ngắn mạch thay đổi mạnh do công suất ngắn

mạch của nguồn thay đổi.

208

Chức năng bảo vệ quá dòng (50&51)

Trang 9

 Chức năng phòng ngừa khi đóng máy cắt bằng tay (tham khảo)

 Khi đóng máy cắt bằng tay  cần đưa vào các bảo vệ cắt nhanh

Trang 10

 Hiện tượng tải khởi động đồng thời (tham khảo)

 Khi phụ tải được cấp điện trở lại  tất cả đều khởi động  dòng tăng cao

 bảo vệ quá dòng có thể tác động nhầm

 Chức năng Dynamic Cold-load Pickup (rơle SIEMENS)

 Khi tải mất điện đủ lâu (CB open time)  kích hoạt

 Tự động tăng dòng khởi động

210

Trang 11

 Dynamic Cold-load Pickup

 Phát hiện tải mất điện dựa theo

 Tiếp điểm phụ máy cắt

 Giám sát dòng điện qua đối tượng

211

Trang 12

 Phát hiện tải mất cân bằng

 Mất pha tới tải

 Sự cố không đối xứng

 Đấu sai cực tính máy biến dòng.

 Chống quá tải (động cơ) khi xảy ra hiện tượng mất cân bằng.

 Dự phòng cho các bảo vệ quá dòng pha, đặc biệt với trường hợp

Trang 13

 Quá tải khó phát hiện bằng các bảo vệ quá dòng

 REG 521: 2 phương pháp

 Hình ảnh nhiệt (không tính tới nhiệt độ môi trường ngoài)

 Hình ảnh nhiệt (có tính tới nhiệt độ môi trường ngoài)

213

Chống quá tải (49)

Trang 14

Hình ảnh nhiệt (không tính tới nhiệt độ môi trường ngoài)

 Coi cả máy biến áp là một đối tượng đồng nhất

 Dòng điện  nhiệt lượng Q (tỷ lệ I 2 )

 Nhiệt lượng Q = Q1 + Q2

 Q1: tỏa nhiệt vào môi trường

 Q2: tăng nhiệt bản thân

 Phương pháp: xác định được độ tăng nhiệt (%)

 So với nhiệt độ chuẩn

214

Chống quá tải (49)

th

Trang 15

Rơle kỹ thuật số REG 216

Phần 04

215

Trang 16

 Phương thức bảo vệ khuyến cáo cho các MFĐ

216

Bảo vệ máy phát điện

(O: tùy chọn, X: nên dùng, Y: thủy điện tích năng)

Trang 17

 Nguyên tắc dự phòng: nguyên tắc n-1 – hỏng hóc 1 phần tử

không gây gián đoạn hệ thống

 Dự phòng một phần:

 Hai hệ thống rơle bảo vệ

 Có thể sử dụng chung các biến áp đo lường

 Chung nguồn nuôi

 Máy cắt có thể chỉ có một cuộn cắt

217

Trang 18

 Nguyên tắc dự phòng: nguyên tắc n-1 – hỏng hóc 1 phần tử

không gây gián đoạn hệ thống

 Dự phòng đầy đủ:

 Biến áp đo lường riêng biệt

 Hai hệ thống bảo vệ toàn phần

 Nguồn nuôi rơle riêng biệt

 Tín hiệu cắt đi theo các hệ thống khác nhau

218

Trang 19

 Ví dụ sơ đồ bảo vệ MFĐ

219

Có thanh góp điện áp máy phát

Trang 20

 Máy phát điện lấy điện áp kích từ của đầu cực:

 Ngắn mạch gần  điện áp đầu cực sụt giảm  dòng điện ngắn mạch

bị giảm đi  bảo vệ không đủ độ nhạy

 Giải pháp:

 Đặt dòng khởi động thấp

 Kết hợp khóa điện áp thấp (27 hay U<)

 Tên tiếng Anh: Voltage Controlled Overcurrent Protection

 Cài đặt:

 Dòng điện: cao hơn 20-30% dòng tải max

 Khóa điện áp thấp (27): nhỏ hơn 80% U định mức

220

Chức năng bảo vệ quá dòng (50, 51)

Trang 21

 Phân biệt hai loại bảo vệ

 Bảo vệ quá dòng kết hợp với khóa điện áp thấp

 51 & 27= Voltage Controlled Overcurrent

 Bảo vệ quá dòng kết hợp hãm điện áp (51V)

 Voltage-Restraint Overcurrent

 Tự động điều chỉnh giá trị dòng khởi động theo điện áp

 Khi điện áp giảm  dòng khởi động được tự động giảm đi

221

Chức năng bảo vệ quá dòng (50, 51)

Trang 22

 Tên gọi khác: Unbalance Load Protection

 Dòng thứ tự nghịch (TTN)

 Từ trường quay quét ngược chiều  gây dòng xoáy phát nóng

 Bảo vệ: là loại có thời gian theo mô hình nhiệt của đối tượng

222

Bảo vệ quá dòng thứ tự nghịch (46 hay I 2 >)

Trang 23

 Có thêm đặc tính độc lập

223

Bảo vệ quá dòng thứ tự nghịch (46 hay I 2 >)

Trang 24

Trang 25

225

Giới thiệu hệ tọa độ quay

Trang 26

 Hệ tọa độ cố định & Hệ tọa độ quay

226

Giới thiệu hệ tọa độ quay

Trang 27

 Được trang bị trong REG 216 cùng với so lệch máy phát

 Đặc tính và phương thức làm việc tương tự RET 670

 Thêm chức năng tự động nâng dòng ngưỡng thấp

 Kích hoạt qua đầu vào nhị phân

Trang 28

 Cường độ “liên kết” giữa roto & stato

 Phụ thuộc vào độ lớn của từ trường tạo bởi hệ thống kích từ

 Điện áp kích từ bị giảm thấp  liên kết bị yếu đi  mất đồng bộ giữa

roto và từ trường của cuộn stato.

 Bảo vệ mất kích từ:

 Bảo vệ các MFĐ: không rơi vào tình trạng làm việc mất đồng bộ khi

xảy ra hư hỏng trong hệ thống kích từ

 Tránh được các ảnh hưởng xấu tới ổn định của hệ thống.

 Bảo vệ này hoạt động dựa trên:

 Khả năng phát/nhận công suất phản kháng của MFĐ

 Biểu đồ giới hạn công suất phát (Generator Capability Curve)

228

Bảo vệ mất kích từ (Loss of Field - 40)

Trang 29

 Generator Capability Curve: công suất phản kháng bị giới hạn

229

Giới hạn dòng điện trong cuộn

kích từ (Field Current Heating

Limit): giới hạn bởi phát nóng

trong cuộn dây roto

Trang 30

230

Giới hạn phát nóng lõi thép tại cạnh của

stato(End Region Heating Limit): khả

năng nhận công suất phản kháng của máy phát ở chế độ thiếu kích từ

Trang 31

231

+

Trang 32

động

Thực tế

Trang 33

 Dựa theo đặc tính  có hai phương pháp bảo vệ chống mất

kích từ (thiếu kích từ)

1 Sử dụng tổng trở: rơle tổng trở nhìn vào MFĐ

 Khi phát Q: điện kháng đo được lớn hơn 0 (X>0)

 Khi nhận Q (thiếu kích từ): điện kháng đo được nhở hơn 0 (X<0)

 Cần qui đổi đặc tính P&Q sang tổng trở R&X  biến đổi phức tạp, không

trực quan

233

Trang 34

 Dựa theo đặc tính  có hai phương pháp bảo vệ chống mất

kích từ (thiếu kích từ)

2 Sử dụng giá trị tổng dẫn (riêng Siemens áp dụng)

 Cho phép qui đổi trực tiếp P&Q sang G&B

 Biến đổi trực quan

234

Trang 35

 Reverse Power Protection

 Năng lượng sơ cấp bị mất  MFĐ hoạt động ở chế độ động cơ

 Nếu còn hệ thống kích từ: động cơ đồng bộ

 Ngược lại: như động cơ không đồng bộ.

 Chế độ động cơ gây nguy hiểm cho tuabin:

 Phát nóng quá mức cánh tuabin hơi do hơi không lưu chuyển được để làm mát

 Nguy hiểm cho hộp số của các tuabin khí do các hộp số này không

được thiết kế ở chế độ truyền ngược

235

Bảo vệ chống luồng công suất ngược (32R)

Trang 36

 Bảo vệ

 Bảo vệ cơ khí và theo tín hiệu điện

 Rơle REG216: dựa theo luồng công suất ngược.

 Độ lớn luồng công suất ngược tùy thuộc:

 Ma sát, tổn hao do tuabin hoạt động như máy nén

 Tổn hao điện trong máy phát

 Độ lớn dòng công suất ngược rất bé  phép đo phải chính xác

Trang 37

 Bảo vệ thường là loại có trễ

Trang 38

 Out of Step

 Hiện tượng dao động điện (Power Swing)

 Hiện tượng trượt cực từ (Out of Step)

238

Chống trượt cực từ (78) – Out of Step

Trang 39

 Hiện tượng dao động điện (Power Swing)

 Khóa bảo vệ khi có dao động điện - Power Swing Blocking

 Hiện tượng trượt cực từ (Out of Step)

 Bảo vệ chống hiện tượng trượt cực từ - Out of Step (78)

 Thực hiện các thao tác cần thiết tách máy phát

 Cả hai chức năng đều dựa trên giám sát tốc độ biến thiên tổng

trở đo được dZ/dt

239

Chống trượt cực từ (78) – Out of Step, Pole

Slipping

Trang 40

 Phân biệt dao động điện (ổn định) và trượt cực từ (dao động

điện không ổn định)

240

Chống trượt cực từ (78) – Out of Step

 Quĩ đạo 1 & 2: hiện tượng mất ổn

định: đi vào ở một phía & đi ra ở phía

đối diện

 Quĩ đạo 3 & 4: dao động điện ổn định

Định dạng
Số trang	148
Dung lượng	4,76 MB