Bài giảng kỹ thuật điện cao áp chương 9 bảo vệ chống sét máy điện

BÀI GIẢNG KỸ THUẬT ĐIỆN CAO ÁP CHƯƠNG NG : BẢO VỆ CHỐNG SÉT MÁY ĐIỆN 9.1 Mở đầu 9.2 Bảo vệ máy điện nối với đường ờng dây qua máy biến áp 9.3 Bảo vệ máy điện iện nối trực tiếp với đường dây 3/31/2014 Page Mở đầu  Bảo vệ máy điện (máy phát, mô tơ)) chống điện áp thực theo nguyên tắc bảo vệ trạm biến áp  Mức cách điện máy điện thường thấp hơ ơn nhiều so với mức cách điện củamáy biến áp, bảo vệ chúng quan tâm cẩn thận n nhiều Tham số Mức cách điện xung kích hay BIL (Basic Impulse Level) Điện áp dư Thiết bị Điện áp định mức, kV kV kV 10 kV Máy biến áp Máy điện iện 36,5 10 49,5 21 65 32,5 PPC PBBM (*) PPM 14,5 12 9,5 27 23 18 45 38 30 Chúng ta thấy bảo vệ máy biến áp cấp điện iện áp từ đến 10 kV chống sét van bảo đảm điện áp dư chống sét van thấp đáng kể mức cách điện xung kích Nhưng điều khơng có nghĩa tiến hành bảo vệ máy điện iện chống điện áp Đẻ đảm bảo độộ tin cậy bảo vệ, cần phải hạn chế khả n xúất quá điện áp cách không nối máy điện trực tiếp với đường dây không 3/31/2014 Page Bảo vệ máy điện nối với đường dây qua máy biến áp Các máy phát nhà máy điện lớn thường ờng nối với đường dây không qua máy biến áp ở phía điện áp cao, máy biến áp ợc bảo vệ chống sét van nh thấy chương trước Quá điện áp xuất phía thường ờng khơng vượt v q điện áp thí nghiệm máy biến áp Cách điện máy điện phải chịu phần điện iện áp truyền sóng qua cuộn dây phía điện áp cao máy biến áp phía cuộn dây điện áp thấp ~ 3/31/2014 Page Quá điện áp lan truyền qua điện dung khi có điện áp, điện iện áp cuộn dây máy biến áp xác định cuộn dây biến thiên với thời gian theo giao động ộng riêng Trong thời gian đầu sóng, phân bố điện áp tương tự trường hợp khởi đầu, ó khoảng thời gian ta thay máy biến áp điện dung đầu vào Cuén CA C1 K1 C12 K2 C2 Cuén HA Trong máy biến áp hai cuộn dây K, ngồi điện iện dung ngang, cần phải ính đến điện dung C cuộn dây so với đất hai cuộn dây Các điện iện dung điện dung phân bố rải, sơ đồ tương đương máy biến áp có dạng 3/31/2014 Page Nếu cho điện iện dung ngang K2 cuộn dây điện áp thấp máy biến áp bé bỏ qua, điện áp điểm bầt kỳ K xác định ịnh theo biểu thức sau U ( x)  U ( x) C12 C  C12  Trong thực tế, tồn điện iện dung phần tử cuộn dây điện áp thấp K2, phân bố điện iện áp cuộn dây có khác biệt phân bố cuộn dây điện áp cao Các đường cong có trường ờng hợp cuộn dây điện áp thấp để hở mạch Khi máy điện nối cuộn dây này, cần phải tính điện iện dung máy điện đường cáp Các điện dung thể điện iện dung phụ C ghép song song với điện dung C2 cuộn dây điện áp thấp Nếu coi điện iện dung C2 C12 tham số rải, ta có: U ( x)  U ( x) 3/31/2014 Page C12 C  C  C12 u 1,0 Um 0,8 0,6 0,4 0,2 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 x/l - cuộn dây điện áp cao; - cuộn dây điện áp thấp, tính theo phươ ương pháp xác; - cuộn dây điện áp thấp tính gần úng C1=2000pF; C2=6000pF; C12=300pF; K1=20ppF; K2=30pF 3/31/2014 Page Phân bố thực tế điện iện áp dọc theo cuộn dây nằm hai trường tr hợp Bây nghiên cứu chất phân bố điện iện áp số trường tr hợp đặc biệt Giả thiết cuộn dây cao áp có phần tử (n=5) C=K Thực tế, ảnh hưởng điện iện dung phụ C rõ nét h Ví dụ với C=(C2+C12), điện áp U2 khơng giảm đến lần mà 5-6 lần Sơ đồ bảo vệ máy điện nối với đường ờng dây không qua máy biến áp, cần thiết phải láp đặt đoạn cáp ngắn (khoảng vài chục mét) 3/31/2014 Page Quá điện áp lan truyền dọc theo cuộn dây máy biến áp Truyền sóng điện áp qua điện iện dung xác định phân bố điện áp ban đầu cuộn dây Với truyền sóng qua đường điện iện từ xảy q trình q độ mà sóng hài bậc quan trọng Để nghiên cứu tượng ợng này, sử dụng sơ s đồ tương đương L2 L1 L1, L2 - điện cảm cuộn dây, LM - điện cảm mạch từ, LM C C - điện dung tổng phía điện áp thấp máy điện, Z Z - tổng trở sóng cuộn dây máy điện Nếu C=0 có điện iện áp vng gócq biên độ Um xuất phía điện áp cao, điện áp cuộn dây điện áp thấp với LM>>L1+L2 U U2  m n 3/31/2014 Page t   1  e T       T L1  L2 Z Điện cảm máy biến áp quy phía điện iện áp thấp e k %.U L1  L2  31,4 P U điện áp định ịnh mức, kVP ; công suất định mức, kVA Điện áp phía điện áp cao gồm điện áp dư chống sét van xếp chồng lên thành phần giao động với chu kỳ giao động khoảng vài s, s, có nghĩa bé so với số thời gian T Khi truyền sóng qua cuộn dây máy biến áp, giao động ộng giảm dần, lấy giá trị Um điện áp dư chống sét van 3/31/2014 Page Với C0, tần số giao động riêng ,    C L1  L2  giao động xếp chồng lên thành phần Um/n /n Giới hạn điện áp tác dụng lên máy điện đạt trị số 2Um/n, tổng trở sóng xủa cuộn dây, giao động tắt dần nhanh Trong điều kiện Z L1  L2 C bị triệt tiêu Nếu giao động mạch phụ bị triệt tiêu phía điện áp cao máy biến áp bảo vệ chống sét van PBM, khơng cần thiết bảo vệ phía điện áp máy phát máy biến áp 110/10 kV - 315000 kVA, bảo vệ chống sét van PBM với mức điện áp dư U = 265 kV Điện áp tác dụng lên cuộn dây máy phát 265/11=24 kV, điều không gây nguy hiểm cho cách điện máy điện Kết luận : Khi máy điện nối với đường ờng dây khơng qua máy biến áp, không cần thiết bảo vệ chống điện iện áp khí Chỉ trường tr hợp cơng suất máy điện bé điện iện dung lớn cần bảo vệ chống sét van 3/31/2014 Page 10 Bảo vệ máy điện nối trực tiếp với đường dây Bảo vệ máy điện nối trực tiếp đường dây không chống điện áp tương tự bảo vệ trạm biến áp : góp máy phát người ta đặt chống sét van bảo vệ đạon gần trạm biến áp cột thu sét Tuy vậy, sơ đồ bảo vệ có đặc điểm sau: sử dụng chống sét van có điện áp dư thấp, ví dụ nh loại chống sét van PBM thay dùng PBC đoạn đường dây đến máy điện phải bảo vệ chống sét đánh trực tiếp cách xây dựng đường dây khuất tránh sét đánh trực tiếp ví dụ lấp d cơng trình cao, thung lũng Nếu khơng đoạn bảo vệ dây chống sét, dây chống sét cần cách điện với đường dây láp đặt cột với đường ờng dây cần phải tránh phóng điện ngược cách tăng mức cách điện đường dây láp đặt tụ điện góp máy phát với trị số 0,5F/pha để giảm độ dốc sóng tới Sơ đồ bảo vệ máy điện nối trực tiếp với đường dây không Để điện áp dư không vượt qua giá trị định mức, cần hạn chế dòng điện mức 5kA cách giảm điện trở nối đất khe hở phóng điện đặt đoạn oạn vào trạm Trong thực tế, máy điện nối với đường dây khơng qua đoạn cáp Với có mặt đoạn cáp này, điều kiện bảo vệ máy điện chống điện khí thuận lợi 3/31/2014 Page 11 Paratonnerres ~ Éclateurs C P ~ Éclateurs 3/31/2014 Page 12 ... áp cao máy biến áp bảo vệ chống sét van PBM, khơng cần thiết bảo vệ phía điện áp máy phát máy biến áp 110/10 kV - 315000 kVA, bảo vệ chống sét van PBM với mức điện áp dư U = 265 kV Điện áp. .. máy điện bé điện iện dung lớn cần bảo vệ chống sét van 3/31/2014 Page 10 Bảo vệ máy điện nối trực tiếp với đường dây Bảo vệ máy điện nối trực tiếp đường dây không chống điện áp tương tự bảo vệ. .. đầu  Bảo vệ máy điện (máy phát, mô tơ)) chống điện áp thực theo nguyên tắc bảo vệ trạm biến áp  Mức cách điện máy điện thường thấp hơ ơn nhiều so với mức cách điện củamáy biến áp, bảo vệ chúng