Bảo vệ so lệch có độ nhạy cao đối với các sự cố trong vùng bảo vệ, làm việc tin cậy không tác động nhầm đối với các sự cố ngoài vùng bảo vệ do có cơ chế hãm. Phạm vi bảo vệ được giới hạ
Trang 1RƠLE BẢO VỆ TRONG MÁY BIẾN ÁP
LỰC
Trang 2TS Nguyễn Xuân Tùng_Bộ môn Hệ thống điện_Viện Điện
Trường ĐH Bách khoa Hà Nội
Email: tung.nguyenxuan@hust.edu.vn
TS Nguyễn Xuân Tùng_Bộ môn Hệ thống điện_Viện Điện Trường ĐH Bách khoa Hà Nội
Email: tung.nguyenxuan@hust.edu.vn
TS Nguyễn Xuân Tùng_Bộ môn Hệ thống điện_Viện Điện Trường ĐH Bách khoa Hà Nội
Email: tung.nguyenxuan@hust.edu.vn
Các sự cố:
Phóng điện sứ xuyên
Sự cố pha-pha, pha-đất đối với
cuộn dây cao và hạ áp
Sự xâm ẩm của hơi nước
vào dầu cách điện
Sét đánh lan truyền vào trạm:
hỏng cách điện cuộn dây
Sự cố giữa các vòng dây
trên cùng cuộn dây.
Các loại sự cố & chế độ bất thường
Các chế độ bất thường:
Quá tải
Mức dầu tăng cao hoặc giảm thấp
Hỏng bộ chuyển đổi đầu phân áp
Lõi từ bị quá từ thông
Trang 3 Được dùng làm bảo vệ chính, không cần phối hợp với các loại bảo
vệ khác Có thể đặt thời gian tác động của bảo vệ bằng không (tác động nhanh) Bảo vệ so lệch có độ nhạy cao đối với các sự cố trong vùng bảo vệ, làm việc tin cậy không tác động nhầm đối với các sự cố ngoài vùng bảo vệ do có cơ chế hãm.
Phạm vi bảo vệ được giới hạn bởi vị trí đặt BI.
122 Chức năng bảo vệ so lệch (F87T)
Trang 4Chức năng bảo vệ so lệch
(F87T)
∆I
Y0/∆-11
I so lệch = (I Y – I Δ )
Nguyên lý hoạt động của bảo vệ so lệch MBA:
Bảo vệ so lệch so sánh tín hiệu dòng điện đi vào và đi ra của đối tượng được bảo vệ
Trong chế độ vận hành bình thường hoặc khi có sự cố ngoài: dòng điện chạy vào và ra đối tượng bảo vệ bằng nhau => bảo vệ không tác động
Khi xảy ra sự cố trong vùng bảo vệ thì xảy ra sự mất cân bằng giữa dòng vào/ra khỏi đối tượng => bảo vệ sẽ tác động.
Trang 5- Ví dụ với rơle Siemens: Tổng độ lớn của dòng đi vào và đi ra.
Bảo vệ so lệch có hãm: Đảm bảo sự làm việc ổn định của bảo vệ
- Đặc tính của CT các phía khác nhau (chế độ bình thường & bão hòa).
- Khi có sự cố ngoài.
- Chuyển đổi đầu phân áp của máy
Phương thức tổ hợp dòng hãm:
- Tùy theo hãng chế tạo.
120 Chức năng bảo vệ so lệch (87T)
Trang 6TS Nguyễn Xuân Tùng_Bộ môn Hệ thống điện_V Trường ĐH Bách khoa Hà Nội
Email: tung.nguyenxuan@hust.edu.vn
Phương thức tổ hợp dòng hãm: (tiếp)
- Tùy theo hãng chế tạo
Chức năng bảo vệ so lệch (F87T)
“maximum of”
“sum of”
iR i1 i2 i3 in
iR Max i1 , i2 ,i3 , , in
ABB
Siemens
Trang 7Khi xảy ra sự cố ngoài vùng với dòng sự cố lớn, do sự sai khác về đặc tính từ của các CT ở các phía của đối tượng được bảo vệ nên khi xảy ra hiện tượng bão hòa lõi từ CT có thể gây
ra dòng không cân bằng lớn chạy qua rơ le bảo vệ, nếu dòng này đủ lớn thì rơ le có thể tác động mặc dù sự cố xảy ra không nằm trong vùng bảo vệ
Để khắc phục hiện tượng này, rơ le sử dụng thuật toán bảo vệ so lệch có hãm Tùy theo từng hãng chế tạo, nên việc lựa chọn dòng điện hãm có thể khác nhau Dòng hãm có tác dụng đảm bảo sự làm việc ổn định của rơ le chống lại các tác động không mong muốn do đó còn
có tên gọi là dòng ổn định (Istability hay Istab).
Với rơ le của Siemens thì dòng so lệch là tổng vectơ của dòng điện vào/ra của đối tượng trong khi đó dòng hãm được lấy bằng 100% độ lớn của cá dòng này Cụ thể là (ví dụ bảo vệ MBA 2 cuộn dây):
Chức năng bảo vệ so lệch
(F87T)
Bảo vệ so lệch có hãm
và
diff
I I I Istab I 1 I 2
Trang 8Chức năng bảo vệ so lệch
(F87T) Bảo vệ so lệch có hãm
Điều kiện để rơ le tác động là dòng so lệch lớn hơn một số lượng phần trăm nào
đó của dòng hãm:
Trong đó Krestrain là hệ số hãm, hệ số hãm này tương ứng với độ dốc của đặc tính tác động của rơle
Chế độ vận hành bình thường hoặc khi có sự cố ngoài:
Dòng điện I1 đi vào mang dấu dương, dòng I2 đi ra đối tượng mang dấu âm (theo quy ước), mặt khác I1 = I2 do đó:
Từ công thức trên ta thấy dòng hãm lớn gấp 2 lần dòng chạy qua đối tượng, dòng
so lệch xấp xỉ bằng 0, do đó rơ le sẽ không tác động
diff
I I I I I
1 2 1 2 2 1
stab
I I I I I I
Trang 9Chức năng bảo vệ so lệch
(F87T) Chế độ sự cố trong vùng bảo vệ
Dòng sự cố cấp tới từ 2 phía bằng nhau: Hai dòng sự cố I1 và I2 bằng nhau và cùng hướng với đối tượng bảo vệ (cùng mang dấu dương), do đó:
Dòng so lệch và dòng hãm bằng nhau và bằng tổng dòng tại điểm sự cố
Dòng sự cố từ một phía:
Dòng so lệch và dòng hãm đều bằng nhau
2 2
diff stab
0 0
diff
stab
Trang 10- Khi quá từ thông dẫn đến lõi từ không thể mang thêm từ thông làm cho từ thông móc vòng qua các kết cấu kim loại lân cận và
làm phát nóng
- Quá từ thông (hay quá kích từ): Hiện tượng quá từ thông lõi từ.
- Nguyên nhân: Hiện tượng quá từ thông lõi từ có thể xảy ra khi:
+ Điện áp hệ thống bị tăng cao (máy phát bị mất tải đột ngột, bộ điều chỉnh kích từ không vận hành, hoặc tốc độ phản ứng chậm dẫn đến
quá áp).
+ Tần số hệ thống giảm thấp (ví dụ: trong quá trình khởi động tổ máy, tốc độ máy phát tăng dần dần, bộ kích từ đã hoạt động giữ điện áp đầu cực ở ngưỡng định mức.
Bảo vệ chống quá từ thông lõi thép (24)
Trang 11- Phương thức bảo vệ
Giám sát tỷ số V/f (điện áp & tần số)
Mật độ từ thông trong lõi từ: tỷ lệ B= E/(4.44*S*f)
Khi điện áp tăng cao/ tần số giảm thấp: quá từ thông lõi từ
Loại bảo vệ có trễ: quá từ thông quá độ không gây nguy hiểm tức thời
Bảo vệ chống quá từ thông lõi thép (24)
Trang 12- Quá tải khó phát hiện bằng các bảo vệ quá dòng.
- Rơle số có thể dùng 3 phương pháp:
Hình ảnh nhiệt (không tính tới nhiệt độ môi trường ngoài) Hình ảnh nhiệt (có tính tới nhiệt độ môi trường ngoài) Nhiệt độ điểm nóng & tính toán già hóa cách điện.
Bảo vệ chống quá tải (49)
Trang 13- Coi cả máy biến áp là một đối tượng đồng nhất.
- Dòng điện sinh ra nhiệt lượng Q (tỷ lệ I2)
- 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 sánh với nhiệt độ chuẩn
Nhiệt độ bình thường của cuộn dây thường sẽ là C Khi nhiệt độ của cuộn dây MBA tăng tới C sẽ báo động bằng tín hiệu đèn còi Khi nhiệt độ của cuộn dây máy biến áp tăng đến trên C thì sẽ báo động bằng tín hiệu đèn còi và cắt máy biến áp ra khỏi lưới điện
Bảo vệ chống quá tải (49)
0
95
0
110
0
120
Trang 14 Vị trí: nằm trên đường ống nối từ thùng dầu chính máy biến áp lên thùng dầu phụ.
Rơle khí (96B)
Trang 15- Quá tải: Khí ga từ thùng dầu tích tụ lên trên theo ống dẫn dầu đẩy mức dầu trên nắp rơ le khí xuống dẫn đến phao số 1 chìm xuống dưới, đóng tiếp điểm, khởi động cảnh báo quá tải để thực hiện quá trình san tải cho MBA.
- Sự cố: Giữa các vòng dây hoặc giữa các pha thì nhiệt độ tăng nhanh,
khí tích tụ mạnh và đi lên trên làm xô đẩy phao cấp 2 đóng tiếp điểm khởi động đi cắt nguồn của MBA.
Thùng dầu chính máy biến áp
Thùng dầu phụ máy biến áp
Hướng di chuyển của dòng dầu khi sự cố
Rơle khí (96B)
Nguyên lý hoạt động của Rơ le khí (96B)
Trang 16Nguyên lý hoạt động của rơle khí (Buchholz)
Petcock
Oil level
From transformer
Drain plug Trip bucket
To oil conservator
Mercury switch Alarm bucket Rơle khí (96B)
Couter balance weight
Trang 17THE END
THANK YOU FOR WATCHING