Chng 9: Bảo vệ quá tải máy biến áp Quá tải là chế độ làm việc không bình th-ờng của máy biến áp và động cơ. Quá tải máy biến áp về tổng thể th-ờng không ảnh h-ởng đáng kể đến sự làm việc của hệ thống, bởi vì nó không làm giảm áp. Dòng quá tải th-ờng tăng không nhiều so với định mức nên có thể cho phép tồn tại trong thời gian ngắn. Quá tải máy biến áp th-ờng là đối xứng. Do đó để bảo vệ quá tải th-ờng chỉ cần sử dụng một rơle dòng cực đại đấu vào dòng một pha là đủ. Dòng chỉnh định của bảo vệ quá tải đ-ợc xác định nh- sau: dm tv at cd I k k I . Trong đó: k at = 1,05 hệ số an toàn. k tv = 0,8ữ0,9 hệ số trở về của rơle. dm dm dm U S I .3 - dòng điện định mức của máy biến áp ; Dòng tác động của rơle đ-ợc xác định: I sdcd td k kI I . Trong đó: K I - hê số biến dòng. k sđ - hệ số sơ đồ ở chế độ đối xứng (k sđ = 1 khi máy biến dòng đấu theo sơ đồ hình sao, k sđ = 3 khi máy biến dòng đấu theo sơ đồ hình tam giác). 3.4.1 Bảo vệ khỏi ngắn mạch ngoài. Khi ngắn mạch xẩy ra bên phía cung cấp dòng sẽ lớn hơn nhiều so với khi ngắn mạch xẩy ra bên phía sau máy biến áp, do đó dòng khởi động của rơle đ-ợc tính toán chỉnh định nh- sau: -Tính toán chỉnh định phía sơ cấp máy biến áp: +Dòng tác động của bảo vệ cực đại: dm Itv nvsdat td I kk kkk I . . Trong đó: k at = 1,2ữ1,4 hệ số an toàn. k nv = 1,5ữ6 hệ số nhảy vọt. k tv hệ số trở về, th-ờng lấy k tv = 0,85 ; k sđ hệ số sơ đồ ; k I hệ số biến dòng ; +Độ nhậy của bảo vệ: td p n I I k min. Trong đó: minp I dòng ngắn mạch cực tiểu chạy qua rơle. - Tính toán chỉnh định bảo vệ phía thứ cấp đ-ợc thực hiện theo điều kiện làm việc cực đại của máy biến áp. dm Itv tksdat td I kk kkk I . . Trong đó: k at = 1,2ữ1,4 hệ số an toàn. k tk =1,5ữ6 hệ số tự khởi động (tuỳ theo từng tr-ờng hợp cụ thể, th-ờng lấy k tk =2,5ữ3 ). k tv =0,85 hệ số trở về. k sd hệ số sơ đồ. k I hệ số biến dòng ; +Độ nhậy của bảo vệ xác định nh- sau: td p n I I k min. Trong đó: I pmin dòng ngắn mạch hai pha nhỏ nhất qua rơle. -Yêu cầu độ nhậy : +Đối với bảo vệ chính : k n 1,5 +Đối với bảo vệ dự trữ : k n 1,2 Y 3 5 k V y / - 1 1 R I3R I2R I1R T 1 6 k V R T h R T G (+ ) ( + ) T ín h iệ u R T G R G ( -) (-) ( -) (-) (+ ) ( + ) M C 1 M C 2 ( + ) Hình 3-2 Bảo vệ quá tải và ngắn mạch. 3.5.Bảo vệ bằng rơle khí. Trong thực tế mọi sự cố trong máy biến áp dầu là do ngắn mạch bên trong thùng dầu làm nhiệt độ trong thùng dầu tăng cao và làm dầu bốc hơi. Cấu tạo của rơle khí: rơle khí dùng để bảo vệ cho các máy biến áp có công suất trung bình và lớn với kiểu máy có thùng giãn nở dầu. Rơle khí đ-ợc lắp đặt trên đoạn ống liên thông dầu từ thùng chính máy biến áp đến thùng giãn nở dầu của máy theo một chiều nhất định. Nguyên lý làm việc của rơle khí: khi xẩy ra sự cố ngắn mạch giữa các pha hoặc giữa các vòng dây trong máy biến áp, dòng điện trong các bối dây của máy biến áp tăng, áp lực của hơi dầu làm cho rơle nghiêng đi so với vị trí ban đầu. Tuỳ theo mức độ sự cố mà rơle báo tín hiệu báo động hay tín hiệu cắt nhanh máy biến áp loại trừ sự cố. Ưu điểm : - có cấu tạo đơn giản, độ nhạy cao đối với hầu hết các sự cố xẩy ra bên trong máy biến áp. - Thời gian tác động đủ nhanh khi tốc độ của dòng dầu đủ lớn. Nh-ợc điểm: - Tác động kém nhạy đối với các sự cố nhẹ của máy biến áp. do vậy, nên bên cạnh bảo vệ rơle khí bao giờ cũng đặt thêm bảo vệ dòng điện cực đại, bảo vệ so lệch - Có thể tác động nhầm lẫn do ảnh h-ởng của chấn động cơ học. - Cần phải tạm thời loại bảo vệ khỏi tác động cắt khi mới rót dầu vào máy, khi đóng máy biến áp sau lúc sửa chữa xong. Y MC Tín hiêu Tín hiêu R K R th RG (+) (-) H×nh 3-3 : Nguyªn lý lµm viÖc cña r¬le khÝ. 3.6.B¶o vÖ so lÖch däc. . Tác động kém nhạy đối với các sự cố nhẹ của máy biến áp. do vậy, nên bên cạnh bảo vệ rơle khí bao giờ cũng đặt thêm bảo vệ dòng điện cực đại, bảo vệ so lệch - Có thể tác động nhầm lẫn do ảnh h-ởng. gian ngắn. Quá tải máy biến áp th-ờng là đối xứng. Do đó để bảo vệ quá tải th-ờng chỉ cần sử dụng một rơle dòng cực đại đấu vào dòng một pha là đủ. Dòng chỉnh định của bảo vệ quá tải đ-ợc xác. xẩy ra bên phía sau máy biến áp, do đó dòng khởi động của rơle đ-ợc tính toán chỉnh định nh- sau: -Tính toán chỉnh định phía sơ cấp máy biến áp: +Dòng tác động của bảo vệ cực đại: dm Itv nvsdat td I kk kkk I