Ngày nay, với sự phát triển của Xã Hội đời sống nhân dân ngày càng được nâng cao, vì thế nhu cầu về điện cũng là một nhu cầu tất yếu không thiếu được trong đời sống. Nước ta đang phát triển theo con đường Công Nghiệp Hoá,Hiện Đại Hoá trong đó ngành điện là một nghành quan trong không thể thiếu. Nhưng vấn đề chính ở đây là làm thế nào để tránh được việc mất điện do sự cố Máy Biến Áp gây nên,đảm bảo cho xí nghiệp hay phân xưởng hoạt động một cách hiệu quả nhất .Từ các yêu cầu cấp thiết như trên đối với sinh viên ngành điện nói chung, Điện công nghiệp nói riêng ,đòi hỏi phải có kiến thức nhất định để có thể tính toán các sự cố của MBA từ đơn giản đến phức tạp là rất cần thiết.Với kiến thức đã tiếp thu được qua môn học bảo vệ rơ le cộng với sự hướng dẫn tận tình của thầy ………….đã giúp chúng em hoàn thành bài tiểu luận này.Trong quá trình tìm hiểu,khảo sát và tính toán do thời gian và trình độ có hạn nên không thể trách khỏi sai sót. Rất mong những ý kiến đóng góp chân thành của Thầy Cô để chúng em hoàn thành kiến thức hơn nữa.Xin chân thành cảm ơn quý thầy cô.
TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN BÀI TIỂU LUẬN MÔN: BẢO VỆ RƠLE ĐỀ TÀI:TÍNH TOÁN VÀ BẢO VỆ MBA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN NHÓM SINH VIÊN THỰC HIỆN: lời nói đầu Ngày nay, với phát triển Xã Hội đời sống nhân dân ngày nâng cao, nhu cầu điện nhu cầu tất yếu không thiếu đời sống Nước ta phát triển theo đường Công Nghiệp Hoá,Hiện Đại Hoá ngành điện nghành quan thiếu Nhưng vấn đề làm để tránh việc điện cố Máy Biến Áp gây nên,đảm bảo cho xí nghiệp hay phân xưởng hoạt động cách hiệu Từ yêu cầu cấp thiết sinh viên ngành điện nói chung, Điện công nghiệp nói riêng ,đòi hỏi phải có kiến thức định để tính toán cố MBA từ đơn giản đến phức tạp cần thiết Với kiến thức tiếp thu qua môn học MÁY ĐIỆN cộng với hướng dẫn tận tình thầy ………….đã giúp chúng em hoàn thành tiểu luận Trong trình tìm hiểu,khảo sát tính toán thời gian trình độ có hạn nên trách khỏi sai sót Rất mong ý kiến đóng góp chân thành Thầy Cô để chúng em hoàn thành kiến thức Xin chân thành cảm ơn quý thầy cô Nhóm sinh viên thực MỤC LỤC A.GIỚI THIỆU CHUNG I.Mục đích đặc bảo vệ II.Các hư hỏng tình trạng làm việc không bình thường xảy với MBA B.CÁC LOẠI BẢO VỆ THƯỜNG SỬ DỤNG ĐỂ BẢO VỆ MBA I.Bảo vệ chống cố trực tiếp bên MBA II.Bảo vệ chống cố gián tiếp bên MBA III.Bảo vệ chống ngắn mạch tải C.TÍNH TOÁN BẢO VỆ RƠLE CHO MBA I.Bảo vệ dòng điện II.Bảo vệ tải III.Bảo vệ dòng thứ tự không (BVI0) MBA mạch có dòng chạm đất lớn IV.Tính toán bảo vệ so lệch V.Bảo vệ so lệch có dòng từ hoá nhảy vọt,hiện tượng kích từ MBA VI.Một số sơ đồ bảo vệ tiêu biểu cho MBA A GIỚI THIỆU CHUNG I MỤC ĐÍCH ĐẶT BẢO VỆ Trong hệ thống điện, máy biến áp phần tử quan trọng liên kết hệ thống sản xuất, truyền tải phân phối Vì vậy, việc nghiên cứu tình trạng làm việc không bình thường, cố xảy với MBA cần thiết Để bảo vệ cho MBA làm việc an toàn cần phải tính đầy đủ hư hỏng bên MBA yếu tố bên ảnh hưởng đến làm việc bình thường máy biến áp Từ đề phương án bảo vệ tốt nhất, loại trừ hư hỏng ngăn ngừa yếu tố bên ảnh hưởng đến làm việc MBA II CÁC HƯ HỎNG VÀ TÌNH TRẠNG LÀM VIỆC KHÔNG BÌNH THƯỜNG XẢY RA VỚI MBA II.1 Sự cố bên MBA: Sự cố bên chia làm hai nhóm cố trực tiếp cố gián tiếp Sự cố trực tiếp ngắn mạch cuộn dây, hư hỏng cách điện làm thay đổi đột ngột thông số điện Sự cố gián tiếp diễn từ từ trở thành cố trực tiếp không phát xử lý kịp thời (như nhiệt bên MBA, áp suất dầu tăng cao ) Vì yêu cầu bảo vệ cố trực tiếp phải nhanh chóng cách ly MBA bị cố khỏi hệ thống điện để giảm ảnh hưởng đến hệ thống Sự cố gián tiếp không đòi hỏi phải cách ly MBA phải phát hiện, có tín hiệu báo cho nhân viên vận hành biết để xử lý Sau phân tích số cố bên thường gặp II CÁC HƯ HỎNG VÀ TÌNH TRẠNG LÀM VIỆC KHÔNG BÌNH THƯỜNG XẢY RA VỚI MBA II.1.1 Ngắn mạch pha MBA ba pha: Dạng ngắn mạch (hình 2.1) xảy ra, xảy dòng ngắn mạch lớn so với dòng pha II.1.2 Ngắn mạch pha: Có thể chạm vỏ chạm lõi thép MBA Dòng ngắn mạch pha lớn hay nhỏ phụ thuộc chế độ làm việc điểm trung tính MBA đất tỷ lệ vào khoảng cách từ điểm chạm đất đến điểm trung tính Dưới đồ thị quan hệ dòng điện cố theo vị trí điểm ngắn mạch (hình 2.3) Từ đồ thị ta thấy điểm cố dịch chuyển xa điểm trung tính tới đầu cực MBA, dòng điện cố tăng II CÁC HƯ HỎNG VÀ TÌNH TRẠNG LÀM VIỆC KHÔNG BÌNH THƯỜNG XẢY RA VỚI MBA II CÁC HƯ HỎNG VÀ TÌNH TRẠNG LÀM VIỆC KHÔNG BÌNH THƯỜNG XẢY RA VỚI MBA II.1 Sự cố bên MBA: Sự cố bên chia làm hai nhóm cố trực tiếp cố gián tiếp Sự cố trực tiếp ngắn mạch cuộn dây, hư hỏng cách điện làm thay đổi đột ngột thông số điện Sự cố gián tiếp diễn từ từ trở thành cố trực tiếp không phát xử lý kịp thời (như nhiệt bên MBA, áp suất dầu tăng cao ) Vì yêu cầu bảo vệ cố trực tiếp phải nhanh chóng cách ly MBA bị cố khỏi hệ thống điện để giảm ảnh hưởng đến hệ thống Sự cố gián tiếp không đòi hỏi phải cách ly MBA phải phát hiện, có tín hiệu báo cho nhân viên vận hành biết để xử lý Sau phân tích số cố bên thường gặp II CÁC HƯ HỎNG VÀ TÌNH TRẠNG LÀM VIỆC KHÔNG BÌNH THƯỜNG XẢY RA VỚI MBA II.1.1 Ngắn mạch pha MBA ba pha: Dạng ngắn mạch (hình 2.1) xảy ra, xảy dòng ngắn mạch lớn so với dòng pha II.1.2 Ngắn mạch pha: IV.3 Bảo vệ so lệch dùng BIG có đặc tính hãm ÔZT: Để xác định giá trị lớn ΔI cần phải khảo sát trường hợp ngắn mạch phía tác động cuộn hãm bảo vệ không làm việc Đồng thời trường hợp chung tiến hành tính toán cho phương án làm việc khác MBA hệ thống điện Khi sức từ động làm việc dòng không cân gây nên lớn 100A dùng biểu thức (2-46) thay đường đặc tuyến khởi động tiếp tuyến (tgα = 0,85) Khi sức từ động bé 100A đặc tuyến khởi động thực tế khác nhiều so với đường tiếp tuyến nó, tính theo đường tiếp tuyến số vòng cuộn hãm nhận cao giá trị cần thiết Mặt khác việc xác định tình trạng tính toán để sử dụng đường cong thực tế gặp khó khăn tăng tỉ số ΔI theo (2-47) đặc tính thực tế tgα tăng theo Độ nhạy bảo vệ hư hỏng xảy vùng bảo vệ chế độ cuộn hãm không làm việc đặc trưng hệ số độ nhạy tính theo công thức: IV.3 Bảo vệ so lệch dùng BIG có đặc tính hãm ÔZT: Các chế độ làm việc dạng ngắn mạch tính toán hệ số độ nhạy tối thiểu cho phép chọn tương tự bảo vệ rơle PHT Độ nhạy bảo vệ trường hợp cuộn hãm làm việc (có dòng chạy qua cuộn hãm) hệ số độ nhạy trường hợp tính theo công thức: Trong : - Flv: sức từ động làm việc rơle ngắn mạch trực tiếp -FlvkđR: sức từ động làm việc khởi động rơle điều kiện bảo vệ giới hạn miền khởi động trường hợp ngắn mạch khảo sát, ngắn mạch trực tiếp mà qua điện trở độ IV.3 Bảo vệ so lệch dùng BIG có đặc tính hãm ÔZT: Sức từ động làm việc rơle so lệch xác định theo biểu thức : Trong đó: - IlvT: dòng thứ cấp phía khác có kể đến dấu chúng dạng ngắn mạch trực tiếp khảo sát -Wlv: số vòng cuộn làm việc phía tương ứng Khi có nguồn cung cấp, để tính toán đơn giản có nhiều nguồn cung cấp xác định sức từ động làm việc theo biểu thức sau: Trong : - IlvT: dòng cuộn làm việc rơle ngắn mạch trực tiếp (nếu có nhiều nguồn cung cấp giả thiết dòng chạy theo phía cung cấp chủ yếu) IV.3 Bảo vệ so lệch dùng BIG có đặc tính hãm ÔZT: Các dòng cuộn làm việc IlvT IlvTΣ biểu thức (2-49) (2-50) cần phải xác định có kể đến dạng ngắn mạch sơ đồ nối máy biến dòng bảo vệ Sức từ động làm việc khởi động rơle FlvkR biểu thức (2-48) xác định theo đặc tính khởi động rơle tác động hãm lớn theo trình tự sau: Xác định sức từ động hãm rơle so lệch Fh ngắn mạch theo biểu thức: Trong đó: - IhT: dòng cuộn hãm rơle so lệch dạng ngắn mạch khảo sát có kể đến sơ đồ nối dây BI - Wh: số vòng dây cuộn hãm IV.3 Bảo vệ so lệch dùng BIG có đặc tính hãm ÔZT: Trên mặt phẳng Flv, Fh vẽ điểm biểu diễn tương ứng với Flv, tính theo (249) (2-50) Fh tính theo (2-51) cho trường hợp ngắn mạch khảo sát Vẽ đường thẳng OA, đường thẳng quỹ tích điểm tương ứng với dạng ngắn mạch khảo sát qua điện trở trung gian khác nhau, ngắn với điện trở trung gian khác phân bố dòng điện quan hệ dòng làm việc hãm không thay đổi Điểm cắt đường thẳng với đường cong khởi động rơle tương ứng với tác động hãm lớn (điểm A hình 2.29) điểm biểu diễn giới hạn tác động rơle, sức từ động làm việc tương ứng với điểm điểm làm việc khởi động FlvkđR dạng ngắn mạch khảo sát có điện trở trung gian Để xác định độ nhạy bảo vệ cần phải chọn tình trạng làm việc hệ thống, nhà máy điện trạm thân máy biến áp bảo vệ cho dòng điện qua cuộn hãm lớn IV.3 Bảo vệ so lệch dùng BIG có đặc tính hãm ÔZT: Hệ số độ nhạy tối thiểu Kn(hãmmin)= Đối với trường hợp đóng thử MBA MBA ba cuộn dây (hay tự ngẫu) làm việc tình trạng máy cắt phía cắt hệ số độ nhạy tối thiểu cho phép lấy thấp Cần ý xác định độ nhạy bảo vệ nên kể đến sai số rơle để bảo vệ tác động chắn điểm làm việc tương ứng với dạng ngắn mạch khảo sát phải nằm cao đường đặc tính khởi động 10% so với tung độ IV.4 Máy biến dòng phụ cho bảo vệ so lệch: Ngoài BI người ta dùng BI phụ để bù lệch pha, hiệu chỉnh dòng không cân vào rơle đầu phân áp khác tỉ số biến đổi MBA BI Đối với MBA hai cuộn dây máy biến dòng phụ phối hợp với điều kiện dòng phụ tải lớn MBA (hình 2.30) Với MBA ba cuộn dây, chọn BI theo cuộn dây có công suất định mức lớn (hình 2.31) Ví dụ: Cho bảng vòng dây theo đầu nối sơ đồ đấu dây máy biến dòng phụ rơle so lệch MBA hãng GEC Hãy chọn tỉ số BI phụ, số vòng dây cuộn BI phụ bảo vệ so lệch MBA Máy biến áp pha: S = 30MV, 11/66KV, Δ/Y IV.4 Máy biến dòng phụ cho bảo vệ so lệch: IV.4 Máy biến dòng phụ cho bảo vệ so lệch: IV.4 Máy biến dòng phụ cho bảo vệ so lệch: IV.4 Máy biến dòng phụ cho bảo vệ so lệch: Kết hợp bảo vệ so lệch bảo vệ chạm đất cuộn dây MBA: Có thể liên kết bảo vệ so lệch thứ tự không cuộn dây MBA bảo vệ so lệch dọc MBA Từ hình 2.32 ta thấy trung tính cuộn nối đất qua điện trở đơn vị tương đối, hệ thống bảo vệ so lệch dọc có trị số đặt 20% phát chạm 42% cuộn dây tính từ đầu đường dây Yêu cầu sơ đồ hai BI cho hai hệ thống so lệch khác nhau, BI bảo vệ so lệch TTK nối sao, BI hệ thống bảo vệ so lệch dọc nối Δ phía cuộn dây nối MBA, dùng hai BI tốn kém, dùng BI cho hai hệ thống so lệch theo cách sau: - Dùng máy biến dòng phụ tổng - Dùng máy biến dòng phụ Y/Δ Phương pháp sau dùng rộng rãi điều chỉnh dòng không cân cho bảo vệ so lệch dọc V BẢO VỆ SO LỆCH KHI CÓ DÒNG TỪ HOÁ NHẢY VỌT, HIỆN TƯỢNG QUÁ KÍCH TỪ MBA Khi đóng MBA không tải dòng điện từ hoá nhảy vọt phía nguồn, tổng dòng không phân biệt với dòng ngắn mạch bên MBA Để tránh tác động nhầm trường hợp có phương pháp sau: Tác động chậm: Dòng từ hoá dòng độ, tắt nhanh nên tránh cách cho rơle tác động có thời gian Với bảo vệ đại người ta thực hiệc biện pháp hãm hoạ tần bậc Dòng điện từ hoá phân tích thành phần bậc 2, 3, 4, thành phần bậc lớn Hơn dòng điện ngắn mạch dòng điện bậc nên thành phần bậc sử dụng để ổn định bảo vệ chống lại tượng xung kích từ hóa đóng MBA không tải, thành phần bậc lớn giá trị đặt, bảo vệ bị khoá Còn xuất kích từ MBA, có thành phần sóng hài bậc chiếm phần lớn, thành phần bậc dùng cho mục đích ổn định bảo vệ Bảo vệ bị khoá thành phần sóng hài bậc lớn giá trị đặt V BẢO VỆ SO LỆCH KHI CÓ DÒNG TỪ HOÁ NHẢY VỌT, HIỆN TƯỢNG QUÁ KÍCH TỪ MBA Hình 2.33:sơ đồ so lệch dùng BI phụ tổng VI MỘT SỐ SƠ ĐỒ BẢO VỆ TIÊU BIỂU CHO MBA VI MỘT SỐ SƠ ĐỒ BẢO VỆ TIÊU BIỂU CHO MBA [...]... thấp dầu quá mức cho phép II.1 R le khí Buchholz (96B): II.1 R le khí Buchholz (96B): R le khí được đặt trên đoạn ống nối từ thùng dầu đến bình dãn dầu của MBA R le có hai cấp tác động gồm có hai phao bằng kim loại mang bầu thuỷ tinh có tiếp điểm thuỷ ngân hay tiếp điểm từ Ở chế độ làm việc bình thường trong bình đầy dầu, các phao nổi lơ lửng trong dầu, tiếp điểm r le ở trạng thái hở Khi khí bốc... trên của bình r le đẩy phao số 1 xuống, r le gởi tín hiệu cấp 1 cảnh báo Nếu khí bốc ra mạnh (chẳng hạn do ngắn mạch cuộn dây MBA đặt trong thùng dầu) luồng khí di chuyển từ thùng dầu lên bình dãn dầu đẩy phao số 2 xuống gởi tín hiệu đi cắt máy cắt của MBA Một van thử được lắp trên r le: Khi thử nghiệm r le, lắp máy bơm không khí nén vào đầu van thử Mở khóa van, không khí nén bên trong r le cho đến khi... trung gian (loại r le điện cơ điển hình như r le PHT của Liên Xô) hoặc r le so lệch tác động có hãm (như loại ÔZT của Liên Xô) I BẢO VỆ CHỐNG SỰ CỐ TRỰC TIẾP BÊN TRONG MBA Hình 2.8 cho sơ đồ nguyên lý một pha của bảo vệ so lệch có dùng máy biến dòng bão hòa trung gian Trong đó máy biến dòng bão hòa trung gian có hai nhiệm vụ chính: 9 Cân bằng các sức từ động do dòng điện trong các nhánh gây... MBA II BẢO VỆ CHỐNG SỰ CỐ GIÁN TIẾP BÊN TRONG MBA Có các loại bảo vệ sau: - R le khí (BUCHHOLZ) - Bảo vệ quá nhiệt - R le phát hiện tốc độ tăng, giảm áp suất dầu - Bảo vệ dòng dầu bộ điều áp Sử dụng loại nào là tuỳ quan điểm của nhà sản xuất và tuỳ từng cỡ máy Thường được dùng phổ biến là r le khí (hình 2.15) II.1 R le khí Buchholz (96B): R le hoạt động dựa vào sự bốc hơi của dầu máy... Khi chạm đất trong vùng bảo vệ, lúc đó IO = 0 nên ΔIO = IN toàn bộ dòng chạm đất sẽ chạy qua điện trở R tạo nên điện áp rất lớn đặt trên r le, r le sẽ tác động Hình 2.12:sơ đồ nguyên lí bảo vệ so lệch thứ tự không I BẢO VỆ CHỐNG SỰ CỐ TRỰC TIẾP BÊN TRONG MBA I.5 Bảo vệ 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... (hình 2.12b) R le so lệch tổng trở cao được mắc song song với điện trở R có trị số khá lớn ∆I 0việc = Ibình I N hay ngắn mạch ngoài vùng 0 − thường Trong chế độ làm (2-4) bảo vệ (vùng giới hạn giữa các BI), ta có: I BẢO VỆ CHỐNG SỰ CỐ TRỰC TIẾP BÊN TRONG MBA Nếu bỏ qua sai số của BI, ta có dòng điện thứ cấp chạy qua điện trở R bằng không và điện áp đặt lên r le cũng bằng không, r le sẽ không tác... thường đóng với cực chung) lắp bên trong một nhiệt kế có kim chỉ thị Hình 2.39: Thiết bị chỉ thị nhiệt độ cuộn dây II.2 R le bảo vệ quá nhiệt cuộn dây MBA (26W): Cơ cấu r le gồm: chỉ thị quay để ghi số đo, một bộ phận cảm biến nhiệt, một ống mao dẫn nối bộ phận cảm biến nhiệt với cơ cấu chỉ thị Bên trong ống mao dẫn là chất lỏng được nén lại Sự co giãn của chất lỏng trong ống mao dẫn thay đổi theo nhiệt... bằng chạy trong bảo vệ so lệch MBA khi xảy ra ngắn mạch ngoài lớn hơn nhiều lần đối với bảo vệ so lệch các phần tử khác Các yếu tố ảnh hưởng nhiều đến dòng không cân bằng trong bảo vệ so lệch MBA khi ngắn mạch ngoài là: 6 Do sự thay đổi đầu phân áp MBA 7 Sự khác nhau giữa tỷ số MBA, tỷ số BI, nấc chỉnh r le 8 Sai số khác nhau giữa các BI ở các pha MBA Vì vậy, bảo vệ so lệch MBA thường dùng r le thông... I BẢO VỆ CHỐNG SỰ CỐ TRỰC TIẾP BÊN TRONG MBA I.3 Bảo vệ MBA ba cuộn dây dùng r le so lệch có hãm: Nếu MBA ba cuộn dây chỉ được cung cấp nguồn từ một phía, hai phía kia nối với tải có các cấp điện áp khác nhau, r le so lệch được dùng như bảo vệ MBA hai cuộn dây (hình 2.9a) Tổng dòng điện thứ cấp hai BI phía tải sẽ cân bằng với dòng điện thứ cấp BI phía nguồn trong điều kiện làm việc bình thường... BẢO VỆ CHỐNG SỰ CỐ TRỰC TIẾP BÊN TRONG MBA Bảo vệ so sánh dòng điện thuộc hai nhóm: nhóm BI nối vào đầu cực MBA và nhóm BI nối vào trung tính MBA Nếu bảo vệ chỉ dùng một biến dòng đặt ở trung tính MBA, các BI đặt ở đầu cực MBA được nối thành bộ lọc thứ tự không và nối đến một r le, khi đó tạo thành bảo vệ so lệch chống chạm đất bên trong MBA tự ngẫu (hình 2.13a) Trong trường hợp cuộn thứ ba (cuộn