bảo vệ máy biến áp trong hệ thống điện

BẢO VỆ RƠ LE VÀ TỰ ĐỘNG HÓA TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN TS VU Thi Anh Tho Khoa Kỹ Thuật Điện Đại học Điện lực Phần I Bảo vệ rơ le hệ thống điện TS Vũ Thị Anh Thơ Chương V BẢO VỆ MÁY BIẾN ÁP VÀ MÁY BIẾN ÁP TỰ NGẪU TS Vũ Thị Anh Thơ V.1 Các cố, hư hỏng MBA Các bảo vệ thường dùng  Vai trò MBA HTĐ:  Tăng, giảm điện áp liên kết hệ thống điện  Có vai trò quan trọng  Yêu cầu: Loại trừ tất hư hỏng cố xảy MBA  Sự cố, hư hỏng MBA: bao gồm cố bên bên  Sự cố bên  Chạm chập vòng dây  Ngắn mạch cuộn dây  Chạm đất (vỏ) ngắn mạch chạm đất  Hỏng chuyển đổi đầu phân áp  Thùng dầu bị thủng rò dầu TS Vũ Thị Anh Thơ V.I Các cố - hư hỏng MBA Các bảo vệ thường dùng  Sự cố bên  Ngắn mạch nhiều pha hệ thống  Ngắn mạch pha hệ thống  Chế độ làm việc không bình thường  Quá tải  Quá bão hoà mạch từ TS Vũ Thị Anh Thơ V.I Các cố - hư hỏng MBA Các bảo vệ thường dùng Tuỳ theo công suất máy biến áp, vị trí vai trò máy biến áp hệ thống mà lựa chọn phương thức bảo vệ phù hợp Loại hư hỏng Loại bảo vệ So lệch hãm ( bảo vệ ) Ngắn mạch pha nhiều pha chạm đất Khoảng cách ( bảo vệ dự phòng ) Quá dòng có thời gian ( dự phòng tuỳ theo công suất ) Quá dòng thứ tự không Chạm chập vòng dây, thùng dầu thủng Rơle khí ( BUCHHOLZ ) bị rò dầu Quá tải Quá dòng điện Hình ảnh nhiệt Quá bão hoà mạch từ Chống bão hoà TS Vũ Thị Anh Thơ V Bảo vệ MBA MBA tự ngẫu V.2 BẢO VỆ SO LỆCH MÁY BIẾN ÁP    Các điểm cần ý bảo vệ so lệch MBA Bảo vệ so lệch cho MBA hai cuộn dây Bảo vệ so lệch cho MBA ba cuộn dây TS Vũ Thị Anh Thơ V.2.1 Các điểm cần ý thực bảo vệ so lệch cho MBA  MBA biến đổi dòng điện biên độ góc pha  Dòng điện sơ cấp hai (hoặc nhiều) phía máy biến áp khác  trị số (theo tỷ số biến điện áp pha)  góc pha (theo tổ đấu dây: YN, YO; YN, D11; Y, D5 vv…)  Cần cân dòng điện thứ cấp phía bảo vệ so lệch chế độ làm việc bình thường, để dòng điện đưa vào so sánh rơle so lệch có trị số gần cách sử dụng biến dòng trung gian BIG  Dòng điện từ hoá máy biến áp tạo nên dòng điện không cân chạy qua rơle Trị số độ dòng điện không cân lớn chế độ đóng máy biến áp không tải cắt ngắn mạch  sử dụng bảo vệ so lệch có hãm dòng điện từ hoá máy biến áp TS Vũ Thị Anh Thơ V.2.1 Các điểm cần ý thực bảo vệ so lệch cho MBA Cân pha cho bảo vệ so lêch MBA Chú ý: Đối với rơ le số, việc cân pha thực tự động không cần qua BIG TS Vũ Thị Anh Thơ V.2.2 Bảo vệ so lệch MBA hai cuộn dây  Phân tích sóng hài dòng so lệch :  Dòng điện từ hoá xung kích chứa phần lớn hài bậc hai (khoảng 70% so với hài bản)  Trị số cực đại dòng từ hóa xung kích khoảng 30% trị số dòng cố  Sử dụng hãm bổ sung hài bậc hai (f = 100Hz) dòng điện độ đưa vào bảo vệ so lệch cho máy biến áp TS Vũ Thị Anh Thơ 10 V.2.3 Bảo vệ so lệch MBA ba cuộn dây ISL = IT1 − ( IT + IT3 ) I H1 = I T1 + IT I H2 = IT3 I H = K H ( I H1 + I H ) TS Vũ Thị Anh Thơ 12 V Bảo vệ MBA MBA tự ngẫu V.3 BẢO VỆ QUÁ DÒNG ĐIỆN TS Vũ Thị Anh Thơ 13 V.3 Bảo vệ dòng điện  Bảo vệ dòng điện có thời gian dùng làm bảo vệ cho máy biến áp công suất bé; làm bảo vệ dự phòng cho máy biến áp có công suất trung bình lớn; chống ngắn mạch bên bên máy biến áp  MBA cuộn dây dùng bảo vệ đặt phía nguồn cung cấp MBA nhiều cuộn dây phía đặt  Dòng điện khởi động chọn theo dòng điện danh định MBA có xét đến khả tải Thời gian làm việc chọn theo nguyên tắc bậc thang, phối hợp với thời gian làm việc bảo vệ lân cận hệ thống  Nếu máy biến áp nhiều cuộn dây nối với nguồn từ nhiều phía cần đặt phân định hướng công suất phía nối với nguồn có thời gian tác động bé TS Vũ Thị Anh Thơ 14 V Bảo vệ MBA MBA tự ngẫu V.4 BẢO VỆ KHOẢNG CÁCH CHO MBA TS Vũ Thị Anh Thơ 15 V.4 Bảo vệ khoảng cách cho MBA  Bảo vệ khoảng cách sử dụng làm bảo vệ dự phòng cho MBA công suất lớn (>100MVA)  Bảo vệ khoảng cách đặt phía máy biến áp với vùng tác động phía trước (hướng thuận) vùng tác động phía sau (hướng nghịch)  Bảo vệ khoảng cách hai phía máy biến áp làm nhiệm vụ dự phòng cho bảo vệ so lệch máy biến áp cho bảo vệ đặt góp đường dây lân cận với máy biến áp TS Vũ Thị Anh Thơ 16 V.4 Bảo vệ khoảng cách cho MBA  Vùng thứ nhất: I Z kđ = 0,7XB I t = (0,4 ÷ 0,5)s XB: điện kháng MBA II II I Z kđ = 1,3XB t = t + Δt; Δt = (0,3 ÷ 0,5) s  Vùng thứ hai:  Vùng thứ ba: phối hợp với vùng thứ hai bảo vệ khoảng cách RZD1 RZD2 đặt đường dây D1 D2 lân cận với máy biến áp TS Vũ Thị Anh Thơ 17 V Bảo vệ MBA MBA tự ngẫu V.5 BẢO VỆ BẰNG RƠ LE KHÍ BUCHHOLZ TS Vũ Thị Anh Thơ 18 V.5 Bảo vệ Rơ le khí Buchholz  MBA có cuộn dây ngâm dầu: hư hỏng bên thùng MBA làm cho dầu bốc chuyển động  Sư dụng Rơ le khí để bảo vệ cố bên - MBA công suất 5MVA: bảo vệ rơ le khí có cấp tác động - MBA công suất 5MVA: bảo vệ rơ le khí có cấp tác động TS Vũ Thị Anh Thơ 19 V.5 Bảo vệ Rơ le khí Buchholz Rơ le khí đặt đoạn ống nối từ thùng dầu đến bình dãn dầu MBA Cấu trúc: phao kim loại mang bầu thuỷ tinh có tiếp điểm thuỷ ngân tiếp điểm từ Chế độ làm việc bình thường: phao lơ lửng dầu, tiếp điểm rơ le hở Khi tải, khí bốc yếu, khí tập trung lên phía bình rơ le đẩy phao số xuống, rơ le gửi tín hiệu cấp cảnh báo Khi ngắn mạch, khí bốc mạnh, luồng dầu vận chuyển từ thùng lên bình dãn dầu xô phao thứ chìm xuống gửi tín hiệu cắt máy biến áp Có thể tác động mức dầu bình rơle hạ thấp dầu bị rò thùng biến áp bị thủng TS Vũ Thị Anh Thơ 20 V.5 Bảo vệ Rơ le khí Buchholz Yêu cầu:  o o Ống dẫn nghiêng so với mặt phẳng ngang khoảng ÷ rơ le khí có phao từ đến rơle có phao để rơ le dễ dàng tác động  Chiều dài đoạn ống từ thùng dầu đến rơ le phải lớn lần đường kính từ rơ le đến bình dãn dầu phải lớn lần Đánh giá:  Làm việc tin cậy chống tất loại cố bên thùng dầu  Có số trường hợp tác động sai ảnh hưởng chấn động học lên máy biến áp: động đất, cháy nổ gần nơi đặt máy biến áp  Đối với máy biến áp lớn điều chỉnh điện áp tải thường đặt thùng dầu riêng người ta dùng rơ le khí riêng để bảo vệ cho điều áp tải TS Vũ Thị Anh Thơ 21 V.6 Bảo vệ chống chạm đất cho MBA V.6 BẢO VỆ CHỐNG CHẠM ĐẤT CHO MBA TS Vũ Thị Anh Thơ 22 V.6 Bảo vệ chống chạm đất cho MBA  Bảo vệ dòng TTK TS Vũ Thị Anh Thơ 23 V.6 Bảo vệ chống chạm đất cho MBA  Bảo vệ so lệch TTK TS Vũ Thị Anh Thơ 24 V Bảo vệ MBA MBA tự ngẫu V.6 BẢO VỆ QUÁ NHIỆT CHO MBA TS Vũ Thị Anh Thơ 25 V Bảo vệ MBA MBA tự ngẫu V.7 PHƯƠNG THỨC BẢO VỆ CHO MBA TS Vũ Thị Anh Thơ 26 [...]... ngẫu V.3 BẢO VỆ QUÁ DÒNG ĐIỆN TS Vũ Thị Anh Thơ 13 V.3 Bảo vệ quá dòng điện  Bảo vệ quá dòng điện có thời gian dùng làm bảo vệ chính cho máy biến áp công suất bé; làm bảo vệ dự phòng cho máy biến áp có công suất trung bình và lớn; chống ngắn mạch bên trong và bên ngoài máy biến áp  MBA 2 cuộn dây dùng một bộ bảo vệ đặt ở phía nguồn cung cấp MBA nhiều cuộn dây mỗi phía đặt một bộ  Dòng điện khởi... 15 V.4 Bảo vệ khoảng cách cho MBA  Bảo vệ khoảng cách được sử dụng làm bảo vệ dự phòng cho MBA công suất lớn (>100MVA)  Bảo vệ khoảng cách được đặt ở cả 2 phía của máy biến áp với 3 vùng tác động về phía trước (hướng thuận) và một vùng tác động về phía sau (hướng nghịch)  Bảo vệ khoảng cách ở hai phía của máy biến áp làm nhiệm vụ dự phòng cho bảo vệ so lệch của máy biến áp và cho các bảo vệ chính... động cơ học lên máy biến áp: động đất, cháy nổ gần nơi đặt máy biến áp  Đối với máy biến áp lớn bộ điều chỉnh điện áp dưới tải thường được đặt trong thùng dầu riêng và người ta dùng một bộ rơ le khí riêng để bảo vệ cho bộ điều áp dưới tải TS Vũ Thị Anh Thơ 21 V.6 Bảo vệ chống chạm đất cho MBA V.6 BẢO VỆ CHỐNG CHẠM ĐẤT CHO MBA TS Vũ Thị Anh Thơ 22 V.6 Bảo vệ chống chạm đất cho MBA  Bảo vệ quá dòng TTK... với máy biến áp TS Vũ Thị Anh Thơ 16 V.4 Bảo vệ khoảng cách cho MBA  Vùng thứ nhất: I Z kđ = 0,7XB I t = (0,4 ÷ 0,5)s XB: điện kháng của MBA II II I Z kđ = 1,3XB t = t + Δt; Δt = (0,3 ÷ 0,5) s  Vùng thứ hai:  Vùng thứ ba: phối hợp với vùng thứ hai của các bảo vệ khoảng cách RZD1 và RZD2 đặt ở các đường dây D1 và D2 lân cận với máy biến áp TS Vũ Thị Anh Thơ 17 V Bảo vệ MBA và MBA tự ngẫu V.5 BẢO VỆ... chọn theo dòng điện danh định MBA có xét đến khả năng quá tải Thời gian làm việc chọn theo nguyên tắc bậc thang, phối hợp với thời gian làm việc của các bảo vệ lân cận trong hệ thống  Nếu máy biến áp nhiều cuộn dây nối với nguồn từ nhiều phía thì cần đặt bộ phân định hướng công suất ở phía nối với nguồn có thời gian tác động bé hơn TS Vũ Thị Anh Thơ 14 V Bảo vệ MBA và MBA tự ngẫu V.4 BẢO VỆ KHOẢNG CÁCH... Bảo vệ so lệch MBA hai cuộn dây Các biến dòng phụ:  BILV : lấy dòng điện làm việc (hay dòng điện so lệch ISL)  BIH : lấy dòng điện hãm (IH)  BIL : lọc hài bậc hai trong dòng điện so lệch đưa vào hãm bổ sung trong bộ so sánh pha TS Vũ Thị Anh Thơ 11 V.2.3 Bảo vệ so lệch MBA ba cuộn dây ISL = IT1 − ( IT 2 + IT3 ) I H1 = I T1 + IT 2 I H2 = IT3 I H = K H ( I H1 + I H 2 ) TS Vũ Thị Anh Thơ 12 V Bảo vệ. .. BUCHHOLZ TS Vũ Thị Anh Thơ 18 V.5 Bảo vệ bằng Rơ le khí Buchholz  MBA có cuộn dây ngâm dầu: hư hỏng bên trong thùng MBA làm cho dầu bốc hơi và chuyển động  Sư dụng Rơ le khí để bảo vệ các sự cố bên trong - MBA công suất dưới 5MVA: bảo vệ bằng rơ le khí có một cấp tác động - MBA công suất trên 5MVA: bảo vệ rơ le khí có 2 cấp tác động TS Vũ Thị Anh Thơ 19 V.5 Bảo vệ bằng Rơ le khí Buchholz Rơ le khí... TS Vũ Thị Anh Thơ 22 V.6 Bảo vệ chống chạm đất cho MBA  Bảo vệ quá dòng TTK TS Vũ Thị Anh Thơ 23 V.6 Bảo vệ chống chạm đất cho MBA  Bảo vệ so lệch TTK TS Vũ Thị Anh Thơ 24 V Bảo vệ MBA và MBA tự ngẫu V.6 BẢO VỆ QUÁ NHIỆT CHO MBA TS Vũ Thị Anh Thơ 25 V Bảo vệ MBA và MBA tự ngẫu V.7 PHƯƠNG THỨC BẢO VỆ CHO MBA TS Vũ Thị Anh Thơ 26 ... phao nổi lơ lửng trong dầu, tiếp điểm rơ le hở Khi quá tải, khí bốc ra yếu, khí tập trung lên phía trên của bình rơ le đẩy phao số 1 xuống, rơ le gửi tín hiệu cấp 1 cảnh báo Khi ngắn mạch, khí bốc ra mạnh, luồng dầu vận chuyển từ thùng lên bình dãn dầu xô phao thứ 2 chìm xuống gửi tín hiệu đi cắt máy biến áp Có thể tác động khi mức dầu trong bình rơle hạ thấp do dầu bị rò hoặc thùng biến áp bị thủng TS... 20 V.5 Bảo vệ bằng Rơ le khí Buchholz Yêu cầu:  o o Ống dẫn nghiêng so với mặt phẳng ngang khoảng 2 ÷ 5 đối với rơ le khí có một phao và từ 3 đến 7 đối với rơle có 2 phao để rơ le dễ dàng tác động  Chiều dài của đoạn ống từ thùng dầu đến rơ le phải lớn hơn 5 lần đường kính của nó và từ rơ le đến bình dãn dầu phải lớn hơn 3 lần Đánh giá:  Làm việc khá tin cậy chống tất cả các loại sự cố bên trong