câu hỏi ôn tập bảo vệ sai lệch trong hệ thống điện

Câu Bảo vệ dòng có hướng có đảm bảo chọn lọc mạnh kín có nguồn cung cấp ? Giải thích hình vẽ Vì nói : Bảo vệ so lệch bảo vệ Hệ thống điện ? a) Bảo vệ dòng có hướng không đảm bảo chọn lọc mạnh kín có nguồn vì: Dùng hình vẽ để chứng minh: Giả sử ngắn mạch N1 để đảm bảo chọn lọc phải thỏa mãn điều kiện: t1>t5 Mặt khác giả sử ngắn mạch N2 đểđảm bảo chọn lọc phải thỏa mãn điểu kiện: t 1 Ztt Bảo vệ bị hụt vùng, phạm vi bảo vệ bị thu hẹp lại Sự xuất hồ quang chỗ ngắng mạch đồng thời làm cho thời gian bảo vệ khoảng cách tăng lên phải tính đến thời gian tắt hồ quang chỗ ngắn mạch Ảnh hưởng dòng điện nhánh Vì tổng trở đo role tỉ số điện áp dòng điện đưa vào role: nhiên dòng điện vào rơ le khoảng cách lại phụ thuộc vào nhánh hệ thống đường dây kép hình: Ảnh hưởng sai số thiết bị đo lường Các thiết bị đo lường BU, BI có ảnh hưởng lớn đến làm việc rơ le khoảng cách Vì tổng trở rơ le đo phụ thuộc vào giá trị điện áp dòng điện đo Do BU, BI cần phải đảm bảo nhỏ sai số cho phép Dao động điện Khi có dao động điện bảo vệ khoảng cách không phép tác động tác động dẫn đến tan rã hệ thống Dao động điện tường bất thường cố Khi có dao động điện bảo vệ khoảng cách phải khóa lại theo nguyên tắc Các ảnh hưởng khác Tổng trở đo bị ảnh hưởng số yếu tố khác như: dao động công suất, ngắn mạch gần nguồn làm cho điện áp giảm thấp rơ le không khởi động được, tổng trở đường dây thay đổi có thiết bị bủ (tụ bù dọc, kháng bù dọc, thiết bị bù ngang) ảnh hưởng hỗ cảm đường dây  Tại tổng trở khởi động cấp (t I = 0(s)) BVKC phải chọn Z Ikđ = 0,8 Zđd (80%đường dây) mà không chọn ZIkđ = Zđd (100% đường dây) Điện trở độ làm tăng tổng trở đầu cực role làm cho điểm ngắn mạch dường lùi xa hơn, phạm vi bảo vệ bị thu hẹp lại Giả sử bảo vệ cấp đường dây AB bao trùm toàn đường dây xảy ngắn mạch điểm bắt đầu đoạn dây (giả dụ đầu BC) rơ le tác động tức thời ngắn mạch xảy đoạn dây AB Như để đảm bảo điều kiện làm việc chọn lọc bảo vệ điện trở khởi động bảo vệ vùng phải nhỏ điện trở đoạn dây bảo vệ, ta thường chọn Z Ikđ = 0,8 Zđd Câu 5: Phân tích nguyên lý làm việc bảo vệ so lệch dòng điện so lệch có hãm? Trang Nguyên lý bảo vệ so lệch dòng điện: Bảo vệ so lệch dòng điện loại bảo vệ làm việc dựa nguyên tắc so sánh trực tiếp biên độ dòng điện hai đầu phần tử bảo vệ Nếu sai lệch dòng điện vượt trị số cho trước( giá trị không đổi) bảo vệ tác động Vuùng b?o v? BI1 N1 BI2 IS1 IS2 P N2 A B ?I IT1 RL IT2 Hình Sơ đồ nguyên lý bảo vệ so lệch dòng điện dòng điện so lệch chạy qua role: -Tình trạng làm việc không bình thường ngắn mạch vùng bảo vệ (điểm N1): Trong trường hợp lý tưởng ( giả sử biến dòng giống hệt sai số), ta có: dòng điện vào role: nên nên bảo vệ so lệch dòng điện không tác động -Khi ngắn mạch vùng bảo vệ( N2): Trường hợp có nguồn cung cấp nhau: Nếu trị số góc pha, dòng điện thứ cấp khác dòng điện vào role: bảo vệ tác động cắt máy cắt phần tử bảo vệ -Trường hợp nguồn có từ phía( SB=0): Khi dòng điện chạy qua role là: , nếu: bảo vệ tác động Nguyên lý bảo vệ so lệch có hãm: - Để nâng cao độ nhạy bảo vệ ngăn chặn tác động nhầm ảnh hưởng dòng không cân sai số BI có ngắn mạch ngoài, người ta sử dụng nguyên lý hãm bảo vệ - Sơ đồ nguyên lý bảo vệ so lệch dòng địên có hãm trình bày Hình vẽ 4-8-a dòng điện so lệch Isl (làm việc) xác định theo: Trang dòng điện hãm xác định sau: - Trong chế độ làm việc bình thường ngắn mạch vùng bảo vệ, dòng điện làm việc bé nhiều so với dòng điện hãm (Hình vẽ 4-8-b) nên rơ le so lệch (So sánh biên độ I lv IH) không làm việc - Khi có ngắn mạch vùng bảo vệ dòng điện đầu đổi chiều lúc I lv > IH nên rơ le so lệch làm việc (Hình vẽ 4-8-c) - Trường hợp có nguồn cung cấp (chẳng hạn từ đầu 1) xảy cố vùng bảo vệ, dòng điện cố chạy qua đầu ấy: Hình 3-8 Sơ đồ nguyên lý (a) đồ thị véc tơ dòng điện làm việc I LV dòng điện hãm IH có ngắn mạch (b) vùng (c) Để bảo vệ làm việc trường hợp này, dòng điện làm việc phải chọn lớn dòng điện hãm, nghĩa là: Trong : kH - hệ số hãm kH < 1; thường chọn kH = 0,2 - 0,5 Giới hạn hệ số hãm chọn cho miền có dòng điện ngắn mạch bé để nâng cao độ nhạy bảo vệ, miền có dòng điện ngắn mạch lớn thường chọn hệ số hãm cao để ngăn chặn tác động nhầm cách chắn Hình vẽ 4-9: Đặc tính làm việc bảo vệ so lệch có hãm (1) tương quan dòng điện làm việc Ilv dòng điện hãm IH ngắn mạch vùng bảo vệ nguồn cung cấp từ phía (2) Câu 6: Các yếu tố ảnh hưởng đến bảo vệ khoảng cách Đối với đường dây tải điện có đặt tụ bù dọc tụ bù dọc có ảnh hưởng đến làm việc bảo vệ khoảng cách nào? */ Các yếu tố ảnh hưởng đến bảo vệ khoảng cách - Sai số BU, BI Trang (c) (b) (a) o o o Nếu BU, BI phản ánh không trung thực ZR đo không xác - Ảnh hưởng điện trở độ Rqđ Điện trở độ làm tăng tổng trở đầu cực role làm cho điểm ngắn mạch dường lùi xa bảo vệ làm việc với thời gian trễ lớn phải tính đến thời gian dập tắt hồ quang chỗ ngắn mạch Như bảo vệ bị hụt vùng (phạm vi bảo vệ bị thu hẹp) - Hệ số phân bố dòng điện Vì tổng trở đo rơle tỉ số điện áp dòng điện đưa vào rơle , nhiên dòng điện vào rơ le khoảng cách lại phụ thuộc vào nhánh hệ thống có đường dây kép - Dao động điện o Khi có dao động điện , bảo vệ khoảng cách không phép tác độngvì tác động dẫn đến tan rã hệ thống Dao động điện tượng không bình thường, cố o o o Khi có dao động điện bảo vệ phải khóa lại theo nguyên tắc - Các ảnh hưởng khác Tổng trở đường dây thay đổi có thiết bị bù ( tụ bù dọc, kháng bù dọc, thiết bị bù ngang) ảnh hưởng hỗ cảm đường dây */ Đối với đường dây tải điện có đặt tụ bù ảnh hưởng đến làm việc bảo vệ khoảng cách Các tụ làm giảm cảm kháng đường dây, tăng giới hạn truyền tải công suất theo điều kiện ổn định hệ thống, giảm tổn thất cải thiện điều kiện phân bố điện áp theo dọc chiều dài đường dây chế độ tải công suất khác Các tụ điện bù dọc đặt tập trung phân tán theo dọc chiều dài đường dây Tuỳ theo mức độ bù vị trí đặt tụ mà tổng trở đo đầu đường dây khác Mức độ bù dọc đặc trưng hệ số bù dọc KC biểu diễn tỷ số dung kháng XC tụ bù dọc cảm kháng XL đường dây Đối với đường dây truyền tải siêu cao áp thường chọn hệ số bù dọc KC = 0,25 đến 0,75 (đường dây 500 kV Bắc - Nam Việt Nam có KC = 0,6) Trang Đối với đường dây có đặt tụ bù dọc, hành vi bảo vệ khoảng cách bị sai lệch ngắn mạch xảy vị trí khác đường dây Chẳng hạn, ví dụ Hình vẽ 4-18 rơ le khoảng cách RZ đặt đầu A "nhìn thấy" ngắn mạch N1 sau tụ XCA (Hình vẽ 4-18a) phần đường dây trước phản ứng sai, tác động chọn lọc điểm N1 lại rơi vào miền tác động RZ3 (Hình vẽ 4-18,b) Để ngăn chặn tác động sai rơ le khoảng cách, trường hợp dùng phương pháp nối tắt tụ xảy ngắn mạch cho vùng I rơ le khoảng cách tác động với độ trễ chừng 0,1 - 0,15 s Khi tụ bị nối tắt, đặc tính tổng trở đường dây bảo vệ trở lại giống đường dây bình thường bù dọc rơ le khoảng cách đảm bảo tính chọn lọc bình thường (Hình vẽ 4-18-c) Khi có ngắn mạch tuỳ theo vị trí điểm cố (trị số dòng ngắn mạch) thời gian tồn cố mà thiết bị làm việc nối tắt tụ lại Tất nhiên nối tắt tụ cho vùng I rơ le khoảng cách làm việc trễ ảnh hưởng đến tính tác động nhanh bảo vệ Câu 7: Sơ đồ phân tích nguyên lý làm việc bảo vệ MBA rơle khí Những hư hỏng bên thùng máy biến áp có cuộn dây ngâm dầu làm cho dầu bốc chuyển động Các máy biến áp có dầu công suất lớn 500 kVA thường bảo vệ rơ le khí có cấp tác động (với biến áp từ 500 kVA đến MVA) cấp tác động (lớn MVA) Rơ le khí thường đặt đoạn ống nối từ thùng dầu đến bình dãn dầu máy biến áp Rơ le với cấp tác động gồm có phao kim loại mang bầu thuỷ tinh có tiếp điểm thuỷ ngân tiếp điểm từ Ở chế độ làm việc bình thường bình rơ le đầy dầu, phao lơ lửng dầu, tiếp điểm rơ le trạng thái hở Khi khí bốc yếu (chẳng hạn dầu nóng tải), khí tập trung lên phía bình rơ le đẩy phao số xuống, rơ le gửi tín hiệu cấp cảnh báo Nếu khí bốc mạnh (chẳng hạn ngắn mạch thùng dầu) luồng dầu vận chuyển từ thùng lên bình dãn dầu xô phao thứ chìm xuống gửi tín hiệu cắt máy biến áp Rơ le khí tác động mức dầu bình rơle hạ thấp dầu bị rò thùng biến áp bị thủng Để rơ le khí làm việc dễ dàng người ta tạo độ nghiêng định ống dẫn so với mặt phẳng ngang Góc nghiêng ỏ khoảng từ đến 50 rơ le khí có phao có từ đến 70 rơle có phao Cấp cảnh báo thường tác động với lượng khí tập trung phía bình dầu rơle từ 100 đến 250 cm3, cấp tác động cắt máy biến áp tốc độ di chuyển dầu qua rơ le, chiều dài đoạn ống từ thùng dầu đến rơ le phải lớn lần đường kính từ rơ le đến bình dãn dàu phải lớn lần Rơ le khí làm việc tin cậy chống tất loại cố bên thùng dầu, nhiên kinh nghiệm vận hành phát số trường hợp tác động sai ảnh hưởng chấn động học lên máy biến áp (chẳng hạn động đất, vụ nổ gần nơi đặt máy biến áp vv …) 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 Trang Khi thực bảo vệ so lệch MBA cần ý điều ? Câu 8: Nguyên tắc tác động bảo vệ khoảng cách Nguyên lý đo tổng trở dùng để phát cố hệ thống tải điện máy phát điện bị đồng hay thiếu (mất) kích thích Đối với hệ thống truyền tải, tổng trở đo chỗ đặt bảo vệ chế độ làm việc bình thường (bằng thương số điện áp chỗ đặt bảo vệ dòng điện phụ tải) phải cao nhiều so với tổng trở đo chế độsự cố Ngoài ra, nhiều trường hợp tổng trở mạch vòng cố thường tỷ lệ với khoảng cách từ chỗ đặt bảo vệ đến chỗ ngắn mạch Đối với hệ thống truyền tải, tổng trở đo chỗ đặt bảo vệ chế độ làm việc bình thường (bằng tỷ số điện áp chỗ đặt bảo vệ với dòng điệnphụ tải) lớn nhiều so với tổng trở đo chế độ cố Ngoài nhiều trường hợp, tổng trở mạch vòng cố thường tỷ lệ với khoảngcách từ chỗ đặt bảo vệ đến chỗ ngắn mạch (Hình vẽ 3-10) Trong chế độ làm việc bình thường, tổng trở đo chỗ đặt bảo vệ phụ thuộc vào trị số góc pha dòng điện phụ tải Trên mặt phẳng phức số, chế độ dòng điện phụ tải cực đại I Amax phụ tải thay đổi, mút véc tơ tổng trở phụ tải cực tiểu ZAmin vẽ nên cung tròn có tâm gốc toạ độ mặt phẳng tổng trở phức (Hình vẽ 3-10-b) Tổng trở đường dây tải điện AB biểu diễn véc tơ Z AB mặt phẳng phức Độ nghiêng véc tơ ZAB so với trục hoành (điện trở tác dụng R) phụ thuộc vào tương quan điện kháng đường dây XAB điện trở tácdụng đường dây RAB Ta có: Khi có ngắn mạch trực tiếp điểm N đường dây, tổng trở đo chỗ đặt bảo vệ: Z AN = RAN + JxAN Trị số tổng trở đo giảm đột ngột so với chế độ làm việc bìnhthường, độ nghiêng véc tơ tổng trở không thay đổi Khi ngắn mạch qua điện trở trung gian (thường điện trở hồ quang Rqđ phát sinh chỗ ngắn mạch) tổng trở đo chỗ đặt bảo vệ: Z’ AN = RAN + JxAN+ Rqđ = ZAN + Trang Rqđ Tổng trở đo có trị số lớn góc nghiêng véc tơ tổng trở có giảm so với ngắn mạch trực tiếp N (Hình vẽ 3-10-c) Câu 9: Phân tích ưu điểm bảo vệ so lệch dòng điện ? Để đảm bảo tính chọn lọc độ nhạy, giải pháp phổ biến ? Trình bày  Ưu điểm bảo vệ so lệch dòng điện: Tính tin cậy: làm việc tin cậy, nhiên làm việc xác phụ thuộc nhiều vào giá trị dòng điện không cân bằng, hệ thống dây dẫn phụ, hay hệ thống truyền tin Tính chọn lọc: đảm bảo tính chọn lọc mạng khác nhau, loại bảo vệ có tính chọn lọc tuyệt đối Tính tác động nhanh: có khả cắt ngắn mạch nhanh, Độ nhạy: không đảm bảo có dây dẫn phụ với tổng trờ lớn, dòng không cân lớn KL: Do thông thường bảo vệ khoảng cách làm bảo vệ cho đường dây cao áp với hệ thống truyền tin đại, MBA, MPĐ, góp, động điện công suất lớn  Các biện pháp nâng cao độ nhạy: - Để ngăn ngừa bảo vệ so lệch làm việc không chọn lọc ảnh hưởng I kcb, thường dùng biện pháp để giảm dòng điện không cân dùng biến dòng bão hoà trung gian, sử dụng nguyên lý hãm bảo vệ dòng điện pha hài bậc cao (xuất trình độ mạch từ bị bão hoà) - Khi sử dụng nguyên lý so lệch dòng điện để bảo vệ máy biến áp biến áp tự ngẫu, cần ý đến khả bảo vệ so lệch làm việc sai đóng máy biến áp không tải - Tuỳ thuộc thời điểm đóng máy cắt nối máy biến áp không tải với nguồn điện mà trị số ban đầu (xung kích) dòng điện từ hoá máy biến áp đạt trị số lớn gấp nhiều lần dòng điện định mức máy biến áp Trường hợp xấu (Ilớn nhất) xảy đóng máy cắt điện vào thời điểm điện áp nguồn có trị số tức thời qua điểm Khi trình độ chấm dứt, dòng điện từ hoá (I) trở lại trị số bình thường (khoảng vài phần trăm dòng điện định mức) - Do dòng điện từ hoá chạy phía cuộn dây máy biến áp nối với nguồn máy biến áp chế độ không tải nên dòng điện cuộn dây bên không Bảo vệ so lệch máy biến áp tác động nhầm (lúc tương đương với trường hợp ngắn mạch máy biến áp có nguồn cung cấp từ phía) - Để phân biệt trường hợp đóng máy biến áp không tải với trường hợp ngắn mạch máy biến áp, người ta dựa vào tính chất dòng điện từ hoá xung kích dòng điện ngắn mạch máy biến áp - Qua phân tích sóng hài hai dòng điện ta thấy: Dòng điện từ hoá xung kích chứa phần lớn hài bậc hai (khoảng 70% so với hài bản) đạt trị số cực đại đến khoảng 30% trị số dòng cố Do sử dụng hãm bổ sung hài bậc hai (f2 = 100Hz) dòng điện độ đưa vào bảo vệ so lệch cho máy biến áp Sơ đồ nguyên lý dùng ba biến dòng phụ: - Trong đó: BILV : để lấy dòng điện làm việc (hay dòng điện so lệch: ISL=IT1-IT2 ) BIH: để lấy dòng điện hãm (IH=IT1+IT2) BIL: để lọc hài bậc hai dòng điện so lệch đưa vào hãm bổ sung so sánh pha - Nguyên lý hãm bổ sung hài bậc hai sử dụng để chế tạo rơ le bảo vệ máy biến áp Trang 10   Sơ đồ nguyên lý bảo vệ so lệch có hãm bổ sung dòng điện hài bậc hai dùng cho bảo vệ máy biến áp hai dây quấn Câu 10: Các dạng hư hỏng MBA ?Khi thực bảo vệ so lệch MBA cần ý điều ? Các dạng hư hỏng đỗi với máy biến áp: - Cũng giống máy phát điện, hư hỏng thường xảy máy biến áp máy biến tự ngẫu phân thành hai nhóm: hư hỏng bên hư hỏng bên - Hư hỏng bên máy biến áp bao gồm: • 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 - Những hư hỏng chế độ làm việc không bình thường bên máy biến áp bao gồm: • Ngắn mạch nhiều pha hệ thống • Ngắn mạch pha hệ thống • Quá tải • Quá bão hoà mạch từ Khi thực bảo vệ so lệch MBA cần ý: - Tuỳ theo công suất máy biến áp, vị trí vai trò máy biến áp hệ thống mà người ta lựa chọn phương thức bảo vệ thích hợp cho máy biến áp Những loại bảo vệ thường dùng để chống loại cố chế độ làm việc không bình thường máy biến áp áp dụng bảng sau: Loại hư hỏng Loại bảo vệ Ngắn mạch pha nhiều pha chạm đất So lệch hãm (bảo vệ ) Khoảng cách (bảo vệ dự phong ) Quá dòng có thời gian ( dự phòng tuỳ theo công suất ) Quá dòng thứ tự không Chạm chập vòng dây thùng dầu thủng bị rò dầu Rơle khí ( BUCHHOLZ ) Quá tải Quá dòng điện Hình ảnh nhiệt Trang 11 Quá bão hoà mạch từ Chống bão hoà Câu 11: Phân tích làm việc chức 50BF - Bảo vệ 50BF bảo vệ chống MC từ chối: sử dụng cho dự phòng trường hợp MC không hoạt động - Sơ đồ nguyên lý: - Sự làm việc: • Tín hiệu đầu vào cho 50BF gồm: tín hiệu dòng điện( qua TI) tín hiệu điện áp( qua BU) • Khi có cố xảy phạm vi bảo vệ: tín hiệu vào rơle khoảng cách, rơle khoảng cách tác động cắt MC phần tử cố Đồng thời TI khác đưa tín hiệu vào rơle dòng cực đại 51 Hai rơle hoạt động đưa tín hiệu vào mạch AND, mạch AND nhận giá trị • Nếu MC phần tử cố hoạt động bình thường, sau khoảng thời gian nhỏ t, MC cắt, loại bỏ phần tử cố Nếu MC phần tử cố bị hư hỏng, MC không cắt sau khoảng thời gian nhỏ t Sau khoảng thời gian lớn t, rơle thời gian đóng tiếp điểm, đưa tín hiệu cắt tất MC bên góp Câu 12: Nguyên tắc tác động BV khoảng cách? Tại vùng bảo vệ cấp BVKC không chọn bọc lấy 100% đường dây? Trả lời: - Nguyên tắc tác động bảo vệ khoảng cách 21(Z Ikđ3 > Ikđ5; Ikđ6 > Ikđ4 > Ikđ2) - Phân tích tượng khởi động không đồng thời BVDĐCH mạng điện a Phải phối hợp độ nhạy bảo vệ để đảm bảo rơle làm việc chọn lọc, tin cậy, tác động nhanh b Hiện tượng khởi động không đồng thời tượng bảo vệ đầu tác động bảo vệ đầu tác động cắt máy cắt khỏi nguồn Ví dụ: Bảo vệ dòng có hướng cho mạng điện đặt cho bảo vệ Khi ngắn mạch đường dây 1-2(điểm N1).Khi toàn dòng ngắn mạch hướng đến điểm ngắn mạch qua BV1, dòng chạy qua BV6 gần Vậy nên cố BV1 tác động trước tiên để cắt máy cắt cho dù BV2 có thời gian tác động nhỏ Sau kh bảo vệ tác động bảo vệ tác động để ngăn dòng ngắn mạch.Thứ tự tác động bảo vệ: BV1-BV2-BV4-BV6 Câu 12 Trình bày sơ đồ bảo vệ chống chạm đất 100% cuộn dây Stato MFĐ (có đưa điện áp hãm 20Hz vào trung điểm MFĐ) ? Tại không dùng điện áp hãm có tần số cao,ví dụ 200kHz ? Dòng điện I từ nguồn 20 Hz sau qua lọc 1LF phân thành hai thành phần: İ Đ chạy vào BU0 nối với trung tính máy phát điện İ B chạy qua điện trở đặt R Đ Thành phần İĐ thông qua máy biến dòng trung gian BIG lọc tần số 2LF nắn thành dòng điện làm việc Dòng điện |I lv| đưa vào rơ le để so sánh với dòng điện hãm IH nguồn 20 Hz tạo thông qua điện trở đặt R C Dòng điện hãm có trị số không thay đổi Ở chế độ làm việc bình thường (R Đ= ), dòng điện IĐ xác định theo điện dung cuộn dây đất CE nên trị số bé |Ilv| < |IH| rơ le không tác động Khi có chạm đất, dòng IĐ xác định chủ yếu theo điện trở chạm đất R Đ, |Ilv| > |IH|, rơ le tác động cắt máy phát điện Các lọc tần số 1LF 2LF đảm bảo cho sơ đồ làm việc với thành phần 20H Z, lọc 1LF bảo vệ cho máy phát 20 HZ khỏi bị tải dòng điện tần số công nghiệp 50 Hz có chạm đất xảy gần đầu cực máy phát điện  Tại lại dùng điện áp hãm có tần số cao, ví dụ 200 kH Z? Trang 13 o 11 • Khi ta sử dụng tần số cao, theo công thức tính tổng trở: giảm xuống nhiều Do I đó: dòng tăng lên lớn xấp xỉ với dòng điện hãm (I H) Vì vậy, nên việc chọn thiết bị bảo vệ cho khó không đảm bảo độ nhạy an toàn Vì nên người ta không 710 I> I sử dụng số 200 kHZ 5.8 LỰA CHỌN PHƯƠNG THỨC BẢO VỆ MÁY BIẾN ÁP Hình 5-8 Phươ (Đến vài chục M 58 Hình 5-9 Phương thức bảo vệ máy biến áp ba cuộn dây công suất lớn Cũng máy phát điện xét trước đây, phương thức bảo vệ máy biến áp phụ thuộc vào công suất, chủng loại, số cuộn dây, vị trí sơ đồ đấu dây máy biến áp A Hiện tiêu chuẩn thống để lực chọn phương thức bảo vệ cho máy biến áp Sau nêu số ví dụ thường gặp thực tế Trên hình 5-8 trình bày sơ đồ phương thức bảo vệ máy biến áp hai cuộn dây công suất bé (đến vài chục MVA), để chống ngắn mạch pha cố bên thùng dầu người ta thường dùng bảo vệ so lệch có hãm (1) rơ le khí (2) làm bảo vệ Bảo vệ dòng điện có thời gian (3) sử dụng làm bảo vệ dự phòng Để chống tải nhiệt độ dầu tăng cao người ta sử dụng bảo vệ dòng (4) bảo vệ phản ứng theo nhiệt độ (5) Trang 14 RK1 Đối với máy biến áp ba cuộn dây công suất lớn (hình 5-9), người ta dùng bảo vệ so lệch có hãm (1), bảo vệ so lệch dòng thứ tự không (2), rơle khí (3) (4) làm bảo vệ chính, bảo vệ khoảng cách (5), (6) bảo vệ dòng có thời gian (7) làm bảo vệ dự phòng Để chống tải dùng bảo vệ dòng (8), (9), (10), đặt riêng cho phía bảo vệ phản ứng theo nhiệt độ dầu (11) ΔI0 I Z< 54 Trên hình 5-10 trình bày phương thức bảo vệ4 cho máy biến áp tự ngẫu có công suất lớn Các lại bảo vệ chức loại tương tự hình 5-9 máy biến áp cuộn dây Riêng bảo vệ so lệch thường người ta sử dụng loại rơle so lệch tổng trở cao Athức bảo vệ máy biến áp tự ngẫu công suất lớn Hình 5-10 Phương 4.1 CÁC DẠNG HƯ HỎNG VÀ TÌNH TRẠNG LÀM VIỆC KHÔNG BÌNH THƯỜNG CỦA MÁY PHÁT ĐIỆN B Máy phát điện đồng phần tử quan trọng hệ thống điện, làm việc tin cậy cuả máy phát điện có ảnh hưởng định đến độ tin cậy toàn hệ thống Vì máy phát điện, đặc biệt máy có công suất lớn, người ta đặt nhiều loại bảo vệ RK2 khác để chống tất loại cố chế độ làm việc không bình thường xảy bên cuộn dây bên máy phát Những cố bên cuộn dây máy phát điện đồng bao gồm: RK1 a- Đối với cuộn dây Stato : - Cuộn dây bị chạm đất (chạm vỏ) - Chạm đất điểm - Z< pha Ngắn 1mạch Ngắn mạch cuộn dây (các pha) Các vòng dây chạm b - Đối với cuộn dây rô to: Chạm đất điểm Những hư hỏng chế độ làm việc khôngΔI0 bình thường xảy bên cuộn dây máy phát điện bao gồm: ΔI Tải không đối xứng Mất kích thích Mất đồng Quá tải cuộn dây Stato Qua tải cuộn dây rô to Quá điện áp Tần số thấp Máy phát điện làm việc chế độ động Trang 15 ΔI Tuỳ theo công suất máy phát điện, vai trò máy phát hệ thống loại máy phát điện (nhiệt điện, thuỷ điện , thuỷ điện tích … ) sơ đồ đấu dây nhà máy điện (có hệ thống góp điện áp máy phát nối phụ tải địa phương hay máy phát điện nối theo sơ đồ với máy phát điện lên góp truyền tải) mà người ta lựa chọn phương thức bảo vệ thích hợp Đối với máy phát điện công suất lớn, xu lắp đặt hai hệ thống bảo vệ độc lập với nguồn điện thao tác riêng, hệ thống bảo vệ bao gồm bảo vệ số bảo vệ dự phòng thực đầy đủ chức bảo vệ cho máy phát điện Sau ta xem xét số loại bảo vệ thường dùng cho máy phát điện Câu 13: Trình bày bảo vệ chống chạm đất điểm thứ cuộn dây rôto MFĐ ? Tại bảo vệ có vùng chết chạm đất điểm thứ cực cuộn kích thích ? Bảo vệ chống chạm đất điểm thứ cuộn dây rôto MFĐ: Khi có tín hiệu báo chạm đất điểm máy phát nhân viên vận hành điều chỉnh trượt để đưa Vonmet vị trí Sau đóng đổi nối( ĐN) để role làm việc Mạch bảo vệ lúc sử dụng cầu điện trở vai Khi chưa có chạm đất điểm thứ dòng điện qua role = cầu cân Khi xuất điểm chạm đất thứ làm cầu cân dẫn đến có dòng điện chạy qua role khác Như làm cho role tác động Sơ đồ bảo vệ chống chạm đất điểm thứ * Phân tích chế độ làm việc bình thg chế độ làm việc nguy hiểm máy biến dòng điện (BI): Từ sơ đồ thay BI mạch thứ cấp BI bị hở, phía sơ cấp có dòng điện toàn dòng điện sơ cấp làm nhiệm vụ từ hoá, từ cảm Bm tăng lên đột ngột gây bão hoà cho mạch từ nên đường cong biến thiên theo thời gian độ từ cảm B từ thông F có dạng đầu Khi dòng điện sơ cấp qua trị số không, sức điện động cảm ứng cuộn thứ cấp máy biến dòng có dạng đỉnh nhọn với biên độ lớn Đặc biệt chế độ cố, dòng điện sơ cấp đạt bội số lớn, sức điện động cảm ứng phía thứ cấp đến hàng chục kV, nguy hiểm cho người thiết bị bên thứ cấp Vì không để hở mạch phía thứ cấp BI phía sơ cấp có dòng điện chạy qua Trong trường hợp cần thực đổi nối phía thứ cấp có dòng điện chạy qua cuộn sơ cấp phải nối tắt cực thứ cấp BI trước tiến hành đổi nối Chế độ làm việc với cuộn thứ cấp bị nối ngắn mạch chế độ làm việc bình thường máy biến dòng Câu Nguyên lý làm việc bảo vệ dòng có hướng? * Nguyên tắc tác động : - Trong mạng hình vòng nguồn cung cấp (Hình vẽ 3-7-a,b) mạng có hai đầu cung cấp (Hình vẽ 3-7-c) bảo vệ dòng điện cực đại có thời gian làm việc chọn theo nguyên tắc cấp không bảo đảm cắt ngắn mạch cách chọn lọc - Bảo vệ dòng điện có định hướng công suất loại bảo vệ làm việc theo trị số dòng điện qua chỗ đặt bảo vệ góc lệch pha dòng điện với điện áp góp trạm có đặt bảo vệ Bảo vệ tác động dòng điện vượt giá trị định trước (giá trị khởi động) pha phù hợp với trường hợp ngắn mạch đường dây bảo vệ (khi công suất ngắn mạch qua bảo vệ từ góp đường dây) Về mặt chất: bảo vệ dòng điện có định hướng công suất kết hợp bảo vệ dòng phận định hướng công suất ngắn mạch Trang 16 * Phần tử định hướng công suất : -Là phần tử dùng để xác định chiều dòng công suất ngắn mạch qua bảo vệ Khi cóthêm phận định hướng công suất, bảo vệ dòng chia làm hai nhóm, nhómchỉ tác động theo hướng công suất (dòng điện) định - Trong số trường hợp ngắn mạch ba pha trực tiếp gần chỗ đặt bảo vệ, điện áp trênthanh góp giảm xuống thấp, ngưỡng làm việc thiết bị định hướng Khi đóbảo vệ không làm việc được, trường hợp gọi ngắn mạch vùng chết (theođiện áp) bảo vệ Để giảm loại trừ vùng chết phải chế tạo phận định hướng có độnhạy cao với ngưỡng làm việc phận điện áp bé, nối phận định hướng quathiết bị ghi nhớ điện áp trước cố Trên thực tế để bảo đảm tính chọn lọc lưới điện khôngphải đặt phận định hướng tất bảo vệ Để đảm bảo tính chọn lọc, phận định hướng công suất cần đặt bảo vệ có thời gian làm việc bé Với phần tử i, j lưới điện, chẳng hạn ti < tj, phận định hướng công suất đặt bảo vệ i Nếu ti = tj không cần đặt hai đầu * Đánh giá: Bảo vệ dòng điện có định hướng công suất có đặc điểm sau đây: - Tính tin cậy: đơn giản, làm việc tin cậy, cần thêm định hướng công suất - Tính chọn lọc: Bảo vệ hoàn toàn phần tử bảo vệ, Sự phối hợp làm việc khó khăn mạch phức tạp mạch vòng, nhiều nguồn Là loại bảo vệ có tính chọn lọc tương đối Trong số lưới điện phức tạp dù có đặt thêm phận định hướng công suất bảo vệ dòng không đảm bảo tính chọn lọc Đối với mạng điện trường hợp phải dùng nguyên lý khác để bảo vệ - Tính tác động nhanh: nhìn chung có thời gian tác động lớn, có tượng khởi động không đồng thời Khi có ngắn mạch gần nguồn, dòng điện ngắn mạch qua bảo vệ lớn, dòng bảo vệ qua bảo vệ nhỏ không đủ để bảo vệ khởi động Bảo vệ tác động sau bảo vệ tác động, Hiện tượng làm tăng thời gian loại trừ cố mạch Câu 3.Nguyên lý làm việc bảo vệ khoảng cách: * Nguyên tắc tác động : - Bảo vệ dòng điện bảo vệ dòng có hướng có thời gian làm việc chọn theo nguyên tắc cấp lớn số mạng vòng, đảm bảo tính chọn lọc lưới điện có cấu hình Hình vẽ 3-9, bảo vệ dòng điện cắt nhanh lại không bảo vệ hết hoàn toàn đường dây Do người ta sử dụng bảo vệ khoảng cách (bảo vệ tổng trở cực tiểu) -Nguyên lý đo tổng trở dùng để phát cố hệ thống tải điện máy phát điện bị đồng hay thiếu (mất) kích thích Đối với hệ thống truyền tải, tổng trở đo chỗ đặt bảo vệ chế độ làm việc bình thường (bằng thương số điện áp chỗ đặt bảo vệ dòng điện phụ tải) phải cao nhiều so với tổng trở đo chế độ cố Ngoài ra, nhiều trường hợp tổng trở mạch vòng cố thường tỷ lệ với khoảng cách từ chỗ đặt bảo vệ đến chỗ ngắn mạch * Các đặc tính khởi động bảo vệ khoảng cách - Để bảo vệ khoảng cách làm việc cần phải có biện pháp đo lường tổng trở đặt vào rơle, hay cần phải nghiên cứu đặc tính tổng trở Đặc tính khởi động đường biên xác định điều kiện tác động bảo vệ biểu diễn mặt phẳng phức Z -Nguyên lý đo tổng trở sử dụng để bảo vệ lưới điện phức tạp có nhiều nguồn cung cấp với cấu hình Ngày với phát triển hệ thống thông tin, truyền tín hiệu, rơle khoảng cách ngày dùng rộng rãi cấu hình cho phép cắt liên động, cho phép khóa liên động làm tăng tốc độ loại trừ cố -Việc lựa chọn thời gian cho bảo vệ khoảng cách chọn theo nguyên tắc ấp bảo vệ dòng điện cực đại Tức độ lệch thời gian làm việc vùng bảo vệ liền kề Δt chọn bằng: Δt = 0,3 ÷ 0,5 s, Vùng I: bảo vệ khoảng 80-90% chiều dài đường dây bảo vệ Thời gian khởi động chọn = (s) , Vùng II: Cần phải phối hợp với bảo vệ cấp I đường dây (đầu B), thông thường vùng II bảo vệ toàn đường dây AB khoảng 20% chiều dài đường dây tiếp theo, cụ thể chọn thông số sau: Thời gian khởi động chọn : Trang 17 Vùng III: chọn tương tự vùng II với vùng khởi động thứ III thường bao lấy toàn chiều dài đường dây dài để làm bảo vệ dự phòng cho đường dây Thời gian khởi động chọn : * Những yếu tố ảnh hưởng đến làm việc rơle khoảng cách : - Ảnh hưởng điện trở độ :Điện trở độ chỗ cố làm cho tổng trở đường dây nhỏ tổng trở cố - Ảnh hưởng dòng điện nhánh :Vì tổng trở đo rơle tỉ số điện áp dòng điện đưa vào rơle: nhiên dòng điện vào rơ le khoảng cách lại phụ thuộc vào nhánh hệ thống có đường dây kép - Ảnh hưởng sai số thiết bị đo lường : Các thiết bị đo lường BU, BI có ảnh hưởng lớn đến làm việc rơ le khoảng cách Vì tổng trở rơ le đo phụ thuộc vào giá trị điện áp dòng điện đo Do BU, BI cần phải đảm bảo nhỏ sai số cho phép - Các ảnh hưởng khác :Tổng trở đo bị ảnh hưởng số yếu tố khác như: dao động công suất , ngắn mạch gần nguồn làm cho điện áp giảm thấp rơ le không khởi động được, tổng trở đường dây thay đổi có thiết bị bù (tụ bù dọc, kháng bù dọc, thiết bị bù ngang)và ảnh hưởng hỗ cảm đường dây * Đánh giá bảo vệ khoảng cách : Bảo vệ khoảng cách có đặc điểm sau đây: -Tính tin cậy: làm việc tin cậy, nhiên phận tính toán khoảng cách phức tạp so với bảo vệ trước, cần có thêm thêm định hướng công suất Sự làm việc xác phụ thuộc nhiều vào hệ thống đo lường, tính toán tổng trở, đặc biệt phát sinh hồ quang chỗ ngắn mạch, đường dây có thiết bị bù, dao động công suất mạch, hỗ cảm đường dây -Tính chọn lọc: Đảm bảo tính chọn lọc mạng khác nhau, loại bảo vệ có tính chọn lọc tương đối -Tính tác động nhanh: Có khả cắt ngắn mạch nhanh, đặc biệt dùng hệ thống thông tin truyền tin tốc độ cao với tín hiệu cho phép cắt, cho phép khóa liên động -Độ nhạy: Độ nhạy cao Do thông thường bảo vệ khoảng cách làm bảo vệ cho đường dây cao áp, làm dự phòng cho bảo vệ MBA MPĐ Câu16.Các yếu tố ảnh hưởng đến bảo vệ khoảng cách Đối với đường dây tải điện có đặt tụ bù dọc tụ bù dọc có ảnh hưởng đến làm việc bảo vệ khoảng cách nào? */ Các yếu tố ảnh hưởng đến bảo vệ khoảng cách Ảnh hưởng góc pha đường dây gay vượt tầm 2.Ảnh hưởng điện trở độ tải điểm NM gay tầm Ảnh hưởng phân dòng gay tầm tầm Ảnh hưởng điện áp đặt vào rơle Sai số đo lường Ảnh hưởng cách nối dây MBA động lực đặt chỗ đặt bảo vệ chỗ NM Ảnh hưởng dao động điện Ảnh hưởng tụ bù dọc * Khi thực bảo vệ so lệch MBA cần ý: - BI đầu MBA - cuộn dây MBA thường có tổ đấu dây khác - cuộn dây MBA có điện áp dòng điện khác pha biên độ - MBA có dòng điện từ hóa mạch từ lớn, đặc biệt đóng máy ko tải lần đầu đưa MBA vào sd Do việc thực bảo vệ so lệch dọc cho MBA khác so với BVSL dọc đường dây hay MBA - bù góc pha ( cuộn dây MBA nối Y BI phải nối kiểu Δ, ngược lại) Trang 18 - bù biên độ dòng điện ( phía cuộn Δ dòng điện sơ cấp BI phải nhân thêm lần) - triệt tiêu Ikcb chế độ lv bthường ngắn mạch ( đặc biệt ảnh hưởng dòng từ hóa) Vì nói : Bảo vệ so lệch bảo vệ Hệ thống điện ? có thời gian tác động nhanh (không thời gian hoạc 0,3-0,5s) có tính chọn lọc tuyệt đối bảo vệ hoàn toàn phần tử phối hợp thời gian làm việc với bảo vệ khác Trang 19 [...]... nhà máy điện (có hệ thống thanh góp điện áp máy phát nối phụ tải địa phương hay máy phát điện nối theo sơ đồ bộ với máy phát điện lên thanh góp truyền tải) mà người ta lựa chọn phương thức bảo vệ thích hợp Đối với những máy phát điện công suất lớn, xu thế hiện nay là lắp đặt hai hệ thống bảo vệ độc lập nhau với nguồn điện thao tác riêng, mỗi hệ thống bảo vệ bao gồm một bảo vệ chính và một số bảo vệ dự... dây công suất lớn (hình 5-9), người ta dùng bảo vệ so lệch có hãm (1), bảo vệ so lệch dòng thứ tự không (2), rơle khí (3) và (4) làm bảo vệ chính, bảo vệ khoảng cách (5), (6) và bảo vệ quá dòng có thời gian (7) làm bảo vệ dự phòng Để chống quá tải dùng bảo vệ quá dòng (8), (9), (10), đặt riêng cho các phía bảo vệ phản ứng theo nhiệt độ của dầu (11) ΔI0 I Z< 1 54 Trên hình 5-10 trình bày phương thức bảo. .. số của dòng điện qua chỗ đặt bảo vệ và góc lệch pha giữa dòng điện đó với điện áp trên thanh góp của trạm có đặt bảo vệ Bảo vệ tác động khi dòng điện vượt quá một giá trị định trước (giá trị khởi động) và pha của nó phù hợp với trường hợp ngắn mạch trên đường dây được bảo vệ (khi công suất ngắn mạch qua bảo vệ đi từ thanh góp ra đường dây) Về mặt bản chất: bảo vệ dòng điện có định hướng công suất là... thực tế để bảo đảm tính chọn lọc trong các lưới điện khôngphải đặt bộ phận định hướng ở tất cả các bảo vệ Để đảm bảo tính chọn lọc, bộ phận định hướng công suất chỉ cần đặt ở bảo vệ nào có thời gian làm việc bé hơn Với một phần tử i, j nào đó trong lưới điện, chẳng hạn ti < tj, bộ phận định hướng công suất sẽ đặt tại bảo vệ i Nếu ti = tj thì không cần đặt ở cả hai đầu * Đánh giá: Bảo vệ dòng điện có định... không đảm bảo được tính chọn lọc Đối với mạng điện như trường hợp này phải dùng những nguyên lý khác để bảo vệ - Tính tác động nhanh: nhìn chung có thời gian tác động lớn, nhất là khi có hiện tượng khởi động không đồng thời Khi có ngắn mạch rất gần nguồn, dòng điện ngắn mạch qua bảo vệ 1 sẽ rất lớn, còn dòng bảo vệ qua bảo vệ 2 có thể nhỏ không đủ để bảo vệ 2 khởi động Bảo vệ 2 chỉ tác động sau khi bảo. .. dòng điện cắt nhanh thì lại không bảo vệ hết hoàn toàn đường dây Do đó người ta đã sử dụng bảo vệ khoảng cách (bảo vệ tổng trở cực tiểu) -Nguyên lý đo tổng trở được dùng để phát hiện sự cố trên hệ thống tải điện hoặc máy phát điện bị mất đồng bộ hay thiếu (mất) kích thích Đối với các hệ thống truyền tải, tổng trở đo được tại chỗ đặt bảo vệ trong chế độ làm việc bình thường (bằng thương số giữa điện. .. cho bảo vệ khoảng cách cũng được chọn theo nguyên tắc từng ấp như bảo vệ quá dòng điện cực đại Tức là độ lệch về thời gian làm việc giữa các vùng bảo vệ liền kề nhau Δt chọn bằng: Δt = 0,3 ÷ 0,5 s, Vùng I: bảo vệ khoảng 80-90% chiều dài đường dây được bảo vệ Thời gian khởi động chọn = 0 (s) , Vùng II: Cần phải phối hợp với bảo vệ cấp I của đường dây tiếp theo (đầu B), thông thường vùng II sẽ bảo vệ. .. biến dòng Câu 2 Nguyên lý làm việc của bảo vệ quá dòng có hướng? * Nguyên tắc tác động : - Trong các mạng hình vòng một nguồn cung cấp (Hình vẽ 3-7-a,b) hoặc trong các mạng có hai đầu cung cấp (Hình vẽ 3-7-c) bảo vệ dòng điện cực đại có thời gian làm việc chọn theo nguyên tắc từng cấp có thể không bảo đảm cắt ngắn mạch một cách chọn lọc - Bảo vệ dòng điện có định hướng công suất là loại bảo vệ làm việc... khi bảo vệ 1 đã tác động, Hiện tượng này làm tăng thời gian loại trừ sự cố trong mạch Câu 3.Nguyên lý làm việc của bảo vệ khoảng cách: * Nguyên tắc tác động : - Bảo vệ quá dòng điện và bảo vệ quá dòng có hướng có thời gian làm việc chọn theo nguyên tắc từng cấp đôi khi quá lớn và trong một số mạng vòng, không thể đảm bảo được tính chọn lọc như những lưới điện có cấu hình ở Hình vẽ 3-9, các bảo vệ quá... vệ so lệch MBA cần chú ý: - Tuỳ theo công suất của máy biến áp, vị trí và vai trò của máy biến áp trong hệ thống mà người ta lựa chọn phương thức bảo vệ thích hợp cho máy biến áp Những loại bảo vệ thường dùng để chống các loại sự cố và chế độ làm việc không bình thường của máy biến áp được áp dụng trong bảng sau: Loại hư hỏng Loại bảo vệ Ngắn mạch một pha hoặc nhiều pha chạm đất So lệch hãm (bảo vệ chính