chương 7 bảo vệ trong trạm phát điện tàu thủy

Chng : BO V TRONG TRM PHT IN TU THY 7.1 KHI NIM CHUNG í NGHA V TM QUAN TRNG Trong quỏ trỡnh hnh, khai thỏc h thng in nng tu thy, luụn cú kh nng xy s c hoc h hng, mi ch cụng tỏc khỏc nhau, chớnh vỡ vy nhng h thng ny phi cú nhng thit b bo v c bit H thng no cng bao gm mt hoc nhiu thit b bo v riờng bit Vic bo v cho trm phỏt mang nhng ý ngha rt quan trng sau õy: 1-T ng ngt mch nhng phn t cú s c, tỏch nhng phn t khỏc ang hot ng bỡnh thng Hỡnh thc bo v ny cú tỏc dng ngn nga nhng hu qu tip theo, cú th a n ngn mch phn t khỏc 2-T ng ngt mch mt s phn t thuc h thng in nng (vớ d mỏy phỏt b quỏ ti, t ng ngt bt ph ti, gim bt dũng cho mỏy phỏt) v d bỏo nhng ch cụng tỏc khỏc vi ch cụng tỏc nh mc, m ta cú th k sau 3-Dũng cụng tỏc xp x hoc ln hn dũng nh mc, in tr cỏch in ca h thng gim quỏ gii hn cho phộp v.v CC YấU CU C BN Xut phỏt t tm quan trng v ý ngha ca vic bo v h thng, phn t bo v cn phi cú cỏc yờu cu c th sau Bo v phi cú tớnh cht chn lc Ngha l thit b bo v ch ngt mch nhng phn t h hng, cú s c tht, tớnh cht ny s m bo tin cyhot ng liờn tc ca cỏc ph ti tiờu th Bo v phi cú thớnh tỏc dng nhanh: Nh tỏc dng nhanh m cú th hn ch nh hng xu n cỏc mỏy phỏt ang cụng tỏc song song, n cỏc phn t khỏc, nõng cao n nh ng ca mỏy phỏt v h thng nng lng, ngoi cũn : - Rỳt ngn thi gian cụng tỏc ca cỏc h tiờu th in ỏp thp ( nõng cao tin cy ca bn thõn h tiờu th) - Gim bt cỏc h hng dũng ngsn mch cú tia la in Mun th thi gian tỏc ng ca thit b bo v phi khụng quỏ 0,1ữ 0,15 giõy Tt nhiờn ta phi hiu rng khụng ph lỳc no cng phi hat ng nhanh, vớ d nh : quỏ ti mt s thit b quan trng ch c d bỏo ch khụng c ngt mch 3.Bo v phi cú tin cy Cỏc thit b bo v rt ớt hot ng vỡ xy s c, song cú li s c liờn tc cỏch vi giõy, vi gi, vi thỏng, vi nm,v.v Tuy nhiờn mt xy s c thỡ cỏc thit b bo v phi hot ng c v ỳng Do ú cu to chỳng phi n gin tin cy d thỏo lp Bo v phi cú nhy õy l tớnh cht quan trng m bo thit b bo v phn ng vi nhng hin tng h hng, s c, nhy ca thit b bo v c biu th bng h s nhy cm K n Vớ d thit b bo v dũng cc i thỡ h s Kn l t s : I ng Kn = I hd Ing - l dũng ngn mch nh nht m thit b bo v hot ng Ihd - l dũng hot ng ó c ghi trc trờn bng thụng s ca nú Nhng phn t bo v chớnh l rle v cu chỡ 29 * Bo v cho mỏy phỏt in Mỏy phỏt in b h hng l cỏc nguyờn nhõn : cht cỏch in ca cun dõy stato hay roto b hng, gõy ngn mch hai pha, ba pha, mt pha vi v mỏy, ngn mch gia cỏc vũng dõy cựng pha, ng thi ngn mch cun stato v cun dõy roto vi v mỏy Nu cun dõy stato hng khụng ch gõy dũng ln m cũn gõy tia la in (h in quang) t chỏy lừi thộp stato, ũi hi phi sa cha khụi phc rt phc Nu ngn mch cun dõy rụto vi v mỏy ti hai im, phn cun dõy cũn li cú dũng ln phỏt núng, t trng kớch t s khụng i xng gõy lc c hc lm chn ng mỏy phỏt Trng hp rt nguy him l s h hng ca mỏy phỏt gõy chỏy h quang in, t chỏy cht cỏch in v t ú cú th gõy hon ln tỏc ng ca qut giú Cng l ch cụng tỏc khụng bỡnh thng ca mỏy phỏt nu nú b ti khụng i xng vi dũng ln v dũng ca mỏy phỏt ln hn dũng nh mc ngn mch ngoi mỏy phỏt hoc quỏ ti ca mt ph ti cú cụng sut ln Trong h thng nng lng tu thy ngoi nhng s c ó k trờn i vi mỏy phỏt cũn cú kh nng chuyn sang ch cụng tỏc nh ng c * Túm li: mỏy phỏt in trm phỏt in tu thy cn cú cỏc bo v sau õy : Bo v ngn mch cho mỏy phỏt Bo v quỏ ti cho mỏy phỏt Bo v cụng sut ngc cho mỏy phỏt Bo v thp ỏp cho mỏy phỏt Bo v in ỏp cao cho mỏy phỏt Trong thc t cũn mt s bo v khỏc na ngoi cỏc loi bo v k trờn nhng cỏc loi bo v ú ch ỏp dng rt hón hu cho cỏc trng hp c bit v mỏy phỏt cú in ỏp cao v cụng sut ln nờn ta s khụng gii thiu c th ti liu ny Đ7.2 BO V NGN MCH CHO MY PHT IN 1) Cỏc nguyờn nhõn gõy ngn mch: Trong quỏ trỡnh hnh v khai thỏc h thng in nng tu thy cú rt nhiu nguyờn nhõn gõy ngn mch, ú l h hng cht cỏch in ca cỏc phn t dn in cỏc thit b in khỏc Hin tng ú l s gi hũa t nhiờn, s quỏ ỏp, s bo dng cỏc thit b khụng ỳng qui trỡnh hoc cỏc h hng c khớ Ngn mch cũn cỏc hot ng nhm ln tc l vi phm cỏc qui trỡnh hnh , khai thỏc k thut cỏc h thng in nng trờn tu gõy Dũng ngn mch thng l cú tr s ln, t n hng 100.000A, nờn hu qu nú gõy l rt ln Núi n hu qu dũng ngn mch gõy ta cn quan tõm nhng tỏc hi sau õy : 2) Cỏc tỏc hi dũng ngn mch gõy - Do cú tr s ln nờn dũng ngn mch nhanh chúng t núng cỏc phn t dn in m nú i qua n nhit vt quỏ nhit cho phộp nhiu ln, lm cho tip im ca cỏc khớ c b chỏy nu nh khớ c ú khụng dc tớnh toỏn cú kh nng chu c dũng ngn mch - Do ngn mch ln chy qua s lm xut hin lc tng h rt ln gia cỏc phn dn in ca h thng in nng, lc ny s lm h hng cỏc vt cỏch in lm tr cỏc khớ c, cỏi, hoc cỏc vt c nh khỏc - Dũng ngn mch cú th gõy st ỏp t ngt rt ln lm xu i tớnh nng cụng tỏc ca cỏc ph ti, c bit i vi ng c cú th b dng li iu ú ht sc nguy him cho an ton ca tu 30 - Nu dũng ngn mch kộo di m im ngn mch gn mỏy phỏt thỡ ht sc nguy him, cú th gõy chỏy mỏy phỏt hay lm mt ng b gia cỏc mỏy phỏt ang cụng tỏc song song Do vy bo v ngn mch cho mỏy phỏt l vụ cựng quan trng i vi mỏy phỏt cú th cỏc loi bo v khỏc khụng cú nhng nht thit bo v ngn mch phi cú Bo v ngn mch cú th bng cỏch cỏc thit b bo v khỏc nhng chỳng ta thng gp nht l cu chỡ, aptomat hot ng nhanh v cun cm Trờn tu thy c ng dng ba nhúm aptomat bo v ngn mch Aptomat c in Aptomat chn lc Aptomat hot ng nhanh Tt c ba loi ny u ỏp ng cỏc yờu cu qui nh ca ng kim v c quan qui chun thit b 3) Cỏc loi bo v ngn mch trm phỏt in xoay chiu 1)Dựng Aptomat c in : Thi gian ct ngn mch khong vi ba na chu kỡ Loi ỏptomat ny khụng s dng thờm cỏc phn t cú th rỳt ngn hay kộo di thi gian hot ng Nu dũng i qua aptomat t Igh cho n I2 nú s hot ng theo nguyờn tc bo v quỏ ti Khi dũng t ln hn I2 cho n I3 aptomat hot ng theo c cu bo v ngn mch vi thi gian tb=0,01 ữ 0,03(s) c tớnh dũng thi gian nh hỡnh 3.32: tK=10 ữ 20(s) tb=0,01 ữ 0,03(s) t i t t K qt tb Idm Igh nm I2 I3 I I> nc bo v ngn mch Hỡnh 7.1 c tớnh Ampe Chu kỡ hot ng(vi na chu kỡ) thi gian ca aptomat c in 2)Dựng Aptomat hot ng chn lc: 31 t t i tK qt tz tb nm Idm Igh I1 I3 I2 I I>> Hai nc bo v ngn mch Chu kỡ hot ng tz=0,1 ữ 0,5(s) Hỡnh 7.2 c tớnh Ampe thi gian ca aptomat chn lc Loi ny c lp thờm phn t cho phộp kộo di thi gian hot ng bo v ngn mch v cú c tớnh nh hỡnh 3.33 tk=10 ữ 20(s) tz=0,1 ữ 0,5(s) tb=0,01 ữ 0,03(s) Khi dũng ngn mch cha t n mc ln cn phi ct thi gian tb iu ú lm tng tin cy cp in cho h thng.Nh vy aptomat chn lc s hot ng bo v ngn mch vi thi gian di hn nu dũng ngn mch cũn nh,ngha l nú cú hai nc bo v ngn mch 3) Dựng Aptomat hot ng nhanh: Loi ny c cu trỳc thờm phn t cho phộp rỳt ngn thi gian hot ng cú dũng ngn mch ln Loi ny cú kh nng hot ng na chu kỡ u ca dũng ngn mch Vỡ vy cú th t phn t nú nhanh n mc trc xut hin dũng xung kớch, tng kh nng hn ch ngn mch 10ms tk tz tb qt ts ts nm IdmIgh I1 I2 I3 I4 I I>>> :ba nc bo v ngn mch ts=1 n vi ms cho n 10ms Hỡnh 7.3 c tớnh Ampe thi gian ca aptomat hot ng nhanh Túm li t c tớnh dũng-thi gian ca cỏc loi aptomat, ta thy s dng loi aptomat c in v chn lc mun bo v dũng ngn mch vi thi gian ct ngn hn tb thỡ thng phi phi hp vi cu chỡ,cũn s dng loi aptomat hot ng nhanh thỡ khụng cn phi cú cu chỡ Trong thc t: nc th nht Ing>2,5Im; nc th hai Ing (4,5 ữ 6)Im ; nc th ba Ing (6 ữ 10)Im 4) Kt hp aptomat v cu chỡ bo v ngn mch : Khi ng dng aptomat c in v aptomat chn lc bo v ngn mch khụng cú phn t cho phộp rỳt ngn thi gian hot ng cú dũng ngn mch ln, nh hn tb iu ú rt bt li vỡ nu 32 Ingm>I3 m sau thi gian tb mi ct thỡ quỏ chm v cú th gõy nhng hu qu nghiờm trng vy ta nờn kt hp vi cu chỡ bng cỏch chn c tớnh nh hỡnh 3.35: Trong ú: 1-2 : l c tớnh ca aptomat c in : l c tớnh ca cu chỡ kt hp : l sc bn ca phn t nhit ng cong v ng thng l c tớnh dũng v thi gian ca aptomat c in (1 l phn t bimetan to ra, cũn ng l phn t in t to ra) Vi s kt hp nh trờn dũng ln hn I3, cu chỡ s hot ng bo v trc aptomat v nờn chỳ ý ton b cỏc on 1,2,3 nht thit phi nm thp hn ng gii hn sc bn ca phn t nhit Khi chn nu on s cng dc thỡ cng tt t a b Igh Idm I2 I3 I Hỡnh 7.4 c tớnh Ampe thi gian ca aptomat kt hp cu chỡ gii thiu cỏc cỏch t cu chỡ v Aptomat mch, ta cú th t cu chỡ trc hoc sau Aptomat chiều cấp l ợ ng Cầu chì Aptomat Aptomat Cầu chì 33 Đ 7.3 BO V QU TI CHO MY PHT IN 1) Cỏc nguyờn nhõn gõy quỏ ti cho cỏc mỏy phỏt in Mỏy phỏt b quỏ ti nhng nguyờn nhõn ch yu sau õy : -Do ct mt hoc vi mỏy phỏt ang cụng tỏc song song vi cỏc mỏy phỏt khỏc, -Do ng trc tip cỏc ng c d b cú cụng sut ln, t ng hoc gia tc cỏc ng c d b sau loi tr ngn mch ca h thng, -Do quỏ ti ca nhng ng c cú cụng sut ln, cụng tỏc cu mỏy phỏt b dao ng, -Do phõn b ti khụng ugia cỏc mỏy phỏt cụng tỏc song song v.v * Mỏy phỏt ó c tớnh toỏn thit k chu quỏ ti thi gian tng i di Thng thng cho phộp quỏ ti n 1,1 Idm thi gian 15 phỳt hoc di hn Sau thi gian ú thit b bỏo hiu quỏ ti bng chuụng hay cũi phi hot ng ct mỏy phỏt vi tr thi gian tng ng ca phn t nhit bo v mỏy phỏt quỏ ti 1,5idm tr thi gian ct mỏy phỏt khụng nờn vt quỏ phỳt i vi mỏy xoay chiu v khụng quỏ 15s (giõy)i vi mỏy phỏt chiu Khi xut hin dũng quỏ ti ca mỏy phỏt ln hn 1,5Idm thỡ phn t bo v ngn mch phi hot ng Ta cn chỳ ý rng quỏ ti mỏy phỏt gõy hu qu gia tng nhit , quỏ nhit cho phộp, gõy chỏy hay lm gi húa cht cỏch in ca nú Quỏ ti dn n ct mỏy phỏt mng s dn n giỏn an vic cp cỏc ph ti rt quan trng v quan trng gõy nờn nhng s c nguy him mt an ton cho tu tng thờm tin cy cp ngun cho cỏc ph ti quan trng v rt quan trng vic bo v quỏ ti c gii quyt trc ht ct mt s ph ti khụng quan trng Vic ct mỏy phỏt ch thc hin sau khhi ó ct ht ph ti khụng quan trng m mỏy phỏt cũn b quỏ ti 2) Cỏc phng phỏp bo v quỏ ti cho cỏc mỏy phỏt in - Nu trm phỏt cũn cỏc mỏy phỏt d ch thỡ ng sau ú ho vo mng cụng tỏc song song vi mỏy phỏt ang b quỏ ti v phõn chớa bt ti ca mỏy ang b quỏ ti - Hoc cú th bo v quỏ ti bng cỏch loi tr dn cỏc ph ti Tc l ct bt cỏc ph ti t khụng quan trng, quan trng , ri rt quan trng , sau ú mi n ct mỏy phỏt in li - Sau õy gii thiu s bo v quỏ ti in hỡnh ó c ng dng trờn tu thy, hỡnh Cỏc Aptomat W1,W2, v W3 c cp ngun l in ỏp dõy ca li in, khng ch cỏc nhúm oh ti O1, O2, O3 Cỏc nhúm ph ti O1, O2, O3 c phõn loi theo mc quan trng Vớ d O l nhúm ph ti rt quan trng O2 l nhúm ph ti quan trng v O1 l nhúm ph ti ớt quan trng Aptomat mỏy phỏt Wp c cp ngun iu khin thụng qua bin ỏp h ỏp TN (cng cú th ly trc tip t mng) Cỏc r le dũng Ir, Is, It c cp ngun qua bin dũng PP v s phỏt tớn hiu sau xut hin dũng quỏ ti mỏy phỏt ti mc dũng cn bo v ớt nht l mt pha Tớn hiu ny (tớn hiu quỏ ti) ng thi a ti rle thi gian Cp thi gian d hot ng ca cỏc rle thi gian C 1, C2, C3 v Cp c chnh nh cho tc1 < tc2 < tc3 < tcp Sau mt thi gian quỏ ti nht nh cỏc nhú ph ti O sau ú l O2 v tip theo l O3 c tuyn t ct li in nh cỏc rle thi gian hot ng ct ngun ca cỏc cun gi U Sau ó ct cỏc nhúm ph ti O1, O2, v O3 m mỏy phỏt cũn b quỏ ti thỡ tớn hiu tip tc a n C p v sau thi gian tr Tcp rle Cp s ct ngun iu khin Wp Mỏy phỏt s c ct mng Nu sau ct n nhúm ph ti no ú m mỏy phỏt ht giỏ tr quỏ ti thỡ tớn hiu quỏ ti bin mt, cỏc rle thi gian mt ngun nuụi, mỏy phỏt va cỏc nhúm ph ti cũn li (cha b ct ra) tip tc cụng tỏc 34 W3 U< WP G U< TN IR IR IR CP P C3 C3 O2 C1 S T R W2 U< W1 O1 U< Cỏc r le dũng cú th l cỏc rle bỏn dn Cỏc rle in t ó c s dng rt rng rói trc õy Chỳng cú nhng nhc im c bn l h s phc hi tng i thp (0,8 ữ 0, 9) v hay b tỏc ng xu ca mụi trng tu thy nht l cun chn ng v rung ng H.V 7.6 : Bo v quỏ ti bng cỏch ngt dn cỏc ph ti 35 Rle dũng bng bỏn dn khụng cú nhng nhc im trờn nờn ngy cng c ng dng nhiu trờn tu thy S kh ca rle dũng bng bỏn dn c gii thiu hỡnh v sau (hỡnh 7) IR IS IT ~ ~ ~ Tổng hợ p tín hiệu vào Khuếch đ ại dòng chiều Ura Trigơ Us Us Hỡnh 7.7 : S n gin rle dũng ba pha US in ỏp nuụi Phn t c bn ca rle dũng ba pha bsng bỏn dn la phn t tng hp tớn hiu vo Phn t ny cú vi ba ca vo khụng ph thuc vo Sau tng hp cỏc tớn hiuu vo, tớn hiu c a n b khuych i v c gi ti b trig S ca tng hp tớn hiu vo c gii thiu trờn hỡnh a b c d e IR R1 R2 R3 D1 IS D2 IT D3 Ufe f Hỡnh 7.8 : S tng hp tớn hiu u vo Tớn hiu ly t cỏc bin dũng a ti cỏc u ab,ac,ad t l thun vi in ỏp ri trờn R 1, R2 v R3 Cỏc in ỏp ny c chnh lu na chu k qua cỏc i t D 1, D2 v D3 Trờn u u dõy ef ta nhn c in ỏp mt chiu mp mụ Ucf vi biờn t l thun vi tr s dũng in cỏc pha lch gúc 120o in ỏp u ca b tng hp tớn hiu cú th c trc tip a trờn trig hoc thụng qua khuych i dong mt chiu C hai trng hp u iu chnh c tr s xỏc nh ca in ỏp t phn t tng hp tớn hiu Trờn ca ca rle dũng bng bỏn dn l b trig gõy in ỏp mt chiu t bin ca 36 380 440V R S T Từ rơle thời gian CP WP Từ rơle thời gian c1, c2 hay c3 hì nh Rơle dòng G W1 n P Đ ến rơle thời gian Các phụ tải không quan trọng (H.7.9 S u ni r le bo v quỏ ti ct cỏc ph ti phụng quan trng) Đ 7.4 BO V CễNG SUT NGC 1) Cỏc nguyờn nhõn gõy cụng sut ngc cho cỏc mỏy phỏt Khi cỏc mỏy phỏt cụng tỏc song song vi hay vi c qui v cỏc b chnh lu, nú cú th tr thnh ng c (mỏy phỏt cụng tỏc ch ng c) Trong ch cụng tỏc ny chiu ca cụng sut s ngc li vi ch cụng tỏc ca mỏy phỏt Mỏy phỏt tr thnh mt ph ti tiờu th nng lng in Nguyờn nhõn gõy hin tng cụng sut ngc l cụng tỏc khụng bỡnh thng ca ng c truyn ng cho mỏy phỏt, nh giỏn on vic cp nhiờn liu, hng khp ni gia mỏy phỏt v ng c truyn ng i vi mỏy phỏt mt chiu, chuyn sang ch cụng tỏc ng c cũn mt in ỏp kớch t hay in ỏp mỏy phỏt b gim tc l sc in ng ca mỏy phỏt nh hn in ỏp trờn cỏi Hin tng mỏy phỏt chuyn sang ch cụng tỏc ng c gõy quỏ ti cho cỏc mỏy phỏt cũn li v nh vy cú th dn n ct cỏc mỏy phỏt ú phũng hin tng trờn, cỏc mỏy phỏt cụng tỏc song song u c trang b thit b bo v chng cụng sut ngc m ta thng gi l rle cụng sut ngc 3) Cỏc phng phỏp bo v cụng sut ngc cho mỏy phỏt ng b Thit b bo v chng cụng sut ngc cho mỏy phỏt ng b phi cú phn t cm bin c chiu ca cụng sut Nú c gi l r le bo v cụng sut ngc (REVERSE POWER RELAY ) Trờn tu thy thng c ng dng hai loi rle cụng sut ngc ú l rle cụng sut ngc cm ng UM 149 v rle cụng sut ngc bng bỏn dn (in t) 37 Rle cụng sut ngc cm ng c lp dt trờn cỏc tu úng cỏch õy khụng lõu lm Nhc im ca loi ny l chu tỏc ng ca mụi trng tu thy quỏ ln nh rung ng, chn ng v cú h s hi phc nh a) Dựng r le cụng sut ngc kiu a quay UM-149 Trờn cỏc tu ca Nga úng thng lp t rle cụng sut ngc cm ng ký hiu UM - 149 c gii I Nối vớ i biến dòng I Nối vớ i biến áp u thiu hỡnh 10 Hỡnh 7.10: S cu to rle UM-149 Cu to ca rle UM - 149 bao gm cỏc phn t : cỏc khung t v 2, trờn khung t c qun cun dũng v ly tớn hiu t bin dũng ca mỏy phỏt Trờn khung t c qun cun ỏp v ly tớn hiu t bin ỏp o lng a bng nhụm c c nh trờn tr quay cú cỏc gi Tip im c c nh cựng vi tr quay ca a nhụm Tip dim t c nh Khi a nhụm c quay theo mt chiu nht nh tip im v s tip xỳc a nhụm ch c quay theo hng nht nh Hng ngc li khụng quay c v ó b hóm bng cht Ta hóy xột quỏ trỡnh xy rle UM - 149 Mun cú t trng quay ta phi to hai t thụng v u lch pha v khụng gian v thi gian I I 180- u I I u Iu 38 Hỡnh v 7.11: S vộc t rle UM-149 T s vộc t ta cú : Vộc t in ỏp a vo cun (ỏp) U, vộc t ca dũng a vo cun l I, gúc lch pha gia U v I Iu - dũng chy cun ỏp Do cú s tn hao nờn vect v I lch mt gúc nh Nh vy hai t thụng v u lch pha ú to to t trng quay v gõy mụmen quay trờn a nhụm ta cú th tớnh: M1 = K I U sin Khi t ch mỏy phỏt chuyn sang ch ng c thỡ vộc t dũng quay i mt gúc 180 o Gúc to thnh gia vộc t I v U s l 180o - v gúc to bi U v I l 180o + Lỳc ny mụmen quay trờn a l : M2 = K I U sin (180o + ) = - K I U sin T biu thc trờn ta rỳt kt lun : vộc toe dũng quay i mt gúc 180 o (tng ng vi ch ng c ca mỏy phỏt) thỡ mụmen quay gõy trờn a nhụm s i du i vi rle UM - 149 , mun iu chnh mc hot ng ca cụng sut ngc ta thay i s vũng dõy ca cun dũng Cũn mun iu chnh thi gian hot ng, ta thay i khong cỏch gia tip im v R S T _ + P Bd Nơi đ ến thiết bịkhác BA G Hỡnh v 7.12: S u rle cụng sut ngc UM-149 39 b) R le cụng sut ngc dng dựng bin ỏp nhy pha Bờn cnh rle cụng sut ngc UM - 149 trờn cỏc tu Nga cũn ng dng rle cụng sut ngc m phn t R S + RT RI (-) + BA _ CL RN - (+) CL Bd _ + T BA BA G cm bin l cỏc bin ỏp nhy pha nh hỡnh 13 Hỡnh v 7.13 : S u rle cụng sut ngc kiu bin ỏp nhy pha Rle ny bao gm hi phn chớnh : Phn nhy pha Phn thc hin Phn thc hin bao gm rle phõn cc RI hot ng UCL1 > UCL2 Phn nhy pha gm hai bin ỏp BA1 v BA2 v hai cu chnh lu hai na chu k CL v CL2 Bin ỏp BA1 cú cun v l hai cun th cp Bin ỏp BA2 cú hai cun v l hai cuun th cp Khi mỏy phỏt ang lm vic ch mỏy phỏt thỡ U 2.3 >> U1.4 tc l cun v c u thun, cun v c u ngc Do vy UCL1 >> UCL2, rle phõn cc RI khụng hot ng v in ỏp mt chiu cp cho RI khụng v cc tớnh Khi mỏy phỏt cụng tỏc ch ng c thỡ quan h gúc pha bin ỏp BA thay i v ta cú cun v u ngc, cun v u thun nờn U1.4 >>UCL2 in ỏp mt chiu cp cho rle phõn cc RI phự hp cc tớnh nờn nú hot ng úng tip im cp ngun cho cun ngt RN, ct mỏy phỏt mng c) R le cụng sut ngc bng bỏn dn Hin trờn cỏc tu úng mi hu nh c lp t rle cụng sut ngc bng bỏn dn Hỡnh 14 gii thiu s n gin rle cụng sut ngc bng bỏn dn Phn t c bn nht ca rle cụng sut ngc bng bỏn dn l phn t nhy pha Phn t nhy pha s cm bin c chiu ca cụng sut v a tớn hiu n 40 I~ Bộ nhạy pha Trigơ Khuếch đại Us U~ U Us Hỡnh v 7.14 : S rle cụng sut ngc in t khuych i Sau tớn hiu ó c khuych i c a n trig Sau õy s gii thiu rle cụng sut ngc bng bỏn dn Balan sn xut cú ký hiu mRPZ - 10 Rle mRPZ - 10 c s dng vi mỏy phỏt M - 501, M - 503 trờn trm phỏt in tu thy + Cỏc thụng s k thut - in ỏp nh mc : x 380V/ + 10% - 20%/50Hz -> M - 501 x 440V/ + 15% - 30%/60Hz -> M - 503 - Dũng nh mc 5A - iu chnh gii hn cụng sut ngc - 17% - H s hi phc 0,95 - in ỏp U = 24V , I = 0,8V D22 R Bd R29 R33 N BA D3 T2 D21 T5 R33 R33 R3 T1 R32 R33 C3 R9 R7 R30 R5 R2 R34 R1 C4 R46 T3 D1 R4 R6 R8 R11 D6 R47 Hỡnh 7.15 : S nguyờn lý rle cụng sut ngc mRPZ-10 T s nguyờn lý gii thiu trờn hỡnh 15 ta thy in ỏp ba pha ca mỏy phỏt c a ti ca 4,5,6 bin ỏp BA Tớn hiu dũng ly t cun th cp ca bin dũng o lng c a ti ca 1,2 Trờn ca ca phn t cm bin vi chiu cụng sut (phn t nhy pha) ta nhn c bin ỏp mt chiu cú cc tớnh ph thuc vo chiu ca cụng sut Tr s ca bin ỏp nỏy t l vi cng dũng in v h s cụng sut, khong ph thuc vo in ỏp ca mỏy phỏt in ỏp ny c a n b khuch i dũng in mt chiu, bao gm Tranzystor T1 v t2 B khuch i ch hot ng vi chiu in ỏp tr s nht 41 nh trờn ca vo Tớn hiu ca b khuch i iu khin ch cụng tỏc ca trigo l in 24v cp cho rle trunggian iu khin aptomat mỏy phỏt in Theo yờu cu ca ng kim nu mỏy phỏt c truyn ng bng tuc bin, gii hn iu chnh t bo v cụng sut ngc t 2%- 6% cụng sut nh mc ca mỏy phỏt Nu mỏy phỏt truyn ng bng ng c thỡ gii hn iu chnh t ngng bo v t 8% - 15% cụng sut nh mc mỏy phỏt + Tớ i mạch cắ t máy phát 12 11 10 Nguồn 24V 10% -1A Phụ tải ~ Hỡnh v 7.16: S u dõy rle mRPZ - 10 i vi mỏy phỏt in tu thy tr thi gian hot ng thng c chnh nh t 2-5s, mc dự gii hn iu chnh trờn rle cụng sut ngc t - 12s(giõy) 4) Bo v chng dũng in ngc i vi mỏy phỏt mt chiu Khi cỏc mỏy phỏt mt chiu cụng tỏc song song vi nhau, mt cỏc mỏy phỏt chuyn sang cỏc ch cụng tỏc nh ng c cú ngha l nú nhn cụng sut t cỏi iu ú ng ngha vi hin tng i chiu dũng in i vi mỏy phỏt ú Xỏc nh hin tng i chiu dũng in cú th thc hin bng rle dũng in ngc in t, in ng v t in a) - + b) - + c) N S Hỡnh v 7.17: S nguyờn lý u dõy rle dũng in ngc a) Rle in t ; b) Rle in ng, c) Rle t in C ba loi rle gii thiu trờn hỡnh 17 u c ng dng trờn tu thy S nguyờn lý u dõy rle dũng in ngc c gii thiu hỡnh 17 42 S a rle dũng in ngc in t, trờn lừi t c qun cun dõy, cun dũng vcun ỏp Dũng in ca mỏy phỏt chy qua cun dũng, in ỏp ca mỏy phỏt du trc tip vo cun ỏp Trng hp dũng in i t mỏy phỏt n cỏi (ch mỏy phỏt ) t thụng lừi t, t hai cun dũng chy ngc li (ch ng c) t thụng lừi t, t hai cun dũng v cun ỏp trit tiờu Lỳc ny lc lũ xo s thng lc hỳt ca lừi t, úng tip im a tớn hiu ct aptomat mỏy phỏt Nguyờn lý hot ng ca rle dũng in ngc chiu in ng c gii thiu hỡnh 17b Cun ỏp c cun trờn phn ng, dũng in cundũng i chiu, mụ men quay cng i chiu vỡ vy tip im ca rle úng li gi n tớn hiu ct aptomat mỏy phỏt Rle dũng in ngc kiu t in trờn hỡnh 17c, cun dũng qun trờn phn ng c t t trng nam chõm vnh cu hỡnh ch U Cun dũng u song song vi mch sun mch chớnh ca mỏy phỏt Nu chiu dũng in cun dũng thay i, mụ men quay cng i chiu Tip im c úng li gi tớn hiu ct aptomat mỏy phỏt Cỏc yờu cu i vi rle dũng ngc: Dũng ngc m rle phi hot ng gii hn t 2%- 15% dũng nh mc ca mỏy phỏt Khi chnh dnh phi cn c vo c tớnh mỏy diesel truyn ng Tr s ngc phi bo v gõy mụmen quay ng c truyn ng Nu in ỏp mỏy phỏt vỡ lý no ú h xung n 50% in ỏp nh mc thỡ rle dũng in phi hot ng Rle bo v chng dũng lnh ngc cú th cho phộp dũng ngc t livo mỏy phỏt nhng trng hp vớ d nh ti hng cú nhng thi gian ngn cụng tỏc ch hóm mỏy phỏt Nu gia cỏc mỏy phỏt cụng tỏ song song cú ni dõy cõn bng thỡ cun dũng ca rle phi c u vi cc khỏc vi cc u kớch t ni tip Đ 7.5 B O V IN P THP V IN P CAO CHO TRM PHT 1) Bo v thp ỏp Ngy cỏc mỏy phỏt in xoay chiu ca cỏc hóng ln trờn th gi u cú b t ng iu chnh in ỏp hot ng ht sc tin cy v cú chớnh xỏc rt cao Do vy vic bo v in ỏp thp cỏc trm phỏt in thng in ỏp mỏy phỏt b tt quỏ thp < 60% Um thỡ cun gi (UV)trong cỏc ỏp tụ mỏt nh tỏc ng lờn ging lm ngt ACB li Ngoi chỳng cũn cú tỏc dng bo v KHễNG cho trm Tc l mỏy phỏt khụng hot ng hoc khụng phỏt in ỏp bng Um thỡ nú cng khụng cho úng ỏp tụ mỏt lờn li Khi cỏc mỏy phỏt c xỏc nh cụng tỏc song song vi hay vi cỏc ngun in b thỡ vic úng aptomat s khụng cho phộp nu kớch t cha t ti ớt nht l 80% tr s v nh mc Vi nh mc trờn ta quan nim rng cn cú thit b khng ch (rle) ch cho phộp úng aptomat mỏy phỏt in ỏp ca nú ó t n tr s cho trc Trong h thng in nng mt in ỏp mỏy phỏt, thit b bo v khụng nht thit phi hot ng tc thi Vỡ vic bo v ó cú thit b bo v chng ngn mch hot ng Rle bo v in ỏp thp c chn hot ng vi tr n 0,5s 2) Bo v in ỏp cao Trờn cỏc tu hin rt ớt s dng cỏc bo v in ỏp cao Vỡ mt mt cỏc b VCU hot ng rt hiu qu , ớt b quỏ in ỏp ti % Um 43 Cỏc tu ca chõu u dựng bo v in ỏp cao thng cú bo v in ỏp cao riờng Khi cú in ỏp cao xut hin nú tỏc ng trc tip ti ging ACB ngt ACB li Đ 7.6 KIM TRA IN TR CCH IN CHO H THNG IN NNG - Khỏi nim chung Trong quỏ trỡnh hnh v khai thỏc trang thit b in, in tr cỏch in l thụng s rt quan trng ỏnh giỏ cht lng ca chỳng in tr cỏch in l thụng s luụn b thay i s tỏc ng ca rt nhiu yu t khỏc ú l m, hi mui, du m, bi bn, nhit cao v cỏc tỏc ng c hc khỏc Ngoi cỏc yu t trờn, in tr cỏch in gim cũn s gi húa t nhiờn ca vt cht dn n mt dn tớnh cỏch in ca chỳng Khi in tr cỏch in quỏ thp s dn n ngn mch, cú th phỏ hu thit b in ú lm tng thờm nguy him cho ton h thng i vi ngi s dng kh nng in git v mc nguy him tng in tr cỏch in thp s gõy dũng rũ gia cỏc pha qua phn kim loi ca thõn tu lm tng nhit cu cỏc phn ú v cng lm in tr cỏch in b phỏ hu nhanh hn Xut phỏt t khỏi nim trờn, hu nh tt c cỏc bng in chớnh trờn cỏc tu thu u c trang b h thng in tr, cỏch in trng trc iu ú giỳp ngi hnh thun li theo dừi tr s cỏch in ca h thng nng lng, theo dừi tr s cỏch in ca h thng nng lng bt c thi im no cú bin phỏp khc phc cn thit nu cn Do gii hn ca chng trỡnh õy ch gii thiu mt s phng phỏp kim tra in tr cỏch in mng xoay chiu thng trc ng dng trờn tu thu Kim tra in tr cỏch in mng xoay chiu bng ốn Kim tra in tr cỏch in mng xoay chiu ba pha cú im trung tớnh cỏch in vi mỏt lỳc ang cú in cú th tin hnh nh h thng ốn nh hỡnh 10.1 R S T K Cỏc búng ốn c ni tip theo hỡnh v thụng qua nỳt n K tip mỏt Búng ốn c ni vi pha cú in tr cỏch in thp hn so vi cỏc pha cũn li s cú mc sỏng kộm nht Bng mt vi ln n nỳt K ta cú th khng nh mc sỏng ca cỏc búng ốn v ú bit c t l in tr cỏch in ca cỏc pha mng 44 Mng ba pha cũn cú th s dng thit b o in tr cỏch in nh hỡnh 10.2 hoc cng cú th s dng h thng cú im trung tớnh nhõn to v c tỏch h thng bng cỏc it nh hỡnh 10.3 Thit b ny o trc tip dũng dũ ca h thng R R S S T T Hỡnh Kim tra in tr cỏch in mng xoay chiu pha bng vụn k kim tra in tr cỏch in mng in xoay chiu ba pha trờn tu thu v trờn t lin thc t ó ỏp dng phng phỏp ba vụn k c gii thiu hỡnh a) R S T V V RV V RV RV RR RS RT b) R S O T RRV RSV RTV Hỡnh: a, b 45 UR c) U'R d) O' Uo =0 O' Uo U'T O O UT US U'S U'R =0 O' e) U'T Uo U'S US Hỡnh: c, d, e Nu in tr cỏch in ca ba pha nh nhau, ba vụn k s ch tr s nh v bng in ỏp pha a l s u thc t, b s tng ng Cỏc tr s R T, RS, RR l in tr cỏch in ca cỏc pha T, S, R vi mỏt RV l in tr ca vụn k R TV, RSV, RRV l cỏc in tr tng ng ca tng pha vi mỏt Trong iu kin bỡnh thng RTV RSV RRV in ỏp Uo gia O v O s bng Gi s in tr cỏch in pha R b gim so vi hai pha cũn li Vụn k mc pha vi R s ch in ỏp tng ng vi U R, vụn k mc vi pha S v pha T s ch in ỏp tng ng vi U S v UT (s vect d) Nu in tr cỏch in pha R gim bng tc l R R = 0, vụn k mc vi pha R s ch 0, cỏc vụn k cũn li ch in ỏp dõy (hỡnh ) Lỳc ny Uo bng in ỏp pha ca ngun in in ỏp Uo c xỏc nh: U R G RV + U S G SV + U T GTV Uo = G RV + G SV + GTV Trong ú: UR, US, UT l cỏc in ỏp pha 1 G SV = GRV = R RV RSV GTV = RTV Nu dn in ca in tr cỏch in pha R tng n ln, tc l GRV = n GRV Ta coi in ỏp pha UR = US = UT vy ta cú Uo: G RV (U R + U S + U T ) n = U R Uo= n G RV + G SV + GTV n+2 in ỏp trờn vụn k mc vi pha R c xỏc nh: n U R = U R UR = UR UO = UR n+2 n+2 T biu thc trờn cho ta kt qu rng cựng vi s tng ca i lng n cú ngha l cựng vi s tng ca dn in GRV so vi GSV v GTV ch s ca vụn k ni vi pha R s nh i Vi n = vụn k ni vi pha R ch mt na in ỏp pha Cũn trng hp pha R b ni trc tip vi mỏt thỡ vụn k ni vi pha R ch 46 Phng phỏp kim tra in tr cỏch in trỡnh by trờn ch cho phộp ta so sỏnh in tr cỏch in ca mt pha so vi cỏc pha cũn li Kim tra in tr cỏch in mng xoay chiu bng ngun mt chiu Trờn cỏc h thng nng lng in tu thu o in tr cỏch in ton mng mt cỏch chớnh xỏc l rt quan trng ỏp ng yờu cu ú thc t ó s dng nhng h thng in tr cỏch in mng xoay chiu bng cỏch dựng dũng mt chiu Cỏc h thng ny cú chớnh xỏc cao, tin cy ln v gn nh phự hp vi iu kin cụng tỏc trờn tu thu 4.1 H thng o in tr cỏch in PU (APTOR) õy l h thng c ch to trờn nguyờn lý: To l ngun in dũng mt chiu chy qua in tr cỏch in xoay chiu cn o v da vo tr s dũng in ú suy tr s in tr cỏch in TR 1PR 1RP 2RP 1C 2P 2PR 1P 2C RS 3PR 4C 4PR 3C 2P 2P 110V 220V 380V 440V + K - L 2P S R S T Hỡnh v 7.17 : S nguyờn lý h thng o in tr cỏch in PU-1 TR-bin ỏp ngun, 1PR-ngun mt chiu a ti mng xoay chiu 2PR-ngun nuụi rle 1P, 3PR-ngun nuụi rle trung gian; 2P-rle trung gian 47 Hỡnh 7.17 Gii thiu s nguyờn lý h thng o in tr cỏch in PU sn xut ti Balan Cỏc tr u dõy 0, 110V, 220V, 380V, 440V c u vi ngun Tu theo cp in ỏp ca ngun ta chn tr u dõy cho phự hp Tr u dõy s (k t trỏi sang phi) c u vi bt k pha no ca h thng nng lng m ta cn o in tr cỏch in H thng cú th tin hnh o in tr cỏch in c ch cú in ỏp cp cho cun s cp ca bin ỏp ngun TR Ngun dũng mt chiu a ti mng xoay chiu c cp qua chnh lu mt na chu k v c n nh bng hai it zene mc ni tip Dz v Dz2 Nh cú n ỏp bng dit zene nờn s thay i ca in ỏp ngun khụng nh hng n chớnh xỏc ca h thng Trong mch ca k cũn cú bin tr 1RP v 2RP Bin tr 1RP c ỏnh du thnh ba nc (15, 30 v 50K) in ỏp ri trờn phn u ca bin tr 1RP c a ti iu khin tranzystor ca rle 1P Rle s hot ng dũng in mt chiu vt quỏ tr s xỏc nh in tr cỏch in mng xoay chiu nh quỏ mc ti thiu Khi rle 1P hot ng mch ca rle trung gian 2P c ni kớn v 2P cng hot ng Cỏc tip im 2P v 2P2 úng, cp ngun cho cỏc thit b bỏo ng ốn cũi hot ng Ta cú th chnh mc bỏo ng nh x xờ dch bin tr 1PR theo cỏc mc 15, 30 hay 50K Khi lp t nhng h thng o in tr cỏch in cn chỳ ý mt l i vi nhng mng in cú nhiu nhỏnh v nhiu ph ti ang cụng tỏc thỡ in tr o c chớnh l in tr tng ng ca ton b thit b mng ú Mc in tr cỏch in ti thiu ca h thng c quy nh ph thuc vo s nhỏnh song song mng giỏ tr ti thiu ca in tr cỏch in s nh dn cựng vi s gia tng s nhỏnh song song theo quy nh ca ng kim in tr cỏch in ti thiu ch cn 10 K l c nh vy in cỏch in tr ca mt nhỏnh khụng c phộp nh hn M Tuy nhiờn in tr cỏch in 10 K cú th cú i vi mng m ú cú mt vi nhỏnh ch t 20 K cũn cỏc nhỏnh khỏc phi ln hn M Cng ớt nhỏnh song song mng in thỡ in tr cỏch in ti thiu ca ton mng ũi hi cao hn Chớnh vỡ vy kim tra in tr cỏch in ca h thng ta phi tỏch nhiu phn mi m bo chớnh xỏc cao, d dng phỏt hin nhng phõn on hay thit b cú in tr cỏch in thp x lý kp thi Khi cp nng lng cho cỏc ph ti thụng qua bin ỏp thỡ yờu cu in tr cỏch in cao hn cp trc tip t cỏi bng in chớnh v nh vy vic kim tra in tr cỏch in ca cỏc phõn on s d dng hn 4.2 H thng o in tr cỏch in hóng Siemens Hóng siemens ca nc Cng hũa Liờn bang c ó ch to v lp t h thng o in tr cỏch in cho mng ng lc v mng ỏnh sỏng trờn tu bin S nguyờn lý h thng c gii thiu trờn hỡnh 48 BA CL R6 C1 K 1d 1d1 Đ R8 R1 1d dz C2 R2 R3 R4 C3 1d1 T C4 CC R5 + K C5 R7 - Hỡnh 7.18 : H thng o in tr cỏch in bng Siemens Nguyờn lý hot ng ca h thng cng da trờn nguyờn tc o dũng mt chiu chy qua in tr cỏch in tng ng ca mng in cn kim tra (mng m c ni vi cun s cp ca bin ỏp ngun) Thụng qua tr s cng in o c khng nh tr s in tr cỏch in ca mng cn o Cun s cp ca bin ỏp ngun BA cú cỏc tr u dõy 5, 6, 7, ng vi cỏc cp in ỏp khỏc nhau, thun tin cho vic trang b h thng cỏc mng cú in ỏp khỏc nhu Khi h thng ang cụng tỏc ch o in tr cỏch in thỡ u ca cun th cp bin ỏp cú in ỏp khỏc thun tin cho vic trang b h thng cỏc mng cú in ỏp khỏc thỡ h thng ang cụng tỏc ch o in tr cỏch in thỡ u ca cun th cp bin ỏp cú in ỏp xoay chiu U = 48V Thụng qua u chnh lu CL1 v t C1 ta cú in ỏp mt chiu U = 60V phõn trờn R v it zene dz Dũng mt chiu dI t cc dng ca ngun t CL1 qua R8 xung mỏt, qua in tr cỏch in tng ng ca mng s cp tr v cc õm ngun thụng qua cun cm CC1, in tr R5 K k v bin tr R7 K k s ch s in tr cỏch in ca mng cn o Khi in tr cỏch in ca mng cn o gim n mc ti thiu h thng cú chc nng bỏo ng bng ốn v bng cũi Nu in tr cỏch in ca mng nh hn gii hn mn, dũng mt chiu i qua K k tng lờn in ỏp ri trờn bin tr R7 ln lm thụng tranzystor T Dũng ti ca tranzystor T lm 49 rle d1 hot ng, tip im lp úng cp ngun cho rle d 2, tip im 1d2 úng ốn d sỏng v chun mch ngoi reo bỏo ng th phn bỏo ng ca h thng cũn hot ng tt hay khụng ta ch vic úng cụng tc K trc tip ni mng in vi mỏt thụng qua R H thng s bỏo ng Bin tr R cú cỏc nc chia sn chnh nh mc in tr ti thiu phi bỏo ng ú l cỏc nc 15K, 20 K, 25 K, 30 K v 40 K H thng hot ng chớnh xỏc, cú tin cy cao phựhp vi iu kin cụng tỏc trờn tu Cõu hi ụn tp.chng 1)Trỡnh by nguyờn nhõn , tỏc hi ca hin tng ngn mch v cỏc phng phỏp bo v ngn mch cho cỏc mỏy phỏt in trm phỏt in 2) Trỡnh by nguyờn nhõn ,tỏc hi ca hin tng quỏ ti ca mỏy phỏt in Nờu cỏc phng phỏp bo v quỏ ti cho cỏc mỏy phỏt in trm phỏt in 3) Trỡnh by nguyờn nhõn v hu qu ca hin tng cụng sut ngoc Nờu cỏc phng phỏp bo v cụng sut ngc cho cỏc mỏy phỏt in 4) Bo v thp ỏp v cao ỏp cho trm phỏt in 5) Cỏc cỏch kim tra in tr cỏch in h thng nng lng in 6) c cỏc s o in tr cỏch in dựng cỏc trm phỏt in mng ng lc cng nh mng thp ỏp ( chiu sang , sinh hot) 50 ... Hỡnh v 7. 17 : S nguyờn lý h thng o in tr cỏch in PU-1 TR-bin ỏp ngun, 1PR-ngun mt chiu a ti mng xoay chiu 2PR-ngun nuụi rle 1P, 3PR-ngun nuụi rle trung gian; 2P-rle trung gian 47 Hỡnh 7. 17 Gii... sut ngc - 17% - H s hi phc 0,95 - in ỏp U = 24V , I = 0,8V D22 R Bd R29 R33 N BA D3 T2 D21 T5 R33 R33 R3 T1 R32 R33 C3 R9 R7 R30 R5 R2 R34 R1 C4 R46 T3 D1 R4 R6 R8 R11 D6 R 47 Hỡnh 7. 15 : S nguyờn... ng v t in a) - + b) - + c) N S Hỡnh v 7. 17: S nguyờn lý u dõy rle dũng in ngc a) Rle in t ; b) Rle in ng, c) Rle t in C ba loi rle gii thiu trờn hỡnh 17 u c ng dng trờn tu thy S nguyờn lý u