ROLE BẢO VỆ QUÁ DÒNG CHẠM PHA 110K.DOC

ROLE BẢO VỆ QUÁ DÒNG CHẠM PHA 110K

Phần 2(tt)

1.6/ Rơle bảo vệ quá dòng chạm pha 110KV 50/51P :

Kiểu MCGG-52, nhà chế tạo GEC ALSTHOM

Chỉ danh vận hành trên sơ đồ bảo vệ trạm là R.50/51P.

Là rơle quá dòng chạm pha được lắp đặt để bảo vệ dự phòng cho máy biến thế 1T (và 2T), bảo vệ các thiết bị 15KV

* Nguyên lý cấu tạo cũng giống như rơle MCGG-82 ở trên. * Sơ đồ nguyên lý của rơle MCGG-52 :

Hình 49 : Sơ đồ nguyên lý cấu tạo của rơle MCGG-52

* Sơ đồ khối bảo vệ của R.50/51P tại trạm :

R.50/51P

Cắt MC 171 (172)

Cắt MC 171 (172)

Hình 50 : Sơ đồ khối bảo vệ R.50/51P

* Thông số đang chỉnh định của rơle 50/51P : + Dòng khởi động Is = 1,1 In + Bội số thời gian xt = 0,475s + Dòng tác động tức thời : Iinst = 15 Is

1.7/ Rơle bảo vệ quá dòng chạm đất 110KV 50/51NP :

Kiểu MCGG-52, nhà chế tạo GEC ALSTHOM

Chỉ danh vận hành trên sơ đồ bảo vệ trạm là R.50/51NP.

Là rơle quá dòng chạm đất được lắp đặt để bảo vệ dự phòng cho máy biến thế 1T (và 2T), bảo vệ các thiết bị 15KV

* Sơ đồ khối bảo vệ 50/51NP :

Cắt MC 171 (172)

Cắt MC 531 (532)

Hình 51 : Sơ đồ khối bảo vệ R.50/51NP

* Thông số đang chỉnh định của rơle 50/51NP : + Dòng khởi động Is = 1,0 In + Bội số thời gian xt = 0,5s + Dòng tác động tức thời : Iinst = 10 Is

1.8/ Rơle bảo vệ chạm đất cuộn dây 110KV MBT (64P) :

Kiểu MCAG-14 , nhà chế tạo GEC ALSTHOM

Chỉ danh vận hành trên sơ đồ rơle bảo vệ trạm là R.64P.

Là rơle bảo vệ chạm đất cuộn dây 110KV của MBT được lắp đặt để bảovệ cho máy biến thế 1T (và 2T)

a) b)

Hình 52 : Rơle MCAG-14 : a) Bên ngoài , b) Bên trong

a/ Đặc điểm :

- Làm việc với độ ổn định cao.

- Hoạt động nhỏ hơn 30ms tại dòng đặt gấp 5 lần - Làm việc được với dãi tần rộng.

b/ Chức năng :

- Khi có sự thay đổi bất thường dòng điện trong mạch kín của hệ thống như các cuộn dây của MBT, hệ thống phải chịu đựng một dòng sai lệch lớn, những thành phần không đối xứng bình thường và bất thường sẽ tăng lên Đối với máy biến thế thì dòng này đến từ bên ngoài hoặc thậm chí có thể đạt đến mức bảo hòa Bỡi vì sự biến đổi của đặc tính từ của máy biến thế và dòng không cân bằng (so lệch) ở mức cao có thể xãy ra.

- Để đảm bảo cho khả năng làm việc dưới những điều kiện này thì cần thiết phải dùng một điện thế hoạt động bằng cách dùng một rơlecó trở kháng cao cài đặt ở một trạng thái điện thế hơi cao một chút so với dòng điện và được tăng lên bỡi biến thế dưới một giá trị lớn nhất của điều kiện so lệch ở bên ngoài.

- Rơle MCAG-14 được sử dụng với một điện trở ổn định, được thiết kế để ứng dụng ở những nơi cần có độ nhạy cảm với sự ổn định Khi có sai lệch yêu cầu và yêu cầu cho sự cân bằng giới hạn lỗi chạm đất bằng những thanh dẫn và những vùng trung tâm của bảo vệ sai lệch cho máy phát, biến áp tự ngẫu, động cơ.

- Tổng trở của rơle cao và những dãy điện trở ổn định thì luôn luôn thấp đủ để ngăn chặn dòng của máy biến thế và sự tăng áp vượt quá 2KV trong suốt quá trình có sự sai lệch lớn nhất bên trong, nhưng trong một số ứng dụng nào đó thì điện trở phi tuyến được yêu cầu để giới hạn điện thế.

- Rơle MCAG-14 được thiết kế theo kiểu ngắt cực (pha) và riêng cho từng cực.

Hình 53 : Sơ đồ nguyên lý và cấu tạo rơle MCAG-14

Mô tả :

- Rơle cơ bản chỉ là một bộ phận hút phụ tiêu chuẩn của một cấu trúc mạnh mẽ và đơn giản Hoạt động của cuộn dây của rơle được kết nối thành một chuỗi với một cuộn kháng mắc nối tiếp tụ điện, tất cả chúng tạo thành một mạch dao động Những thành phần này được cung cấp năng lượng từ máy biến áp tự ngẫu,biến áp tự ngẫu này được quấn đễ đưa ra 7 mức dòng điện đặt khác nhau.

- Mạch điện của rơle được điều khiển bởi tần số cung cấp ,sự điều chỉnh sóng hài được tạo ra bởi sự bảo hòa của biến dòng Một rơle thời gian ngắn hoạt động sẽ giúp đưa ra trạng thái ổn dịnh lúc có sự sai lệch lớn ở bên ngoài và sẽ đạt được bởi sự cho phép của biến áp tự ngẫu đến một trạng thái bảo hòa vượt lên trên sự cài đặt của rơle, điều này sẽ làm giới hạn dòng điện cung cấp và tiếp điểm phụ sẽ hoạt động dựa trên phần so lệch của đường cong đặc tính của dòng điện và thời gian.

* Thông số kỹ thuật : - Dung lượng : 1VA.

- Dòng điện đặt tiêu chuẩn : 5 đến 20%, 10 đến 40% và 20 đến 80% tương ứng với dòng thứ cấp của biến dòng là 0.5A,1A và 5A.

- Thời gian hoạt động : 0.025s tại dòng đặt gấp 5 lần - Điện áp đỉnh của biến dòng :

+ Điện áp đỉnh của biến dòng thì được xác định là một điểm trên đường cong từ tính tại nơi mà tạo mà điện áp tăng 10% và tạo nên một trạng thái tăng 50% của dòng Yêu cầu về đặt điện áp ổn định (VS’), điện áp đỉnh nhỏ nhất ( Vk), dòng kích thích lớn nhất (Ie) được tính như sau:

V’S  IF(RS + RP).

- IF : Sóng dòng tương đương của dòng sai lệch lớn nhất.

- Is : Dòng cài đặt sai lệch ảnh hưởng thứ cấp biến dòng được tính bằng A - RS : Điện trở của dây dẫn thứ cấp biến dòng.

- RP : Điện trở của dây dẫn lớn nhất của rơle và biến dòng.

- n : Tổng số nhóm biến dòng tạo nên một vùng bảo vệ cho những thanh dẫn củabảo vệ sai lệch.

- n = 2 dùng cho sai lệch của biến thế.

- n = 3 dùng cho giới hạn bảo vệ nối đất sai lệch khi cuộn dây đấu  - n = 4 dùng cho giới hạn bảo vệ nối đất sai lệch khi cuộn dây đấu Y - VSA : Điện áp cài đặt hiện hành.

* Điện trở ổn định :

+ Giá trị điện trở ổn định liên tục là 470, 220 và 47 tương ứng với dòng thứ cấp của biến dòng là 0.5A, 1A và 5A.

+ Những giá trị thích hợp của dãy điện trở phi tuyến RSR sẽ được yêu cầu để đảm bảo cho sự hoạt động thì được tính như sau :

- IR : Dòng điện đặt.

* Trong những ứng dụng đương nhiên thì không cần những điện trở ổn định trong một dãy với những rơle MCAG 14 hoặc MCAG 34 Trở kháng của rơle thì tạo thành một yếu tố riêng lẽ sẽ đưa ra một hiệu suất ổn định

- Dung lượng 1VA.

- Dòng điện đặt tiêu chuẩn 5 20% ,10 40% và 20  80%.

- Thời gian hoạt động : 0.025(s ) tại giá trị lớn hơn 5 lần giá trị đặt - Nhiệt độ làm việc – 25oC  70 oC.

* Sơ đồ khối bảo vệ chạm đất MBT của R.64P tại trạm :

531(532)

Hình 53 : Sơ đồ khối bảo vệ R.64P

R.64P được cấp nguồn từ 2 BCT 110KV của MBT , khi có sự cố chạm pha với đất của cuộn dây MBT thì R.64P sẽ tác động cắt đồng thời 3 máy cắt 171 (172) ,100 ,531 (532)

cô lập MBT 1T (2T) ra khỏi lưới Muốn tái lập lại MBT thì phải giải trừ sự cố bằng cách reset R.86.

* Thông số đang chỉnh định tại trạm của rơle 64P : I = 30% In

1.9/ Rơle bảo vệ chạm đất cuộn dây 15KV MBT (64S) :

Kiểu MCGG-22 , nhà chế tạo GEC ALSTHOM

Chỉ danh vận hành trên sơ đồ rơle bảo vệ trạm là R.64S.

Là rơle bảo vệ chạm đất cuộn dây 15KV của MBT được lắp đặt để bảo vệ cho máy biến thế 1T (và 2T) và bảo vệ dự phòng cho các thiết bị 15KV

Hình 53 : Rơle MCGG-22

* Sơ đồ cấu tạo và nguyên lý :

Hình 54 : Sơ đồ nguyên lý của rơle MCGG-22

* Sơ đồ khối của bảo vệ R64S :

Hình 55 : Sơ đồ khối bảo vệ R.64S

* Thông số đang chỉnh định của rơle 64S : + Dòng khởi động Is = 0,6 In + Bội số thời gian xt = 1,0s + Dòng tác động tức thời : Iinst = 20 Is

Rơle R.64S được lắp đặt để bảo vệ chạm đất cuộn dây 15KV của MBT.

Nguồn tín hiệu điều khiển rơle được lấy từ biến dòng chân sứ trung tính cuộn dây 15KV MBT (BCT 2000/1A).

Khi có hiện tượng chạm đất cuộn dây 15KV/ MBT thì sẽ xuất hiện dòng thứ tự không (khác không) chạy qua biến dòng chân sứ ,cấp tín hiệu cho R.64S hoạt động Rơle 64S sẽ tác động cắt MC 531 (532) cô lập TC 15KV ra khỏi lưới.

Rơle 64S cũng được kiểm soát bởi rơle khóa 86 Muốn tái lập lại sự hoạt động cho R.64S thì phải reset lại R.86.

1.10/ Bảo vệ quá tải máy biến thế (R.49) :

Kiểu MCHD-04 , nhà chế tạo GEC ALSTHOM

Chỉ danh vận hành trên sơ đồ rơle bảo vệ trạm là R49 Dùng bảo vệ dự phòng MBT 1T (2T).

Hình 56 : Rơle MCHD-04

a/ Đặc điểm :

- Đây là loại rơle dùng để bảo vệ quá tải cho máy biến thế, máy phát và động cơ; dựa trên nguyên tắc phát nhiệt qua dòng tải của thiết bị được bảo vệ.

- Rơle có dãy hoạt động rộng.

- Được thiết kế để có thể thử và kiểm tra dễ dàng b/ Nguyên lý hoạt động :

- Rơle MCHD-04 là loại rơle nhiệt dựa trên nguyên tắc cảm biến nhiệt qua tín hiệu lấy từ mạch dòng điện của máy biến dòng (chỉ cần lấy dòng của một pha).

(Xem sơ đồ sau đây)

Hình 57 : Sơ đồ nguyên lý cấu tạo rơle MCHD-04

- Tín hiệu dòng điện của thiết bị cần bảo vệ được đưa vào rơle dưới dạng áp, qua cảm biến nhiệt để biến dòng điện thành tín hiệu đưa vào mạch tích phân mà ở đó sự mô phỏng của nhiệt độ làcác hằng số Giá trị này đã được điều chỉnh theo thời gian từ 2,5 – 5 – 10 – 15 hoặc 20 phút mà ta muốn cài đặt để bảo vệ thiết bị.

- Khi có hiện tượng quá tải tức là dòng điện phụ tải cao hơn dòng định mức ,thì nhiệt độ sẽ tăng lên đến giá trị đặt của ngưỡng mà rơle hoạt động Độ tăng nhiệt  lớn hơn nhiệt độ cài đặt (theo định mức) thì rơle sẽ tác động , sự hoạt động này được báo hiệu bằng một đèn led

- Bất kỳ dòng điện nào của thiết bị lớn hơn dòng I = Is K thì rơle sẽ khởi động sau đó một thời gian mà ta đã cài đặt  có thể thay đổi tùy theo hệ số K, và hệ số K này có thể điều chỉnh được từ 0,9  1,1 bởi các công tắc đặt ở mặt trước của rơle.

- Giá trị của dòng điện đặt Is thì cũng được điều chỉnh từ 0,7In  1,1In bằng các công tắc thiết kế sẵn trên rơle.

Ta có đường đặc tính biểu diễn quan hệ giữa dòng điện và thời gian ở điều kiện “cold” (dòng ban đầu bằng 0) và điều kiện “hot” (dòng ban đầu bằng 0,9I).

Xem hình :

Hình 58 : Đặc tuyến làm việc của rơle MCHD-04

* Các thông số kỹ thuật của rơle MCHD-04 : - Dòng định mức : 1A đến 5A - Tần số định mức : 50Hz đến 60Hz - Điện áp phụ :

- Công suất tiêu thụ ở dòng bình thường là 0,5 VA.

* Các thông số cài đặt rơle MCHD-04 :

Dòng điện đặt Is : (0,7 - 0,8 - 0,9 - 1.0 - 1,1) In và hơn nữa.

- Hệ số K : (0,9  1,1) In - Dòng điện ngưỡng I : I K

- Hằng số nhiệt : 2,5 – 5 – 10 – 15 hoặc 20 phút * Độ chính xác :

- I =  5%

- Giá trị điều chỉnh : 95% của ngưỡng hoạt động * Khả năng chịu nhiệt :

- Làm việc liên tục : Đối với dòng định mức - Làm việc trong thời gian ngắn :

10 In đối với dường đặc tính “cold”.

Hình 59 : Sơ đồ khối bảo vệ R.49

d/ Chế độ làm việc :

Rơle quá tải nhiệt độ máy biến thế chỉ danh R.49 được cấp nguồn tín hiệu từ BCT

300/1A phía 110KV của MBT 1T (2T)

Khi máy biến thế làm việc quá dòng định mức cho phép thì rơle sẽ hoạt động ở 2 cấp :

- Cấp 1 : Báo động bằng tín hiệu chuông đèn.

- Cấp 2 : Tác động cắt MC 171 (172) ,MC 100 ,MC 531 (532) cô lập MBT ra khỏi lưới điện.

2/ RƠLE BẢO VỆ TÁC ĐỘNG KHÔNG THEO DÒNG ĐIỆN :

a/ R.96 : Bảo vệ hơi máy biến thế (Kiểu ABB) :

Hình 60 : Rơle hơi máy biến thế

Rơle hơi được lắp trên đoạn ống liên thông dầu từ thùng chính máy biến áp đến thùng giãn nở dầu của máy theo một chiều nhất định của đầu mũi tên trên rơle hơi phải chỉ về phía thùng giãn nở (cùng với chiều dòng chảy của dầu từ thùng chính qua rơle hơi đến thùng giãn nở dầu khi có sự cố trong máy biến áp) Đọan ống liên thông dầu có độ nâng cao về phía thùng giãn nở với góc nghiêng (so với mặt phẳng ngang) khoảng 1100 Đoạn ống liên thông không được có góc, phần cong của ống có bán kính càng lớn càng tốt

Rơle hơi hai phao có cấu tạo gồm :

- Một phao trên (phao 1) có hình cầu rỗng, nhẹ có thể tự nâng hạ theo mức dầu, trong phao có chứa một tiếp điểm thủy ngân được nối ra hộp nối dây tại mặt trên rơle Khi sự cố nhẹ hoặc quá tải, hơi sinh ra tập trung ở phía trên, đẩy phao 1 về vị trí nằm ngang làm đóng tiếp điểm thủy ngân Tiếp điểm này được nối vào mạch điện báo hiệu sự cố của máy biến áp (96-1).

- Một phao dưới (phao 2) có cấu tạo tượng tự như phao 1 và được liên kết với một cánh chặn Cánh chặn là một tấm kim loại mỏng được treo tại vị trí phía lỗ mặt bích của rơle hơi phía nối vào thùng chính máy biến áp Do được treo để bề mặt tấm kim loại thẳng góc với hướng dòng chảy của dầu nên cánh chặn tác động theo lưu lượng của dòng chảy của dầu Cánh chặn có thể điều chỉnh theo ba trị số lưu lượng dầu là 65, 100 và 150 cm/giây (rơle

thường được nhà chế tạo đặt sẵn trị số 100cm/giây) Khi máy biến áp vận hành bình thường ,

dầu chuyển động do giãn nở theo nhiệt độ không đủ để tác động cánh chặn Khi có sự cố bên trong máy biến áp, luồng dầu và hơi sinh ra phụt mạnh từ thùng chính qua rơle hơi đến

thùng giãn nở Lưu lượng dầu lớn hơn trị số đã điều chỉnh sẵn sẽ đẩy cho cánh chặn quay, làm cho phao 2 chìmï xuống, đóng tiếp điểm thủy ngân, cắt máy cắt (96-2).

+ Một cánh chặn có hình là một tấm kim loại mỏng được treo tại vị trí phía lỗ mặt bích của rơle phía nối vào thùng chính máy biến thế.

Do được treo để bề mặt tấm kim loại thẳng góc với hướng dòng chảy của dầu nên cánh chặn tác động theo lưu lượng của dòng chảy của dầu Cánh chặn có thể điều chỉnh theo 3 trị số lưu lượng dầu 65 , 100 và 150 cm/giây Thường Rơle đã được nhà chế tạo đặt sẵn trị số 100 cm/giây.

Cánh chặn được ghép liên kết chuyển động với phao dưới Khi máy biến thế vận hành bình thường, lưu lượng dầu chuyển động do giãn nở theo nhiệt độ không đủ để tác động cánh chặn Khi có ssự cố bên trong máy biến thế, luồng dầu phụt mạnh từ thùng chính qua rơle hơi đến thùng giãn nở Lưu lượng dầu lớn hơn trị số đã điều chỉnh saẵn cho cánh chặn, sẽ đẩy cho cánh chặn quay, tác động cho phao dưới hạ xuống đóng tiếp điểm phao dưới tác động mạch điện điềi khiển mở tự động các máy cắt , cô lập MBT ra khỏi lưới điện Đồng thời mạch điện báo hiệu sự cố cấp 2 rơle hơi hoạt động qua đèn còi.

+ Một van thử được lắp trên rơle Khi thử nghiệm rơle, lắp máy bơm không khí nén và đầu van thử Mở khóa van, không khí nén bên trong rơle cho đến khi phao hạ xuống đóng tiếp điểm.

+ Một nút nhấn thử để kiểm tra sự làm việc của 2 phao Khi nhấn nút thử đến nữa hành trình, sẽ tác động cơ khí cho phao trên hạ xuống (cả hai phao đang nâng lên vì rơle chứa đầy dầu) đóng tiếp điểm báo hiệu (cấp 1) của phao trên Tiếp tục nhấn nút thử đến cuối hành trình, sẽ tác động cơ khí cho phao dưới cũng bị hạ xuống (phao trên đã hạ xuống rồi) đóng tiếp điểm mở máy cắt (cấp 2) của phao dưới

Rơle hơi 96 chỉ tác động khi có bất thường trong nội bộ MBT R.96 hoạt động ở 2 cấp :

- Cấp 1 : Báo động bằng tín hiệu đèn còi.

- Cấp 2 : Báo động và cắt MC 171 (172) ,100 ,531 (532) cô lập MBT ra khỏi lưới.

Muốn tái lập lại MBT sau khi R.96 tác động phải reset R.86.

b/ R.63 : Bảo vệ áp suất tăng cao trong MBT ( Kiểu ABB) :

Rơle bảo vệ dự phòng cho máy biến thế lực , chỉ danh vận hành là R.63.

Khi có sự cố trong máy biến thế, hồ quang điện làm dầu sôi và bốc hơi ngay, tạo nên áp suất rất lớn trong máy biến thế Thiết bị an toàn áp suất ,lắp trên nắp thùng chính máy biến thế sẽ mở rất nhanh (mở hết van khoảng 2ms) để thoát khí dầu từ thùng chính MBT ra môi trường ngoài , áp suất trong thùng chính sẽ giảm.Trong thiết bị an toàn áp suất có gắn rơle áp suất.

Ở tình trạng làm việc bình thường ,van đĩa bị nén bởi lò xo nên làm kín thùngchính máy biến thế Khi có sự cố bên trong thùng chính MBT thì áp suất trong thùng

chính tăng cao sẽ lớn hơn áp lực nén của lò xo ,van đĩa sẽ chuyễn động thẳng lên, làm hở thành khe hở xung

quanh chu vi van đĩa Khí sẽ thoát ra tại khe hở vòng đệm ,làm giảm áp suất trong thùng Khi

van đĩa di chuyển lên thì cũng tác động cho cái chỉ thị cơ khí bung lên đồng thời tác động tiếp

điểm rơle áp suất gởi tín hiệu tới mạch báo động và tự động cắt máy cắt 171 (172), 100, 531 (532); cô lập MBT 1T (2T) ra khỏi lưới điện.

Khi áp suất trở lại bình thường ,muốn tái lập lại MBT thì phải nhấn cái chỉ thị cơ khí (đã bị bung lên) về vị trí cũ , đồng thời reset rơle áp suất bằng nút nhấn

c/ R.63 OLTC : Bảo vệ áp suất tăng cao trong bộ đổi nấc MBT :

( Hãng ABB)

Rơle bảo vệ thùng đổi nấc có tải máy biến thế lực Là bảo vệ dự phòng MBT Chỉ danh vận hành trên sơ đồ bảo vệ là R.63 OLTC (On Load Tap Changer) Cấu tạo và nguyên lý vận hành tương tự như R.63 đã nói ở trên.

Khi có sự cố bên trong thùng đổi nấc MBT thì rơle sẽ tác động và tự động cắt máy cắt 171 (172), 100, 531 (532); cô lập MBT 1T (2T) ra khỏi lưới điện.

Muốn tái lập lại MBT sau khi R.96 tác động phải reset R.86.

d/ R.33 : Bảo vệ mức dầu MBT (Hãng ABB) :

Hình 61 : Vị trí lắp rơle mức dầu tại MBT

Rơle mức dầu gồm hai bộ tiếp điểm lắp bên trong thiết bị chỉ thị mức dầu Máy biến áp có bộ dổi nấc điện áp có tải thì thùng giãn nở dầu được chia làm hai ngăn Ngăn có thể tích chiếm phần lớn thùng giãn nở, được nối ống liên dầu thông qua rơle hơi đến thùng chính máy biến áp (để có thể tích giãn nở dầu cho máy biến áp) Ngăn có thể