Đồ án bảo vệ rơ le máy biến áp

Trong nền kinh tế hiện đại ngày nay năng lượng điện là nguồn năng lượng vô cùng quan trọng, việc xây dựng các nhà máy điện và hệ thống truyền tải đang trở thành gánh nặng của quốc gia. Trong các phụ tải điện còn có các phụ tải quan trọng không thể mất điện trong thời gian lâu dài, các thiết bị điện đắt tiền có thể bị hư hỏng nếu xảy ra sự cố và không được loại bỏ ngay phần tử bị sử cố. Để thực hiện nhiệm vụ loại bỏ một cách nhanh nhất phần tử bị hư hỏng ra khỏi hệ thống cần có hệ thống bảo vệ rơ le làm việc an toàn.Để bảo vệ cho MBA làm việc an toàn cần phải tính đầy đủ các hư hỏng bên trong MBA và các yếu tố bên ngoài ảnh hưởng đến sự làm việc bình thường của máy biến áp. Từ đó đề ra các phương án bảo vệ tốt nhất, loại trừ các hư hỏng và ngăn ngừa các yếu tố bên ngoài ảnh hưởng đến sự làm việc của MBA.

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA CƠNG NGHỆ ĐỒ ÁN HỆ THỐNG ĐIỆN TÌM HIỂU HỆ THỐNG BẢO VỆ RƠ LE MÁY BIẾN ÁP PHA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: SINH VIÊN THỰC HIỆN: Ths Nguyễn Hào Nhán Lê Trường Thuận (MSSV: B1603753) Tháng 6/2020 Đồ án hệ thống điện T CBHD: ThS Nguyễn Hào Nhán LỜI NÓI ĐẦU rong kinh tế đại ngày lượng điện nguồn lượng vô quan trọng, việc xây dựng nhà máy điện hệ thống truyền tải trở thành gánh nặng quốc gia Trong phụ tải điện có phụ tải quan trọng khơng thể điện thời gian lâu dài, thiết bị điện đắt tiền bị hư hỏng xảy cố không loại bỏ phần tử bị sử cố Để thực nhiệm vụ loại bỏ cách nhanh phần tử bị hư hỏng khỏi hệ thống cần có hệ thống bảo vệ rơ le làm việc an toàn 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 khơng bình thường, cố xảy với MBA cần thiết Để bảo vệ cho MBA làm việc an tồn cần phải tính đầy đủ hư hỏng bên MBA yếu tố bên ngồi 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 Đồ án “Tìm hiểu hệ thống bảo vệ rơ le máy biến áp pha” giúp sinh viên hệ thống lại toàn kiến thức học Những kiến thức tảng cho trình thực tế sau Cần Thơ, ngày tháng năm Sinh viên thực Lê Trường Thuận Lê Trường Thuận B1603753 Trang Đồ án hệ thống điện CBHD: ThS Nguyễn Hào Nhán LỜI CẢM ƠN Q ua đồ án này, em xin chân thành cảm ơn giúp đỡ thầy môn đặc biệt hướng dẫn tận tình thầy Nguyễn Hào Nhán giúp em hoàn thành đồ án Giúp em hiểu rõ máy biến áp pha, cố thường gặp trạng thái làm việc khơng bình thường máy biến áp pha, loại rơ le phương pháp bảo vệ rơ le cho máy biến áp pha Qua đó, giúp em tích lũy thêm nhiều kiến thức bảo vệ rơ le hệ thống điện Do thời gian làm khơng nhiều, kiến thức cịn hạn chế nên làm em tránh khỏi thiếu sót Vậy em kính mong nhận bảo, góp ý thầy cho làm hoàn thiện Lê Trường Thuận B1603753 Trang Đồ án hệ thống điện CBHD: ThS Nguyễn Hào Nhán MỤC LỤC MỤC LỤC HÌNH Hình 1.1 Bản vẽ máy biến áp pha Hình 1.2 Tổ đấu dây YY0 Hình 1.3 Tổ đấu dây ΔΔ6 Hình 1.4 Tổ đấu dây YΔ11 Hình 1.5 Máy biến áp pha thực tế hãng Sanaky Hình 2.1 Ngắn mạch nhiều pha cuộn dây máy biến áp Hình 2.2 Ngắn mạch pha chạm đất Hình 2.3 Đồ thị quan hệ dịng cố theo vị trí điểm ngắn mạch Hình 2.4 Ngắn mạch vòng dây pha Hình 3.1 Sơ đồ nguyên lý bảo vệ so lệch Hình 3.2 Sơ đồ bảo vệ so lệch có hãm cho máy biến áp cuộn dây Hình 3.3 Sơ đồ bảo vệ q dịng máy biến áp Hình 3.4 Sơ đồ bảo vệ khoảng cách đặt máy biến áp cuộn dây Hình 3.5 Rơ le khí đặt cho máy biến áp Hình 3.6 Bảo vệ chống chạm đất có giới hạn dùng cho máy biến áp Hình 3.7 Sự phụ thuộc độ tăng nhiệt độ dầu so với nhiệt độ môi trường làm mát độ tăng nhiệt độ cuộn dây so với nhiệt độ dầu vào phụ tải xác lập Hình 3.8 Sơ đồ bảo vệ nhiệt máy biến áp Hình 4.1 Sơ đồ bảo vệ máy biến áp cuộn dây tiêu biểu Hình 4.2 Sơ đồ bảo vệ máy biến áp cuộn dây công suất nhỏ Lê Trường Thuận B1603753 Trang Đồ án hệ thống điện CBHD: ThS Nguyễn Hào Nhán Hình 4.3 Sơ đồ bảo vệ máy biến áp cuộn dây cơng suất lớn Hình 4.4 Sơ đồ bảo vệ máy biến áp tự ngẫu công suất lớn Lê Trường Thuận B1603753 Trang Đồ án hệ thống điện CBHD: ThS Nguyễn Hào Nhán CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ MÁY BIẾN ÁP PHA 1.1 Giới thiệu máy biến áp pha Máy biến áp pha loại thiết bị điện từ tĩnh chế tạo để truyền tải lượng đưa tín hiệu điện xoay chiều mạch điện ( giữ nguyên tần số) thông qua tượng cảm ứng điện từ Máy biến áp pha thường sử dụng để tăng áp trình truyền tải điện đến nơi phân phối, điện áp giảm xuống 220-380V/3pha Vì vậy, máy biến áp pha đóng vai trị vơ quan trọng hệ thống truyền tải điện Cấu tạo máy biến áp pha gồm: - Lõi thép: có trụ để quấn dây (trụ từ) gơng từ để khép kín mạch từ Lõi thép làm thép kỹ thuật điện, hai mặt phủ sơn cách điện ghép lại thành hình trụ Các thép từ tính có hàm lượng silic 1-4%, dày 0.35 đến 0.5mm, tráng verni lót giấy mỏng - Dây quấn: có dây quấn (bằng đồng) bọc cách điện quấn quanh trụ: + Ba dây quấn nhận điện vào (AX, BY, CZ) gọi dây quấn sơ cấp + Ba dây quấn nhận điện (ax, by, cz) gọi dây quấn thứ cấp Tổn thất điện mạch từ khoảng 1,1-1,3W/kg mật độ từ Wb/m2 tần số f = 50Hz Tất bu-lông siết chặc mạch từ cách nhiệt ống bakelit Hình 1.1 Bản vẽ máy biến áp pha Lê Trường Thuận B1603753 Trang Đồ án hệ thống điện CBHD: ThS Nguyễn Hào Nhán Nguyên lý hoạt động 1.2 Nguyên lý hoạt động máy biến áp pha hoạt động dựa tượng cảm ứng điện từ Dòng điện tạo bên cuộn dây nối với hiệu điện sơ cấp dải từ trường biến thiên nằm lõi sắt cuộn dây dẫn Dải từ trường biến thiên có tác dụng tạo hiệu điện thứ cấp Hiệu điện thứ cấp bị thay đổi hiệu điện sơ cấp thông qua từ trường Tóm lại, máy biếp áp pha hoạt động dựa tượng vật lý dòng điện chạy qua dây dẫn tạo từ trường biến thiên từ thông bên cuộn dây tạo hiệu điện cảm ứng (cảm ứng điện từ) 1.3 Tổ đấu dây máy biến áp pha 1.3.1 Định nghĩa Để máy biến áp ba pha làm việc được, dây quấn phía sơ cấp thứ cấp phải nối với theo quy luật định Ngoài ra, phối hợp kiểu nối dây quấn sơ cấp với kiểu nối dây quấn thứ cấp hình thành tổ đấu dây quấn khác Tổ đấu dây máy biến áp ba pha hình thành phối hợp kiểu nối dây sơ cấp với kiểu nối dây thứ cấp Biểu thị góc lệch pha sức điện động cuộn dây sơ cấp thứ cấp, phụ thuộc vào: - Chiều quấn dây Cách ký hiệu đầu dây Kiểu nối dây cuộn sơ cấp thứ cấp Tùy theo yếu tố ta có dạng tổ đấu dây máy biến áp ba pha: YY(m), DD(m) YD(n) Với m: số chẳn: 2, 4, 6, 8, 10, 12 (hoặc 0) Vơi n: số lẻ: 1, 3, 5, 7, 9,11 1.3.2 Một số tổ đấu dây máy biến áp pha a Tổ đấu dây Y/Y0 máy biến áp Ký hiệu Yy0 có nghĩa sau: Lê Trường Thuận B1603753 Trang Đồ án hệ thống điện CBHD: ThS Nguyễn Hào Nhán - Phía sơ cấp đấu hình khơng nối đất - Phía thứ cấp đấu hình khơng nối đất - Góc lệch pha sức điện động phía sơ cấp phía thứ cấp máy biến áp (00) Hình 1.2 Tổ đấu dây YY0 b Tổ đấu dây ΔΔ6 máy biến áp Ký hiệu ΔΔ6 (Dd6) có nghĩa sau: - Phía sơ cấp máy biến áp đấu hình tam giác - Phía thứ cấp máy biến áp đấu hình tam giác - Góc lệch pha sức điện động phía sơ cấp phía thứ cấp máy biến áp (1800) Lê Trường Thuận B1603753 Trang Đồ án hệ thống điện CBHD: ThS Nguyễn Hào Nhán Hình 1.3 Tổ đấu dây ΔΔ6 c Tổ đấu dây YΔ11 máy biến áp Ký hiệu YΔ11 (Yd11) có nghĩa sau - Phía sơ cấp máy biến áp đấu hình khơng nối đất - Phía thứ cấp máy biến áp đấu hình tam giác - Góc lệch pha sức điện động phía sơ cấp phía thứ cấp máy biến áp 11 (3300) Hình 1.4 Tổ đấu dây YΔ11 1.4 Ứng dụng Máy biến áp pha sử dụng rộng rãi phổ biến tính ứng dụng cao Máy biến áp pha sử dụng lắp đặt nơi phải tiêu thụ lượng điện vô lớn cao ốc, chung cư, bệnh viện, trạm biến áp… Để sử dụng hệ thống lưới điện lớn vậy, máy biến áp pha có cấu tạo tương đối phức tạp Có nhiều loại máy biến áp pha thị trường nay, người ta thường sử dụng loại máy biến áp pha phổ biến nhất, là: • Máy biến áp pha cách ly: Biến áp cách ly loại biến áp có cuộn dây sơ cấp (các) cuộn dây thứ cấp ghép với từ, không ghép điện, nên cách biệt độc lập điện ( cuộn sơ cấp cuộn thứ cấp rời nhau) Trong biến áp cách ly, điện áp xoay chiều sơ cấp vào cuộn sơ cấp sinh từ Lê Trường Thuận B1603753 Trang Đồ án hệ thống điện CBHD: ThS Nguyễn Hào Nhán trường biến thiên Theo định luật cảm ứng điện từ Faraday, xuất sức điện động cảm ứng cuộn thứ cấp Tùy vào chênh lệch số vòng dây cuộn sơ cấp cuộn thứ cấp mà có tương quan điện áp khác nhau, tăng hay hạ (so với điện áp sơ cấp) • Máy biến áp pha ngâm dầu: Các loại máy biến áp biến đổi hệ thống dòng điện xoay chiều ba pha ngâm dầu gọi máy biến áp ba pha ngâm dầu Đây loại máy biến áp biết đến biến áp dầu, sử dụng máy biến áp làm mát lõi dây bên tăng thêm độ bền có tính điện chúng Đây sản phẩm nhiều người sử dụng lựa chọn muốn có hệ thống mạng lưới điện ổn định Máy biến áp ngâm dầu thành phần chủ yếu hệ thống điện có tính kinh tế cao Trong hệ thống điện ngày nay, KW công suất nguồn điện cần phải có khoảng – 6KVA cơng suất máy biến áp Điều cho thấy tổn thất điện máy biến áp chiếm tới gần 30% toàn tổn thất điện lưới điện • Máy biến áp pha tự ngẫu: Biến áp tự ngẫu máy biến áp có cuộn sơ cấp thứ cấp có liên quan điện , khơng có tính chống giật Trên thực tế, máy biến áp hay máy biến tự ngẫu sử dụng nhiều máy biến áp cách ly, chiếm khoảng 82% thị phần giá thành hợp lý máy biến áp cách ly! Hình 1.5 Máy biến áp pha thực tế hãng Sanaky Lê Trường Thuận B1603753 Trang 10 Đồ án hệ thống điện CBHD: ThS Nguyễn Hào Nhán 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 Tổng trở khởi động thời gian làm việc vùng chọn sau: Vùng thứ nhất: (Trong XB điện kháng máy biến áp) Vùng thứ hai: (Với ) 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 Hình 3.4 Sơ đồ bảo vệ khoảng cách đặt máy biến áp cuộn dây 3.4 Bảo vệ rơ le khí (Buchholz) 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 cơng 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 Lê Trường Thuận B1603753 Trang 20 Đồ án hệ thống điện CBHD: ThS Nguyễn Hào Nhán 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 q 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 xơ phao thứ chìm xuống gửi tín hiệu cắt máy biến áp Rơ le khí cịn 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 5o rơ le khí có phao có từ đến 7o 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 Lê Trường Thuận B1603753 Trang 21 Đồ án hệ thống điện CBHD: ThS Nguyễn Hào Nhán Hình 3.5 Rơ le khí đặt cho máy biến áp 3.5 Bảo vệ chống chạm đất máy biến áp Bảo vệ chống chạm đất bảo vệ chống lại tượng chạm đất máy biến áp Tuy nhiên, hệ thống không bảo vệ cho cố vùng giới hạn biến dòng Sơ đồ dùng máy biến dòng đặt dây trung tính máy biến áp rơle q dịng với dịng điện khởi động: đó: Idđ dòng điện danh định máy biến áp Thời gian làm việc chọn theo nguyên tắc bậc thang phối hợp với thời gian bảo vệ chống chạm đất đặt phân tư lân cận Hình 3.6 Bảo vệ chống chạm đất có giới hạn dùng cho máy biến áp : a) MBA hai cuộn dây, b) MBA tự ngẫu Bảo vệ dòng với trị số khởi động chọn theo (6-7) đảm bảo loại trừ tất trường hợp chạm đất xảy cuộn dây nối hình máy biến áp vùng lân cận lưới điện nối với cuộn dây Sơ đồ sử dụng để bảo vệ chống chạm vỏ (thùng) máy biến áp Trong trường hợp thùng máy biến áp cách điện đất máy biến dòng đặt dây nối thùng với đất (Hình vẽ 6-5-b) Bình thường khơng có chạm vỏ (thùng) dịng điện qua biến dịng khơng nên chỉnh định dòng khởi động bảo vệ với trị số bé bảo vệ có độ nhạy cao Lê Trường Thuận B1603753 Trang 22 Đồ án hệ thống điện CBHD: ThS Nguyễn Hào Nhán Với máy biến áp có công suất lớn, để đảm bảo chống chạm đất cuộn dây nối hình máy biến áp, người ta dùng sơ đồ bảo vệ chống chạm đất có giới hạn Thực chất loại bảo vệ so lệch dịng điện thứ tự khơng có miền bảo vệ gới hạn máy biến dòng đặt trung tính máy biến áp tổ máy biến dịng nối theo lọc dịng điện thứ tự khơng đặt phía đầu cuộn dây nối hình máy biến áp (hình 5-5,a) Rơ le so lệch tổng trở cao mắc song song với điện trở R có trị số lớn Trong chế độ làm việc bình thường ngắn mạch chạm đất ngồi vùng bảo vệ (điểm N1), ta có: đó: dịng thứ tự không chạy cuộn dây máy biến áp dịng điện chạy qua cuộn dây trung tính máy biến áp Nếu bỏ qua sai số máy biến dịng, ta có dịng điện thứ cấp chạy qua điện trở R không điện áp đặt rơle không Khi ngắn mạch vùng (điểm N2) tồn dịng chạm đất chạy qua điện trở R tạo nên điện áp đặt rơle so lệch lớn, rơle tác động Để bảo vệ chống chạm đất cho ca cuộn dây nối tam giác máy biến áp, người ta đặt thêm máy biến áp tạo trung điểm nối đất đầu cuộn tam giác bảo vệ thứ hai tương tự Ngun lý so lệch dịng điện thứ tự khơng sử dụng để bảo vệ chốngchạm đất cho máy biến áp tự ngẫu 3.6 Bảo vệ nhiệt máy biến áp Khi làm việc, tổn thất công suất máy biến áp biến thành nhiệt Tổn thất công suất máy biến áp bao gồm: Trong đó: Pcu tổn hao cuộn dây máy biến áp tạo nên PFe tổn hao dòng điện xoáy lõi thép tạo nên tỷ số tổn hao công suất cuộn dây lõi thép phụ tải định mức ( Khi phụ tải khác định mức, tổn hao công suất thay đổi theo biểu thức: Lê Trường Thuận B1603753 Trang 23 Đồ án hệ thống điện CBHD: ThS Nguyễn Hào Nhán Trong đó: phụ tải tương đối máy biến áp Sđm công suất định mức máy biến áp Độ tăng nhiệt độ dầu lớp so với nhiệt độ môi trường làm mát với phụ tải tương đối k xác định theo biểu thức: Trong đó: độ tăng nhiệt độ dầu phụ tải định mức m số mũ phụ thuộc vào hệ thống làm mát máy biến áp Nếu làm mát dầu tuần hoàn tự nhiên m = 0,8 Nếu làm mát dầu tuần hồn tự nhiên có quạt gió m = 0,9 Nếu làm mát dầu tuần hoàn cưỡng m = 1,0 Nếu làm mát dầu tuần hoàn cưỡng nước m = 1,0 Độ tăng nhiệt độ cuộn dây so với nhiệt độ dầu tỷ lệ với tổn hao công suất cuộn dây theo luỹ thừa bậc n Mặt khác tổn hao cơng suất cuộn dây tỷ lệ với bình phương phụ tải Do đó: Trong đó: - độ tăng nhiệt độ cuộn dây điểm nóng so với nhiệt độ dầu lớp phụ tải định mức Trong tính tốn gần coi n = m Vậy độ tăng nhiệt độ cuộn dây điểm nóng so với nhiệt độ mơi trường làm mát với hệ số phụ tải tương đối k bằng: Sự phụ thuộc θc, θd vào phụ tải chế độ xác lập máy biến áp có hệ thống làm mát khác Lê Trường Thuận B1603753 Trang 24 Đồ án hệ thống điện CBHD: ThS Nguyễn Hào Nhán Hình 3.7 Sự phụ thuộc độ tăng nhiệt độ dầu so với nhiệt độ môi trường làm mát độ tăng nhiệt độ cuộn dây so với nhiệt độ dầu vào phụ tải xác lập Đường 1, hệ thống làm mát dầu tuần hoàn tự nhiên Đường 2, 3, hệ thống làm mát dầu tuần hoàn cưỡng Thực nghiệm cho thấy rằng, nguồn nhiệt chủ yếu toả từ cuộn dây chiếm khoảng 80% tổn hao tổng Khi nhiệt độ điểm nóng cuộn dây máy biến áp 980C thời gian phục vụ cách điện khoảng 20 ÷ 25 năm Nhiệt độ điểm nóng cuộn dây cao nhiệt độ trung bình 130C Như vậy, nhiệt độ trung bình cuộn dây điều kiện vận hành công suất định mức 850C Nhiệt độ điểm nóng dầu (lớp cùng) khoảng 550C Độ tăng nhiệt độ điểm nóng cuộn dây so với nhiệt độ dầu khoảng 230C so với khơng khí xung quanh : 550C + 230C = 780C Do nhiệt độ điểm nóng cuộn dây điều kiện vận hành công suất định mức 780C + 200C = 980C Với nhiệt độ máy biến áp làm việc suốt thời gian phục vụ Đối với máy biến áp ngồi cơng suất định mức cịn có khái niệm khả tải Chế độ làm việc máy biến áp không gây già cỗi cách điện nhanh chóng giảm bớt thời gian phục vụ gọi chế độ làm việc lâu dài cho phép, chế độ làm việc gây hao mịn cách điện nhanh chóng rút ngắn thời hạn phục vụ máy biến áp gọi tải Khi q tải nhiệt độ điểm nóng khơng vượt trị số nguy hiểm gọi tải cho phép Để xem xét khả phụ tải máy biến áp điều kiện định cần phải xác định nhiệt độ đạt tới dầu cuộn dây Lê Trường Thuận B1603753 Trang 25 Đồ án hệ thống điện CBHD: ThS Nguyễn Hào Nhán Thời hạn phục vụ máy biến áp thời gian kể từ lúc bắt đầu làm việc cách điện bị huỷ hoại hoàn toàn Đối với máy biến áp Liên Xô (cũ) chế tạo thời hạn phục vụ khoảng 20 ÷ 25 năm, ứng với nhiệt độ môi trường 200C nhiệt độ điểm nóng cuộn dây điều kiện vận hành công suất định mức 980C Thực tế nhiệt độ môi trường lúc 200C, ngồi phụ tải máy biến áp ln thay đổi hàng ngày, hàng năm, số ngày phụ tải nhỏ định mức lớn 20 ÷ 25 năm Vì vận hành cho máy biến áp làm việc với phụ tải lớn định mức lượng đó, nghĩa máy biến áp phép tải mà thời gian phục vụ khơng giảm Khi q tải bình thường, nhiệt độ điểm nóng cuộn dây lớn (trong phụ tải cực đại) khơng vượt q 1400C nhiệt độ lớp dầu phía không vượt 950C Trong điều kiện cố cho phép máy biến áp (với hệ thống làm mát nào, không phụ thuộc môi trường làm mát) làm việc thời gian ngày đêm với hệ số tải 1,4 công suất định mức Dưới sơ đồ bảo vệ nhiệt cho máy biến áp Bộ cảm biến nhiệt độ chế tạo từ chất bán dẫn platin đặt phía thùng dầu máy biến áp Khi nhiệt độ máy biến áp tăng lên từ 700C đến 750C Bộ khuếch đại đóng quạt gió, nhiệt độ tiếp tục tăng khuếch đại đóng bơm dầu tuần hồn Nếu nhiệt độ tiếp tục tăng khuếch đại cho tín hiệu đo lường nhiệt độ cho nhân viên vận hành biết tìm biện pháp xử lý giảm bớt phụ tải Sau giảm bớt phụ tải mà nhiệt độ máy biến áp tiếp tục tăng đến 1170C tương ứng với nhiệt độ cao cuộn dây 1170C + 230C = 1400C, tích phân thời gian làm việc, theo quy định với nhiệt độ máy biến áp làm việc cho tín hiệu tới khuếch đại cắt máy biến áp Lê Trường Thuận B1603753 Trang 26 Đồ án hệ thống điện CBHD: ThS Nguyễn Hào Nhán Hình 3.8 Sơ đồ bảo vệ nhiệt máy biến áp Lê Trường Thuận B1603753 Trang 27 Đồ án hệ thống điện CBHD: ThS Nguyễn Hào Nhán CHƯƠNG CÁC SƠ ĐỒ TIÊU BIỂU BẢO VỆ MÁY BIẾN ÁP 4.1 Sơ đồ bảo vệ máy biến áp cuộn dây tiêu biểu Máy biến áp cuộn dây thường sử dụng biến đổi điện áp từ lưới truyền tải sang lưới phân phối sơ đồ bảo vệ tiêu biểu cho máy biến áp pha cuộn dây gồm có: + Bảo vệ dòng điện cấp + Bảo vệ vệ q dịng thứ tự khơng + Bảo vệ nhiệt độ dầu máy biến áp tăng cao cấp + Bảo vệ mức dầu máy biến áp giảm thấp cấp + Bảo vệ điện áp thấp + Bảo vệ dòng dầu máy biến áp + Bảo vệ áp suất tăng cao máy biến áp Lê Trường Thuận B1603753 Trang 28 Đồ án hệ thống điện CBHD: ThS Nguyễn Hào Nhán Hình 4.1 Sơ đồ bảo vệ máy biến áp cuộn dây tiêu biểu  Các ký hiệu sơ đồ: Lê Trường Thuận B1603753 Trang 29 Đồ án hệ thống điện 4.2 CBHD: ThS Nguyễn Hào Nhán Sơ đồ bảo vệ máy biến áp cuộn dây công suất nhỏ Sơ đồ phương thức bảo vệ máy biến áp hai cuộn dây cơng suất bé (đến vài chục MVA) (Hình 4.2), 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 q dịng 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) Lê Trường Thuận B1603753 Trang 30 Đồ án hệ thống điện CBHD: ThS Nguyễn Hào Nhán Hình 4.2 Sơ đồ bảo vệ máy biến áp cuộn dây công suất nhỏ 4.3 Sơ đồ bảo vệ máy biến áp cuộn dây công suất lớn Đối với máy biến áp ba cuộn dây cơng suất lớn (Hình vẽ 4.3), người ta dùng bảo vệ so lệch có hãm (1), bảo vệ so lệch dịng thứ tự khơng (2), rơle khí (3) (4) làm bảo vệ chính, bảo vệ khoảng cách (5), (6) bảo vệ q dịng 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) Lê Trường Thuận B1603753 Trang 31 Đồ án hệ thống điện CBHD: ThS Nguyễn Hào Nhán Hình 4.3 Sơ đồ bảo vệ máy biến áp cuộn dây công suất lớn 4.4 Sơ đồ bảo vệ máy biến áp tự ngẫu cơng suất lớn Trên Hình 4.4 trình bày phương thức bảo vệ cho máy biến áp tự ngẫu có cơng suất lớn Các lại bảo vệ chức loại tương tự hình 4.2 máy biến áp cuộn dây Riêng bảo vệ so lệch thường người ta sử dụng loại rơle so lệch tổng trở cao Hình 4.4 Sơ đồ bảo vệ máy biến áp tự ngẫu công suất lớn Lê Trường Thuận B1603753 Trang 32 Đồ án hệ thống điện CBHD: ThS Nguyễn Hào Nhán KẾT LUẬN Qua đồ án này, em xin cảm ơn giúp đỡ tận tình thầy Nguyễn Hào Nhán thầy cô môn Kỹ thuật điện, cố gắng thân kết hợp với kiến thức tìm hiểu được, sau tháng học kì em hồn thành đồ án Hệ thống điện với đề tài: “Tìm hiểu hệ thống bảo vệ rơ le máy biến áp pha” Trong trình nghiên cứu em thực vấn đề sau:  Tìm hiểu máy biến áp pha cố xảy bên ngồi q trình hoạt động máy biến áp  Hiểu chức bảo vệ rơ le cho máy biến áp pha  Biết vài sơ đồ phối hợp bảo vệ tiêu biểu cho máy biến áp pha Qua trình tìm kiếm tài liệu, nghiên cứu thực đồ án, dù gặp nhiều khó khăn nhờ dẫn tận tình thầy nên em đút kết nhiều kiến thức kinh nghiệm, nâng cao hiểu biết thân bảo vệ rơ le hệ thống điện Tuy nhiên, nhiều hạn chế mặt kiến thức thân thiếu hiểu biết kiến thức thực tế nên đề tài em cịn nhiều thiếu sót mặt hạn chế định Em mong thầy xem xét đánh giá đóng góp ý kiến để đồ án em hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn ! TÀI LIỆU THAM KHẢO Lê Trường Thuận B1603753 Trang 33 Đồ án hệ thống điện CBHD: ThS Nguyễn Hào Nhán TS Nguyễn Hoàng Việt (2005), Bảo vệ rơ le tự động hóa hệ thống điện, nhà xuất Đại học quốc gia TP Hồ Chí Minh PGS.TS Nguyễn Hữu Khải (2001), Thiết kế nhà máy điện trạm biến áp, nhà xuất Khoa học kỹ thuật GS VS Trần Đình Long (2006), Bảo vệ Hệ thống điện, nhà xuất Khoa học kỹ thuật Ngô Hồng Quang (2003), Cung cấp điện, nhà xuất Giáo dục https://www.electricalinstallation.org/enwiki/Protection_of_transformer_and_circuits Lê Trường Thuận B1603753 Trang 34 ... Trang 26 Đồ án hệ thống điện CBHD: ThS Nguyễn Hào Nhán Hình 3.8 Sơ đồ bảo vệ nhiệt máy biến áp Lê Trường Thuận B1603753 Trang 27 Đồ án hệ thống điện CBHD: ThS Nguyễn Hào Nhán CHƯƠNG CÁC SƠ ĐỒ TIÊU... B1603753 Trang 28 Đồ án hệ thống điện CBHD: ThS Nguyễn Hào Nhán Hình 4.1 Sơ đồ bảo vệ máy biến áp cuộn dây tiêu biểu  Các ký hiệu sơ đồ: Lê Trường Thuận B1603753 Trang 29 Đồ án hệ thống điện 4.2 CBHD:.. .Đồ án hệ thống điện T CBHD: ThS Nguyễn Hào Nhán LỜI NÓI ĐẦU rong kinh tế đại ngày lượng điện nguồn lượng vô quan trọng, việc xây dựng nhà máy điện hệ thống truyền tải trở thành gánh nặng