A. GIÅÏI THIÃÛU CHUNG VÃÖ MAÏY PHAÏT ÂIÃÛN Maïy phaït âiãûn (MFÂ) laì mäüt pháön tæí ráút quan troüng trong hãû thäúng âiãûn (HTÂ), sæû laìm viãûc tin cáûy cuía caïc MFÂ coï aính hæåíng quyãút âënh âãún âäü tin cáûy cuía HTÂ. Vç váûy, âäúi våïi MFÂ âàûc biãût laì caïc maïy coï cäng suáút låïn, ngæåìi ta âàût nhiãöu loaûi baío vãû khaïc nhau âãø chäúng táút caí caïc loaûi sæû cäú vaì caïc chãú âäü laìm viãûc khäng bçnh thæåìng xaíy ra bãn trong caïc cuäün dáy cuîng nhæ bãn ngoaìi MFÂ. Âãø thiãút kãú tênh toaïn caïc baío vãû cáön thiãút cho maïy phaït, chuïng ta phaíi biãút caïc daûng hæ hoíng vaì caïc tçnh traûng laìm viãûc khäng bçnh thæåìng cuía MFÂ. I. CAÏC DAÛNG HÆ HOÍNG VAÌ TÇNH TRAÛNG LAÌM VIÃÛC KHÄNG BÇNH THÆÅÌNG CUÍA MFÂ I.1. Caïc daûng hæ hoíng: Ngàõn maûch nhiãöu pha trong cuäün stator. (1) Chaûm cháûp giæîa caïc voìng dáy trong cuìng 1 pha (âäúi våïi caïc MFÂ coï cuäün dáy keïp). (2) Chaûm âáút 1 pha trong cuäün dáy stator. (3) Chaûm âáút mäüt âiãøm hoàûc hai âiãøm maûch kêch tæì. (4) I.2. Caïc tçnh traûng laìm viãûc khäng bçnh thæåìng cuía MFÂ: Doìng âiãûn tàng cao do ngàõn maûch ngoaìi hoàûc quaï taíi. (5) Âiãûn aïp âáöu cæûc maïy phaït tàng cao do máút taíi âäüt ngäüt hoàûc khi càõït ngàõn maûch ngoaìi. (6) Ngoaìi ra coìn coï caïc tçnh traûng laìm viãûc khäng bçnh thæåìng khaïc nhæ: Taíi khäng âäúi xæïng, máút kêch tæì, máút âäöng bäü, táön säú tháúp, maïy phaït laìm viãûc åí chãú âäü âäüng cå, ... II. CAÏC BAÍO VÃÛ THÆÅÌNG DUÌNG CHO MFÂ Tuyì theo chuíng loaûi cuía maïy phaït (thuyí âiãûn, nhiãût âiãûn, turbine khê, thuyí âiãûn têch nàng...), cäng suáút cuía maïy phaït, vai troì cuía maïy phaït vaì så âäö näúi dáy cuía nhaì maïy âiãûn våïi caïc pháön tæí khaïc trong hãû thäúng maì ngæåìi ta læûa choün phæång thæïc baío vãû thêch håüp. Hiãûn nay khäng coï phæång thæïc baío vãû tiãu chuáøn âäúi våïi MFÂ cuîng nhæ âäúi våïi caïc thiãút bë âiãûn khaïc. Tuyì theo quan âiãøm cuía ngæåìi sæí duûng âäúi våïi caïc yãu cáöu vãö âäü tin cáûy, mæïc âäü dæû phoìng, âäü nhaûy... maì chuïng ta læûa choün säú læåüng vaì chuíng loaûi råle trong hãû thäúng baío vãû. Âäúi våïi caïc MFÂ cäng suáút låïn, xu thãú hiãûn nay laì làõp âàût hai hãû thäúng baío vãû âäüc láûp nhau våïi nguäön âiãûn thao taïc riãng, mäùi hãû thäúng bao gäöm mäüt baío vãû chênh vaì mäüt säú baío vãû dæû phoìng coï thãø thæûc hiãûn âáöy âuí caïc chæïc nàng baío vãû cho maïy phaït. Âãø baío vãû cho MFÂ chäúng laûi caïc daûng sæû cäú nãu åí pháön I, ngæåìi ta thæåìng duìng caïc loaûi baío vãû sau: Baío vãû so lãûch doüc âãø phaït hiãûn vaì xæí lyï khi xaíy ra sæû cäú (1). Baío vãû so lãûch ngang cho sæû cäú (2). Baío vãû chäúng chaûm âáút mäüt âiãøm cuäün dáy stator cho sæû cäú (3). Baío vãû chäúng chaûm âáút maûch kêch tæì cho sæû cäú (4). Baío vãû chäúng ngàõn maûch ngoaìi vaì quaï taíi cho sæû cäú (5). Baío vãû chäúng âiãûn aïp âáöu cæûc maïy phaït tàng cao cho sæû cäú (6). Ngoaìi ra coï thãø duìng: Baío vãû khoaíng caïch laìm baío vãû dæû phoìng cho baío vãû so lãûch, baío vãû chäúng quaï nhiãût rotor do doìng maïy phaït khäng cán bàòng, baío vãû chäúng máút âäöng bäü, ...
A GIÅÏI THIÃÛU CHUNG VÃƯ MẠY PHẠT ÂIÃÛN Mạy phạt âiãûn (MFÂ) l mäüt pháưn tỉí ráút quan trng hãû thäúng âiãûn (HTÂ), sỉû lm viãûc tin cáûy ca cạc MFÂ cọ nh hỉåíng quút âënh âãún âäü tin cỏỷy cuớa HT Vỗ vỏỷy, õọỳi vồùi MF õỷc bióỷt l cạc mạy cọ cäng sút låïn, ngỉåìi ta âàût nhiãưu loải bo vãû khạc âãø chäúng táút c cạc loải sỉû cäú v cạc chãú âäü lm viãûc khọng bỗnh thổồỡng xaớy bón caùc cuọỹn dỏy cng bãn ngoi MFÂ Âãø thiãút kãú toạn cạc bo vãû cáưn thiãút cho mạy phạt, chụng ta phaới bióỳt caùc daỷng hổ hoớng vaỡ caùc tỗnh traỷng laỡm vióỷc khọng bỗnh thổồỡng cuớa MF I CAẽC DANG Hặ HONG VAè TầNH TRANG LAèM VIC KHNG BầNH THặèNG CA MFÂ I.1 Cạc dảng hỉ hng: - Ngàõn mảch nhiãưu pha cün stator (1) - Chảm cháûp giỉỵa cạc vng dáy cng pha (âäúi våïi cạc MFÂ cọ cün dáy kẹp) (2) - Chảm âáút pha cuäün dáy stator (3) - Chaûm âáút mäüt âiãøm hồûc hai âiãøm mảch kêch tỉì (4) I.2 Cạc tỗnh traỷng laỡm vióỷc khọng bỗnh thổồỡng cuớa MF: - Dng âiãûn tàng cao ngàõn mảch ngoi hồûc quạ ti (5) - Âiãûn ạp âáưu cỉûc mạy phạt tàng cao máút ti âäüt ngäüt hồûc càõït ngàõn maỷch ngoaỡi (6) Ngoaỡi coỡn coù caùc tỗnh traỷng laỡm vióỷc khọng bỗnh thổồỡng khaùc nhổ: Taới khọng õọỳi xỉïng, máút kêch tỉì, máút âäưng bäü, táưn säú tháúp, mạy phạt lm viãûc åí chãú âäü âäüng cå, II CẠC BO VÃÛ THỈÅÌNG DNG CHO MFÂ Tu theo chng loải ca mạy phạt (thu âiãûn, nhiãût âiãûn, turbine khê, thu âiãûn têch nàng ), cäng sút ca mạy phạt, vai tr ca mạy phạt v så âäư näúi dáy ca nh mạy âiãûn våïi cạc pháưn tỉí khạc hãû thäúng m ngỉåìi ta lỉûa chn phỉång thỉïc bo vãû thêch håüp Hiãûn khäng cọ phỉång thỉïc bo vãû tiãu chøn âäúi våïi MFÂ cng âäúi våïi cạc thiãút bë âiãûn khạc Tu theo quan âiãøm ca ngỉåìi sỉí dủng âäúi våïi cạc u cáưu vãư âäü tin cáûy, mỉïc âäü dỉû phng, âäü nhảy m chụng ta lỉûa chn säú lỉåüng v chng loải råle hãû thäúng bo vãû Âäúi våïi cạc MFÂ cäng suáút låïn, xu thãú hiãûn laì làõp âàût hai hãû thäúng bo vãû âäüc láûp våïi ngưn âiãûn thao tạc riãng, mäùi hãû thäúng bao gäưm mäüt bo vãû chênh v mäüt säú bo vãû dỉû phng cọ thãø thỉûc hiãûn âáưy â cạc chỉïc nàng bo vãû cho mạy phạt Âãø bo vãû cho MFÂ chäúng lải cạc dảng sỉû cäú nãu åí pháưn I, ngỉåìi ta thỉåìng dng cạc loải bo vãû sau: - Bo vãû so lãûch dc âãø phạt hiãûn v xỉí l xy sỉû cäú (1) - Bo vãû so lãûch ngang cho sỉû cäú (2) - Bo vãû chäúng chảm âáút mäüt âiãøm cün dáy stator cho sỉû cäú (3) - Bo vãû chäúng chảm âáút mảch kêch tỉì cho sỉû cäú (4) - Bo vãû chäúng ngàõn mảch ngoi v quạ ti cho sỉû cäú (5) - Bo vãû chäúng âiãûn ạp âáưu cỉûc mạy phạt tàng cao cho sỉû cäú (6) Ngoi cọ thãø dng: Bo vãû khong cạch lm bo vãû dỉû phng cho bo vãû so lãûch, bo vãû chäúng quạ nhiãût rotor dng mạy phạt khäng cán bàịng, bo vãû chäúng máút âäưng bäü, 13 B CẠC BO VÃÛ RÅLE CHO MẠY PHẠT ÂIÃÛN I BO VÃÛ SO LÃÛCH DC (87G) I.1 Nhiãûm vủ v så âäư ngun l: Bo vãû so lãûch dc (BVSLD) cọ nhiãûm vủ chäúng ngàõn mảch nhiãưu pha cün dáy stator mạy phạt Så âäư thổỷc hióỷn baớo vóỷ nhổ hỗnh 1.1 Baùo tờn hióỷu âỉït mảch thỉï Bạo tên hiãûu + MC Càõt MC 4Rth + + 1RI + 5RT - + 2RI 3RI Rf MF 52 Rf 1BI b) MF 87G a) Hỗnh 1.1: Så âäư bo vãû so lãûch dc cün stator MFÂ; så âäư toạn (a) v theo m säú (b) 2BI Trong âọ: - Rf: dng âãø hản chãú dng âiãûn khäng cán bàịng (IKCB), nhàịm náng cao âäü nhảy ca bo vãû - 1RI, 2RI, 4Rth: phạt hiãûn sỉû cäú v âỉa tên hiãûu âi càõt mạy càõt âáưu cỉûc mạy phạt khäng thåìi gian (thỉûc tãú thỉåìng t ≈ 0,1 sec) - 3RI, 5RT: baïo tên hiãûu xy âỉït mảch thỉï sau mäüt thåìi gian cáưn thiãút (thäng qua 5RT) âãø trạnh hiãûn tỉåüng bạo nháưm ngàõn mảch ngoi m tỉåíng âỉït mảch thỉï Vng tạc âäüng ca bo vãû l vng giåïi hản giỉỵa cạc BI näúi vo mảch so lãûch Củ thãø åí âáy l cạc cün dáy stator ca MFÂ, âoản dáùn tỉì âáưu cỉûc MFÂ âãún mạy càõt I.2 Ngun l lm viãûc: BVSLD hoảt âäüng theo ngun tàõc so sạnh âäü lãûch dng âiãûn giỉỵa hai âáưu cün dáy stator, doìng vaìo råle laì doìng so lãûch: (1-1) IR = I1T - I2T = ISL Våïi I1T, I2T l dng âiãûn thỉï cáúp ca cạc BI åí hai õỏửu cuọỹn dỏy Bỗnh thổồỡng hoỷc ngừn maỷch ngoaỡi, doỡng vo råle 1RI, 2RI l dng khäng cán bàịng IKCB: (1-2) ISL = I1T - I2T = IKCB < IKÂR (dng khåíi âäüng råle) nãn bo vãû khäng tạc âäüng (hỗnh 1.2a) 14 Khi xaớy chaỷm chỏỷp giổợa caùc pha cuọỹn dỏy stator (hỗnh 1.2b), doỡng õióỷn vaỡo caïc råle 1RI, 2RI: I (1-3) ISL = I1T - I2T = N > IKÂR nI Trong âoï: ISL = IKCBT < IKÂR I1T - IN: dng âiãûn ngàõn mảch I I1 T ISL ≈ N > I KÂR - nI: tè säú biãún dng ca BI I2T nI Bo vãû tạc âäüng âi càõt 1MC I2T âäưng thåìi âỉa tên hiãûu âi âãún bäü b) a) pháûn tæû âäüng dióỷt tổỡ (TDT) Hỗnh 1.2: ọử thở veùctồ cuớa doỡng âiãûn mảch Trỉåìng håüp âỉït mảch thỉï BVSLD ca BI, doỡng vaỡo rồle laỡ: a) Bỗnh thổồỡng vaỡ ngàõn mảch ngoi IF (1-4) IR = b) Khi ngàõn mảch vng bo vãû nI Dng âiãûn ny cọ thãø lm cho bo vãû tạc âäüng nháưm, lục âọ chè cọ 3RI khåíi âäüng bạo âỉït mảch thỉï våïi thåìi gian cháûm trãù, âãø trạnh hiãûn tỉåüng bạo nháưm quaù trỗnh quaù õọỹ ngừn maỷch ngoaỡi coù xung doỡng lồùn sồ õọử hỗnh 1.1, caùc BI näúi theo så âäư khuút nãn bo vãû so lãûch dc s khäng tạc âäüng xy ngàõn mảch mäüt pha åí pha khäng âàût BI Tuy nhiãn cạc bo vãû khạc s tạc âäüng I.3 Tênh cạc tham säú vaì choün Råle: I.3.1 Tênh choün 1RI vaì 2RI: Dng âiãûn khåíi âäüng ca råle 1RI, 2RI âỉåüc chn phi tho mn hai âiãưu kiãûn sau: Âiãưu kiãûn 1: Bo vãû khäng tạc âäüng âäúi våïi dng khäng cán bàịng cỉûc âải IKCBmax ngàõn mảch ngoi vng baío vãû (1-5) IKÂB ≥ Kat.IKCBtt (1-6) IKCBtt = Kân.KKCK.fi INngmax Trong âọ: - Kat: hãû säú an ton âãún sai säú ca råle v dỉû trỉỵ cáưn thiãút Kat cọ thãø láúy bàịng 1,3 - KKCK: hãû säú âãún sỉû cọ màût ca thnh pháưn khäng chu k ca dng ngàõn mảch, KKCK cọ thãø láúy tỉì âãún tu theo biãûn pháúp âỉåüc sỉí dủng âãø náng cao âäü nhảy ca bo vãû - Kân: hãû säú âãún sỉû âäưng nháút ca cạc BI (Kân = 0,5÷1) - fi: sai säú tỉång âäúi ca BI, fi cọ thãø láúy bàịng 0,1 (cọ kãø âãún dổỷ trổợ, vỗ caùc maùy bióỳn doỡng choỹn theo õổồỡng cong sai säú 10%) - INngmax: thnh pháưn chu k ca dng âiãûn chảy qua BI tải thåìi âiãøm âáưu ngàõn mảch ngoi trỉûc tiãúp pha åí âáưu cỉûc mạy phạt Âiãưu kiãûn 2: Bo vãû khäng âỉåüc tạc âäüng âỉït mảch thỉï BI Lục âọ dng vo råle 1RI, 2RI: (gi sỉí MF âang lm viãûc åí chãú âäü âënh mỉïc) I (1-7) ISL = âmF nI Dng khåíi âäüng ca bo vãû: 15 K at I âmF (1-8) nI Nhỉ váûy, âiãưu kiãûn âãø chn dng khåíi âäüng cho 1RI, 2RI: IKÂB = max{Kat IKCBtt; Kat IâmF } (1-9) Dng âiãûn khåíi âäüng ca råle: K (3) I KÂB (1-10) IKÂR = nI Våïi K(3) l hãû säú så âäư Sau âỉåüc IKÂR ta s chn âỉåüc loải råle cáưn thiãút ∗Kiãøm tra âäü nhảy Kn ca bo vãû: I Kn = N (1-11) I KÂB Våïi INmin: dng âiãûn ngàõn mảch pha åí âáưu cỉûc mạy phạt mạy phạt laỡm vióỷc rióng leớ Vỗ baớo vóỷ coù tờnh choỹn loüc tuyãût âäúi nãn yãu cáöu Kn > I.3.2 Tênh chn Råle 3RI: Dng khåíi âäüng så cáúp ca råle 3RI phi låïn hån dng khäng cán bàịng cỉûc âải ngàõn mảch ngoi vng bo vãû Nhỉng tờnh toaùn thỗ õióửu kióỷn ọứn õởnh nhióỷt cuớa rồle l quút âënh Theo kinh nghiãûm cọ thãø chn dng khåíi âäüng cho 3RI: (1-12) IKÂS(3RI) = 0,2.IâmF Ta âỉåüc IKÂR ca 3RI v chn âỉåüc loải råle tỉång ỉïng I.3.3 Thåìi gian lm viãûc ca 5RT: Khi xy ngàõn mảch ngoi vng bo vãû, cọ thãø xút hiãûn nhỉỵng xung dng låïn thoạng qua lm cho bo vãû tạc âäüng nháưm váûy phi chn thåìi gian tạc âäüng ca 5RT tho mn âiãưu kiãûn: (1-13) t5RT > tcàõt Nngoaìi IKÂB = t5RT = tcàõtNng + ∆ t (1-14) Trong âọ: - tcàõtNng: thåìi gian låïn nháút ca cạc bo vãû näúi vo gọp âiãûn ạp mạy phạt - ∆ t: báûc chn lc thåìi gian, thổồỡng t = (0,25 ữ 0,5) sec ã Nhỏỷn xẹt: - Bo vãû s tạc âäüng ngàõn mảch nhiãưu pha cün dáy 1BI I1S I1T stator mạy phạt BIH BILV - Bo vãû khäng tạc âäüng Vng bo IH chảm cháûp giỉỵa cạc vng dáy vãû cng pha hồûc xy chảm ILV RI âáút âiãøm cuäün dáy pháön I2S I2T 2BI ténh Âãø tàng âäü nhảy ca bo vãû so lóỷch ngổồỡi ta coù thóứ sổớ duỷng rồle Hỗnh 1.3: Bo vãû so lãûch dng âiãûn cọ hm cün dáy stator MFÂ so lãûch cọ hm 16 I.4 Bo vãû so lóỷch coù haợm: Sồ õọử baớo vóỷ nhổ hỗnh 1.3 Råle gäưm cọ hai cün dáy: Cün hm v cuäün laìm viãûc Råle laìm viãûc trãn nguyãn tàõc so sạnh dng âiãûn giỉỵa ILV v IH - Dng âiãûn vaìo cuäün laìm viãûc ILV: I LV = I1T − I 2T = ISL (1-15) - Doìng âiãûn hm vo cün hm IH: (1-16) IH = ⎢I1T + I2T Khi laỡm vióỷc bỗnh thổồỡng hay ngừn maỷch ngoaỡi vng bo vãû: Dng âiãûn I1T cng chiãưu våïi dng I2T: ⎢I1T⎢ ≈ ⎢I2T⎢ (1-17) ISL = ILV = ⎢I1T - I2T⎢ = IKCB (1-18) IH = ⎢I1T + I2T⎢ ≈ 2.⎢I1T⎢ > ILV nãn bo vãû khäng tạc âäüng Khi xy ngàõn mảch vng bo vãû: Dng âiãûn I1T ngæåüc pha våïi I2T: ⎢I1T⎢ = ⎢-I2T⎢ IH = ⎢I1T - I2T⎢ ≈ (1-19) ILV = ⎢I1T + I2T⎢ ≈ 2.⎢I1T⎢ > IH bo vãû s tạc âäüng • Nháûn xẹt: - Bo vãû hoảt âäüng theo ngun tàõc so sạnh dng âiãûn giỉỵa ILV v IH, nãn âäü nhảy ca bo vãû ráút cao v xaớy ngừn maỷch thỗ baớo vóỷ taùc õọỹng mọỹt cạch chàõc chàõn våïi thåìi gian tạc âäüng thỉåìng t = (15 ÷ 20) msec - Bo vãû so lãûch dc dng råle cọ hm cọ thãø ngàn chàûn bo vãû tạc âäüng nháưm nh hỉåíng bo ho ca BI - Âäúi våïi cạc mạy phạt âiãûn cọ cäng sút låïn cọ thãø sỉí dủng så âäư bo vãû so lóỷch haợm taùc õọỹng nhanh (hỗnh 1.4) chóỳ õọỹ laỡm vióỷc A bỗnh thổồỡng, doỡng õióỷn thổù ILV B cáúp I1T v I2T ca cạc nhọm I1S I2S RL1 biãún dng 1BI, 2BI chảy C CL RLV RL1 qua âiãûn tråí hm RH, tảo ULV nãn âiãûn ạp hm UH, cn BIG ILV hiãûu dng thỉï cáúp (dng so RL2 I2T RL2 lãûch) ISL chaûy qua biãún I1T D1 D2 BIG dng trung gian BIG, cáưu I ILV RH/2 chènh lỉu CL v âiãûn tråí Âãún RG UH âáưu lm viãûc RLV tảo nãn âiãûn RH/2 ạp laỡm vióỷc ULV Giaù trở Hỗnh 1.4: Baớo vóỷ so lãûch cọ hm tạc âäüng nhanh cho âiãûn ạp UH > ULV, bo vãû MFÂ cäng sút låïn khäng tạc âäüng Khi ngàõn mảch vng bo vãû, âiãûn ạp ULV >> UH, dng âiãûn chảy qua råle RL1 lm råle ny tạc âäüng âọng tiãúp âiãøm RL1 lải Dng âiãûn lm viãûc sau nàõn chảy qua råle RL2, RL2 âọng tiãúp âiãøm lải, råle càõt âáưu s âỉåüc cáúp ngưn thao tạc qua hai tiãúp âiãøm näúi tiãúp RL1 v RL2 âi càõt mạy càõt âáưu cỉûc mạy phạt Ngoi ra, 17 ngỉåìi ta cn dng råle so lãûch täøng tråí cao âãø baío vãû so lãûch maùy phaùt õióỷn (hỗnh 1.5) Rồle so lóỷch RU så âäư cọ täøng tråí khạ låïn s tạc âäüng theo âiãûn ạp so lãûch USL, åí chãú âäü lm vióỷc bỗnh thổồỡng vaỡ ngừn maỷch ngoaỡi, caùc bióỳn dng 1BI, 2BI (âỉåüc chn giäúng nhau) cọ cng dng âiãûn mạy phạt âi qua âọ cạc sỉïc âiãûn âäüng E1 v E2 bàịng v ngỉåüc pha nhau, L1 = L2, phán bäú âiãûn ạp mảch hỗnh 1.5b Trở sọỳ õióỷn aùp õỷt lón rồle so lãûch RU phủ thüc vo quan hãû giỉỵa cạc âiãûn tråí R1 v R2 Âiãûn tråí R1, R2 gäưm âiãûn tråí cün dáy thỉï cáúp v dáy dáùn phủ näúi giỉỵa hai nhọm biãún dng 1BI v 2BI, våïi R1 = R2 ⇒ USL = R1 IN 1BI 2BI E1 USL 1BI a) c) R1 E1 L1 E1 USL L1 L2 E1 E2 L1 USL R2 RSL USL E1 E2 E2=0 USL R1 USL = b) USL RSL E1 R2 RSL R2 N L2 E2 E2 d) Hỗnh 1.5: Bo vãû so lãûch dng råle täøng tråí cao cho MFÂ a) Så âäư ngun l b) Mảch âiãûn âàóng trë v phán bäú âiãûn ạp chãú âäü laỡm vióỷc bỗnh thổồỡng c) nhoùm 2BI bở baợo hoaỡ ngàõn mảch ngoi v hon ton d) cọ ngàõn mảch Khi xy ngàõn mảch vng bo vãû: * Trỉåìng håüp mạy phạt lm viãûc biãût láûp våïi hãû thäúng: Doìng âiãûn qua 1BI laì doìng ca mạy phạt Dng âiãûn qua 2BI bàịng khäng E2 = Âiãûn aïp âàût lãn råle so lãûch RU hỗnh 1.5c: I"N ( R + R ) (vỗ RSL >> R2) (1-20) U SL1 = nI Trong âọ: " - I N : trë hiãûu dủng ca dng siãu quạ âäü ngàõn mảch trãn âáưu cỉûc mạy I "N = I(3)Nngmax = I(3)Nâáưu cỉûc MF phạt våïi: - nI: t säú biãún dng ca BI - RSL: âiãûn tråí mảch so lãûch (gäưm råle v dáy näúi) * Trỉåìng håüp mạy phạt näúi våïi hãû thäúng: Khi âọ tải âiãøm ngàõn mảch, ngoi dng âiãûn bn thán mạy phạt cung cáúp I"NF cn cọ thãm thnh pháưn dng âiãûn hãû thäúng âäø vãư I"NH Mảch âiãûn âàóng trë v phán bäú âiãûn ạp nhổ hỗnh 1.5d Giaù trở õióỷn aùp õỷt lón rồle so lãûch RU: 18 (I"NF + I"NH ).(R + R ) (1-21) U SL2 = nI Âãø âaím bo chn lc, âiãûn ạp khåíi âäüng ca råle so lãûch RU phaíi choün låïn hån min{USL1; USL2}, nghéa laì: K at I"N (R + R ) (1-22) UKÂR = Kat.USL1 = nI Våïi Kat = (1,15 ÷ 1,2) l hãû säú an ton Thåìi gian tạc âäüng ca bo vãû thỉåìng: t = (15 ÷ 20) msec • Nháûn xẹt: - Âäúi våïi cạc MFÂ cọ cäng sút låïn, hàịng säú thåìi gian tàõt dáưn ca thnh pháưn mäüt chiãưu dng âiãûn ngàõn mảch cọ thãø âảt âãún hng tràm msec, gáy bo mảch tỉì ca cạc mạy biãún dng v lm cháûm tạc âäüng ca bo vãû cọ ngàõn mảch vng baớo vóỷ Vỗ vỏỷy cỏửn phaới sổớ duỷng sồ õọử bo vãû tạc âäüng nhanh trỉåïc xy bo mảch tỉì ca mạy biãún dng, tỉïc l: tbh > tbv, våïi tbv l thåìi gian càõt ngàõn mảch ca bo vãû; tbh thåìi gian bo ho mảch tỉì ca BI I.5 Bo vãû khong cạch (21): Âäúi våïi cạc MFÂ cäng sút låïn ngỉåìi ta thỉåìng sỉí dủng bo vãû khong cạch lm bo vãû dỉû phng cho BVSL (hỗnh 1.6a) X TG jX UF ZK BA BU U XB RZ F jXKÂ tII ∆t I RKÂ tI = (0,4 ÷ 0,5) sec XF BI R 0,7XB t a) b) Hỗnh 1.6: Sồ õọử nguyón lyù (a); âàûc thåìi gian (b) v âàûc tuún khåíi õọỹng (c) cuớa baớo vóỷ khoaớng caùch cho MF Vỗ khong cạch tỉì MBA âãún mạy càõt cao ạp khạ ngàõn, âãø trạnh tạc âäüng nháưm ngàõn mảch ngoi MBA, vng thỉï nháút ca bo vãû khong cạch âỉåüc chn bao gäưm âiãûn khạng ca MFÂ v khong 70% âiãûn khạng ca MBA tàng ạp (âãø bo vãû hon ton cün ca MBA), nghéa l: (1-23) ZIkâ = ZF + 0,7.ZB I Thåìi gian lm viãûc ca vng thỉï nháút thỉåìng chn t = (0,4 ÷ 0,5) sec (hỗnh 1.6b) Vuỡng thổù hai thổồỡng bao gọửm phỏửn coỡn lải ca cün dáy MBA, dáùn v âỉåìng dáy truưn ti näúi våïi gọp liãưn kãư Âàûc tuún khåíi âäüng ca råle khong cạch cọ thãø cọ dảng voỡng troỡn vồùi tỏm ồớ goùc toaỷ õọỹ hoỷc hỗnh bỗnh haỡnh vồùi õọỹ nghióng cuớa caỷnh bón bũng õọỹ nghióng cuớa veùctồ õióỷn aùp UF hỗnh 1.6c 19 II BO VÃÛ SO LÃÛCH NGANG (87G) Cạc vng dáy ca MFÂ cháûp thỉåìng ngun nhán hỉ hng cạch âiãûn ca dáy qún Cọ thãø xy chảm cháûp giỉỵa cạc vng dáy cng mäüt nhạnh (cün dáy âån) hồûc giỉỵa cạc vng dáy thüc hai nhạnh khạc cng mäüt pha, dng âiãûn cạc vng dáy bë chảm cháûp cọ thãø âảt âãún trë säú ráút låïn Âäúi våïi mạy phạt âiãûn m cün dáy stator l cün dáy kẹp, cọ mäüt säú vng dáy chảm sỉïc âiãûn âäüng cm ỉïng hai nhạnh s khạc tảo nãn dng âiãûn cán bàịng chảy qøn cạc mảch vng sỉû cäú v âäút nọng cün dáy cọ thãø gáy hỉ hng nghiãm trng Trong nhiãưu trỉåìng håüp xy chảm cháûp giỉỵa cạc vng dáy cng mäüt pha nhỉng BVSLD khọng thóứ phaùt hióỷn õổồỹc, vỗ vỏỷy cỏửn phaới õỷt bo vãû so lãûch ngang âãø chäúng dảng sỉû cäú naìy KÂ RL I1S R R LV H I*LV Càõt MC 1BI I2S ILV BILV ILV = IH 2BI IH BIH I2T I1T a) b) ILV = f(IH) I*H Hỗnh 1.7: Bo vãû so lãûch ngang cọ hm (a) v âàûc khåíi âäüng (b) Âäúi våïi MFÂ cäng sút vỉìa v nh chè cọ cün dáy âån, lục âọ chảm cháûp giỉỵa cạc vng dáy cng mäüt pha thỉåìng km theo chảm v, nãn bo vãû chäúng chảm âáút tạc âäüng (trỉåìng håüp ny khäng cáưn âàût bo vãû so lãûch ngang) Våïi MFÂ cäng suáút låïn, cuäün dáy stator lm bàịng dáùn v âỉåüc qún kẹp, âáưu cạc nhạnh âỉa ngoi nãn viãûc bo vãû so lãûch ngang tỉång âäúi dãù dng Ngỉåìi ta cọ thãø dng så âäư bo vãû riãng hồûc chung cho cạc pha II.1 Så âäư bo vãû riãng cho tỉìng pha: (hỗnh 1.7, 1.8) Trong chóỳ õọỹ laỡm vióỷc bỗnh thỉåìng hồûc ngàõn mảch ngoi, sỉïc âiãûn âäüng cạc nhạnh cün dáy stator bàịng nãn I1T = I2T Khi âoï: (1-24) ⎢IH⎢ = ⎢I1T + I2T⎢ = 2.I1T ISL =⎢ILV⎢=⎢I1T - I2T⎢ = IKCB (1-25) 87G 87G 87G ⇒ IH > ILV nãn bo vãû khäng tạc âäüng Khi xy chảm cháûp giỉỵa cạc vng dáy ca hai nhạnh khạc cng mäüt pha, gi thiãút åí chãú âäü mạy phạt chỉa mang ti, ta cọ: I1T = -I2T Hỗnh 1.8: Sồ õọử baớo vóỷ so lóỷch ngang theo m säú ⎢IH⎢ = ⎢I1T - I2T⎢ = IKCB (1-26) ⎢ ILV⎢ = ⎢I1T + I2T⎢ = 2.I1T ⇒ ILV > IH nãn råle taïc âäüng càõt maïy càõt âáưu cỉûc mạy phạt 20 II.2 Så âäư bo vóỷ chung cho caùc pha: (hỗnh 1.9) Trong sồ õọử BI âỉåüc âàût åí giỉỵa hai âiãøm näúi trung ca nhọm nhạnh ca cün dáy stator, thỉï cáúp ca BI näúi qua bäü lc sọng hi báûc ba L3f dng âãø gim dng khäng cán bàịng âi vo råle A B C Baïo tên hiãûu T + RI + Lf3 Rth RT a) O1 C - O2 Hỗnh 1.9: Sồ õọử baớo vóỷ so lóỷch ngang cho cạc pha MFÂ, så âäư toạn (a) v theo m säú (b) b) Càõt 1MC BI 87 CN: cỏửu nọỳi, bỗnh thổồỡng CN ồớ trờ vaỡ bo vãû tạc âäüng khäng thåìi gian Khi mạy phạt â chảm âáút âiãøm mảch kêch tỉì (khäng nguy hiãøm), CN âỉåüc chuøn sang vë trê lục âọ bo vãû s tạc âäüng cọ thåìi gian âãø trạnh tạc âäüng nháưm chảm âáút thoạng qua âiãøm thỉï mảch kêch tỉì II.2.1 Ngun l hoảt âäüng: Bo vãû hoảt âäüng trãn ngun l so sạnh thãú V1 v V2 ca trung âiãøm O1 v O2 giỉỵa nhạnh song song ca cün dáy * ÅÍ chãú âäü bỗnh thổồỡng hoỷc ngừn maỷch ngoaỡi: (1-27) U12 = V1 - V2 ≈ nãn khäng cọ dng qua BI âọ bo vãû khäng tạc âäüng (cáưu näúi åí vë trê 1) * Khi xy chảm cháûp õióứm maỷch kờch tổỡ, maùy phaùt vỏựn õổồỹc trỗ váûn hnh nhỉng phi chuøn cáưu näưi sang vë trê âãø trạnh trỉåìng håüp bo vãû tạc âäüng nháưm ngàõn mảch thoạng qua âiãøm thỉï mảch kêch tỉì * Khi sỉû cäú (chảm cháûp giỉỵa cạc vng dáy): (1-28) U12 = V1 - V2 ≠ nãn cọ dng qua BI bo vãû tạc âäüng càõt mạy càõt II.2.2 Dng khåíi âäüng ca råle: Dng âiãûn khåíi âäüng ca bo vãû âỉåüc xạc âënh theo cäng thỉïc: (1-29) IKÂB ≥ Kat.IKCBtt Thỉûc tãú viãûc xạc âënh dng khäng cán bàịng toạn IKCBtt tỉång âäúi khọ, nãn thỉåìng xạc âënh theo cäng thỉïc kinh nghiãûm: (1-30) IKÂB = (0,05 ÷ 0,1).IâmF 21 ⇒ IKÂR = I KÂB nI (1-31) tỉì âọ cọ thãø chn âỉåüc loải råle cáưn thiãút II.2.3 Thåìi gian tạc âäüng ca bo vãû: Bỗnh thổồỡng baớo vóỷ taùc õọỹng khọng thồỡi gian (cỏửu näúi CN åí vë trê 1) Khi chảm âáút âiãøm thổù nhỏỳt maỷch kờch tổỡ thỗ cỏửu nọỳi CN õổồỹc chuøn sang vë trê Thåìi gian tạc âäüng ca råle RT âỉåüc xạc âënh sau: tRT = tBV âiãøm ktỉì + ∆t (1-32) Trong âọ: - tBV âiãøm ktỉì: thåìi gian tạc âäüng ca bo vãû chäúng chảm âáút âiãøm thỉï hai mảch kêch tỉì - ∆t: báûc chn thåìi gian, thỉåìng láúy ∆t = 0,5 sec • Nháûn xẹt: - Bo vãû so lãûch ngang cng cọ thãø lm viãûc ngàõn mảch nhiãưu pha cuäün dáy stator Tuy nhiãn noï khäng thãø thay thóỳ hoaỡn toaỡn cho BVSLD õổồỹc vỗ ngừn maỷch trãn âáưu cỉûc mạy phạt bo vãû so lãûch ngang khäng lm viãûc - Bo vãû tạc âäüng chảm âáút âiãøm thỉï hai mảch kêch tỉì (nãúu bo vãû chäúng chảm âáút âiãøm thỉï hai mảch kêch tỉì khäng tạc âäüng) sỉû khäng âäúi xỉïng ca tỉì trỉåìng lm cho V1 ≠ V2 III BO VÃÛ CHÄÚNG CHẢM ÂÁÚT TRONG CÜN DÁY STATOR (50/51N) Mảng âiãûn ạp mạy phạt thỉåìng lm viãûc våïi trung cạch âiãûn våïi âáút hồûc näúi âáút qua cün dáûp häư quang nãn dng chảm âáút khäng låïn làõm Tuy váûy, sỉû cäú mäüt âiãøm cün dáy stator chảm li tỉì lải thỉåìng xy ra, dáùn âãún âäút chạy cạch âiãûn cün dáy v lan räüng cạc cün dáy bãn cảnh gáy ngừn maỷch nhióửu pha.Vỗ vỏỷy, cỏửn phaới õỷt baớo vóỷ chäúng chảm âáút mäüt âiãøm cün dáy stator Dng âiãûn tải chäù chảm âáút trung âiãøm ca cün dáy mạy phạt khäng näúi âáút l: I (1) Âα = α U p (1-33) rqâ2 + X C2 0Σ Trong âọ: - α: säú pháưn tràm cün dáy tỉì trung âiãøm âãún vë trê chaûm âáút (α ≤ 1) - Up: âiãûn ạp pha ca mạy phạt - rqâ: âiãûn tråí quạ âäü tải chäù sỉû cäú - X C0Σ : dung khạng pha âàóng trë ca táút c cạc pháưn tỉí mảng âiãûn ạp mạy phạt X C0Σ = j.ω.C ∑ Nãúu b qua âiãûn tråí quạ âäü tải chäù sỉû cäú (rqâ = 0), dng chảm âáút bàịng: I (1) (1-34) Âα = 3.α.ω.C0Σ.Up Khi chảm âáút xy tải âáưu cỉûc mạy phạt (α = 1) dng chảm âáút âảt trë säú låïn nháút: I (1) (1-35) Âα max = 3.ω.C0Σ.Up Nãúu dng chảm âáút låïn cáưn phi âàût cün dáûp häư quang (CDHQ), theo quy âënh ca mäüt säú nỉåïc, CDHQ cáưn phi âàût khi: 22 ... bo trung gian Trong âọ mạy IIIT biãún dng bo trung gian cọ hai IIIS nhiãûm vủ chênh: − Cán bàịng cạc sỉïc tỉì âäüng dng âiãûn cạc nhạnh gáy nãn åí Hình 2.8: Sơ đồ nguyên liù bảo vệ so tỗnh traỷng... = 2I lv & I N − Khi chaûm âáút bãn trong, chè H1 & cọ thnh pháưn qua trung tênh: I = ; & I lv Cuộn & & I lv = I N ; lviệc Hình 2.11: Sơ đồ nguyên lý bảo vệ so I h = I&N − − I&N + = lệchthứ tự... Dòng sơ cấp 20 Hình 2.2: Ngắn mạch pha chạm đất 20 40 60 80 Khoảng cách từ trung tính đến điểm chạm (% cuộn dây) 100 Hình 2.3: Dòng điện chạm đất pha MBA nối đất qua tổng trở 53 Cọ thãø l chảm v