Neáu ngaén maïch hai pha noái ñaát, trong ñoù moät ñieåm naèm trong vuøng baûo veä maùy phaùt ôû pha khoâng coù bieán doøng, vaø ñieåm coøn laïi naèm trong löôùi ñieän theá maùy phaùt[r]
(1)CHƯƠNG 6
(2)I CÁC DẠNG HƯ HỎNG VÀ TÌNH TRẠNG LÀM VIỆC KHƠNG BÌNH THƯỜNG CỦA MÁY PHÁT.
1. Các dạng hư hỏng máy phát.
2. Tình trạng làm việc khơng bình thường
máy phát.
3. Những yêu cầu bảo vệ máy phát.
(3)1 CÁC DẠNG HƯ HỎNG CỦA MÁY PHÁT
Đa số hư hỏng cách điện dây quấn stator hay rotor bị già cỗi, nứt vỡ, cháy…
Ở dây quấn stator:
(4)1 CÁC DẠNG HƯ HỎNG CỦA MÁY PHÁT
Ngắn mạch pha với pha
Khi chạm đất pha, dòng điện chạm đất cực đại dây quấn bị chọc thủng đầu cực sinh tượng điện áp
Ngắn mạch vòng dây pha
(5)1 CÁC DẠNG HƯ HỎNG CỦA MAÙY PHAÙT
Ở dây quấn rotor: H h ng cách điện.ư ỏ
(6)2 TÌNH TRẠNG LÀM VIỆC KHƠNG BÌNH THƯỜNG CỦA MÁY PHÁT.
Tình trạng làm việc khơng bình thường máy phát dòng qua dây quấn stator, rotor vượt định mức, phụ tải không đối xứng, có tình trạng q điện áp
Quá tải
Ngắn mạch ngồi
(7)2 TÌNH TRẠNG LÀM VIỆC KHƠNG BÌNH THƯỜNG CỦA MÁY PHÁT.
Khi phụ tải khơng đối xứng, làm nóng rotor chấn động học
(8)3 NHỮNG YÊU CẦU CƠ BẢN VỀ BẢO VỆ MÁY PHÁT.
Tình trạng làm việc khơng bình thường máy phát: phải báo hiệu cho vận hành viên biết để xử lý
Để ngăn ngừa hư hỏng bên máy phát phát triển rộng ra, bảo vệ cắt máy phát khỏi lưới đồng thời cắt kích thích máy, gọi tự động diệt từ
(9)II BẢO VỆ NGẮN MẠCH GIỮA PHA VAØ PHA TRONG DÂY QUẤN STATOR.
1.Sơ đồ bảo vệ.
(10)1 SƠ ĐỒ BẢO VỆ.
Sơ đồ so lệch thường dùng bảo vệ ngắn mạch pha dây quấn stator
Các biến dịng có tỷ số biến dòng giống nhau, biến dòng nối dây theo sơ đồ so lệch
Khi ngắn mạch ngồi, thơng số dịng điện vào rơ le I=Ikcb, bảo vệ không tác động
(11)1 SƠ ĐỒ BẢO VỆ.
Khi ngắn mạch dây quấn stator, thơng số dịng điện vào rơ le I=I1+I20 làm cho bảo vệ
(12)1 SƠ ĐỒ BẢO VỆ.
Để mở rộng khu bảo vệ, biến dòng đặt sát máy ngắt sát trung tính Cả hai biến dịng cần nối đất an toàn chung điểm
(13)1 SƠ ĐỒ BẢO VỆ.
(14)1 SƠ ĐỒ BẢO VỆ.
(15)1 SƠ ĐỒ BẢO VỆ.
Sơ đồ bảo vệ so lệch pha dùng cho máy phát làm việc hợp với MBA, dịng điện điện_dung bé, khơng có bảo vệ chạm đất riêng Để giảm ảnh hưởng dịng điện khơng cân
bằng, tăng cường tính bảo đảm nhạy, ta nối thêm điện trở 5 nối tiếp với cuộn dây
(16)1 SƠ ĐỒ BẢO VỆ.
Hiện nay, người ta dùng biến dòng bão hòa trung gian để loại trừ ảnh hưởng
dòng không cân thành phần không chu kỳ dòng ngắn
(17)2 CHỌN DỊNG KHỞI ĐỘNG.
Để tránh bảo vệ làm việc sai ngắn mạch ngồi, ta phải có Ikđ>Ikcbmax Ikđ=Kat.Ikcbmax
Dịng khơng cân tùy thuộc vào sai số biến dòng, độ đồng biến dòng chọn, ảnh hưởng thành phần không chu kỳ
(18)2 CHỌN DÒNG KHỞI ĐỘNG.
Với:
Kat=1,3 hệ số an tồn
Kkck=1~1,3 (nếu có biến dòng bão hòa trung gian) Kkck=2 (nếu dùng điện trở phụ)
Kđn=0,5 hệ số đồng biến dòng 0,1 sai số cho phép biến dịng
(19)2 CHỌN DỊNG KHỞI ĐỘNG.
INngmax thành phần chu kỳ dòng ngắn
mạch qua biến dòng bảo vệ ngắn mạch pha đầu cực máy phát thời điểm t = Thơng thường Ikđ tính chọn theo Ikcb nhỏ
(20)2 CHỌN DÒNG KHỞI ĐỘNG.
Độ nhạy bảo vệ kiểm tra theo dòng ngắn mạch pha đầu cực máy phát máy phát cắt khỏi lưới, độ nhạy phải bảo đảm Knh2
(21)Bài tập:
Tính tốn chọn bảo vệ q dịng bảo vệ so
lệch cho máy phát điện có Sdm = 60MVA, Udm =
10,5kV, suất điện động đơn vị tương đối
E* = 1,05, điện trở siêu độ dọc trục X”d =
0,15
Biết: kat =1,2 ; kmm =1,5; kv =0,98
Dịng khơng cân bảo vệ so lệch:
(22)Giải:
22
Dòng điện định mức máy phát:
Chọn BI 4000/5 Cấp xác 0,5
Chọn sơ đồ đấu biến dòng theo hình đủ, có Ksd =1
Tính dịng ngắn mạch pha:
- Bảo vệ dòng cực đại:
Dòng khởi động rơle:
1,
1 1.5 3299 7.57 0,98 800
at
kdR sd mm F v i
k
I k k I A
k n 60 10 3299
3 10,5
F F dm S I A U " * " 1,05 3299 23093 0,15 N F E
I I A
X
(23)Chọn dòng khởi động rơle: IkdR= A
Dòng khởi động thực tế bảo vệ dòng điện cực đại là:
Độ nhạy bảo vệ:
Vậy độ nhạy bảo vệ đạt yêu cầu
8 800 6400 dR kdcd i sd I
I n A
k
(3)
.min 0,87 0,87 23093 3,13 1,5
(24)24 Bảo vệ dòng cắt nhanh:
Dòng khởi động thực tế bảo vệ cắt nhanh là:
Chọn dòng khởi động rơle: IkdR= 35 A
Dòng khởi động thực tế bảo vệ cắt nhanh là:
(3)
1, 23093
1 34.63 800 at N kdcn sd I k I
I k A
n 35 800 28000 dR kdcn i sd I
I n A
k
(25)Bảo vệ so lệch:
Dòng khởi động bảo vệ so lệch là:
Chọn dòng khởi động rơle: IkdR= A
Dòng khởi động thực tế bảo vệ so lệch là:
1, 3299
1 4.94 800 at F kdR sd I k I
I k A
n 800 4000 kdR kdsl i sd I
I n A
k
(26)26
Độ nhạy bảo vệ:
Vậy độ nhạy bảo vệ đạt yêu cầu
(3)
.min 0,87 0,87 23093 5,022 1,5
(27)III BẢO VỆ NGẮN MẠCH GIỮA CÁC VÒNG DÂY TRONG CÙNG MỘT PHA
(28)III BẢO VỆ NGẮN MẠCH GIỮA CÁC VÒNG DÂY TRONG CÙNG MỘT PHA
Khi ngắn mạch số vòng dây, sức điện động ngắn mạch EN sinh dòng điện ngắn mạch IN
rất lớn, chạy qua vòng dây hư hỏng
(29)III BẢO VỆ NGẮN MẠCH GIỮA CÁC VỊNG DÂY TRONG CÙNG MỘT PHA
Vì có chêch lệch sức điện động (E1–E2) nên sinh dòng điện cân
Icb=(E1-E2)/(X1–X2)
Với E, X sức điện động điện kháng
(30)III BẢO VỆ NGẮN MẠCH GIỮA CÁC VÒNG DÂY TRONG CÙNG MỘT PHA
Dòng cân Icb tùy thuộc vào số vòng dây bị ngắn mạch bảo vệ có khu chết
Thường chọn tỷ số biến dòng KI=0,25.IđmMF/5, dòng khởi động lớn dịng khơng cân cực đại ngắn mạch ngồi đầu cực máy phát, chọn (20~40)%.IđmMF
(31)III BẢO VỆ NGẮN MẠCH GIỮA CÁC VÒNG DÂY TRONG CÙNG MỘT PHA
(32)IV BẢO VỆ DÂY QUẤN STATOR CHẠM ĐẤT MỘT ĐIỂM
1.Nguyên tắc thực bảo vệ
2.Sơ đồ nguyên lý bảo vệ chạm đất 3.Chọn dòng điện khởi động
(33)1. NGUYÊN TẮC THỰC HIỆN BẢO VỆ
Ở dây quấn stator, trung tính khơng nối đất trực tiếp, mà nối đất qua tổng trở, kinh nghiệm vận hành cho: dòng chạm đất IG<5A không gây nguy hiểm, ta cần báo hiệu Nếu IG>5A bảo vệ
(34)1. NGUYÊN TẮC THỰC HIỆN BẢO VỆ
Veà nguyên tắc dùng bảo vệ so lệch,
nhưng thường không đủ độ nhạy, nên dùng bảo vệ thứ_tự_khơng Có cách:
Dùng biến dịng mắc theo sơ đồ lọc dịng điện thứ_tự_khơng Vì dịng không cân Ikcb lớn nên bảo vệ tác động IG khoảng
(15~20)A
(35)1. NGUYÊN TẮC THỰC HIỆN BẢO VỆ
Dùng biến dòng mắc theo sơ đồ lọc dịng điện thứ_tự_khơng Vì dịng khơng cân Ikcb
khá lớn nên bảo vệ tác động IG khoảng
(15~20)A
(36)1. NGUYÊN TẮC THỰC HIỆN BẢO VỆ
Khi dây quấn stator chạm đất, dịng
thứ_tự_khơng lưới qua biến dịng
thứ_tự_không cảm ứng qua thứ cấp sinh dòng vào rơ le IR, dòng qua rơ le lớn
dịng khởi động bảo vệ tác động Dịng thứ_tự_khơng tỷ lệ với số vịng dây bị chạm đất, chạm đất gần trung tính máy phát IR<Ikđ, bảo vệ có khu chết
(37)1. NGUYÊN TẮC THỰC HIỆN BẢO VỆ
Khi chạm đất ngồi, có dịng thứ_tự_khơng điện dung dây quấn máy phát qua biến dịng thứ_tự_khơng
(38)2. BIẾN DỊNG THỨ_TỰ_KHƠNG.
38
Nếu mạch từ biến dịng thứ_tự_khơng có đặt thêm cuộn kích từ dịng xoay chiều sức điện động thứ cấp dòng chạm đất sinh tăng từ 15~20 lần, dòng điện qua rơ le tăng làm độ nhạy tăng
A B C
Đến rơ le
(39)3. SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ CỦA BẢO VỆ CHẠM ĐẤT..
Máy phát đặt bảo vệ chạm đất dây quấn stator dòng chạm đất IG>5A + Rơ le 51MP dùng bảo vệ chạm đất, để bảo vệ không tác động nhầm dịng q độ có chạm
(40)3. SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ CỦA BẢO VỆ CHẠM ĐẤT..
40
+ Rơ le 51MP chỉnh thời gian (1~2)s
(41)3. SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ CỦA BẢO VỆ CHẠM ĐẤT..
41
+ Khi ngắn mạch pha nối đất, đóù có điểm khu vực bảo vệ, dịng điện ngắn
(42)3. SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ CỦA BẢO VỆ CHẠM ĐẤT..
42
.NOT 51Ng
.AND 51MP
50MP OR 52 TDT 741
742
(43)(44)Bảo vệ máy phát chống ngắn mạch
ngoài dùng để cắt máy phát có hư
hỏng góp máy phát, phần tử nối trực tiếp với góp
(đường dây, máy biến áp, )
(45)Ngày nay, người ta dùng sơ đồ bảo vệ
quá dòng với khởi động điện áp để phân biệt dòng tải hay dòng
(46)Khi máy phát kích từ điện áp góp giảm cịn 70% điện áp làm việc định mức Trong điều kiện muốn để máy phát tiếp tục làm vjệc chọn:
Ukđ = (0,50,6)Ulvđm
Độ nhạy bảo vệ:
KnhI = INmin / Ikđ
KnhU = Ukđ / UNmax
(47)Nếu có dùng khởi động áp,
dịng khởi động bảo vệ là:
Ikđ = IđmMFKat/KV (Kat = 1,11,2)
Ukd = Ulvmin KatKV
(48)Thường q tải có tính đối xứng nên bảo
vệ tải dùng rơle dòng điện đặt pha dùng chung biến dòng với bảo vệ q dịng chống ngắn mạch ngồi
Dịng khởi động: Ikđ = IđmMFKat/KV Để nâng cao độ nhạy ta chọn Kat =
1,05; KV = 0,85 Ikđ = 1,22IđmMF
Thời gian làm việc chọn t = 9s
(49)(50)(51)