8. TÍNH TOÁN CHỈNH ĐỊNH VÀ KIỂM TRA SỰ LÀM VIỆC CỦA CÁC RƠLE BẢO VỆ
8.4.1. Bảo vệ chống quá tải (49)
Chức năng này sử dụng để bảo vệ các phần tử của hệ thống điện khỏi bị quá nhiệt khi dòng tải tăng cao. Chức năng này có thể áp dụng để bảo vệ cho bất cứ cuộn dây nào của máy biến áp (thường sử cho cuộn dây có công suất lớn nhất).
Nguyên lý hoạt động: có 3 phương pháp được sử dụng trong các rơle kỹ thuật số hiện nay.
a. Phương pháp hình ảnh nhiệt không tính tới ảnh hưởng của nhiệt độ môi trường bên
ngoài
Phương pháp này coi cả máy biến áp là một đối tượng đồng nhất, dòng điện chạy qua sẽ gây ra một nhiệt lượng tỷ lệ với bình phương dòng điện chạy qua đối tượng. Nhiệt lượng này sẽ chia ra hai phần: một phần tỏa nhiệt vào môi trường, một phần làm tăng nhiệt của bản thân đối tượng, tỷ lệ của hai phần nhiệt lượng này phụ thuộc vào phương thức làm mát, hình dáng, vật liệu...của đối tượng được bảo vệ. Ví dụ: với các máy biến áp nhỏ, làm mát tự nhiên thì phần nhiệt lượng tỏa ra môi trường sẽ chiếm phần nhỏ, còn lại sẽ gây phát nóng và ngược
Thùng dầu phụ Chỉ báo mức dầu Van ngắt Rơle hơi Hệ thống lọc ẩm của ống thở Hệ thống lọc ẩm của ống thở Chỉ báo nhiệt độ Sứ xuyên Biến dòng chân sứ Van giảm áp Hệ thống làm mát Quạt làm mát Tản nhiệt Bơm dầu Thùng dầu
73 lại với máy biến áp có hệ thống làm mát cưỡng bức. Khả năng tăng nhiệt nhanh hay chậm
của đối tượng được đặc trưng bởi hệ số gọi là hằng số quán tính nhiệt th(hằng số này có thể tính toán được – qui trình tính toán được thể hiện chi tiết trong hướng dẫn sử dụng rơle). Trình tự tính toán nhiệt độ sẽ là: đo được dòng điện chạy qua đối tượng tính được nhiệt lượng tỏa ra biết giá trị th tính được độ tăng nhiệt của đối tượng.
Dựa theo phương thức trên, rơle tính được độ tăng nhiệt của đối tượng so với nhiệt độ chuẩn. Nhiệt độ chuẩn ở đây được rơle coi là nhiệt độ lớn nhất cho phép ứng với tải cho phép liên tục lớn nhất của máy biến áp. Phương trình vi phân tính toán độ tăng nhiệt như sau: 2 1 1 1 th th Nobj d dt k I
Trong đó: θ - mức độ tăng nhiệt so với nhiệt độ chuẩn của đối tượng (bao nhiêu % của nhiệt độ cho phép cuối cùng)
k- hệ số thể hiện dòng điện lớn liên tục lớn nhất cho phép của đối tượng, nếu không có thông số thì có thể lấy k=1,1.
Độ tăng nhiệt của đối tượng tính theo phương trình trên sẽ là một hàm mũ. Chức năng này thường có hai cấp bảo vệ: cấp cảnh báo ứng với giá trị θcảnh báo và cấp thứ hai ứng với θtác động sẽ cắt tải của máy biến áp để tránh hư hỏng.
b. Phương pháp hình ảnh nhiệt có kể tới ảnh hưởng của nhiệt độ môi trường bên ngoài
Phương pháp này dựa trên nguyên lý của phương pháp hình ảnh nhiệt kể trên, điểm khác biệt ở đây là nhiệt độ môi trường xung quanh sẽ được đưa vào trong phương trình tính toán độ tăng nhiệt. Nhiệt độ môi trường xung quanh (thực ra là nhiệt độ của môi chất làm mát) sẽ được đo bởi các cảm biến, có thể đặt tới 12 điểm đo và thông qua bộ chuyển đổi (RTD) thành tín hiệu đưa vào rơle, người sử dụng sẽ lựa chọn nhiệt độ của một trong các điểm này đưa vào tính toán.
c. Phương pháp dựa theo nhiệt độ điểm nóng và có tính toán tốc độ già hóa cách điện
Phương pháp này dựa vào thông tin do các cảm biến nhiệt độ đặt ở đối tượng được bảo vệ đưa về. Rơle sẽ dựa vào phương thức làm mát của máy biến áp, nhiệt độ cao nhất của môi chất làm mát (dầu máy biến áp), dòng điện chạy qua cuộn dây để tính toán nhiệt độ cuộn dây (nhiệt độ theo độ C), phương thức bảo vệ này cũng có hai ngưỡng nhiệt độ: cảnh báo và tác động.
Ngoài ra còn có các bảo vệ khác có thể làm chức năng bảo vệ chống quá tải cho máy biến áp như: rơle hơi hoặc rơle nhiệt độ.
74