Chương 2: Bảo vệ máy biến áp động lực
2/ Các ph−ơng án bảo vệ máy biến áp
2.1/ Bảo vệ ngắn mạch
2.1.5/ Bảo vệ chống chạm đất
Sơ đồ bảo vệ chóng chạm đất đơn giản nhất đặt ở máy biến áp có trung
điểm nối đất trình bày trên hình 2-10,a. Sơ đồ dùng một máy biến dòng đặt trên dây trung tính của máy biến áp và một rơle quá dòng với dòng điện khởi động:
Ik® = (0.2 ÷ 0.4) I®m (2-20)
Trong đó: Iđm là dòng định mức máy biến áp.
Thời gian làm việc chọn theo nguyên tắc bậc thang phối hợp với thời gian của bảo vệ chống chạm đất đặt ở các phần tử lân cận.
Hình 2 - 10: Bảo vệ chống chạm đất (a) và chạm vỏ (b) máy biến áp
Bảo vệ quá dòng với trị số khởi động chọn theo (2-20) đảm bảo loại trừ
được tất cả các trường hợp chạm đất xảy ra trong cuôn dây nối hình sao của máy biến áp và vùng lân cận của l−ới điện nối với cuộn dây này.
Sơ đồ (hình 2 - 10,a) cũng có thể đ−ợc sử dụng để bảo vệ chống chạm vỏ (thùng) máy biến áp. Trong tr−ờng hợp này thùng máy biến áp đ−ợc cách điện với đất và máy biến dòng đ−ợc đặt trên dây nối giữa thùng với đất (hình 2 - 10,b). Bình th−ờng khi không có chạm vỏ (thùng) dòng điện đi qua biến dòng bằng không nên có thể chỉnh định dòng khởi động của bảo vệ với trị số khá bé và bảo vệ có độ nhạy cao.
Hình 2 - 11:Bảo vệ chống chạm đất có giới hạn dùng cho MBA 2 cuộn dây (a) và MBA tự ngẫu (b)
Với các máy biến áp có công suất lớn, đế bảo vệ chống chạm đất trong cuộn dây nối hình sao của máy biến áp, người ta dùng sơ đồ bảo vệ chống chạm
đất có giới hạn. Thực chất đây là loại bảo vệ so lệch dòng điện thứ tự không có miền bảo vệ đ−ợc giới hạn giữa máy biến dòng đặt ở dây trung tính của máy biến
áp và tổ máy biến dòng nối theo bộ lọc dòng điện thứ tự không đặt ở phía đầu ra của cuộn dây nối hình sao của máy biến áp (Hình 2 - 11,a). Rơle so lệch tổng trở cao đ−ợc mắc song song với điện trở R có trị số khá lớn.
Trong chế độ làm việc bình thường và ngắn mạch chạm đất ngoài vùng bảo vệ (điểm N1) ta có:
ΔI0 =3I0−I§ =0 (2-21)
Trong đó: I0 - dòng điện thứ tự không chạy trong cuộn dây MBA IĐ - dòng điện chạy qua cuộn dây trung tính MBA.
Nếu bỏ qua sai số của máy biến dòng, ta có dòng điện thứ cấp chạy qua
điện trở R bằng 0 và điện áp đặt trên rơle so lệch cũng bằng 0.
Khi ngắn mạch trong vùng bảo vệ (điểm N2) toàn bộ dòng chạm đất sẽ chạy qua điện trở R tạo nên điện áp đặt trên rơle so lệch rất lớn, rơle sẽ tác động.
Để bảo vệ chống chạm đất cho cả cuộn dây nối tam giác của máy biến áp, người ta có thể đặt thêm máy biến áp tạo trung điểm nối đất ở đầu ra cuộn tam giác và một bộ bảo vệ thứ 2 t−ơng tự.
Nguyên lý so lệch dòng điện thứ tự không cũng có thể đ−ợc sử dụng để bảo vệ chống chạm đất cho các máy biến áp tự ngẫu (hình 2 - 11,b)
2. 2/ Bảo vệ quá tải.
Quá tải làm tăng nhiệt độ của máy biến áp. Nếu mức quá tải cao và kéo dài, máy biến áp bị tăng nhiệt độ quá mức cho phép, tuổi thọ của máy biến áp bị suy giảm nhanh chóng. Để bảo vệ chống quá tải ở các máy biến áp có công suất bé có thể sử dụng loại bảo vệ chống quá dòng thông th−ờng tuy nhiên rơle quá
dòng không thể phản ánh được chế độ mang tải của máy biến áp trước khi xảy ra quá tải.
Vì vậy, với máy biến áp có công suất lớn ng−ời ta sử dụng nguyên lý hình
ảnh nhiệt để thực hiện bảo vệ chống quá tải. Bảo vệ này phản ánh mức độ tăng nhiệt ở những điểm kiểm tra khác nhau trong máy biến áp và tùy theo mức tăng nhiệt độ mà có nhiều cấp tác động khác nhau nh− cảnh báo, khởi động các mức làm mát bằng tốc độ tuần hoàn của không khí hoặc dầu , giảm tải máy biến áp vv…
Nếu các cấp tác động này không mang lại hiệu quả và nhiệt độ của máy biến áp vẫn v−ợt quá mức cho phép và kéo dài quá thời gian quy định thì máy biến áp bị cắt ra khỏi hệ thống.
Các ph−ơng pháp bảo vệ quá tải: