SVTH: Đới Thành Chung Trang 47 - Bảo vệ quá dòng máy phát ( 51): Máy biến áp lớn với công suất(1000-
1600)KVA hai dây quấn, điện áp đến 35KV, có trang bị máycắt, bảo vệ quá dòng điện được dùng làm bảo vệ chính, MBA có công suất lớn hơn bảo vệ quá dòng được dùng làm bảo vệdựtrữ. Đểnâng cao độ nhạy cho bảo vệ người ta dùng bảo vệ quá dòng có kiểm tra áp (BVQIKU). Đôi khi bảo vệ cắt nhanh có thể được thêm vào và tạo thành bảo vệ quá dòng có hai cấp .Với MBA 2 cuộn dây dùng một bộ bảo vệ đặt phía nguồn cung cấp.Với MBA nhiều cuộn dây thường mỗi phía đặt một bộ.
Hình 20: Sơ đồ bảo vệ quá dòng cắt nhanh và có thời gian
- Bảo vệ quá dòng chạm đất Stato (50/51N): Sơ đồ hình trên được dùng để bảo vệ cuộn dây stator máy phát khi xảy ra chạm đất. Bảo vệ làm việc theo dòng thứ tự không qua biến dòng thứ tự không 7BI0 có kích từ phụ từ nguồn xoay chiều lấy từ 2BU. Trong đó:
+ 3RI: rơle chống chạm đất 2 pha tại hai điểm khi dùng bảo vệ so lệch dọc đặt ở 2 pha (sơ đồ sao khuyết).
+ 4RI: rơle chống chạm đất 1 pha cuộn dây stator.
+ 5RG: khoá bảo vệ khi ngắn mạch ngoài.
+ 6RT: tạo thời gian làm việc cần thiết để bảo vệ không tác động đối với những giá trị quá độ của dòng điện dung đi qua máy phát khi chạm đất 1 pha trong mạng điện áp máy phát.
SVTH: Đới Thành Chung Trang 48
Hình 21: Sơ đồ bảo vệ chống chạm đất 1 điểm cuộn stator máy phát điện
- Bảo vệ dòng thứ tự nghịch (46): Bảo vệ quá dòng chỉ bố trí ở một pha để chống ngắn mạch ba pha và độ nhạy được kiểm tra theo dòng ngắn mạch ba pha thứ cấp.
Hình 22: Sơ đồ bảo vệ dòng thứ tự nghịch
SVTH: Đới Thành Chung Trang 49
Hình 23: Sơ đồ bảo vệ so lệch dọc cuộn stator máy phát điện. sơ đồ tính toán (a) và theo mã số (b)
+ Rf: dùng để hạn chế dòng điện không cân bằng (IKCB), nhằm nâng cao độ nhạy của bảo vệ.
+ 1RI, 2RI, 4Rth: phát hiện sự cố và đưa tín hiệu đi cắt máy cắt đầu cực máy phát không thời gian (thực tế thường t ≈ 0,1 sec).
+ 3RI, 5RT: báo tín hiệu khi xảy ra đứt mạch thứ sau một thời gian cần thiết (thông qua 5RT) để tránh hiện tượng báo nhầm khi ngắn mạch ngoài mà tưởng đứt mạch thứ. Vùng tác động của bảo vệ là vùng giới hạn giữa các BI nối vào mạch so lệch. Cụ thể ở đây là các cuộn dây stator của MFĐ, đoạn thanh dẫn từ đầu cực MFĐ đến máy cắt.
- Bảo vệ quá áp (59): Điện áp ở đầu cực máy phát có thểtăng cao quá mức cho phép khi có trục trặc trong hệt hống tự động điều chỉnh kích từ hoặc khi máy phát bị mất tải đột ngột. Ở các máy phát nhiệt điện (tuabin hơi hoặc tuabin khí) các bộ điều tốc làm việc với tốc độ cao, có quán tính bé hơn nên có thể khống chế mức vượt tốc thấp hơn, ngoài ra các tubin khi hoặc hơi còn được trang bị các van STOP đóng nguồn năng lượng đưa vào tubin trong vòng vài msec khi mức vượt tốc cao hơn mức chỉnh định.
SVTH: Đới Thành Chung Trang 50
Hình 24: Bảo vệ chống quá điện áp hai cấp đặt ở máy phát điện
- Bảo vệ chạm đất Roto (64R): Nguyên lý làm việc của sơ đồ như sau.
+ Bình thường, phía thứ cấp của biến áp trung gian 34RG hở mạch do đó không có dòng qua rơle 35RI, bảo vệ không tác động.
+ Khi xảy ra chạm đất một điểm mạch kích từ, thứ cấp của biến áp trung gian khép mạch, có dòng chạy qua rơle 35RI làm cho bảo vệ tác động đi báo tín hiệu.
Hình 25: Sơ đồ bảo vệ chống chạm đất 1 điểm cuộn rotor dùng nguồn điện phụ DC
- Bảo vệ quá dòng cực đại (51): Bảo vệ quá dòng có thể làm việc theo đặc tính thời gian độc lập (đường 1) hoặc phụ thuộc (đường 2) hoặc hỗn hợp (đường 3;4). Thời gian làm việc của bảo vệ có đặc tính thời gian độc lập không phụ thuộc vào trị
SVTH: Đới Thành Chung Trang 51 số dòng ngắn mạch hay vị trí ngắn mạch, còn đối với bảo vệ có đặc tính thời gian phụ thuộc thì thời gian tác động tỉ lệ nghịch với dòng điện chạy qua bảo vệ, dòng ngắn mạch càng lớn thì thời gian tác động càng bé.
Hình 26: Đặc tính thời gian của bảo vệ quá dòng độc lập (1), phụ thuộc (2) và hỗn hợp (3, 4)
- Bảo vệ rơle hơi (96):
+ Rơle hoạt động dựa vào sự bốc hơi của dầu máy biến áp khi bị sự cố và mức
độ hạ thấp dầu quá mức cho phép.
+ Rơle khí được đặt trên đoạn ống nối từ thùng dầu đến bình dãn dầu của MBA. Rơle có hai cấp tác động gồm có hai phao bằng kim loại mang bầu thuỷ tinh
có tiếp điểm thuỷ ngân hay tiếp điểm từ. Ở chế độ làm việc bình thường trong bình
đầy dầu, các phao nổi lơ lửng trong dầu, tiếp điểm rơle ở trạng thái hở. Khi khí bốc
ra yếu (ví dụ vì dầu nóng do quá tải), khí tập trung lên phía trên của bình rơle đẩy
phao số 1 xuống, rơle gởi tín hiệu cấp 1 cảnh báo. Nếu khí bốc ra mạnh (chẳng hạn
SVTH: Đới Thành Chung Trang 52 thùng dầu lên bình dãn dầu đẩy phao số 2 xuống gởi tín hiệu đi cắt máy cắt của MBA.
Hình 27: Nguyên lý cấu tạo và vị trí bố trí trên MBA của rơle hơi
- Bảo vệ mất kích từ máy phát (40): Trong quá trình vận hành máy phát điện có thể xảy ra mất kích từ do hư hỏng trong mạch kích thích (do ngắn mạch hoặc hở mạch), hư hỏng trong hệ thống tự động điều chỉnh điện áp, thao tác sai của nhân viên vận hành... Khi máy phát bị mất kích từ thường dẫn đến mất đồng bộ ở stato và roto. Nếu hở mạch kích thích có thể gây quá điện áp trên cuộn roto.
Hình 28: Sơ đồ bảo vệ chống mất kích từ máy phát điện dùng rơle điện kháng cực tiểu a) sơ đồ nguyên lý; b) đồ thị véctơ; c) dạng sóng của các đại lượng