3/ Nguyên lý của bảo vệ so lệch máy biến áp
3.3/Đánh giá các giá trị đo đ− ợc
Sau khi các dịng điện đ−ợc làm phù hợp cĩ tính đến tỷ số bién dịng, nhĩm véc tơ và dịng thứ tự khơng, các đại l−ợng cần thiết cho bảo vệ so lệch đ−ợc tính tốn từ IA, IB, IC cho từng cuộn dây.
Để đơn giản ta dùng các chỉ số để phân biệt
1: Cho cuộn sơ cấp (cĩ điện áp cao) của máy biến áp. 2: Cho cuơn thứ cấp (cĩ điện áp thấp hơn).
3: Cho cuơn dây thứ ba nếu là máy biến áp ba cuộn dây.
Trong các hệ thống bảo vệ so lệch cho đối t−ợng hai phía, một đại l−ợng hãm th−ờng lấy từ dịng sai lệch I1−I2 hoặc từ tổng số học I1+I2 . Cả hai ph−ơng pháp đều nh− nhau ở một số dải thích hợp của đặc tính hãm.
Trong các hệ thống bảo vệ so lệch cho các đối t−ợng đ−ợc bảo vệ ba phía nh− máy biến áp ba cuộn dây, việc hãm chỉ cĩ thể đ−ợc thực hiện với tổng số học I1+I2+I3 . Ph−ơng pháp này đ−ợc sử dụng trong rơle 7UT51* cho tất cả các đối t−ợng đ−ợc bảo vệ. Nĩ địi hỏi tạo ra tổng véc tơ và tổng số học cho các dịng điện cho từng cuộn dây.
Ta cĩ dịng điện so lệch: 2
1 íl I I
I = + cho máy biến áp hai cuộn dây. 3
2 1
íl I I I
I = + + cho máy biến áp ba cuộn dây. Cịn dịng điện hãm:
2 1
h I I
I = + cho máy biến áp hai cuộn dây. 3
2 1
h I I I
I = + + cho máy biến áp ba cuộn dây.
Vậy tại sao ng−ời ta phải sử dụng dịng điện hãm trong bảo vệ so lệch? vì trên thực tế, do sai số của máy biến dịng đặc biệt do hiện t−ợng bão hịa của mạch từ, nên trong chế độ làm việc bình th−ờng và khi cĩ ngắn mạch ngồi, các dịng điện phía thứ cấp của hai tổ biến dịng CT1 và CT2 sẽ khác nhau và khi đĩ:
kcb 2 1 i i i
ΔI = − = (3-5)
Dịng khơng cân bằng ikcb trong một số tr−ờng hợp cĩ thể co trị số rất lớn, đặc biệt khi ngắn mạch ngồi, dịng sự cố qua các biến dịng cĩ thể làm cho chúng bị bão hịa. Để ngăn ngừa bảo vệ so lệch cĩ thể làm việc khơng chọn lọc d−ới ảnh h−ởng của dịng ikcb ng−ời ta th−ờng sử dụng nguyên lý hãm bảo vệ
bằng dịng điện pha hoặc sử dụng các hài bậc cao (bậc 2, bậc 5) xuất hiện trong quá trình quá độ và khi mạch từ bị bão hịa.
Một số tr−ờng hợp sự cố cĩ thể xảy ra:
• Trong vận hành bình th−ờng hoặc khi cĩ ngắn mạch ngồi:
Hình 3-6: Sơ đồ bảo vệ so lệch MBA
Dịng I2 đảo chiều vì vậy nĩ đổi dấu.
I2 = -I1 suy ra I2 = I1 (3-6)
Do vậy: Iíl = I1+I2 =0 (3-7)
Ih = I1 + I2 =2I1 (3-8)
Bảo vệ sẽ tác động khi: Isl > Ih cịn dịng điện hãm Ih tỷ lệ với 2 lần dịng chảy qua nĩ. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
• Khi ngắn mạch xảy ra trong vùng bảo vệ, mỗi phía đ−ợc cấp bởi các nguồn dịng nh− nhau từ hai phía, trong tr−ờng hợp này:
1 2 1 íl I I 2I I = + = (3-9) 1 1 h I I2 2I I = + = (3-10)
Các thành phần dịng so lệch và dịng hãm bằng nhau và tỷ lệ với hai lần dịng sự cố.
• Khi sự cố bên trong, chỉ cấp dịng từ một phía:
Trong tr−ờng hợp này: I2 = 0 (3-11)
Khi đĩ: Iíl = I1+I2 =I1 (3-12)
Ih = I1 + I2 =I1 (3-13)
Các thành phần dịng so lệch và dịng hãm bằng nhau và tỷ lệ với dịng sự cố.
Từ các kết quả trên cho thấy rằng với dịng sự cố bên trong thì dịng điện so lệch và dịng điện hãm bằng nhau (Isl = Ih). Vì vậy đặc tính sự cố bên trong là một đ−ờng thẳng với độ rốc bằng 1.
Hình 3 - 7: Đặc tính làm việc của bảo vệ so lệch
Đặc tính sự cố và đặc tính tác động của rơle đ−ợc vẽ trên hình 3 - 7.
Nhánh a: biểu thị giá trị dịng điện khởi động của bảo vệ, với mỗi máy biến áp coi nh− là hằng số. Dịng điện này phụ thuộc vào dịng từ hĩa MBA và sai số khơng đổi của biến dịng.
Nhánh b: Đoạn đặc tính cĩ kể đến sai số biến đổi của máy biến dịng, các sai số của bản thân rơle do sự điều chỉnh điện áp d−ới tải của MBA tạo nên, sai số của các BI đầu vào rơle.
Nhánh c: Đoạn đặc tính cĩ tính đến chức năng khĩa bảo vệ khi xuất hiện hiện t−ợng bão hào khơng giống nhau ở các máy biến dịng.
Nhánh d: Là giá trị dịng điện khởi động ng−ỡng cao của bảo vệ so lệch. Khi dịng điện so lệch Isl v−ợt quá giá trị ng−ỡng cao này, lệnh cắt đ−ợc triển khai mà khơng phụ thuộc vào dịng điện hãm Ih. Các dịng điện Isl, Ih đ−ợc biểu diễn trên trục tọa độ theo hệ t−ơng đối định mức. Nếu tọa độ đ−ợc tính rơi vào vùng tác động thì rơle sẽ cho tín hiệu cắt, ng−ợc lại sẽ khơng cho tín hiệu cắt nếu tọa độ đ−ợc tính rơi vào vùng khĩa trên đồ thị đặc tính.
Hãm các thành phần sĩng hài bậc cao.
Giá trị của dịng điện so lệch khơng chỉ do ngắn mạch ngồi mà cịn do một số nguyên nhân nh−:
- Do dịng điện xung kích từ hĩa khi đĩng máy biến áp khơng tải gây ra. - Do hiện t−ợng quá kích thích máy biến áp.