4.1/ Nguyên lý của bảo vệ.
Bảo vệ so lệch dịng điện thứ tự khơng dùng để bảo vệ chống sự cố chạm đất trong các máy biến áp lực, cuộn kháng shunt, máy điện quay mà cĩ điểm chung tính trực tiếp nối đất. Nĩ cũng cĩ thể sử dụng để bảo vệ cho máy biến áp cĩ chung tính cách điện với đất hoặc máy biến áp cĩ cuộn dây nối tam giác, khi đĩ phải sử dụng các trung tính nhân tạo.
Điều kiện tr−ớc hết là cĩ một biến dịng đặt trên dây trung tính nối đất. Biến dịng trung tính và biến dịng 3 pha xác định chính xác các giới hạn của vùng đ−ợc bảo vệ.
Hình 3 - 11: Bảo vệ so lệch dịng thứ tự khơng MBA cĩ nối đất trực tiếp Hình 3 - 10: Ví dụ cho MBA 1 pha
Hình 3 - 12: Bảo vệ so lệch dịng thứ tự khơng MBA cĩ cuộn dây nối tam giác với điểm trung tính giả
Trong điều kiện vận hành bình th−ờng khơng cĩ dịng điện đi qua trung tính và điểm đấu sao của các máy biến dịng ở các pha.
Tức: IA + IB + Ic = 0 (3-18)
Và: IL1 + IL2 + IL3 = 0 (3-19)
Khi cĩ một sự cố chạm đất trong vùng bảo vệ, sẽ xuất hiện dịng thứ tự khơng ở trung tính máy biến áp (Io1) và dịng thứ tự khơng ở các pha (Io2). Các dịng này bằng nhau về độ lớn và cùng chiều.
Khi đĩ: Isl0 = Io1 + Io2 khác 0 nên bảo vệ sẽ tác động.
Ng−ợc lại khi xảy ra chạm đất ngồi vùng bảo vệ, dịng điện qua dây trung tính máy biến áp (Io1) và dịng điện d− trên dây trung tính của các biến dịng pha (Io2) sẽ bằng nhau về độ lớn và ng−ợc pha với nhau nên:
ISlo =Io1 + Io2 = 0 nên bảo vệ khơng tác động.
Ngồi ra dịng khơng cân bằng cĩ thể tồn tại do bão hịa các máy biến dịng khơng giống nhau, bão hịa này cũng cĩ thể làm cho bảo vệ tác động nhầm.
Để khắc phục hiện t−ợng này bảo vệ chống sự cố chạm đất cĩ bộ phận khĩa bảo vệ với dịng thứ tự khơng khi chạm đất ngồi vùng bảo vệ.
4.2/ Đánh giá các đại l−ợng đo đ−ợc.
Chức năng khĩa bảo vệ bằng cách so sánh dịng điện đi qua trung tính nối đất với dịng điện thứ tự khơng tổng ở các pha.
Ta cĩ: 01 sl I I = (3-20) ) 02 01 02 01 h k .(I I I I I = − − + (3-21)
Trong đĩ: Isl0: Dịng điện đặt của bảo vệ.
Ih : Dịng điện hãm (hay dịng điện lấy mẫu) k: Hệ số, tr−ờng hợp chung giả thiết k = 1.
Bảo vệ sẽ tác động cho tín hiệu cắt máy biến áp khi Isl0 > Ih. D−ới đây xét một số tr−ờng hợp sự cố cĩ thể xảy ra:
• Sự cố chạm đất ngồi vùng bảo vệ.
Dịng điện thứ tự khơng (Io1) và dịng d− trên dây trung tính của các máy biến dịng pha (Io2) cùng độ lớn và ng−ợc chiều nhau.
Io1 = -Io2. (3-22) Do vậy: 01 sl I I = (3-23) 01 02 01 02 01 h (I I I I ) 2I I = − − + = (3-24)
Bảo vệ sẽ tác động khi Isl0 > Ih. Trong tr−ờng hợp này dịng Ih > 2Isl0 nên bảo vệ khơng tác động.
• Sự cố chạm đất trong vùng bảo vệ phía cuộn dây nối hình sao mà khơng cĩ nguồn ở phía cuộn dây nối hình sao đĩ. Khi đĩ:
Io2=Il1+Il2+Il3=0 (3-25) 01 slo I I = (3-26) Suy ra: 0 I I I I Ih = 01− 02 − 01+ 02 = ) (2-27)
Bảo vệ sẽ tác động cắt máy cắt máy biến áp vì Isl0 > Ih.
• Sự cố chạm đất trong vùng bảo vệ ở phía cuộn dây nối hình sao cĩ nguồn đi đến. Trong tr−ờng hợp này ta cĩ:
Io1=Io2 suy ra Isl = I01 (3-28) 01 02 01 02 01 h (I I I I ) 2I I = − − + =− (3-29)
Từ kết quả trên ta thấy khi sự cố chạm đất trong vùng bảo vệ dịng điện hãm (Ih < 0) vẫn thỏa mãn điều kiện Isl0 > Ih và bảo vệ sẽ tác động cắt máy cắt máy biến áp.
Tuy nhiên việc giả thuyết Io1 và Io2 trùng pha nhau trong tr−ờng hợp sự cố chạm đất trong vùng bảo vệ và ng−ợc pha nhau khi xảy ra sự cố chạm đất ở ngồi vùng bảo vệ, điều này chỉ cĩ đ−ợc khi máy biến dịng là lý t−ởng. Thực tế dịng điện Io1 và Io2 ở các phía lệch pha nhau. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Đặc tính hãm đ−ợc đặc tr−ng bằng hệ số k, hệ số này phụ thuộc vào gĩc lệch pha cho trong bảng d−ới đây.
Bảng 3-1
1300 1200 1100 1000 900
k 1 1.4 2 4
D−ới đây minh họa đ−ờng đặc tính làm việc của bảo vệ so lệch dịng thứ tự khơng hình 3 - 13.
Hình 3 - 13: Đặc tính làm việc của bảo vệ chống chạm đất phụ thuộc vào
gĩc lệch pha giữa I01 và I02. Đặc tính vẽ cho tr−ờng hợp I01=I02 ( =1800 khi ngắn mạch chạm đất ngồi vùng bảo vệ).
Đồ thị minh họa quan hệ của I01 và I02.
Hình 3 - 14: Đồ thị quan hệ giữa I01 và I02 và gĩc pha = (I01, I02)