BẢO VỆ MÁY BIẾN ÁP

(1)

CHÖÔNG 7

BẢO VỆ MÁY BIẾN ÁP

1

(2)

I. CÁC DẠNG HƯ HỎNG VÀ TÌNH TRẠNG LÀM VIỆC KHÔNG BÌNH THƯỜNG CỦA MÁY BI N Ế ÁP.

1. Các d ng h ng h ngạ ư ỏ

2. Các lo i b o v thạ ả ệ ường dùng cho máy bi n ápế

2

(3)

1. CÁC DẠNG HƯ HỎNG.

 S c bên ngồi:ự ố g m cĩ s c hay các hi n ồ ự ố ệ tượng nguy hi m x y ra bên ngồi máy bi n ể ả ế áp nh quá t i, quá đi n áp, t n s th p và ư ả ệ ầ ố ấ ng n m ch ngồi, …ắ ạ

3

(4)

 S c bên trong:ự ố g m các s c x y ra bên ồ ự ố ả

trong vùng b o v c a máy bi n áp (bên trong ả ệ ủ ế v trí đ t các BI). S c bên trong máy bi n ị ặ ự ố ế

áp được chia làm hai nhĩm: s c gián ti p và ự ố ế s c tr c ti p. ự ố ự ế

4

(5)

 S c gián ti p:ự ố ế di n ra t t nh ng s ễ ừ ừ ư ẽ

tr thành s c tr c ti p n u khơng phát ở ự ố ự ế ế hi n và x lý k p th i. B o v s c gián ệ ử ị ờ ả ệ ự ố ti p khơng địi h i tác đ ng nhanh c t máy ế ỏ ộ ắ bi n áp, nh ng ph i đế ư ả ược phát hi n và báo ệ đ ng cho ngộ ườ ậi v n hành đ x lý.ể ử

5

(6)

 S c tr c ti pự ố ự ế : là ng n m ch bên trong ắ ạ

các cu n dây, h h ng cách đi n, làm thay ộ ư ỏ ệ đ i đ t ng t các thơng s đi n. ổ ộ ộ ố ệ

6

(7)

2. CÁC LOẠI BẢO VỆ THƯỜNG DÙNG CHO MÁY BIẾN ÁP:

7

Loại hư hỏng Loại bảo vệ

Ngắn mạch một pha hoặc - So lệch có hãm (bảo vệ chính) nhiều pha chạm đất - Khoảng cách (bảo vệ dự phòng)

- Quá dòng có thời gian (chính hoặc dự phòng tùy theo công suất)

- Quá dòng thứ tự không Chạm chập các vòng dây, - Rơle khí (BUCHHOLZ) thùng dầu thủng hoặc bị rò

dầu

Quá tải - Quá dòng điện - Hình ảnh nhiệt

Quá bão hòa mạch từ - Chống quá bão hòa

(8)

II. BẢO VỆ SO LỆCH.

1. Đặc điểm khi thực hiện bảo vệ so lệch máy biến áp

 Theo điều kiện chọn lọc cần phải cân bằng các dòng thứ cấp ở biến dòng, ta phải chọn tỷ số biến dòng KI

như sau: KI(sơ)=Iđm(sơ)/5, KI(thứ)=Iđm(thứ)/5.

8

(9)

 Để bù lại góc lệch pha cho các dòng thứ cấp của biến dòng, phải chọn cách nối dây các biến dòng thích hợp với tổ nối dây của MBA; các cuộn thứ cấp của biến dòng (đặt ở phía máy biến áp nối Y) phải nối ; các cuộn thứ cấp của biến dòng (đặt ở phía máy

biến áp nối  ) phải nối Y. ⁹

87

Hình 3.

(10)

 Máy biến áp nối Y/-11 thì dòng I_ vượt trước dòng I_Y một góc 30^o. Biến dòng nối  sẽ làm tăng dòng điện lần, vậy tỷ số biến dòng K_I phải giảm lần. Ta có K_I()=I_đm(Y)/ 5 và

K_I(Y)=I_{đm ()}/5.

 Cả hai tổ biến dòng chỉ cần nối đất an toàn

chung một điểm. ¹⁰

3

(11)

2. DÒNG KHÔNG CÂN BẰNG TRONG BẢO VỆ SO LỆCH MÁY BIẾN ÁP

 Do đặc tính từ: cấu tạo biến dòng ở phía cao thế và

biến dòng ở phía hạ thế rất khác nhau, làm I_kcb tăng rất nhiều.

 Do dòng từ hóa của máy biến áp.

 Do điều chỉnh điện áp của máy biến áp (đổi nấc).

 Do phải chọn biến dòng theo yêu cầu cấp tiêu chuẩn, như vậy tỷ số biến dòng K_I thực tế không theo đúng

tính toán. ¹¹

(12)

3. CHỌN DÒNG KHỞI ĐỘNG

Nếu không có biến dòng bão hòa trung gian:

dòng khởi động được chọn phải thỏa 2 yêu cầu:

Khi đóng máy biến áp không tải, có dòng từ hóa nhảy vọt, bảo vệ không tác động

I_kđ=K_at.I_kcbnv. Vì dòng từ hóa nhảy vọt tắt rất nhanh ta chọn I_kđ=(3,5~4,5) I_đmT.

12

(13)

Khi ngắn mạch ngoài bảo vệ không tác động I_kđ=K_at.I_kcbttmax.

Với:

 I_kcbttmax=[(K_đn.K_kck.0,1)+_NT+_fch].I_Nngmax

 K_đn=1 là hệ số đồng nhất.

 K_kck=(1,5~2) là hệ số không chu kỳ.

 0,1 là sai số cho phép của biến dòng.

 _NT=0,05~0,15 là hệ số kể đến ảnh hưởng điều chỉnh điện áp của máy biến áp.

 _fch : Chọn tùy ý (0,05 chẳng hạn) sau đó kiểm tra lại. Là sai số tương đối do chênh lệch dòng điện trong các nhánh. ₁₃

(14)

Nếu có biến dòng bão hòa trung gian: I_kđ được chọn theo 2 điều kiện sau:

Khi đóng máy biến áp không tải, bảo vệ không tác động: I_kđ = K_at.I_đmT = 1,3 I_đmT.

Khi ngắn mạch ngoài bảo vệ không tác động:

I_kđ = K_at. I_kcbttmax = K_at [ K_đn. K_kck. 0,1 + _NT + _fch]

I_Nngmax. ¹⁴

(15)

Với:

 K_đn=1: hệ số đồng nhất.

 K_kck=1: hệ số không chu kỳ.

 _NT=(0,05~0,15) là hệ số kể đến ảnh hưởng điều chỉnh điện áp của máy biến áp.

 I_Nngmax là dòng ngắn mạch ngoài qua bảo vệ cực đại trong tình trạng vận hành cực đại của hệ thống.

 _fch : Chọn tùy ý (0,05 chẳng hạn) sau đó kiểm tra lại. Là sai số tương đối do chênh lệch dòng điện trong các nhánh. ¹⁵

(16)

3. SƠ ĐỒ BẢO VỆ SO LỆCH

16

A B C

a b c

Hình : 4.

87

(17)

III. BẢO VỆ QUÁ DÒNG

1. Nguyên tắc chung

 I_kđ=I_lvmax.K_at.K_mm/K_v;với K_at=1,1~ 1,25.

 Độ nhạy của bảo vệ khi ngắn mạch ở cuối khu bảo vệ phải thỏa: Knh=INmin/Ikđ1,5.

 Thời gian làm việc của bảo vệ cũng chọn theo nguyên tắc bậc thang.

17

(18)

2. Bảo vệ máy biến áp hai dây quấn

18 51

52₂ 52₁

51 52₁

52₂ 74

Hình : 7.

(19)

2. Bảo vệ quá dòng k t h p v i kém áp cho máy biến áp hai dây quấn ế ợ ớ

19

52₁ 52₂ 74

27 27 52₁

52₂

27

51 .AND.

51

Hình : 8.

(20)

3. BẢO VỆ MÁY BIẾN ÁP 3 DÂY QUẤN

20

 Bảo vệ máy biến áp 3 dây quấn chống ngắn mạch ngoài phải bảo đảm cắt chọn lọc (ví dụ khi ngắn mạch trên thanh góp (III), cắt

máy ngắt 52₃ nhưng dây quấn (I) và (II) vẫn tiếp tục làm việc), nếu máy biến áp chỉ có nguồn cung cấp từ một phía, đặt 3 bộ bảo vệ quá dòng riêng trên 3 phía: bảo vệ (I) ở phía nguồn cung cấp dùng bảo vệ ngắn mạch trong máy biến áp và làm dự bị cho bảo vệ (II) và bảo vệ (III).

I

II

III 52₁

52₂

52₃

Hình : 9.

I

II

III 52₁

52₂

52₃

Hình : 10.

(21)

3. BẢO VỆ MÁY BIẾN ÁP 3 DÂY QUẤN

21

Thời gian làm việc với t₁=t₂+t và t₁=t₃+t;

t₂=t_2Dmax+t và t₃=t_3Dmax+t (với t_Dmax là thời gian lâu nhất của bảo vệ phần tử nối với thanh góp máy biến áp).

I

III

II 52₁

52₂

52₃

Hình :11.

50₁

50₂

32 50₃

50₁ 02₁

.AND.

52₁ 74₁

32 02₂

.OR.

74₂ 50₂

02_2’

74₂₁

52₂

50₃ 02₃ 52₃ 74₃

(22)

4. BẢO VỆ QUÁ DÒNG THỨ TỰ KHÔNG

22

 Những máy biến áp tăng áp nối Y/, rơ le điện áp nối vào điện áp dây thường không đạt yêu cầu độ nhạy khi ngắn mạch 1 pha, nếu

trung tính máy biến áp nối đất, ta dùng thêm bảo vệ thứ tự 0. Dòng khởi động I_kđ=(0,2~0,6)I_đm.

52₁ 52₁

52₂ 52₂

Đến rơ le

51 74

52₁ 52₂

Hình :12.

(23)

5. BẢO VỆ QUÁ TẢI

23

 Dòng khởi động I_kđ=I_đmT.K_at/K_v với K_at=1,05.

I

II 52₁

52₂

52₃

51₃ 51₁

51₂

51₁ 74₁ 51₂ 74₂ 51₃ 74₃ III

Hình : 13.

(24)

6. BẢO VỆ QUÁ DÒNG CẮT NHANH

24

 Dòng khởi động của bảo vệ cắt nhanh chọn theo dòng ngắn mạch ở phía phụ tải Ikđ=Kat.IN2max với K_at=1,25~1,5 (nếu rơ le cảm ứng chọn 1,5)

 Ngoài ra dòng khởi động phải chọn lớn hơn dòng đóng máy biến áp không tải. Như vậy: Ikđ=(3~5)IđmT.

I

II 52₁

52₂

50 50 52₁

52₂

Hình : 14.

(25)

7. BẢO VỆ HƠI

25 I

II 52₁

52₂

96_B 74₂ 52₁

Hình : 15.

96_A 74₁