thiết kế trạm biến áp cho phân xưởng, chương 6 ppt

Chng 6: Những h- hỏng th-ờng xảy
ra đối với MBA
a. H- hỏng bên trong MBA bao gồm:
+ Chạm chập giữa các vòng dây.
+ Chạm chập giữa các pha với nhau
.
+
Ngắn mạch giữa các cuộn dây
+ H- hỏng bộ phận chuyển đổi đầu phân áp.
+ Thùng dầu bị rò dỉ.
b. H- hỏng ở chế độ làm việc bình th-ờng của MBA.
+ Ngắn mạch nhiều pha trong hệ thống.
+ Ngắn mạch một pha trong hệ thống.
+ Quá tải
+ Quá bão hoà mạch từ.
Tuỳ theo từng loại máy biến áp, vị trí đặt của chúng, vai trò
của MBA trong hệ thống mà ng-ời ta đ-a ra ph-ơng thức để lựa
chọn hệ thống bảo vệ thích hợp cho từng loại MBA, gồm những
loại sau:
Loại h- hỏng của máy biến áp và loại bảo vệ
+ Ngắn mạch một pha hoạc nhiều
pha chạm đất
+ So lệch là loại bảo vệ chính.
+ Bảo vệ quá dòng.
+ Bảo vệ quá dòng TTK.
+ Khoảng cách bảo vệ dự phòng.
+ Chạm chập các các vòng dây,
thùng dầu thủng hoạc bị rò dỉ.
+ Bảo vệ rơle khí (Buchholz)
+ Quá tải.
+ Quá nhiệt độ.

+ Quá dòng điện.
+ Dùng hình ảnh nhiệt
3.2.2. Các chức năng bảo vệ đ-ợc sử dụng.
3.2.2.1. Nguyên lý bảo vệ bằng rơ le khí:
Dùng để phát hiện các h- hỏng bên trong thùng dầu máy biến
áp. Nh- dạng ngắn mạch giữa các vòng dây trong cùng một pha
hoặc ngắn mạch ở gần điểm trung tính hoặc thùng dầu máy biến áp
bị rò dỉ làm mức dầu giảm thấp. Bảo vệ làm việc dựa vào mức độ
bốc hơi và tốc độ chuyển động của dầu đẩy lên bình dầu phụ.
Hình 3. 2: Sơ đồ bảo vệ rơ le khí.
Để rơ le làm việc có độ nhậy cao khi lắp đặt máy biến áp cần
kê nghiêng máy biến áp một góc từ (3-5
0
) sao cho phía bình dầu
phụ cao hơn.
3.2.2.2. Nguyên lý bảo vệ so lệch dòng điện.
Bình dầu phụ
Thùng dầu
MBA
Rơle khí
Nguyên lý: Bảo vệ so lệch dựa trên nguyên tắc so sánh các
dòng điện và vì vậy cũng đ-ợc hiểu nh- hệ thống cân bằng dòng
điện. Chúng sử dụng nguyên tắc là dòng điện rời khỏi đối t-ợng
bảo vệ trong điều kiện bình th-ờng bằng dòng đi vào đối t-ợng bảo
vệ. Bất cứ sự sai lệch dòng nào cũng đ-ợc hiểu sự cố bên trong
vùng đ-ợc bảo vệ. Các cuộn dây thứ cấp của máy biến dòng BI
1
và
BI
2

có cùng tỷ số biến, đ-ợc nối để có đ-ợc các dòng điện nh- hình
vẽ (Hình 3.1)
Khi vận hành bình th-ờng hoặc ngắn mạch ngoài, dòng điện
bằng nhau.
I
1
I
2
nên ta có I
SL
= I
1
I
2
0 rơ le không tác động.
Khi sự cố bên trong vùng bảo vệ, dòng điện ở mỗi đầu không
bằng nhau
I
1
I
2
nên

ta có I
SL
= I
1
- I
2
0 khi I

SL
> I
Kđ
rơ le tác
động.

Sơ đồ 3.3: Sơ đồ bảo vệ so lệch:
Bảo vệ so lệch dòng điện có hãm: Trên thực tế do sai số của các
máy biến dòng hay hiện t-ợng bão hoà mạch từ và khi đóng máy
biến áp không tải dòng điện thứ cấp của các BI sẽ khác nhau và tạo
ra dòng điện không cân bằng.
I
SL
= I
1
- I
2
= I
Kcb
Dòng điện không cân bằng trong một số tr-ờng hợp có thể có giá
trị rất lớn dẫn đến rơ le bảo vệ so lệch tác động nhầm. Để khắc
phục nh-ợc điểm trên ng-ời ta sử dụng nguyên lý hãm sóng hài
bậc cao (khoá không cho bảo vệ tác động trong một khoảng thời
gian nhất định). Bảo vệ so lệch dòng điện có hãm sóng hài bậc cao
đ-ợc dùng làm bảo vệ chính cho máy biến áp, chống lại các dạng
ngắn mạch một pha hoạc nhiều pha, một pha chạm đất trong cuộn
dây máy biến áp. Bảo vệ đảm bảo làm việc ổn định với các dòng
không cân bằng suất hiện khi đóng máy biến áp không tải hoặc khi
ngắn mạch ngoài vùng bảo vệ so lệch. Bảo vệ luôn đảm bảo độ
nhậy với các dạng sự cố ngắn mạch trong vùng bảo vệ, có biện

Đối t-ợng
bảo vệ
I
2
I
S1
I
2
I
1
BI
1
BI
2
I
S2

I
N 1
N 2
pháp tránh tác động nhầm khi có dòng từ hoá tăng cao (khi đóng
máy biến áp không tải).
3.2.2.3. Nguyên lý bảo vệ quá dòng điện:
Bảo vệ quá dòng điện đặt ở phía 110 kV dự phòng cho bảo vệ
so lệch. Bảo vệ làm việc với hai cấp tác động, cấp tác động cắt
nhanh và cấp tác động có thời gian.
Bảo vệ quá dòng điện cắt nhanh: (I>>) có dòng khởi động chọn
theo điều kiện giá trị lớn nhất của dòng điện khi ngắn mạch ngoài
vùng của bảo vệ máy biến áp.
Dòng điện khởi động của bảo vệ đ-ợc chọn theo công thức.

I
kđ
=K
at
. I
N ng.max
Trong đó:
I
N ng.max
: Dòng điện ngắn mạch ngoài vùng của bảo vệ
lớn nhất.
K
at
= 1,2 ữ 1,3. Hệ số an toàn th-ờng lấy bằng
Bảo vệ quá dòng điện có thời gian: (I>) Tính chọn lọc của bảo
vệ qúa dòng điện có thời gian dùng bảo vệ cho máy biến áp đ-ợc
đảm bảo bằng cách. Phối hợp về thời gian với các bảo vệ quá dòng
điện có thời gian đặt ở hai phía trung áp và hạ áp của máy biến áp.
Bảo vệ quá dòng điện có thời gian đặt ở thanh cái trung và hạ áp có
thời gian làm việc phối hợp với bảo vệ ở các lộ đ-ờng dây xuất
tuyến từ thanh góp và có nhiệm vụ bảo vệ thanh góp và làm dự
phòng cho bảo vệ đ-ờng dây.
Có hai loại đặc tính thời gian làm việc của bảo vệ quá dòng
điện.
+ Đặc tính thời gian độc lập: Thời gian làm việc của bảo
vệ không phụ thuộc và trị số dòng điện chạy qua bảo vệ.
+ Đặc tính thời gian phụ thuộc: Thời gian làm việc của
bảo vệ càng nhỏ khi dòng điện chạy qua bảo vệ tăng.
Dòng điện khởi động của bảo vệ này đ-ợc chọn nh- sau:
K

at
. K
mm
I
kđ
=
K
tv
I
lv max
Trong đó :
I
lv max
: Dòng điện làm việc lớn nhất cho phép của phần
tử đ-ợc bảo vệ.
K
m
=11,5 là hệ số mở máy khi xét phụ tải là động cơ.
K
at
= 1,11,2 là hệ số an toàn.
K
TV
= 0,951 là hệ số trở về của rơle.
3.2.2.4. Nguyên lý bảo vệ dòng điện thứ tự không máy biến áp.
Bảo vệ so lệch dòng điện thứ tự không máy biến áp (bảo vệ
chống chạm đất hạn chế) dựa trên nguyên lý so lệch giữa dòng
điện qua dây trung tính nối đất và dòng điện tổng của 3 pha. Bảo vệ
cho cuộn dây máy biến áp chống sự cố chạm đất cho cuộn dây có
trung tính nối đất trực tiếp. Trong điều kiện làm việc bình th-ờng

không có dòng điện đi qua điểm trung tính, tổng dòng điện thứ tự
không ở các pha bằng không. Khi xẩy ra sự cố chạm đất trong vùng
bảo vệ sẽ xuất hiện dòng điện thứ tự không ở trung tính máy biến
áp và ở các pha I
01
và I
02
bằng nhau về độ lớn và cùng chiều.
I
Sl 0
= I
01
+ I
02
0 Bảo vệ tác động.
Ng-ợc lại khi xẩy ra sự cố chạm đất ngoài vùng bảo vệ sẽ xuất
hiện dòng điện thứ tự không I
01
, I
02
bằng nhau về độ lớn và ng-ợc
chiều.
I
Sl 0
= I
01
+ I
02
= 0 Bảo vệ không tác động.
Tuy nhiên khi sự cố chạm đất ngoài vùng bảo vệ, dòng điện

không cân bằng có thể tồn tại do hiện t-ợng bão hoà mạch từ của
BI không giống nhau. Để khắc phục hiện t-ợng này bảo vệ chống
sự cố chạm đất có bộ phận khoá bảo vệ với dòng điện thứ tự không
khi xẩy ra chạm đất ở ngoài vùng bảo vệ.