bao ve may bien ap truyen tai

Các vấn đề cần quan tâm
265

p
p
p

Các hư hỏng đối với máy biến áp
Phương thức bảo vệ máy biến áp trên lưới truyền tải
Chức năng bảo vệ so lệch (87T)
4Nguyên lý, đặc tính làm việc
4Các vấn đề cần chú ý khi áp dụng BVSL cho máy biến áp

p

Chức năng bảo vệ so lệch thứ tự không (87N) hay bảo vệ
chống chạm đất hạn chế (REF)
4Nguyên lý hoạt động
4Lý do sử dụng

p

Các loại bảo vệ khác


Các loại sự cố & chế độ bất thường
266

Các sự cố
Chế độ bất thường
p Phóng điện sứ xuyên

p Quá tải
p Sự cố pha-pha, pha-đất đối với p Mức dầu tăng cao hoặc giảm
cuộn dây cao và hạ áp
thấp
p Sự xâm ẩm của hơi nước vào p Hỏng bộ chuyển đổi đầu
dầu cách điện
phân áp
p Sét đánh lan truyền vào trạm: p Lõi từ bị quá từ thông...
hỏng cách điện cuộn dây
p Sự cố giữa các vòng dây trên
cùng cuộn dây.


Phân tích
267

p

Chạm chập giữa các vòng dây: dòng điện trong các vòng dây bị
sự cố lớn nhưng dòng điện tại hai đầu của máy biến áp thay
đổi không đáng kể (theo tỷ số vòng dây)
4Các bảo vệ hoạt động theo dòng điện khó phát hiện
4Nếu không loại trừ nhanh thì có thể gây sự cố lan tràn

p

Sự cố lõi từ:
4Tăng độ lớn dòng điện xoáy
4Gây phát nhiệt àsự cố lớn hơn.

p

Sự cố thùng dầu chính: mức dầu bị hạ thấp
4Nguy hiểm cho cách điện & làm mát máy biến áp.

p

Hỏng bộ chuyển đổi đầu phân áp (OLTC)


Phân tích
268

Vai trò của cuộn thứ ba (đấu tam giác) trong MBA
p Với các máy biến áp (gồm cả tự ngẫu) đấu Y/Y: thường được
trang bị thêm cuộn tam giác:
4Là điểm đấu nối của các bộ tụ, kháng bù
4Cung cấp điện tự dùng hoặc cho một số tải địa phương
p

Khi cuộn tam giác được thiết kế không mang tải: gọi là cuộn ổn
định
4Thành phần sóng hài bậc 3 chạy quẩn trong cuộn dây này
4Ổn định điểm trung tính (neutral point): khi có cuộn tam giác thì tổng
trở TTK sẽ nhỏ hơn và có tác dụng giảm sự mất cân bằng của điện áp
khi mang tải không cân bằng.


Phân tích
269

Vai trò của cuộn thứ ba (đấu tam giác) trong MBA
p Với các máy biến áp (gồm cả tự ngẫu) đấu Y/Y: thường được
trang bị thêm cuộn tam giác:
4Là điểm đấu nối của các bộ tụ, kháng bù
4Cung cấp điện tự dùng hoặc cho một số tải địa phương
p

Khi cuộn tam giác được thiết kế không mang tải: gọi là cuộn ổn
định
4Thành phần sóng hài bậc 3 chạy quẩn trong cuộn dây này
4Ổn định điểm trung tính (neutral point): khi có cuộn tam giác thì tổng
trở TTK sẽ nhỏ hơn và có tác dụng giảm sự mất cân bằng của điện áp
khi mang tải không cân bằng.


Phân tích
270

Vai trò của cuộn thứ ba (đấu tam giác) trong MÁY BIếN ÁP
p Sự phân bố dòng điện trong MBA khi mang tải không cân bằng:
giả thiết MBA chỉ mang tải 1 pha (trường hợp mất cân bằng
trầm trọng nhất)

p

Dòng trong cuộn tam giác bằng 1/3 của tải 1 pha: do đó cuộn
tam giác thường có công suất bằng 1/3 cuộn dây chính

Các loại bảo vệ thường dùng cho máy biến áp
271

Loại sự cố

Loại bảo vệ
Bảo vệ so lệch

Sự cố pha-pha và pha-đất ở cuộn dây

Bảo vệ quá dòng
Bảo vệ chống chạm đất hạn chế

Sự cố giữa các vòng dây

Sự cố lõi từ

Bảo vệ so lệch
Rơle khí (Buchholz)
Bảo vệ so lệch
Rơle khí (Buchholz)
Bảo vệ so lệch

Sự cố thùng dầu máy biến áp

Rơle khí (Buchholz)
Bảo vệ chống chạm đất thùng máy biến áp

Quá từ thông

Bảo vệ chống quá từ thông

Quá nhiệt

Bảo vệ chống quá tải


Sơ đồ phương thức bảo vệ phổ biến
272

p

Cấu hình bảo vệ cho máy biến áp 500/220kV
4Bảo vệ chính 1:
n
n

87T, 49, 64, 50/51, 50/51N
Tín hiệu dòng điện các phía được lấy từ BI chân sứ MBA.

4Bảo vệ chính 2:
n
n

87T, 49, 50/51/50/51N
Tín hiệu dòng điện: lấy từ BI ngăn máy cắt đầu vào các phía MBA.

4Bảo vệ dự phòng cho cuộn dây 500kV:
n
n

n

67/67N, 50/51, 50/51N, 27/59, 50BF, 74
Tín hiệu dòng điện: lấy từ BI ngăn máy cắt đầu vào phía 500kV của MBA
Tín hiệu điện áp: lấy từ BU thanh cái 500kV

4Bảo vệ dự phòng cho cuộn dây 220kV:
n
n
n

67/67N, 50/51, 50/51N, 27/59, 50BF, 74
Tín hiệu dòng điện: lấy từ BI ngăn máy cắt đầu vào phía 220kV của MBA
Tín hiệu điện áp: lấy từ BU thanh cái 220kV


Sơ đồ phương thức bảo vệ phổ biến
273

p

Cấu hình bảo vệ cho máy biến áp 500/220kV
4Bảo vệ dự phòng cho cuộn dây trung áp:
n
n

50/51, 50/51N, 50BF, 74
Tín hiệu dòng điện: lấy từ BI chân sứ 35kV của MBA

4Các bảo vệ khác

n
n
n
n

Rơ le bảo vệ nhiệt độ dầu /cuộn dây MBA (26)
Rơ le áp lực MBA (63)
Rơ le gaz cho bình dầu chính và ngăn điều áp dưới tải (96)
Rơ le báo mức dầu tăng cao (71)


Sơ đồ phương thức bảo vệ phổ biến
274

p

Cấu hình bảo vệ cho máy biến áp 220/110kV
4Bảo vệ chính 1:
n
n

87T, 49, 64, 50/51, 50/51N
Lấy tín hiệu dòng điện từ BI chân sứ MBA

4Bảo vệ chính 2
n
n

87T, 49, 50/51/50/51N
Lấy tín hiệu dòng điện từ BI ngăn máy cắt đầu vào các phía MBA.

4Bảo vệ dự phòng cho cuộn dây 220kV:
n
n
n

67/67N, 50/51, 50/51N, 27/59, 50BF, 74
Lấy tín hiệu dòng điện từ BI ngăn máy cắt đầu vào phía 220kV của MBA
Lấy tín hiệu điện áp được lấy từ BU thanh cái 220kV

4Bảo vệ dự phòng cho cuộn dây 110kV:
n
n
n

67/67N, 50/51, 50/51N, 27/59, 50BF, 74
Lấy tín hiệu dòng điện từ BI ngăn máy cắt đầu vào phía 110kV của MBA
Tín hiệu điện áp: lấy từ BU thanh cái 110kV


Sơ đồ phương thức bảo vệ phổ biến
275

p

Cấu hình bảo vệ cho máy biến áp 220/110kV
4Bảo vệ dự phòng cho cuộn dây trung áp:
n
n

50/51, 50/51N, 50BF, 74
Tín hiệu dòng điện: BI chân sứ cuộn trung áp của MBA

4Các chức năng bảo vệ khác
n
n
n
n

Bảo vệ nhiệt độ dầu /cuộn dây MBA (26)
Rơ le áp lực MBA (63)
Rơ le gaz cho bình dầu chính và ngăn điều áp dưới tải (96)
Rơ le báo mức dầu tăng cao (71)


Sơ đồ phương thức bảo vệ phổ biến
276

p

Cấu hình bảo vệ cho máy biến áp 110kV
4Bảo vệ chính:
n
n

87T, 49, 64 (theo nguyên lý tổng trở thấp), 50/51, 50/51N
Tín hiệu dòng điện: BI ngăn máy cắt đầu vào các phía MBA.

4Bảo vệ dự phòng cho cuộn dây 110kV:
n

n
n

67/67N, 50/51, 50/51N, 27/59, 50BF, 74
Tín hiệu dòng điện: BI chân sứ 110kV của MBA
Tín hiệu điện áp: BU thanh cái 110kV

4Bảo vệ dự phòng cho cuộn dây trung áp 1:
n
n

50/51, 50/51N, 50BF, 74
Tín hiệu dòng điện: BI chân sứ cuộn trung áp 1 của MBA.

4Bảo vệ dự phòng cho cuộn dây trung áp 2:
n
n

50/51, 50/51N/51G, 50BF, 74
Tín hiệu dòng điện: BI chân sứ cuộn trung áp 2 của MBA


Sơ đồ phương thức bảo vệ phổ biến
277

p

Cấu hình bảo vệ cho máy biến áp 110kV
4Các bảo vệ khác
n

n
n
n

Bảo vệ nhiệt độ dầu /cuộn dây MBA (26)
Rơ le áp lực MBA (63)
Rơ le gaz cho bình dầu chính và ngăn điều áp dưới tải (96)
Rơ le báo mức dầu tăng cao (71)


Bảo vệ so lệch cho máy biến áp (87T)
278

Bảo vệ so lệch có hãm ∆I (87)
p Dùng làm bảo vệ chính cho máy biến áp
p Phạm vi bảo vệ được giới hạn bởi vị trí đặt BI


Chức năng bảo vệ so lệch (F87T)
279

p

Bảo vệ so lệch có hãm: đảm bảo sự làm việc ổn định của bảo
vệ
4Đặc tính của CT các phía khác nhau (chế độ bình thường & bão hòa)
4Khi có sự cố ngoài
4Chuyển đổi đầu phân áp của máy biến áp

p

Phương thức tổ hợp dòng hãm:
4Tùy theo hãng chế tạo
4Ví dụ với rơle Siemens: tổng độ lớn của dòng đi vào & đi ra


Chức năng bảo vệ so lệch (F87T)
280

p

Phương thức tổ hợp dòng hãm: (tiếp)
4Tùy theo hãng chế tạo

Siemens

iR = i1 + i2 + i3 + ... + in

“sum of”

1
iR = ( i1 + i2 + i3 + ... + in
n

)

iR = n i1 × i2 × i3 × ... × in

“geometrical average”

iR = Max ( i1 , i2 , i3 ,..., in

)

“scaled sum of”

“maximum of”


Chức năng bảo vệ so lệch (F87T)
281

p

Điều kiện tác động (trip):
Hệ số hãm (SLOPE setting)
4Tên gọi: Percentage current differential protection
450
Vùng tác
động

Vùng
khóa

Vùng hãm
bổ sung


Chức năng bảo vệ so lệch (F87T)
282

p

p

p

Rơle kỹ thuật số: hệ số hãm tự động thay đổi theo tình trạng
làm việc của MBA
Đặc tính tác động: chia thành 4 đoạn {a, b, c, d} (rơle
Siemens)
Chia mặt phẳng thành: vùng
hãm và vùng
tác động
I2
I
1

∆I

Iso lệch

d

Vùng tác động
c
a
0

b

Vùng hãm
Ihãm=I1+I2


Chức năng bảo vệ so lệch (F87T)
283

p

Tính toán chọn các đoạn đặc tính

I2

I1

4Độ dốc đoạn đặc tính thể hiện hệ số hãm
Ih=Kh*(I1+I2)

∆I

4Độ dốc lớn à hệ số hãm lớn à vùng hãm mở rộng à hãm tốt &
tác động kém nhạy
4Ngược lại: độ dốc nhỏ à hãm kém, tăng độ nhạy tác động
4Đoạn đặc tính không dốc ↔ hệ số hãm bằng 0
Iso lệch
d

Vùng tác động
c

a
0

b

Vùng hãm
Ihãm=I1+I2


Chức năng bảo vệ so lệch (F87T)
284

p

Lý do lựa chọn đặc tính có nhiều độ hãm


Chức năng bảo vệ so lệch (F87T)
285

p

Tại sao hệ số hãm (độ dốc) của đặc tính nên tự thay đổi
I1

Iso lệch
d
c

I2

∆I

Dòng hãm tỷ lệ với dòng qua đối tượng

b

a

Ihãm=I1+I2

0

Chiều tăng dòng hãm ßà dòng qua đối tượng đang tăng
p

Khi có hãm:
p

Bảo vệ làm việc kém nhạy

Đảm bảo an toàn tránh tác động nhầm
Cần hãm khi sự cố ngoài hoặc khi có sai số lớn của các BI:
p

p

p

Vậy khi dòng điện qua đối tượng nhỏ, sai số BI nằm trong ngưỡng cho phép

à không cần hãm để tăng độ nhạy à chính là đoạn a


Chức năng bảo vệ so lệch (F87T)
286

p

Tại sao hệ số hãm (độ dốc) của đặc tính nên tự thay đổi
I1

Iso lệch
d

I2

∆I

c
a

Ihãm=I1+I2

0
p

b

Cần hãm khi sự cố ngoài hoặc khi có sai số lớn của các BI:
p

Khi dòng điện qua đối tượng tăng lên tiếp (vd: do quá tải): sai số BI tăng, dòng
cân bằng lớn, bảo vệ có thể tác động nhầm à cần hãm à chính là đoạn b với
độ hãm (độ dốc) nhất định


Chức năng bảo vệ so lệch (F87T)
287

p

Tại sao hệ số hãm (độ dốc) của đặc tính nên tự thay đổi
I1

Iso lệch
d

I2

∆I

c
a

Ihãm=I1+I2

0
p

b

Cần hãm khi sự cố ngoài hoặc khi có sai số lớn của các BI:
p

Khi dòng điện qua đối tượng tăng lên hơn nữa, qua ngưỡng quá tải à đến
giai đoạn sự cố ngoài à dòng cân bằng đạt giá trị rất lớn, bảo vệ có thể tác
động nhầm à cần hãm mạnh hơn à chính là đoạn c với độ hãm (độ dốc) cao
hơn đáp ứng yêu cầu hoạt động trong trường hợp này


Chức năng bảo vệ so lệch (F87T)
288

p

Tại sao hệ số hãm (độ dốc) của đặc tính nên tự thay đổi
I1

Iso lệch
d

I2

∆I

c
a

Ihãm=I1+I2

0
p

b

Cần hãm khi sự cố ngoài hoặc khi có sai số lớn của các BI:
p

Khi dòng điện qua đối tượng còn tăng nữa à qua ngưỡng sự cố ngoài à đến
giai đoạn rơi vào trong vùng à khi này bảo vệ cần tác động ngay, không cần
hãm để tăng độ nhạy à không cần hãm à chính là đoạn d với độ hãm (độ
dốc) bằng 0, không hãm tăng độ nhạy


Chức năng bảo vệ so lệch (F87T)
289

p

Tại sao hệ số hãm (độ dốc) của đặc tính nên tự thay đổi
I1

Iso lệch
d

I2

∆I

c

a

Ihãm=I1+I2

0
p

b

Cần hãm khi sự cố ngoài hoặc khi có sai số lớn của các BI:
p

Khi dòng điện qua đối tượng còn tăng nữa à qua ngưỡng sự cố ngoài à đến
giai đoạn rơi vào trong vùng à khi này bảo vệ cần tác động ngay, không cần
hãm để tăng độ nhạy à không cần hãm à chính là đoạn d với độ hãm (độ
dốc) bằng 0, không hãm tăng độ nhạy