Tài liệu giáo trình chuyên đề thuyết bị điện, chương 3 docx

CHƯƠNG III: CÁC NGUYÊN LÝ ĐO LƯỜNG, THEO DÕI,
PHÁT HI
ỆN HƯ HỎNG TRONG BẢO VỆ.
§ 3.1 Các nguyên lý
đo lường cho bảo vệ
1. Đo 1 đại lượng đầu vào
Vào X, ra Y
X
Y
1
0
NếuY = 1

x tác động.
Y = 1 gi
ảm X sao cho Y
0
®
1
nh
nh
t
X
K
X
 
K nhả cao

phụ tải
2. Đo 2 đại lượng vào
0

1
Y
X
1
X
2
Ví dụ: đo công suất cần U, I
Đo
osc

cần U, I
Đo tổng trở cần U, I
Có ng
ưỡng của X
1
, X
2
Trị hiệu dụng của biên độ
So sánh góc lệch pha
§
3.2 Các nguyên lý đo lường cho bảo vệ
1. Bảo vệ quá dòng điện
Các loại phần tử bảo vệ
+ Rơle dòng điện cực đại ( I > I
đ
tác động lập tức, kiểu phần động chữ
Z khác với rơle dòng điện cực tiểu kiểu mạch từ hút chập)
+ R
ơle kiểu điện từ
+ Rơle nhiệt kiểu lưỡng kim có trễ theo quan hệ

2
I t const
+ Rơle cảm ứng có trễ
+ Rơle điện tử: bảo vệ quá dòng trễ hoặc tức thời biến tín hiệu dòng
thành tín hi
ệu điện áp rồi so sánh với U
chuẩn
2. Bảo vệ so lệch dòng điện
Nguyên lý
v r
I I I  
,
I
đủ lớn.
N
ếu sự cố bên ngoài thì so lệch không làm việc
Nếu sự cố bên trong ( ví dụ ngắn mạch vòng dây trong máy biến áp)
so l
ệch tác động.
3. Bảo vệ hướng công suất
Máy
điện đồng bộ làm việc ở các chế độ
- Động cơ
- Máy phát
-
Máy bù đồng bộ
Bảo vệ hướng công suất tránh việc đang làm việc động cơ
chuyển sang máy phát mà không mong muốn.
4. B
ảo vệ quá, thiếu điện áp

-
Đơn giản
5. Bảo vệ tần số
Máy phát đồng bộ :
+ Nhà máy th
ủy điện
+ Nhà máy nhiệt điện

điều tốc
6. Các nguyên lý khác
- Nhi
ệt độ
+ Dạng thiết bị

cảnh báo
+ Lo
ại cảm biến

tác động
- Tốc độ bốc hơi dầu trong máy biến áp: hệ thống rơle khí. ( Rơle có 2
phao, 2 c
ấp, nếu tốc độ bốc hơi nhiều thì rơle cảnh báo; nếu tốc độ bốc
hơi lớn thì tác động tức thời. phao 1 nối với công tắc hành trình)
Máy bi
ến áp phân phối công suất bé: không có hệ thống bảo vệ.
CHƯƠNG IV: BẢO VỆ CÁC THIẾT BỊ ĐIỆN
§ 4.1 Máy phát điện đồng bộ
1. Các dạng hỏng hóc và không bình thường máy phát đồng bộ
Nội bộ:
+ V

ới stato ngắn mạch giữa các pha, 1 pha chạm đất, ngắn mạch vòng
dây
+ V
ới roto chạm đất 1 điểm, chạm đất 2 điểm
Bên ngoài
+ Ng
ắn mạch giữa các pha
+ T
ải mất đối xứng
+ Mất kích từ
+ Quá tải
+ Mất đồng bộ
2. Bảo vệ chống chạm đất trong cuộn dây stato
Máy phát
đồng bộ stato đấu Y, điểm trung tính không nối đất
trực tiếp mà đấu qua cuộn L ( Pertson ) hoặc R để giảm quá điện áp
nếu bị phóng điện chập chờn. Có cuộn L hoặc R duy trì dòng điện nối
đất
.
Khi ch
ạm đất xảy ra ở gần cực máy phát

chạm đất điện
dung.
Coi r ch
ạm đất không đáng kể, r
chạm đất
= 0
¹m ®Êt
3

ch
I CU



: số phần trăm vòng dây chạm đất
C:
điện dung của cuộn dây với đất.
Dòng ch
ạm đất
® ®m
30 , 6
c
I A U kV 
® ®m
20 , 10
c
I A U kV 
Nếu
®
5
c
I A 
hỏng lõi thép, cắt máy phát.
- Phát hi
ện dòng chạm đất
+ 1
điểm chạm đất
B
ảo vệ so lệch

SL
BI
BI
I
L,R
A
X
+ 2 điểm trong 1 pha chạm đất ( ngắn mạch vài vòng dây)

dòng
điện rất lớn. Điện áp ra không đối xứng
L,R
I
A
X
+ 2 cuộn song song, 1 cuộn chạm đất, 1 cuộn không chạm
Dùng so lệch để phát hiện.
X
A
L,R
I
BI
BI
SL
Có nhiều sơ đồ bảo vệ chống chạm đất 1 pha.
Cách điện pha – đất bị hỏng chạm chập 1 pha. Thân cách điện bằng
băng thủy tinh, cách điện bột mica, kết dính expoxy.

ít bị phóng
điện trong r

ãnh, bị phóng điện ở tiếp giáp phần uốn cong và đầu nối.
3. Bảo vệ chống chạm chập giữa các pha
Dùng TI bảo vệ quá dòng điện và bảo vệ so lệch.
SL
Qu¸
dßng
4. Bảo vệ chạm chập vòng dây trong 1 pha
Dùng b
ảo vệ quá dòng điện
5. Mất đồng bộ
6. Quá tải
Mất kích từ
Bảo vệ quá điện áp: khi hệ thống điều chỉnh ổn định điện áp bị
hỏng gây quá áp.
Trong máy phát điện công suất lớn, ổ đỡ cần quan tâm đế
n chế
độ nhiệt ở đó.
Bảo vệ chống dòng điện thứ tự nghịch ở stato khi tải không đối
xứng.
7.Bảo vệ chống công suất ngược
Máy phát không phát ra điện m
à tiêu thụ điện. Dùng áptomat
công su
ất ngược.
Sơ đồ bảo vệ máy phát đồng bộ công suất bé ( < 50 MVA )
1. So lệch có hãm
2. Quá t
ải stato
3. Công suất ngược
4. Mất kích từ

5. Bảo vệ thứ tự nghịch
6. Quá dòng có trễ
7. Chống chạm đất cuộn dây stato ( 95%)
8. Giảm tần số
9. Quá điện áp
10. Chạm đất roto
I
2
P
-jX
I
2
>
I
>
f <
U >
BU
BU
(95%)
MF
I
BI
BI
BI
BI
10
8
9
2

3
4
5
6
7
R
1
U
0
>
Sơ đồ bảo vệ máy phát điện công suất lớn
7
R
15
14
13
12
11
10
9
I
MF
BU
0
BU
U
0
>
U >
f <

Z <<
I
2
P
(95%)
(100%)
P
-jX
P
-
I
>>
U
0
>
2
1
3
4
5
Ch¹m
®Êt Roto
Qu¸ t¶i
Roto
6
8
1. Chống chạm đất ( 95%)
2. Công suất ngược (1)