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. . 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. 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. 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