Bài thuyết trình môn Bảo vệ rơle và tự động hóa - Chương 15: Bảo vệ sự cố máy biến áp - Võ Đình Thịnh

(intertriping)Tuy nhiên thiết bị này không đáp ứng được trong điều kiện dòng sự cố thấpCác mạch phát tuyến-MBA điển hình 16. Bảo vệ phát tuyến-MBA 16. Bảo vệ phát tuyến-MBA16.1 Sơ đồ bảo vệ không toàn phần (Non-Unit Schemes)Sự cố chạm pha và chạm đất phát tuyếnBảo vệ cắt nhanh được cung cấp bởi các rơle khoảng cách nằm ở cuối các phát tuyến từ các máy biến ápVới khả năng bình thường, có thể bảo vệ nhanh toàn bộ các phát tuyến một cách chắc chắn mà không có nguy cơ dẫn đến sự cố bên phía hạ ápTuy nhiên do những tác động của MBA tự ngẫu và các biến đổi trong trở kháng cuộn dây tác động, làm cho tổng số cuộn dây thiết bị đầu cuối được bảo vệ rất nhỏBẢO VỆ MÁY BIẾN ÁP16.1 Sơ đồ bảo vệ không toàn phần (Non-Unit Schemes) Sự cố chạm đấtTrong TH này bảo vệ chống chạm đất tức thời được áp dụngKhi cuộn dây phía cao áp được kết nối tam giác, rơle trong mạch còn lại của máy biến dòng bảo vệ chạm đất về cơ bản bị giới hạn đến phát tuyến và cuộn dây nối tam giác của MBA→ không xuất hiện dòng thứ tự không trong suốt sự cốBẢO VỆ MÁY BIẾN ÁP 16. Bảo vệ phát tuyến-MBA16.1 Sơ đồ bảo vệ không toàn phần (Non-Unit Schemes) Sự cố chạm đấtBảo vệ giới hạn áp dụng rơle bảo vệ chống chạm đất trực tiếp Độ nhạy cơ bản phải chú ý đến sự ổn định tạm thời của phần tử. Ngoài ra,việc xác định đặc tính đường cong IDMT, hệ số thời gian, thời gian delay phải đảm bảo hoạt động tránh sự cố thoáng qua không mong muốnBẢO VỆ MÁY BIẾN ÁP 16. Bảo vệ phát tuyến-MBA16.1 Sơ đồ bảo vệ không toàn phần (Non-Unit Schemes) Vùng dung khángGiữa mỗi dây dẫn và đất sẽ có một dung kháng đáng kể Trong sự cố chạm đất ngoài, điểm trung tính sẽ bị trôi, và kết quả thành phần thứ tự không của điện áp sẽ sản sinh thành phần dòng điện thứ tự không tương ứng. Trong trường hợp trôi trung tính, dòng thứ tự không sẽ bằng với dòng thứ tự thuận Kết quả là dòng dư (residual current) bằng 3 lần dòng thứ tự không. Giá trị của dòng trong vùng này cần được xem xét khi thiết lập cho rơleBẢO VỆ MÁY BIẾN ÁP 16. Bảo vệ phát tuyến-MBA16.2 Sơ đồ bảo vệ toàn phần (Unit Schemes)BẢO VỆ MÁY BIẾN ÁPTrong yêu cầu của bảo vệ: thành phần của phát tuyến, MBA nên được bảo vệ một cách riêng biệtĐiều này đòi hỏi việc tăng các máy biến dòng liền kề bên phía điện áp cao của máy biến áp 16. Bảo vệ phát tuyến-MBAMỤC LỤCGiới thiệuSự cố trong cuộn dâyDòng từ hoá nhảy vọtQuá nhiệt MBATổng quan về bảo vệ MBABảo vệ quá dòng MBABảo vệ sự cố chạm đất giới hạnBảo vệ so lệchỔn định của bảo vệ so lệch trong điều kiện dòng từ hóa tăng vọtKết hợp sơ đồ bảo vệ sai lệch và sơ đồ bảo vệ giới hạnBẢO VỆ SỰ CỐ MÁY BIẾN ÁPBảo vệ MBA nối đấtBảo vệ MBA tự ngẫuBảo vệ quá từ thôngBảo vệ nối đất vỏ MBAThiết bị khí và dầuBảo vệ phát tuyến MBAPhối hợp đóng cắt từ xaĐiều kiện giám sát MBAVí dụ về bảo vệ MBA17. Kĩ thuật cắt từ xaĐể đảm bảo rằng cả hai máy cắt bên phía cao và hạ áp hoạt động, cần có sự phối hợp vận hành qua các thiết bị cắt ở cả 2 đầu→Kỹ thuật để làm điều này được được gọi là “intertripping”Một số phương pháp về intertripping đã được đề cập trong chương 7:"Protection: Signalling and Intertripping" (Network Protection & Automation Guide)BẢO VỆ MÁY BIẾN ÁPMỤC LỤCGiới thiệuSự cố trong cuộn dâyDòng từ hoá nhảy vọtQuá nhiệt MBATổng quan về bảo vệ MBABảo vệ quá dòng MBABảo vệ sự cố chạm đất giới hạnBảo vệ so lệchỔn định của bảo vệ so lệch trong điều kiện dòng từ hóa tăng vọtKết hợp sơ đồ bảo vệ sai lệch và sơ đồ bảo vệ giới hạnBẢO VỆ SỰ CỐ MÁY BIẾN ÁPBảo vệ MBA nối đấtBảo vệ MBA tự ngẫuBảo vệ quá từ thôngBảo vệ nối đất vỏ MBAThiết bị khí và dầuBảo vệ phát tuyến MBAPhối hợp đóng cắt từ xaĐiều kiện giám sát MBAVí dụ về bảo vệ MBA18. Điều kiện giám sát MBABẢO VỆ MÁY BIẾN ÁPKỹ thuật này được áp dụng cho các nhà máy cũng như trạm máy biến áp, sớm phát hiện những dấu hiệu bất thường và phát cảnh báo cho nhân viên vận hành → tránh bị cúp điện dài hạn và gây tốn kém do sự cố Với việc cung cấp thông tin thường xuyên về tình trạng của các máy biến áp, từ đó xem xét các các thông tin được cung cấp, các nhà vận hành có thể cân nhắc tần số của việc bảo trì, và phát hiện sớm những dấu hiệu của sự hư hỏng18. Điều kiện giám sát MBABẢO VỆ MÁY BIẾN ÁP(Network Protection & Automation Guide)Một số điều giám sát tra MBAMỤC LỤCGiới thiệuSự cố trong cuộn dâyDòng từ hoá nhảy vọtQuá nhiệt MBATổng quan về bảo vệ MBABảo vệ quá dòng MBABảo vệ sự cố chạm đất giới hạnBảo vệ so lệchỔn định của bảo vệ so lệch trong điều kiện dòng từ hóa tăng vọtKết hợp sơ đồ bảo vệ sai lệch và sơ đồ bảo vệ giới hạnBẢO VỆ SỰ CỐ MÁY BIẾN ÁPBảo vệ MBA nối đấtBảo vệ MBA tự ngẫuBảo vệ quá từ thôngBảo vệ nối đất vỏ MBAThiết bị khí và dầuBảo vệ phát tuyến MBAPhối hợp đóng cắt từ xaĐiều kiện giám sát MBAVí dụ về bảo vệ MBA19. Ví dụ về bảo vệ MBAVD19.1 Lọc dòng điện thứ tự khôngKhi ngắn mạch chạm đất tại A: rơle tác động cắtKhi ngắn mạch chạm đất tại B: tồn tại dòng không cân bằng dẫn đến rơle tác động sai → cần phải lọc dòng thứ tự không bên phía thứ cấp MBABẢO VỆ MÁY BIẾN ÁP19. Ví dụ về bảo vệ MBACác dòng rơle hiện đại MiCOM P630 hoặc P640: bù pha được lựa chọn bằng phần mền của ICT. BẢO VỆ MÁY BIẾN ÁPVới kết nối Dyn11 :điện áp và dòng điện bên thứ cấp sẽ lệch +30° so với phía sơ cấp→ cần hiệu chỉnh pha bằng cách dịch -30° bên thứ cấp .19. Ví dụ về bảo vệ MBAĐể đơn giản, cuộn dây CT bên phía sơ cấp và thứ cấp của MBA sẽ được nối hình saoYêu cầu dịch pha có thể đạt được bằng cách dùng ICT bên phía sơ cấp để dịch +30° hoặc bên phía thứ cấp và dịch –30°BẢO VỆ MÁY BIẾN ÁPCó nhiều cách phối hợp khác nhau giữa ICT bên 2 phía sơ và thứ cấp VD:	Yd10(+60°) bên sơ cấp và Yd3(-90°) bên thứ cấp	Yy10(+60°) bên sơ cấp và Yd3(-90°) bên thứ cấp19. Ví dụ về bảo vệ MBABẢO VỆ MÁY BIẾN ÁPMBA nối kiểu tam giác/sao Bảo vệ sự cố chạm đất với cuộn dây nối saoCác ICT đã được lựa chọn phù hợp, thuận tiện cho việc áp dụng phần mềmPhần còn lại là tính toán tỉ số bù → thiết lập bảo vệ so lệch và bảo vệ chống chạm đất VD19.2 Bảo vệ MBA nối tam giác-saoBẢO VỆ MÁY BIẾN ÁP19. Ví dụ về bảo vệ MBADòng sơ cấp bên HV: 175/250=0.7→ Tỷ số bù = 1/0.7 = 1.43Dòng sơ cấp bên LV: 525/600=0.875 → Tỷ số bù = 1/0.875 = 1.141. Tỷ số bùBẢO VỆ MÁY BIẾN ÁP19. Ví dụ về bảo vệ MBAHoạt động được yêu cầu với dòng chạm đất bằng 25% dòng chạm đất định mức ( tức 250 A)Nhiệm vụ chính là xác định điện trở ổn định Rstab và hệ số ổn định K:	 	 2. BV chống chạm đất VS = ISRstab VS > KIf ( RCT+ 2Rl)VS = điện áp cài đặt ổn địnhIS = dòng cài đặt rơleRstab = điện trở ổn địnhVK = điện áp điểm đầu gốiK = hệ số ổn định roleIf = dòng sự cố RCT =Trở kháng cuộn dây CTRI = Trở kháng cuộn dây thứ cấp BẢO VỆ MÁY BIẾN ÁP19. Ví dụ về bảo vệ MBATrong ví dụ này : RCT = 3.7 Ω RI = 0.057 Ω If = 10 AVới yêu cầu thời gian hoạt động là 40ms : Từ đồ thị → VK / VS và K = 0.5→ VS = KIf ( RCT+ 2Rl) =0.5x10(3.7+2x0.057) =19.07 VK = 4x19.07=76.28V2. BV chống chạm đấtBẢO VỆ MÁY BIẾN ÁP19. Ví dụ về bảo vệ MBATuy nhiên, khi đo đạc thực tế: VK= 91V và VK / VS = 4.77với K= 0.5 → BV không ổn địnhSau nhiều lần tính toán, ta tìm được giá trị phù hợp: VK / VS = 4.55,K = 0.6→ thời gian hoạt động < 40 ms Khi đó: VS = KIf ( RCT+ 2Rl) = 0.6x10(3.7+2x0.057) 	= 22.88 V 2. BV chống chạm đất4.5535 msBẢO VỆ MÁY BIẾN ÁP19. Ví dụ về bảo vệ MBATính toán RstabDựa trên công thức: Iop = CT ratio x (Is+nIe)Trong đó: n: số CT mắc song song(=4) Iop =250 Ie=0.01 (thông số của CT ) CT ratio=600 Từ VS = ISRstab →Rstab =22.88/0.38=60.21Ω2. BV chống chạm đất4.5535 ms BẢO VỆ MÁY BIẾN ÁP19. Ví dụ về bảo vệ MBADo phụ tải và công suất tiêu thụ điện của các phụ tải trong một ngày thường dao động gây ra sự dao động điện áp ở cuối nguồnMáy biến áp lực thường có bộ điều chỉnh điện áp đặt ở phía cuộn dây sơ cấp để:Điều chỉnh số vòng dây của cuộn dây sơ cấp cho phù hợp điện áp đầu nguồn, giữ được điện áp phía đầu ra của máy biến áp đạt định mứcgiới hạn quá điện áp máy biến áp Giảm tổn thất điện năng cho lưới điệnVD19.3 Unit Protection for On-Load Tap Changing Transformer (Bảo vệ bộ điều áp dưới tải)Source : ẢO VỆ MÁY BIẾN ÁP19. Ví dụ về bảo vệ MBACho MBA có bộ điều nấc từ +5% đến -15% đặt bên phía cuộn dây sơ cấp Một số giá trị cần tính :Xác định tỷ số điều chỉnh ở nấc giữaXĐ dòng HV ở nấc cao nhất và thấp nhất XĐ dòng so lệch XĐ dòng hãmVD19.3 Unit Protection for On-Load Tap Changing Transformer (Bảo vệ bộ điều áp dưới tải)BẢO VỆ MÁY BIẾN ÁP19. Ví dụ về bảo vệ MBA1.Tỷ số hiệu chỉnh ở nấc giữaKhi nấc ở vị trí –5%:Điện áp phía sơ cấp: 33 x 0.95 = 31.35kVVà dòng định mức phía sơ cấp = 184ADòng đầy tải HV thứ cấp của CT’s: 	184/250 = 0.737→ Tỷ số bù	= 1/0.737 = 1.36Dòng LV thứ cấp = 525/600 = 0.875→ Tỷ số bù	= 1/0.875 = 1.14 Cả hai giá trị trên có thể được thiết lập trong rơleUnit Protection for On-Load Tap Changing Transformer (Bảo vệ bộ điều áp dưới tải)BẢO VỆ MÁY BIẾN ÁP19. Ví dụ về bảo vệ MBA2. Xác định dòng thứ cấp (HV) tại nấc cao nhất và thấp nhấtTại nấc +5%: dòng đầy tải HV bên sơ cấp CT =→ dòng thứ cấp theo tỷ số hiệu chỉnh Tại nấc -15% : dòng đầy tải HV bên sơ cấp CT → dòng thứ cấp theo tỷ số hiệu chỉnh =1.12 AUnit Protection for On-Load Tap Changing Transformer (Bảo vệ bộ điều áp dưới tải)BẢO VỆ MÁY BIẾN ÁP19. Ví dụ về bảo vệ MBA3. Xác định dòng so lệch (differential current)Dòng đầy tải được phát hiện bởi role (sau khi nhân tỉ số bù): 	0.875 x 1.14 = 0.998ATại nấc +5%:	 Idifft = 0.998 - 0.906 = 0.092 ATại nấc –15%: 	 Idifft = 1.12 - 0.998 = 0.122 AUnit Protection for On-Load Tap Changing Transformer (Bảo vệ bộ điều áp dưới tải)BẢO VỆ MÁY BIẾN ÁP19. Ví dụ về bảo vệ MBA4. Xác định dòng hãm (bias currents)Dòng hãm được xác định theo công thức : Tại nấc +5%:	 A	Tại nấc –15%: A	Unit Protection for On-Load Tap Changing Transformer (Bảo vệ bộ điều áp dưới tải)  endTÀI LIỆU THAM KHẢO[1] Network Protection & Automation Guide_Schneider[2] Power System Protection vol 3 - P.M. Anderson[3] Giáo trình Bảo vệ trong hệ thống điện - ThS. Nguyễn Văn Đạt - TS. Nguyễn Đăng Toản[4] Bảo vệ rơle và tự động hóa trong hệ thống điện	 - Nguyễn Hoàng ViệtThank you for your attention!Nhân ngày Nhà giáo Việt Nam 20-11Chúc thầy sức khỏe, thành công trong công việc và cuộc sống!BẢO VỆ SỰ CỐ MÁY BIẾN ÁP