Giáo trình Bảo vệ rơle và tự động hóa - Chương 13: Tự đóng lại - Nguyễn Trọng Tuấn

 Standby transformer with auto-closing 
Giải pháp là phải có một biến áp dự phòng T4 được kích thích vĩnh viễn từ 
phía sơ cấp và sắp xếp để được trưng dụng nếu một trong những máy còn lại 
bị cắt bởi sự cố. 
Các mạch khởi động cho máy cắt CB4 giám sát hoạt động bảo vệ máy biến 
áp trên bất kỳ các máy biến áp T1, T2 và T3 cùng với sự ngắt của một máy 
cắt liên quan CB1-CB3. Trong trường hợp có sự cố, mạch đóng tự động được 
khởi động và máy cắt CB4 đóng lại, sau một thời gian trễ ngắn, để chuyển đổi 
 CHƯƠNG 13 – TỰ ĐÓNG LẠI 
NGUYỄN TRỌNG TUẤN – 41204295 32 
sang máy biến áp dự phòng. Một số mô hình sử dụng một rơle ngắt tự động, 
để khi các máy biến áp hỏng làm việc trở lại, máy dự phòng được tự động 
ngắt kết nối. 
11.2 Bộ ghép thanh cái hoặc Máy cắt phân đoạn thanh cái 
Nếu tất cả bốn máy biến áp công suất làm việc bình thường cho hệ thống ở 
hình 13.7, và các phần thanh cái được kết nối với nhau bởi một máy cắt phân 
đoạn thanh cái thường mở thay cho dao cách ly, máy cắt phân đoạn thanh cái 
nên được tự động đóng trong trường hợp mất một máy biến áp, để phân bố tải 
qua các máy biến áp còn lại. Điều này, tất nhiên, là tùy thuộc vào mức độ sự 
cố được chấp nhận với máy cắt phân đoạn-thanh cái đóng lại. 
Các mạch khởi động và mạch ngắt tự động được sử dụng như trong mô hình 
dự phòng. Rơle tự động đóng lại được sử dụng trong thực tế là một biến thể 
của một trong các rơle tự động đóng lại tiêu chuẩn. 
 CHƯƠNG 13 – TỰ ĐÓNG LẠI 
NGUYỄN TRỌNG TUẤN – 41204295 33 
12. Một số ví dụ về các ứng dụng của tự đóng lại 
Các thiết bị tự động đóng lại sử dụng phổ biến cho một số cấu hình trạm biến áp 
tiêu chuẩn được mô tả trong các phần sau. 
12.1 Trạm biến áp hai thanh cái 
Một trạm biến áp hai thanh cái điển hình được minh họa trong hình 13.8. Mỗi 
trong sáu đường dây truyền tải siêu cao áp đưa vào trạm là dưới sự kiểm soát 
của một máy cắt, bao gồm CB1 tới CB6, và mỗi đường dây truyền tải có thể 
được kết nối, hoặc với thanh cái chính hoặc với các thanh cái dự trữ bằng dao 
cách ly vận hành bằng tay. 
Figure 13.8: Double busbar substation 
Dao cách ly phân đoạn thanh cái cho phép các đoạn của thanh cái được cách 
ly trong trường hợp có sự cố, và máy cắt bộ ghép thanh cái BC cho phép các 
phân đoạn của thanh cái chính và các thanh dự trữ được kết nối với nhau. 
12.1.1 Mô hình cơ bản – bỏ qua các máy biến áp dự phòng 
Mỗi máy cắt đường dây được cung cấp với một rơle tự động đóng lại 
cái mà tự đóng lại các máy cắt thích hợp trong trường hợp xảy ra sự cố 
đường dây. Đối với một sự cố trên Đường dây 1, điều này sẽ đòi hỏi 
mở CB1 và CB tương ứng tại đầu từ xa của đường dây. Các hoạt động 
hoặc của bảo vệ thanh cái hoặc của một rơle VT Buchholz được bố trí 
để khóa cô lập trình tự tự động đóng lại. Trong trường hợp một sự cố 
 CHƯƠNG 13 – TỰ ĐÓNG LẠI 
NGUYỄN TRỌNG TUẤN – 41204295 34 
kéo dài trên Đường dây 1, các máy cắt đường dây cắt và cô lập sau một 
nỗ lực tự đóng lại. 
12.1.2 Mô hình với các máy biến áp dự phòng 
Một số tiện ích sử dụng một biến thể của mô hình cơ bản, trong đó 
Transformers T1 và T2 are banked off Đường dây 1 và 2, như thể hiện 
trong hình 13.8. Điều này giúp tiết kiệm số lượng máy cắt đòi hỏi. Các 
mạch biến áp tương ứng 1 và 2 are tee’d off Đường dây 1 và 2 theo thứ 
tự. Các máy biến áp thứ cấp được kết nối với một hệ thống thanh cái 
cao áp riêng biệt thông qua các máy cắt CB1A và CB2A. 
Các thiết bị tự động đóng lại có thể được mở rộng để bao gồm các mạch 
cho máy biến áp banked nơi mà chúng được sử dụng. 
Ví dụ, một sự cố trên đường dây 1 sẽ gây ra sự ngắt của các máy cắt 
CB1, CB1A và máy cắt đường dây từ xa. Khi Đường dây 1 được nạp 
lại năng lượng, hoặc bằng cách tự động đóng lại của CB1 hoặc bằng 
máy cắt từ xa, bất cứ cái nào được thiết lập để tự đóng lại đầu tiên, máy 
biến áp T1 cũng được kích thích. CB1A sẽ không tự đóng lại cho đến 
khi có sự xuất hiện của điện áp thứ cấp máy biến áp, như giám sát bởi 
các máy biến điện áp thứ cấp; sau đó nó tự đóng lại trên các thanh cái 
cao áp sau một khoảng thời gian trễ, với một sự kiểm tra tính đồng bộ 
nếu cần thiết. 
Trong trường hợp một sự cố trên máy biến áp T1, các máy cắt đường 
dây từ xa và cục bộ và máy cắt CB1A cắt để cô lập sự cố. 
Sự mở ra tự động của dao cách ly máy biến áp cơ giới hóa IT1 tiếp sau 
đó. Các máy cắt đường dây sau đó tự đóng lại theo cách thông thường 
và máy cắt CB1A khóa cô lập. 
Một sự thiếu sót của mô hình này là dẫn đến máy biến áp bình thường 
T1 bị cách ly từ hệ thống; cũng như vậy, dao cách ly L1 phải được mở 
bằng tay trước khi các máy cắt CB1 và CB1A, có thể được đóng lại để 
tái lập cung cấp cho các thanh cái cao áp thông qua máy biến áp. Một 
biến thể của mô hình này được thiết kế để chỉ dẫn dao cách ly L1 mở 
tự động sau một sự cố kéo dài trên Đường dây 1 và cung cấp một tính 
năng tự động đóng lại thứ hai của CB1 và CB1A. Sự cung cấp cho Bus 
C theo cách ấy được phục hồi mà không có sự can thiệp bằng tay. 
 CHƯƠNG 13 – TỰ ĐÓNG LẠI 
NGUYỄN TRỌNG TUẤN – 41204295 35 
12.2 Trạm biến áp máy cắt đơn 
Sự sắp xếp trong hình 13.9 bao gồm cơ bản của cả hai lộ dây ra máy biến áp 
được kết nối với nhau bởi một máy cắt đơn 120. Do đó, mỗi máy biến áp có 
một nguồn cung cấp thay thế trong trường hợp mất một lộ dây ra hay các lộ 
khác. 
Figure 13.9: Single switch substation 
Ví dụ, một sự cố thoáng qua trên Đường dây 1 dẫn tới sự ngắt của các máy 
cắt 120 và B1 theo sau bởi sự tự đóng lại của CB 120. Nếu tự đóng lại thành 
công, máy biến áp T1 được tái kích hoạt và máy cắt B1 tự đóng lại sau một 
thời gian trễ ngắn. 
Nếu sự cố đường dây là kéo dài, 120 cắt lần nữa và dao cách ly đường dây cơ 
giới 103 được tự động mở ra. Máy cắt 120 tự đóng lại một lần nữa, tiếp theo 
là B1, để cả hai máy biến áp T1 và T2 sau đó được cung cấp từ Đường dây 2. 
Một sự cố máy biến áp gây ra sự mở ra tự động các dao cách ly máy biến áp 
thích hợp, khóa cô lập máy cắt thứ cấp máy biến áp và sự tự đóng lại của máy 
cắt 120. Các thiết bị cho việc nạp đường dây chết hoặc tự đóng lại với kiểm 
tra đồng bộ được cung cấp cho mỗi máy cắt. 
 CHƯƠNG 13 – TỰ ĐÓNG LẠI 
NGUYỄN TRỌNG TUẤN – 41204295 36 
12.3 Trạm biến áp mắt lưới 4 máy cắt 
Trạm biến áp mắt lưới minh họa trong Hình 13.10 được sử dụng rộng rãi bởi 
một số tiện ích, hoặc toàn bộ hoặc một phần. Mắt lưới cơ bản có một đường 
dây ở mỗi góc, như được hiển thị ở các góc mắt lưới MC2, MC3 và MC4. Một 
hoặc hai máy biến áp cũng có thể được banked tại một góc mắt lưới, như thể 
hiện tại MC1. Sự bảo vệ góc mắt lưới được yêu cầu nếu có nhiều hơn một 
mạch được nuôi từ một góc mắt lưới, không phụ thuộc vào vị trí biến dòng – 
xem Chương “Bảo vệ thanh cái” để biết thêm chi tiết. 
Figure 13.10: Four-switch mesh substation 
Các vấn đề to tát có thể được bắt gặp trong các ứng dụng của tự đóng lại đối 
với các trạm biến áp mắt lưới. Ví dụ, các máy cắt 120 và 420 trong Hình 13.10 
được cắt ra cho nhiều loại khác nhau của các sự cố liên quan đến góc mắt lưới 
1 (MC1), và mỗi loại đòi hỏi cách xử lý khác nhau đến mức mà tự động đóng 
lại có liên quan. Các biến thể xa hơn nữa xảy ra nếu các sự cố là kéo dài. 
Theo thực tế bình thường, các máy cắt phải được tự đóng lại theo thứ tự, do 
đó các mạch trình tự là cần thiết bốn máy cắt mắt lưới. Sự ưu tiên đóng lại có 
thể là bất kỳ thứ tự nào, nhưng thông thường là 120, 220, 320 và 420. 
Một bản tổng kết của các thiết bị được đưa ra ngay bây giờ, dựa trên cơ sở 
mắt lưới MC1 để thể hiện sự bao gồm các máy biến áp banked; các thiết bị tại 
 CHƯƠNG 13 – TỰ ĐÓNG LẠI 
NGUYỄN TRỌNG TUẤN – 41204295 37 
các góc khác là tương tự nhau nhưng bỏ qua hoạt động của thiết bị duy nhất 
kết hợp với các máy biến áp banked. 
12.3.1 Sự cố thoáng qua trên Đường dây 1 
Sự ngắt của các máy cắt 120, 420, G1A và G1B được theo sau bởi sự 
tự đóng lại của 120 để đưa ra sự nạp đường dây chết của Đường dây 1. 
Máy cắt 420 tự đóng lại theo thứ tự, với một sự kiểm tra tính đồng bộ. 
Các máy cắt G1A, G1B tự đóng lại với một sự kiểm tra tính đồng bộ 
nếu cần thiết. 
12.3.2 Sự cố lâu dài trên Đường dây 1 
Máy cắt 120 cắt một lần nữa sau lần tự đóng lại đầu tiên và dao cách ly 
103 được tự động mở ra để cách ly sự cố đường dây. Các máy cắt 120, 
420, G1A và G1B sau đó tự đóng lại theo thứ tự như trên. 
12.3.3 Sự cố máy biến áp (máy biến áp cục bộ 1A) 
Sự tự động mở ra của dao cách ly 113A để cách ly máy biến áp sự cố 
theo sau sự cắt của các máy cắt 120, 420, G1A và G1B. 
Các máy cắt 120, 420 và G1B sau đó tự đóng lại theo thứ tự, và máy 
cắt G1A bị cô lập. 
12.3.4 Sự cố máy biến áp (máy biến áp từ xa) 
Đối với một sự cố máy biến áp từ xa, một tín hiệu ngắt liên động được 
nhận tại trạm cục bộ để cắt các máy cắt 120, 420, G1A và G1B và hạn 
chế sự tự đóng lại cho đến khi máy biến áp sự cố được cách ly tại trạm 
từ xa. Nếu sự ngắt liên động tiếp tục tồn tại kéo dài 60 giây thì nó được 
hiểu rằng sự cố không thể bị cách ly tại trạm từ xa. Dao cách ly 103 sau 
đó tự động mở ra và các máy cắt 120, 420, G1A và G1B được tự đóng 
lại theo thứ tự. 
12.3.5 Sự cố góc mắt lưới thoáng qua 
Bất kỳ sự cố nào bao phủ bởi vùng bảo vệ góc mắt lưới, thể hiện trên 
Hình 13.10, đều dẫn đến sự ngắt của các máy cắt 120, 420, G1A và 
G1B. Sau đó chúng được tự đóng lại theo thứ tự. 
Có thể có một số trường hợp mà sự tự đóng lại đối với sự cố kéo dài 
không được chấp nhận – rõ ràng nó không được biết đến như sự cải tiến 
 CHƯƠNG 13 – TỰ ĐÓNG LẠI 
NGUYỄN TRỌNG TUẤN – 41204295 38 
của tự đóng lại nếu sự cố là kéo dài hay không. Trong những trường 
hợp này, mô hình logic hạn chế sự tự đóng lại và khóa cô lập các máy 
cắt. 
12.3.6 Sự cố góc mắt lưới lâu dài 
Thứ tự mô tả trong mục 12.3.5 được theo dõi lúc ban đầu. Khi CB120 
được tự đóng lại, nó sẽ cắt một lần nữa bởi vì sự cố và khóa cô lập. Tại 
thời điểm này, logic hạn chế sự tự đóng lại của CB420, G1A và G1B 
và khóa cô lập các CB này. Dao cách ly đường dây 103 sẽ tự động mở 
ra để cách ly sự cố từ trạm từ xa.