Bảo vệ số lệch máy biến áp part3

Chia sẻ: Vanthi Bichtram | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:13

Thêm vào BST

Báo xấu

76
lượt xem 7
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Chân 1 và 7 nối đất, chân 2 (TD) là đ−ờng truyền dữ liệu theo một chiều tới thiết bị bên ngoài. Các tín hiệu tuần tự đ−ợc truyền từ đầu phát của bộ UART tới đầu vào đảo (-) của bộ KĐTT làm việc theo chế độ so sánh. Nếu tín hiệu hiện tại (-) là 5 V và cao hơn điện áp 1.5 V tại (+), điện áp đầu ra của bộ KĐTT sẽ là 12V, t−ơng ứng với mức logic 1.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bảo vệ số lệch máy biến áp part3

§å ¸n tèt nghiÖp TrÇn V¨n Quúnh - §iÖn 46 H×nh 1 - 8: Nguyªn lý lµm viÖc cña giao diÖn th«ng tin tuÇn tù Ch©n 1 vµ 7 nèi ®Êt, ch©n 2 (TD) lµ ®−êng truyÒn d÷ liÖu theo mét chiÒu tíi thiÕt bÞ bªn ngoµi. C¸c tÝn hiÖu tuÇn tù ®−îc truyÒn tõ ®Çu ph¸t cña bé UART tíi ®Çu vµo ®¶o (-) cña bé K§TT lµm viÖc theo chÕ ®é so s¸nh. NÕu tÝn hiÖu hiÖn t¹i (-) lµ 5 V vµ cao h¬n ®iÖn ¸p 1.5 V t¹i (+), ®iÖn ¸p ®Çu ra cña bé K§TT sÏ lµ - 12V, t−¬ng øng víi møc logic 1. NÕu tÝn hiÖu vµo t¹i (-) lµ 0 V vµ nhá h¬n ®iÖn ¸p t¹i (+), ®iÖn ¸p ®Çu ra cña bé K§TT sÏ lµ +12V, t−¬ng øng víi møc logic 0. Ch©n 3 (RD) lµ ®−êng nhËn d÷ liÖu cña ®Çu vµo tuÇn tù. C¸c tÝn hiÖu ngo¹i vi truyÒn tÝn hiÖu tíi r¬le qua ch©n nµy vµ ®ièt t¹o ng−ìng ®Õn ®Çu vµo ®¶o (-) cña bé Comparator. §Çu vµo kh«ng ®¶o cña nã ®−îc gi÷ ë 2V, khi ®iÖn ¸p v−ît qu¸ 2.5V ®ièt sÏ th«ng m¹ch, bé Comparator dÉn ®iÖn theo chiÒu tõ ®Çu ra tíi ®Çu vµo vµ ®iÖn ¸p ®Çu ra cña nã tôt xuèng 0V t−¬ng øng víi møc logic 0. Khi tÝn hiÖu ®Çu vµo nhá h¬n +2.5V, bé Comparator sÏ kh«ng dÉn ®iÖn, ®iÖn ¸p ë ®Çu ra lµ +5V t−¬ng øng víi møc logic 1. Khi tÝn hiÖu ®Çu vµo ®æi tr¹ng th¸i, ®Çu ra cña bé Comparator còng thay ®æi vµ lµm cho c¸c bit cña thanh ghi dÞch cung thay ®æi tõ D0 ®Õn D7. 27 Khoa C¬ §iÖn – Tr−êng §HNNI-Hµ Néi
§å ¸n tèt nghiÖp TrÇn V¨n Quúnh - §iÖn 46 Ch©n 8 (CD) lµ ch©n ph¸t hiÖn cê chµn, ch©n 6 (DSR) th«ng b¸o r¬le ®· ®Æt xong d÷ liÖu ®Ó göi, khi ®ã ch©n 20 (DTR) thiÕt bÞ ngo¹i vi sÏ göi tÝn hiÖu ng−îc th«ng b¸o r»ng nã s½n sµng nhËn th«ng tin tõ phÝa r¬le. Ch©n 5 (CTS) nhËn tÝn hiÖu truyÒn tõ thiÕt bÞ bªn ngoµi, ch©n 4(RTS) lµ n¬i mµ bé UART göi tÝn hiÖu ra cho thiÕt bÞ bªn ngoµi nh− M«®em yªu cÇu göi tÝn hiÖu ®i xa. C¸c ch©n kh¸c ®−îc sö dông tïy theo tõng tr−êng hîp cô thÓ. 8/ Ph−¬ng ph¸p so s¸nh trong r¬le sè Còng gièng nh− c¸c r¬le ®iÖn c¬, r¬le tÜnh trong r¬le sè còng thùc hiÖn phÐp so s¸nh c¸c ®¹i l−îng víi gi¸ trÞ ng−ìng. §èi víi c¸c r¬le sè kh«ng sö dông bé vi xö lý, thao t¸c nµy ®−îc thùc hiÖn b»ng s¬ ®å phÇn cøng. Thùc chÊt ®ã lµ lµ s¬ ®å so s¸nh hai sè c¬ sè 2 nhiÒu bit. C¸c ph−¬ng ph¸p phÇn mÒm ®−îc thùc hiÖn bëi bé vi xö lý còng ®−îc xem xÐt ë ®©y. 8.1/ Ph−¬ng ph¸p so s¸nh 2 ®¹i l−îng ®iÖn ë d¹ng c¬ sè 2 nhiÒu bÝt b»ng s¬ ®å phÇn cøng Mét ®¹i l−îng ®iÖn bÊt kú cã thÓ biÓu diÔn d−íi d¹ng c¬ sè 2 nhiÒu bit. Gi¶ sö ta cã 2 sè 1 bit A vµ B . §iÒu kiÖn b»ng nhau cña 2 sè A vµ B lµ tÊt c¶ c¸c ch÷ sè trong chóng ph¶i t−¬ng øng b»ng nhau. C¸c tr−êng hîp cã thÓ x¶y ra víi 2 sè A vµ B lµ: A > B, A < B, A = B. Gäi F1, F2, F3, lµ c¸c hµm ®Çu ra t−¬ng øng khi ®ã C¸c ph−¬ngsù thËt: ra: ta cã b¶ng tr×nh ®Çu F1 F2 F3 F1 = A.B A B A>B A
§å ¸n tèt nghiÖp TrÇn V¨n Quúnh - §iÖn 46 khi nµo bit cã träng sè cao b»ng nhau th× míi tiÕp tôc so s¸nh ®Õn bÝt cã träng sè thÊp h¬n. Trªn h×nh 1 - 10 giíi thiÖu s¬ ®å so s¸nh 2 sè nhiÒu bÝt A vµ B. Ban ®Çu gi¸ trÞ F3 cña c¸c phÇn tö so s¸nh b»ng 0, do ®ã c¸c gi¸ trÞ A2, B2, ..., An, Bn kh«ng truy nhËp ®−îc vµo bªn trong cña c¸c bé so s¸nh kÕ tiÕp. ChØ trong tr−êng hîp c¸c bit cao h¬n ®−îc so s¸nh ®· b»ng nhau råi th× tÝn hiÖu tõ F3 míi më cho bé so s¸nh bit thÊp h¬n lµm viÖc. PhÇn tö (HoÆc) ë ®Çu ra cho phÐp ghi nhËn tÊt c¶ c¸c ®Çu ra F1 cña bé so s¸nh. H×nh 1-10: S¬ ®å so s¸nh 2 sè nhiÒu bÝt Thùc chÊt ®©y lµ ph−¬ng ph¸p so s¸nh 2 ®¹i l−îng ®iÖn theo gi¸ trÞ tuyÖt ®èi, viÖc so s¸nh nµy ®−îc thùc hiÖn b»ng s¬ ®å phÇn cøng. 8.2/ Ph−¬ng ph¸p so s¸nh 2 ®¹i l−îng ®iÖn theo gi¸ trÞ gãc pha b»ng ph−¬ng ph¸p phÇn mÒm Nh− ta ®· biÕt trong r¬le c¶m øng, m«men quay t¹o ra bëi 2 ®¹i l−îng ®iÖn A vµ B x¸c ®Þnh bëi c«ng thøc: M q = k . A . B . sinϕ (1-2) víi: k: lµ hÖ sè tû lÖ ϕ : gãc lÖch pha gi÷a hai vÐc t¬ A vµ B. NÕu ta sö dông bé vi xö lý trong r¬le sè, ta còng cã thÓ t¹o ra ®¹i l−îng tû lÖ víi Mq theo c¸c gi¸ trÞ vÐc t¬ ®Çu vµo A vµ B. ThËt vËy, nÕu lÊy tÝch cña 2 sè phøc A vµ B : S = A.B * = (A x + jA y ).(B x − jB y) (1-3) = A x .B x + A y. .B y + j(A y. B x − A x .B y ) ë ®©y, dÊu “ * “ chØ sè phøc liªn hîp 29 Khoa C¬ §iÖn – Tr−êng §HNNI-Hµ Néi
§å ¸n tèt nghiÖp TrÇn V¨n Quúnh - §iÖn 46 Ax, Ay, Bx, By t−¬ng øng lµ c¸c phÇn tö thùc vµ ¶o cña c¸c vÐc t¬ A vµ B. gãc vÐc t¬ S còng lµ gãc cña vÐc t¬ A/B vµ lµ gãc mµ vÐc t¬ A v−ît tr−íc vÐc t¬ B, trong tr−êng hîp nµy b»ng ϕ . NÕu cho gãc cña vÐc t¬ B b»ng 0, ta cã: Bx = B ; By = 0 (1-4) A · = A . cosϕ ; A y = A . sinϕ khi ®ã: S = A . B . cosϕ + j A . B . sinϕ = P + jQ (1-5) Víi P = A . B . cosϕ ; Q = A . B .sinϕ C¸c ®¹i l−îng P vµ Q lµ c¸c bé so s¸nh pha hai ®Çu vµo. Bé so s¸nh P cã gi¸ trÞ cùc ®¹i khi A vµ B b»ng nhau vÒ gãc pha. Bé so s¸nh Q cã gi¸ trÞ cùc ®¹i khi 2 vÐc t¬ A vµ B lÖch nhau 900. §©y chÝnh lµ ®¹i l−îng tû lÖ víi m«men quay Mq nh− trong r¬le c¶m øng khi A vµ B lµ c¸c dßng. Trong r¬le sè, bé vi xö lý rÏ rµng nhí c¸c gi¸ trÞ P vµ Q tõ c¸c vÐc t¬ ®Çu vµo, x¸c ®Þnh dÊu cña chóng vµ xö lý chóng gièng nh− c¸c bé so s¸nh pha cña c¸c r¬le c¶m øng. §Ó hiÓu ®−îc sù lµm viÖc cña c¸c bé so s¸nh 2 ®Çu vµo P vµ Q, ta cÇn biÕn ®æi c¸c vÐc t¬ h×nh sin A vµ B thµnh c¸c gi¸ trÞ l«gic, sao cho A cã gi¸ trÞ l«gic 1 khi A > 0 vµ gi¸ trÞ l«gic 0 khi A < 0 (tøc A vµ A ). T−¬ng tù ta cã c¸c biÕn B vµ B . Cã thÓ rÔ rµng thÊy r»ng khi ®ã S cã thÓ cã 4 tr¹ng th¸i l«gic A.B; A.B; A.B; A.B . Tïy theo gi¸ trÞ ϕ lín h¬n 0 hay nhá h¬n 0 tøc A v−ît tr−íc B (0 < ϕ < 1800) hay A chËm sau B (0 > ϕ >1800) ta cã 2 tr×nh tù ghi gi¸ trÞ cña S theo sù biÕn thiªn cña thêi gian nh− sau: - NÕu A v−ît tr−íc B: A.B; A.B; A.B; A.B - NÕu A chËm sau B: A.B; A.B; A.B; A.B NÕu A v−ît tr−íc B th× A lu«n thay ®æi tr¹ng th¸i thµnh l«gic ng−îc víi B (thÝ dô A.B → A.B ), trong khi B lu«n thay ®æi tr¹ng th¸i thµnh l«gic gièng nh− víi A (thÝ dô A.B → A.B ) NÕu A chËm sau B th× A lu«n thay ®æi tr¹ng th¸i gièng víi B (thÝ dô A.B → A.B ), trong khi B lu«n thay ®æi tr¹ng th¸i thµnh ng−îc víi A (thÝ dô A.B → A.B ). 30 Khoa C¬ §iÖn – Tr−êng §HNNI-Hµ Néi
§å ¸n tèt nghiÖp TrÇn V¨n Quúnh - §iÖn 46 Dùa vµo quy tr×nh biÕn ®æi S kh¸c nhau trong c¸c tr−êng hîp ϕ lín h¬n hay nhá h¬n 0, phÇn mÒm xö lý trong r¬le sè sÏ x¸c ®Þnh h−íng cña c¸c vÐc t¬ A vµ B so víi nhau, ®Ó ra quyÕt ®Þnh ®iÒu khiÓn. Nguyªn lý nµy ®· ®−îc sö dông trong r¬lr ®Þnh h−íng c«ng suÊt dïng vi xö lý. 9/ C¸c bé phËn kh¸c cña r¬le sè 9.1/ C¸c bé nhí Trong r¬le sè, c¸c bé nhí th−êng chiÕm mét vïng nµo ®ã trong miÒm ®Þa chØ mµ bé vi xö lý qu¶n lý. Tïy theo tõng lo¹i r¬le mµ c¸c bé nhí kh¸c nhau ®−îc xö dông vµ víi c¸c ®Þa chØ kh¸c nhau. C¸c ch−¬ng tr×nh c¬ b¶n ®iÒu khiÓn sù lµm viÖc cña r¬le th−êng ®−îc chøa trong ROM hoÆc EPROM. ROM ®−îc sö dông trong tr−êng hîp r¬le ®−îc s¶n suÊt víi sè l−îng lín hoÆc nhµ chÕ t¹o cã c«ng nghÖ ghi th«ng tin vµo ROM hoµn thiÖn. NhiÒu nhµ chÕ t¹o r¬le chän sö dông EPROM cho môc ®Ých nµy khi s¶n xuÊt víi sè l−îng Ýt, ®¬n chiÕc v× tuy EPROM ®¾t h¬n nh−ng nã cho phÐp söa ch÷a c¸c ch−¬ng tr×nh ®· ghi trong nã. Th«ng sè chØnh ®Þnh cña b¶o vÖ vµ th«ng tin vÒ hÖ thèng ®iÖn ®−îc l−u tr÷ trong DRAM kiÓu CMOS (dïng nguån riªng) hoÆc trong EEPROM hoÆc c¶ 2. C¸c bé RAM ®éng hay cßn gäi lµ RAM kh«ng bay h¬i (NVRAM) cã −u ®iÓm lµ tèc ®é ghi th«ng tin nhanh song sÏ lµm viÖc trôc trÆc nÕu v× nguyªn nh©n nµo ®ã pin nu«i chóng bÞ sù cè. V× vËy, th−êng th× ng−êi ta ghi c¸c th«ng tin nµy vµo trong bé nhí EEPROM. Khi r¬le bÞ mÊt nguån nu«i, th«ng tin trong chóng vÉn kh«ng bÞ mÊt ®i. C¸c v¨n b¶n sù kiÖn vµ th«ng tin vÒ sù cè ®−îc l−u tr÷ trong bé nhí DRAM v× tèc ®é ghi nhí nhanh cña chóng. T¹i ®©y còng l−u gi÷ th«ng tin vÒ c¸c giao ®éng ®iÖn, c¸c nhiÔu lo¹n, c¸c lÞch tr×nh lµm viÖccña r¬le theo thêi gian, c¸c th«ng tin kh¸c vÒ n¬i ®Æt b¶o vÖ vv... c¸c d÷ liÖu th«ng tin ®o l−êng, c¸c kÕt qu¶ tÝnh to¸n trung gian ®−îc l−u gi÷ trong c¸c bé nhí RAM (SRAM hay DRAM) dïng nguån cung cÊp cña r¬le. T¹i ®©y còng l−u gi÷ th«ng tin vÒ ngµy th¸ng, thêi gian thùc. C¸c gi÷ liÖu nµy sÏ bÞ xãa nÕu r¬le bÞ mÇt nguån cung cÊp. Ng−êi vËn hµnh cã thÓ truy xuÊt v¨n b¶n sù kiÖn tõ xa, c¨n cø vµo ngµy th¸ng ghi trªn ®ã ®Ó biÕt t×nh tr¹ng lµm viÖc cña r¬le. 9.2/ Giao diÖn víi ng−êi sö dông T¹i ®©y th−êng ®Æt mµn h×nh hiÓn thÞ th«ng tin, bµn phÝm, c¸c ®Ìn LED b¸o hiÖu vµ mét vµi cæng th«ng tin tuÇn tù hay song song. TÊt c¶ c¸c bé phËn nµy ®−îc ®Æt trªn cïng mét tÊm ®Õ vµ ®−îc nèi víi c¸c bé phËn bªn trong r¬le qua c¸c d©y dÉn mÒm kiÓu d¶i b¨ng cho phÐp tÊm ®Ð cã thÓ quay dÔ dµng. 31 Khoa C¬ §iÖn – Tr−êng §HNNI-Hµ Néi
§å ¸n tèt nghiÖp TrÇn V¨n Quúnh - §iÖn 46 Mµn h×nh ®−îc sö dông th−êng lµ lo¹i mµn h×nh tinh thÓ láng LCD, cã mét hay vµi hµng ch÷. Mµn h×nh kiÓu ®ièt ph¸t quang Ýt ®−îc sö dông. ChÕ ®é lµm viÖc lµ kiÓu v¨n b¶n cho phÐp hiÓn thÞ ch÷ c¸i vµ sè. Tuy nhiªn, trong mét sè thiÕt bÞ c«ng nghÖ míi nhÊt ®· sö dông mµn h×nh réng h¬n, víi chÕ ®é ®å häa cã kh¶ n¨ng hiÓn thÞ th«ng tin t¹i chç m¹nh h¬n (nh− r¬le 7SJ531 cña Siemens). PhÝa sau mµn h×nh th−êng cã c¸c vi m¹ch cã chøc n¨ng gi¶i m· th«ng tin tõ bé vi xö lý thµnh m· mµn h×nh vµ bé ROM ký tù mµn h×nh, th«ng tin ®−îc truyÒn th−êng ë d¹ng song song. Trong r¬le sè th× sè l−îng phÝm Ên kh«ng nhiÒu nªn th−êng kh«ng cã sö dông lo¹i bµn phÝm m· hãa theo ASCII. Tïy theo tõng lo¹i r¬le , th−êng cã c¸c phÝm sau ®−îc sö dông: - C¸c phÝm hiÓn thÞ th«ng tin ®o l−êng nh− dßng, ¸p, cos , tÇn sè, vv... - C¸c phÝm hiÓn thÞ th«ng tin tr¹ng th¸i - C¸c phÝm ®Æt tham sè chØnh ®Þnh cho r¬le - C¸c phÝm gi¶i trõ ®Ìn LED hay r¬le (reset) vv... - PhÝm ghi th«ng tin c¸c sù cè gÇn nhÊt (fault) 9.3/ KÕt cÊu l¾p gi¸p Trong r¬le, c¸c chøc n¨ng chÝnh ®−îc chÕ t¹o trªn c¸c b¶n m¹ch riªng biÖt t¹o thµnh c¸c m«®un. Tïy theo tõng lo¹i r¬le cã thÓ cã c¸c m«®un sau: - M«®un nguån nu«i - M«®un tÝn hiÖu vµo - M«®un bé vi xö lý - Giao diÖn víi ng−êi sö dông M«®un nguån th−êng ®−îc chÕ t¹o ®éc lËp vµ ®−îc che ch¾n nhiÔu cÈn thËn v× ®©y lµ nguån ph¸t sinh nhiÔu m¹nh. §«i khi m«®un vµo vµ ra tÝn hiÖu ®−îc chÕ t¹o chung trªn mét b¶n m¹ch. T−¬ng tù nh− vËy ®«i khi m«®un th«ng tin trong c¸c r¬le míi hiÖn nay chØ lµ b¶n m¹ch nhá g¾n trªn m«®un kh¸c. C¸c b¶n m¹ch ®−îc b¾t vÝt vµo khung kim lo¹i vµ ®−îc nèi víi nhau qua d©y dÉn mÒm vµ c¸c gi¾c c¾m nhiÒu ch©n cho phÐp cã thÓ t¸ch c¸c m«®un dÔ dµng khi söa ch÷a. Cã thÓ cã mét vµi mµn ch¾n nhiÔu b»ng nh«m hay phÝp phñ ®ång ®−îc sö dông, ®Æc biÖt víi m«®un chøa bé vi xö lý. 32 Khoa C¬ §iÖn – Tr−êng §HNNI-Hµ Néi
§å ¸n tèt nghiÖp TrÇn V¨n Quúnh - §iÖn 46 Ch−¬ng 2 B¶o vÖ m¸y biÕn ¸p ®éng lùc 1/ C¸c d¹ng sù cè trong m¸y biÕn ¸p. 1.1/ Ng¾n m¹ch nhiÒu pha trong cuén d©y MBA. Ng¾n m¹ch nhiÒu pha trong cuén d©y MBA cã thÓ x¶y do qu¸ ®iÖn ¸p khÝ quyÓn hoÆc do c¸ch ®iÖn bÞ giµ cçi. Dßng sù cè ch¹y trong m¹ch vßng bÞ chËp cã thÓ cã trÞ sè lín gÊp nhiÒu lÇn dßng ®Þnh møc cña MBA, tïy theo sè vßng d©y bÞ chËp nh− h×nh vÏ 2 - 1. Dßng ®iÖn nµy t¹o ra nh÷ng xung lùc lín x« ®Èy c¸c vßng d©y MBA vµ trong nhiÒu tr−êng hîp cã thÓ ph¸ hñy cuén d©y. H×nh 2 - 1: Ng¾n m¹ch nhiÒu pha trong cuén d©y m¸y biÕn ¸p 1.2/ Ng¾n m¹ch mét pha ch¹m ®Êt. Dßng ®iÖn ng¾n m¹ch mét pha lín hay nhá phô thuéc vµo tæng trë cña ®iÓm trung tÝnh MBA víi ®Êt, tæ nèi d©y vµ kho¶ng c¸ch tõ chç ch¹m ®Êt tíi ®iÓm trung tÝnh. Dßng ®iÖn ch¹m ®Êt mét pha b»ng: Ud Ix = ( 2-1) 3Z x Trong ®ã Ix: Lµ dßng ®iÖn ch¹m ®Êt mét pha c¸ch trung tÝnh mét kho¶ng x. Zx: Lµ tæng trë m¹ch vßng bao gåm ®iÖn trë trung tÝnh Zd, ®iÖn trë tõ chç ch¹m ®Êt tíi cäc nèi ®Êt. H×nh 2 - 2: Ng¾n m¹ch mét pha ch¹m ®Êt. 33 Khoa C¬ §iÖn – Tr−êng §HNNI-Hµ Néi
§å ¸n tèt nghiÖp TrÇn V¨n Quúnh - §iÖn 46 Dßng ®iÖn sù cè s¬ cÊp t−¬ng øng: Ud I s = 3K * I x = K (2-2) Zx Trong ®ã K: Lµ tû sè biÕn ®æi cña MBA. NÕu x% lµ sè phÇn tr¨m tÝnh tõ chç bÞ ng¾n m¹ch víi ®Êt tíi ®iÓm trung tÝnh cña MBA, ta cã : Ud =x%*UP (2-3) UP: Lµ ®iÖn ¸p pha cña ®−êng d©y. Khi ®ã: * x% *U K = P (2-4) I x Zx Th«ng th−êng ®iÖn trë t¹i chç ch¹m ®Êt vµ ®iÖn trë tõ chç ng¾n m¹ch tíi cäc nèi ®Êt rÊt nhá. Trong tÝnh to¸n gÇn ®óng cã thÓ lÊy: Zx = Zd. D−íi ®©y lµ ®å thÞ quan hÖ gi÷a dßng ®iÖn sù cè theo vÞ trÝ ®iÓm ng¾n m¹ch cho hai tr−êng hîp. • Cho m¸y biÕn ¸p cã trung tÝnh nèi ®Êt trùc tiÕp. H×nh 2 - 3: §å thÞ dßng ®iÖn sù cè. Nh×n vµo ®å thÞ ta thÊy ë 40 ®Õn 50% cuén d©y th× tû träng ®iÖn kh¸ng cuén d©y lµ lín nhÊt, do ®ã dßng ®iÖn sù cè nhá nhÊt. Khi ®iÓm sù cè dÞch chuyÓn xa ®iÓm trung tÝnh tíi ®Çu cùc MBA, dßng sù cè ®¹t cùc ®¹i. Tr−êng hîp trªn vÏ cho m¸y biÕn ¸p cã uk=10%, c«ng suÊt nguån v« cïng lín. • Tr−êng hîp m¸y biÕn ¸p cã trung tÝnh c¸ch ly. Nh×n vµo ®å thÞ ta thÊy, khi kh«ng cã ch¹m ®Êt th× dßng ®iÖn ®i qua cuén d©y lµ dßng ®iÖn chung cña 3 pha víi ®Êt. Do phÝa s¬ cÊp nèi tam gi¸c nªn dßng ®iÖn IS kh«ng cã. Sau ®ã x¶y ra ch¹m ®Êt mét pha lµm cho dßng ®iÖn ch¹m ®Êt cña pha ®ã gi¶m ®i , nh−ng ®iÖn ¸p ë hai pha cßn l¹i t¨ng so víi ®Êt tíi ®Çu cùc m¸y biÕn ¸p. 34 Khoa C¬ §iÖn – Tr−êng §HNNI-Hµ Néi
§å ¸n tèt nghiÖp TrÇn V¨n Quúnh - §iÖn 46 H×nh 2 - 4: §å thÞ dßng ng¾n m¹ch 1 pha ch¹m ®Êt khi m¸y biÕn ¸p trung tÝnh c¸ch ®iÖn. 1.3/ Ng¾n m¹ch gi÷a c¸c vßng d©y cña cïng mét cuén d©y MBA. Trong tr−êng hîp nµy dßng ®iÖn t¹i chç ng¾n m¹ch rÊt lín v× mét sè vßng d©y bÞ nèi ng¾n m¹ch, dßng ®iÖn nµy ph¸t nãng t¹i chç, ®èt nãng c¸ch ®iÖn cuén d©y vµ dÇu MBA, nh−ng dßng ®iÖn tõ nguån tíi MBA (IS) cã thÓ vÉn nhá kh«ng ®ñ cho b¶o vÖ r¬le t¸c ®éng. Trong tr−êng hîp nµy th−êng r¬le h¬i t¸c ®éng c¾t m¸y biÕn ¸p ra khái l−íi ®iÖn. H×nh 2 - 5: Ng¾n m¹ch gi÷a c¸c vßng d©y cña cïng mét cuén d©y MBA - C¸ch ®iÖn gi÷a c¸c l¸ thÐp cña lâi tõ tõ bÞ ph¸ hñy, trong lâi tõ xuÊt hiÖn dßng ®iÖn xo¸y lín, ®èt nãng lâi tõ, lµm cho nhiÖt ®é dÇu m¸y biÕn ¸p t¨ng cao qu¸ møc cho phÐp. Trong tr−êng hîp nµy r¬le nhiÖt ®é hoÆc r¬le h¬i cña MBA sÏ t¸c ®éng. - Thïng dÇu MBA bÞ thñng, dÉn ®Õn m¸y biÕn ¸p c¹n dÇu. Trong tr−êng hîp nµy r¬le h¬i sÏ t¸c ®éng. - Vì sø ®Çu ra m¸y biÕn ¸p dÉn ®Õn ng¾n m¹ch trªn ®Çu cùc cña MBA. 1.4/ Nh÷ng h− háng vµ chÕ ®é lµm viÖc kh«ng b×nh th−êng bªn ngoµi m¸y biÕn ¸p. Khi x¶y ra ng¾n m¹ch phÝa ®−êng d©y mµ m¸y biÕn ¸p cung cÊp (ng¾n m¹ch nhiÒu pha víi nhau, ng¾n m¹ch mét pha) hoÆc dßng ®iÖn phô t¶i t¨ng qu¸ cao dÉn ®Õn m¸y biÕn ¸p bÞ qu¸ t¶i. Khi m¸y biÕn ¸p bÞ qu¸ t¶i lµm cho cuén d©y m¸y biÕn ¸p ph¸t nãng qu¸ møc cho phÐp cã thÓ lµm s«i dÇu m¸y biÕn ¸p. 35 Khoa C¬ §iÖn – Tr−êng §HNNI-Hµ Néi
§å ¸n tèt nghiÖp TrÇn V¨n Quúnh - §iÖn 46 C¹n dÇu m¸y biÕn ¸p do nhiÖt ®é thay ®æi ®ét ngét hoÆc dß rØ l©u ngµy, tïy theo c«ng suÊt m¸y biÕn ¸p, vÞ trÝ, vai trß cña m¸y trong hÖ thèng mµ ng−êi ta chän c¸c ph−¬ng thøc b¶o vÖ thÝch hîp cho m¸y biÕn ¸p. Nh÷ng lo¹i b¶o vÖ th−êng dïng ®Ó chèng c¸c lo¹i sù cè vµ chÕ dé lµm viÖc kh«ng b×nh th−êng ®−îc giíi thiÖu trong b¶ng 2 - 1. B¶ng 2 - 1: C¸c lo¹i b¶o vÖ th−êng dông cho m¸y biÕn ¸p Lo¹i h− háng Lo¹i b¶o vÖ - Ng¾n m¹ch mét pha hoÆc nhiÒu pha - So lÖch cã h·m (b¶o vÖ chÝnh) ch¹m ®Êt. - Kho¶ng c¸ch (b¶o vÖ dù phßng) - Qu¸ dßng cã thêi gian (chÝnh hoÆc dù phßng tïy theo c«ng suÊt cña m¸y) - Qu¸ dßng thø tù kh«ng - Ch¹m chËp c¸c vßng d©y, thïng dÇu - R¬le khÝ (BUCHHOLZ) thñng hoÆc bÞ rß dÇu. - Qu¸ t¶i - Qu¸ dßng ®iÖn - H×nh ¶nh nhiÖt - Qu¸ b·o hßa m¹ch tõ - Chèng qu¸ b·o hßa 2/C¸c ph−¬ng ¸n b¶o vÖ m¸y biÕn ¸p 2.1/ B¶o vÖ ng¾n m¹ch Khi x¶y ra ng¾n m¹ch ngoµi lµm cho dßng ®iÖn ng¾n m¹ch t¨ng qu¸ cao dÉn ®Õn m¸y biÕn ¸p bÞ qu¸ t¶i. §Ó ng¨n ngõa hiÖn t−îng nµy ng−êi ta sö dông mét trong c¸c biÖn ph¸p b¶o vÖ sau. 2.1.1/ Dïng b¶o vÖ so lÖch cã h·m Kh¸c víi b¶o vÖ so lÖch cña m¸y ph¸t ®iÖn, dßng ®iÖn s¬ cÊp ë hai hoÆc nhiÒu phÝa cña m¸y biÕn ¸p th−êng kh¸c nhau vÒ trÞ sè (tïy theo tû sè ®æi ®iÖn ¸p c¸c phÝa) vµ vÒ gãc pha (theo tæ ®Êu d©y: YN/Y0; YN/d11; Y/d5 vv...). V× vËy ®Ó c©n b»ng dßng ®iÖn thø cÊp ë c¸c phÝa cña b¶o vÖ so lÖch trong chÕ ®é lµm viÖc b×nh th−êng, ng−êi ta sö dông m¸y biÕn dßng trung gian BIG nh− h×nh vÏ 2 - 6, cã tæ ®Êu d©y phï hîp víi tæ ®Êu d©y cña m¸y biÕn ¸p vµ tû sè biÕn ®æi ®−îc chän sao cho c¸c dßng ®iÖn ®−a vµo so s¸nh trong r¬le so lÖch cã trÞ sè gÇn b»ng nhau. 36 Khoa C¬ §iÖn – Tr−êng §HNNI-Hµ Néi
§å ¸n tèt nghiÖp TrÇn V¨n Quúnh - §iÖn 46 Mét ®Æc ®iÓm kh¸c cña b¶o vÖ so lÖch m¸y biÕn ¸p lµ dßng ®iÖn tõ hãa cña m¸y biÕn ¸p sÏ t¹o nªn dßng ®iÖn kh«ng c©n b»ng ch¹y qua r¬le. TrÞ sè qu¸ ®é cña dßng ®iÖn kh«ng c©n b»ng nµy cã thÓ rÊt lín trong chÕ ®é ®ãng m¸y biÕn ¸p kh«ng t¶i hoÆc bÞ c¾t ng¾n m¹ch. V× vËy, ®Ó h·m b¶o vÖ so lÖch cña m¸y biÕn ¸p ng−êi ta sö dông dßng ®iÖn tõ hãa cña biÕn ¸p. H×nh 2 - 6: C©n b»ng pha vµ trÞ sè dßng ®iÖn thø cÊp trong b¶o vÖ so lÖch m¸y biÕn ¸p 2 vµ 3 cuén d©y b»ng m¸y biÕn dßng trung gian Ngoµi ra, tïy theo tæ ®Êu d©y cña m¸y biÕn ¸p ®−îc b¶o vÖ cÇn sö dông c¸c biÖn ph¸p ®Ó lo¹i trõ ¶nh h−ëng cña dßng ®iÖn thø tù kh«ng khi trung ®iÓm cña cuén d©y m¸y biÕn ¸p nèi ®Êt vµ cã ng¾n m¹ch ch¹m ®©t x¶y ra trong hÖ thèng. GÇn ®©y, trong c¸c r¬le hiÖn ®¹i ng−êi ta cã thÓ thùc hiÖn viÖc c©n b»ng pha vµ trÞ sè dßng ®iÖn thø cÊp ë c¸c phÝa cña m¸y biÕn ¸p ngay trong r¬le so lÖch. Trªn h×nh 2 - 7, tr×nh bµy s¬ ®å nguyªn lý cña b¶o vÖ so lÖch cã h·m dïng chop m¸y biÕn ¸p 3 cuén d©y. lÖch cã h·m dïng cho MBA 3 cuén d©y H×nh 2 - 7: S¬ ®å nguyªn lý b¶o vÖ so 37 Khoa C¬ §iÖn – Tr−êng §HNNI-Hµ Néi
§å ¸n tèt nghiÖp TrÇn V¨n Quúnh - §iÖn 46 HM - h·m theo thµnh phÇn hµi bËc 2 trong dßng ®iÖn tõ hãa MBA. Gi¶ sö phÝa cuén 1 cña m¸y biÕn ¸p nèi víi nguån cung cÊp, phÝa cuén d©y 2 vµ 3 nèi víi phô t¶i. Khi bá qua dßng ®iÖn kÝch tõ cña m¸y biÕn ¸p, trong chÕ ®é lµm viÖc b×nh th−êng ta cã: I 1 = I2 + I 3 (2-5) Dßng ®iÖn ®i vµo cuén d©y lµm viÖc b»ng: Ilv = IT1- (IT2 + IT3) (2-6) C¸c dßng ®iÖn h·m: Ih1 = IT2 + IT3 (2-7) Ih2 = IT3 (2-8) C¸c dßng ®iÖn h·m ®−îc céng víi nhau theo trÞ sè tuyÖt ®èi ®Ó t¹o nªn hiÖu øng h·m theo quan hÖ: I h = ( I T1 + I T2 + I T3 ) K h (2-9) Trong ®ã: Kh ≤ 0.5 lµ hÖ sè h·m cña b¶o vÖ so lÖch. Ngoµi ra ®Ó ng¨n ngõa t¸c ®éng sai do ¶nh h−ëng cña dßng ®iÖn tõ hãa khi ®ãng m¸y biÕn ¸p kh«ng t¶i vµ khi c¾t ng¾n m¹ch ngoµi, b¶o vÖ cßn ®−îc h·m b»ng thµnh phÇn hµi bËc 2 trong dßng ®iÖn tõ hãa IHM. §Ó ®¶m b¶o t¸c ®éng h·m khi cã ng¾n m¹ch ngoµi vïng b¶o vÖ cÇn thùc hiÖn ®iÒu kiÖn: I h > I lv (2-10) 2.1.2/ Sö dông cÇu ch×. Víi nh÷ng m¸y biÕn ¸p kh«ng cã m¸y c¾t ®iÖn, ®Ó b¶o vÖ cho m¸y biÕn ¸p chØ cã thÓ ®Æt cÇu ch×. B¶ng 2 - 2 nªu ra mét sè th«ng sè cña cÇu ch× dïng cho m¸y biÕn ¸p ë ®iÖn ¸p 11Kv. B¶ng 2 - 2: Th«ng så cÇu ch× cho m¸y biÕn ¸p 11Kv C«ng suÊt m¸y biÕn ¸p CÇu ch× S (KVA) I (A) Dßng ®iÖn ®Þnh Thêi gian c¾t (s) ë møc c«ng suÊt 3xS 100 5.25 16 3 200 10.5 25 3 300 15.8 36 10 500 26.2 50 20 1000 52.5 90 30 38 Khoa C¬ §iÖn – Tr−êng §HNNI-Hµ Néi
§å ¸n tèt nghiÖp TrÇn V¨n Quúnh - §iÖn 46 2.1.3/ Sö dông r¬le qu¸ dßng. §èi víi m¸y biÕn ¸p cã m¸y c¾t ®iÖn dïng b¶o vÖ qu¸ dßng cã ®Æc tÝnh thêi gian hai cÊp. Nã ®−îc dïng lµm b¶o vÖ chÝnh cho m¸y biÕn ¸p cã c«ng suÊt bÐ vµ lµm b¶o vÖ dù phßng cho m¸y biÕn ¸p cã c«ng suÊt trung b×nh vµ lín ®Ó chèng ng¾n m¹ch bªn trong vµ bªn ngoµi cho m¸y biÕn ¸p. Víi m¸y biÕn ¸p 2 cuén d©y dïng mét bé b¶o vÖ ®Æt ë phÝa nguån cung cÊp, cßn víi m¸y biÕn ¸p nhiÒu cuén d©y th−êng mçi phÝa ®Æt mét bé. NÕu m¸y biÕn ¸p nhiÒu cuén d©y nèi víi nguån tõ nhiÒu phÝa th× cÇn ®Æt bé phËn ®Þnh h−íng c«ng suÊt ë phÝa nèi víi nguån cã thêi gian t¸c ®éng bÐ h¬n. H×nh 2 - 8: B¶o vÖ qu¸ dßng ®iÖn cho MBA cã ®Æc tÝnh thêi gian 2 cÊp. • CÊp c¾t nhanh. Dßng ®iÖn khëi ®éng cña b¶o vÖ: Ik® = Kat. Ingoµi max (2-11) Trong ®ã: Ingoµi max: Lµ dßng ®iÖn ng¾n m¹ch ngoµi cùc ®¹i tÝnh ë ®iÓm N1 Kat:HÖ sè an toµn lÊy b»ng 1.3-1.4. §é nh¹y cña b¶o vÖ ®−îc kiÓm tra khi ng¾n m¹ch 2 pha ë chÕ ®é cùc tiÓu, ®iÓm ng¾n m¹ch N2 tháa m·n ®iÒu kiÖn sau: I N min Knh= (2-12) I kd Thêi gian t¸c ®éng cña b¶o vÖ: tt® = 0. • CÊp cã thêi gian. Dßng ®iÖn khëi ®éng. Ik® = Kat.Ilv max (2-13) Trong ®ã: Kat: HÖ sè an toµn lÊy b»ng 1.05 - 1.4, trÞ sè nhá t−¬ng øng cho tÝn hiÖu qu¸ t¶i, trÞ sè lín t−¬ng øng trong ®iÒu kiÖn hai m¸y lµm viÖc song song, mét m¸y bÞ c¾t ra. Ilv max: Lµ dßng ®iÖn cùc ®¹i ®i qua m¸y biÕn ¸p. Trong ®iÒu kiÖn kh«ng biÕt dßng ®iÖn cùc ®¹i cã thÓ lÊy b»ng I®mBA (I®mBA : dßng ®Þnh møc m¸y biÕn ¸p). Thêi gian t¸c ®éng cña b¶o vÖ: 39 Khoa C¬ §iÖn – Tr−êng §HNNI-Hµ Néi