Máy biến áp được bảo vệ như thế nào

Đối với máy biến áp có cuộn dây điện áp cao lớn hơn 1000 V bảo vệ rơle chống lại các loại hư hỏng sau và chế độ vận hành không bình thường:

1) sự cố nhiều pha trong cuộn dây và các đầu nối của chúng,

2) hư hỏng bên trong (đoản mạch trong cuộn dây và "cháy thép" của mạch từ),

3) sự cố chạm đất một pha,

4) quá dòng trong cuộn dây do ngắn mạch bên ngoài,

5) quá dòng trong cuộn dây do quá tải (nếu có thể),

6) giảm mức dầu.

Khi thực hiện bảo vệ máy biến áp, cần tính đến một số đặc điểm hoạt động bình thường của nó: dòng điện từ hóa khi cấp điện cho máy biến áp, ảnh hưởng của tỷ số biến đổi và các mạch nối của cuộn dây máy biến áp.

Để bảo vệ chống sự cố nhiều pha trong cuộn dây và đầu cực của máy biến áp công suất 6300 kVA trở lên, hoạt động độc lập, công suất 4000 kVA trở lên, hoạt động song song và công suất 1000 kVA trở lên, nếu ngắt hiện tại không cung cấp độ nhạy cần thiết, bảo vệ quá dòng có thời gian trễ hơn 0,5 giây và không có bảo vệ khí, bảo vệ so lệch dọc với dòng tuần hoàn hoạt động ở ngắt kết nối công tắc máy biến áp điện không có thời gian trễ.

Đặc điểm của bảo vệ so lệch máy biến áp so với bảo vệ so lệch máy phát điện, đường dây v.v. là sự không đồng đều của dòng điện sơ cấp của các cuộn dây khác nhau của máy biến áp và sự không phù hợp của chúng trong trường hợp chung về pha.

Để bù cho sự lệch pha của dòng điện cuộn thứ cấp của máy biến dòng, được lắp đặt từ ngôi sao của máy biến áp điện được kết nối theo hình tam giác và cuộn dây thứ cấp của máy biến dòng được lắp đặt ở phía tam giác của máy biến áp điện được kết nối theo hình sao. Việc bù lại sự bất bình đẳng của các dòng sơ cấp đạt được bằng cách lựa chọn chính xác các tỷ số biến đổi của các máy biến dòng.

Khi không thể chọn tỷ số biến dòng của máy biến dòng sao cho chênh lệch dòng điện thứ cấp trong nhánh của bảo vệ so lệch nhỏ hơn 10% (vì máy biến dòng có giá trị tiêu chuẩn của tỷ số biến đổi), khi thực hiện bảo vệ, rơle vi sai loại RNT được sử dụng để bù cho sự bất bình đẳng của dòng điện, ít thường xuyên cân bằng máy biến áp và máy biến áp tự ngẫu.

Nếu bảo vệ so lệch dọc không được cung cấp (theo quy định, đối với máy biến áp vận hành đơn lẻ có công suất dưới 6300 kVA và đối với máy biến áp vận hành song song có công suất dưới 4000 kVA), thì trong những trường hợp này, dòng điện sẽ bị gián đoạn mà không có thời gian trễ bao phủ một phần của cuộn dây máy biến áp.

Bảo vệ so lệch dọc được sử dụng trong vận hành và dự phòng máy biến áp phục vụ nhu cầu phụ của nhà máy nhiệt điện; cho phép mất điện ở công suất 4000 kVA.

Sơ đồ đơn giản nhất để thực hiện bảo vệ so lệch dọc là ngắt dòng so lệch, được sử dụng trong trường hợp đáp ứng các yêu cầu về độ nhạy. Nếu điều kiện này không được đáp ứng, rơle loại RNT được sử dụng trong bảo vệ so lệch dọc.

Rơle RNT có máy biến áp bão hòa (NT), giúp giảm dòng điện do dòng điện khởi động từ hóa và dòng điện không cân bằng xảy ra trong quá trình chuyển tiếp tại ngắn mạch bên ngoàivà bù cho sự không đều của dòng thứ cấp của máy biến dòng.

Máy biến áp được điều khiển bằng điện áp tải hoặc máy biến áp nhiều cuộn dây có nhiều cuộn dây cung cấp, khi do dòng điện không cân bằng cao trong rơle khi ngắn mạch bên ngoài, bảo vệ với máy biến áp bão hòa không cung cấp độ nhạy cần thiết, bảo vệ so lệch được cung cấp khi dừng và lắp đặt Rơle loại DZT hoặc thay thế chúng.

Việc bảo vệ được tính toán trước cho trường hợp sử dụng rơle không dừng. Nếu nó không đủ độ nhạy, hãy sử dụng rơle có số lượng cuộn dây phanh tối thiểu để cung cấp độ nhạy cần thiết. Dòng điện làm việc của bảo vệ so lệch dọc phải được phân biệt với dòng điện từ hóa và dòng điện không cân bằng.

Bảo vệ máy biến áp khỏi hư hỏng bên trong

Để bảo vệ chống hư hỏng bên trong (hư hỏng cuộn dây kèm theo thoát khí) và chống giảm mức dầu của máy biến áp có công suất từ ​​​​6300 kVA trở lên, cũng như máy biến áp có công suất 1000 - 4000 kVA không có vi sai bảo vệ hoặc gián đoạn, và nếu bảo vệ quá dòng có thời gian trễ từ 1 giây trở lên, bảo vệ khí được áp dụng với tác động lên tín hiệu ở mức thấp và tắt máy khi hình thành khí mạnh... Việc sử dụng bảo vệ khí là bắt buộc đối với máy biến áp bên trong có công suất từ ​​​​630 kVA trở lên, bất kể sự hiện diện của các biện pháp bảo vệ tác động nhanh khác.

Bảo vệ khí được lắp đặt trên máy biến áp, máy biến áp tự ngẫu và lò phản ứng làm mát bằng dầu có thiết bị giãn nở và được thực hiện bằng cách sử dụng rơle khí phao, cánh khuấy và cốc. Bảo vệ khí là biện pháp bảo vệ duy nhất của máy biến áp chống lại hiện tượng "cháy thép" của mạch từ, xảy ra khi lớp cách điện giữa các lá thép bị đứt.

Bảo vệ khí được cho phép đối với cả tín hiệu khí thấp và cao trên các máy biến áp ngắt hoặc được bảo vệ khác biệt, không có công tắc và trong xưởng trong nhà có công suất định mức từ 1600 kVA trở xuống với bảo vệ ngắn mạch phía nguồn.

Bảo vệ máy biến áp khỏi sự cố chạm đất một pha

Để bảo vệ chống sự cố chạm đất một pha của máy biến áp tăng áp có công suất từ ​​1000 kVA trở lên được kết nối với mạng có dòng điện chạm đất cao, cũng như máy biến áp giảm áp có trung tính nối đất, bảo vệ thứ tự không tối đa chống lại trái đất bên ngoài dòng điện sự cố được cung cấp, hoạt động trên bộ kích hoạt.

Do việc sử dụng rộng rãi các máy biến áp 6 — 10 / 0,4 — 0,23 kV với sơ đồ kết nối sao tam giác, với trung tính nối đất chắc chắn ở phía 0,4 kV, trong đó điện kháng và điện trở hoạt động của dãy 0 bằng với điện trở của thứ tự thuận, dòng điện ngắn mạch một pha phía 0,4 kV sẽ bằng dòng điện ngắn mạch ba pha trong thời gian ngắn mạch tại hoặc gần các đầu nối của máy biến áp.

Ở các dòng điện này, bảo vệ dòng điện tối đa được lắp đặt ở phía HV có thể hoạt động với đủ độ nhạy và cho phép không lắp đặt bảo vệ ở phần trung tính của máy biến áp, chỉ để bảo vệ máy biến áp bằng sơ đồ khối cơ bản của máy biến áp cùng với kênh xe buýt… Dòng điện tác động của rơle bảo vệ chống ngắn mạch một pha của máy biến áp ngắn mạch phía 0,4 kV (bảo vệ được nối với máy biến dòng trong dây đạn ở phần trung tính của máy biến áp) phải dùng để nối các cuộn dây:

trong đó kn-hệ số tin cậy bằng 1,15-1,25; kn là hệ số có tính đến quá tải và bằng 1,3 đối với máy biến áp dầu và 1,4 đối với máy biến áp khô khi không có dữ liệu thiết kế, hệ số hồi tiếp của rơle là bao nhiêu, hệ số biến đổi của máy biến dòng ở đâu, Aznominal t — danh nghĩa dòng điện của máy biến áp.

Trong các mạng có dòng điện chạm đất thấp, bảo vệ chống lại các sự cố chạm đất một pha có tác động vấp được lắp đặt trên máy biến áp, nếu có sẵn bảo vệ như vậy trong mạng.

Bảo vệ máy biến áp khỏi quá dòng trong cuộn dây do ngắn mạch bên ngoài

Để bảo vệ máy biến áp giảm áp chống lại dòng điện do ngắn mạch bên ngoài gây ra, bảo vệ quá tải được cung cấp mà không ngắt hoặc khởi động từ rơle thấp áp hoạt động để mở máy cắt. Do độ nhạy thấp, bảo vệ quá dòng không khởi động từ rơle hạ áp chỉ được sử dụng trên các máy biến áp có công suất đến 1000 kVA.

Để bảo vệ máy biến áp tăng áp khỏi ngắn mạch bên ngoài. bảo vệ quá dòng tối đa với rơle giải phóng điện áp hoặc bảo vệ quá dòng dư.

Rơle hạ áp bắt đầu bảo vệ quá dòng cho máy biến áp tăng áp nhiều cuộn dây hóa ra khá phức tạp (do có nhiều bộ rơle hạ áp) và không đủ độ nhạy với dòng điện. Trong trường hợp này, bảo vệ quá dòng dư... Loại thứ hai được khuyến nghị cho các máy biến áp tăng áp có công suất từ ​​1000 kVA trở lên có trung tính nối đất chắc chắn.

Nếu bảo vệ máy biến áp tăng áp không cung cấp độ nhạy cần thiết, thì có thể sử dụng rơle dòng điện với bảo vệ máy phát phù hợp để bảo vệ máy biến áp.

Trong một số trường hợp, bảo vệ quá dòng thứ tự âm được sử dụng để bảo vệ máy biến áp, dễ dàng kết hợp với bảo vệ tương tự của máy phát điện.

Trong các máy biến áp nhiều cuộn dây được cấp nguồn từ nhiều phía, bảo vệ định hướng được cung cấp để đảm bảo tính chọn lọc.

Để bảo vệ quá tải cho một số máy biến áp hoạt động song song với công suất từ ​​400 kVA trở lên, cũng như trong trường hợp vận hành riêng biệt và có công tắc chuyển nguồn tự động, bảo vệ quá dòng một pha tác động lên tín hiệu được cung cấp.

Trong các trạm biến áp không có người giám sát, có thể thực hiện bảo vệ bằng tác động tự động không tải hoặc ngắt máy biến áp.