Thực hành vận hành tốt cho cầu chì đóng cắt và tiếp điểm điện
Thực hành vận hành tốt cho cầu chì và tiếp điểm đóng ngắt
Vận hành LV/MV
Thiết bị đóng cắt
Mục đích của hướng dẫn này là đề xuất các thực hành khuyến nghị cho việc vận hành và kiểm tra thiết bị đóng cắt và tiếp điểm đóng ngắt có thể rút ra của điện áp trung bình (2 - 13,8 kV) và điện áp thấp (200 - 480 V). Việc vận hành theo quy định chặt chẽ là rất quan trọng để tối đa hóa hiệu suất và tuổi thọ của thiết bị nhà máy, cũng như đảm bảo môi trường làm việc an toàn cho nhân viên.
Bài viết này mô tả trách nhiệm của nhân viên vận hành, cùng với các kiểm tra hàng ngày và kiểm tra thiết bị đóng cắt. Ngoài ra, nó sẽ giải thích về các thực hành tối ưu cho việc vận hành và bảo vệ biến áp, động cơ, thanh cái, cáp, cầu chì và tiếp điểm đóng ngắt.
Kiểm tra của Người vận hành
Đó là trách nhiệm của nhân viên vận hành để thiết lập và thực hiện các cuộc kiểm tra định kỳ thường xuyên cho tất cả thiết bị đóng cắt trong nhà máy. Cầu chì, tiếp điểm đóng ngắt và thanh cái nên được giữ sạch và khô để giảm thiểu rủi ro hỏng hóc cách điện có thể dẫn đến nổ và cháy. Thông thường, nên tiến hành kiểm tra một lần mỗi ngày.
Dưới đây là các mục kiểm tra hàng ngày được khuyến nghị cho thiết bị đóng cắt:
Nếu phát hiện bất kỳ bất thường nào trong quá trình kiểm tra nêu trên, cần ban hành lệnh bảo trì.
Nó sẽ đi sâu vào các thực hành bảo vệ quá dòng và lỗi đất cho đường dây tải, cũng như bảo vệ quá dòng nguồn và kết nối, và các thực hành quan trọng khác liên quan đến biến áp. Ngoài ra, nó sẽ đề cập đến việc chuyển đổi thanh cái và khám phá các vấn đề phát sinh khi song song hai nguồn điện và trong các phương án chuyển đổi thời gian.
Bảo vệ
Các rơ le bảo vệ được phối hợp sao cho chỉ những cầu chì hoặc tiếp điểm đóng ngắt cần phải hoạt động để cô lập lỗi mới tự động mở. Điều này cho phép số lượng thiết bị lớn nhất có thể tiếp tục hoạt động, giảm thiểu ảnh hưởng đến các đơn vị phát điện trực tuyến. Nó cũng cung cấp thông tin về vị trí của lỗi điện.
Các lỗi điện trong biến áp, động cơ, thanh cái, cáp, cầu chì và tiếp điểm đóng ngắt thường là vĩnh viễn. Trước khi tái kích hoạt thiết bị, phải tiến hành điều tra kỹ lưỡng về hoạt động của các rơ le bảo vệ.
Độ lớn của dòng ngắn mạch điện thường dao động từ 15.000 đến 45.000 ampe, tùy thuộc vào kích thước và trở kháng của biến áp nguồn.
Bảo vệ Đường dây tải Lỗi đất
Các thiết kế hạn chế dòng lỗi đất (thường khoảng 1000 ampe) sử dụng các rơ le đất riêng biệt chỉ hoạt động cho lỗi đất. Các rơ le này kích hoạt với thời gian trễ rất ngắn để cô lập các đường dây tải bị đất trước khi rơ le đất của cầu chì nguồn hoặc kết nối có thể hoạt động.
Bảo vệ Quá dòng Nguồn và Kết nối
Các cầu chì nguồn và kết nối không được trang bị các phần tử nhảy tức thì. Thay vào đó, chúng dựa vào thời gian trễ để phối hợp phản ứng lỗi với các thanh cái và tải phía hạ nguồn.
Thông thường, các rơ le này được đặt dựa trên mức dòng ngắn mạch ba pha tối đa, với thời gian hoạt động dao động từ 0,4 đến 0,8 giây.
Thông thường, các rơ le này có đặc tính thời gian nghịch đảo. Nghĩa là, các mức dòng nhỏ hơn sẽ dẫn đến thời gian trễ dài hơn tỷ lệ thuận cho tất cả các rơ le. Cụ thể, cầu chì kết nối với thanh cái khác được đặt để hoạt động khoảng 0,4 giây, trong khi cầu chì phía hạ nguồn của biến áp nguồn được đặt để hoạt động khoảng 0,8 giây.
Bảo vệ Quá dòng Phía cao Biến áp nguồn
Các rơ le quá dòng ở phía điện áp cao của biến áp nguồn thường được đặt để hoạt động khoảng 1,2 giây sau khi xảy ra lỗi ngắn mạch ba pha tối đa ở phía điện áp thấp. Thời gian trễ này cho phép phối hợp đúng với các rơ le quá dòng ở phía điện áp thấp hoặc phía thứ cấp.
Các rơ le này thường có đặc tính thời gian nghịch đảo, nghĩa là các mức dòng nhỏ hơn dẫn đến thời gian hoạt động lâu hơn. Các rơ le quá dòng phía cao của biến áp nguồn giả định rằng lỗi có thể xảy ra trong biến áp, trong các thanh cái hoặc cáp kết nối phía thấp, hoặc trong cầu chì phía thấp. Chúng sẽ kích hoạt tất cả thiết bị cần thiết để cô lập lỗi.
Đối với các công tắc chuyển đổi tự động (UATs), thường được trang bị bảo vệ sai số, các rơ le quá dòng phía cao cũng có thể khiến đơn vị và biến áp tăng áp chính bị nhảy hoàn toàn. Ngoài ra, nếu cầu chì phía thấp không cắt được lỗi, các rơ le quá dòng phía cao cung cấp bảo vệ chống dính cầu chì.
Bảo vệ Dư địa Nguồn và Kết nối
Đối với các thiết kế hạn chế dòng lỗi đất (thường khoảng 1000 ampe), các rơ le đất riêng biệt được sử dụng, chỉ hoạt động khi có lỗi đất. Các rơ le đất của cầu chì nguồn và kết nối không được trang bị các phần tử nhảy tức thì. Thay vào đó, chúng dựa vào thời gian trễ để phối hợp phản ứng lỗi với các thanh cái và tải phía hạ nguồn. Thông thường, các rơ le này được đặt dựa trên mức dòng lỗi đất tối đa, với thời gian hoạt động dao động từ 0,7 đến 1,1 giây.
Thông thường, các rơ le này có đặc tính thời gian nghịch đảo. Nghĩa là, các mức dòng nhỏ hơn sẽ dẫn đến thời gian trễ dài hơn tỷ lệ thuận cho tất cả các rơ le. Cụ thể, cầu chì kết nối với thanh cái khác được đặt để hoạt động khoảng 0,7 giây cho lỗi đất 100%, trong khi cầu chì phía hạ nguồn của biến áp nguồn được đặt để hoạt động khoảng 1,1 giây.
Bảo vệ Trung tính Đất Biến áp nguồn
Trong các sơ đồ thiết kế nhằm hạn chế dòng lỗi đất (thường khoảng 1000 ampe), các rơ le đất chuyên dụng được sử dụng. Các rơ le này được thiết kế đặc biệt để cảm nhận chính xác dòng đất chảy qua điểm trung tính của biến áp. Chúng rất nhắm mục tiêu và chỉ được kích hoạt khi có lỗi đất.
Thông thường, rơ le trung tính đất của biến áp nguồn được đặt để hoạt động khoảng 1,5 giây sau khi xảy ra lỗi đất nghiêm trọng nhất. Cài đặt thời gian trễ này rất quan trọng vì nó đảm bảo rằng rơ le có thể phối hợp tốt với các rơ le đất của cầu chì nguồn và kết nối.
Rơ le trung tính đất có nhiệm vụ quan trọng. Chức năng cốt lõi của nó là cô lập các lỗi đất xảy ra ở phía điện áp thấp (tức là phía thứ cấp) của biến áp nguồn. Các vị trí lỗi tiềm năng bao gồm cuộn dây điện áp thấp của biến áp, cầu chì điện áp thấp, và các thanh cái và cáp kết nối. Hơn nữa, nó cũng phục vụ như một bảo vệ dự phòng. Trường hợp cầu chì phía thấp không hoạt động đúng khi đối mặt với lỗi đất, rơ le trung tính đất sẽ nhanh chóng can thiệp để cắt mạch lỗi, từ đó đảm bảo hoạt động an toàn và ổn định của hệ thống điện.
Các Sơ đồ Chỉ Báo Lỗi đất
Các sơ đồ chỉ báo lỗi đất hạn chế dòng lỗi đất chỉ vài ampe. Các giá trị điển hình là 1,1 ampe cho hệ thống 480 volt và 3,4 ampe cho hệ thống 4 kV. Đối với biến áp nguồn nối wye, điểm trung tính thường được nối đất thông qua biến áp nối đất. Đối với biến áp nguồn nối delta, dòng lỗi đất thường được cung cấp bởi ba biến áp, được kết nối theo cấu hình wye nối đất ở phía sơ cấp và cấu hình delta mở ở phía thứ cấp.
Trong cả hai trường hợp, các rơ le điện áp được lắp đặt ở phía thứ cấp của các biến áp nối đất để cảnh báo về tình trạng lỗi đất. Trong trường hợp biến áp nguồn nối delta, các cầu chì sơ cấp của biến áp phát hiện lỗi đất bị cháy cũng có thể kích hoạt báo động.
Cả hai sơ đồ rơ le đều phát ra báo động (thông thường với độ nhạy 10% hoặc cao hơn) cho tất cả các thiết bị được nối đất trong một hệ thống điện cụ thể. Điều này bao gồm cuộn dây điện áp thấp hoặc thứ cấp của biến áp nguồn, cũng như tất cả các thanh cái, cáp, cầu chì, biến áp đo điện áp và tải được kết nối.
Chuyển đổi Thanh cái Thiết bị đóng cắt
Song song Hai Nguồn
Song song hai nguồn điện khác nhau là phương pháp ưa chuộng để chuyển đổi từ một nguồn sang nguồn khác. Phương pháp này không gây căng thẳng cho động cơ, đảm bảo quá trình chuyển đổi mượt mà và không đe dọa thiết bị đang chạy. Tuy nhiên, trong nhiều thiết kế, dòng ngắn mạch tạo ra trong quá trình song song vượt quá khả năng cắt của các cầu chì cấp.
Các cầu chì nguồn và kết nối không bị ảnh hưởng, nhưng các cầu chì cấp có thể không loại bỏ được lỗi gần và thậm chí có thể bị hỏng trong quá trình. Do đó, thời gian song song nên được giảm thiểu (khoảng vài giây) để giảm thời gian tiếp xúc và khả năng xảy ra lỗi cấp.
Thông thường, vấn đề này càng rõ ràng hơn khi một đơn vị phát điện cung cấp điện cho một hệ thống, trong khi biến áp dự phòng hoặc khởi động được cấp điện từ một hệ thống khác. Giảm công suất đầu ra của máy phát thường làm gần nhau góc pha, vì góc công suất của máy phát giảm khi tải giảm.
Chuyển đổi Rớt - Bắt
Chuyển đổi rớt - bắt, còn được gọi là sơ đồ chuyển đổi thời gian, có thể gây hại cho động cơ. Nếu cầu chì nguồn mới không đóng sau khi cầu chì nguồn cũ nhảy, nó có thể khiến đơn vị đang chạy dừng lại hoặc quá trình hoạt động bị gián đoạn. Khi thanh cái mất điện, các động cơ kết nối hoạt động như máy phát điện và cung cấp một điện áp dư cho thanh cái.
Điện áp dư này thường suy giảm trong khoảng một giây.
Tuy nhiên, chuyển đổi rớt - bắt diễn ra nhanh hơn một giây, và điện áp dư có thể kết hợp với điện áp từ nguồn mới. Nếu tổng vector của hai điện áp này vượt quá 133% điện áp định mức của động cơ, chuyển đổi có thể giảm tuổi thọ của các động cơ liên quan.
Các Sơ đồ Chuyển đổi Tự động Thanh cái
Các sơ đồ chuyển đổi tự động thanh cái thường được thiết kế để giảm căng thẳng cho động cơ trong quá trình chuyển đổi và phối hợp với các rơ le lỗi. Phối hợp với rơ le quá dòng được thực hiện bằng cách khởi động chuyển đổi sau khi cầu chì nguồn nhảy. Nếu rơ le quá dòng khiến cầu chì nguồn nhảy (chỉ ra lỗi thanh cái), chuyển đổi tự động sẽ bị chặn.
Ngoài ra, các sơ đồ này thường sử dụng các rơ le điện áp dư và/hoặc các rơ le đồng bộ tốc độ cao. Chuyển đổi chỉ được phép khi tổng vector của điện áp dư và điện áp từ nguồn mới nhỏ hơn 133% điện áp định mức của động cơ. Nếu chuyển đổi bị chặn bởi các rơ le khóa 86, sơ đồ thường hết thời gian chờ.
Tuy nhiên, nếu không phải trường hợp này, người vận hành nên xác nhận rằng sơ đồ chuyển đổi tự động đã bị vô hiệu hóa trước khi đặt lại các rơ le khóa 86 của thanh cái.
