Các thiết bị bảo vệ nào được tích hợp vào các biến áp hiện đại?

Những Thiết Bị Bảo Vệ Nào Được Tích Hợp Trong Các Máy Biến áp Hiện Đại?

Các máy biến áp hiện đại được trang bị nhiều thiết bị bảo vệ tích hợp nhằm đảm bảo hoạt động an toàn, kéo dài tuổi thọ và ngăn ngừa sự cố phát triển. Dưới đây là tổng quan về một số thiết bị bảo vệ nội bộ thông thường và chức năng của chúng:

1. Bảo vệ Công suất Sai Số

• Chức năng: Bảo vệ công suất sai số là biện pháp bảo vệ chính chống lại các sự cố nội bộ của máy biến áp. Nó hoạt động bằng cách so sánh dòng điện ở cả hai bên của máy biến áp. Nếu có sự không khớp trong dòng điện, nó sẽ nhanh chóng ngắt để cách ly sự cố, ngăn chặn thiệt hại thêm.

• Ứng dụng: Phù hợp cho các máy biến áp có công suất lớn hoặc những máy biến áp trong hệ thống điện quan trọng.

2. Bảo vệ Rơle Khí (Buchholz)

• Chức năng: Bảo vệ khí phát hiện khí sinh ra bên trong bình dầu của máy biến áp. Khi xảy ra sự cố (ví dụ: sự cố cách điện, ngắn mạch cuộn dây), dầu phân hủy và tạo ra khí. Rơle khí kích hoạt báo động (khí nhẹ) hoặc tín hiệu ngắt (khí nặng) để cắt nguồn điện và ngăn chặn sự cố trở nên nghiêm trọng hơn.

• Ứng dụng: Được sử dụng rộng rãi trong các máy biến áp ngâm dầu, đặc biệt là các máy biến áp cỡ lớn và trung bình.

3. Bảo vệ Quá Dòng

• Chức năng: Bảo vệ quá dòng phát hiện sự tăng bất thường của dòng điện do ngắn mạch ngoại vi hoặc nội bộ. Khi dòng điện vượt quá ngưỡng đặt, thiết bị bảo vệ sẽ ngắt sau một khoảng thời gian nhất định để ngăn chặn hư hỏng do quá dòng.

• Ứng dụng: Được sử dụng như một biện pháp bảo vệ dự phòng cho các sự cố ngắn mạch ngoại vi của máy biến áp.

4. Bảo vệ Quá tải

• Chức năng: Bảo vệ quá tải theo dõi tình trạng quá tải lâu dài của máy biến áp. Nếu máy biến áp hoạt động trong tình trạng quá tải trong thời gian dài, thiết bị bảo vệ sẽ phát tín hiệu báo động, cảnh báo người vận hành thực hiện các biện pháp và ngăn chặn hư hỏng do quá nhiệt.

• Ứng dụng: Phù hợp cho tất cả các loại máy biến áp, đặc biệt là những máy biến áp hoạt động gần công suất tối đa trong thời gian dài.

5. Bảo vệ Nhiệt độ

• Chức năng: Bảo vệ nhiệt độ liên tục theo dõi nhiệt độ dầu và cuộn dây của máy biến áp. Nếu nhiệt độ vượt quá giới hạn đặt, thiết bị bảo vệ sẽ kích hoạt báo động và có thể kích hoạt hệ thống làm mát để giảm nhiệt độ. Trong trường hợp nghiêm trọng, nó sẽ ngắt để cắt nguồn điện.

• Ứng dụng: Được sử dụng trong các máy biến áp ngâm dầu và khô, đặc biệt là các máy biến áp cỡ lớn.

6. Bảo vệ Dòng Điện Thứ tự Không

• Chức năng: Bảo vệ dòng điện thứ tự không phát hiện sự cố nối đất trong máy biến áp. Khi xảy ra sự cố nối đất ở cuộn dây hoặc lõi, thiết bị bảo vệ dòng điện thứ tự không phát hiện sự tăng bất thường của dòng điện nối đất và ngắt sau một khoảng thời gian nhất định để cách ly sự cố.

• Ứng dụng: Phù hợp cho các máy biến áp trong hệ thống trung tính nối đất.

7. Van Xả Áp

• Chức năng: Van xả áp ngăn chặn sự gia tăng áp suất quá mức bên trong bình dầu của máy biến áp. Nếu sự cố (ví dụ: ngắn mạch) gây ra sự giãn nở nhanh của dầu và khí, van xả áp tự động mở để giải phóng áp suất dư thừa, ngăn chặn bình dầu bị vỡ.

• Ứng dụng: Được sử dụng trong các máy biến áp ngâm dầu, đặc biệt là trong các tình huống có khả năng tăng áp suất nhanh chóng.

8. Bộ Thở (Bộ Thở Hấp thụ)

• Chức năng: Bộ thở loại bỏ tạp chất và hơi ẩm từ không khí đi vào bình chứa do sự thay đổi nhiệt độ của máy biến áp. Nó chứa chất hấp thụ (ví dụ: gel silic) để hấp thụ hơi ẩm, ngăn chặn dầu máy biến áp bị ô nhiễm.

• Ứng dụng: Được sử dụng trong các máy biến áp ngâm dầu, đặc biệt là những máy biến áp yêu cầu thở thường xuyên.

9. Bộ Lọc Dầu (Bình Mở Rộng Dầu Nóng)

• Chức năng: Bộ lọc dầu liên tục làm sạch dầu máy biến áp. Nó chứa chất hấp phụ để loại bỏ nước, axit tự do và các sản phẩm lão hóa khác từ dầu khi nó chảy qua bộ lọc, kéo dài tuổi thọ của dầu.

• Ứng dụng: Được sử dụng trong các máy biến áp ngâm dầu cỡ lớn và trung bình, đặc biệt là những máy biến áp yêu cầu hoạt động ổn định lâu dài.

10. Hệ Thống Giám Sát và Điều Khiển

• Chức năng: Hệ thống giám sát và điều khiển liên tục theo dõi các tham số hoạt động của máy biến áp, chẳng hạn như điện áp, dòng điện, nhiệt độ và mực dầu. Nếu phát hiện bất kỳ bất thường nào, hệ thống có thể phát tín hiệu báo động và thực hiện các biện pháp bảo vệ phù hợp dựa trên logic đã định trước để đảm bảo hoạt động an toàn.

• Ứng dụng: Phù hợp cho tất cả các loại máy biến áp, đặc biệt là những máy biến áp trong lưới điện thông minh.

11. Bảo vệ Không Điện

Chức năng: Các thiết bị bảo vệ không điện phát hiện các sự cố không điện bên trong máy biến áp, chẳng hạn như khí, nhiệt độ dầu và áp suất. Các bảo vệ không điện phổ biến bao gồm:

• Bảo vệ Khí Nặng: Ngắt khi có lượng khí lớn sinh ra bên trong máy biến áp.

• Bảo vệ Khí Nhẹ: Phát tín hiệu báo động khi phát hiện lượng khí nhỏ.

• Bảo vệ Nhiệt Độ Dầu Cao: Ngắt hoặc báo động khi nhiệt độ dầu vượt quá giới hạn đặt.

• Bảo vệ Giải Phóng Áp Suất: Ngắt hoặc báo động khi áp suất bên trong bình dầu vượt quá giới hạn an toàn.

• Ứng dụng: Được sử dụng trong các máy biến áp ngâm dầu, đặc biệt là các máy biến áp cỡ lớn và trung bình.

12. Bảo vệ Điện Áp Thấp

• Chức năng: Bảo vệ điện áp thấp phát hiện khi điện áp trên máy biến áp giảm xuống dưới ngưỡng đặt. Nếu điện áp quá thấp, thiết bị bảo vệ sẽ ngắt để cách ly máy biến áp, ngăn chặn hư hỏng do điện áp thấp.

• Ứng dụng: Phù hợp cho tất cả các loại máy biến áp, đặc biệt là những máy biến áp kết nối với thiết bị nhạy cảm.

13. Bảo vệ Điện Áp Cao

• Chức năng: Bảo vệ điện áp cao phát hiện khi điện áp trên máy biến áp vượt quá ngưỡng đặt. Nếu điện áp quá cao, thiết bị bảo vệ sẽ ngắt để cách ly máy biến áp, ngăn chặn hư hỏng do điện áp cao.

• Ứng dụng: Phù hợp cho tất cả các loại máy biến áp, đặc biệt là những máy biến áp tiếp xúc với sét đánh hoặc điện áp quá cao tạm thời.

14. Điều Khiển Cầu Dao

• Chức năng: Các thiết bị điều khiển cầu dao hoạt động cùng với các thiết bị bảo vệ để nhanh chóng ngắt máy biến áp khỏi nguồn điện khi phát hiện sự cố, ngăn chặn sự cố phát triển.

• Ứng dụng: Phù hợp cho tất cả các loại máy biến áp, đặc biệt là trong các tình huống yêu cầu cách ly nhanh chóng.

15. Chức năng Giao Tiếp

• Chức năng: Các thiết bị bảo vệ máy biến áp hiện đại thường có khả năng giao tiếp, cho phép trao đổi dữ liệu với các hệ thống điều khiển cấp cao hơn hoặc các thiết bị bảo vệ khác. Điều này cho phép giám sát từ xa, chẩn đoán sự cố và phân tích dữ liệu.

• Ứng dụng: Được sử dụng trong các máy biến áp trong lưới điện thông minh để quản lý tập trung và bảo trì.

Tóm Tắt

Các máy biến áp hiện đại được trang bị một loạt các thiết bị bảo vệ bao gồm cả bảo vệ điện và không điện. Các thiết bị này hoạt động cùng nhau để đảm bảo hoạt động an toàn và đáng tin cậy của máy biến áp trong các điều kiện khác nhau. Việc lựa chọn các thiết bị bảo vệ phù hợp và cấu hình có thể được tối ưu hóa dựa trên môi trường ứng dụng cụ thể và yêu cầu của máy biến áp, nâng cao an toàn tổng thể của hệ thống.