Bảo vệ biến áp và sự cố biến áp
Có nhiều loại biến áp như biến áp hai cuộn dây hoặc ba cuộn dây biến áp điện năng, biến áp tự động, biến áp điều chỉnh, biến áp nối đất, biến áp chỉnh lưu v.v. Các biến áp khác nhau đòi hỏi các phương án bảo vệ biến áp khác nhau tùy thuộc vào tầm quan trọng, kết nối cuộn dây, phương pháp nối đất và chế độ hoạt động v.v.
Thực tế phổ biến là cung cấp bảo vệ bằng rơle Buchholz cho tất cả các biến áp có công suất từ 0,5 MVA trở lên. Trong khi đó, đối với tất cả các biến áp phân phối nhỏ, chỉ sử dụng cầu chì điện áp cao làm thiết bị bảo vệ chính. Đối với tất cả các biến áp phân phối lớn hơn và quan trọng, bảo vệ quá dòng cùng với bảo vệ lỗi hạn chế nối đất được áp dụng.
Nên cung cấp bảo vệ chênh lệch cho các biến áp có công suất trên 5 MVA.
Tùy thuộc vào điều kiện dịch vụ bình thường, tính chất của lỗi biến áp, mức độ quá tải kéo dài, sơ đồ thay đổi tap, và nhiều yếu tố khác, các phương án bảo vệ biến áp phù hợp được chọn.
Tính chất của lỗi biến áp
Mặc dù biến áp điện năng là một thiết bị tĩnh, nhưng các ứng suất nội bộ do các điều kiện hệ thống bất thường phải được xem xét.
Một biến áp thường gặp các loại lỗi biến áp sau-
Dòng điện quá tải do quá tải và ngắn mạch bên ngoài,
Lỗi đầu cuối,
Lỗi cuộn dây,
Lỗi tiềm tàng.
Tất cả các lỗi biến áp đã đề cập trên đều gây ra các ứng suất cơ học và nhiệt bên trong cuộn dây biến áp và các đầu nối của nó. Các ứng suất nhiệt dẫn đến quá nhiệt, cuối cùng ảnh hưởng đến hệ thống cách điện của biến áp. Sự suy giảm cách điện dẫn đến lỗi cuộn dây. Đôi khi, sự hỏng hóc của hệ thống làm mát biến áp cũng dẫn đến quá nhiệt của biến áp. Do đó, các phương án bảo vệ biến áp rất cần thiết.
Dòng điện ngắn mạch của biến áp điện thường bị giới hạn bởi độ phản kháng và đối với độ phản kháng thấp, giá trị của dòng điện ngắn mạch có thể rất cao. Thời gian của các ngắn mạch bên ngoài mà biến áp có thể chịu đựng mà không bị hư hại được quy định trong BSS 171:1936.
| Phần trăm phản kháng của biến áp | Thời gian lỗi được phép (giây) |
| 4% | 2 |
| 5% | 3 |
| 6% | 4 |
| 7% và hơn | 5 |
Các lỗi cuộn dây chung trong biến áp thường là lỗi nối đất hoặc lỗi giữa các vòng dây. Lỗi cuộn dây pha-pha trong biến áp là hiếm. Các lỗi pha trong biến áp điện có thể xảy ra do hiện tượng phóng điện ở vỏ cách điện và lỗi trong thiết bị thay đổi tap. Dù lỗi nào, biến áp phải được cách ly ngay lập tức khi có lỗi, nếu không sẽ xảy ra sự cố lớn trong hệ thống điện năng.
Lỗi tiềm tàng là lỗi nội bộ không tạo ra nguy hiểm ngay lập tức. Nhưng nếu bỏ qua và không chăm sóc, chúng có thể dẫn đến lỗi lớn. Các lỗi trong nhóm này chủ yếu là ngắn mạch giữa các lá thép do hỏng cách điện giữa các lá thép, hạ thấp mực dầu do rò rỉ dầu, tắc đường dẫn dầu. Tất cả những lỗi này đều dẫn đến quá nhiệt. Vì vậy, phương án bảo vệ biến áp cũng cần thiết cho các lỗi tiềm tàng. Lỗi nối đất gần điểm trung tính của cuộn dây sao của biến áp cũng có thể được coi là lỗi tiềm tàng.
Tác động của kết nối cuộn dây và nối đất đến cường độ dòng điện lỗi nối đất.
Có hai điều kiện chính để dòng điện lỗi nối đất chảy trong trường hợp lỗi cuộn dây-nối đất,
Có dòng điện để dòng điện chảy vào và ra khỏi cuộn dây.
Giữ cân bằng số vòng dây giữa các cuộn dây.
Giá trị của dòng điện lỗi nối đất cuộn dây phụ thuộc vào vị trí của lỗi trên cuộn dây, phương pháp kết nối cuộn dây và phương pháp nối đất. Điểm trung tính của cuộn dây có thể được nối đất chắc chắn hoặc thông qua một điện trở. Trên phía tam giác của biến áp, hệ thống được nối đất thông qua một biến áp nối đất. Biến áp nối đất cung cấp đường dẫn có độ kháng thấp cho dòng điện thứ tự không và độ kháng cao cho dòng điện thứ tự dương và âm.
Cuộn dây sao với trung tính được nối đất qua điện trở
Trong trường hợp này, điểm trung tính của biến áp được nối đất thông qua một điện trở và giá trị của độ kháng của nó, cao hơn nhiều so với độ kháng cuộn dây của biến áp. Điều đó có nghĩa là giá trị của độ kháng cuộn dây biến áp là không đáng kể so với độ kháng của điện trở nối đất. Giá trị của dòng điện nối đất do đó tỷ lệ thuận với vị trí của lỗi trong cuộn dây. Vì dòng điện lỗi trong cuộn dây sơ cấp của biến áp tỷ lệ thuận với tỷ lệ giữa số vòng dây ngắn mạch của cuộn dây thứ cấp và tổng số vòng dây của cuộn dây sơ cấp, dòng điện lỗi sơ cấp sẽ tỷ lệ thuận với bình phương của phần trăm cuộn dây bị ngắn mạch. Sự biến thiên của dòng điện lỗi cả trong cuộn dây sơ cấp và thứ cấp được thể hiện dưới đây.
Cuộn dây sao với trung tính được nối đất chắc chắn
Trong trường hợp này, cường độ dòng điện lỗi nối đất bị giới hạn hoàn toàn bởi độ kháng cuộn dây và lỗi không còn tỷ lệ thuận với vị trí của lỗi. Lý do cho sự phi tuyến này là do liên kết từ thông không cân bằng.
Tuyên bố: Respect the original, good articles worth sharing, if there is infringement please contact delete.
