Biến áp chính Bảo vệ dự phòng: Các chức năng chính và Hướng dẫn xử lý sự cố

Bảo vệ dự phòng biến áp chính

Mục đích của bảo vệ dự phòng biến áp chính là ngăn chặn dòng điện quá tải trong cuộn dây biến áp do sự cố bên ngoài, đóng vai trò là bảo vệ dự phòng cho các thành phần lân cận (cầu đấu hoặc đường dây), và nếu có thể, hoạt động như bảo vệ dự phòng cho bảo vệ chính của biến áp trong trường hợp xảy ra sự cố nội bộ. Bảo vệ dự phòng được sử dụng để cách ly sự cố khi bảo vệ chính hoặc cầu chì không hoạt động.

Bảo vệ thứ tự không của biến áp chính là bảo vệ dự phòng cho biến áp trong hệ thống trung tính được nối đất trực tiếp. Nó không áp dụng cho hệ thống có trung tính không được nối đất trực tiếp.

Các loại bảo vệ dự phòng ngắn mạch pha-phá phổ biến cho biến áp bao gồm bảo vệ quá dòng, bảo vệ quá dòng khởi động bằng điện áp thấp, bảo vệ quá dòng khởi động bằng điện áp tổng hợp, và bảo vệ quá dòng thứ tự âm. Bảo vệ trở kháng cũng đôi khi được sử dụng làm bảo vệ dự phòng.

Phân tích nguyên nhân phổ biến gây ra hoạt động của bảo vệ dự phòng biến áp chính

• Bảo vệ quá dòng có hướng với khóa điện áp tổng hợp

• Chiều về phía cầu đấu: Hoạt động thường chỉ ra sự cố ngắn mạch trên cầu đấu hoặc đường dây nơi bảo vệ không hoạt động.

• Chiều về phía biến áp: Hoạt động thường chỉ ra sự cố ngắn mạch trên cầu đấu hoặc đường dây phía hạ lưu nơi bảo vệ không hoạt động. Sự hỏng hóc của bảo vệ chính của biến áp là rất ít khả năng.

• Bảo vệ quá dòng không có hướng với khóa điện áp tổng hợp

• Đoạn I: Hoạt động thường chỉ ra sự cố trên cầu đấu. Thời gian hoãn đầu tiên ngắt cầu đấu, và thời gian hoãn thứ hai ngắt phía cục bộ.

• Đoạn II: Đồng bộ hóa với bảo vệ đường dây; hoạt động thường chỉ ra sự hỏng hóc của bảo vệ đường dây.

• Đoạn III: Đóng vai trò là bảo vệ dự phòng cho Đoạn II; hoạt động ngắt cả ba phía của biến áp.

• Nói chung, đóng vai trò là bảo vệ dự phòng cho trạm cuối cùng.

• Trên biến áp có mức định mức 330kV và cao hơn, bảo vệ quá dòng khóa điện áp tổng hợp ở phía cao và trung áp đóng vai trò là bảo vệ dự phòng lớn, không có hướng và có thời gian hoãn dài hơn, vì bảo vệ khoảng cách (trở kháng) cung cấp bảo vệ dự phòng nhạy cảm (ví dụ, sự cố mất điện hoàn toàn tại Trạm Yongdeng, Gansu, ở 330kV).

• Nếu thiết lập hướng trên phía trung áp của biến áp chỉ về phía hệ thống, nó đóng vai trò là bảo vệ dự phòng, thực tế trở thành bảo vệ dự phòng cho bảo vệ cầu đấu trung áp:

• Khi bảo vệ dự phòng biến áp chính hoạt động để ngắt và bảo vệ chính không hoạt động, nói chung nên xem xét đó là sự cố bên ngoài - hoặc sự cố cầu đấu hoặc đường dây - đã tăng lên, khiến bảo vệ dự phòng biến áp chính phải hoạt động.

• Bảo vệ khe hở điểm trung tính: Hoạt động chỉ ra sự cố nối đất của hệ thống.

• Bảo vệ quá dòng thứ tự không:

• Đoạn I: Đóng vai trò là bảo vệ dự phòng cho sự cố nối đất của biến áp và cầu đấu.

• Đoạn II: Đóng vai trò là bảo vệ dự phòng cho sự cố nối đất trên đường dây ra.

• Dòng điện hoạt động và thời gian hoãn phải được điều chỉnh với các giai đoạn bảo vệ nối đất của các thành phần lân cận.

Kiểm tra phạm vi sự cố

• Sau khi bảo vệ dự phòng biến áp chính hoạt động, khả năng sự cố đường dây gây ra việc ngắt điện tăng cao hơn so với sự cố cầu đấu. Do đó, sau khi ngắt, cần tập trung vào việc kiểm tra xem bảo vệ đường dây có hoạt động hay không. Đối với đường dây trên 220kV, cũng cần chú ý đặc biệt đến việc thiết bị bảo vệ có hỏng hóc hay không.

• Nếu không tìm thấy tín hiệu hoạt động bảo vệ trên đường dây, có hai khả năng: hoặc bảo vệ không hoạt động trong thời gian sự cố, hoặc có sự cố cầu đấu.

• Nếu có tín hiệu hoạt động bảo vệ trên đường dây cấp, hãy ngắt cầu chì tương ứng. Sau khi xác nhận không có bất thường trên cầu đấu và công tắc ngắt của biến áp, tập trung vào việc xác định nguyên nhân khiến cầu chì đường dây không hoạt động.

Cách ly và xử lý sự cố

• Dựa trên hoạt động bảo vệ, tín hiệu, chỉ số đồng hồ, v.v., xác định phạm vi sự cố và phạm vi mất điện. In báo cáo ghi sự cố. Nếu biến áp trạm mất, chuyển sang biến áp dự phòng trạm và kích hoạt chiếu sáng khẩn cấp.

• Ngắt tất cả các công tắc đường dây trên cầu đấu mất điện. Nếu phát hiện bất kỳ công tắc nào chưa mở, hãy ngắt thủ công. Sau khi xác nhận không có bất thường trên cầu đấu và công tắc biến áp, sạc cầu đấu mất điện:

• Nếu công tắc phía cao áp ngắt, sử dụng công tắc cầu đấu để sạc cầu đấu mất điện (với bảo vệ sạc được kích hoạt).

• Nếu công tắc phía trung hoặc hạ áp ngắt, sử dụng công tắc biến áp chính để sạc cầu đấu (thông thường, thời gian hoãn bảo vệ dự phòng nên được giảm).

• Ở trạm có cấu hình hai cầu đấu, nếu xảy ra sự cố cầu đấu, sử dụng phương pháp chuyển lạnh để di chuyển các cầu chì đang hoạt động trên cầu đấu hỏng sang cầu đấu khỏe để khôi phục nguồn điện.

• Nếu việc cách ly điểm sự cố gây mất điện cho PT cầu đấu, hãy cách ly PT trước, sau đó sạc cầu đấu mất điện. Sau khi sạc thành công, đóng công tắc song song thứ cấp của PT, và sau đó khôi phục nguồn điện cho các đường dây.

• Nếu không có dấu hiệu sự cố hoặc bất thường trên cầu đấu và đường dây mất điện, với tất cả các công tắc đường dây đã ngắt, theo chỉ đạo điều độ, đóng công tắc biến áp chính và công tắc cầu đấu để sạc cầu đấu. Một khi sạc bình thường, vô hiệu hóa chức năng tự đóng lại của đường dây và lần lượt thử sạc từng đường dây để xác định cầu chì không hoạt động.

• Sau khi bảo vệ khe hở hoạt động, nếu không phát hiện bất kỳ sự cố thiết bị nào, chờ chỉ đạo điều độ để xử lý.

Mô tả trường hợp

Ở một trạm 500kV, hai biến áp tự động hoạt động song song, mỗi biến áp được trang bị hệ thống bảo vệ kép. Khi xảy ra sự cố trên một đoạn cầu đấu 220kV hoặc trên một đường dây kết nối, và công tắc cầu đấu hoặc đường dây tương ứng (và thiết bị bảo vệ của nó) không hoạt động đúng, bảo vệ dự phòng của cả hai biến áp - như bảo vệ trở kháng, bảo vệ quá dòng có hướng với khóa điện áp tổng hợp, và bảo vệ quá dòng thứ tự không có hướng - sẽ cùng hoạt động và khởi động ngắt. Công tắc cầu đấu hoặc phân đoạn được ngắt đầu tiên, đảm bảo sự hoạt động bình thường liên tục của các đoạn cầu đấu không có sự cố, do đó hạn chế phạm vi mất điện và giảm thiểu tác động của sự gián đoạn nguồn điện.

Cụ thể hoạt động như sau:

• Khi phát hiện sự cố trên cầu đấu hoặc đường dây 220kV kết hợp với sự hỏng hóc của công tắc, hệ thống bảo vệ dự phòng biến áp phản ứng ngay lập tức.

• Bảo vệ dự phòng đầu tiên kích hoạt ngắt công tắc cầu đấu hoặc phân đoạn để cách ly khu vực có sự cố và ngăn chặn sự cố lan sang các phần khác của hệ thống đang hoạt động bình thường.

• Chiến lược này đảm bảo rằng, ngay cả khi bảo vệ chính không phản ứng kịp thời, phần còn lại của hệ thống vẫn được bảo vệ và không bị ảnh hưởng, và phạm vi mất điện được tối thiểu hóa.

Trường hợp này nhấn mạnh vai trò quan trọng của bảo vệ dự phòng biến áp trong hoạt động lưới điện, đặc biệt là trong việc chứa đựng hiệu quả tác động của các sự cố không mong muốn và duy trì sự ổn định và tin cậy của hệ thống điện.