Upload
ellie
View
31
Download
0
Embed Size (px)
DESCRIPTION
CHÖÔNG 6 BẢO VỆ MÁY PHÁT ĐIỆN. I. Caùc daïng hö hoûng vaø tình traïng laøm vieäc khoâng bình thöôøng cuûa maùy phaùt . Caùc daïng hö hoûng cuûa maùy phaùt . Tình traïng laøm vieäc khoâng bình thöôøng cuûa maùy phaùt . Nhöõng yeâu caàu cô baûn veà baûo veä maùy phaùt. - PowerPoint PPT Presentation
Citation preview
CHÖÔNG 6BẢO VỆ MÁY PHÁT ĐIỆN
1
I. CAÙC DAÏNG HÖ HOÛNG VAØ TÌNH
TRAÏNG LAØM VIEÄC KHOÂNG BÌNH
THÖÔØNG CUÛA MAÙY PHAÙT.
1. Caùc daïng hö hoûng cuûa maùy
phaùt.
2. Tình traïng laøm vieäc khoâng bình
thöôøng cuûa maùy phaùt.
3. Nhöõng yeâu caàu cô baûn veà baûo
veä maùy phaùt.2
1. CAÙC DAÏNG HÖ HOÛNG CUÛA MAÙY
PHAÙT.
Ña soá hö hoûng do caùch ñieän cuûa boä
daây quaán stator hay rotor bò giaø coãi,
nöùt vôõ, chaùy…
ÔÛ daây quaán stator:
Coù theå ngaén maïch pha vôùi pha, hoaëc
chaïm ñaát 1 pha, hoaëc ngaén maïch moät
soá voøng daây trong cuøng moät pha.3
1. CAÙC DAÏNG HÖ HOÛNG CUÛA MAÙY
PHAÙT.
Ngaén maïch pha vôùi pha
Khi chaïm ñaát 1 pha, doøng ñieän chaïm
ñaát cöïc ñaïi khi daây quaán bò choïc
thuûng ôû ñaàu cöïc sinh ra hieän töôïng
quaù ñieän aùp.
Ngaén maïch caùc voøng daây trong cuøng
1 pha4
1. CAÙC DAÏNG HÖ HOÛNG CUÛA MAÙY
PHAÙT.
ÔÛ daây quaán rotor:
Hư hỏng caùch ñieän.
Daây quaán rotor chaïm ñaát 1 ñieåm,
2 ñieåm.
5
2. TÌNH TRAÏNG LAØM VIEÄC KHOÂNG BÌNH THÖÔØNG CUÛA MAÙY PHAÙT.
Tình traïng laøm vieäc khoâng bình thöôøng
cuûa maùy phaùt laø khi doøng qua daây
quaán stator, rotor vöôït quaù ñònh möùc,
hoaëc phuï taûi khoâng ñoái xöùng, hoaëc coù
tình traïng quaù ñieän aùp.
Quaù taûi.
Ngaén maïch ngoaøi.6
2. TÌNH TRAÏNG LAØM VIEÄC KHOÂNG BÌNH THÖÔØNG CUÛA MAÙY PHAÙT.
Khi phuï taûi khoâng ñoái xöùng, laøm
noùng rotor vaø chaán ñoäng cô hoïc.
Ñang vaän haønh maø maát phuï taûi ñoät
ngoät, neáu boä ñieàu toác khoâng toát
seõ sinh ra tình traïng vöôït toác, vaø maát
phaûn öùng phaàn öùng laøm ñieän aùp
taêng voït.7
3. NHÖÕNG YEÂU CAÀU CÔ BAÛN VEÀ BAÛO VEÄ MAÙY PHAÙT.
Tình traïng laøm vieäc khoâng bình thöôøng
cuûa maùy phaùt: phaûi baùo hieäu cho
vaän haønh vieân bieát ñeå xöû lyù.
Ñeå ngaên ngöøa hö hoûng beân trong
maùy phaùt phaùt trieån roäng ra, baûo veä
caét maùy phaùt khoûi löôùi ñoàng thôøi
caét kích thích cuûa maùy, goïi laø töï ñoäng
dieät töø8
II. BAÛO VEÄ NGAÉN MAÏCH GIÖÕA PHA
VAØ PHA TRONG DAÂY QUAÁN STATOR.
1.Sô ñoà baûo veä.
2.Choïn doøng khôûi ñoäng.
9
1. SÔ ÑOÀ BAÛO VEÄ.
Sô ñoà so leäch thöôøng duøng baûo veä ngaén
maïch giöõa caùc pha ôû daây quaán stator.
Caùc bieán doøng coù tyû soá bieán doøng
gioáng nhau, caùc bieán doøng naøy ñöôïc noái
daây theo sô ñoà so leäch.
Khi ngaén maïch ngoaøi, thoâng soá doøng
ñieän vaøo rô le I=Ikcb, baûo veä khoâng taùc
ñoäng.10
1. SÔ ÑOÀ BAÛO VEÄ.
Khi ngaén maïch ôû daây quaán stator,
thoâng soá doøng ñieän vaøo rô le
I=I1+I20 laøm cho baûo veä taùc
ñoäng caét maùy phaùt vaø töï ñoäng
dieät töø.
11
1. SÔ ÑOÀ BAÛO VEÄ.
Ñeå môû roäng khu baûo veä, caùc
bieán doøng ñöôïc ñaët saùt maùy
ngaét vaø saùt trung tính. Caû hai boä
bieán doøng chæ caàn noái ñaát an
toaøn ôû chung moät ñieåm.
12
1. SÔ ÑOÀ BAÛO VEÄ.
Maùy phaùt trung tính khoâng noái ñaát,
chæ caàn so leäch hai pha. Neáu ngaén
maïch hai pha noái ñaát, trong ñoù moät
ñieåm naèm trong vuøng baûo veä maùy
phaùt ôû pha khoâng coù bieán doøng, vaø
ñieåm coøn laïi naèm trong löôùi ñieän theá
maùy phaùt, thì baûo veä so leäch 2 pha
khoâng laøm vieäc13
1. SÔ ÑOÀ BAÛO VEÄ.
14
1. SÔ ÑOÀ BAÛO VEÄ.
Sô ñoà baûo veä so leäch 3 pha chæ duøng cho
maùy phaùt laøm vieäc hôïp boä vôùi MBA, vì
doøng ñieän ñieän_dung beù, khoâng coù baûo
veä chaïm ñaát rieâng.
Ñeå giaûm aûnh höôûng cuûa doøng ñieän
khoâng caân baèng, taêng cöôøng tính baûo
ñaûm vaø nhaïy, ta noái theâm moät ñieän trôû
5 noái tieáp vôùi cuoän daây cuûa rô le so
leäch. 15
1. SÔ ÑOÀ BAÛO VEÄ.
Hieän nay, ngöôøi ta
duøng bieán doøng
baõo hoøa trung gian
ñeå loaïi tröø aûnh
höôûng cuûa doøng
khoâng caân baèng do
thaønh phaàn khoâng
chu kyø cuûa doøng
ngaén maïch gaây ra. 16
2. CHOÏN DOØNG KHÔÛI ÑOÄNG.
Ñeå traùnh baûo veä laøm vieäc sai khi ngaén
maïch ngoaøi, ta phaûi coù Ikñ>Ikcbmax
Ikñ=Kat.Ikcbmax.
Doøng khoâng caân baèng tuøy thuoäc vaøo
sai soá cuûa bieán doøng, ñoä ñoàng nhaát
cuûa bieán doøng ñöôïc choïn, aûnh höôûng
thaønh phaàn khoâng chu kyø.
Ikñ=Kat.Kkck.Kñn.0,1.INngmax 17
2. CHOÏN DOØNG KHÔÛI ÑOÄNG.
Vôùi:
Kat=1,3 laø heä soá an toaøn.
Kkck=1~1,3 (neáu coù bieán doøng baõo hoøa trung
gian)
Kkck=2 (neáu duøng ñieän trôû phuï)
Kñn=0,5 laø heä soá ñoàng nhaát cuûa bieán doøng.
0,1 laø sai soá cho pheùp cuûa bieán doøng.
18
2. CHOÏN DOØNG KHÔÛI ÑOÄNG.
INngmax laø thaønh phaàn chu kyø cuûa doøng
ngaén maïch qua bieán doøng cuûa baûo
veä khi ngaén maïch ôû pha treân ñaàu cöïc
maùy phaùt taïi thôøi ñieåm t = 0.
Thoâng thöôøng Ikñ tính choïn theo Ikcb nhoû
hôn doøng ñònh möùc cuûa maùy phaùt.
19
2. CHOÏN DOØNG KHÔÛI ÑOÄNG.
Ñoä nhaïy cuûa baûo veä ñöôïc kieåm
tra theo doøng ngaén maïch 2 pha
treân ñaàu cöïc maùy phaùt khi maùy
phaùt caét khoûi löôùi, ñoä nhaïy phaûi
baûo ñaûm Knh2.
20
Bài tập:
Tính toán chọn bảo vệ quá dòng và bảo vệ so
lệch cho máy phát điện có Sdm = 60MVA, Udm =
10,5kV, suất điện động trong đơn vị tương đối E*
= 1,05, điện trở siêu quá độ dọc trục X”d = 0,15
Biết: kat =1,2 ; kmm =1,5; kv =0,98
Dòng không cân bằng của bảo vệ so lệch:
Ikcb = 2309,3 A
21
Giải:
22
Dòng điện định mức máy phát:
Chọn BI 4000/5 Cấp chính xác 0,5Chọn sơ đồ đấu các biến dòng theo hình sao
đủ, có Ksd =1
Tính dòng ngắn mạch 3 pha:
- Bảo vệ quá dòng cực đại:Dòng khởi động rơle:
1,21 1.5 3299 7.57
0,98 800at
kdR sd mm Fv i
kI k k I A
k n
36010 3299
3 3 10,5F
F
dm
SI A
U
"3 *
"
1,053299 23093
0,15N F
EI I A
X
23
Chọn dòng khởi động rơle: IkdR= 8 A
Dòng khởi động thực tế của bảo vệ dòng điện cực đại là:
Độ nhạy của bảo vệ:
Vậy độ nhạy của bảo vệ đạt yêu cầu.
8 8006400
1dR
kdcd isd
II n A
k
(3).min 0,87 0,87 23093
3,13 1,56400
k Nnh
kd kd
I IK
I I
24
Bảo vệ quá dòng cắt nhanh: Dòng khởi động thực tế của bảo vệ cắt nhanh là:
Chọn dòng khởi động rơle: IkdR= 35 A
Dòng khởi động thực tế của bảo vệ cắt nhanh là:
(3) 1,2 230931 34.63
800at N
kdcn sdI
k II k A
n
35 80028000
1dR
kdcn isd
II n A
k
25
Bảo vệ so lệch: Dòng khởi động của bảo vệ so lệch là:
Chọn dòng khởi động rơle: IkdR= 5 A
Dòng khởi động thực tế của bảo vệ so lệch là:
1,2 32991 4.94
800at F
kdR sdI
k II k A
n
5 8004000
1kdR
kdsl isd
II n A
k
26
Độ nhạy của bảo vệ:
Vậy độ nhạy của bảo vệ đạt yêu cầu.
(3).min 0,87 0,87 23093
5,022 1,54000
k Nnh
kd kd
I IK
I I
III. BAÛO VEÄ NGAÉN MAÏCH GIÖÕA CAÙC VOØNG DAÂY TRONG CUØNG MOÄT PHA.
Chæ coù maùy phaùt lôùn, moãi pha
coù hai nhaùnh song song môùi duøng
baûo veä so leäch ngang.
27
III. BAÛO VEÄ NGAÉN MAÏCH GIÖÕA CAÙC VOØNG DAÂY TRONG CUØNG MOÄT PHA.
Khi ngaén maïch moät soá voøng daây,
söùc ñieän ñoäng ngaén maïch EN sinh
ra doøng ñieän ngaén maïch IN raát
lôùn, chaïy qua caùc voøng daây hö
hoûng.
28
III. BAÛO VEÄ NGAÉN MAÏCH GIÖÕA CAÙC VOØNG DAÂY TRONG CUØNG MOÄT PHA.
Vì coù cheâch leäch söùc ñieän ñoäng (E1–
E2) neân sinh ra doøng ñieän caân baèng
Icb=(E1-E2)/(X1–X2)
Vôùi E, X laø söùc ñieän ñoäng vaø ñieän
khaùng
Rô le coù doøng IR=Icb/KI, neáu IR>Ikñ rô le seõ
taùc ñoäng.29
III. BAÛO VEÄ NGAÉN MAÏCH GIÖÕA CAÙC VOØNG DAÂY TRONG CUØNG MOÄT PHA.
Doøng caân baèng Icb tuøy thuoäc vaøo soá
voøng daây bò ngaén maïch vì vaäy baûo veä
coù khu cheát.
Thöôøng choïn tyû soá bieán doøng
KI=0,25.IñmMF/5, doøng khôûi ñoäng lôùn hôn
doøng khoâng caân baèng cöïc ñaïi khi ngaén
maïch ngoaøi treân ñaàu cöïc maùy phaùt, vaø
choïn baèng (20~40)%.IñmMF 30
III. BAÛO VEÄ NGAÉN MAÏCH GIÖÕA CAÙC VOØNG DAÂY TRONG CUØNG MOÄT PHA.
Hieän nay thöôøng duøng sô ñoà 1 rô
le maéc qua bieán doøng ñaët ôû daây
noái trung tính.
31
IV. BAÛO VEÄ DAÂY QUAÁN STATOR
CHAÏM ÑAÁT MOÄT ÑIEÅM.
1.Nguyeân taéc thöïc hieän baûo veä.
2.Sô ñoà nguyeân lyù cuûa baûo veä
chaïm ñaát.
3.Choïn doøng ñieän khôûi ñoäng.
32
1. NGUYEÂN TAÉC THÖÏC HIEÄN BAÛO VEÄ.
ÔÛ daây quaán stator, trung tính khoâng
noái ñaát tröïc tieáp, maø noái ñaát qua 1
toång trôû, kinh nghieäm vaän haønh cho:
doøng chaïm ñaát IG<5A khoâng gaây nguy
hieåm, ta chæ caàn baùo hieäu. Neáu
IG>5A thì baûo veä taùc ñoäng caét maùy
phaùt traùnh hö hoûng cho maùy phaùt33
1. NGUYEÂN TAÉC THÖÏC HIEÄN BAÛO VEÄ.
Veà nguyeân taéc coù theå duøng baûo veä
so leäch, nhöng thöôøng khoâng ñuû ñoä
nhaïy, neân duøng baûo veä thöù_töï_khoâng.
Coù 2 caùch:
Duøng 3 bieán doøng maéc theo sô ñoà boä
loïc doøng ñieän thöù_töï_khoâng. Vì doøng
khoâng caân baèng Ikcb khaù lôùn neân baûo
veä chæ taùc ñoäng khi IG khoaûng (15~20)A.34
1. NGUYEÂN TAÉC THÖÏC HIEÄN BAÛO VEÄ.
Duøng 3 bieán doøng maéc theo sô ñoà boä
loïc doøng ñieän thöù_töï_khoâng. Vì doøng
khoâng caân baèng Ikcb khaù lôùn neân baûo
veä chæ taùc ñoäng khi IG khoaûng (15~20)A.
Hieän nay thöôøng duøng bieán doøng
thöù_töï_khoâng coù cuoän kích töø phuï: coù
ñoä nhaïy cao hôn vaø baûo veä coù theå taùc
ñoäng vôùi IG=(3~5)A.35
1. NGUYEÂN TAÉC THÖÏC HIEÄN BAÛO VEÄ.
Khi daây quaán stator chaïm ñaát, doøng
thöù_töï_khoâng cuûa löôùi seõ qua bieán doøng
thöù_töï_khoâng vaø caûm öùng qua thöù caáp
sinh ra doøng vaøo rô le IR, neáu doøng qua rô le
lôùn hôn doøng khôûi ñoäng thì baûo veä seõ
taùc ñoäng. Doøng thöù_töï_khoâng tyû leä vôùi
soá voøng daây bò chaïm ñaát, neáu chaïm ñaát
gaàn trung tính cuûa maùy phaùt IR<Ikñ, vaäy
baûo veä coù khu cheát. 36
1. NGUYEÂN TAÉC THÖÏC HIEÄN BAÛO VEÄ.
Khi chaïm ñaát ngoaøi, chæ coù doøng
thöù_töï_khoâng do ñieän dung daây quaán
maùy phaùt qua bieán doøng thöù_töï_khoâng.
Khi bình thöôøng hay khi ngaén maïch ngoaøi
toång doøng sô caáp qua bieán doøng
thöù_töï_khoâng baèng 0 neân thöïc teá chæ
coù doøng khoâng caân baèng qua rô le, baûo
veä khoâng taùc ñoäng vì ta ñaõ choïn
Ikñ>Ikcbmax.37
2. BIEÁN DOØNG THÖÙ_TÖÏ_KHOÂNG.
38
Neáu maïch töø cuûa
bieán doøng
thöù_töï_khoâng coù
ñaët theâm cuoän kích
töø baèng doøng xoay
chieàu thì söùc ñieän
ñoäng thöù caáp do
doøng chaïm ñaát sinh
ra seõ taêng töø 15~20
laàn, doøng ñieän qua rô
le taêng laøm ñoä nhaïy
taêng.
A B C
Ñeán rô le
Hình 8: Biến dòng thứ tự có đặt thêm cuộn kích thích xoay chiều.
3. SÔ ÑOÀ NGUYEÂN LYÙ CUÛA BAÛO VEÄ CHAÏM ÑAÁT..
39
Maùy phaùt chæ ñaët
baûo veä chaïm ñaát
daây quaán stator khi
doøng chaïm ñaát
IG>5A.
+ Rô le 51MP chæ
duøng baûo veä chaïm
ñaát, ñeå baûo veä
khoâng taùc ñoäng
nhaàm do doøng quaù
ñoä khi coù chaïm ñaát
ôû ngoaøi khu baûo
veä
Đến rơle
50MP, 51MP
3. SÔ ÑOÀ NGUYEÂN LYÙ CUÛA BAÛO VEÄ CHAÏM ÑAÁT..
40
+ Rô le 51MP chænh thôøi gian (1~2)s.
+ Rô le 51Ng cuûa baûo veä ngaén
maïch ngoaøi taùc ñoäng khi coù ngaén
maïch ngoaøi ñeå naâng cao ñoä nhaïy.
3. SÔ ÑOÀ NGUYEÂN LYÙ CUÛA BAÛO VEÄ CHAÏM ÑAÁT..
41
+ Khi ngaén maïch 2 pha noái ñaát,
trong ñoùù coù moät ñieåm trong khu
vöïc baûo veä, doøng ñieän ngaén
maïch raát lôùn, rô le 51MP coù theå taùc
ñoäng nhöng bò rô le 51Ng khoùa caét
maïch ñieàu khieån, neân baûo veä seõ
caét bôûi rô le 50MP. Ta chæ duøng rô le
50MP ñeå baûo veä ngaén maïch 2 pha
noái ñaát khi baûo veä so leäch doïc
cuûa maùy phaùt chæ ñaët bieán doøng
treân 2 pha.
3. SÔ ÑOÀ NGUYEÂN LYÙ CUÛA BAÛO VEÄ CHAÏM ÑAÁT..
42
.NOT.
51Ng
.AND.
51MP
50MP .OR. 52 TDT
741
742
Hình 10: .
43
Bảo vệ máy phát chống ngắn mạch
ngoài dùng để cắt máy phát khi có hư
hỏng trên thanh góp máy phát, hoặc các
phần tử nối trực tiếp với thanh góp
(đường dây, máy biến áp, ...).
44
Ngày nay, người ta dùng sơ đồ bảo vệ
quá dòng với bộ khởi động kém điện áp
để phân biệt dòng quá tải hay dòng
ngắn mạch.
45
Khi máy phát mất kích từ điện áp thanh
góp giảm còn 70% điện áp làm việc định
mức. Trong điều kiện này nếu muốn để
máy phát tiếp tục làm vjệc thì chọn:
Ukđ = (0,50,6)Ulvđm
Độ nhạy của bảo vệ:KnhI = INmin / Ikđ.
KnhU = Ukđ / UNmax. 46
Nếu có dùng bộ khởi động kém áp, thì
dòng khởi động của bảo vệ là:Ikđ = IđmMFKat/KV (Kat = 1,11,2)
Ukd = Ulvmin KatKV
(Kat = 0,9; Ulvmin = 0,95Ulvđm).
47
Thường quá tải có tính đối xứng nên bảo
vệ quá tải dùng 1 rơle dòng điện đặt trên
1 pha và dùng chung biến dòng với bảo vệ
quá dòng chống ngắn mạch ngoài.
Dòng khởi động: Ikđ = IđmMFKat/KV.
Để nâng cao độ nhạy ta chọn Kat =
1,05; KV = 0,85 Ikđ = 1,22IđmMF.
Thời gian làm việc chọn t = 9s
48
49
50
51