Nghiên cứu ảnh hưởng của việc điều chỉnh đầu phân áp đến đặc tính làm việc của rơle so lệch kỹ thuật số

7
hai dòng ñiện vượt quá giá trị nào ñó thì bảo vệ sẽ cảm nhận ñó là sự
cố trong khu vực bảo vệ và sẽ tác ñộng.

Hình 1.6: Sơ ñồ nguyên lý bảo vệ so lệch dòng ñiện
1.3.3 Chức năng bảo vệ của rơle so lệch
Rơle so lệch ñưa ra các tính chất sau:
- Hãm bằng sóng hài
- Khoá bằng sóng hài.
- Khóa theo tỷ lệ thành phần một chiều.
Hãm các thành phần sóng hài bậc cao vì giá trị của dòng ñiện so
lệch không chỉ do ngắn mạch ngoài mà còn do một số nguyên nhân
như:
- Do dòng ñiện kích từ hoá khi ñóng máy biến áp không tải gây
nên.
Máy biến
áp
∆I
I
1
+ I
2
CT
1
I
S1
I
T1
I
T2
CT
2
I
S2
N
2
N
1


8
- Do hiện tượng quá kích từ máy biến áp.
Các nguyên nhân này khi phân tích thành phần dòng ñiện ñều có
chứa các thành phần sóng hài bậc cao như dòng ñiện xung kích từ
hoá có thẻ phân tích ra các thành phần sóng hài bậc 2, bậc 3, bậc 4,
bậc 5…. nhưng trong ñó thành phần sóng hài bậc 2 là lớn hơn cả.
Hơn nữa, trong dòng ñiện ngắn mạch, thành phần sóng hài bậc 2
không có nên ñược sử dụng cho mục ñích ổn ñịnh bảo vệ chống lại
hiện tượng quá dòng xung kích từ hoá khi ñóng máy biến áp không
tải, khi thành phần bậc 2 lớn hơn giá trị ñặt, bảo vệ sẽ bị khoá, khi
xuất hiện quá kích từ máy biến áp, có thành phần sóng hài bậc 5,
thành phần sóng hài bậc 5 cũng ñược dùng cho mục ñích ổn ñịnh,
bảo vệ sẽ khoá khi thành phần sóng hài lớn hơn giá trị ñặt của rơ le.
1.4 ẢNH HƯỞNG CỦA OLTC ĐẾN ĐẶC TÍNH BẢO VỆ SO
LỆCH
Xét bài toán tính toán cài ñặt cho bảo vệ so lệch ñối với máy
biến áp ba pha hai cuộn dây có trang bị bộ ñiều áp dưới tải theo số
liệu sau:
Máy biến áp 50MVA, 115kV/23kV, dãy ñiều chỉnh ñiện áp -
15%/+5%, CT
1
= 400 (1A), CT
2
= 2000 (5A)
400A
W1
115kV
50 MVA
23kV
2000A
I
1
I
2

Hình 1.8: Ví dụ


9
Ta có: Điện áp lớn nhất U
max
= 120,75 kV
Điện áp nhỏ nhất U
min
= 97,75 kV
Điện áp cài ñặt:
kV
UU
UU
UU
U
N
04,108
75,9775,120
75,97.75,120
.2
11
2.
.2
minmax
minmax
minmax
=
+
=
+
=
+
=

Điện áp ñược tính toán U
N1
ñược cài ñặt tương ứng với vị trí ñầu
phân áp giữa của bộ ñiều áp máy biến áp.
Ta có: I
op
= m * I
bias
= 0,25 * I
bias

Tại vị trí ñầu phân áp cao nhất +5% có:
I
op
= m * 1,8496 * I
bias
= 0,4624 * I
bias
Tại vị trí ñầu phân áp thấp nhất -15% có:
I
op
= m * 2,1051 * I
bias
= 0,5263 * I
bias

Như vậy ñối với máy biến áp có bộ ñiều áp dưới tải dòng cài
ñặt vào rơle so lệch phải lớn hơn dòng so lệch ở các vị trí biên (I
op
=
0,5263 * I
bias
). Điều này cho phép bảo vệ làm việc chính xác với các
trường sự cố bên ngoài vùng bảo vệ. Tuy nhiên, khi số vòng dây sự
cố là nhỏ thì dòng sự cố vào bảo vệ so lệch nhỏ hơn dòng làm việc I
op

= 0,5263 * I
bias
nên bảo vệ sẽ không tác ñộng. Trên thực tế ñã cho
thấy ở các trạm biến áp 110kV trở lên ngoài bảo vệ so lệch máy biến


10
áp còn cài ñặt thêm rơle bảo vệ chống chạm ñất riêng ñể bảo vệ an
toàn cho máy biến áp.
1.5 KẾT LUẬN
Để ứng dụng hiệu quả hệ thống bảo vệ rơ le, yêu cầu sự hiểu
biết về các chế ñộ làm không bình thường, các dạng sự cố xảy ra
trong máy biến áp. Điều này giúp ta có thể ứng dụng ñúng và ñầy ñủ
các loại bảo vệ cần thiết cho hệ thống bảo vệ máy biến áp.
Trong chương này ta ñã nghiên cứu về kỹ thuật ñiều chỉnh ñiện
áp, bảo vệ so lệch máy biến áp cũng như tìm hiểu sự ảnh hưởng của
vị trí ñầu phân áp ñến ñặc tính của bảo vệ so lệch. Vấn ñề ñặt ra trong
ñề tài là làm sao nâng cao ñộ nhạy, cải thiện ñặc tính của bảo vệ so
lệch máy biến áp có bộ ñiều áp dưới tải nhằm ñảm bảo bảo vệ tác
ñộng chọn lọc. Điều này ñược giải quyết trong chương II của luận
văn.
CHƯƠNG II
NÂNG CAO ĐỘ NHẠY CỦA BẢO VỆ SO LỆCH ĐỐI VỚI
MÁY BIẾN ÁP ĐIỀU ÁP DƯỚI TẢI
Sự cố bên trong máy biến áp bao gồm ngắn mạch do chạm chập
các vòng dây hoặc chạm ñất một ñiểm trong cuộn dây MBA. Để xác
ñịnh sự phụ thuộc của dòng ngắn mạch theo phần trăm sự cố và sự
mất cân bằng của dòng so lệch ñối với máy biến áp có OLTC ta sử


11
dụng mô hình ma trận máy biến áp. Mô hình này cho phép mô phỏng
hầu hết các tình trạng sự cố bên trong máy biến áp.
Kết quả có ñược từ mô hình này ñược sử dụng ñể kiểm chứng
thuật toán nâng cao ñộ nhạy của bảo vệ so lệch.
2.1 MÔ HÌNH NGHIÊN CỨU SỰ CỐ TRONG MÁY BIẾN ÁP
OLTC
2.1.1 Mô hình máy biến áp OLTC
Phần 1: Trong phần này kiểm tra kích từ và ngắn mạch
trong dãy giá trị lớn hơn hoặc bằng 0 ñược sử dụng ñể xác ñịnh hai
ma trận [R] và [L] mô hình hóa máy biến áp ñiều áp dưới tải với vị trí
thông thường của bộ ñiều áp (vị trí giữa).
[ ]
















=
6
00000
0
5
0000
00
4
000
000
3
00
0000
2
0
00000
1
R
R
R
R
R
R
R

[ ]
















=
66564636261
56
5
54535251
46454434241
36353433231
26252423221
16151413121
LMMMMM
MLMMMM
MMLMMM
MMMLMM
MMMMLM
MMMMML
L



12
Phần 2: Trong phần này sẽ tính toán hệ số giữa các phần tử của
hai vị trí kế tiếp i và
1±i
của bộ ñiều áp. Các phần tử với vị trí i của
các ma trận ñược nói ñến ở trên ñược thay ñổi.
Bảng 2.1: Thống kê sự cố chạm chập các vòng dây
Vị trí dự cố
Phần trăm của các cuộn dây bị
sự cố
Dòng so
lệch
Cuộn dây chung 1% 0,12 pu
Cuộn dây chung 2% 0,62 pu
Cuộn dây nối tiếp 1% 0,11 pu
Cuộn dây nối tiếp 2% 0,55 pu
Cuộn dây cao 6% 1,42 pu
Bảng 2.2: Thống kê sự cố các vòng dây chạm ñất
Vị trí sự cố
Phần trăm của các
cuộn dây bị sự cố
Điện trở
sự cố (Ω )
Dòng trung
tính (kA)
Cuộn dây chung 1% từ ñiểm trung tính 0 8,4
Cuộn dây chung 2% từ ñiểm trung tính 0 10
Cuộn dây chung 2% từ ñiểm trung tính 6,5 0,75
Cuộn dây chung 4,3% từ ñiểm trung tính 6,5 1,6
2.2 PHƯƠNG PHÁP NÂNG CAO ĐỘ NHẠY CỦA BẢO VỆ SO
LỆCH MÁY BIẾN ÁP OLTC
2.2.1 Khái quát về phương pháp nâng cao ñộ nhạy của bảo
vệ so lệch máy biến áp

Xem chi tiết: Nghiên cứu ảnh hưởng của việc điều chỉnh đầu phân áp đến đặc tính làm việc của rơle so lệch kỹ thuật số