Tìm hiểu về bảo vệ máy biến áp: Từ rơle Buchholz đến bảo vệ vi sai

Máy biến áp là tài sản tĩnh quan trọng, vận hành liên tục được biết đến với độ tin cậy cao. Tuy nhiên, được lắp đặt thường xuyên ngoài trời và chịu các tải trọng cũng như dòng điện lỗi hệ thống khác nhau, chúng vẫn dễ bị hỏng hóc. Hướng dẫn này tìm hiểu các nguyên tắc cơ bản về bảo vệ máy biến áp, nêu bật các lỗi thường gặp và hệ thống bảo vệ tiên tiến giúp đảm bảo sự ổn định của lưới điện và ngăn ngừa thiệt hại tốn kém.

 

Các lỗi thường gặp và sự bất thường của máy biến áp

 

Sự cố máy biến áp được phân loại rộng rãi thành loại bên trong và bên ngoài.

Lỗi nội bộxảy ra bên trong bể, bao gồm cả chập mạch pha-sang-pha, chập mạch-quay-, chập mạch-đến-lõi và đứt dây dẫn.

Lỗi bên ngoàiliên quan đến hiện tượng đoản mạch giữa các cực của ống lót bên ngoài hoặc phóng điện qua ống lót xuống đất.

Lỗi bên trong đặc biệt nguy hiểm. Hồ quang năng lượng cao-có thể làm hỏng lớp cách điện lõi và cuộn dây một cách nghiêm trọng. Nó cũng phân hủy dầu cách điện, tạo ra khí có thể dẫn đến vỡ hoặc nổ bể chứa. Vì vậy, việc cách ly ngay lập tức là rất quan trọng khi phát hiện lỗi.

Điều kiện hoạt động bất thường, chẳng hạn như quá tải, mức dầu thấp, quá dòng do lỗi bên ngoài, nhiệt độ hoặc áp suất quá mức và lỗi hệ thống làm mát, cần có cảnh báo kịp thời để nhắc nhở người vận hành can thiệp và ngăn chặn leo thang.

 

Cấu hình hệ thống bảo vệ máy biến áp

 

Kế hoạch bảo vệ phi điện

 

 

1. Rơle Buchholz (Bảo vệ dòng khí & dầu)

Chức năng bảo vệ quan trọng này phát hiện lỗi bằng cách cảm nhận sự tích tụ khí (từ sự phân hủy dầu) và dòng dầu dâng lên trong bể.

Lỗi nhỏ (Giai đoạn báo động):Sự tích tụ khí chậm do quá nóng nhẹ sẽ kích hoạt cơ chế phao, đưa ra cảnh báo.

Lỗi lớn (Giai đoạn chuyến đi):Lượng khí sinh ra mạnh và dòng dầu chảy nhanh từ các lỗi nghiêm trọng bên trong làm lệch một cánh tà, ngay lập tức ngắt cầu dao.

Vai trò quan trọng:Rơle Buchholz là thiết bị bảo vệ sơ cấp quan trọng, có độ nhạy cao với các sự cố như đoản mạch-các vòng rẽ có thể không tạo ra chênh lệch dòng điện đáng kể.

 

2. Bảo vệ áp suất

Các thiết bị như Thiết bị giảm áp và Rơle áp suất đột ngột đóng vai trò bảo vệ chính bằng cách ứng phó với sự gia tăng áp suất nguy hiểm bên trong bể do hồ quang gây ra.

 

3. Giám sát nhiệt độ và mức dầu

Các hệ thống này kích hoạt cảnh báo khi nhiệt độ dầu/cuộn dây cao hoặc mức dầu bất thường, cho phép bảo trì phòng ngừa và tránh suy giảm cách điện.

 

4. Bảo vệ lỗi hệ thống làm mát

Mất khả năng làm mát hoàn toàn dẫn đến nhiệt độ tăng nhanh. Chức năng bảo vệ này sẽ báo động và sau một thời gian trì hoãn cho phép thực hiện hành động khắc phục, máy biến áp sẽ dừng hoạt động để tránh hư hỏng do nhiệt.

 

Bảo vệ vi sai: Tấm chắn điện sơ cấp

 

Bảo vệ này so sánh dòng điện vào và ra khỏi máy biến áp. Bất kỳ sự khác biệt đáng kể nào (dòng điện vi sai) đều cho thấy có lỗi bên trong trong vùng được bảo vệ.

 

1. Quản lý dòng điện khởi động

Việc cấp điện cho máy biến áp gây ra dòng điện từ hóa có cường độ cao- tạm thời (gấp 6-8 lần dòng điện định mức), dòng điện này chỉ chạy qua phía sơ cấp, tạo ra tín hiệu vi sai sai. Dòng điện khởi động có những đặc điểm riêng biệt:
Một. Biên độ cao với thành phần DC mạnh.
b. Dạng sóng đỉnh có góc chết đáng kể (không liên tục).
c. Hàm lượng sóng hài cao, đặc biệt là sóng hài bậc 2.

Rơle hiện đại sử dụng Kỹ thuật hạn chế sóng hài (ví dụ: chặn sóng hài bậc 2) hoặc kỹ thuật Phân tích dạng sóng để phân biệt dòng khởi động với dòng điện sự cố thực sự, ngăn ngừa hoạt động sai sót.

 

2. Phần tử vi phân đặt mức cao tức thời-

Đối với các lỗi nghiêm trọng bên trong gây ra bão hòa Máy biến dòng (CT), nội dung sóng hài có thể chặn phần tử vi sai chính. Hàm vi sai đặt cao-cung cấp giải pháp. Nó hoạt động hoàn toàn dựa trên cường độ của dòng điện vi sai, bỏ qua tất cả logic hạn chế hài hòa để đảm bảo ngắt cực nhanh đối với các lỗi nghiêm trọng.

 

Chiến lược bảo vệ dự phòng

 

Bảo vệ dự phòng đảm bảo loại bỏ lỗi nếu hệ thống chính bị lỗi.

 

1. Điện áp-Bảo vệ quá dòng bị hạn chế/có kiểm soát

Sơ đồ này là một bản sao lưu nhạy cảm cho các lỗi pha. Nó kết hợp các phần tử quá dòng với khả năng phát hiện điện áp chuỗi thấp và/hoặc âm-. Việc hạn chế điện áp cho phép cài đặt mức thu dòng điện thấp hơn, tăng cường độ nhạy trong khi vẫn đảm bảo an toàn trong điều kiện tải ổn định.

 

 

 

 

 

Khai quật (Bị cô lập) Trung tính: Để hạn chế dòng điện chạm đất, một số máy biến áp không được nối đất. Chúng được bảo vệ bằng tính năng bảo vệ Dịch chuyển điện áp trung tính (Quá điện áp dư - 3U0), hoạt động nếu lỗi nối đất của hệ thống vẫn tồn tại sau khi ngắt kết nối máy biến áp nối đất.

 

Nối đất thông qua điện trở nối đất trung tính (NGR): Một phương pháp phổ biến để hạn chế dòng điện sự cố. Bảo vệ thường giám sát dòng điện qua NGR.

 

Phần kết luận
Một hệ thống bảo vệ nhiều lớp,-được thiết kế tốt là điều tối quan trọng đối với độ tin cậy và tuổi thọ của máy biến áp. Hiểu được những nguyên tắc này-từ giám sát khí và áp suất cơ bản đến các phương án dự phòng và chênh lệch nâng cao-là chìa khóa để đảm bảo an ninh hệ thống điện. Hợp tác với các chuyên gia để thực hiện chiến lược bảo vệ phù hợp cho tài sản quan trọng của bạn.