Phải lắp đặt các thiết bị bảo vệ tương ứng để phòng ngừa sự cố ngắn mạch của dây dẫn, sứ cách điện và các bộ phận bên trong máy biến áp, và phải đáp ứng các yêu cầu sau:
1) Máy biến áp vận hành đơn có công suất từ 10MVA trở lên và máy biến áp vận hành song song có công suất từ 6,3MVA trở lên cần được trang bị bảo vệ chênh lệch dọc. Các máy biến áp quan trọng có công suất từ 6,3MVA trở xuống hoạt động độc lập cũng có thể được trang bị bảo vệ chênh lệch dọc.
2) Máy biến áp dưới 10MVA có thể được trang bị bảo vệ ngắt dòng nhanh và bảo vệ quá dòng. Đối với máy biến áp từ 2MVA trở lên, khi hệ số nhạy cảm ngắt dòng nhanh không đáp ứng yêu cầu, cần phải lắp đặt bảo vệ chênh lệch dọc.
3) Đối với công suất từ 0,4MVA trở lên, điện áp sơ cấp từ 10kV trở xuống, cuộn dây là máy biến áp đấu nối tam giác-sao, có thể sử dụng hệ thống bảo vệ quá dòng ba rơle hai pha.
4) Các thiết bị bảo vệ khác nhau được quy định trong điều khoản này phải hoạt động để ngắt các cầu dao ở mỗi phía của máy biến áp.
Trong quá trình vận hành máy biến áp, do các sự cố bên trong, đôi khi chúng ta không thể phát hiện và khắc phục kịp thời, điều này dễ dẫn đến tai nạn. Sau khi lắp đặt rơle khí, sự cố tương tự có thể được tránh đến một mức độ nhất định.
■ Giới thiệu về bảo vệ chống khí
Trong quá trình vận hành máy biến áp, do các sự cố bên trong, đôi khi chúng ta không thể phát hiện và khắc phục kịp thời, điều này dễ dẫn đến tai nạn. Sau khi lắp đặt rơle khí, sự cố tương tự có thể được tránh đến một mức độ nhất định.
Bảo vệ khí được chia thành bảo vệ khí nhẹ và bảo vệ khí nặng. Nguyên lý hoạt động của bảo vệ khí nhẹ và khí nặng khác nhau. Khí nhẹ xảy ra do khí tích tụ trong cốc hở hướng xuống dưới, khiến cốc hở nổi lên dưới tác dụng của lực nổi của dầu máy biến áp, kích hoạt rơle và phát ra tín hiệu báo động, cho thấy lỗi trong máy biến áp là nhẹ, và sự phân hủy nhiệt của dầu máy biến áp tạo ra khí. Khí nặng xảy ra do lỗi nghiêm trọng trong máy biến áp, khi dầu máy biến áp bị nóng lên và giãn nở nhanh chóng, tràn vào túi dầu, đẩy khí nặng vào vách ngăn bên trong đến một góc nhất định, và rơle được kích hoạt để tạo ra tín hiệu. Vị trí ngắt bình thường. Trừ khi có các thao tác lọc dầu, bổ sung dầu và các thao tác khác. Nói chung, bảo vệ phi điện của máy biến áp ngâm dầu cỡ lớn bao gồm: xả áp suất, thay đổi áp suất, v.v.
Bảo vệ bằng khí là một trong những biện pháp bảo vệ chính của máy biến áp, thuộc loại bảo vệ phi điện. Sự khác biệt chính giữa bảo vệ bằng khí nhẹ và khí nặng nằm ở giá trị cài đặt của rơle khí. Khí nhẹ chỉ gửi tín hiệu báo động, không gây ngắt mạch, còn khí nặng sẽ gây ngắt mạch. Điện áp thứ tự không bằng tổng vectơ của ba điện áp pha. Phương pháp tính toán dòng điện thứ tự không cũng tương tự.
■ Nguyên lý bảo vệ khỏi khí nặng là gì?
Người ta nói rằng hệ thống bảo vệ khí của máy biến áp dựa trên nguyên lý rơle lưỡi gà. Cốc dầu được nối với buồng máy biến áp. Khi máy biến áp bị quá tải, dòng điện quá tải sẽ tạo ra khí làm cho phao hạ xuống một vị trí nhất định. Rơle thứ nhất được nối với đèn báo. Khi có khí báo động, khí tiếp tục hạ xuống, khi phao nâng lên, rơle thứ hai được nối với khí nặng để ngắt mạch.
■ Sự khác biệt giữa nguyên lý hoạt động của bảo vệ chống khí nhẹ và bảo vệ chống khí nặng
Bảo vệ bằng rơle khí là biện pháp bảo vệ chính của máy biến áp, có thể phản ánh hiệu quả các sự cố bên trong máy biến áp. Rơle khí loại nhẹ bao gồm một chụp hở, một tiếp điểm lưỡi gà khô, v.v., và hoạt động dựa trên tín hiệu. Rơle khí loại nặng bao gồm các tấm chắn, lò xo, tiếp điểm lưỡi gà, v.v., hoạt động dựa trên cơ chế ngắt mạch.
Trong điều kiện hoạt động bình thường, rơle khí được đổ đầy dầu, cốc hở được nhúng trong dầu, ở vị trí nổi, và các tiếp điểm lưỡi gà bị ngắt kết nối. Khi xảy ra sự cố bên trong máy biến áp, hiện tượng quá nhiệt cục bộ xảy ra tại điểm sự cố, gây ra sự giãn nở của dầu máy biến áp gần đó, và không khí hòa tan trong dầu bị đẩy ra ngoài, tạo thành bọt khí và nổi lên. Khi sự cố nhẹ, khí thải từ từ nổi lên và đi vào rơle khí, làm cho mực dầu giảm xuống. Điểm tựa được tạo ra bởi cốc hở là sự quay ngược chiều kim đồng hồ của trục, làm cho tiếp điểm lưỡi gà kết nối và gửi tín hiệu.
Khi xảy ra sự cố nghiêm trọng bên trong máy biến áp, một lượng khí lớn sẽ được tạo ra, làm cho áp suất bên trong máy biến áp tăng đột ngột, và một dòng dầu lớn tác động vào bộ phận chứa dầu. Do dòng dầu tác động vào vách ngăn, vách ngăn sẽ vượt qua lực cản của lò xo và đẩy nam châm quay. Hướng của tiếp điểm lưỡi gà di chuyển, do đó tiếp điểm lưỡi gà được bật và thực hiện thao tác ngắt mạch.
Đặc tính rơ của rơ đề cập đến mối quan hệ giữa lượng tín hiệu đầu vào và lượng tín hiệu đầu ra của rơ trong toàn bộ quá trình thay đổi. Cho dù là hoạt động hay trở về, rơ sẽ di chuyển từ vị trí bắt đầu đến vị trí cuối cùng mà không thể dừng lại ở một vị trí trung gian nào đó. Đặc tính này được gọi là đặc tính rơ của rơ.