Máy phát điện (MFĐ) là một phần tử rất quan trọng trong hệ thống điện, sự làm việc tin cậy của các MFĐ có ảnh hưởng quyết định đến độ tin cậy của hệ thống điện. Vì vậy, đối với MFĐ đặc biệt là các máy có công suất lớn, người ta đặt nhiều loại bảo vệ khác nhau để chống tất cả các loại sự cố và các chế độ làm việc không bình thường xảy ra bên trong các cuộn dây cũng như bên ngoài MFĐ. Để thiết kế tính toán các bảo vệ cần thiết cho máy phát, chúng ta phải biết các dạng hư hỏng và các tình trạng làm việc không bình thường MFĐ .
1. Các dạng hư hỏng và tình trạng làm việc không bình thường của máy phát điện
Các dạng hư hỏng:
1 – Ngắn mạch nhiều pha trong cuộn stator. (1)
2 – Chạm chập giữa các vòng dây trong cùng 1 pha (đối với các MFĐ có cuộn dây kép). (2)
3 – Chạm đất 1 pha trong cuộn dây stator. (3)
4 – Chạm đất một điểm hoặc hai điểm mạch kích từ. (4)
Các tình trạng làm việc không bình thường của máy phát điện:
5 – Dòng điện tăng cao do ngắn mạch ngoài hoặc quá tải. (5)
6 – Điện áp đầu cực máy phát tăng cao do mất tải đột ngột hoặc khi cắt ngắn mạch ngoài. (6)
Ngoài ra còn có các tình trạng làm việc không bình thường khác như: Tải không đối xứng, mất kích từ, mất đồng bộ, tần số thấp, máy phát làm việc ở chế độ động cơ, …
Có thể bạn thích: Mô hình trạm biến áp ngầm, trạm biến áp trong nhà, trạm biến áp ngoài trời.
2. Các bảo vệ thường dùng cho máy phát điện
Tuỳ theo chủng loại của máy phát (thuỷ điện, nhiệt điện, turbine khí, thuỷ điện tích năng…), công suất của máy phát, vai trò của máy phát và sơ đồ nối dây của nhà máy điện với các phần tử khác trong hệ thống mà người ta lựa chọn phương thức bảo vệ thích hợp.
Hiện nay không có phương thức bảo vệ tiêu chuẩn đối với MFĐ cũng như đối với các thiết bị điện khác. Tuỳ theo quan điểm của người sử dụng đối với các yêu cầu về độ tin cậy, mức độ dự phòng, độ nhạy… mà chúng ta lựa chọn số lượng và chủng loại rơle trong hệ thống bảo vệ. Đối với các máy phát điện công suất lớn, xu thế hiện nay là lắp đặt hai hệ thống bảo vệ độc lập nhau với nguồn điện thao tác riêng, mỗi hệ thống bao gồm một bảo vệ chính và một số bảo vệ dự phòng có thể thực hiện đầy đủ các chức năng bảo vệ cho máy phát.
Xem thêm:
Nguyên lý bảo vệ so lệch máy phát 87G
Mô hình hệ thống điều khiển SCADA
Để bảo vệ cho máy phát điện chống lại các dạng sự cố nêu trên, người ta thường dung các loại bảo vệ sau:
– Bảo vệ so lệch dọc để phát hiện và xử lý khi xảy ra sự cố (1).
– Bảo vệ so lệch ngang cho sự cố (2).
– Bảo vệ chống chạm đất một điểm cuộn dây stator cho sự cố (3).
– Bảo vệ chống chạm đất mạch kích từ cho sự cố (4).
– Bảo vệ chống ngắn mạch ngoài và quá tải cho sự cố (5).
– Bảo vệ chống điện áp đầu cực máy phát tăng cao cho sự cố (6).
Ngoài ra có thể dùng: Bảo vệ khoảng cách làm bảo vệ dự phòng cho bảo vệ so lệch, bảo vệ chống quá nhiệt rotor do dòng máy phát không cân bằng, bảo vệ chống mất đồng bộ, …
