• Mục tiêu của việc bảo vệ trong công nghiệp điện rất rộng. Nó bao trùm tất cả các khía cạnh của việc đảm bảo an toàn cho người, và bảo vệ chống những hư hỏng hay phá huỷ tài sản, nhà máy và các thiết bị.
  • Các dạng bảo vệ khác nhau này có thể được phân loại theo mục tiêu như sau:
    • Bảo vệ người và súc vật chống lại nguy hiểm do quá điện áp và điện giật, cháy, nố, và hơi độc…
    • Bảo vệ nhà máy, thiết bị và các thành phần khác trong hệ thống điện chống nguy hiểm do ngắn mạch, sét đánh trực tiếp và sự không ổn định của hệ thống (mất đồng bộ),…
    • Bảo vệ người và nhà máy khỏi sự nguy hiểm do vận hành sai hệ thống điện bằng cách sử dụng các khóa liên động cơ hay điện. Tất cả các thiết bị đóng cắt (gồm cả bộ chỉnh đầu phân áp máy biến áp,…), phải có các giới hạn vận hành rõ ràng. Có nghĩa là phải có thứ tự thao tác của các thiết bị đóng cắt khác nhau, và thứ tự đó phải được tuân thủ nghiêm ngặt, nhằm đảm bảo an toàn khi đóng hay mở. Các khóa liên động và các mạch điện điều khiển tương tự thường dùng để đảm bảo thao tác vận hành theo thứ tự chính xác.
  • Mô tả kỹ thuật chi tiết về đầy đủ các sơ đồ bảo vệ tồn tại trong hệ thống điện thì nằm ngoài phạm vi của bài này. Nhưng hy vọng rằng các mục tiếp theo sẽ là hữu ích nhằm cung cấp các nguyên lý cơ bản của bảo vệ. Với hầu hết các thiết bị bảo vệ đa dụng được đề cập đến, nói chung ở đây sẽ giới hạn việc mô tả chi tiết vào các thiết bị thường được sử dụng chỉ ở lưới trung thế và hạ thế.

Bảo vệ chống điện giật

  • Các biện pháp bảo vệ chống điện giật dựa trên hai nguyên nhân thường gây ra nguy hiểm sau:
    • Chạm vào dây pha mang điện, nghĩa là dây có điện thế so với đất trong tình trạng bình thường. Kiểu chạm này thường được định nghĩa là “chạm trực tiếp” (direct contact).
    • Chạm vào thiết bị bị chạm vỏ, vỏ này bình thường không có điện, nhưng do có hư hỏng cách điện trong thiết bị nên trên vỏ đột nhiên có điện thế. Kiểu chạm này thường được định nghĩa như “chạm gián tiếp” (indirect contact).
  • Có thể kể đến dạng nguy hiểm thứ ba về điện, tồn tại ở vùng đất lân cận điện CPC nối đất trung thế hay nối đất hạ thế khi điện cực này có dòng chạm đất chạy ra. Mối nguy hiểm này là do có sự chênh lệch điện thế (potential gradients) giữa các điểm khác nhau trên bề mặt đất, thường được định nghĩa là mối nguy hiểm do “điện áp bước”(step voltage). Dòng điện đi vào chân này và đi ra từ chân kia của người, dòng này đặc biệt gây nguy hiểm cho các con thú có 4 chân.
  • Kiểu biến thể của mối nguy hiểm này, thường được xem như là “điện áp tiếp xúc” (touch voltage) đặt giữa tay và chân người khi người sờ tay vào vỏ thiết bị, chẳng hạn như, khi phần vỏ kim loại nối đất được đặt trên vùng đất có tồn tại đường phân bố thế. Lúc này sẽ có dòng đi từ tay xuống hai chân người.
  • Gia súc Có 4 chân và có khoảng bước chân sau – chân trước lớn sẽ đặc biệt nhạy cảm đối với điện áp bước. Chúng sẽ bị điện giật chết khi đi vào vùng có sự phân bổ thế, phân bố thế này gây ra bởi cực nối đất của dây trung tính lưới hạ áp (230/400V) có điện trở không đủ nhỏ.
  • Các vấn đề về gradient điện thế như đã nói ở trên sẽ không xuất hiện khi lắp đại diện ở các toà nhà, với điều kiện là dây nối đẳng thể liên kết chính xác tất cả các vỏ kim loại và nối cả các vật dẫn tự nhiên tới dây nối đất bảo vệ (nghĩa là không phải phân mạng điện của thiết bị hay công trình – ví dụ như kết cấu sắt thép của công trình).

Bảo vệ chống điện giật do chạm trực tiếp hay bảo vệ

  • Biện pháp chủ yếu chống chạm điện trực tiếp là đặt tất cả các phần dẫn điện hay vỏ bọc kim loại đã được nối đất, hay bằng cách đặt trong vỏ bọc cách điện hay vỏ bọc kim loại ngoài tầm với tới (đặt sau rào chắn cách điện hoặc treo trên cao), hay bằng cách dùng chướng ngại vật (vật chắn).
  • Khi các phần dẫn điện được đặt trong vỏ bọc kim loại, ví dụ như với máy biến thể. động cơ điện và các thiết bị điện dân dụng, vỏ kim loại này bắt buộc phải đi va vào hệ thống dây nối đất bảo vệ của mạng điện. Cho các thiết bị đóng cắt trung thế, (thiết bị đóng cắt có vỏ bọc kín đúc sẵn bằng kim loại và thiết bị điều khiển cho các điện áp lên đến 52kV), tiêu chuẩn IEC qui định các cấp bảo vệ (Protection Index – mã IP) phải là IP2X để đảm bảo an toàn khi chạm trực tiếp. Ngoài ra, vỏ bọc kim loại này phải chứng minh được là có độ tin cậy về điện, kế đến phải thiết lập được sự phân tách tốt giữa bên trong và bên ngoài của lớp vỏ bảo vệ. Việc nối đất đúng cho vỏ thiết bị còn tham gia xa hơn vào việc bảo vệ người vận hành dưới các điều kiện hoạt động bình thường.
  • Đối với thiết bị gia dụng hạ áp, điều này được thực hiện bằng cách sử dụng picn cảm và ổ cắm 3 chấu. Hư hỏng toàn bộ hay ngay cả hư hỏng từng phân cách điện của vỏ sẽ làm tăng điện thế vỏ thiết bị lên đến trị số nguy hiểm (phụ thuộc vào tỷ số giữa điện trở trên mạch dòng rò chạy trên vỏ cách điện, với điện trở từ phần vỏ kim loại đến đất).

Bảo vệ chống chạm điện gián tiếp hay bảo vệ khi sự cố

  • Người chạm vào vỏ kim loại của thiết bị có sự cố về cách điện, như mô tả trên được gọi là chạm điện gián tiếp.
  • Hiện tượng chạm gián tiếp được đặc trưng bởi thực tế là dòng rò chạy qua đất đi qua dây bảo vệ nối đất (dây PE – Protective eathing conductor) thì song song với dòng qua người.

Trường hợp sự cố trên hệ thống hạ thế

  • Các kiểm nghiệm tổng quát cho thấy rằng nếu điện áp vỏ kim loại thiết bị (so với đất) nhỏ hơn hay bằng 50V sẽ không gây nguy hiểm.

Nguy hiểm do chạm gián tiếp trong trường hợp có sự cố trung thế

  • Nếu có sự cố về cách điện trong thiết bị giữa dây dẫn điện trung thế và vỏ kim loại, thông thường là không thể giới hạn được điện thế vỏ xuống bằng hay nhỏ hơn 50V nếu chỉ đơn giản bằng biện pháp giảm điện trở nối đất xuống giá trị bé.
  • Giải pháp trong trường hợp này là phải thực hiện lưới đẳng thế như mô tả ở phần “hệ thống nối đất”.

Bảo vệ máy biến áp và mạch điện

Tổng quan

  • Mạng điện và các thiết bị trong trạm phải được bảo vệ sao cho tình trạng quá dòng và áp phải được nhanh chóng loại ra khỏi hệ thống trước khi gây nguy hiểm và hư hỏng. Các thiết bị thường dùng trong hệ thống điện đều có các định mức về khả năng chịu quá dòng và quá áp trong khoảng thời gian ngắn. Vì vậy vai trò của sơ đồ bảo vệ là để đảm bảo các giới hạn chịu đựng này không bao giờ bị vượt quá. Nhìn chung, điều này có nghĩa là các tình trạng sự cố phải được giải trừ càng nhanh càng tốt mà vẫn đảm bảo sự phối hợp giữa các thiết bị bảo vệ phía trên và phía dưới của thiết bị cần bảo vệ. Nghĩa là, khi có sự cố trong hệ thống, nhìn chung thì nhiều bộ bảo vệ sẽ phát hiện được sự cố này ngay lập tức, nhưng chỉ có một bộ bảo vệ phải tác động .
  • Các thiết bị bảo vệ có thể là:
    • Cầu chì, có thể cắt dòng sự cố trực tiếp hay đi kèm với một thiết bị cắt cơ khi để mở cùng lúc 3 pha của dao cắt tải LBS
    • Rơle, tác động gián tiếp lên cuộn cắt của máy cắt (circuit-breaker) 

Bảo vệ máy biến áp (MBA)

  • Áp lực từ phía hệ thống cấp điện. Các xung điện áp có thể xuất hiện từ phía hệ thống như là :
    • Quá điện áp khí quyển. Gây ra bởi sét đánh trên đường dây hay gần đường dây trên không.
    • Quá điện áp do vận hành
  • Sự thay đổi đột ngột điều kiện vận hành trong hệ thống điện có thể gây ra hiện tượng quá độ. Thường gây ra dạng sóng điện áp có tần số cao hay dạng sóng điện áp dao động tắt dần.
  • Đối phó với cả 2 trường hợp xung điện áp trên, bộ bảo vệ quá áp thường được dùng là thiết bị chống sét (Oxit kẽm).
  • Trong hầu hết các trường hợp, bộ bảo vệ chống xung áp thường không bảo vệ cho thiết bị đóng cắt. 

Áp lực do phía tải

  • Quá tải thường xảy ra do nhu cầu tải của nhiều phụ tải nhỏ cùng ngẫu nhiên tăng vọt, hay do nhu cầu tăng công suất biểu kiến (kVA) của trạm biến thế, hay do mở rộng xí nghiệp với hậu quả tất nhiên của việc mở rộng các toà nhà,…
  • Tải tăng sẽ làm tăng nhiệt độ các cuộn dây và làm nóng các phần cách điện. Kết quả là, sự tăng nhiệt độ sẽ kéo theo việc giảm tuổi thọ của thiết bị. Các thiết bị bảo vệ chống quá tải có thể lắp đặt ở phía sơ cấp hay thứ cấp của máy biến thế.
  • Ngày nay, bảo vệ chống quá tải của máy biến thế thường là các rơle kỹ thuật số, nó sẽ tác động cắt máy cắt ở phần nhị thứ của máy biến thế. Những rơle như vậy, thường gọi là rơle nhiệt chống quá tải (thermal overload relay), một cách nhân tạo có thể ước tính được nhiệt độ, có kể đến hằng số thời gian của máy bién the.
  • Một số rơle có thể tính đến ảnh hưởng của sóng hài do có tải phi tuyến (bộ chỉnh lưu, thiết bị máy tính, các bộ thay đổi tốc độ của thiết bị…). Kiểu rơle này cũng có thể dự đoán được thời gian trước khi cắt quá tải và thời gian chờ sau khi cắt. Vì thế, công nghệ thông tin rất hữu dụng để điều khiển các hoạt động sa thải phụ tải.
  • Thêm vào đó, các máy biến áp được ngâm trong dầu (làm mát bằng dầu) có bộ điều chỉnh nhiệt với 2 trị số đặt, một dùng cho mục đích báo tín hiệu và một dùng để báo cắt
  • Máy biến áp khô sẽ sử dụng bộ cảm biến nhiệt độ được cài ở phần nóng nhất của cách điện các cuộn dây để báo tín hiệu và tác động cắt máy biến áp

Các sự cố bên trong máy biến áp

  • Bảo vệ máy biến áp bằng các thiết bị gắn ngay trên máy biến áp, chống lại các tác động do sự cố bên trong thùng dầu máy biến áp. Chúng được lắp dự phòng trên máy biến thế có thùng dầu phụ và thường sử dụng loại relay cơ cổ điển Buchholz (xem hình dưới). Các rơle này có thể phát hiện ra sự tích tụ chậm hơi do hồ quang của việc bắt đầu phá hỏng trên cách điện cuộn dây, hay từ sự xâm nhập của không khí khi có rò rỉ dầu. Rơle hơi mức một thường cho tín hiệu báo động, nhưng nếu tình trạng càng ngày càng xấu hơn thì rơle hơi mức hai sẽ tác động cắt máy cắt phía sơ cấp.

1

  • Chức năng nhận dạng có áp lực dầu tăng đột biến của rơle Buchholz sẽ tác động cắt máy cắt nguồn “ngay lập tức” nếu xuất hiện việc trào dầu trong ống nối giữa thùng dầu chính và thùng dầu phụ.
  • Việc trào dầu như vậy chỉ xuất hiện khi có sự dịch chuyển dầu do việc hình thành quả nhanh các bọt gas vì có hồ quang của dòng ngắn mạch trong dầu.
  • Bằng việc thiết kế đặc biệt thêm vào bộ phận tản nhiệt làm mát dầu, hiện nay đã có thể chế tạo máy biến áp kiểu “lấp đầy dầu” với dung lượng ngày càng tăng lên đến 10MVA. Sự giãn nở dầu sẽ được điều tiết mà không làm quá tăng áp suất nhờ ống thôi gió (belows) của các cánh tản nhiệt

2

  • Hiển nhiên trong thiết kế này rơle hơi kiểu Buchholz không áp dụng được, tuy thế một bản sao hiện đại đã được phát triển, nó đo được:
    • Sự tích tụ hơi gas
    • Quá áp suất
    • Quá nhiệt độ
  • Khi phát hiện ra điều kiện thứ nhất và thứ hai (tích tụ hơi gas và quá áp suất) rơ le sẽ tác động cắt máy cắt phía sợ cấp máy biến áp, còn điều kiện thứ ba (quá nhiệt độ) sẽ tác động cắt máy cắt phía thứ cấp máy biến áp.

Ngắn mạch pha-pha bên trong máy biến áp

  • Ngắn mạch pha-pha bên trong máy biến thế phải được phát hiện và loại trừ bằng:
    • 3 cầu chì bên phía sơ cấp của máy biến thế.
    • Rơ le quá dòng sẽ tác động cắt máy cắt phía sơ cấp của máy biến thế.
  • Đây là dạng ngắn mạch phổ biến nhất. Nó phải được phát hiện hiện dòng chạm đất. Dòng chạm đất có thể được tính bằng tổng của 2 cuộn sơ (nếu có dùng 3 máy biến dòng) hay bằng 1 máy biến dòng Nếu cần phải có độ nhạy cao, người ta thường dùng kiểu máy biến dòng đặc biệt. Trong trường hợp đó, chỉ cần dùng bộ 2 máy biến dòng là đủ (xem hình).

3

Bảo vệ mạch điện

  • Việc bảo vệ mạch điện phía dưới của máy biến thế phải tuân theo các điều kiện yêu cầu trong tiêu chuẩn IEC 60364. 

Tính chọn lọc giữa các thiết bị bảo vệ phía trước và sau máy biến áp

  • Trạm biến áp khách hàng với phần đo lường phía hạ áp đòi hỏi việc tác động có chọn lọc giữa cầu chì máy cắt trung thế và CBQLV circuit-bearker)/cầu chì hạ thế. Cỡ chì phía trung thế sẽ được chọn tùy theo đặc tính của máy biến áp.
  • Đặc tính cắt của CB phía hạ áp phải được chọn tùy theo điều kiện ngắn mạch hoặc quá tải phía sau vị trí của nó. CB sẽ cắt đủ nhanh nhằm đảm bảo cầu chì/máy cắt phía trung thế không bị ảnh hưởng bất lợi cho doàng điện quá lớn đi qua chúng.
  • Những đường cong đặc tính cắt của cầu chì/máy cắt trung thế và CB hạ thế được cho trên đồ thị biểu diễn quan hệ giữa thời gian cắt ứng với trị số dòng điện đi qua chúng [t = f(l)]. Cả 2 đường cong đều thuộc dạng tỷ lệ nghịch giữa thời gian/dòng (đường đặc tính của CB đột ngột giám đoạntại một giá trị dòng điện, mà lớn hơn trị đó thì CB sẽ tự động ngắt tức thời.
  • Dạng tiêu biểu của các đường cong được vẽ trong hình dưới:

4

 

  • Để đảm bảo tính chọn lọc: Toàn bộ đường đặc tính của cầu chì/máy cắt trung thế phải nằm trên và bên phải của đường đặc tuyến CB hạ thế.
  • Để cầu chì trung thế không tác động (nghĩa là vẫn còn nguyên): Toàn bộ phần đặc tính tiền hồ quang tối thiểu của cầu chì cần nằm bên phải đặc tính làm việc của CB bởi hệ số 1,35 hoặc lớn hơn (ví dụ tại thời điểm T, khi đường đặc tính của CB đi qua điểm tương ứng trị số tác động 100A thì đặc tính cầu chì trung thế tại thời điểm I cũng phải đi qua điểm có trị số dòng tác động tương ứng là 135A hoặc lớn hơn,.vv.). Toàn bộ đường đặc tính của cầu chì cần phải nằm trên đường đặc tuyến CB hạ thế, tại cùng dòng I, thời gian tác động của cầu chì trung thế so với CB hạ thế phải lớn hơn gấp 2 lần hay lâu hơn. Ví dụ khi dòng điện là I, theo đặc tuyến của CB thì thời gian tác động là 1,5s, tương ứng với dòng này, theo đặc tuyến của cầu chì- thời gian tác động phải là 3s (giây) hay lâu hơn.
  • Các hệ số 1,35 và 2 dựa trên tiêu chuẩn về sai số chế tạo lớn nhất của cầu chì trung thế và CB hạ thế . Để có thể so sánh được 2 đường cong đặc tính như đã nói trên, cần phải chuyển đổi dòng điện trung thế (phía sơ cấp máy biến thế). thành dòng hạ thế tương đương (dòng phía thứ cấp máy biến thế) hay ngược lại Khi sử dụng cầu chì – cầu dao hạ thế, nhất thiết phải tuân thủ việc tách rời 2 đường cong đặc tuyến làm việc của cầu chì trung thế và cầu chì hạ thế
  • Để máy cắt trung thế không tác động cắt: Toàn bộ phần đặc tính tiền hồ quang tối thiểu của cầu chì cần nằm bên phải đặc tính làm việc của CB bởi hệ số 1,35 hoặc lớn hơn (ví dụ tại thời điểm I, khi đường đặc tính của CB hạ thế đi qua điểm tương ứng trị số tác động 100A thì đặc tính CB trung thế tại cùng thời điểm I cũng phải đi qua điểm có trị số dòng tác động tương ứng là 135A hoặc lớn hơn,v.v.); Toàn bộ đường đặc tính của CB trung thế cần phải nằm trên đường đặc tuyến CB hạ thế (thời gian cắt của CB hạ thế phải nhỏ hơn hay bằng thời gian cắt của CB trung thế trừ 0,3s).
  • Các hệ số 1,35 và 0,3s dựa trên tiêu chuẩn về sai số chế tạo lớn nhất của máy biến dòng trung thế, rơle bảo vệ phía trung thế và các CB hạ thế. Để có thể so sánh được 2 đường cong đặc tính như đã nói trên, cần phải chuyển đổi dòng điện trung thế (phía sơ cấp máy biến thế) thành dòng hạ thế tương đương (dòng phía thứ cấp máy biến thế) hay ngược lại.

Lựa chọn thiết bị bảo vệ ở phía sơ cấp của máy biến thế

  • Như đã giải thích ở trên, với dòng tham chiếu bẻ, thiết bị bảo vệ cần dùng có thể là các cầu chì hay máy cắt
  • Khi dòng tham chiếu lớn, thiết bị bảo vệ bắt buộc phải là máy cắt.
  • Dùng máy cắt bảo vệ cho máy biến áp sẽ nhạy hơn là dùng cầu chì. Khi dùng máy cắt việc thực thi các bảo vệ phụ sẽ dễ dàng hơn (bảo vệ sự cố chạm đất, bảo vệ quá tải).

Liên động và các điều khiển có điều kiện

  • Các liên động cơ khí và điện bao gồm các mạch cơ và mạch điều khiển thiết bị được lắp đặt ở trạm chính là một biện pháp cần thiết để tránh những thao tác nhầm của người vận hành.
  • Bảo vệ cơ khí giữa các tính năng của các thiết bị riêng biệt (ví dụ như tủ điện và máy biến thế) được thực hiện nhờ các khoá liên động có chìa khóa (key-transfer interlocking).
  • Sơ đồ khoá liên động nhằm mục đích tránh mọi thao tác bất thường. Một số trong các thao tác đó sẽ đưa người vận hành vào tình thế nguy hiểm, số khác sẽ gây ra những tai nạn về điện.

Khóa liên động cơ bản

  • Các tính năng cơ bản của bộ khoá liên động có thể được chỉ ra trong các chức năng cho trước của thiết bị, một vài chức năng trong số đó là bắt buộc theo tiêu chuẩn IEC 62271-200, dùng cho các thiết bị đóng cắt trung thế có vỏ bọc bằng kim loại, nhưng một số tính năng khác thì do người sử dụng tuỳ chọn.
  • Để vận hành một tủ điện trung thế cần tuân thủ một số bước thao tác nhất định theo một trình tự định trước. Cần thiết phải thực hiện các thao tác vận hành với thứ tự ngược lại để khôi phục hệ thống về tình trạng trước đây của nó. Hoặc là bằng việc áp dụng quy trình thao tác thích hợp, hoặc là bằng việc dùng các khóa liên động chuyên dụng, ta có thể đảm bảo rằng các yêu cầu hoạt động được thực hiện đúng qui trình. Bộ khóa liên động có thể cho truy cập như vậy được phân loại là “có thể truy cập và có liên động” (accessible and interlocked) hay “có thể truy cập bằng qui trình” (accessible by procedure). Ngay cả đối với những người sử dụng với các qui trình chặt chẽ thích hợp, việc dùng thêm khóa liên động sẽ giúp ích hơn cho sự an toàn của người vận hành.

Liên động có chìa khóa

  • Ngoài khóa liên động đi kèm sẵn thiết bị với chức năng đã biết, hình thức được dùng rộng rãi nhất của khóa liên động là chìa khóa+khóa liên động lồng vào nhau, phụ thuộc vào nguyên tắc khóa chuyển mạch.
  • Nguyên tắc chính dựa trên khả năng mở hay giữ lại một hay nhiều khóa, tùy thuộc vào việc thỏa mãn không thỏa mãn các điều kiện cần thiết.
  • Các điều kiện này có thể được kết hợp theo một trình tự duy nhất và bắt buộc, nhờ đó đảm bảo được an toàn cho người và thiết bị, do tránh được những qui trình vận hành sai.
  • Nếu không tuân thủ các trình tự vận hành đúng trong cả 2 trường hợp đều có thể gây nên những hậu quả nghiêm trọng cho người vận hành cũng như cho các thiết bị liên quan.
  • Lưu ý: Điều quan trọng là phải cung cấp sơ đồ khóa liên động ngay trong giai đoạn thiết kế cơ bản của trạm trung/hạ áp. Theo đó, trong suốt quá trình sản xuất các thiết bị liên quan sẽ được trang bị theo một phương thức phù hợp, đảm bảo tính tương thích giữa các chìa khóa và các thiết bị khóa. 

Tính liên tục phục vụ

  • Đối với một tủ trung thế có sẵn, việc định nghĩa các phần có thể tiếp cận cũng như những điều kiện cần thiết để thao tác các phần đó sẽ hình thành cơ sở cho việc phân loại các thao tác có thể dẫn đến việc tủ bị “mất khả năng phục vụ liên tục” được định nghĩa trong tiêu chuẩn IEC 62271-200.
  • Sử dụng khóa liên động hoặc chỉ dùng các qui trình đúng thì sẽ không gây ra bất kỳ ảnh hưởng nào tới khả năng phục vụ liên tục.
  • Dưới điều kiện vận hành bình thường, chỉ có việc yêu cầu truy cập vào một phần nhất định của tủ mới dẫn đến một số điều kiện giới hạn (có thể nhiều hơn hoặc ít khắt khe hơn) về tính liên tục của quá trình phân phối điện.

Các khóa liên động trong trạm

Trong trạm biến áp trung/hạ gồm có:

  • Một tủ điều khiển lộ vào trung áp hoặc 2 tủ điều khiển lộ vào (từ 2 đường dây | Song song) hoặc 2 tủ điều khiển vào ra kiểu mạch vòng
  • Một tủ điều khiển đóng cắt và bảo vệ máy biến thế. Tủ điều khiển này có thể gồm một dao cắt tải /hoặc dao cách ly với cầu chì trung thế và dao tiếp đất, hoặc 1 máy cắt và 1 dao cách ly phía đường dây cùng với dao tiếp đất
  • Ngăn khóa liên động của máy biến áp cho phép các thao tác và tiếp cận các panel khác theo điều kiện sau: Các khóa liên động cơ bản gắn với 1 chức năng duy nhất.
    • Vận hành dao cắt tải: Chỉ thực hiện được nếu cửa panel đóng và dao nối đất liên quan mở
    • Vận hành dao cách ly đường dây của tủ điều khiển mạch đóng cắt và bảo vệ máy biến áp:
      • Chỉ thực hiện được khi cửa panel đã đóng
      • Nếu máy cắt đã mở cùng các dao tiếp đất mở
    • Đóng dao tiếp đất: Chỉ thực hiện được nếu dao cách ly có liên quan đang mở.
    • Thao tác vào mỗi tủ điều khiển, nếu có gắn khóa liên động: Chỉ thực hiện được nếu dao cách ly của tụ đó mở và dao tiếp đất bên trong của tủ đó đóng.
    • Đóng cửa tủ điều khiển, nếu khóa liên động đã được định rõ: Chỉ thực hiện được nếu dao tiếp đất trong tủ đang đóng.

Khóa liên động các chức năng, liên quan đến các thiết bị có nhiều bộ phận rời nhau:

  • Tiếp cận được tới các đầu nối của máy biến thế trung/hạ: Chỉ thực hiện được nếu bộ đấu nối chức năng có dao đóng cắt của nó mở và dao nối đất của nó đóng.

Các điều kiện liên động trên máy cắt hạ thế có thể là cần thiết hay không cần thiết, tùy theo khả năng phát công suất ngược từ phía hạ thế.

Ví dụ thực tế

  • Trong một trạm biến áp khách hàng với phần đo lường hạ thế, sơ đồ liên động được sử dụng rộng rãi nhất là MV/LV/TR (trung áp/hạ thế/máy biến áp)/
  • Mục đích của khóa liên động nhằm:
    • Ngăn ngừa việc tiếp cận và tủ máy biến áp nếu dao tiếp đất trước đó chưa được đóng.
    • Ngăn ngừa việc đóng dao tiếp đất của panel đóng cắt – bảo vệ máy biến áp khi thiết bị đóng cắt phía hạ thế của máy biến áp trước đó chưa được khóa ở vị trí “mở” hoặc “kéo ra khỏi ngăn”
  • Tiếp cận đầu nổi trung thể hoặc hạ thế của một máy biến áp (được bảo vệ phía sơ cấp bằng panel đóng cắt bảo vệ có chứa dao cắt tải hoặc dao cách ly, cầu chì trung thế và dao tiếp đất) phải tuân theo quy trình nghiêm ngặt sau đây và được minh họa dưới hình.

6

  • Chú ý: Máy biến áp trong ví dụ này được trang bị bộ nối phía trung thế kiểu đầu cắm và chỉ có thể tháo rời ra được bằng cách mở khóa một thiết bị giữ chung cho cả bộ nối 3 pha.
  • Dao cách ly / dao cắt tải phía trung thế là liên động cơ khí với dao tiếp đất phía trung thế theo kiểu chỉ có 1 dao có thể đóng, nghĩa là khi đóng một dao sẽ làm tự động khóa không cho dao kia đóng.
  • Qui trình cách ly, tiếp đất máy biến áp lực và tháo bỏ các đầu nối phía trung thế kiều đầu cắm (hoặc nắp bảo vệ)
  • Các điều kiện ban đầu:
    • Các dao cắt tải hoặc dao cách ly phía trung thế và CB phía hạ thế đang đóng
    • Dao tiếp đất trung thế khóa ở vị trí mở bằng chìa khóa “O”
    • Chìa khóa “O” được giữ trong CB hạ áp cho tới khi CB này còn ở trạng thái đóng 
  • Bước 1:
    • Mở CB hạ thế và giữ nó mở với chìa khóa “O”
    • Chìa khóa “O” được rút
  • Bước 2:
    • Mở dao cắt trung thế
    • Kiểm tra xem bộ chỉ thị bằng đèn tồn tại điện áp” đã tắt chưa khi dao cắt trung thế đã được mở
  • Bước 3:
    • Mở khóa dao tiếp đất phía trung thế với chìa khóa “O” và đóng dao tiếp đất
    • Chìa “O” được giữ lại
  • Bước 4:
    • Panel thao tác của cầu chì trung thế bây giờ có thể mở ra (nghĩa là có thể tháo cầu chì trung thế sau khi đã đóng dao tiếp đất phía trung thế). Chìa khóa “S” thường được đặt ở panel này và được giữ lại khi các dao cách ly phía trung áp đóng:
      • Vặn chìa khóa “S” để khóa các dao cắt trung thế về phía vị trí mở
      • Chìa khóa “S” được rút ra
  • Bước 5:
    • Chìa “S” cho phép tháo bỏ bộ phận bình thường khóa của các đầu nối kiểu cắm phía trung thế máy biến áp, hoặc phần nắp chung bảo vệ của các đầu nối.
    • Trong cả hai trường hợp này, nếu một hay nhiều đầu nối được mở ra sẽ làm giữ chìa khóa “S” trong bộ liên động.
  • Kết quả của qui trình mô tả trên là:
    • Các dao cách ly trung thế được khóa ở vị trí mở bằng chìa khóa “S”. Chìa “S” sẽ được giữ ở các đầu cực của máy biến áp cho tới khi các đầu này còn trạng thái mở.
    • Dao tiếp đất trung thế ở vị trí đóng nhưng không bị khóa, nghĩa là nó có thể mở hoặc đóng. Khi tiến hành công việc bảo trì, nói chung thường dùng một ống khóa để khóa chặt dao tiếp đất về vị trí đóng, chìa khóa của ống khóa này sẽ được giao cho kỹ sư giám sát công trình giữ.
    • CB phía hạ áp được khóa ở vị trí mở bằng chìa khóa “O”, chìa này được giữ nhờ đóng dao tiếp đất trung áp. Nhờ đó, máy biến áp được cách ly một cách an toàn và được tiếp đất. .
  • Cần chú ý rằng đầu vào của các dao cắt tải (LBS) có thể vẫn còn điện trong suốt qui trình mô tả ở trên. Điều này có thể lý giải là bởi vì trong các dao cắt tải đó các đầu vào này được đặt trong các ngăn tách riêng không thể tiếp cận.
  • Bất kỳ vì lý do kỹ thuật nào khác, nếu phải để các đầu nối này trong các tủ có thể tiếp cận thì cần đặc biệt chú ý khi tái cấp điện và cần thêm các khóa liên động khác.

Trích: Hướng dẫn thiết kế lắp đặt điện theo tiêu chuẩn quốc tế IEC – Bản chính sửa 2019

Bạn muốn nâng cao kiến thức cơ điện? => Tham khảo ngay tại đây
Hãy chia sẻ, nếu bạn cảm thấy bài viết có ích cho bạn bè !