Những sai lầm thường gặp khi nâng cấp các phương án bảo vệ

Giới thiệu

Việc nâng cấp hệ thống bảo vệ tại các trạm biến áp trung áp là một trong những hoạt động vận hành thử đòi hỏi kỹ thuật cao nhất trong lĩnh vực kỹ thuật hệ thống điện — và cũng là một trong những hoạt động thường xuyên bị thực hiện sai nhất. Rơle được thay thế, các thông số được tính toán lại, thử nghiệm vận hành thử đạt yêu cầu, và trạm biến áp được đưa vào hoạt động trở lại. Ba tháng sau, một sự cố xảy ra và hệ thống bảo vệ không hoạt động chính xác. Cuộc điều tra cho thấy rơle đã được thiết kế hoàn hảo và cài đặt chính xác — nhưng các biến dòng cấp nguồn cho nó chưa bao giờ được đánh giá lại về tính tương thích với sơ đồ bảo vệ mới, và các sai số đo lường gây ra sự cố bảo vệ đã tồn tại ngay từ ngày đầu tiên sơ đồ nâng cấp đi vào hoạt động.

Câu trả lời trực tiếp là: những sai lầm phổ biến nhất và có hậu quả nghiêm trọng nhất trong việc nâng cấp hệ thống bảo vệ không phải là lỗi cài đặt rơle — mà là lỗi đo lường CT xảy ra do các kỹ sư coi hệ thống CT hiện có là một đầu vào cố định, đã được xác minh cho hệ thống bảo vệ mới, thay vì coi đó là một thành phần cần được đánh giá lại, kiểm tra lại và xác nhận lại theo các yêu cầu đo lường, đặc tính tải và yêu cầu về hiệu suất quá độ của rơle mới, vốn hầu như luôn khác biệt so với rơle đang được thay thế.

Đối với các kỹ sư bảo vệ trạm biến áp, các quản lý dự án nâng cấp hệ thống trung áp và các nhóm vận hành thử nghiệm có yêu cầu an toàn cao chịu trách nhiệm về việc nâng cấp sơ đồ bảo vệ, tài liệu hướng dẫn này chỉ ra mọi sai sót đáng kể trong việc đo lường CT xảy ra trong quá trình nâng cấp sơ đồ bảo vệ — đồng thời cung cấp phương pháp kỹ thuật để ngăn chặn từng sai sót đó.

Mục lục

• Tại sao các CT hiện có lại trở nên không tương thích khi các phương án bảo vệ được nâng cấp?
• Những sai sót nguy hiểm nhất trong việc đo đạc CT khi nâng cấp hệ thống bảo vệ là gì?
• Làm thế nào để đánh giá lại chính xác các thông số kỹ thuật của CT khi nâng cấp hệ thống bảo vệ điện áp trung thế?
• Làm thế nào để thực hiện việc kiểm tra đo lường CT an toàn trong các dự án nâng cấp hệ thống bảo vệ trực tiếp?
• Các câu hỏi thường gặp về sai sót trong đo lường dòng điện định mức khi nâng cấp hệ thống bảo vệ

Tại sao các CT hiện có lại trở nên không tương thích khi các phương án bảo vệ được nâng cấp?

Giả định rằng các biến dòng hiện có vẫn hoàn toàn tương thích với rơle bảo vệ mới là sai lầm cơ bản của hầu hết các dự án nâng cấp sơ đồ bảo vệ. Điều này có vẻ hợp lý — tỷ số biến dòng không thay đổi, dòng điện sơ cấp không thay đổi, và biến dòng đã vượt qua lần kiểm tra bảo dưỡng gần nhất. Điều đã thay đổi chính là rơle — và chính rơle này xác định môi trường đo lường mà biến dòng phải hoạt động trong đó.

Mỗi rơle bảo vệ đều gây ra một tải cụ thể lên mạch thứ cấp của CT. Mỗi rơle bảo vệ đều có các yêu cầu cụ thể về hiệu suất quá độ, quyết định hệ số giới hạn độ chính xác (ALF) của CT cần thiết để đảm bảo hoạt động chính xác trong điều kiện sự cố. Mỗi rơle bảo vệ đều sử dụng một thuật toán đo lường cụ thể — giá trị hiệu dụng (RMS), vectơ tần số cơ bản hoặc phát hiện giá trị đỉnh — tương tác khác nhau với sự biến dạng dạng sóng thứ cấp của CT. Khi thay đổi rơle, cả ba thông số này đều thay đổi đồng thời — và CT hiện có có thể không đáp ứng được bất kỳ yêu cầu nào trong số đó.

Các thông số kỹ thuật chính thay đổi khi thay thế rơle bảo vệ:

• Gánh nặng thứ cấp (VA)¹: Các rơle bảo vệ số hiện đại có tải điện từ 0,025–0,1 VA ở dòng thứ cấp 1 A — thấp hơn từ mười đến bốn mươi lần so với mức tải 1–5 VA của các rơle điện cơ mà chúng thay thế; sự giảm tải đáng kể này làm thay đổi điểm hoạt động của CT trên đường cong kích từ và có thể gây ra hành vi bất thường của CT trong các tình huống sự cố
• Hệ số giới hạn độ chính xác (ALF)² Yêu cầu: Thông số kỹ thuật về hiệu suất quá độ của rơle mới quy định giá trị ALF tối thiểu của CT cần thiết để đảm bảo hoạt động chính xác trong điều kiện dòng sự cố cực đại; nếu giá trị ALF của CT hiện tại ở mức tải của rơle mới thấp hơn mức yêu cầu, CT sẽ bị bão hòa trước khi rơle có thể đưa ra quyết định bảo vệ chính xác
• ALF có hiệu lực đối với mức đóng góp mới: ALF_effective = ALF_rated × (Rct + Rburden_rated) / (Rct + Rburden_actual); việc giảm tải rơle từ 5 VA xuống 0,1 VA làm tăng đáng kể giá trị ALF hiệu dụng — điều này nghe có vẻ có lợi nhưng có thể khiến CT hoạt động trong một vùng không mong muốn trên đường đặc tính kích từ của nó
• Khả năng tương thích của thuật toán đo lường: Rơle điện cơ phản ứng với giá trị hiệu dụng (RMS) của dạng sóng dòng điện thứ cấp, bao gồm tất cả các thành phần hài và độ lệch DC; rơle số trích xuất vectơ tần số cơ bản bằng cách sử dụng bộ lọc Fourier — dạng sóng thứ cấp của CT trong điều kiện sự cố phải tương thích với thuật toán lọc cụ thể của rơle
• Các tiêu chuẩn áp dụng: IEC 61869-2³ (Độ chính xác của CT và ALF), IEC 60255-151 (Yêu cầu đối với rơle bảo vệ quá dòng), bảo vệ vi sai máy biến áp⁴ yêu cầu (IEC 60255-187-1)

Việc tính toán ALF một cách hiệu quả cho thấy một hệ quả quan trọng và trái với trực giác khi thay thế các rơle điện cơ có tải trọng cao bằng các rơle số có tải trọng thấp:

$ALF_{hiệu dụng} = ALF_{danh định} × \frac{R_{CT} + R_{tải,danh định}}{R_{CT} + R_{tải,thực tế}}$

Đối với một máy biến áp CT có công suất định mức 5P20, điện trở Rct = 2 Ω và tải định mức = 15 VA (15 Ω tại 1 A):

• Với rơle điện cơ ban đầu có công suất 5 VA (5 Ω): ALF_effective = 20 × (2+15)/(2+5) = 48.6
• Với rơle số mới có công suất 0,1 VA (0,1 Ω): ALF_effective = 20 × (2+15)/(2+0,1) = 161.9

CT vốn hoạt động ở mức ALF 48,6 khi sử dụng rơle cũ nay hoạt động ở mức ALF 161,9 khi sử dụng rơle mới — cao hơn nhiều so với điểm uốn của đường cong kích từ trong điều kiện sự cố, nằm trong vùng mà hành vi quá độ của CT là không thể dự đoán được và dạng sóng thứ cấp có thể chứa độ méo đáng kể mà bộ lọc Fourier của rơle số không thể xử lý chính xác.

Những sai sót nguy hiểm nhất trong việc đo đạc CT khi nâng cấp hệ thống bảo vệ là gì?

Nâng cấp hệ thống bảo vệ: Các sai sót trong đo lường dòng điện (CT) được chia thành hai loại: sai sót về thông số kỹ thuật xảy ra trong giai đoạn thiết kế, dẫn đến sự không tương thích trước khi bắt đầu lắp đặt; và sai sót trong quá trình vận hành thử nghiệm xảy ra trong quá trình thực hiện nâng cấp, gây ra lỗi cho một hệ thống vốn đã được thiết kế đúng tiêu chuẩn.

Lỗi trong quy định số 1: Chấp nhận CT hiện có mà không đánh giá lại ALF theo mức gánh nặng mới

Lỗi thiết kế phổ biến nhất và nguy hiểm nhất. Kỹ sư bảo vệ hệ thống lựa chọn rơle mới, tính toán các thông số cài đặt cho rơle mới và nhận thấy tỷ số CT hiện tại không thay đổi — sau đó chấp nhận sử dụng CT hiện tại mà không tính toán lại hệ số ALF hiệu dụng của nó ở mức tải của rơle mới.

Hậu quả là: so với khi sử dụng rơle cũ, CT hoạt động tại một điểm hoàn toàn khác trên đường đặc tính kích thích khi sử dụng rơle mới. Trong trường hợp rơle số có tải thấp được mô tả ở trên, CT có thể hoạt động ở mức cao hơn điểm uốn (knee-point) của nó quá nhiều trong điều kiện sự cố, dẫn đến dạng sóng dòng điện thứ cấp bị biến dạng nghiêm trọng — chứa các thành phần dịch chuyển DC lớn và thành phần hài khiến bộ lọc Fourier của rơle số không thể trích xuất chính xác vectơ cơ bản. Rơle có thể không hoạt động, hoạt động với thời gian không chính xác, hoặc hoạt động dựa trên thành phần dạng sóng bị biến dạng thay vì dòng điện sự cố tần số cơ bản.

Lỗi thiết kế 2: Lõi CT không tương thích giữa các chức năng bảo vệ

Các biến dòng điện áp trung bình thường bao gồm nhiều lõi — các lõi riêng biệt dành cho chức năng bảo vệ và đo lường, và đôi khi có các lõi riêng biệt dành cho các chức năng bảo vệ khác nhau. Trong quá trình nâng cấp sơ đồ bảo vệ, việc tái phân bổ các lõi biến dòng là điều thường thấy — ví dụ như sử dụng một lõi trước đây dành riêng cho chức năng bảo vệ quá dòng để phục vụ cho chức năng bảo vệ chênh lệch mới.

Sai lầm cơ bản trong việc bố trí lại lõi: bảo vệ chênh lệch yêu cầu các lõi CT phải khớp nhau, có sai số tỷ số và độ lệch pha giống hệt nhau ở cả hai bên của thiết bị được bảo vệ. Việc sử dụng một lõi đã được tối ưu hóa trước đó cho bảo vệ quá dòng — với hệ số ALF cao hơn và đặc tính kích từ khác biệt — ở một bên của sơ đồ bảo vệ chênh lệch, trong khi sử dụng lõi đo tiêu chuẩn ở bên kia, sẽ tạo ra một dòng điện chênh lệch cố định trong điều kiện tải bình thường; rơle sẽ phải hoặc là kìm hãm dòng điện này, hoặc là hiểu nhầm nó là sự cố bên trong.

Lỗi kỹ thuật số 3: Bỏ qua lịch sử từ dư của CT trong quá trình nâng cấp

Một biến dòng (CT) đã được đưa vào sử dụng nhiều năm tại một trạm biến áp có tiền sử xảy ra các sự cố đã tích tụ từ thông dư trong lõi của nó. Từ thông dư này làm dịch chuyển điểm hoạt động của biến dòng trên đường cong B-H — dẫn đến tăng dòng từ hóa, tăng sai số tỷ số và làm giảm hệ số hiệu dụng ALF xuống dưới giá trị ghi trên nhãn hiệu.

Trong quá trình nâng cấp hệ thống bảo vệ, tình trạng từ dư của CT hiện có không bao giờ được đánh giá — bởi vì quy trình vận hành thử tiêu chuẩn khi thay thế rơle không bao gồm việc khử từ CT và kiểm tra độ chính xác của tỷ số. Rơle mới được vận hành thử với một CT có thể đang hoạt động ở mức 60–70% giá trị ALF ghi trên nhãn do từ dư tích lũy — một tình trạng sẽ khiến CT bão hòa sớm hơn so với dự kiến của thuật toán bảo vệ của rơle mới.

Lỗi kỹ thuật số 4: Tính toán tải phụ không chính xác cho lộ trình cáp mới

Việc nâng cấp hệ thống bảo vệ thường liên quan đến việc di dời rơle bảo vệ — từ tủ điện cục bộ đặt cạnh tủ phân phối sang tủ bảo vệ tập trung trong phòng điều khiển từ xa, hoặc từ rơle gắn trên tủ sang rơle số gắn trên giá đỡ với vị trí các đầu nối khác nhau. Mỗi lần di dời đều làm thay đổi chiều dài cáp thứ cấp và do đó làm thay đổi điện trở mạch thứ cấp — điều này dẫn đến sự thay đổi tải thứ cấp tổng thể và do đó ảnh hưởng đến hệ số ALF hiệu dụng.

So sánh: Các sai sót trong đo lường CT theo mức độ nghiêm trọng của hậu quả

Loại lỗi	Phương pháp phát hiện	Hậu quả nếu không được phát hiện	Mức độ nghiêm trọng
ALF không được tính lại theo mức gánh nặng mới	Phân tích đường cong kích thích	Độ bão hòa CT trong trường hợp sự cố — lỗi bảo vệ	Quan trọng
Phân bổ lại nhân cho phép vi phân	Tiêm lần đầu5 kiểm tra cân bằng	Dòng điện chênh lệch cố định — sự cố vận hành	Quan trọng
Chưa đánh giá độ từ dư	Kiểm tra tỷ lệ + khử từ	Hệ số hiệu dụng ALF giảm — hoạt động bị trì hoãn	Cao
Không tính lại tải trọng cho cáp mới	Đo lường gánh nặng thứ cấp	Giảm ALF — bão hòa ở mức dòng điện sự cố thấp hơn	Cao
Chưa xác minh lại cực tính sau khi nâng cấp	Kiểm tra cực tính của dòng điện sơ cấp	Sự cố rơle định hướng — quyết định ngắt mạch không chính xác	Quan trọng
Tỷ lệ CT chưa được xác nhận sau khi thay đổi vị trí đầu dò	Đo lường tỷ lệ	Lỗi cài đặt dòng điện quá mức/thiếu mức — phát hiện sai	Cao

Trường hợp khách hàng — Nâng cấp trạm biến áp trung thế 33 kV, Nhà máy xi măng, Bắc Phi:
Một kỹ sư bảo vệ tại một nhà máy xi măng đã liên hệ với Bepto Electric sau khi một sự cố trên thanh cái gây ra thiệt hại nghiêm trọng cho tủ điện 33 kV — thiệt hại lẽ ra đã được hạn chế bởi rơle bảo vệ thanh cái đã được lắp đặt trong khuôn khổ dự án nâng cấp hệ thống bảo vệ sáu tháng trước đó. Cuộc điều tra sau sự cố cho thấy rơle bảo vệ thanh cái đã không hoạt động trong quá trình xảy ra sự cố. Dự án nâng cấp đã thay thế các rơle quá dòng điện cơ ban đầu bằng một rơle bảo vệ thanh cái số hiện đại — nhưng đã không tính toán lại hệ số ALF hiệu dụng của các CT hiện có tại tải 0,08 VA của rơle mới. Các CT hiện có, có định mức 5P20 với Rct là 3 Ω, có hệ số ALF hiệu dụng là 187 tại tải của rơle mới — cao hơn nhiều so với điểm gập. Trong sự cố thanh cái, dạng sóng thứ cấp của CT bị biến dạng nghiêm trọng với các thành phần lệch DC lớn mà bộ lọc Fourier của rơle số không thể xử lý trong khoảng thời gian hoạt động của nó. Rơle không thể trích xuất được phasor tần số cơ bản hợp lệ trước khi bộ đếm thời gian giám sát nội bộ đặt lại chu kỳ đo lường. Việc thay thế CT bằng các thiết bị được thiết kế cho ứng dụng rơle số tải thấp — với ALF được kiểm soát là 30 tại tải thứ cấp thực tế — đã giải quyết sự cố bảo vệ. Kỹ sư bảo vệ cho biết: “Chúng tôi đã nâng cấp rơle lên công nghệ hiện đại nhất hiện có, nhưng kết quả là hiệu suất bảo vệ lại kém hơn so với các rơle điện cơ mà chúng tôi đã thay thế. Vấn đề nằm ở CT, nhưng chúng tôi lại không hề kiểm tra nó vì tỷ số không thay đổi.”

Làm thế nào để đánh giá lại chính xác các thông số kỹ thuật của CT khi nâng cấp hệ thống bảo vệ điện áp trung thế?

Việc đánh giá lại hệ thống CT một cách chính xác để nâng cấp sơ đồ bảo vệ đòi hỏi một phương pháp có cấu trúc gồm bốn bước, trong đó hệ thống CT hiện có được coi là một thành phần chưa được xác minh cho đến khi được chứng minh là tương thích với sơ đồ bảo vệ mới.

Bước 1: Xác định các yêu cầu mới về đo lường rơle

Trước khi đánh giá CT hiện có, cần xác định đầy đủ các yêu cầu về giao diện CT của rơle mới:

• Tải phụ tại dòng điện định mức: Tham khảo thông số kỹ thuật của nhà sản xuất rơle — không phải tải định mức của rơle, mà là trở kháng đầu vào thực tế tại mức dòng điện thứ cấp của CT; các rơle số hiện đại có trở kháng 0,025–0,1 VA tại 1 A, chứ không phải 1–5 VA như được ghi là tải định mức
• Loại độ chính xác CT bắt buộc: Xác nhận xem rơle mới có yêu cầu sử dụng CT loại P (5P hoặc 10P) hay loại PX (được xác định bởi điện áp điểm uốn và dòng điện từ hóa) hay không — nhiều rơle bảo vệ vi sai và khoảng cách hiện đại quy định các yêu cầu đối với CT loại PX mà các CT loại P hiện có có thể không đáp ứng được
• Hệ số kích thước tạm thời (Ktd): Đối với các rơle có yêu cầu cụ thể về khả năng chịu quá độ, hãy tra cứu giá trị Ktd cần thiết trong thông số kỹ thuật của rơle — giá trị này xác định khả năng chịu quá độ tối thiểu của CT cần thiết để rơle hoạt động chính xác trong vài chu kỳ đầu tiên của dòng điện sự cố
• Thuật toán đo lường: Xác nhận xem rơle có sử dụng phép đo RMS, trích xuất vectơ tần số cơ bản hay phát hiện giá trị đỉnh hay không — mỗi thuật toán có độ nhạy khác nhau đối với sự biến dạng dạng sóng thứ cấp của CT trong điều kiện sự cố

Bước 2: Tính lại hệ số ALF hiệu dụng tại mức gánh nặng thứ cấp mới

Áp dụng công thức ALF hiệu quả cho từng CT hiện có trong chương trình bảo vệ được nâng cấp:

$ALF_{hiệu dụng} = ALF_{danh định} × \frac{R_{CT} + R_{tải,danh định}}{R_{CT} + R_{tải,thực tế}}$

Địa điểm:

• $R_{gánh nặng,thực tế}$ = trở kháng đầu vào của rơle + điện trở của cáp thứ cấp (cả hai dây dẫn) + bất kỳ trở kháng nối tiếp nào khác trong mạch thứ cấp
• So sánh giá trị ALF_effective với giá trị ALF yêu cầu của rơle mới — nếu ALF_effective vượt quá giá trị yêu cầu hơn 3 lần, CT có thể hoạt động trong vùng không thể dự đoán được trong điều kiện sự cố; nếu ALF_effective thấp hơn giá trị yêu cầu, CT sẽ bão hòa trước khi rơle có thể đưa ra quyết định bảo vệ chính xác

Bước 3: Kiểm tra việc gán lõi CT cho từng chức năng bảo vệ

• Áp dụng các lõi CT hiện có cho các chức năng bảo vệ mới: Ghi rõ lõi CT vật lý nào được kết nối với từng đầu vào của rơle bảo vệ trong sơ đồ nâng cấp
• Kiểm tra xem lớp độ chính xác cốt lõi có khớp với hàm bảo vệ hay không: Lõi bảo vệ (5P, 10P, Loại PX) dành cho rơle bảo vệ; lõi đo lường (Loại 0,5, Loại 1) dành cho đo lường tính cước — tuyệt đối không được sử dụng lõi đo lường cho chức năng bảo vệ trong sơ đồ nâng cấp
• Kiểm tra sự khớp nhau của lõi CT vi sai: Đối với hệ thống bảo vệ chênh lệch dòng điện cho máy biến áp hoặc thanh cái, cần xác nhận rằng các lõi CT ở cả hai bên của thiết bị được bảo vệ có sai số tỷ số và sai lệch pha phù hợp — lấy chứng chỉ kiểm tra tại nhà máy cho cả hai CT và so sánh

Bước 4: Đánh giá tình trạng CT và trạng thái từ dư

• Xem lại lịch sử sự cố: Thu thập hồ sơ sự cố của rơle bảo vệ trong 3–5 năm gần đây; xác định tất cả các sự cố mà dòng điện sơ cấp của CT vượt quá 50% so với dòng điện ngắn hạn định mức — mỗi sự cố như vậy đều là một sự cố tiềm ẩn gây tích tụ từ dư
• Thực hiện thử nghiệm đường cong kích thích: So sánh đường cong kích thích đo được với chứng chỉ kiểm tra của nhà máy; điểm uốn bị dịch chuyển hoặc dòng điện từ hóa tăng tại điểm uốn là dấu hiệu xác nhận sự tích tụ từ thông dư
• Thực hiện khử từ nếu xác nhận có từ dư: Phải khử từ trước khi kiểm tra độ chính xác tỷ số — kết quả kiểm tra tỷ số trên một CT bị ảnh hưởng bởi từ dư không phản ánh đúng hiệu suất thực tế của lớp chính xác của CT
• Tiến hành kiểm tra độ chính xác của tỷ lệ sau khi khử từ: Xác nhận xem sai số tỷ số và độ lệch pha có nằm trong giới hạn của cấp độ chính xác hay không trước khi chấp nhận CT cho sơ đồ bảo vệ được nâng cấp

Các tình huống ứng dụng

• Nâng cấp rơle quá dòng từ loại cơ điện sang loại số: Tính lại giá trị ALF hiệu dụng theo tải rơle mới; kiểm tra xem giá trị ALF_effective có nằm trong khoảng 2–5 lần giá trị ALF yêu cầu hay không; đánh giá lịch sử từ dư; bắt buộc phải kiểm tra lại cực tính của dòng điện cấp nguồn chính
• Bổ sung hệ thống bảo vệ vi sai Transformer vào hệ thống CT hiện có: Kiểm tra tính tương thích của lớp lõi CT với PX; thực hiện thử nghiệm cân bằng mạch vi sai cho dòng điện cấp nguồn chính; xác nhận sai số tỷ số tương ứng trên các cặp CT cao áp và thấp áp
• Nâng cấp hệ thống bảo vệ khoảng cách trên đường dây truyền tải: Kiểm tra điện áp tại điểm uốn của dòng PX so với thông số kỹ thuật của rơle; tính toán lại tải thứ cấp, bao gồm cả việc bố trí đường cáp mới đến bảng rơle từ xa; xác nhận sự tuân thủ của Ktd
• Bổ sung hệ thống bảo vệ thanh cái: Kiểm tra xem tất cả các lõi CT thanh cái có các thông số kỹ thuật phù hợp hay không; tính toán hệ số ổn định trong điều kiện có sự cố; việc kiểm tra độ ổn định của dòng điện cấp vào phía sơ cấp là bắt buộc trước khi đưa vào vận hành

Làm thế nào để thực hiện việc kiểm tra đo lường CT an toàn trong các dự án nâng cấp hệ thống bảo vệ trực tiếp?

Các bước xác minh đo lường CT an toàn

1. Ngắt mạch thứ cấp CT trước khi ngắt bất kỳ rơle nào: Trước khi ngắt kết nối bất kỳ mạch thứ cấp nào của biến dòng (CT) khỏi rơle hiện có, hãy nối ngắn các cực thứ cấp của CT hoặc tại khối cực thử nghiệm — mạch thứ cấp của CT bị hở khi có dòng điện sơ cấp sẽ tạo ra điện áp cao nguy hiểm đến tính mạng; việc nối ngắn phải được thực hiện trước khi ngắt kết nối bất kỳ cực nào của rơle
2. Kiểm tra tính toàn vẹn của liên kết ngắn mạch khi có tải: Sau khi lắp đặt các cầu nối ngắn mạch, hãy kiểm tra xem dòng điện thứ cấp có đi qua cầu nối ngắn mạch hay không bằng cách sử dụng ampe kế kẹp — một cầu nối ngắn mạch trông có vẻ được kết nối nhưng thực tế lại có tiếp điểm lỏng lẻo sẽ tiềm ẩn nguy cơ đứt mạch
3. Thực hiện kiểm tra tỷ lệ và cực tính trước khi kết nối rơle: Sau khi lắp đặt rơle mới nhưng chưa kết nối với mạch thứ cấp của CT, hãy tiến hành kiểm tra tỷ lệ và cực tính của dòng điện cấp vào — xác nhận rằng CT đang cung cấp dòng điện thứ cấp chính xác theo đúng hướng trước khi kết nối với rơle mới
4. Kiểm tra tải phụ khi đã kết nối rơle mới: Đo tổng tải của mạch thứ cấp khi rơle mới đã được kết nối; so sánh với tải định mức của CT; xác nhận rằng kết quả tính toán ALF chính xác phù hợp với tải đã đo được
5. Thực hiện kiểm tra bảo vệ chức năng trước khi tháo các cầu chì: Sau khi đã kết nối rơle mới và hoàn tất mạch thứ cấp của CT, tiến hành kiểm tra chức năng cấp nguồn thứ cấp của rơle — xác nhận hoạt động chính xác, thời gian hoạt động chính xác và hoạt động chính xác của tiếp điểm đầu ra trước khi tháo các cầu chì ngắn mạch của mạch sơ cấp và đưa thiết bị trở lại hoạt động

Những sai lầm thường gặp về an toàn trong quá trình nâng cấp hệ thống bảo vệ

• Loại bỏ các liên kết ngắn mạch thứ cấp của CT trước khi quá trình nối lại rơle hoàn tất: Sai lầm nguy hiểm nhất trong quá trình vận hành thử — ngay cả khi mạch thứ cấp của CT chỉ bị hở mạch trong một khoảng thời gian ngắn trong khi dòng điện sơ cấp vẫn đang chạy cũng có thể gây ra nguy cơ điện áp cao tại đầu nối hở; cần duy trì các cầu nối ngắn mạch cho đến khi xác nhận rằng toàn bộ mạch thứ cấp đã được nối thông
• Thực hiện thử nghiệm tiêm thứ cấp mà không kiểm tra tính liên tục của mạch thứ cấp CT: Phương pháp thử nghiệm bằng cách cấp nguồn vào mạch thứ cấp chỉ kiểm tra rơle trong điều kiện cách ly — phương pháp này không cung cấp thông tin về tính toàn vẹn của mạch thứ cấp của CT; kết quả đạt yêu cầu khi thử nghiệm bằng cách cấp nguồn vào mạch thứ cấp không cho phép tháo bỏ các cầu nối ngắn mạch của mạch thứ cấp CT mà không có sự xác nhận từ thử nghiệm bằng cách cấp nguồn vào mạch sơ cấp
• Không tiến hành xác minh lại cực tính sau khi nâng cấp hệ thống bảo vệ: Bất kỳ sự thay đổi nào đối với mạch thứ cấp của CT — cáp mới, khối đầu nối mới, cách bố trí chân rơle mới — đều có thể dẫn đến hiện tượng đảo cực; cực tính phải được kiểm tra lại bằng cách cấp dòng vào mạch chính sau mỗi lần điều chỉnh sơ đồ bảo vệ, không được giả định dựa trên hồ sơ vận hành ban đầu
• Kích hoạt chế độ bảo vệ đã được nâng cấp mà không cần thực hiện thử nghiệm sự cố theo từng giai đoạn: Khi điều kiện vận hành mạng cho phép, thử nghiệm sự cố theo từng giai đoạn — tức là cố ý tạo ra tình trạng sự cố trên mạch được bảo vệ trong điều kiện được kiểm soát — là phương pháp duy nhất để xác minh toàn bộ hệ thống bảo vệ, bao gồm cả hiệu suất của biến dòng (CT) trong điều kiện dòng sự cố thực tế

Kết luận

Việc nâng cấp sơ đồ bảo vệ gây ra những sự không tương thích trong đo lường dòng điện cảm ứng (CT) mà các phương pháp kiểm tra rơle, quy trình vận hành thử tiêu chuẩn và kiểm tra nhãn hiệu thiết bị không thể phát hiện được — nhưng lại bộc lộ rõ ràng qua việc hệ thống bảo vệ không hoạt động chính xác khi trạm biến áp gặp sự cố thực tế đầu tiên sau khi nâng cấp. Các sai lầm gây ra những sự cố này là nhất quán, có thể dự đoán được và hoàn toàn có thể phòng ngừa được: không tính toán lại ALF hiệu quả tại tải của rơle mới, không đánh giá lại việc phân bổ lõi CT cho các chức năng bảo vệ mới, không đánh giá và khắc phục từ dư tích lũy trong CT sau nhiều năm sử dụng, và không xác minh lại độ chính xác của cực tính và tỷ số sau khi sửa đổi mạch thứ cấp. Trong quá trình nâng cấp sơ đồ bảo vệ điện áp trung thế, biến dòng (CT) không phải là một thành phần thụ động có thể được giữ nguyên từ sơ đồ cũ mà không cần đánh giá lại — đây là một thiết bị đo lường chủ động, và tính tương thích của nó với rơle mới phải được chứng minh thông qua tính toán, thử nghiệm và kiểm tra bằng phương pháp tiêm dòng điện sơ cấp trước khi sơ đồ bảo vệ được nâng cấp được tin cậy để bảo vệ trạm biến áp và nhân viên làm việc tại đó.

Các câu hỏi thường gặp về sai sót trong đo lường dòng điện định mức khi nâng cấp hệ thống bảo vệ

1. Phân tích chi tiết về tổng điện trở trong các mạch thứ cấp bảo vệ. ↩

2. Các thông số kỹ thuật xác định hiệu suất của CT trong các tình huống sự cố. ↩

3. Tiêu chuẩn quốc tế chính thức về độ chính xác và hiệu suất của biến dòng. ↩

4. Hướng dẫn toàn diện về việc lựa chọn lõi CT phù hợp cho các mạch phân biệt. ↩

5. Các tiêu chuẩn an toàn công nghiệp để kiểm tra tính toàn vẹn của hệ thống bảo vệ. ↩