Bài giảng Bảo vệ rơle trong hệ thống điện của TS. Nguyễn Xuân Tùng

BẢO VỆ RƠLE TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN

Bộ môn Hệ thống điện Trường đại học Bách Khoa Hà Nội

Giảng viên: Nguyễn Xuân Tùng

2/7/2012

tunghtd@gmail.com

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

Đề cương môn học

(cid:1) Giới thiệu chung

(cid:1) Chương 1:

Các phần tử chính của hệ thống bảo vệ rơle

(cid:1) Chương 2: Nguyên lý bảo vệ quá dòng điện

(cid:1) Chương 3: Nguyên lý bảo vệ so lệch dòng điện

(cid:1) Chương 4: Nguyên lý bảo vệ khoảng cách

(cid:1) Chương 5: (cid:1) Chương 5:

Các nguyên lý bảo vệ khác Các nguyên lý bảo vệ khác

(cid:1) Chương 6:

Bảo vệ các đường dây tải điện

(cid:1) Chương 7:

Bảo vệ các máy biến áp

(cid:1) Chương 8:

(cid:1) Chương 9:

Bảo vệ các hệ thống thanh góp Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN Bảo vệ các hệ thống tụ bù & kháng bù

(cid:1) Chương 10: Bảo vệ các máy phát & động cơ

Phần mở đầu

Giới thiệu chung

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

Khái niệm chung

(cid:1) Sự cần thiết phải có hệ thống bảo vệ tự động

(cid:1)Các sự cố diễn ra với tốc độ ánh sáng (cid:1)Thời điểm & nguyên nhân gây sự cố không biết trước

(cid:2) Giông sét, hỏng cách điện, cành cây va chạm… (cid:1)Phản xạ của con người không thể kịp thời (cid:1)Các thao tác trong tình huống khẩn cấp không đảm bảo chính xác.. (cid:1)Các thao tác trong tình huống khẩn cấp không đảm bảo chính xác.. (cid:1) Cần thiết phải có hệ thống bảo vệ tự động cách ly các phần tử bị

sự cố (cid:3) hệ thống bảo vệ rơle (BVRL)

(cid:1) Rơle bảo vệ là thiết bị:

(cid:1)Tự động ghi nhận & phản ứng:

(cid:2) Tình trạng làm việc không bình thường của các thiết bị và hệ thống

(cid:1)Cách ly các phần tử bị sự cố (cắt máy cắt - MC)

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

Khái niệm chung

(cid:1) Thiết bị bảo vệ đơn giản nhất là các cầu chì (cầu chảy),

aptomat…

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

Khái niệm chung

(cid:1) Thiết bị bảo vệ phức tạp hơn là các rơle với các nguyên lý khác

nhau: (cid:1)Rơle quá dòng, so lệch, khoảng cách… (cid:1) Rơle trải qua nhiều thế hệ phát triển

Rơle điện cơ

Rơle tĩnh (bán dẫn)

Rơle kỹ thuật số

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

Các yêu cầu đối với hệ thống BVRL

(cid:1) Tin cậy

(cid:1)Là khả năng đảm bảo thiết bị làm việc đúng khi có sự cố và không tác

động ở chế độ bình thường

(cid:1) Chọn lọc

(cid:1)Phát hiện loại trừ đúng phần tử bị sự cố

N2nhánh N2nhánh

N1 N1

N2 N2

N3 N3

(cid:2) Sự cố tại N3: chỉ yêu cầu BV3 tác động, các BV còn lại sẽ trở về khi sự cố đã bị

(cid:2) Sự cố tại N2nhánh: chỉ BV tại nhánh đó tác động (cid:3) đảm bảo chọn lọc

(cid:1)Với các lưới điện có cấu hình phức tạp: (cid:2) Sử dụng các nguyên lý bảo vệ phức tạp hơn

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện loại trừ ĐHBK HN ĐHBK HN

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

Các yêu cầu đối với hệ thống BVRL

(cid:1) Tác động nhanh

(cid:1)Giảm thiểu tác hại của sự cố (cid:1)Các bảo vệ tác động nhanh: thời gian tác động ≤ 50ms (cid:1)Yêu cầu chọn lọc & tác động nhanh: mâu thuẫn với nhau trong một số

trường hợp

N1 N1

N2 N2

N3 N3

Để đảm bảo chọn lọc: tbv1> tbv2 > tbv3

(cid:2) Xử lý: đảm bảo sao cho thiệt hại tại phụ tải là nhỏ nhất (cid:2) Dùng các nguyên lý bảo vệ khác

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

Các yêu cầu đối với hệ thống BVRL

(cid:1) Độ nhạy

(cid:1)Đặc trưng cho khả năng cảm nhận sự cố của rơle (cid:1)Hệ số độ nhạy Kn:

Giá trị rơle đo được khi sự cố

Kn=

Giá trị khởi động của rơle

(cid:2) Bảo vệ chính : Knmin= 1,5÷2 (cid:2) Bảo vệ chính : Knmin= 1,5÷2 (cid:2) Bảo vệ dự phòng: Knmin= 1,2÷1,5

(cid:1) Tính kinh tế

(cid:1)Lưới điện phân phối: sử dụng các bảo vệ quá dòng đơn giản (cid:1)Lưới truyền tải: sử dụng bảo vệ so lệch dọc, bảo vệ khoảng cách, hai

(cid:1)Máy biến áp hạ áp: bảo vệ bằng cầu chì (cid:1)Máy biến áp truyền tải: bảo vệ bằng bảo vệ so lệch…

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN bộ bảo vệ chính…

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

Cơ cấu của một hệ thống bảo vệ

(cid:1) Sơ đồ cấu trúc của hệ thống BVRL

Biến dòng điện (BI)

Máy cắt điện

tới tải

Tiếp điểm phụ MC

Nguồn thao tác

Cuộn Cuộn cắt

Khóa điều khiển

Kênh thông tin

Rơle

Biến điện áp (BU)

(cid:1)Với các hệ thống quan trọng: sử dụng hệ thống dự phòng kép

(cid:2) Hai cuộn cắt

(cid:2) Hai mạch cấp nguồn thao tác riêng, hai bảo vệ …

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

Chương 01

Các phần tử chính của hệ thống bảo vệ bảo vệ

1.1

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

Máy biến dòng điện

(cid:1) Tên gọi chung: BI, CT, TI (cid:1) Nhiệm vụ:

(cid:1)Biến đổi tỷ lệ dòng điện sơ cấp (cid:3) thứ cấp (5A hoặc 1 A) (cid:1)Cách ly mạch sơ cấp và thứ cấp (cid:1)Tạo sự phối hợp dòng điện giữa các pha

BI cao áp

BI hạ áp

Sơ đồ nguyên lý

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

1.1

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

Máy biến dòng điện

Sơ đồ thay thế

Zcuộn thứ cấp

Vthứ cấp

BI lý tưởng

(cid:1) Sai số của BI xuất hiện do tồn tại của dòng từ hóa (cid:1) Điện áp xuất hiện phía thứ cấp

Vthứ cấp=Ithứ cấp*(Zcuộn thứ cấp+Zdây dẫn phụ + Zthiết bị nối vào)

(cid:3) tăng sai số của

(cid:1) Tải tăng (cid:3) Vthứ cấp tăng (cid:3) tăng dòng từ hoá Ie

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

1.1

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

Máy biến dòng điện

(cid:1) Qui ước cực tính

(cid:1)Cần thiết với : bảo vệ làm việc dựa theo

hướng dòng điện.

(cid:1)Cực tính cùng tên được đánh dấu : hình

sao, chấm tròn, chấm vuông...

(cid:1) Trên bản vẽ: cực tính cùng tên vẽ cạnh

nhau. nhau.

(cid:1) Xác định nhanh cực tính BI:

(cid:1)Coi chiều dòng điện đi từ phía sơ cấp qua

rơle không đổi chiều

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

Rơle

1.1

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

Máy biến dòng điện

(cid:1) Qui ước cực tính

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

1.1

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

Bộ lọc dòng điệnthứ tự không (I0)

(cid:1) Đấu nối BI để lọc thành phần TTK

(cid:1)Dùng 3 BI riêng biệt

Vẽ rút gọn

I a

I b

3I0

Role Role

Ic Ic

+ +

I a I b I c 3I0

Role

(cid:2) Do sử dụng 3 BI riêng biệt nên sẽ có sai số giữa các BI (cid:2) Ở chế độ bình thường, phía sơ cấp là đối xứng: luôn có dòng điện chạy qua

rơle do sai số của BI

(cid:3) Chỉ sử dụng đo dòng chạm đất lớn (cid:3) dùng ở mạng điện có dòng chạm đất lớn:

mạng điện trung tính nối đất trực tiếp

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

1.1 Bộ lọc dòng điệnthứ tự không (I0)

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

(cid:1) Đấu nối BI để lọc thành phần TTK

(cid:1)Dùng BI thứ tự không (Flux Summation CT hoặc Core Balance CT)

(cid:2) Biến dòng có một lõi từ hình xuyến (cid:2) Cuộn dây được phân bố đều trên lõi (cid:2) Dây dẫn sơ cấp chạy xuyên qua lõi từ (đường kính trong 10÷25 cm)

Đấu sai

Đấu đúng

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

1.1

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

Máy biến dòng điện

BI thứ tự không (cid:1) Đấu đúng: dây nối đất vỏ cáp chạy xuyên qua lõi từ (cid:1) Ngược lại - đấu sai: dòng điện chạy qua vỏ cáp có thể triệt tiêu dòng điện sự cố (hoàn toàn hoặc một phần) và rơle có thể không nhận được thông tin sự cố.

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

1.1

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

Máy biến dòng điện

(cid:1) Đấu nối BI để lọc thành phần TTK (cid:1)Ứng dụng của BI thứ tự không

(cid:2) Do chỉ sử dụng một lõi từ (cid:3) sai số đo lường rất nhỏ (cid:3) Sử dụng cho các mạng điện có dòng chạm đất nhỏ (mạng điện có trung tính

cách điện hoặc nối đất qua cuộn dập hồ quang)

(cid:2) Do cả 3 pha chạy qua lõi từ (cid:3) đường kính lõi từ lớn (cid:3) kích thước BI lớn (cid:3)

thích hợp để trang bị với đường cáp hoặc đầu cực máy phát điện

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

1.1

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

Ứng dụng thực tế của BI thứ tự không

(cid:1) Bảo vệ chống chạm đất độ nhạy cao (Aptomat chống giật)

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

1.1

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

Máy biến dòng điện

Tải danh định & Cấp chính xác (cid:1) Một BI: có nhiều cuộn thứ cấp - phục vụ các mục đích khác

nhau.

(cid:1) Tải danh định và độ chính xác của các cuộn thứ cấp này tuỳ

thuộc vào loại tải.

(cid:1) Các dụng cụ đo (kW, KVar, A, kWh, kVArh): (cid:1) Các dụng cụ đo (kW, KVar, A, kWh, kVArh):

(cid:1)Yêu cầu chính xác trong chế độ tải bình thường hoặc định mức. (cid:1)Phạm vi hoạt động chính xác trong khoảng 5÷120% của dòng điện (cid:1)Độ chính xác thường là: 0.2 hoặc 0.5 với chuẩn IEC (cid:1)Hoặc 0.15 hoặc 0.3 hoặc 0.6 với chuẩn IEEE.

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

1.1

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

Máy biến dòng điện

BI dùng cho mục đích đo

lường

Ứng dụng Sai số giới hạn

Sai số độ lớn %

Tại % dòng định mức

Sai số góc pha (phút)

(cid:1) Với mục đích đo lường

Phòng thí nghiệm

Đo đếm chính xác

(cid:1) Lõi từ sẽ bão hòa nhanh để bảo vệ các dụng cụ đo khi dòng điện sự cố tăng đột biến. biến.

(cid:1) BI dùng cho đo lường được

Đo đếm chính xác

ký hiệu theo: (cid:1) Cấp chính xác (cid:1) Công suất định mức

Cấp chính xác

Đo đếm thương mại

Đo đếm chính xác

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

1.1

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

Máy biến dòng điện

BI dùng cho hệ thống bảo vệ rơle (cid:1) Với mục đích bảo vệ rơle & ghi sự cố:

(cid:1)Độ chính xác thấp hơn so với loại dùng cho mục đích đo lường (cid:1)Điện áp bão hoà cao hơn (khó bị bão hoà) (cid:1)Cấp chính xác:

(cid:2) 5P, 10P hoặc PR, PX hoặc TP (IEC) (cid:2) 5P, 10P hoặc PR, PX hoặc TP (IEC) (cid:2) C100-800 (IEEE).

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

1.1

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

Máy biến dòng điện

Tại % tải định mức

Tìm hiểu thông số của BI Với mục đích bảo vệ rơle

Ứng dụng Sai số giới hạn

Sai số góc pha (phút)

Tại % dòng định mức

Sai số độ lớn %

(cid:1) Có thêm thông số ALF: hệ số giới hạn dòng điện theo độ chính xác

Chuẩn hóa dụng cụ đo trong công nghiệp

Đồng hồ đo

(cid:1) Ví dụ: BI dùng cho mục đích bảo vệ có ký hiệu đích bảo vệ có ký hiệu

Đồng hồ đo

Bảo vệ rơle

5P20 30VA

Bảo vệ rơle

Cấp chính xác

Công suất định mức 30VA

Cấp chính xác 5P

P: dùng cho mục đích bảo vệ rơle (Protection)

Hệ số giới hạn dòng: 20 Tại 20 lần dòng định mức, BI vẫn đảm bảo sai số theo tiêu chuẩn

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

1.1

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

Máy biến dòng điện

Tìm hiểu thông số của BI Với mục đích bảo vệ rơle

5P20 30VA

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

1.1

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

Máy biến dòng điện

(cid:1) Thực tế, mỗi BI có thể có:

(cid:1)1 hoặc 2 cuộn thứ cấp - Mục đích đo lường (cid:1)2 tới 4 cuộn thứ cấp - Ứng dụng bảo vệ rơle.

Cuộn sơ cấp

Các cuộn thứ cấp

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

1.1

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

Máy biến dòng điện

Thiết kế BI phổ biến (cid:1) Lõi từ và cuộn dây nằm trong thùng chứa thấp gần với đất (Dead tank type), dây thứ cấp chạy uốn theo hình chữ U

(cid:1) Lõi từ và cuộn dây nằm trong thùng chứa ở phía trên đỉnh (Live

tank type), dây thứ cấp thường chạy thẳng qua lõi từ.

(cid:1) Loại hỗn hợp (cid:1) Loại hỗn hợp

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

1.1

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

Máy biến dòng điện

BI loại thùng chứa bên dưới (Dead tank) (cid:1)Trọng tâm thấp, ổn định về mặt cơ khí

(cid:1)Có thể chế tạo với lõi từ loại to mà không gây quá tải về mặt cơ khí đối với sứ cách điện

(cid:1)Dây sơ cấp có chiều dài lớn nên gây phát nóng nhiều hơn (cid:3) hạn chế về dòng ổn định nhiệt (lớn nhất 63kA/1 giây)

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

1.1

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

Máy biến dòng điện

BI loại thùng chứa bên trên (Live tank) (cid:1)Dây dẫn sơ cấp ngắn, giảm phát nhiệt (cid:1)Có dòng định mức và dòng ổn định nhiệt

cao hơn

(cid:1)Trọng tâm cao hơn, kém ổn định về mặt cơ khí so với loại thùng chứa dưới (dead tank)

(cid:1)Khi chế tạo với lõi từ lớn có thể gây tải trọng lớn về mặt cơ khí đối với sứ cách điện.

(cid:1)Khó làm mát các cuộn thứ cấp

(cid:1) Loại hỗn hợp

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

1.2

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

Máy biến điện áp

(cid:1) Nhiệm vụ

(cid:1)Biến đổi tỷ lệ điện áp sơ cấp sang điện áp thứ cấp theo tiêu chuẩn

(100V hoặc 110V)

(cid:1)Cách ly mạch sơ cấp và các thiết bị, người vận hành bên thứ cấp

(cid:1) Qui ước cực tính

(cid:1)Cực tính cùng tên được đánh dấu : hình sao, chấm tròn, chấm (cid:1)Cực tính cùng tên được đánh dấu : hình sao, chấm tròn, chấm

vuông...

(cid:1) Trên bản vẽ: cực tính cùng tên vẽ cạnh nhau.

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

1.2

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

Máy biến điện áp (BU)

(cid:1) Điện áp danh định sơ cấp và thứ cấp

(cid:1)BU ngoài trời thường sử dụng điện áp pha:

(cid:2) Điện áp danh định của cuộn sơ cấp là điện áp danh định của lưới điện.

(cid:1)Ứng dụng đo lường: phạm vi điện áp làm việc: 80÷120% (cid:1)Ứng dụng bảo vệ rơle: từ 0.05 ÷ 1.5 hoặc 1.9 lần điện áp danh định.

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

1.2

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

Máy biến điện áp (BU)

BU kiểu tụ phân áp (cid:1) BU loại cảm ứng điện từ thông thường

(cid:1) Lựa chọn kinh tế nhất đối với cấp điện áp tới 145kV

(cid:1) BU kiểu tụ phân áp (CVT – Coupled Voltage Transformer)

(cid:1) Lựa chọn khi dùng ở cấp cao áp (cid:1) Thường được sử dụng kết hợp với hệ thống thông tin tải ba PLC

Đầu cao áp

Mạch dập dao động cộng hưởng Tụ phân Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện áp ĐHBK HN ĐHBK HN

Điện kháng bù

Đầu ra

BU cảm ứng thông thường

1.2

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

Máy biến điện áp (BU)

Cấu trúc BU kiểu tụ phân áp 1. Bình giãn dầu

2. Các phần tử tụ phân áp

5. Điện kháng bù

7. Cuộn dây sơ cấp và thứ cấp

8. 8.

Đầu cực cao áp Đầu cực cao áp

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

1.2

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

Máy biến điện áp (BU)

BU kiểu tụ phân áp (cid:1) Điện kháng bù: được tính toán để triệt tiêu thành phần dung

kháng của tụ phân áp (cid:1)Tổng trở nguồn nhìn từ phía tải là xấp xỉ 0 (cid:3) công suất đầu ra lấy ra

lớn nhất

(cid:1)Bù dịch pha do tụ phân áp gây ra (cid:1)Bù dịch pha do tụ phân áp gây ra

(cid:1)Mạch giảm dao động cộng hưởng: là điện trở tải, có thể nối ở cuộn

tam giác hở

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

1.2

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

Máy biến điện áp (BU)

Các loại BU (cid:1) Hệ số giới hạn điện áp Vf

(cid:1)Khi xảy ra sự cố trong HTĐ: Upha có thể tăng lên tới một giá trị là Vf lần

Udanh định.

(cid:1)Tiêu chuẩn IEC đưa ra các giá trị hệ số Vf như sau:

(cid:2) 1.9 đối với các hệ thống có trung tính không nối đất trực tiếp (cid:2) 1.9 đối với các hệ thống có trung tính không nối đất trực tiếp (cid:2) 1.5 đối với các hệ thống có trung tính nối đất trực tiếp

(cid:1)Lõi từ của các biến điện áp không được phép bão hoà khi điện áp tăng

tới cấp điện áp giới hạn theo hệ số Vf.

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

1.2

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

Máy biến điện áp (BU)

(cid:1) Cấp chính xác theo tiêu chuẩn IEC 60044-2

Sai số giới hạn Ứng dụng

Tại % tải định mức

Tại % điện áp định mức

Sai số độ lớn %

Sai số góc pha (phút)

Phòng thí nghiệm

Đo đếm chính xác

Đo đếm tiêu chuẩn

Chuẩn hóa dụng cụ đo trong công nghiệp

Đồng hồ đo

Cấp chính xác

Bảo vệ rơle

Vf: Hệ số giới hạn điện áp

(cid:1) Công suất danh định (cosφ=0,8)

(cid:1)10, 15, 25, 30, 50, 75, 100, 150, 200, 300, 400, 500 VA

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

1.2

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

Máy biến điện áp (BU)

Bộ lọc điện áp TTK (U0) (cid:1) Cách đấu nối BU cho mục đích bảo vệ rơle

(cid:1) Điện áp TTK lấy ra từ cuộn tam giác hở

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

1.2

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

Máy biến điện áp (BU)

Bộ lọc điện áp TTK (U0) (cid:1) Chọn tỷ số biến áp cho cuộn tam giác hở

(cid:1)Trung tính cách điện

(cid:1)Tỷ số biến có thể là:

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

1.2

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

Máy biến điện áp (BU)

Bộ lọc điện áp TTK (U0) (cid:1) Chọn tỷ số biến áp cho cuộn tam giác hở

(cid:1)Trung tính nối đất trực tiếp

Vectơ điện áp khi xảy ra sự cố chạm đât một pha trong mạng có trung tính nối đất trực tiếp

(cid:1)Tỷ số biến có thể là:

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

1.3

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

Nguồn thao tác

(cid:1) Hiện nay chủ yếu sử dụng hệ thống acqui

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

1.3

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

Nguồn thao tác

(cid:1) Cung cấp năng lượng cho:

(cid:1)Cung cấp năng lượng trong trường hợp mất điện từ phía hệ thống (cid:1)Cấp năng lượng cho các thiết bị bảo vệ rơle (cid:1)Các thiết bị điều khiển, chiếu sáng khẩn cấp (cid:1)Năng lượng thao tác đóng/cắt máy cắt... (cid:1) Nguồn thao tác phải đảm bảo yêu cầu: (cid:1) Nguồn thao tác phải đảm bảo yêu cầu:

(cid:1)Độc lập với chế độ hệ thống (cid:1)Dung lượng đủ lớn, chi phí thấp

(cid:3) Hệ thống acqui đáp ứng được các yêu cầu này

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

1.3

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

Nguồn thao tác

(cid:1) Các loại acqui phổ biến

(cid:1)Acqui acid

(cid:2) Các bản cực là Pb (cực dương) và PbO2 (cực âm) (cid:2) Điện thế một ngăn là 2V

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

1.3

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

Nguồn thao tác

(cid:1) Các loại acqui phổ biến

(cid:1)Acqui kiềm

(cid:2) Bản cực là bột Niken (+) và bột Cadimi (-) (cid:2) Điện thế một ngăn: 1,2V (cid:2) Dễ bảo dưỡng, tuổi thọ cao dài hơn (10÷15 lần acqui acid), chi phí ban đầu đắt hơn

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

1.3

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

Nguồn thao tác

(cid:1) Chế độ nạp (cid:1)Nạp duy trì

(cid:2) Luôn duy trì dòng nạp nhỏ để giữ điện áp acqui không thấp quá 2,25V & 1,35 V

cho acqui acid và kiềm

(cid:2) Dòng nạp duy trì không lớn để tránh tạo bọt khí

(cid:1)Nạp bổ sung (cid:1)Nạp bổ sung

(cid:2) Luôn giữ điện áp không quá 2,25 & 1,35V cho mỗi ngăn

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

1.3

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

Nguồn thao tác

(cid:1) Sử dụng năng lượng bộ tụ

(cid:1)Cung cấp năng lượng chỉ đủ trong khoảng thời gian ngắn

Tiếp điểm từ Tiếp điểm từ rơle ra

Nguồn cho hệ thống rơle

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

1.4

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

Kênh thông tin trong hệ thống điện

Kênh thông tin chính (cid:1) OPGW: Cáp quang

(cid:1) Microwavew link: thông

tin vô tuyến (viba)

(cid:1) Đường điện thoại nội bộ

và chung

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện (cid:1) Hệ thống tải ba (PLC) ĐHBK HN ĐHBK HN

1.4

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

Kênh thông tin trong hệ thống điện

Hệ thống tải ba (cid:1) Sử dụng chính đường dây tải điện để truyền tín hiệu thông tin, điều khiển

(cid:1) Thích hợp khi cần trao đổi thông tin giữa các trạm biến áp vì các đường

dây truyền tải thường có sẵn

Bộ chặn

Thanh Thanh góp tại trạm

Bộ cộng hưởng

T/P

(cid:2) Bộ chặn: ngăn tín hiệu suy hao thông qua điện dung thanh góp

(cid:2) Bộ cộng hưởng: có tổng trở cao tại tần số dòng điện công nghiệp và tổng trở rất thấp tại tần số

tín hiệu

Bộ thu/phát Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Bộ ĐHBK HN ĐHBK HN thu/phát

1.4

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

Kênh thông tin trong hệ thống điện

Hệ thống tải ba

Bộ chặn

T/P

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

1.4

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

Rơle

Rơle cơ (có phần chuyển động quay) (cid:1) Dựa trên nguyên tắc biến đổi điện cơ (cid:1) Dòng điện chạy qua các cuộn dây sẽ sinh ra lực từ để tác động

tới các cơ cấu, chi tiết thừa hành khác. (cid:1) Tên gọi xuất phát từ nguyên lý làm việc (cid:1) Có thể phân loại theo chủng loại: Có thể phân loại theo chủng loại: (cid:1)Cuộn hút nắp từ (cid:3) sử dụng phổ biến nhất (cid:1)Đĩa chuyển động (các công tơ) (cid:1)Cảm ứng, rơle nhiệt..

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

1.4

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

Rơle

Rơle cơ (có phần chuyển động quay)

(cid:1) Hoạt động với dòng điện ac hoặc dc

(cid:1) Thời gian tác động kéo dài do quán tính các phần quay

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện (cid:1) Tiêu thụ công suất lớn ĐHBK HN ĐHBK HN

1.4

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

Rơle

Rơle cơ (có phần chuyển động quay)

Rơle quá dòng với đặc tính thời gian phụ thuộc

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

1.4

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

Rơle

Rơle tĩnh (không có phần chuyển động quay)

(cid:1) Sử dụng các thiết bị bán dẫn

(cid:1) Tiêu thụ công suất ít hơn

(cid:1) Đơn chức năng, không có khả năng kết nối

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

1.4

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

Rơle

Rơle kỹ thuật số

(cid:1) Tiêu thụ công suất rất nhỏ, có chế độ chờ (standby)

(cid:1) Đa chức năng, có khả năng tự giám sát

(cid:1) Kết nối thành hệ thống, điều khiển từ xa...

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện (cid:1) Tương tự như một máy tính công nghiệp ĐHBK HN ĐHBK HN

1.4

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

Rơle

Hệ số trở về của rơle Ktv (cid:1) Khi dòng điện chạy qua rơle tăng lên (cid:3) đến một giá trị nào đó rơle sẽ

đóng tiếp điểm (cid:3) rơle đã tác động (cid:1) Giá trị dòng điện tại đó rơle tác động: dòng điện khởi động (Ikđ)

(cid:1) Thực hiện thao tác ngược lại: giảm dần dần dòng điện qua rơle (cid:3) đến

một giá trị nào đó rơle sẽ nhả tiếp điểm (cid:3) rơle đã trở về (cid:1) Giá trị dòng điện tại đó rơle trở về: dòng điện trở về (Itv)

(cid:1) Hệ số trở về Ktv=

Itv Ikđ

(cid:1) Rơle cơ : Ktv=0,8÷0,85 (cid:1) Rơle tĩnh, rơle số: Ktv=0,9÷0,95

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

Chương 02

Nguyên lý bảo vệ quá dòng điện (I>) Nguyên lý bảo vệ quá dòng điện (I>)

2.1

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

Nguyên lý bảo vệ quá dòng có thời gian

(cid:1) Bảo vệ quá dòng (I> hoặc 50 & 51):

(cid:1)Chống lại các dạng sự cố quá dòng một pha, hai pha & ba pha và sự cố

chạm đất.

(cid:1) Bảo vệ khởi động khi:

(cid:1)Dòng điện của một pha, hai pha hoặc cả ba pha vượt quá một giá trị (cid:1)Dòng điện của một pha, hai pha hoặc cả ba pha vượt quá một giá trị

đã được cài đặt trước trong rơle.

(cid:1) Có thể làm việc với thời gian trễ để đảm bảo tính chọn lọc

(cid:1) Thời gian trễ có thể là độc lập so với dòng điện hoặc phụ thuộc

vào dòng điện (cid:3) hai loại đặc tính thời gian tác động

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

2.1

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

Nguyên lý bảo vệ quá dòng có thời gian

(cid:1) Bảo vệ quá dòng với đặc tính thời gian độc lập:

(cid:1)Thời gian làm việc (trễ) của bảo vệ không phụ thuộc vào độ lớn dòng

ngắn mạch

+

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

2.1

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

Nguyên lý bảo vệ quá dòng có thời gian

Bảo vệ quá dòng với đặc tính thời gian phụ thuộc:

(cid:1)Thời gian làm việc: phụ thuộc tỷ lệ nghịch vào độ lớn của dòng điện

ngắn mạch

(cid:1)Trong thực tế thì thời gian tác động tỷ lệ với tỷ số Ingắn mạch/ Ikhởi động

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

2.1.1

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

Tính toán dòng khởi động

Điều kiện (cid:1) Phải không khởi động ở chế độ bình thường

(cid:1) Phải khởi động với dòng sự cố nhỏ nhất (đủ nhạy)

(cid:1) Đảm bảo tính chọn lọc

(cid:1) Xét lưới điện có hai phân đoạn Xét lưới điện có hai phân đoạn (cid:1)Dòng làm việc giả thiết đang lớn nhất (Ilvmax)

TG2

ĐC

TG1 Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

Ilv max

ĐC

2.1.1

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

Tính toán dòng khởi động

TG2

TG1

BV2 cắt MC

ĐC

Ilv max

Động cơ mở máy lại

Itv của BV1 > Imở máy

ĐC

Itv BV1 Imở máy Ilv max

1. 1.

Thời điểm t1: xảy ra sự cố tại N2: Thời điểm t1: xảy ra sự cố tại N2:

Sự cố Sự cố tại N2

Dòng điện (A)

t2 Dòng ngắn mạch bị cắt

Dòng điện tăng lên – Sau đó giảm đi một chút sau giai đoạn quá độ Điện áp TG2 giảm đi (cid:3) các động cơ giảm tốc độ

t1 BV1 & BV2 khởi động

Xuất hiện dòng mở máy

BV1 phải trở về - Dừng đếm

BV1 & BV2 khởi động đếm thời gian Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

thời gian

Tại thời điểm t2: BV2 cắt máy cắt, loại trừ sự cố

phải chọn

Itv của BV1 > Imở máy

Dòng điện giảm đi do sự cố đã được loại trừ Điện áp TG2 hồi phục (cid:3) các động cơ mở máy trở lại (cid:3) xuất hiện dòng điện mở máy lớn

Dòng điện mở máy giảm dần theo thời gian đến giá trị ổn định (cid:3) BV1 phải dừng đếm thời gian dù đang có dòng mở máy (cid:3) BV1 phải trở về

2.1.1

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

Tính toán dòng khởi động

Itv của BV1 > Imở máy

Itv BV1 Imở máy Ilv max

t1 t1

t2 t

(cid:1) Để đảm bảo điều kiện Itv > Imở máy ta đặt Itv=Kat*Imở máy

(cid:1) Hệ số an toàn Kat tùy chọn: Kat=1,1÷1,3

(cid:1) Biểu diễn dòng mở máy theo dòng làm việc lớn nhất: Imở máy = Kmm*Ilv max

(cid:1) Hệ số mở máy Kmm tùy thuộc vào nhiều yếu tố: ví trị đặt động cơ so với vị trí đặtbảo vệ, số lượng,

chủng loại động cơ...

(cid:1) Từ đó: Itv=Kat*Imở máy= Kat* Kmm*Ilv max

(cid:1) Theo định nghĩa của hệ số trở về Ktv=Itv/Ikđ

*Ilv max

Kat* Kmm Ktv

Itv (cid:3)Ikđ= (cid:3) Ikđ= Ktv

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

Công thức cuối cùng tính dòng khởi động

2.1.2

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

Tính toán thời gian làm việc

(cid:1) Đảm bảo tính chọn lọc giữa các bảo vệ bằng phân cấp thời gian (cid:1) Tên gọi: bảo vệ quá dòng làm việc có thời gian (I> hay 51) (cid:1) Nguyên tắc:

(cid:1)Khi có sự cố có thể nhiều bảo vệ cùng khởi động (cid:1)Tuy nhiên, bảo vệ gần chỗ sự cố nhất sẽ phải tác động trước

(cid:1)Sự cố tại N2: BV2 khởi động & BV1 có thể cũng khởi động (cid:3) cùng

đếm thời gian

(cid:1)BV2 phải tác động loại trừ sự cố, BV1 khi đó sẽ trở về (cid:3) đặt thời gian

tBV2

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

2.1.2

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

Tính toán thời gian làm việc

(cid:1)BV2 phải tác động loại trừ sự cố, BV1 khi đó sẽ trở về (cid:3) đặt thời gian

tBV2

(cid:1)Bậc phân cấp thời gian ∆t=0.3÷0.6 giây tính tới các yếu tố:

(cid:2) Sai số thời gian của rơle: rơle không thể vận hành chính xác đúng theo đặc tính

lý thuyết đã xây dựng

(cid:2) Thời gian cắt máy cắt: do nhà sản xuất cung cấp (cid:2) Thời gian quá tác động của rơle (overshoot): là hiện tượng rơle đã được ngắt (cid:2) Thời gian quá tác động của rơle (overshoot): là hiện tượng rơle đã được ngắt điện nhưng vẫn tiếp tục vận hành thêm một khoảng thời gian rất ngắn nữa.

Lý do: các rơle vẫn còn lưu trữ năng lượng: với rơle cơ thì đĩa quay có quán

tính, rơle tĩnh vẫn còn năng lượng tích lũy trong tụ điện… (cid:2) Sai số của biến dòng: các BI có sai số (cid:3) rơle vận hành nhanh hơn hoặc chậm Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện hơn (nếu rơle sử dụng đặc tính độc lập thì không cần xét tới yếu tố này). ĐHBK HN ĐHBK HN

(cid:2) Thêm một phần thời gian dự trữ

(cid:1)Nếu nhiều phân đoạn: làm tăng thời gian loại trừ sự cố của các bảo vệ

gần nguồn (cid:3) nhược điểm (cid:2) Sử dụng đặc tính phụ thuộc

2.1.3

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

Lựa chọn đặc tính làm việc

(cid:1) Phối hợp các bảo vệ bằng đặc tính phụ thuộc

(cid:1)Phức tạp hơn

I> 3

∆t ∆t

2 1

∆t ∆t

(cid:1) Có nhiều loại đặc tính phụ thuộc Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

(cid:1)Khác nhau về độ dốc (mức độ phụ thuộc)

(cid:2) Standard Inverse (SI): dốc tiêu chuẩn (cid:2) Very Inverse (VI): rất dốc (cid:2) Extremely Inverse (EI): cực kỳ dốc

1 1 3 3 2 2 L (km)

2.1.3

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

Tính toán thời gian làm việc

(cid:1) Phạm vi sử dụng của các đặc tính phụ thuộc (cid:1)Standard Inverse (SI): đặc tính dốc bình thường

(cid:2) Sử dụng trong hầu hết các trường hợp cần phối giữa các bảo vệ

(cid:1)Very Inverse (VI): đặc tính rất dốc

(cid:2) Sử dụng khi độ lớn dòng điện sự cố dọc đường dây cần bảo vệ thay đổi mạnh.

(cid:1)Extremely Inverse (EI): đặc tính cực dốc

(cid:2) Thời gian tác động tỷ lệ nghịch với bình phương của dòng điện. (cid:2) Đường dây mang các tải có dòng khởi động đột biến ở thời điểm đầu ví dụ như

(cid:2) Phối hợp với các cầu chì hoặc các thiết bị tự đóng lại.

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN tủ lạnh, máy bơm, động cơ lớn...

2.2

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

Nguyên lý bảo vệ quá dòng cắt nhanh (50 hay I>>)

(cid:1) Nguyên tắc: đảm bảo tính chọn lọc bằng phân cấp dòng điện (cid:1) Sự cố tại phân đoạn nào: chỉ bảo vệ tại đó được phép khởi động

(cid:1)Các bảo vệ không cần phối hợp thời gian (cid:1)Thời gian tác động đặt xấp xỉ 0 giây (thường từ 50÷80ms) (cid:3) tên gọi:

bảo vệ quá dòng cắt nhanh (50 hay I>>)

(cid:1)Do cách chọn lọc bằng dòng điện (cid:3) dòng điện khởi động tính theo: (cid:1)Do cách chọn lọc bằng dòng điện (cid:3) dòng điện khởi động tính theo:

Ikđ=Kat*Ingắn mạch ngoài vùng max (Hệ số Kat=1,1÷1,2)

(cid:1)Không bảo vệ được toàn bộ đối tượng (cid:3) không sử dụng làm bảo vệ

chính

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

2.2

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

Nguyên lý bảo vệ quá dòng cắt nhanh (50 hay I>>)

(cid:1) Vùng được bảo vệ cắt nhanh

Ikđ=Kat*Ingắn mạch ngoài vùng max (Hệ số Kat=1,1÷1,2) (cid:1)Dòng ngắn mạch giảm dần khi điểm ngắn mạch đi xa nguồn (cid:1)Độ lớn dòng ngắn mạch phụ thuộc vào chế độ của hệ thống (cid:1)Vẽ đường cong biểu diễn dòng ngắn mạch Inmax & Inmin dọc đường dây

Ikđ BV1

Ikđ BV2

Inmax

Lcắt nhanh min=0

Lcắt nhanh min

Inmax

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

Lcắt nhanh max

L(km)

2.3

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

Nguyên lý bảo vệ quá dòng có hướng (67)

(cid:1) Xét lưới điện cấp nguồn từ hai phía

I>2

I> 3

I>6

I> 1

I> 5

HT2

HT1

tBV3

(cid:1) Sự cố xảy ra tại N1: có thể BV3 & BV2 khởi động

(cid:1) Để đảm bảo chọn lọc: yêu cầu BV3 tác động trước BV2 (cid:3) phải đặt tBV3

(cid:1) Sự cố xảy ra tại N2: có thể BV2 & BV3 khởi động

I>2

I> 3

I>6

I> 1

I> 5

HT2

HT1

tBV3>tBV2

(cid:1) Để đảm bảo chọn lọc: yêu cầu BV2 tác động trước BV3 (cid:3) phải đặt tBV2

(cid:1) Mâu thuẫn: không thể cài đặt thời gian cho các bảo vệ

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

2.3

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

Nguyên lý bảo vệ quá dòng có hướng (67)

(cid:1) Giải pháp: sử dụng bảo vệ quá dòng loại có định hướng (cid:1) Bảo vệ qúa dòng có hướng chỉ tác động khi:

(cid:1)Dòng điện chạy qua bảo vệ theo hướng qui định (hướng dương - +

thường qui ước từ thanh góp (cid:3) đường dây) (cid:1)Dòng điện vượt qua giá trị khởi động của bảo vệ

I> = I> + W I> = I> + W

Có thể phân chia ra 2 nhóm bảo vệ

I>2

I> 3

I>6

I> 1

I> 5

HT2

HT1

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

2.3

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

Nguyên lý bảo vệ quá dòng có hướng (67)

(cid:1) Về phương diện bảo vệ rơle: Đường dây hai nguồn cấp (cid:3)hai

mạch hình tia

I>2

I> 3

I>6

I> 1

I> 5

HT2

HT1

I> 3

I> 1

I> 5

HT1

0,5

tBV5

tBV1=tBV3 + ∆t

tBV3=tBV5 + ∆t

1,5 Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

I>2

I>6

HT2

1,3

0,3

0,8

tBV2

tBV6=tBV4 + ∆t

tBV4=tBV2+ ∆t

2.3

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

Nguyên lý bảo vệ quá dòng có hướng (67)

(cid:1) Kiểm tra sự làm việc của bảo vệ:

I> 3

I>6

I> 1

I> 5

HT2

HT1

1,5

0,5

I>2 0,3

1,3

0,8

N2 Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

I> 3

I>6

I> 1

I> 5

HT2

HT1

1,5

0,5

I>2 0,3

I> 0,81,3

2.4

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

Bảo vệ quá dòng có khóa điện áp thấp (51&27)

(cid:1) Tên gọi khác 51V (cid:1) Lý do sử dụng

Dòng ngắn mạch cuối

Đường dây dài

đường dây nhỏ

Bảo vệ không

đủ độ nhạy

Dòng khởi động Dòng khởi động

Mang tải nặng

Ikđ=

*Ilv max

của bảo vệ lớn Kat* Kmm Ktv

(cid:1) Sử dụng thêm khâu phân biệt giữa sự cố và quá tải bằng điện áp

(khóa điện áp thấp) (cid:1)Khi sự cố: điện áp giảm thấp hơn (cid:1)Khi quá tải (nặng): điện áp vẫn nằm trong ngưỡng cho phép

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

2.4

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

Bảo vệ quá dòng có khóa điện áp thấp (51&27)

(cid:1) Tên gọi khác 51V

Không có khóa điện áp (51)

Có khóa điện áp thấp (51 & 27)

Cắt MC

Ilv max

I> I>

Giá trị khởi động

Ikđ=

*Ilv bình thường

*Ilv max

Kat* Kmm Ktv

o Dòng khởi động nhỏ hơn o Độ nhạy cao hơn

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

2.5

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

Bảo vệ quá dòng thứ tự không (I0> hay 51N)

I a

I b

(cid:1) Sử dụng bộ lọc dòng điện thứ tự không (cid:1) Tính toán dòng khởi động (cid:1)Ở chế độ bình thường:

I c

+ +

I a I b Ic 3I0

Role

(cid:2) Về lý thuyết: dòng qua rơle bằng 0 (cid:2) Thực tế: do các BI có sai số (cid:3) dòng điện qua rơle khác 0 (cid:2) Để rơle không tác động: đặt dòng khởi động lớn hơn dòng điện sinh ra do sai

số này số này

(cid:2) Giá trị cài đặt: Ikhởi động 51N=(0,1÷0,3)Iđịnh mức BI

(cid:1)Chế độ sự cố: dòng điện qua rơle tăng gấp nhiều lần (cid:3)bảo vệ tác

động

(cid:1)Do giá trị khởi động đặt thấp (cid:3) bảo vệ có độ nhạy cao

(cid:1) Thời gian làm việc:

(cid:1)Phối hợp với các bảo vệ quá dòng thứ tự không khác

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

Phân biệt chức năng I> & I>> (51 & 50)

Bảo vệ quá dòng

Khởi động khi: Ingắn mạch >Ikhởi động

Bảo vệ quá dòng có thời gian Bảo vệ quá dòng có thời gian

Bảo vệ quá dòng cắt nhanh Bảo vệ quá dòng cắt nhanh

(I> hay 51)

(cid:4) Dòng khởi động tính theo dòng

(cid:4)

làm việc lớn nhất (Ilvmax) Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Khi xảy ra sự cố ở có thể cả bảo ĐHBK HN ĐHBK HN vệ tại chỗ và bảo vệ phía trên cùng khởi động

(I>> hay 50) (cid:4) Dòng khởi động tính theo dòng ngắn mạch ngoài lớn nhất (In ngoài max) Khi xảy ra sự cố: chỉ bảo vệ tại phân đoạn sự cố khởi động

(cid:4)

(cid:4) Đảm bảo tính chọn lọc: phối hợp phân cấp thời gian (∆t)

Không cần phối hợp thời gian (cắt nhanh)

(cid:4)

Có thể dùng làm bảo vệ chính

Không bảo vệ được toàn bộ đối tượng (cid:3) chỉ là bảo vệ dự phòng

Chương 03

Nguyên lý bảo vệ so lệch Nguyên lý bảo vệ so lệch dòng điện (∆I)

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

Nguyên lý

(cid:1) So sánh tổng dòng điện đi vào & đi ra của đối tượng được bảo

vệ: tổng dòng điện này khác 0 (cid:3)bảo vệ tác động.

Thiết bị

Irơle= + I = +

Bình thường

(cid:1) Chế độ bình thường:

(cid:1)Dòng điện chạy qua rơle như hình vẽ (cid:1)Dòng chạy qua rơle: là dòng chênh lệch do sai số của BI các phía

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

Nguyên lý

(cid:1) Chế độ sự cố ngoài vùng:

(cid:1)Dòng điện là dòng sự cố có giá trị lớn (cid:3) sai số BI lớn hơn (cid:1)Phân bố dòng điện tương tự chế độ bình thường (cid:1)Dòng điện chạy qua rơle sẽ lớn (cid:3) chỉnh định để rơle không tác động

(cid:3) dòng khởi động lớn, giảm độ nhạy (cid:1) Vùng bảo vệ: giới hạn bởi vị trí đặt các BI (cid:1) Vùng bảo vệ: giới hạn bởi vị trí đặt các BI

Thiết bị

Sự cố ngoài

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

Nguyên lý

(cid:1) Chế độ sự cố trong vùng:

(cid:1)Dòng điện chạy qua rơle bằng tổng dòng hai phía (cid:3) có giá trị lớn (cid:3)

rơle sẽ tác động ngay

Sự cố trong vùng

Irơle= +

Thiết bị Thiết bị

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

Nguyên lý

(cid:1) Tổng kết:

Thiết bị

Irơle= +

Sự cố trong

Bình thường

Sự cố ngoài

Dòng điện chạy qua rơle là do sai số BI

Dòng điện chạy qua rơle là tổng dòng sự cố

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

Bảo vệ so lệch có hãm

(cid:1) Bảo vệ rơle so lệch thông thường các rơle có thể tác động

nhầm do: (cid:1)Sai số lớn của các BI khi ngắn mạch ngoài (cid:1)Chuyển đầu áp...

(cid:1) Bảo vệ so lệch có hãm: hoạt động dựa theo tổ hợp của hai loại

dòng điện so lệch (Isl) & hãm (Ih): dòng điện so lệch (Isl) & hãm (Ih): (cid:1)Sự cố ngoài vùng: dòng hãm có giá trị lớn – dòng so lệch nhỏ (cid:1)Sự cố trong vùng: dòng hãm nhỏ - Dòng so lệch lớn.

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

Bảo vệ so lệch có hãm

(cid:1) Tổ hợp dòng điện cho bảo vệ rơle so lệch có hãm

(cid:1)Sử dụng các biến dòng trung gian (BITG) (cid:1)Tổ hợp thêm ra dòng điện hãm (Ih)

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

Bảo vệ so lệch có hãm

(cid:1) Tổ hợp dòng điện cho bảo vệ rơle

so lệch có hãm

(cid:1) Viết phương trình cân bằng sức từ

động cho các BITG động cho các BITG

BITG2

BITG1

I1*w3+I2*w4=Ih*w5 Chọn w3= w4= w

(cid:3) Ih=0,5*( I1 + I2)

w5=2*w

I1*w1-I1*w1=Isl*w2 Chọn w1=w2 (cid:3) Isl=I1 - I2

Tổng quát: Ih=Kh*(I1+I2) Kh: hệ số hãm, có thể điều chỉnh thay đổi theo số vòng cuộn w5

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

Bảo vệ so lệch có hãm

−

=( =

) 2 +

)

  

I 1 K I ( h 1

(cid:1) Bằng cách sử dụng BI trung gian, có thể tạo ra tổ hợp (cid:1) Xét sự vận hành – Bảo vệ so lệch có hãm

I1

100% (I1+I2)

Isl

I1

Ih=Kh* (I1+I2)

I2

Ih=Kh* (I1+I2)

Isl

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

I2

(Ih)> (Isl) (cid:3)(cid:3)(cid:3)(cid:3) bảo vệ không tác động

(Ih)< (Isl) (cid:3)(cid:3)(cid:3)(cid:3) bảo vệ tác động

Chế độ sự cố trong vùng

Chế độ bình thường hoặc sự cố ngoài

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

Bảo vệ so lệch có hãm

(cid:1) Lựa chọn hệ số hãm

I1

(cid:1)Tăng hệ số hãm (Kh): rơle hãm tốt (cid:5)(cid:3) độ nhạy tác động của rơle kém đi.

(cid:1)Hiệu ứng ngược lại khi giảm

hệ số hãm

100% (I1+I2)

Isl

Ih=Kh* (I1+I2)

(cid:1)Hệ số hãm có thể được điều chỉnh bằng cách thay đổi số Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN vòng dây cuộn w5.

Isl

I2

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

Bảo vệ so lệch có hãm

(cid:1) Rơle cơ: hệ số hãm là cố định – Rơle số: thay đổi

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

Bảo vệ so lệch có hãm

(cid:1) Rơle minh họa

Rơle so lệch sử dụng đĩa quay (loại 1 pha)

Rơle so lệch RQ4, sản xuất bởi hãng AEG giai đoạn 1950÷1960

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

Chương 04

Nguyên lý bảo vệ tổng trở thấp Z< Nguyên lý bảo vệ tổng trở thấp Z< (bảo vệ khoảng cách)

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

Nguyên lý hoạt động

(cid:1) Bảo vệ khoảng cách dựa trên các giá trị dòng điện và điện áp tại

điểm đặt rơle để xác định tổng trở sự cố

(cid:1) Nếu tổng trở sự cố này nhỏ hơn giá trị tổng trở của đường dây đã cài đặt trong rơle thì rơle sẽ tác động (cid:3) rơle tổng trở thấp Z< (hoặc 21) Z< (hoặc 21)

(cid:1) Giá trị tổng trở mà rơle xác định được chỉ là một giá trị giả

tưởng.

(cid:1) Do tổng trở gồm hai thành phần R & X, nên để thuận tiện sẽ sử dụng mặt phẳng tổng trở để biểu diễn sự làm việc của bảo vệ khoảng cách

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

Nguyên lý hoạt động

Xét sơ đồ đơn giản:

Tính toán tổng trở rơle đo được trong các chế độ Tính toán tổng trở rơle đo được trong các chế độ (cid:1)Bình thường:

jX

ZD+Zpt

ZR(bt)=ZD+Zphụ tải ≥ ZD

Điểm làm việc lúc bình thường

100%ZD

Zpt

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

R

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

Nguyên lý hoạt động

Xét sơ đồ đơn giản:

Tính toán tổng trở rơle đo được trong các chế độ Tính toán tổng trở rơle đo được trong các chế độ (cid:1)Sự cố: ví dụ tại 50% đường dây:

jX

ZD+Zpt

ZR(sc)=ZDsự cố=50%ZD < ZD

Điểm làm việc lúc bình thường

(cid:1)Điểm sự cố di chuyển vào đường tổng trở đường dây

50%ZD

Điểm làm việc khi sự cố

Zpt

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

R

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

Nguyên lý hoạt động

Đặc tính làm việc của rơle khoảng cách (cid:1) Điểm làm việc lúc bình thường và khi sự cố: khi sự cố điểm làm việc luôn rơi vào đường tổng trở đường dây (cid:3) có thể chỉ cần chế tạo đặc tính tác động của rơle là một đường thẳng trùng với đường tổng trở đường dây

jX

ZD+Zpt

Đặc tính tác động là một đường thẳng

Điểm làm việc lúc bình thường

50%ZD

Điểm làm việc khi sự cố

Zpt

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

R

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

Nguyên lý hoạt động

Đặc tính làm việc của rơle khoảng cách (cid:1) Do sai số, do sự cố có thể xảy ra qua các tổng trở trung gian nên giá

trị rơle đo được khi sự cố có thể rơi ra lân cận đường tổng trở đường dây.

(cid:1) Nếu chỉ chế tạo đặc tính tác động là một đường thẳng thì rơle có thể sẽ không làm việc trong các trường hợp này. Để khắc phục thì các nhà chế tạo thường cố ý mở rộng đặc tính tác động về cả hai phía của chế tạo thường cố ý mở rộng đặc tính tác động về cả hai phía của đường dây (cid:3) trở thành vùng tác động.

jX

ZD+Zpt

Đặc tính tác động là một đường thẳng hẹp

Đặc tính tác động được mở rộng

Điểm làm việc lúc bình thường

100%ZD

Điểm sự cố rơi vào vùng tác động

Điểm sự cố rơi ra ngoài rơle không tác động

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

R

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

Nguyên lý hoạt động

Các dạng đặc tính thường gặp (cid:1) Thực tế, đặc tính làm việc được mở rộng theo nhiều dạng khác nhau

(cid:1) Đáp ứng tốt hơn với mọi loại sự cố và chế độ vận hành của hệ thống

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

Chương 06

Bảo vệ các đường dây tải điện Bảo vệ các đường dây tải điện

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

Các loại bảo vệ áp dụng

(cid:1) Với các đường dây cao áp (lưới truyền tải)

(cid:1)Bảo vệ chính: bảo vệ so lệch dòng điện, bảo vệ khoảng cách (cid:1)Bảo vệ dự phòng: bảo vệ quá dòng

(cid:1) Với các đường dây trung áp (lưới phân phối)

(cid:1)Thường sử dụng các bảo vệ quá dòng (lý do kinh tế)

(cid:1) Các bảo vệ đường dây thường được trang bị thêm chức năng tự

đóng lại (79)

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

Bảo vệ so lệch dọc đường dây

(cid:1) Đường dây có chiều dài lớn (cid:3) phải dùng kênh truyền để gửi tín

hiệu dòng điện giữa các phía.

Đường dây 2 nguồn cấp

Đường dây rẽ nhánh

Kênh truyền có thể kết nối theo mạch vòng tăng tính dự phòng – Đường nét đứt

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

Đặc điểm

(cid:1) Hai loại bảo vệ so lệch dòng điện

(cid:1)Tổ hợp dòng điện 3 pha theo tỷ lệ (cid:3) một tín hiệu (cid:3) so sánh các tín

hiệu này của hai phía. (cid:2) Độ nhạy bị thay đổi theo dạng sự cố (cid:2) Lựa chọn tỷ số theo từng điều

kiện cụ thể

(cid:1) Lấy mẫu dòng điện của cả 3 pha (cid:3) chuyển thành tín hiệu số (cid:3)

chuyến đến so sánh cùng với đầu đối diện. (cid:2) Kênh truyền chủ yếu là cáp quang (PLC không đảm bảo đủ băng thông)

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

Nguyên lý bảo vệ so lệch với kênh truyền tin

(cid:1) Sơ đồ tuần hoàn dòng điện

Đường dây cần bảo vệ

Rơle so lệch

Cuộn so lệch

Cuộn hãm

(cid:1)Bình thường: dòng điện chạy tuần hoàn qua kênh truyền tin (cid:1)Đặc điểm:

(cid:2) Hở mạch kênh truyền: tác động nhầm (cid:2) Ngắn mạch kênh truyền: khóa, không tác động nhầm

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

Nguyên lý bảo vệ so lệch với kênh truyền tin

(cid:1) Sơ đồ cân bằng điện áp

Đường dây cần bảo vệ

Rơle so lệch

Cuộn hãm

Cuộn so lệch Cuộn so lệch

(cid:1)Bình thường: dòng điện không chạy qua kênh truyền tin (cid:1)Đặc điểm:

100

(cid:2) Hở mạch kênh truyền: khóa, không tác động nhầm (cid:2) Ngắn mạch kênh truyền: tác động nhầm

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

Bảo vệ khoảng cách (BVKC)

Đặc tính làm việc của rơle khoảng cách (cid:1) Đặc tính làm việc của BVKC: là một miền tác động

101

jX

ZD+Zpt

Điểm làm việc lúc bình lúc bình thường

Điểm sự cố rơi vào vùng tác động

R

Cài đặt thực tế

Lý thuyết (cid:1) Giá trị chỉnh định:

(cid:1) Do sai số của phép đo nên vùng tác động không thể đặt bao trùm toàn bộ

đường dây

(cid:1) Thường đặt bao trùm 80÷85% chiều dài đường dây

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

Bảo vệ khoảng cách

Các dạng đặc tính thường gặp (cid:1) Thực tế, đặc tính làm việc được mở rộng theo nhiều dạng khác nhau

(cid:1) Đáp ứng tốt hơn với mọi loại sự cố và chế độ vận hành của hệ thống

102

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

Bảo vệ khoảng cách

Các vùng cài đặt của bảo vệ khoảng cách (cid:1) Thường được chỉnh định với 3 vùng tác động

(cid:1) Vùng I: tác động tức thời

(cid:1) Vùng II & III: tác động có trễ theo nguyên tắc phân cấp thời gian, phối hợp

với các bảo vệ liền kề

103

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

Bảo vệ khoảng cách

Chi tiết cài đặt các vùng của bảo vệ (cid:1) Vùng I

(cid:1)Các rơle cơ: vùng I thường đặt 80% tổng trở đường dây (cid:1)Các rơle số: thì giá trị này có thể tăng tới 85%.

(cid:1) Việc chỉ đặt vùng I bảo vệ khoảng 80÷85% đường dây là để tránh (cid:1) Việc chỉ đặt vùng I bảo vệ khoảng 80÷85% đường dây là để tránh hiện tượng bảo vệ tác động vượt vùng với các sự cố ngoài lân cận cuối đường dây.

104

(cid:1)Do vùng I không cần phải phối hợp với bất cứ bảo vệ nào nên thời

gian tác động có thể đặt xấp xỉ 0 giây.

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

Bảo vệ khoảng cách

Các vùng của bảo vệ khoảng cách (cid:1) Vùng II

(cid:1)Đảm bảo bảo vệ 100% chiều dài đường dây

(cid:1)Đặt ít nhất 120% tổng trở đường dây cần bảo vệ.

(cid:1)Thông thường vùng II được cài đặt bằng 100% tổng trở đường dây

cần bảo vệ + 50% tổng trở của đường dây ngắn nhất liền kề

105

(cid:1) Thời gian làm việc của vùng II được phối hợp với vùng I với bậc phân

cấp thời gian ∆t như đã trình bày trong phần bảo vệ quá dòng.

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

Bảo vệ khoảng cách

Các vùng của bảo vệ khoảng cách (cid:1) Vùng III

(cid:1)là vùng bảo vệ dự phòng chống lại tất cả các sự cố trên đường dây

liền kề

(cid:1)Do đó giá trị khởi động thường đặt lớn hơn 20% của tổng trở tính từ

vị trí đặt rơle tới cuối đường dây dài nhất liền kề. vị trí đặt rơle tới cuối đường dây dài nhất liền kề.

(cid:1)Thời gian tác động của vùng III được phối hợp với thời gian tác động

vùng II.

106

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

Bảo vệ khoảng cách

Minh họa

Đường dây 2

Đường dây 3

Đường dây 1

107

D 10÷15%

B 10÷15%

C 10÷15%

Nguồn

Vùng III Vùng III t = 2∆t giây

Vùng II t = ∆t giây

Thanh góp B

Vùng I – Bảo vệ 2 Vùng I – Bảo vệ 3 Vùng I – Bảo vệ 1

Vùng I t = 0 giây

Tổng trở đường dây

Thanh góp A

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

Bảo vệ khoảng cách

Các yếu tố ảnh hưởng đến BVKC (cid:1) Ảnh hưởng của tải

(cid:1)Tải của đường dây cũng có thể biểu diễn dưới dạng tổng trở (cid:1)Trên mặt phẳng tổng trở: vùng tải được ở rộng hay co hẹp tùy theo

Vùng 3

hệ số công suất của tải (cid:1)Trường hợp đường dây dài, (cid:1)Trường hợp đường dây dài, mang tải nặng: vùng tải có thể chồng lấn vào đặc tính tác động (cid:1)Việc chồng lấn tải ảnh hưởng Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện đến vùng 3 của BVKC ĐHBK HN ĐHBK HN

Vùng tải

108

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

Bảo vệ khoảng cách

Các yếu tố ảnh hưởng đến BVKC (cid:1) Ảnh hưởng của tải- Cách xử lý (cid:1)Vùng 3 mở rộng có giới hạn (cid:1)Sử dụng các đặc tính đa giác

109

Bị ảnh hưởng chồng lấn tải

Không bị ảnh hưởng chồng lấn tải

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

Bảo vệ khoảng cách

Các yếu tố ảnh hưởng đến BVKC (cid:1) Ảnh hưởng của điện trở hồ quang tại điểm sự cố (cid:1)Sự cố trên đường dây thường kèm theo hồ quang (cid:1)Hồ quang có tính chất điện trở (Rhq) (cid:1)Điện trở hồ quang này làm phép đo tổng trở đường dây bị sai lệch

110

jX

ZD+Zpt

Điểm làm việc Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện lúc bình ĐHBK HN ĐHBK HN thường

Điểm làm việc khi sự cố nằm ngoài vùng tác động

Điểm làm việc khi sự cố

Zpt

Rhq

R

Rhq=0

Rhq>0

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

Bảo vệ khoảng cách

Các yếu tố ảnh hưởng đến BVKC (cid:1) Ảnh hưởng của điện trở hồ quang tại điểm sự cố

(cid:1)Khắc phục: Sử dụng đặc tính tứ giác có miền tác động mở rộng về

phía trục R

111

jX

jX jX

ZD+Zpt

Điểm làm việc khi sự cố nằm ngoài Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện vùng tác động ĐHBK HN ĐHBK HN

Điểm làm việc khi sự cố nằm trong vùng tác động

Zpt

Rhq Rhq

R

Đặc tính MHO

Đặc tính tứ giác

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

Phối hợp sự làm việc của các BVKC

(cid:1) Nếu không có sự liên hệ phối hợp giữa các bảo vệ ở hai đầu

đường dây: (cid:1)Sự cố tại 10÷15% cuối đường dây mỗi phía sẽ được loại trừ với thời

gian của vùng 2 (trễ một khoảng ∆t)

A A

N2 N2

B B N1 N1 10÷15%

HT1

HT2

112

10÷15%

(cid:1)Khắc phục: thực hiện liên động giữa các BVKC thông qua kênh truyền

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

Phối hợp sự làm việc của các BVKC

(cid:1) Phương thức phối hợp

(cid:1)Mở rộng vùng 1 (cid:1)Truyền tín hiệu cho phép cắt (cid:2) Truyền tín hiệu cắt trực tiếp (cid:2) Truyền tín hiệu cho phép cắt với vùng 1 không mở rộng (cid:2) Truyền tín hiệu cho phép cắt với vùng tác động mở rộng

(cid:1)Truyền tín hiệu khóa

(cid:2) Truyền tín hiệu cắt trực tiếp

113

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

Phối hợp sự làm việc của các BVKC

(cid:1) Ví dụ phương thức truyền tín hiệu cho phép không mở rộng

vùng 1:

Gửi tín hiệu đi

Khi vùng 1 khởi động o o o

Cắt máy cắt cắt

Cắt máy cắt tại chỗ Truyền tín hiệu cho phép tới Truyền tín hiệu cho phép tới đầu đối diện

Tín hiệu đến từ đầu đối diện

Tại đầu đối diện, bảo vệ sẽ tác động tức thời khi: o Đã khởi động Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện o Nhận được tín hiệu cho phép ĐHBK HN ĐHBK HN của đầu đối diện

Sơ đồ chỉ yêu cầu một kênh truyền duy nhất do chỉ có một Vùng 1 cần gửi tín hiệu qua kênh truyền

114

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

Các phương thức bảo vệ cơ bản

(cid:1) Ví dụ dựa theo khuyên cáo của hãng SIEMENS

(cid:1)Lưới hình tia (lưới phân phối)

o o

Bảo vệ chính là bảo vệ quá dòng (51&51N) Kèm theo chức năng tự đóng lại (79) Bảo vệ quá dòng thứ tự nghịch (46): Bảo vệ quá dòng thứ tự nghịch (46): tăng độ nhạy với các sự cố không đối xứng.

115

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

Các phương thức bảo vệ cơ bản

(cid:1) Ví dụ dựa theo khuyên cáo của hãng SIEMENS

(cid:1)Đường dây song song

o o

Bảo vệ chính là bảo vệ quá dòng (51&51N) Chức năng bảo vệ chống quá tải (49) Bảo vệ quá dòng thứ tự nghịch (46): Bảo vệ quá dòng thứ tự nghịch (46): tăng độ nhạy với các sự cố không đối xứng. Sử dụng bảo vệ quá dòng loại có hướng (67&67N) do dòng công suất Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN khi ngắn mạch có thể chạy theo cả hai chiều

116

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

Các phương thức bảo vệ cơ bản

(cid:1) Ví dụ dựa theo khuyên cáo của hãng SIEMENS

(cid:1)Đường dây truyền tải

117

o o

Bảo vệ chính là bảo vệ khoảng cách (21&21N) có liên động Bảo vệ dự phòng là các bảo vệ quá dòng

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

Các phương thức bảo vệ cơ bản

(cid:1) Ví dụ

(cid:1)Đường dây truyền tải (cid:1)Có đường truyền tin băng thông rộng

o o o

118

Gồm hai bộ bảo vệ chính Bảo vệ so lệch dọc (87L) Bảo vệ khoảng cách (21&21N) có liên động Có thể sử dụng bảo vệ quá dòng làm dự phòng

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

119

Chương 07

Bảo vệ các máy biến áp lực Bảo vệ các máy biến áp lực

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

Các loại sự cố

(cid:1) Phóng điện sứ xuyên (cid:1) Sự cố pha-pha, pha-đất đối với cuộn dây cao và hạ áp (cid:1) Sự cố giữa các vòng dây trên cùng cuộn dây. (cid:1) Sự xâm ẩm của hơi nước vào dầu cách điện cũng là một yếu tố

gây nên sự cố. (cid:1) Với các máy biến áp lớn nối tới đường dây truyền tải thì khi có Với các máy biến áp lớn nối tới đường dây truyền tải thì khi có sét đánh vào đường dây, sóng với độ dốc đầu sóng lớn sẽ đi vào trong máy biến áp và có thể gây thủng cách điện ở cuối cuộn dây máy biến áp.

120

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

Các loại sự cố

(cid:1) Sự cố chạm chập giữa các vòng dây: dòng điện trong các vòng dây bị sự cố lớn nhưng dòng điện tại hai đầu của máy biến áp thay đổi không đáng kể (theo tỷ số vòng dây). (cid:1)Khi mới xảy ra sự cố thì chỉ một số ít vòng dây bị ảnh hưởng, nhưng

nếu không loại trừ nhanh thì có thể gây sự cố lan tràn.

Sự cố lõi từ: các trường hợp sự cố với dòng điện lớn có thể gây (cid:1) Sự cố lõi từ: các trường hợp sự cố với dòng điện lớn có thể gây xô lệch lõi từ, và làm tăng độ lớn dòng điện xoáy, gây phát nhiệt và có thể dẫn tới sự cố lớn hơn.

121

(cid:1) Sự cố thùng dầu chính máy biến áp: có thể xảy ra hiện tượng rò rỉ dầu làm mức dầu bị hạ thấp gây ngu hiểm cho cách điện và làm mát máy biến áp.

(cid:1) Hỏng bộ chuyển đổi đầu phân áp (OLTC)

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

Các loại sự cố

Dòng từ hóa khi đóng không tải (cid:1) Khi đóng máy biến áp không tải có thể xuất hiện dòng từ hóa, quá từ thông lõi thép hoặc khi bão hòa BI...đều làm tăng dòng so lệch và bảo vệ có thể sẽ tác động.

(cid:1) Từ thông trong lõi từ có thể tăng tới 280% lần tùy theo:

(cid:1)Điện áp tại thời điểm đóng điện (đi qua 0) (cid:1)Điện áp tại thời điểm đóng điện (đi qua 0) (cid:1)Từ dư trong lõi thừ thì từ thông (cid:1)Thiết kế của máy biến áp (cid:1)Số lượng máy biến áp làm việc song song

122

(cid:1) Với giá trị tăng vọt(cid:3) lõi từ chắc chắn sẽ bị bão hòa (cid:3) dòng

điện bị méo dạng sóng trầm trọng

(cid:1) Dòng điện này gọi là dòng điện từ hóa xung kích khi đóng máy

biến áp.

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

Các loại sự cố

Dòng từ hóa khi đóng không tải (cid:1) Hình dạng dòng điện từ hóa xung kích khi đóng máy biến áp

123

(cid:1) Thành phần sòng hài: dòng điện từ hóa xung kích chứa chủ yếu là thành phần sóng hài bậc 2 và bậc 3 (cid:3) sử dụng để hãmbảo vệ khi đóng máy biến áp không tải.

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

Các loại bảo vệ cho máy biến áp

124

Loại sự cố

Loại bảo vệ

Bảo vệ so lệch

Sự cố pha-pha và pha-đất ở cuộn dây

Bảo vệ quá dòng

Bảo vệ chống chạm đất hạn chế

Bảo vệ so lệch

Sự cố giữa các vòng dây Sự cố giữa các vòng dây

Rơle khí (Buchholz)

Bảo vệ so lệch

Sự cố lõi từ

Rơle khí (Buchholz)

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

Bảo vệ so lệch

Sự cố thùng dầu máy biến áp

Rơle khí (Buchholz)

Bảo vệ chống chạm đất thùng máy biến áp

Quá từ thông

Bảo vệ chống quá từ thông

Quá nhiệt

Bảo vệ chống quá tải

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

Các loại bảo vệ máy biến áp

125

Bảo vệ so lệch có hãm ∆I (87) (cid:1) Dùng làm bảo vệ chính cho máy biến áp (cid:1) Phạm vi bảo vệ được giới hạn bởi vị trí đặt BI (cid:1) Các ảnh hưởng cần lưu ý: (cid:1)Tổ đấu dây máy biến áp (cid:1)Loại bỏ thành phần dòng điện TTK (cid:1)Loại bỏ thành phần dòng điện TTK (cid:1)Hiệu chỉnh tỷ số biến dòng (cid:1)Lựa chọn hệ số hãm trong các tình trạng làm việc (cid:1)Hãm bảo vệ khi đóng máy biến áp không tải (cid:1)Hiện tượng quá từ thông

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

Các loại bảo vệ máy biến áp

Ảnh hưởng của tổ đấu dây máy biến áp (cid:1) MBA tổ đấu dây hai phía khác nhau (cid:3) dòng điện các phía bị lệch

góc nhau (cid:1)Tổ đấu dây Y0/∆-11 thì dòng sơ cấp và thứ cấp lệch nhau 11x300=3300. (cid:1) Nguyên lý bảo vệ so lệch yêu cầu dòng điện hai phía cần so sánh phải trùng pha (cid:3) khi xảy ra lệch pha (cid:3) có dòng cân bằng chạy phải trùng pha (cid:3) khi xảy ra lệch pha (cid:3) có dòng cân bằng chạy qua (cid:3) bảo vệ sẽ tác động nhầm (cid:3) phải hiệu chỉnh góc pha.

(cid:1) Rơle cơ & Rơle tĩnh: hiệu chỉnh góc pha bằng BI trung gian. (cid:1) Rơle số: hiệu chỉnh góc pha được thực hiện bằng phần mềm:

126

(cid:1)BI có thể đấu hình Y cho mọi cuộn dây (cid:1)Khai báo vào rơle các tổ dấu dây của máy biến áp và máy biến dòng

(nếu cần thiết).

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

Các loại bảo vệ máy biến áp

Loại bỏ thành phần dòng điện TTK (cid:1) Sự cố chạm đất ngoài vùng (cid:1) Nếu không loại bỏ: tác động nhầm

127

BI trung gian không có cuộn tam giác

Dòng qua rơle lớn hơn 0 Rơle có thể tác động nhầm

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

Các loại bảo vệ máy biến áp

Loại bỏ thành phần dòng điện TTK (cid:1) Sử dụng BI trung gian có cuộn tam giác: loại trừ thành phần I0

chạy vào bảo vệ

BI trung gian có cuộn tam giác

128

Dòng qua rơle bằng 0

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

Các loại bảo vệ máy biến áp

Hiệu chỉnh tỷ số biến dòng (cid:1) Dòng cân bằng có thể sinh ra khi:

(cid:1)BI các phía có tỷ số biến khác tỷ số biến áp (cid:1)Hoặc khi dòng điện thứ cấp của các BI không giống nhau

129

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

Các loại bảo vệ máy biến áp

Hiệu chỉnh tỷ số biến dòng (cid:1) Dòng cân bằng có thể sinh ra khi:

(cid:1)BI các phía có tỷ số biến khác tỷ số biến áp (cid:1)Hoặc khi dòng điện thứ cấp của các BI không giống nhau

130

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

Rơle so lệch

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

Các loại bảo vệ máy biến áp

Hiệu chỉnh tỷ số biến dòng (cid:1) Chọn BI trung gian

3,813

i 2

3, 06

w w

0, 719

2, 202 0, 719

i 1

(cid:1)BI đấu tam giác thì dòng pha & dòng dây khác nhau

131

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

Các loại bảo vệ máy biến áp

Hiệu chỉnh tỷ số biến dòng (cid:1) Chọn BI trung gian

3,813

i 2

3, 06

w w

0, 719

2, 202 0, 719

i 1

132

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

Các loại bảo vệ máy biến áp

Bảo vệ chống chạm đất hạn chế 87N (Restricted Earth Fault – REF) (cid:1) Bảo vệ quá dòng TTK (50N & 51N) có thể không đủ độ nhạy để

bảo vệ cho cuộn dây máy biến áp – Sự cố tại điểm gần trung tính cuộn dây đấu hình sao, nối đất qua tổng trở: dòng sự cố rất bé.

(cid:1) Bảo vệ chống chạm đất hạn chế (87N): so lệch TTK (cid:1) Phạm vi bảo vệ: các cuộn dây đấu hình sao có trung tính nối đất (cid:1) Phạm vi bảo vệ: các cuộn dây đấu hình sao có trung tính nối đất

(phạm vi bảo vệ bị hạn chế).

133

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

Các loại bảo vệ máy biến áp

Bảo vệ chống chạm đất hạn chế 87N (Restricted Earth Fault – REF) (cid:1) Bảo vệ có thể là dạng so lệch tổng trở cao hoặc so lệch có hãm (cid:1) Có độ nhạy cao vì dòng khởi động có thể đặt thấp (cid:1) Dòng điện đưa vào rơle là toàn bộ dòng sự cố chứ không chỉ là một thành phần đã được biến đổi qua tỷ số biến chạy trên phía cao áp (tỷ số biến lúc này là tỷ số giữa số vòng dây cuộn cao áp & cao áp (tỷ số biến lúc này là tỷ số giữa số vòng dây cuộn cao áp & số vòng dây bị sự cố bên cuộn hạ áp).

134

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

Các loại bảo vệ máy biến áp

Dòng từ hóa xung kích khi đóng máy biến áp không tải (cid:1) Bảo vệ sẽ tác động nhầm khi đóng máy biến áp không tải

Hài bậc 2

135

(cid:1) Với rơle cơ: cho bảo vệ làm việc với thời gian trễ (cid:3) không tin cậy

do lúc đóng máy biến áp có thể gặp sự cố.

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

Các loại bảo vệ máy biến áp

Dòng từ hóa xung kích khi đóng máy biến áp không tải (cid:1) Rơle số: hãm theo sóng hài bậc 2

136

(cid:1) Lý do dùng sóng hài bậc 2 (bậc chẵn):

(cid:1)Dòng từ hóa xung kích (quá độ) luôn chứa thành phần sóng hài bậc 2 (cid:1)Dòng sự cố không chứa thành phần sóng hài bậc 2 và các sóng hài bậc

chẵn

Hài bậc 2

(cid:1)Dòng từ hóa ở chế độ xác lập có thể bị méo sóng do lõi từ bão hòa, tuy nhiên dòng này cũng không chứa các thành phần sóng hài bậc chẵn. (cid:1) Sóng hài bậc 2: đặc trưng riêng biệt của dòng từ hóa xung kích (cid:3) sử dụng thành phần sóng hài bậc 2 này để tự động hãm bảo vệ so lệch khi đóng không tải máy biến áp.

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

Các loại bảo vệ máy biến áp

Bảo vệ chống quá từ thông lõi từ (cid:1) Quá từ thông lõi từ xảy ra khi: (cid:1)Điện áp hệ thống bị tăng cao (cid:1)Tần số hệ thống bị giảm thấp (cid:1) Quá từ thông quá độ không gây nguy hiểm (cid:3) sử dụng bảo vệ có nguy hiểm (cid:3) sử dụng bảo vệ có trễ

(cid:1) Bảo vệ với đặc tính thời gian phụ thuộc - khởi động khi tỷ số V/f Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN vượt ngưỡng đã cài đặt.

137

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

Các loại bảo vệ máy biến áp

Bảo vệ chống chạm đất vỏ thùng máy biến áp (cid:1) Thùng máy biến áp được đặt cách điện (cid:1) Sử dụng chức năng bảo vệ rơle chống hiện tượng chạm đất vỏ

thùng

(cid:1) Thực hiện: nối một BI vào dây nối giữa vỏ thùng và đất.

138

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

Các loại bảo vệ máy biến áp

Rơle khí (Buchholz) (cid:1) Vị trí: trường đường ống nối từ thùng dầu chính máy biến áp lên

thùng dầu phụ.

(cid:1) Rơle Buchhloz: hai tổ hợp phao nằm lơ lửng.

139

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

Các loại bảo vệ máy biến áp

Rơle khí (Buchholz) (cid:1) Quá tải:khí ga từ thùng dầu tích tụ lên trên theo ống dẫn dầu (cid:3) đẩy mức dầu trên nắp rơle Buchholz xuống (cid:3) phao số 1 (bên trên) chìm xuống, đóng tiếp điểm (cid:3) khởi động cảnh báo qúa tải để thực hiện quá trình san tải cho máy biến áp.

(cid:1) Sự cố giữa các vòng dây hoặc giữa các pha thì nhiệt độ tăng (cid:1) Sự cố giữa các vòng dây hoặc giữa các pha thì nhiệt độ tăng

nhanh, khí tích tụ mạnh và đi lên trên (cid:3) xô đẩy vào rơle cấp hai (cid:3) khởi động đi cắt các phía nối với nguồn của máy biến áp.

140

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

Các loại bảo vệ máy biến áp

Rơle khí (Buchholz)

141

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

Sơ đồ phương thức bảo vệ máy biến áp

MBA công suất nhỏ

(cid:1) Bảo vệ chính: bảo vệ quá dòng điện phía

cao áp

(cid:1) Bảo vệ dự phòng: bảo vệ chống chạm đất hạn chế (87N) và bảo vệ quá dòng thứ tự không đặt tại trung tính

142

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

Sơ đồ phương thức bảo vệ máy biến áp

MBA công suất lớn

(cid:1) Bảo vệ chính: bảo vệ so lệch dòng điện

(87T)

(cid:1) Bảo vệ dự phòng:

(cid:1) Bảo vệ quá dòng phía cao áp & hạ áp

(cid:1) Bảo vệ chống chạm đất hạn chế 87N

(cid:1) Chỉ dùng hai bộ rơle: áp dụng cho các máy

biến áp không quan trọng

143

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

Sơ đồ phương thức bảo vệ máy biến áp

MBA nhận điện từ hai lộ

(cid:1) Bảo vệ chính: bảo vệ so lệch dòng điện

(87T)

Bảo vệ dự phòng: (cid:1) Bảo vệ dự phòng:

(cid:1) Bảo vệ quá dòng phía cao áp & hạ áp

(cid:1) Bảo vệ chống chạm đất hạn chế 87N

(cid:1) Dùng 3 bộ rơle riêng biệt: tăng độ tin

cậy

144

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

Sơ đồ phương thức bảo vệ máy biến áp

MBA làm việc song song

145

(cid:1) Tương tự các phương thức bảo vệ trước

(cid:1) Do máy biến áp vận hành song song: các bảo vệ quá dòng là loại có định

hướng (67 & 67N)

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

Sơ đồ phương thức bảo vệ máy biến áp

MBA làm việc song song có thanh góp phân đoạn

146

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

Sơ đồ phương thức bảo vệ máy biến áp

MBA ba cuộn dây

147

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

Sơ đồ phương thức bảo vệ máy biến áp

MBA tự ngẫu

148

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

Sơ đồ phương thức bảo vệ máy biến áp

MBA tự ngẫu lớn và quan trọng

149

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

150

Chương 08

Bảo vệ các hệ thống thanh góp Bảo vệ các hệ thống thanh góp

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

Bảo vệ các hệ thống thanh góp

(cid:1) Thanh góp: kết nối nhiều phần tử

(cid:1)Hệ thống bảo vệ có vai trò quan trọng (cid:1)Thời gian tác động cực ngắn (cid:3) đảm bảo ổn định của hệ thống (cid:1)Rơle hiện đại: tác động chỉ trong vòng 1 chu kỳ

(cid:1) Hệ thống bảo vệ: phải có độ tin cậy & an toàn cao

(cid:1)Sử dụng các nguyên lý dự phòng: tín hiệu cắt phải được kiểm tra qua (cid:1)Sử dụng các nguyên lý dự phòng: tín hiệu cắt phải được kiểm tra qua

nhiều khâu độc lập

151

Nguyên lý "2 trong 3" đảm bảo an toàn

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

Bảo vệ các hệ thống thanh góp

(cid:1) Đặc điểm:

(cid:1)Số lượng ngăn lộ lớn (cid:3) số lượng tín hiệu, dây dẫn lớn (cid:3) sử dụng cấu

trúc phân tán

(cid:1)Cơ chế kiểm tra chống tác động nhầm: check zone (cid:1)Dễ gặp hiện tượng bão hòa máy biến dòng

Bão hòa

Vùng bảo vệ Vùng bảo vệ

152

Sự cố trong vùng bảo vệ

Sự cố ngoài vùng bảo vệ

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

Bảo vệ các hệ thống thanh góp

(cid:1) Giới thiệu cấu trúc bảo vệ thanh góp kiểu tập trung

(cid:1)Sử dụng nguyên lý bảo vệ so lệch (cid:1)Tín hiệu dòng điện từ tất cả các ngăn lộ được đưa về rơle trung tâm:

số lượng dây dẫn nhiều.

153

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

Bảo vệ các hệ thống thanh góp

(cid:1) Giới thiệu cấu trúc bảo vệ thanh góp kiểu phân tán

(cid:1)Khối điều khiển trung tâm (Central Unit) (cid:1)Khối điều khiển cấp ngăn lộ (Bay Unit) (cid:1)Sử dụng nguyên lý bảo vệ so lệch

154

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

Bảo vệ các hệ thống thanh góp

(cid:1) Hệ thống chuyển mạch dòng

(cid:1)Một ngăn lộ có thể nối tới thanh góp 1 hoặc 2 (cid:3) cần chuyển mạch

155

BUS 1

dòng tới bảo vệ tương ứng

BUS 1

BUS 2

ISOLATOR 1 OPEN

1 R O T A L O S

I

Contact Input F1a On Contact Input F1c On

F1a F1c F1b

ISO 2

ISO 1

BUS 1

CB 1

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

1 R O T A L O S

I

ISOLATOR 1 CLOSED

ISO 3 BYPASS

Contact Input F1a On Contact Input F1c On

F1a F1c F1b

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

Bảo vệ các hệ thống thanh góp

Các phương thức bảo vệ thanh góp (cid:1) Sơ đồ khóa liên động

(cid:1) Thường dùng ở lưới phân phối (một đường cấp tới TG) (cid:1) Yêu cầu một khoảng phân cấp thời gian ngắn (cid:1) Tín hiệu khóa có thể nối trực tiếp giữa các rơle (dây đồng)

156

K C O L B

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

Bảo vệ các hệ thống thanh góp

Các phương thức bảo vệ thanh góp (cid:1) Bảo vệ so lệch

(cid:1) Sử dụng nguyên lý hãm (cid:1) Dòng hãm: tổng dòng, dòng lớn nhất, một phần tổng dòng..

157

5187

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

Bảo vệ các hệ thống thanh góp

(cid:1) Chức năng kiểm tra vùng bảo vệ (check zone)

(cid:1)Khi mạch dòng từ một ngăn lộ hỏng (cid:3) dòng so lệch bằng chính dòng

tải ngăn lộ đó (cid:3) rơle tác động nhầm.

(cid:1)Giải pháp:

(cid:2) Dòng khởi động lớn hơn Itải max: giảm độ nhạy (cid:2) Sử dụng chức năng check zone: lấy tổng tất các các dòng điện vào hệ thống

thanh góp thanh góp

158

Chỉ tác động khi: bảo vệ vùng & bảo vệ check zone cùng tác động

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

159

Chương 9

Bảo vệ các máy phát điện Bảo vệ các máy phát điện

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

Bảo vệ máy phát điện

(cid:1) Phương thức bảo vệ khuyến cáo cho các MFĐ

160

(O: tùy chọn, X: nên dùng, Y: thủy điện tích năng)

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

Bảo vệ máy phát điện

(cid:1) Nguyên tắc dự phòng: nguyên tắc n-1 – hỏng hóc 1 phần tử

không gây gián đoạn hệ thống

(cid:1) Dự phòng một phần:

(cid:1)Hai hệ thống rơle bảo vệ (cid:1)Có thể sử dụng chung các biến áp đo lường (cid:1)Chung nguồn nuôi (cid:1)Chung nguồn nuôi (cid:1)Máy cắt có thể chỉ có một cuộn cắt

161

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

Bảo vệ máy phát điện

(cid:1) Nguyên tắc dự phòng: nguyên tắc n-1 – hỏng hóc 1 phần tử

không gây gián đoạn hệ thống

(cid:1) Dự phòng đầy đủ:

(cid:1)Biến áp đo lường riêng biệt (cid:1)Hai hệ thống bảo vệ toàn phần (cid:1)Nguồn nuôi rơle riêng biệt (cid:1)Nguồn nuôi rơle riêng biệt (cid:1)Tín hiệu cắt đi theo các hệ thống khác nhau

162

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

Chức năng bảo vệ quá dòng (50, 51)

(cid:1) Máy phát điện lấy điện áp kích từ của đầu cực:

(cid:1)Ngắn mạch gần (cid:3) điện áp đầu cực sụt giảm (cid:3) dòng điện ngắn mạch

bị giảm đi (cid:3) bảo vệ không đủ độ nhạy

(cid:1) Giải pháp:

(cid:1)Đặt dòng khởi động thấp (cid:1)Kết hợp khóa điện áp thấp (27 hay U<) (cid:1)Kết hợp khóa điện áp thấp (27 hay U<) (cid:1)Tên tiếng Anh: Voltage Controlled Overcurrent Protection

(cid:1) Cài đặt:

163

(cid:1)Dòng điện: cao hơn 20-30% dòng tải max (cid:1)Khóa điện áp thấp (27): nhỏ hơn 80% Uđịnh mức

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

Chức năng bảo vệ quá dòng (50, 51)

(cid:1) Phân biệt hai loại bảo vệ

(cid:1)Bảo vệ quá dòng kết hợp với khóa điện áp thấp

(cid:2) 51 & 27= Voltage Controlled Overcurrent

(cid:1)Bảo vệ quá dòng kết hợp hãm điện áp (51V)

(cid:2) Voltage-Restraint Overcurrent (cid:2) Tự động điều chỉnh giá trị dòng khởi động theo điện áp (cid:2) Khi điện áp giảm (cid:3) dòng khởi động được tự động giảm đi

164

Chức năng này sẽ khóa khi mất điện áp nhị thứ

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

Bảo vệ quá dòng thứ tự nghịch (46 hay I2>)

(cid:1) Tên gọi khác: Unbalance Load Protection (cid:1) Dòng thứ tự nghịch (TTN)

(cid:1)Từ trường quay quét ngược chiều (cid:3) gây dòng xoáy phát nóng (cid:1) Bảo vệ: là loại có thời gian theo mô hình nhiệt của đối tượng

Sự cố ngắn mạch không đối xứng

165

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

Bảo vệ so lệch (87G)

(cid:1) Nguyên tắc thực hiện

Bảo vệ so lệch Bảo vệ so lệch dọc

Bảo vệ so lệch Bảo vệ so lệch ngang

166

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

Bảo vệ mất kích từ (Loss of Field - 40)

(cid:1) Cường độ “liên kết” giữa roto & stato

(cid:1)Phụ thuộc vào độ lớn của từ trường tạo bởi hệ thống kích từ (cid:1)Điện áp kích từ bị giảm thấp (cid:3) liên kết bị yếu đi (cid:3) mất đồng bộ giữa

roto và từ trường của cuộn stato.

(cid:1) Bảo vệ mất kích từ:

(cid:1)Bảo vệ các MFĐ: không rơi vào tình trạng làm việc mất đồng bộ khi (cid:1)Bảo vệ các MFĐ: không rơi vào tình trạng làm việc mất đồng bộ khi

xảy ra hư hỏng trong hệ thống kích từ

(cid:1)Tránh được các ảnh hưởng xấu tới ổn định của hệ thống.

(cid:1) Bảo vệ này hoạt động dựa trên:

167

(cid:1)Khả năng phát/nhận công suất phản kháng của MFĐ (cid:1) Biểu đồ giới hạn công suất phát (Generator Capability Curve)

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

Bảo vệ mất kích từ (Loss of Field - 40)

(cid:1) Generator Capability Curve: công suất phản kháng bị giới hạn

Giới hạn dòng điện trong cuộn kích từ (Field Current Heating Limit): giới hạn bởi phát nóng trong cuộn dây roto

168

Dòng điện trong cuộn dây stato (Amature Current Heating Limit): không được vượt quá mức độ phát nóng cho phép

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

Bảo vệ mất kích từ (Loss of Field - 40)

(cid:1) Generator Capability Curve: công suất phản kháng bị giới hạn

169

Giới hạn phát nóng lõi thép tại cạnh của stato(End Region Heating Limit): khả năng nhận công suất phản kháng của máy phát ở chế độ thiếu kích từ

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

Bảo vệ mất kích từ (Loss of Field - 40)

(cid:1) Generator Capability Curve: công suất phản kháng bị giới hạn

170

+

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

Bảo vệ mất kích từ (Loss of Field - 40)

(cid:1) Generator Capability Curve: công suất phản kháng bị giới hạn

Giới hạn Giới hạn ổn định tĩnh & động

171

Lý thuyết

Thực tế

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

Bảo vệ mất kích từ (Loss of Field - 40)

(cid:1) Dựa theo đặc tính (cid:3) có hai phương pháp bảo vệ chống mất

kích từ (thiếu kích từ) 1.

(cid:2)

Sử dụng tổng trở: rơle tổng trở nhìn vào MFĐ Khi phát Q: điện kháng đo được lớn hơn 0 (X>0) Khi nhận Q (thiếu kích từ): điện kháng đo được nhở hơn 0 (X<0) Cần qui đổi đặc tính P&Q sang tổng trở R&X (cid:3) biến đổi phức tạp, không trực quan trực quan

172

Sử dụng giá trị tổng dẫn (riêng Siemens áp dụng)

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

Bảo vệ mất kích từ (Loss of Field - 40)

(cid:1) Dựa theo đặc tính (cid:3) có hai phương pháp bảo vệ chống mất

kích từ (thiếu kích từ) 2.

Sử dụng giá trị tổng dẫn (riêng Siemens áp dụng)

(cid:2)

Cho phép qui đổi trực tiếp P&Q sang G&B Biến đổi trực quan

173

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

Bảo vệ mất kích từ (Loss of Field - 40)

Sử dụng giá trị tổng dẫn (riêng Siemens áp dụng)

(cid:2)

Đặc tính làm việc

o Khi điểm làm việc của máy phát vượt quá đặc tính 1 & 2: bảo vệ làm việc trễ

174

sau 10 giây o Đảm bảo bộ kích từ nâng điện áp trở lại mức cần thiết o Nếu bộ điều chỉnh hỏng (cid:3) rút ngắn thời gian cắt – Thực hiện bằng cách

giám sát điện áp kích từ (chức năng Uexcit.<)

o Khi vượt đặc tính 3: cắt tức thời

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

Bảo vệ chống luồng công suất ngược (32R)

(cid:1) Reverse Power Protection (cid:1) Năng lượng sơ cấp bị mất (cid:3) MFĐ hoạt động ở chế độ động cơ

(cid:1)Nếu còn hệ thống kích từ: động cơ đồng bộ (cid:1)Ngược lại: như động cơ không đồng bộ. (cid:1) Chế độ động cơ gây nguy hiểm cho tuabin:

(cid:1)Phát nóng quá mức cánh tuabin hơi do hơi không lưu chuyển được để (cid:1)Phát nóng quá mức cánh tuabin hơi do hơi không lưu chuyển được để

làm mát

(cid:1)Nguy hiểm cho hộp số của các tuabin khí do các hộp số này không

được thiết kế ở chế độ quay ngược.

175

(cid:1) Nguyên nhân: (cid:1)Lỗi vận hành (cid:1)Trục trặc máy cắt đầu cực không cắt khi ngừng tổ máy (cid:1)Hỏng hóc cơ khí

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

Bảo vệ chống luồng công suất ngược (32R)

(cid:1) Bảo vệ

(cid:1)Bảo vệ cơ khí và theo tín hiệu điện

(cid:1) Độ lớn luồng công suất ngược tùy thuộc:

(cid:1)Ma sát, tổn hao do tuabin hoạt động như máy nén (cid:1)Tổn hao điện trong máy phát

(cid:1) Độ lớn dòng công suất ngược rất bé (cid:3) phép đo phải chính xác (cid:1) Độ lớn dòng công suất ngược rất bé (cid:3) phép đo phải chính xác

(cid:1)Chỉ sử dụng thành phần TTT của dòng và áp (cid:1)Sai số góc của BU & BI gây sai số phép đo (cid:3) phải đưa vào trong tính

toán

176

(cid:1)Tránh các biến động ngắn hạn (cid:1)Trong khi hòa đồng bộ hoặc dao động điệncó thể có luồng công suất

ngược

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN (cid:1) Bảo vệ thường là loại có trễ

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

Bảo vệ chống chạm đất 90% (59N, 64G, 67G)

(cid:1) Lý do

(cid:1)Máy phát điện:

(cid:2) Trung tính cách điện (cid:2) Nối đất qua tổng trở (cid:2) Hạn chế dòng chạm đất

(cid:1)Chạm đất cuộn stato:

(cid:2) Cách điện bị hóa than tới lõi thép Cách điện bị hóa than tới lõi thép (cid:2) Hồ quang tới lõi thép. (cid:1)Thực nghiệm cho thấy:

(cid:2) Chạm đất có phát sinh hồ quang (cid:3) dòng điện 5A có thể phá hủy cách điện lá

177

(cid:1)Không có một tiêu chuẩn cụ thể về giá trị dòng điện chạm đất (cid:1)Thường được giới hạn trong khoảng 5÷15A

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện thép stato (cid:3) sự cố tiếp theo ĐHBK HN ĐHBK HN

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

Bảo vệ chống chạm đất 90% (59N, 64G, 67G)

Nguyên lý bảo vệ trong rơle 7UM62 (cid:1) Dựa theo điện áp điểm trung tính cuộn dây stato

(cid:1)Khi chạm đất (cid:3) vecto điện áp 3 pha mất cân bằng (cid:3) điểm trung tính

bị dịch chuyển (cid:3) điện thế tăng lên khác 0.

Cách điện

Nối qua tổng trở

Bình thường

Chạm đất Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

(cid:1) Dựa theo dòng điện chạm đất

(cid:1)Với các MFĐ có phụ tải địa phương (cáp) (cid:3) dòng chạm đất có thể đủ

để xác định sự cố

(cid:1)Để tăng độ nhạy: sử dụng BI thứ tự không (core balance CT) (cid:1)Sử dụng bộ định hướng công suất: sự cố trong & ngoài máy phát

178

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

Bảo vệ chống chạm đất 90% (59N, 64G, 67G)

(cid:1) Phương pháp đo điện áp điểm trung tính (cid:1)Máy biến điện áp nối tại trung tính cuộn dây (cid:1)Máy biến áp trung tính

179

(cid:1)Cuộn tam giác hở của MBA

tạo trung tính giả

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

Bảo vệ chống chạm đất 90% (59N, 64G, 67G)

(cid:1) Phương pháp đo dòng chạm đất

180

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

Bảo vệ chống chạm đất 90% (59N, 64G, 67G)

(cid:1) Logic bảo vệ chống chạm đất

(cid:1)Điện áp điểm trung tính vượt quá ngưỡng cài đặt (cid:1)Dòng điện chạm đất vượt quá ngưỡng (cid:1)Hướng vào trong máy phát

(cid:1) Ukhởi động > Ukhông đối xứng trong vận hành

(cid:3)đặt 5÷10% Upha

(cid:1) Bảo vệ được 90÷95% cuộn dây stato tính từ đầu cực

181

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

Bảo vệ chống chạm đất 100%

(cid:1) Sử dụng sóng hài bậc 3 (27/59TN 3rd Harm.) (cid:1)Điện áp do MFĐ sinh ra có cả thành phần bậc 3 (cid:1)Thành phần bậc 3 có tính chất như thành phần TTK

182

Phần bố điện áp bậc 3 lúc bình thường

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

Bảo vệ chống chạm đất 100%

(cid:1) Sử dụng sóng hài bậc 3 (27/59TN 3rd Harm.)

(cid:1)Chạm đất gần trung tính: giá trị điện áp bậc 3 tại đầu cực lớn nhất (cid:3)

sử dụng rơle điện áp cao (59)

183

Chạm đất tại trung tính

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

Bảo vệ chống chạm đất 100%

(cid:1) Sử dụng sóng hài bậc 3 (27/59TN 3rd Harm.) (cid:1)Bình thường có điện áp bậc 3 tại trung tính (cid:1)Sự cố: điện áp này về xấp xỉ 0 (cid:3) dùng rơle điện áp thấp (27)

Bình thường

184

Chạm đất tại trung tính

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

Bảo vệ chống chạm đất 100%

(cid:1) Sử dụng sóng hài bậc 3 (27/59TN 3rd Harm.)

(cid:1)Dùng rơle điện áp cao (59) (cid:1)Hoặc dùng rơle điện áp thấp (27)

Sử dụng cùng với sơ đồ bảo vệ 90% Phải có vùng chồng lấn Phải có vùng chồng lấn

(cid:1)Độ lớn điện áp bậc 3 phụ thuộc tải (cid:3) rơle 7UM62x tự động thay đổi

185

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện giá trị chỉnh định theo dòng tải. ĐHBK HN ĐHBK HN

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

Bảo vệ chống chạm đất 100%

Sử dụng nguồn phụ tần số thấp (cid:1) Lý do

(cid:1)Các phương pháp trên phụ thuộc đặc tính MFĐ (cid:1)Số lượng phụ tải, số lượng đường dây, cáp (cid:1)Sơ đồ theo điện áp bậc 3 có điểm “chết” trong vùng bảo vệ

(cid:1) Giải pháp (cid:1) Giải pháp

(cid:1)Phát nguồn phụ độc lập tần số thấp vào cuộn dây máy phát (cid:1)Giám sát dòng điện do điện áp tần số thấp này gây ra

186

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

Bảo vệ chống chạm đất 100%

Sử dụng nguồn phụ tần số thấp (cid:1) Nguyên lý

(cid:1)Phát điện áp tần số thấp vào trung

tính

(cid:1)Điện áp (cid:3) sinh ra dòng điện (cid:1)Độ lớn dòng điện: tùy theo tổng trở (cid:1)Độ lớn dòng điện: tùy theo tổng trở nguồn phát & điện dung cuộn stato với đất (Xc)

(cid:1)Khi chạm đất: điện dụng bị nối tắt (cid:3)

dòng điện tăng lên Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

(cid:1)Tần số thấp để:

(cid:2) Dung kháng (Xc) có giá trị lớn (cid:3) dòng

điện nhỏ (cid:3) dòng khởi động thấp (cid:3) tăng độ nhạy

(cid:2) Tránh nhiễu do điện áp của MFĐ gây ra,

dễ lọc.

187

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

Bảo vệ chống chạm chập giữa các vòng dây

(cid:1) Dạng sự cố này khó xảy ra (cid:1) Với MFĐ cuộn dây có nhiều vòng (MF thủy điện): nên đặt (cid:1) Khó phát hiện bằng các bảo vệ thông thường

Phương pháp bảo vệ với MF có cuộn dây phân chia

188

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

Bảo vệ chống chạm đất cuộn dây roto (64R)

(cid:1) Chạm đất một điểm: không gây nguy hiểm (cid:3) cảnh báo (cid:1) Là tiền đề cho chạm đất điểm thứ hai (cid:1) Chạm đất điểm thứ hai:

(cid:1)Một số vòng dây bị nối tắt (cid:1)Từ trường bị lệch (cid:1)Gây rung động mạnh (cid:3) bắt buộc phải cắt nếu độ rung vượt quá (cid:1)Gây rung động mạnh (cid:3) bắt buộc phải cắt nếu độ rung vượt quá

ngưỡng cho phép

189

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

Bảo vệ chống chạm đất cuộn dây roto (64R)

(cid:1) Phương thức bảo vệ đơn giản

(cid:1) Sử dụng hai đèn

(cid:1) Sử dụng đồng hồ đo điện

(cid:1) Chạm đất một nhánh: kim

190

bằng nhau

đồng hồ lệch về phía tương ứng

(cid:1) Chạm đất một nhánh: đèn tối

(cid:1) Không phát hiện chạm đất tại

hơn

trung điểm

(cid:1) Không phát hiện chạm đất tại

trung điểm

Phương pháp bơm nguồn phụ

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện (cid:1) Bình thường: hai đèn sáng ĐHBK HN ĐHBK HN

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

Bảo vệ chống chạm đất cuộn dây roto (64R)

Phương thức bơm nguồn phụ xoay chiều (cid:1) Điện áp xoay chiều bơm vào mạch roto

qua rơle quá dòng (64F)

(cid:1) Tụ C:

(cid:1)Hạn chế dòng khi có sự cố chạm đất (cid:1)Cách ly (cid:1)Cách ly

(cid:1) Dòng điện qua rơle 64F:

(cid:1)IC: dòng điện dung (điện dung roto) (cid:1)IG: dòng rò qua cách điện của roto (rất

191

nhỏ)

(cid:1) Dòng khởi động: Ikhởi động ≥ (IC+IG) (cid:1) Khi sự cố chạm đất (cid:3) điện dung bị nối tắt (cid:3) dòng điện qua

rơle tăng lên (cid:3) rơle khởi động.

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

Bảo vệ chống chạm đất cuộn dây roto (64R)

Phương thức bơm nguồn phụ xoay chiều (cid:1) Nhược điểm:

(cid:1)Hoạt động phụ thuộc chế độ nối đất roto (cid:1)Nếu nối đất qua ổ bi trục quay

(cid:2) Màng dầu dẫn điện kém (cid:2) Rơle không đủ nhạy (cid:2) Rơle không đủ nhạy (cid:2) Nếu tăng điện áp bơm vào (cid:3) chọc thủng

màng dầu (cid:3) dẫn điện tốt

(cid:2) Nhược: ăn mòn điện hóa tại ổ bi trục quay

(cid:1)Giải pháp khác: chổi than nối đất

192

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

Bảo vệ chống chạm đất cuộn dây roto (64R)

Phương thức bơm nguồn phụ một chiều (cid:1) Ưu điểm:

(cid:1)Tránh được dòng điện dung qua đất

193

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

194

Hướng dẫn bài tập dài

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

Nội dung cần làm

(cid:1) Đề bài

195

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

Nội dung cần làm

(cid:1) Chọn số liệu: Lựa chọn = Số dư của phép chia {Số thứ tự/n}

n=3

n=4

n=6

n=3

n=4

n=3

n=5

196

n=6

n=4

(cid:1) Nếu phép chia không có số dư: lấy số cuối cùng của dãy số liệu

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

Nội dung cần làm

(cid:1) Ví dụ: số thứ tự trong danh sách lớp là 32

Số dư bằng 2: chọn số thứ 2 của dãy số liệu

32/3 còn dư 2

n=3

32/4 còn dư 0

n=4

Số dư bằng 0: chọn số cuối cùng của dãy số liệu

197

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

Chọn biến dòng điện (BI) & Tính toán ngắn mạch

(cid:1) Tham khảo tài liệu kèm theo (cid:1) Kết quả tính ngắn mạch

Inmax N5

I0max N5

198

I0max N9

Inmax N9

Inmin N9

Inmin N5

I0min N5

I0min N9

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

Tính toán chỉnh định các bảo vệ

(cid:1) Chỉnh định bảo vệ quá dòng cắt nhanh I>> (50)

(cid:1)Thời gian:

199

(cid:2) t50/BV1 = 0 (giây) (cid:2) t50/BV2 = 0 (giây) (cid:1)Dòng khởi động:

(cid:2) Ikđ50/BV1=Kat*Ingắn mạch ngoài max = Kat*Inmax N5 (cid:2) Ikđ50/BV2=Kat*Ingắn mạch ngoài max = Kat*Inmax N9 (cid:2) Với Kat=1,1÷1,2 (tùy chọn)

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

Tính toán chỉnh định các bảo vệ

(cid:1) Xác định vùng bảo vệ cắt nhanh

(cid:1)Dựa theo dòng ngắn mạch và dòng khởi động đã tính (cid:3) xác định

vùng được bảo vệ cắt nhanh (cid:2) Ikđ50/BV1= Kat*Inmax N5 (cid:2) Ikđ50/BV2=Kat*Inmax N9

Ikđ50/BV1

Ikđ50/BV2

Inmax N5

Lcắt nhanh min=0

Inmax N9

Lcắt nhanh min Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

200

Lcắt nhanh max

L(km)

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

Tính toán chỉnh định các bảo vệ

(cid:1) Chỉnh định bảo vệ quá dòng cắt nhanh thứ tự không I0>> (50N)

(cid:1)Thời gian:

201

(cid:2) t50N/BV1 = 0 (giây) (cid:2) t50N/BV2 = 0 (giây) (cid:1)Dòng khởi động:

(cid:2) Ikđ50N/BV1=Kat*3I0ngắn mạch ngoài max = Kat*3I0max N5 (cid:2) Ikđ50N/BV2=Kat*3I0 ngắn mạch ngoài max = Kat*3I0max N9 (cid:2) Với Kat=1,1÷1,2 (tùy chọn)

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

Tính toán chỉnh định các bảo vệ

(cid:1) Xác định vùng bảo vệ cắt nhanh thứ tự không

(cid:1)Tương tự với bảo vệ cắt nhanh

Ikđ50N/BV1

Ikđ50N/BV2 I

3I0max N5

Lcắt nhanh min

3I0max N9

202

Lcắt nhanh max Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

Lcắt nhanh max

Lcắt nhanh min=0

L(km)

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

Tính toán chỉnh định các bảo vệ

(cid:1) Bảo vệ quá dòng thứ tự không có thời gian I0> (51N)

(cid:1)Dòng khởi động:

203

(cid:1)Thời gian: phối hợp với các bảo vệ thứ tự không liền kề

(cid:2) t51N/BV2 = tpt2 + ∆t (giây) (cid:2) t51N/BV1 =max{t51N/BV2; tpt1} + ∆t (giây) (cid:2) Chọn bậc phân cấp thời gian ∆t=0,3÷0,5 giây (tùy ý)

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện (cid:2) Ikđ51N/BV1=(0,1÷0,3)*I định mức BI1 ĐHBK HN ĐHBK HN (cid:2) Ikđ51N/BV2=(0,1÷0,3)*I định mức BI2

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

Tính toán chỉnh định các bảo vệ

(cid:1) Bảo vệ quá dòng có thời gian I> (51)

(cid:1)Dòng khởi động:

204

(cid:2) Ikđ51/BV2=K*I làm việc max qua D2 (cid:2) Ikđ51/BV1=K*I làm việc max qua D1 (cid:2) Với hệ số K =1,6

(cid:1)Thời gian: sử dụng đặc tính phụ thuộc & phối hợp với các bảo vệ thứ

tự không liền kề

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

Tính toán chỉnh định các bảo vệ

(cid:1) Bảo vệ quá dòng có thời gian I> (51)

(cid:1)Thời gian: sử dụng đặc tính phụ thuộc & phối hợp với các bảo vệ thứ

205

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện tự không liền kề ĐHBK HN ĐHBK HN (cid:2) t51BV2/ngắn mạch tại N9 = tpt2 + ∆t (giây) (cid:2) Chọn bậc phân cấp thời gian ∆t=0,3÷0,5 giây (tùy ý) (cid:2) Từ đó tính ra được giá trị t51BV2/ngắn mạch tại N9

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

Tính toán chỉnh định các bảo vệ

(cid:1) Bảo vệ quá dòng có thời gian I> (51)

? ?

(cid:1)Đã có giá trị t51BV2/ngắn mạch tại N9 (cid:1)Đã biết: bảo vệ 2 làm việc với đặc tính như sau: (cid:1)Trong công thức này:

206

(cid:2) t: thời gian làm việc của bảo vệ khi sự cố tại điểm nào đó (khi sự cố tại N9 thì thời gian đó là t51BV2/ngắn mạch tại N9 đã biết) (cid:2) Ikđ: dòng khởi động của bảo vệ 2 (đã biết là Ikđ51/BV2=K*I làm việc max qua D2) (cid:2) I: dòng ngắn mạch tại điểm đang tính (N9): đã biết là Inmax N9 (cid:2) Còn lại Tp chưa biết (Tp: bội số thời gian của bảo vệ): cần tìm

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

Tính toán chỉnh định các bảo vệ

(cid:1) Bảo vệ quá dòng có thời gian I> (51)

(cid:2) Còn lại Tp chưa biết (Tp: bội số thời gian của bảo vệ): cần tìm (cid:2) Thay tất cả các giá trị đã biết vào công thức (cid:2) (cid:3) tìm ra giá trị Tp của bảo vệ 2: Tp/BV2

207

Đặc tính làm việc của BV 2

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

Tính toán chỉnh định các bảo vệ

(cid:1) Tìm thời gian làm việc của bảo vệ 2 (BV2) với các điểm sự cố

còn lại còn lại

(cid:2) Biết dòng điện tại N5÷N9 ở chế độ max (cid:2) Lần lượt thay vào công thức của BV2 đã biết (cid:3) tính ra thời gian tương ứng (cid:2) Ví dụ:

Đã biết

208

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

Tính ra được tBV2/N7

Biết dòng điện Inmax N7

Thay vào đây

Đã biết

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

Tính toán chỉnh định các bảo vệ

(cid:1) Tại mỗi điểm từ N5÷N9: tính được thời gian làm việc tương ứng ÷I

của BV2 (với dòng điện InmaxN5÷InmaxN9) của BV2 (với dòng điện I )

209

N5 N6 N7 N8 N9

tBV2/N9(Inmax)

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

L(km)

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

Tính toán chỉnh định các bảo vệ

(cid:1) Tính toán tiếp với BV1:

(cid:1)Tại N5: nếu BV2 không tác động thì BV1 phải tác động (cid:3) phải chỉnh

định thời gian của BV1:

t51BV1/ngắn mạch tại N5 = t51BV2/ngắn mạch tại N5 + ∆t (giây)

đã biết

0,3 giây

210

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Tính được ra ĐHBK HN ĐHBK HN giá trị này

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

Tính toán chỉnh định các bảo vệ

(cid:1) Với giá trị thời gian làm việc của BV1 tại N5 đã biết (cid:1) Phương trình làm việc của BV1

Tính ra được

211

Đặc tính làm việc của BV1

InmaxN5 Đã biết

Đã biết Ikđ51/BV1

t51BV1/ngắn mạch tại N5

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

Tính toán chỉnh định các bảo vệ

÷I

(cid:1) Tương tự với BV2: tại mỗi điểm từ N1÷N5: tính được thời gian làm việc tương ứng của BV1 (với dòng điện InmaxN1÷InmaxN5) làm việc tương ứng của BV1 (với dòng điện I )

212

N1 N2 N3 N4 N5 N6 N7 N8 N9

∆t

tBV2/N9(Inmax)

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

tBV1/Inmax

L(km)

Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN

Tính toán chỉnh định các bảo vệ

(cid:1) Có đầy đủ phương trình làm việc của BV1 & BV2 (cid:1) Biết độ lớn dòng ngắn mạch ở cả chế độ min: tính toán tiếp thời gian (cid:3) vẽ ra đường đặc tính thời gian ứng với Inmin

tBV1/Inmin

tBV2/Inmin

213

∆t

N1 N1 N2 N2 N3 N3 N4 N4 N5 N5 N6 N6 N7 N7 N8 N8 N9 N9

tBV2/Inmax

tBV1/Inmax

KẾT THÚC

L(km) Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng –Bm Hệ thống điện ĐHBK HN ĐHBK HN