SINH VIÊN:............................................
3/28/2014
Chương 5: Bảo vệ quá dòng điện
Đại học quốc gia Tp.HCM
Trường Đại học Bách Khoa Tp.HCM
5.1 Nguyên tắc hoạt động
5.2 Bảo vệ quá dòng cực đại
5.3 Bảo vệ quá dòng cắt nhanh
BẢO VỆ QUÁ DÒNG ĐiỆN
5.4 Bảo vệ quá dòng cắt nhanh không chọn lọc
5.5 Bảo vệ dòng điện hai cấp
Company
LOGO
GV : ĐẶNG TUẤN KHANH
5.6 Đánh giá
Bảo vệ rơ le và tự động hóa
1
5.1. Nguyên tắc
5.2. Bảo vệ dòng điện cực đại
5.2.1 Bảo vệ
5.2.1 Bảo vệ
dòng điện cực
dòng điện cực
đại
đại
BVDĐ được phân
thành:
• Bảo vệ dòng điện
cực đại :51 (low
set)
5.2.2 Bảo vệ dòng
5.2.2 Bảo vệ dòng
điện cực đại có kiểm
điện cực đại có kiểm
tra điện áp
tra điện áp
Nguyên tắc: BVDĐ
là loại bảo vệ tác
động khi dòng điện
đi qua chỗ đặt thiết
bị bảo vệ lớn hơn
giá trị định trước.
• Bảo vệ dòng điện
:50
nhanh
cắt
(high set)
Bảo vệ rơ le và tự động hóa
3
Bảo vệ rơ le và tự động hóa
4
BV rơle và tự động hóa
GV: ĐẶNG TUẤN KHANH
1
SINH VIÊN:............................................
3/28/2014
5.2.1. Bảo vệ dòng điện cực đại
Dòng điện khởi động
I
lv
max
I
K
dR
k
sd C
T
I
I
kd
lv
max
K K
at mm
K
tv
n
CT
Dòng
sơ cấp
K K
at mm
K
tv
Dòng
thứ cấp
vào
Rơle
Ilvmax : dòng làm việc cực đại qua thiết bị được bảo vệ
nBI : tỷ số biến dòng
o Kat: hệ số an toàn 1,2
o Ktv: hệ số trở về 0.85
o Kmm: hệ số mở máy 1,3 đến 1.8
o
o
o Ksd : hệ số sơ đồ
Bảo vệ rơ le và tự động hóa
5
Bảo vệ rơ le và tự động hóa
6
Độ nhạy
Dòng điện khởi động
I
min
K
Chỉnh định relay 51:
Chọn dòng khởi động TC của relay từ
nh
NM
I
kd
dòng điện khởi động tính toán TC
Công thức
tính độ nhạy
khi làm bảo vệ chính
o Knh > 1.5 - 1.8
o
INMmin : là dòng NM nhỏ nhất qua chỗ đặt bảo vệ khi nm ở cuối ptử bảo vệ
Bảo vệ rơ le và tự động hóa
7
Bảo vệ rơ le và tự động hóa
8
BV rơle và tự động hóa
GV: ĐẶNG TUẤN KHANH
2
SINH VIÊN:............................................
3/28/2014
Thời gian tác động
Đường đặc tính
Đặc tính thời
gian có độ dốc
chuẩn
Rơ le có đặc
tính độc lập
Đặc tình thời
gian rất dốc
Rơ le có đặc
tính thời gian
phụ thuộc
Đặc tình thời
gian cực dốc
Đặc tính thời
gian dài
Bảo vệ rơ le và tự động hóa
9
Bảo vệ rơ le và tự động hóa
10
Đường đặc tính
Đường đặc tính
Độ dốc chuẩn: Đặc tính thời
gian rất dốc: Đặc tính thời
gian cực dốc:
Bảo vệ rơ le và tự động hóa
11
Bảo vệ rơ le và tự động hóa
12
là đặc tính thời
là đặc tính thời
gian phụ thuộc khi
gian phụ thuộc khi
dòng điện NM nhỏ
dòng điện NM nhỏ
(10-20 lần) và đặc
(10-20 lần) và đặc
tính thời gian độc
tính thời gian độc
lập khi dòng điện
lập khi dòng điện
NM lớn. Áp dụng
NM lớn. Áp dụng
lưới phân phối
lưới phân phối Loại này có độ
Loại này có độ
dốc
nhất,
lớn
dốc
nhất,
lớn
thích hợp dùng để
thích hợp dùng để
bảo vệ máy phát,
bảo vệ máy phát,
máy biến áp động
máy biến áp động
lực, máy biến áp
lực, máy biến áp
nối đất… nhằm
nối đất… nhằm
chống quá nhiệt.
chống quá nhiệt. Loại này có độ
Loại này có độ
dốc dốc hơn độ
dốc dốc hơn độ
dốc
chuẩn.
dốc
chuẩn.
Được dùng thay
Được dùng thay
thế đặc tính có
thế đặc tính có
độ dốc chuẩn
độ dốc chuẩn
dốc
khi
dốc
độ
khi
độ
không
chuẩn
không
chuẩn
đảm bảo
tính
đảm bảo
tính
chọn lọc
chọn lọc
BV rơle và tự động hóa
GV: ĐẶNG TUẤN KHANH
3
SINH VIÊN:............................................
3/28/2014
Thời gian tác động
5.2.2 Bảo vệ dòng cực đại có kiểm tra áp
o Nguyên tắc: bảo vệ phía trước có thời gian tác động bằng thời
gian tác động của bảo vệ kề sau nó cộng với khoảng thời gian
t
t
t
1
2
o Khoảng Δt bao gồm (theo tiêu chuẩn IEC 255-4 khoảng 0.3 –
0.5s)
o Thời gian tác động và trở về của rơ le
o Thời gian tác động cắt của máy cắt
o Sai số thời gian của rơ le định thời gian
o Thời gian dự trữ
Bảo vệ rơ le và tự động hóa
13
Bảo vệ rơ le và tự động hóa
14
Giá trị khởi động
Giá trị khởi động
o Yêu cầu của rơle giảm áp:
o Để phân biệt giữa NM và quá tải đồng thời nâng cao độ nhạy của
BVDĐ CĐ, người ta dùng sơ đồ BV dòng điện cực đại có kiểm tra
áp.
Rơ le giảm áp không được tác động đối với điện áp làm việc tối thiểu
Rơ le giảm áp phải trở vể trạng thái bình thường sau khi loại bỏ NM
o Điện áp khởi động được chọn sao cho rơ le không khởi động khi điện
áp min và rơ le trở về ngay sau khi cắt NM
o Khi NM thì dòng điện tăng và điện áp giảm xuống nên cả rơle dòng
điện và rơle điện áp đều khởi động (BV chỉ tác động khi cả rơle
dòng điện và rơle điện áp thỏa mãn)
o Dòng khởi động của BV được tính:
U
min
U
kd
U
kdR
sd
min
lv
K K
tv
at
K U
sd
lv
K K n
I
I
tv
at BU
kd R
lv
I
I
kd
lv
K K
at
K n
tv BI
K
at
K
tv
o
o
nếu BU đấu sao nđ / tam giác Kat = 1.2
Ktv = 1.25
Ksd = 1 nếu BU đấu sao nđ / sao nđ
3
Ksd =
Ulvmin = 0.9Udm
Trong biểu thức không có Kmm vì sau khi cắt NM, ngoài các động cơ
tự khởi động nhưng không làm điện áp giảm nhiều nên các rơle
không tác động được
Rõ ràng khi không có Kmm thì độ nhạy sẽ tăng. Vì dòng khởi động nhỏ
Bảo vệ rơ le và tự động hóa
15
Bảo vệ rơ le và tự động hóa
16
BV rơle và tự động hóa
GV: ĐẶNG TUẤN KHANH
4
SINH VIÊN:............................................
3/28/2014
Độ nhạy
5.2.2 Bảo vệ dòng cực đại có kiểm tra áp
I
min
K
nhI
NM
I
kd
khi làm bảo vệ dự trữ
khi làm bảo vệ chính
o Thời gian tác động
o Vùng bảo vệ
o Sơ đồ nối dây BI
o Knh > 1.1 - 1.3
o Knh > 1.5 - 1.8
o INMmin : là dòng NM nhỏ nhất qua chỗ đặt bảo vệ khi nm ở cuối vùng
bảo vệ
Giống như rơle quá dòng điện cực đại
kd
K
1.5 1.8
nhU
U
U
N
max
UN max là điện áp NM cực đại khi có NM (ở chế độ min)tại cuối vùng bảo vệ
Bảo vệ rơ le và tự động hóa
17
Bảo vệ rơ le và tự động hóa
18
U
/
3
P H A
D A Y
d o n g
t r e n
d a y
p h a
I
( 3 )
N M
U
Z
F R O M N G T O N M
I
d o n g
t r e n
d a y
p h a
(1 )
N M
1
3
U
Z
2
P H A
Z
1
0
Cho mạng điện phân phối 22 kV như hình vẽ:
Cho các thông tổng trở thứ tự thuận =TTnghịch
Thứ tự không
I
I
d o n g
t r e n
d a y
p h a
( 2 )
N M
( 3 )
N M
400:5
SC:120A
TC:1.5A
Knhay= 8.3
K = ?
B o
3
2
q u a
I
( 1,1 )
N M
400:5
120A C C B B A A 1 Ω 1 Ω 100A 100A 3 Ω 3 Ω 4 Ω 4 Ω
19
20
9 Ω 9 Ω 12 Ω 12 Ω 1 Ω 1 Ω D D 51B1 51B1 100A 100A 5 Ω 5 Ω 51
A 51
A 15 Ω 15 Ω 150A 150A 100A 100A 51B2 51B2
BV rơle và tự động hóa
GV: ĐẶNG TUẤN KHANH
5
SINH VIÊN:............................................
3/28/2014
t
.
K
t
.
K
N(3):1588A
N(1):1002A
N(2):1352A
N(3):1270A
N(1):794A
N(2):1100A
1 3 . 5
m
1
1 3 . 5
m
1
400:5
SC:120A
TC:1.5A
Knhay ~ 8.3
K = 0.5t=0.55
C
B
A
1 Ω
C
B
400:5
SC:200A
TC:2.5A
Knhay ~ 4
K = 0.2 t = 0.5
A
1 Ω
100A
3 Ω
4 Ω
100A
3 Ω
4 Ω
9 Ω
12 Ω
9 Ω
1 Ω
12 Ω
D
1 Ω
D
100A
5 Ω
51B
1
100A
5 Ω
51
A
51B
1
51
A
15 Ω
150A
15 Ω
150A
100A
100A
51B2
51B2
21
22
t
.
K
N(3):2540A
N(1):1656A
N(2):2200A
1 3 . 5
m
1
51A
K=0.2
C B
1000:5
SC:500A
TC:2.5A
Knhay ~ 3.3
K = 0.2 t = 0.7
A
1 Ω 100A 3 Ω 4 Ω
9 Ω 12 Ω 1 Ω D 51B1 100A 5 Ω 51
A
51B1
K=0.45
15 Ω 150A
2300A
Bảo vệ rơ le và tự động hóa
23
24
500A 100A 120A 51B2
BV rơle và tự động hóa
GV: ĐẶNG TUẤN KHANH
6
SINH VIÊN:............................................
3/28/2014
Dòng khởi động
5.3.1. Bảo vệ dòng điện cắt nhanh
Dòng khởi động
o Khi có 1 nguồn cung cấp: Dòng điện khởi động BV cắt nhanh
bằng hệ số an toàn nhân với dòng điện ngắn mạch lớn nhất cuối
vùng bảo vệ
50
I
K I
o Ví dụ:
kd
at NM
max
50
M
Thời gian tác động
I
I
K I
kd A
at NB
max
NI
Vùng bảo vệ
0.02S 10S
Add Your Text
I
3200
I
K I
kd B
at NC
max
kdI
2540
l
N BI
max
Bảo vệ rơ le và tự động hóa
25
Vùng bảo vệ
Bảo vệ rơ le và tự động hóa
26
N(3):2540A
50
I
K I
3048
A
kd
a t N M
m ax
1000:5
SC:3200A
TC:16A
t = 0.02S
I
I
C H IN H D IN H
50
( 3 )
N M T A I M
U
PH A
Z
Z
G
1
A M
1
C B A 1 Ω 100A 3 Ω 4 Ω
22000
3
3200
Z
3(
)
AM
1
1
Z
A M
1
A M
1
75%
Z
Z
A B
1
27
28
9 Ω 12 Ω 1 Ω D 51B1 100A 5 Ω 50
A 15 Ω 150A 100A 51B2
BV rơle và tự động hóa
GV: ĐẶNG TUẤN KHANH
7
SINH VIÊN:............................................
3/28/2014
N(3):2540A
400:5
SC:?A
TC:?A
t = ?S
C
B
A
1000:5
SC:3200A
TC:16A
t = 0.02S
100A
75%
53%
D
50B1
100A
50
A
150A
67%
100A
50B2
29
BV rơle và tự động hóa
GV: ĐẶNG TUẤN KHANH
8