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 = 0.5t=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