Giáo trình Bảo vệ rơle

Chia sẻ: Nguyen Dinh Trai | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:113

Thêm vào BST

Báo xấu

341
lượt xem 125
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Giáo trình Bảo vệ rơle sau đây gồm 12 chương, cung cấp cho người học các kiến thức về khái niệm bảo vệ rơle, bảo vệ dòng điện cực đại, bảo vệ dòng có hướng, bảo vệ chống chạm đất, bảo vệ dòng so lệch, bảo vệ khoảng cách, bảo vệ tần số cao và vô tuyến, tự động đóng nguồn dự trữ, tự động đóng trở lại nguồn điện, tự động hòa đồng bộ, tự động điều chỉnh điện áp và công suất phản kháng, tự động điều chỉnh tần số.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Giáo trình Bảo vệ rơle

3 Chæång 1: KHAÏI NIÃÛM VÃÖ BAÍO VÃÛ RÅLE I. KHAÏI NIÃÛM CHUNG: I.1. Nhiãûm vuû cuía baío vãû råle: Khi thiãút kãú vaì váûn haình báút kyì mäüt hãû thäúng âiãûn naìo cáön phaíi kãø âãún khaí nàng phaït sinh hæ hoíng vaì caïc tçnh traûng laìm viãûc khäng bçnh thæåìng trong hãû thäúng âiãûn áúy. Ngàõn maûch laì loaûi sæû cäú coï thãø xaíy ra vaì nguy hiãøm nháút trong hãû thäúng âiãûn . Háûu quaí cuía ngàõn maûch laì: a) Truût tháúp âiãûn aïp åí mäüt pháön låïn cuía hãû thäúng âiãûn b) Phaï huíy caïc pháön tæí bë sæû cäú bàòng tia læía âiãûn c) Phaï huíy caïc pháön tæí coï doìng ngàõn maûch chaûy qua do taïc âäüng nhiãût vaì cå. d) Phaï huíy äøn âënh cuía hãû thäúng âiãûn Ngoaìi caïc loaûi hæ hoíng, trong hãû thäúng âiãûn coìn coï caïc tçnh traûng viãûc khäng bçnh thæåìng. Mäüt trong nhæîng tçnh traûng viãûc khäng bçnh thæåìng laì quaï taíi. Doìng âiãûn quaï taíi laìm tàng nhiãût âäü caïc pháön dáùn âiãûn quaï giåïi haûn cho pheïp laìm caïch âiãûn cuía chuïng bë giaì cäùi hoàûc âäi khi bë phaï huíy. Âãø ngàn ngæìa sæû phaït sinh sæû cäú vaì sæû phaït triãøn cuía chuïng coï thãø thæûc hiãûn caïc biãûn phaïp âãø càõt nhanh pháön tæí bë hæ hoíng ra khoíi maûng âiãûn, âãø loaûi træì nhæîng tçnh traûng laìm viãûc khäng bçnh thæåìng coï khaí nàng gáy nguy hiãøm cho thiãút bë vaì häü duìng âiãûn. Âãø âaím baío sæû laìm viãûc liãn tuûc cuía caïc pháön khäng hæ hoíng trong hãû thäúng âiãûn cáön coï nhæîng thiãút bë ghi nháûn sæû phaït sinh cuía hæ hoíng våïi thåìi gian beï nháút, phaït hiãûn ra pháön tæí bë hæ hoíng vaì càõt pháön tæí bë hæ hoíng ra khoíi hãû thäúng âiãûn. Thiãút bë naìy âæåüc thæûc hiãûn nhåì nhæîng khê cuû tæû âäüng coï tãn goüi laì råle. Thiãút bë baío vãû âæåüc thæûc hiãûn nhåì nhæîng råle âæåüc goüi laì thiãút bë baío vãû råle (BVRL). Nhæ váûy nhiãûm vuû chênh cuía thiãút bë BVRL laì tæû âäüng càõt pháön tæí hæ hoíng ra khoíi hãû thäúng âiãûn. Ngoaìi ra thiãút bë BVRL coìn ghi nháûn vaì phaït hiãûn nhæîng tçnh traûng laìm viãûc khäng bçnh thæåìng cuía caïc pháön tæí trong hãû thäúng âiãûn, tuìy mæïc âäü maì BVRL coï thãø taïc âäüng âi baïo tên hiãûu hoàûc âi càõt maïy càõt. Nhæîng thiãút bë BVRL phaín æïng våïi tçnh traûng laìm viãûc khäng bçnh thæåìng thæåìng thæûc hiãûn taïc âäüng sau mäüt thåìi gian duy trç nháút âënh (khäng cáön phaíi coï tênh taïc âäüng nhanh nhæ åí caïc thiãút bë BVRL chäúng hæ hoíng). I.2. Yãu cáöu cå baín cuía maûch baío vãû: I.2.1. Tênh choün loüc: Taïc âäüng cuía baío vãû âaím baío chè càõt pháön tæí bë hæ hoíng ra khoíi hãû thäúng âiãûn âæåüc goüi laì taïc âäüng choün loüc. Khi coï nguäön cung cáúp dæû træî cho häü tiãu thuû, taïc âäüng nhæ váûy taûo khaí nàng cho häü tiãu thuû tiãúp tuûc âæåüc cung cáúp âiãûn.
4 Hçnh 1.1 : Càõt choün loüc trong maûng coï mäüt nguäön cung cáúp Yãu cáöu taïc âäüng choün loüc cuîng khäng loaûi træì khaí nàng baío vãû taïc âäüng nhæ laì baío vãû dæû træî trong træåìng håüp hoíng hoïc baío vãû hoàûc maïy càõt cuía caïc pháön tæí lán cáûn. Cáön phán biãût 2 khaïi niãûm choün loüc: • Choün loüc tæång âäúi: theo nguyãn tàõc taïc âäüng cuía mçnh, baío vãû coï thãø U U laìm viãûc nhæ laì baío vãû dæû træî khi ngàõn maûch pháön tæí lán cáûn. • Choün loüc tuyãût âäúi: baío vãû chè laìm viãûc trong træåìng håüp ngàõn maûch åí U U chênh pháön tæí âæåüc baío vãû. I.2.2. Taïc âäüng nhanh: Caìng càõt nhanh pháön tæ íbë ngàõn maûch seî caìng haûn chãú âæåüc mæïc âäü phaï hoaûi pháön tæí âoï , caìng giaím âæåüc thåìi gian truût tháúp âiãûn aïp åí caïc häü tiãu thuû vaì caìng coï khaí nàng giæî âæåüc äøn âënh cuía hãû thäúng âiãûn. Âãø giaím thåìi gian càõt ngàõn maûch cáön phaíi giaím thåìi gian taïc âäüng cuía thiãút bë baío vãû rå le. Tuy nhiãn trong mäüt säú træåìng håüp âãø thæûc hiãûn yãu cáöu taïc âäüng nhanh thç khäng thãø thoía maîn yãu cáöu choün loüc. Hai yãu cáöu naìy âäi khi máu thuáùn nhau, vç váûy tuìy âiãöu kiãûn cuû thãø cáön xem xeït kyî caìng hån vãö 2 yãu cáöu naìy. I.2.3. Âäü nhaûy: Baío vãû råle cáön phaíi âuí âäü nhaûy âäúi våïi nhæîng hæ hoíng vaì tçnh traûng laìm viãûc khäng bçnh thæåìng coï thãø xuáút hiãûn åí nhæîng pháön tæí âæåüc baío vãû trong hãû thäúng âiãûn. Thæåìng âäü nhaûy âæåüc âàûc træng bàòng hãû säú nhaûy Kn. Âäúi våïi caïc baío vãû laìm B B viãûc theo caïc âaûi læåüng tàng khi ngàõn maûch (vê duû, theo doìng), hãû säú âäü nhaûy âæåüc xaïc âënh bàòng tyí säú giæîa âaûi læåüng taïc âäüng täúi thiãøu (tæïc doìng ngàõn maûch beï nháút) khi ngàõn maûch træûc tiãúp åí cuäúi vuìng baío vãû vaì âaûi læåüng âàût (tæïc doìng khåíi âäüng). âaûi læåüng taïc âäüng täúi thiãøu Kn = -------------------------------------------------------------- B B âaûi læåüng âàût Thæåìng yãu cáöu Kn = 1,5 ÷ 2. B B I.2.4. Tênh baío âaím: Baío vãû phaíi luän luän sàôn saìng khåíi âäüng vaì taïc âäüng mäüt caïch chàõc chàõn trong táút caí caïc træåìng håüp ngàõn maûch trong vuìng baío vãû vaì caïc tçnh traûng laìm viãûc khäng bçnh thæåìng âaî âënh træåïc.
5 Màûc khaïc baío vãû khäng âæåüc taïc âäüng khi ngàõn maûch ngoaìi. Nãúu baío vãû coï nhiãûm vuû dæû træî cho caïc baío vãû sau noï thç khi ngàõn maûch trong vuìng dæû træî baío vãû naìy phaíi khåíi âäüng nhæng khäng âæåüc taïc âäüng khi baío vãû chênh âàût åí gáön chäù ngàõn maûch hån chæa taïc âäüng. Âãø tàng tênh âaím baío cuía baío vãû cáön: ♦ Duìng nhæîng råle cháút læåüng cao. ♦ Choün så âäö baío vãû âån giaín nháút (säú læåüng råle, tiãúp âiãøm êt) ♦ Caïc bäü pháûn phuû (cæûc näúi, dáy dáùn) duìng trong så âäö phaíi chàõc chàõn, âaím baío. ♦ Thæåìng xuyãn kiãøm tra så âäö baío vãû. II. SÅ ÂÄÖ NÄÚI CAÏC MAÏY BIÃÚN DOÌNG VAÌ RÅLE: II.1. Så âäö caïc BI vaì råle näúi theo hçnh Y hoaìn toaìn: Doìng vaìo mäùi råle bàòng doìng pha (hçnh 1.2). Trong chãú âäü laìm viãûc bçnh thæåìng hoàûc khi ngàõn maûch 3 pha thç : . . . . Ia + I b + Ic = 3Io = 0 trong dáy trung tênh (dáy tråí vãö) khäng coï doìng. Nhæng dáy trung tênh váùn cáön thiãút âãø âaím baío sæû laìm viãûc âuïng âàõn cuía så âäö khi ngàõn maûch chaûm âáút. Så âäö coï thãø laìm viãûc âäúi våïi táút caí caïc daûng ngàõn maûch . Tuy nhiãn âãø chäúng ngàõn maûch mäüt pha N(1) thæåìng duìng nhæîng så âäö hoaìn haío hån coï bäü loüc doìng thæï tæû P P khäng LI0. B B II.2. Så âäö caïc BI vaì råle näúi theo hçnh sao khuyãút: Doìng vaìo mäùi råle bàòng doìng pha. Doìng trong dáy tråí vãö bàòng: . . . . . I v = − (I a + I c ) hay I v = I b (khi khäng coï Io)B B Dáy tråí vãö (hçnh 1.3) cáön thiãút ngay trong tçnh traûng laìm viãûc bçnh thæåìng âãø âaím baío cho BI laìm viãûc bçnh thæåìng .Trong mäüt säú træåìng håüp ngàõn maûch giæîa caïc pha (coï Ib ≠ 0) cuîng nhæ khi ngàõn maûch nhiãöu pha chaûm âáút, dáy tråí vãö cáön B B thiãút âãø âaím baío cho baío vãû taïc âäüng âuïng. Khi ngàõn maûch 1 pha åí pha khäng âàût BI så âäö khäng laìm viãûc do váûy så âäö chè duìng chäúng ngàõn maûch nhiãöu pha. Hçnh 1.2 : Så âäö sao hoaìn toaìn Hinh 1.3 : Så âäö sao khuyãút
6 II. 3. Så âäö 1 råle näúi vaìo hiãûu doìng 2 pha (säú8): Doìng vaìo råle laì hiãûu doìng 2 pha (hçnh 1.4) : . . . IR = Ia − Ic B Trong tçnh traûng âäúi xæïng thç IR = 3 Ia . Giäúng nhæ så âäö B B B B sao khuyãút, så âäö säú 8 khäng laìm viãûc khi ngàõn maûch mäüt pha N(1) âuïng vaìo pha khäng âàût maïy P P biãún doìng. Táút caí caïc så âäö noïi trãn âãöu phaín æïng våïi N(3) vaì ngàõn P P maûch giæîa 2 pha báút kyì (AB, BC, Hçnh 1.4 : Så âäö säú 8 CA). Vç váûy âãø so saïnh tæång âäúi giæîa chuïng ngæåìi ta phaíi xeït âãún khaí nàng laìm viãûc cuía baío vãû trong mäüt säú træåìng håüp hæ hoíng âàûc biãût, hãû säú âäü nhaûy, säú læåüng thiãút bë cáön thiãút vaì mæïc âäü phæïc taûp khi thæûc hiãûn så âäö. II.4. Khaí nàng laìm viãûc cuía caïc så âäö : II.4.1. Khi chaûm âáút: • Khi chaûm âáút 2 pha taûi 2 âiãøm trong caïc maûng âiãûn håí coï doìng chaûm âáút beï, vê duû âiãøm chaûm âáút thæï nháút NB trãn pha B vaì âiãøm chaûm âáút thæï hai NC trãn B B B B pha C (hçnh 1.5), nãúu baío vãû cuía caïc âæåìng dáy näúi theo så âäö sao hoaìn toaìn vaì coï thåìi gian laìm viãûc nhæ nhau thç chuïng seî taïc âäüng, caí 2 âæåìng dáy âãöu bë càõt ra. Nãúu caïc baío vãû näúi theo så âäö Y khuyãút hay säú 8 (BI âàût åí 2 pha A & C) thç chè coï mäüt âæåìng dáy bë càõt. Âãø baío vãû coï thãø taïc âäüng mäüt caïch håüp lê, BI phaíi âàût åí caïc pha cuìng tãn nhau (vê duû A, C). • Khi xuáút hiãûn hæ hoíng trãn hai âoaûn kãö nhau cuía âæåìng dáy hçnh tia (hçnh 1.6), nãúu caïc baío vãû näúi Y hoaìn toaìn thç âoaûn xa nguäön hån seî bë càõt vç coï thåìi gian beï hån. Nãúu näúi Y khuyãút hay säú 8 thç âoaûn gáön nguäön hån bë càõt ra , âiãöu âoï khäng håüp lê. Hçnh 1.5 : Chaûm âáút keïp trãn Hçnh 1.6 : Chaûm âáút keïp trãn hai caïc âæåìng dáy khaïc nhau âoaûn näúi tiãúp nhau cuía âæåìng dáy
7 II.4.2. Khi ngàõn maûch hai pha sau maïy biãún aïp näúi Y/∆ hoàûc ∆/Y vaì ngàõn maûch 1 pha sau maïy biãún aïp näúi Y/Y0 : B B Khi ngàõn maûch 2 pha sau maïy biãún aïp näúi Y/∆-11, sæû phán bäú doìng hæ hoíng trong caïc pha nhæ trãn hçnh 1.7 (giaí thiãút maïy biãún aïp coï tyí säú biãún âäøi nB = 1). B B 2 (2) Doìng cuía 1 pha (pha B, khi ngàõn maûch 2 pha åí pha A,B) bàòng I N , doìng åí hai 3 1 (2) pha kia (A vaì C) truìng pha nhau vaì bàòng I N . Âäúi våïi maïy biãún aïp näúi ∆/Y, 3 phán bäú doìng åí caïc pha cuîng tæång tæû nhæ váûy. Phán têch sæû laìm viãûc cuía caïc baío vãû trong træåìng håüp hæ hoíng noïi trãn ta tháúy: • Baío vãû näúi theo så âäö sao hoaìn toaìn luän luän laìm viãûc vç coï doìng ngàõn maûch låïn qua mäüt trong caïc råle cuía baío vãû. • Baío vãû näúi theo så âäö hçnh sao khuyãút våïi BI âàût åí caïc pha coï doìng bàòng 1 I (N2) thç coï âäü nhaûy giaím âi 2 láön so våïi så âäö sao hoaìn toaìn. 3 • Baío vãû duìng 1 råle näúi vaìo hiãûu doìng 2 pha trong træåìng håüp naìy seî khäng laìm viãûc, båíi vç doìng trong noï IR = Ia - Ic = 0. Táút nhiãn âiãöu naìy xaíy ra åí 1 B B B B B B trong 3 træåìng håüp N(2) coï thãø coï sau maïy biãún aïp âang xeït. P P Khi ngàõn maûch 1 pha sau maïy biãún aïp näúi Y/Y0 ta cuîng coï quan hãû tæång tæû. B B Hçnh 1.7: Ngàõn maûch giæîa 2 pha sau maïy biãún aïp coï täø näúi dáy Y/∆-11 III. CAÏC PHÁÖN TÆÍ CHÊNH CUÍA BAÍO VÃÛ: Træåìng håüp chung thiãút bë baío vãû råle bao gäöm caïc pháön tæí cå baín sau : caïc cå cáúu chênh vaì pháön logic. Caïc cå cáúu chênh kiãøm tra tçnh traûng laìm viãûc cuía âäúi tæåüng âæåüc baío vãû, thæåìng phaín æïng våïi caïc âaûi læåüng âiãûn. Chuïng thæåìng khåíi âäüng khäng cháûm trãù khi tçnh traûng laìm viãûc âoï bë phaï huíy. Nhæ váûy caïc cå cáúu chênh coï thãø åí trong hai traûng thaïi: khåíi âäüng vaì khäng khåíi âäüng. Hai traûng thaïi âoï cuía caïc cå cáúu chênh tæång æïng våïi nhæîng trë säú nháút âënh cuía xung taïc âäüng lãn pháön logic cuía baío vãû. Khi baío vãû laìm viãûc pháön logic nháûn xung tæì caïc cå cáúu chênh, taïc âäüng theo täø håüp vaì thæï tæû cuía caïc xung. Kãút quaí cuía taïc âäüng naìy hoàûc laì laìm cho baío vãû khåíi âäüng keìm theo viãûc phaït xung âi càõt maïy càõt vaì baïo tên hiãûu hoàc laì laìm cho baío vãû khäng khåíi âäüng.
8 Chæång 2: BAÍO VÃÛ DOÌNG ÂIÃÛN CÆÛC ÂAÛI I. NGUYÃN TÀÕC TAÏC ÂÄÜNG: Baío vãû doìng âiãûn cæûc âaûi laì loaûi baío vãû phaín æïng våïi doìng trong pháön tæí âæåüc baío vãû. Baío vãû seî taïc âäüng khi doìng âiãûn qua chäù âàût thiãút bë baío vãû tàng quaï mäüt giaï trë âënh træåïc naìo âoï. Vê duû khaío saït taïc âäüng cuía caïc baío vãû doìng âiãûn cæûc âaûi âàût trong maûng hçnh tia coï 1 nguäön cung cáúp (hçnh 2.1), caïc thiãút bë baío vãû âæåüc bäú trê vãö phêa nguäön cung cáúp cuía táút caí caïc âæåìng dáy. Mäùi âæåìng dáy coï 1 baío vãû riãng âãø càõt hæ hoíng trãn chênh noï vaì trãn thanh goïp cuía traûm åí cuäúi âæåìng dáy. Hçnh 2.1: Bäú trê caïc baío vãû doìng cæûc âaûi trong maûng hçnh tia coï 1 nguäön cung cáúp Doìng khåíi âäüng cuía baío vãû IKÂ, tæïc laì doìng nhoí nháút âi qua pháön tæí âæåüc baío vãû maì coï thãø laìm cho baío vãû khåíi âäüng, cáön phaíi låïn hån doìng phuû taíi cæûc âaûi cuía pháön tæí âæåüc baío vãû âãø ngàn ngæìa viãûc càõt pháön tæí khi khäng coï hæ hoíng. Coï thãø âaím baío khaí nàng taïc âäüng choün loüc cuía caïc baío vãû bàòng 2 phæång phaïp khaïc nhau vãö nguyãn tàõc: • Phæång phaïp thæï nháút - baío vãû âæåüc thæûc hiãûn coï thåìi gian laìm viãûc caìng låïn khi baío vãû caìng âàût gáön vãö phêa nguäön cung cáúp. Baío vãû âæåüc thæûc hiãûn nhæ váûy âæåüc goüi laì BV doìng âiãûn cæûc âaûi laìm viãûc coï thåìi gian. • Phæång phaïp thæï hai - dæûa vaìo tênh cháút: doìng ngàõn maûch âi qua chäù näúi baío vãû seî giaím xuäúng khi hæ hoíng caìng caïch xa nguäön cung cáúp. Doìng khåíi âäüng cuía baío vãû IKÂ âæåüc choün låïn hån trë säú låïn nháút cuía doìng trãn âoaûn âæåüc baío vãû khi xaíy ra ngàõn maûch åí âoaûn kãö (caïch xa nguäön hån). Nhåì váûy baío vãû coï thãø taïc âäüng choün loüc khäng thåìi gian. Chuïng âæåüc goüi laì baío vãû doìng âiãûn càõt nhanh. Caïc baío vãû doìng âiãûn cæûc âaûi laìm viãûc coï thåìi gian chia laìm hai loaûi tæång æïng våïi âàûc tênh thåìi gian âäüc láûp vaì âàûc tênh thåìi gian phuû thuäüc coï giåïi haûn. Baío vãû coï âàûc tênh thåìi gian âäüc láûp laì loaûi baío vãû coï thåìi gian taïc âäüng khäng âäøi, khäng phuû thuäüc vaìo trë säú cuía doìng âiãûn qua baío vãû. Thåìi gian taïc âäüng cuía baío vãû coï âàûc tênh thåìi gian phuû thuäüc giåïi haûn, phuû thuäüc vaìo doìng âiãûn qua baío vãû khi bäüi säú cuía doìng âoï so våïi doìng IKÂ tæång âäúi nhoí vaì êt phuû thuäüc hoàûc khäng phuû thuäüc khi bäüi säú naìy låïn.
9 ** Caïc bäü pháûn chênh cuía BV doìng cæûc âaûi: Baío vãû doìng cæûc âaûi coï hai bäü pháûn chênh : Bäü pháûn khåíi âäüng (vê duû, så âäö baío vãû nhæ hçnh 2.2, bäü pháûn khåíi âäüng laì caïc råle doìng 3RI vaì 4RI) vaì bäü pháûn taûo thåìi gian laìm viãûc (råle thåìi gian 5RT). Bäü pháûn khåíi âäüng phaín æïng våïi caïc hæ hoíng vaì taïc âäüng âãún bäü pháûn taûo thåìi gian. Bäü pháûn taûo thåìi gian laìm nhiãûm vuû taûo thåìi gian laìm viãûc âaím baío cho baío vãû taïc âäüng mäüt caïch coï choün loüc. Caïc råle doìng âiãûn âæåüc näúi vaìo phêa thæï cáúp cuía BI theo så âäö thêch håüp (xem muûc II - chæång 1). Hinh 2.2 : Så âäö nguyãn lê cuía baío vãû doìng cæûc âaûi II. BAÍO VÃÛ DOÌNG CÆÛC ÂAÛI LAÌM VIÃÛC COÏ THÅÌI GIAN: II.1. Doìng khåíi âäüng cuía BV: Theo nguyãn tàõc taïc âäüng, doìng khåíi âäüng IKÂ cuía baío vãû phaíi låïn hån doìng âiãûn phuû taíi cæûc âaûi qua chäø âàût baío vãû, tuy nhiãn trong thæûc tãú viãûc choün IKÂ coìn phuû thuäüc vaìo nhiãöu âiãöìu kiãûn khaïc. Âãø xaïc âënh doìng khåíi âäüng ta xeït så âäö maûng âiãûn trãn hçnh 2.1, giaí sæí choün IKÂ cho baío vãû 3’ âàût åí âáöu âoaûn âæåìng dáy AB, træåïc hãút ta khaío saït traûng thaïi cuía noï khi hæ hoíng åí âiãøm N trãn âoaûn BC kãö phêa sau noï (tênh tæì nguäön cung cáúp). Khi caïc baío vãû laìm viãûc âuïng thç trong træåìng håüp naìy maïy càõt cuía âoaûn hæ hoíng BC seî bë càõt ra. Baío vãû 3’ cuía âoaûn khäng hæ hoíng AB coï thåìi gian låïn hån seî khäng këp taïc âäüng vaì cáön phaíi tråí vãö vë trê ban âáöu cuía mçnh. Nhæng âiãöu naìy seî xaíy ra nãúu doìng tråí vãö cuía baío vãû Itv låïn hån trë säú tênh toaïn cuía doìng måí maïy Imm (hçnh 2.3) âi qua âoaûn AB âãún caïc häü tiãu thuû cuía traûm B. Doìng Itv laì doìng så cáúp låïn nháút maì åí âoï baío vãû tråí vãö vë trê ban âáöu. Âãø an toaìn, láúy trë säú tênh toaïn cuía doìng måí maïy Immtt = Immmax , nhæ váûy âiãöu kiãûn âãø âaím baío choün loüc laì : Itv > Immmax. Khi xaïc âënh doìng Immmax cáön phaíi chuï yï laì âæåìng dáy BC âaî bë càõt ra, coìn caïc âäüng cå näúi åí traûm B âaî bë haîm laûi do âiãûn aïp giaím tháúp khi ngàõn maûch vaì khi âiãûn aïp âæåüc khäi phuûc doìng måí maïy cuía chuïng tàng lãn ráút cao. Vç váûy doìng Immmax thæåìng låïn hån nhiãöu so våïi doìng phuû taíi cæûc âaûi Ilvmax. Âæa vaìo hãû säú måí maïy kmm âãø tênh âãún doìng måí maïy cuía caïc âäüng cå åí traûm B vaì viãûc càõt phuû taíi cuía traûm C. Ta coï Immmax = kmm.Ilvmax.
10 Hinh 2.3 : Âäö thë âàûc træng traûng thaïi cuía baío vãû khi ngàõn maûch ngoaìi Sai säú cuía doìng tråí vãö cuía baío vãû vaì caïc tênh toaïn khäng chênh xaïc... âæåüc kãø âãún båíi hãû säú an toaìn kat > 1 (vaìo khoaíng 1,1 ÷1,2). Tæì âiãöu kiãûn âaím baío sæû tråí vãö cuía baío vãû âoaûn AB, coï thãø viãút : Itv = kat.kmm.Ilvmax (2.1) Tè säú giæîa doìng tråí vãö cuía råle (hoàûc cuía baío vãû) âäúi våïi doìng khåíi âäüng cuía råle (hoàûc cuía baío vãû) goüi laì hãû säú tråí vãö ktv. I tv k tv = (2.2) I KÂ k .k Nhæ váûy: I KÂ = at mm ⋅ I lv max (2.3) k tv Caïc råle lê tæåíng coï hãû säú tråí vãö ktv = 1; thæûc tãú luän luän coï ktv < 1. Doìng khåíi âäüng IKÂR cuía råle khaïc våïi doìng khåíi âäüng IKÂ cuía baío vãû do hãû säú biãún âäøi nI cuía BI vaì så âäö näúi dáy giæîa caïc råle doìng vaì BI. Trong mäüt säú så âäö näúi råle, doìng âi vaìo råle khäng bàòng doìng thæï cáúp cuía caïc BI. Vê duû nhæ khi näúi råle vaìo hiãûu doìng 2 pha, doìng vaìo råle IR(3) trong tçnh traûng âäúi xæïng bàòng 3 láön doìng thæï cáúp IT(3) cuía BI. Sæû khaïc biãût cuía doìng trong råle trong tçnh traûng âäúi xæïng vaì doìng thæï cáúp BI âæåüc âàûc træng bàòng hãû säú så âäö: I (R3) k (sâ3) = (2.4) I (T3) I KÂ Kãø âãún hãû så âäö, coï thãø viãút : I KÂR = k sâ ( 3) (2.5) nI k at k mm k (sâ3) Do váûy : I KÂR = I lv max (2.6) k tv n I
11 II.2. Thåìi gian laìm viãûc: II.2.1. Baío vãû coï âàûc tênh thåìi gian âäüc láûp: Thåìi gian laìm viãûc cuía baío vãû coï âàûc tênh thåìi gian âäüc láûp (hçnh 2.4) âæåüc choün theo nguyãn tàõc báûc thang (tæìng cáúp) , laìm thãú naìo âãø cho baío vãû âoaûn sau gáön nguäön hån coï thåìi gian laìm viãûc låïn hån thåìi gian laìm viãûc låïn nháút cuía caïc baío vãû âoaûn træåïc mäüt báûc choün loüc vãö thåìi gian ∆t. Xeït så âäö maûng nhæ hçnh 2.5, viãûc choün thåìi gian laìm viãûc cuía caïc baío vãû âæåüc bàõt âáöu tæì Hinh 2.4 : Caïc daûng âàûc tênh baío vãû cuía âoaûn âæåìng dáy thåìi gian cuía baío vãû doìng cæûc âaûi xa nguäön cung cáúp nháút, tæïc laì tæì 1- âäüc láûp; 2- phuû thuäüc caïc baío vãû 1’ vaì 1” åí traûm C. Giaí thiãút thåìi gian laìm viãûc cuía caïc baío vãû naìy âaî biãút, tæång æïng laì t1’ vaì t1”. Hinh 2.5 : Phäúi håüp âàûc tênh thåìi gian âäüc láûp cuía caïc baío vãû doìng cæûc âaûi Thåìi gian laìm viãûc t2’ cuía baío vãû 2’ taûi traûm B âæåüc choün låïn hån thåìi gian laìm viãûc låïn nháút cuía caïc baío vãû taûi traûm C mäüt báûc ∆t. Nãúu t1’ > t1” thç t2’ = t1’+ ∆t. Thåìi gian laìm viãûc t3 cuía baío vãû 3 åí traûm A cuîng tênh toaïn tæång tæû, vê duû nãúu coï t2” > t2’ thç t3 = t2” + ∆t. Træåìng håüp täøng quaït, âäúi våïi baío vãû cuía âoaûn thæï n thç: tn = t(n-1)max + ∆t (2.7)
12 trong âoï: t(n-1)max - thåìi gian laìm viãûc låïn nháút cuía caïc baío vãû åí âoaûn thæï n-1 (xa nguäön hån âoaûn thæï n). II.2.2. Baío vãû coï âàûc tênh thåìi gian phuû thuäüc coï giåïi haûn: Khi choün thåìi gian laìm viãûc cuía caïc baío vãû coï âàûc tênh thåìi gian phuû thuäüc coï giåïi haûn (hçnh 2.4) coï thãø coï 2 yãu cáöu khaïc nhau do giaï trë cuía bäüi säú doìng ngàõn maûch åí cuäúi âoaûn âæåüc baío vãû so våïi doìng khåíi âäüng : 1. Khi bäüi säú doìng låïn, baío vãû laìm viãûc åí pháön âäüc láûp cuía âàûc tênh thåìi gian: luïc áúy thåìi gian laìm viãûc cuía caïc baío vãû âæåüc choün giäúng nhæ âäúi våïi baío vãû coï âàûc tênh thåìi gian âäüc láûp. 2. Khi bäüi säú doìng nhoí, baío vãû laìm viãûc åí pháön phuû thuäüc cuía âàûc tênh thåìi gian: trong træåìng håüp naìy, sau khi phäúi håüp thåìi gian laìm viãûc cuía caïc baío vãû kãö nhau coï thãø giaím âæåüc thåìi gian càõt ngàõn maûch. Hçnh 2.6 : Phäúi håüp caïc âàûc tênh cuía baío vãû doìng cæûc âaûi coï âàûc tênh thåìi gian phuû thuäüc giåïi haûn. N : Âiãøm ngàõn maûch tênh toaïn Xeït så âäö maûng hçnh 2.6, âàûc tênh thåìi gian cuía baío vãû thæï n trãn âoaûn AB âæåüc læûa choün thãú naìo âãø noï coï thåìi gian laìm viãûc laì tn låïn hån thåìi gian t(n-1)max cuía baío vãû thæï (n-1) trãn âoaûn BC mäüt báûc ∆t khi ngàõn maûch åí âiãøm tênh toaïn - âáöu âoaûn kãö BC - gáy nãn doìng ngàõn maûch ngoaìi låïn nháút coï thãø coï I’N max. Tæì thåìi gian laìm viãûc tçm âæåüc khi ngàõn maûch åí âiãøm tênh toaïn coï thãø tiãún haình chènh âënh baío vãû vaì tênh âæåüc thåìi gian laìm viãûc âäúi våïi nhæîng vë trê vaì doìng ngàõn maûch khaïc. Ngàõn maûch caìng gáön nguäön doìng ngàõn maûch caìng tàng, vç váûy khi ngàõn maûch gáön thanh goïp traûm A thåìi gian laìm viãûc cuía baío vãû âæåìng dáy AB giaím xuäúng vaì trong mäüt säú træåìng håüp coï thãø nhoí hån so våïi thåìi gian laìm viãûc cuía baío vãû âæåìng dáy BC. Khi læûa choün caïc âàûc tênh thåìi gian phuû thuäüc thæåìng ngæåìi ta tiãún haình veî chuïng trong hãû toüa âäü vuäng goïc (hçnh 2.7), truûc hoaình biãøu diãùn doìng trãn âæåìng dáy tênh âäøi vãö cuìng mäüt cáúp âiãûn aïp cuía hãû thäúng âæåüc baío vãû, coìn truûc tung laì thåìi gian.
13 Duìng baío vãû coï âàûc tênh thåìi gian phuû thuäüc coï thãø giaím tháúp doìng khåíi âäüng so våïi baío vãû coï âàûc tênh thåìi gian âäüc láûp viì hãû säú måí maïy kmm coï thãø giaím nhoí hån. Âiãöu naìy giaíi thêch nhæ sau: sau khi càõt ngàõn maûch, doìng Imm âi qua caïc âæåìng dáy khäng hæ hoíng seî giaím xuäúng ráút nhanh vaì baío vãû seî khäng këp taïc âäüng vç thåìi gian laìm viãûc tæång æïng våïi trë säú cuía Hçnh 2.7 : Phäúi håüp âàûc tênh thåìi gian laìm doìng Imm (thæåìng gáön bàòng IKÂ viãûc phuû thuäüc coï giïåïi haûn cuía caïc baío vãû cuía baío vãû) laì tæång âäúi låïn. doìng cæûc âaûi trong hãû toüa âäü doìng - thåìi gian. Nhæåüc âiãøm cuía baío vãû coï âàûc tênh thåìi gian phuû thuäüc laì : • Thåìi gian càõt ngàõn maûch tàng lãn khi doìng ngàõn maûch gáön bàòng doìng khåíi âäüng (vê duû, khi ngàõn maûch qua âiãûn tråí quaï âäü låïn hoàûc ngàõn maûch trong tçnh traûng laìm viãûc cæûc tiãøu hãû thäúng). • Âäi khi sæû phäiú håüp caïc âàûc tênh thåìi gian tæång âäúi phæïc taûp. II.2.3. Báûc choün loüc vãö thåìi gian: Báûc choün loüc vãö thåìi gian ∆t trong biãøu thæïc (2.7) xaïc âënh hiãûu thåìi gian laìm viãûc cuía caïc baío vãû åí 2 âoaûn kãö nhau ∆t = tn - t(n-1)max. Khi choün ∆t cáön xeït âãún nhæîng yãu cáöu sau : ♦ ∆t cáön phaíi beï nháút âãø giaím thåìi gian laìm viãûc cuía caïc baío vãû gáön nguäön. ♦ ∆t cáön phaíi thãú naìo âãø hæ hoíng åí âoaûn thæï (n-1) âæåüc càõt ra træåïc khi baío vãû cuía âoaûn thæï n (gáön nguäön hån) taïc âäüng. ∆t cuía baío vãû âoaûn thæï n cáön phaíi bao gäöm nhæîng thaình pháön sau : * Thåìi gian càõt tMC(n - 1) cuía maïy càõt âoaûn thæï (n-1). * Täøng giaï trë tuyãût âäúi cuía sai säú dæång max tss(n-1) cuía baío vãû âoaûn thæï n vaì cuía sai säú ám max tssn cuía baío vãû âoüan thæï n (coï thãø baío vãû thæï n taïc âäüng såïm) * Thåìi gian sai säú do quaïn tênh tqtn cuía baío vãû âoaûn thæïï n. * Thåìi gian dæû træî tdt. Toïm laûi: ∆t = tMC(n - 1) + tss(n - 1) + tssn + tqtn + tdt (2.8) Thæåìng ∆t vaìo khoaíng 0,25 - 0,6sec. II.3. Âäü nhaûy cuía baío vãû: Âäü nhaûy cuía baío vãû doìng max âàûc træng bàòng hãû säú âäü nhaûy Kn. Trë säú cuía noï âæåüc xaïc âënh bàòng tè säú giæîa doìng qua råle IR khi ngàõn maûch træûc tiãúp åí cuäúi vuìng baío vãû vaì doìng khåíi âäüng råle IKÂR.
14 IR Kn = (2.9) I KÂR Daûng ngàõn maûch tênh toaïn laì daûng ngàõn maûch gáy nãn trë säú Kn nhoí nháút. Âãø âaím baío cho baío vãû taïc âäüng khi ngàõn maûch qua âiãûn tråí quaï âäü, dæûa vaìo kinh nghiãûm váûn haình ngæåìi ta coi ràòng trë säú nhoí nháút cho pheïp laì Knmin≈1,5. Khi Kn nhoí hån trë säú nãu trãn thç nãn tçm caïch duìng mäüt så âäö näúi råle khaïc âaím baío âäü nhaûy cuía baío vãû låïn hån. Nãúu biãûn phaïp naìy khäng âem laûi kãút quaí khaí quan hån thç cáön phaíi aïp duûng caïc baío vãû khaïc nhaûy hån. Træåìng håüp täøng quaït, yãu cáöu âäúi våïi baío vãû âàût trong maûng laì phaíi taïc âäüng khäng nhæîng khi hæ hoíng trãn chênh âoaûn âæåüc noï baío vãû, maì coìn phaíi taïc âäüng caí khi hæ hoíng åí âoaûn kãö nãúu baío vãû hoàûc maïy càõt cuía âoaûn kãö bë hoíng hoïc (yãu cáöìu dæû træî cho baío vãû cuía âoaûn kãö). Trong træåìng håüp naìy khi ngàõn maûch træûc tiãúp åí cuäúi âoaûn kãö, hãû säú âäü nhaûy khäng âæåüc nhoí hån 1,2. Âãø so saïnh âäü nhaûy cuía mäüt så âäö baío vãû åí nhæîng daûng ngàõn maûch khaïc nhau ngæåìi ta coìn duìng hãû säú âäü nhaûy tæång âäúi Kntâ , âoú laì tyí säú giæîa Kn åí daûng ngàõn maûch âang khaío saït våïi K (n3) khi ngàõn maûch 3 pha våïi âiãöu kiãûn laì doìng ngàõn maûch coï giaï trë nhæ nhau: Kn I K ntâ = ( 3) = (R3) (2.10) Kn IR Trong âoï IR vaì IR (3) laì doìng qua råle åí daûng ngàõn maûch khaío saït vaì N(3) khi doìng ngàõn maûch så cáúp coï giaï trë nhæ nhau. III. ÂAÏNH GIAÏ BAÍO VÃÛ DOÌNG CÆÛC ÂAÛI LAÌM VIÃÛC COÏ THÅÌI GIAN: III.1. Tênh choün loüc: Baío vãû doìng cæûc âaûi chè âaím baío âæåüc tênh choün loüc trong caïc maûng hçnh tia coï mäüt nguäön cung cáúp bàòng caïch choün thåìi gian laìm viãûc theo nguyãn tàõc báûc thang tàng dáön theo hæåïng tæì xa âãún gáön nguäön. Khi coï 2 nguäön cung cáúp, yãu cáöu choün loüc khäng âæåüc thoía maîn cho duì maïy càõt vaì baío vãû âæåüc âàût åí caí 2 phêa cuía âæåìng dáy. III.2. Taïc âäüng nhanh: Caìng gáön nguäön thåìi gian laìm viãûc cuía baío vãû caìng låïn. ÅÍ caïc âoaûn gáön nguäön cáön phaíi càõt nhanh ngàõn maûch âãø âaím baío sæû laìm viãûc liãn tuûc cuía pháön coìn laûi cuía hãû thäúng âiãûn, trong khi âoï thåìi gian taïc âäüng cuía caïc baío vãû åí caïc âoaûn naìy laûi låïn nháút. Thåìi gian taïc âäüng choün theo nguyãn tàõc báûc thang coï thãø væåüt quaï giåïi haûn cho pheïp. III.3. Âäü nhaûy: Âäü nhaûy cuía baío vãû bë haûn chãú do phaíi choün doìng khåíi âäüng låïn hån doìng laìm viãûc cæûc âaûi Ilv max coï kãø âãún hãû säú måí maïy kmm cuía caïc âäüng cå. Khi ngàõn maûch træûc tiãúp åí cuäúi âæåìng dáy âæåüc baío vãû, âäü nhaûy yãu cáöu laì ≥ 1,5 (khi laìm nhiãûm vuû baío vãû chênh). Âäü nhaûy nhæ váûy trong nhiãöu træåìng håüp âæåüc âaím baío. Tuy nhiãn khi cäng suáút nguäön thay âäøi nhiãöu, cuîng nhæ khi baío vãû laìm nhiãûm vuû
15 dæû træî trong træåìng håüp ngàõn maûch åí âoaûn kãö , âäü nhaûy coï thãø khäng âaût yãu cáöu. Âäü nhaûy yãu cáöu cuía baío vãû khi laìm nhiãûm vuû dæû træî laì ≥ 1,2 III.4. Tênh âaím baío: Theo nguyãn tàõc taïc âäüng, caïch thæûc hiãûn så âäö, säú læåüng tiãúp âiãøm trong maûch thao taïc vaì loaûi råle sæí duûng , baío vãû doìng cæûc âaûi âæåüc xem laì loaûi baío vãû âån giaín nháút vaì laìm viãûc khaï âaím baío . Do nhæîng phán têch trãn, baío vãû doìng cæûc âaûi âæåüc aïp duûng räüng raîi trong caïc maûng phán phäúi hçnh tia âiãûn aïp tæì 35KV tråí xuäúng coï mäüt nguäön cung cáúp nãúu thåìi gian laìm viãûc cuía noï nàòm trong giåïi haûn cho pheïp. Âäúi våïi caïc âæåìng dáy coï âàût khaïng âiãûn åí âáöu âæåìng dáy, coï thãø aïp duûng baío vãû doìng cæûc âaûi âæåüc vç khi ngàõn maûch doìng khäng låïn làõm, âiãûn aïp dæ trãn thanh goïp coìn khaï cao nãn baío vãû coï thãø laìm viãûc våïi mäüt thåìi gian tæång âäúi låïn váùn khäng aính hæåíng nhiãöu âãún tçnh traûng laìm viãûc chung cuía hãû thäúng âiãûn . IV. BAÍO VÃÛ DOÌNG CÀÕT NHANH: IV.1. Nguyãn tàõc laìm viãûc: Baío vãû doìng càõt nhanh (BVCN) laì loaûi baío vãû âaím baío tênh choün loüc bàòng caïch choün doìng khåíi âäüng låïn hån doìng ngàõn maûch låïn nháút qua chäø âàût baío vãû khi hæ hoíng åí ngoaìi pháön tæí âæåüc baío vãû, BVCN thæåìng laìm viãûc khäng thåìi gian hoàûc coï thåìi gian ráút beï âãø náng cao nhaûy vaì måí räüng vuìng BV. Hçnh 2.15 : Âäö thë tênh toaïn baío vãû doìng càõt nhanh khäng thåìi gian âäúi våïi âæåìng dáy coï nguäön cung cáúp mäüt phêa Xeït så âäö maûng trãn hçnh 2.15, BVCN âàût taûi âáöu âæåìng dáy AB vãö phêa traûm A. Âãø baío vãû khäng khåíi âäüng khi ngàõn maûch ngoaìi (trãn caïc pháön tæí näúi vaìo thanh goïp traûm B), doìng âiãûn khåíi âäüng IKÂ cuía baío vãû cáön choün låïn hån doìng âiãûn låïn nháút âi qua âoaûn AB khi ngàõn maûch ngoaìi. Âiãøm ngàõn maûch tênh toaïn laì N nàòm gáön thanh goïp traûm B phêa sau maïy càõt.
16 IKÂ = kat. INngmax (2.13) Trong âoï : INngmax: Laì doìng ngàõn maûch låïn nháút khi ngàõn maûch ngoaìi vuìng baío vãû (thæåìng laì doìng N(3) ) kat: hãû säú an toaìn; xeït tåïi aính hæåíng cuía thaình pháön khäng chu kyì, viãûc tênh toaïn khäng chênh xaïc doìng ngàõn maûch vaì sai säú cuía råle. Thæåìng kat= 1,2 ÷1,3. Khäng kãø âãún ktv vç khi ngàõn maûch ngoaìi baío vãû khäng khåíi âäüng. IV.2. Vuìng taïc âäüng cuía BV: Khi hæ hoíng caìng gáön thanh goïp traûm A thç doìng âiãûn ngàõn maûch seî caìng tàng theo âæåìng cong 1 (hçnh 2.15). Vuìng baío vãû càõt nhanh lCN âæåüc xaïc âënh bàòng hoaình âäü cuía giao âiãøm giæîa âæåìng cong 1 vaì âæåìng thàóng 2 (âæåìng thàóng 2 biãøu diãùn doìng âiãûn khåíi âäüng IKÂ). Vuìng l(3)CN chè chiãúm mäüt pháön chiãöu daìi cuía âæåìng dáy âæåüc baío vãû. Doìng ngàõn maûch khäng âäúi xæïng thæåìng nhoíï hån doìng khi ngàõn maûch 3 pha. Vç váûy, âæåìng cong IN (âæåìng cong 3) âäúi våïi caïc daûng ngàõn maûch khäng âäúi xæïng trong tçnh traûng cæûc tiãøu cuía hãû thäúng coï thãø nàòm ráút tháúp so våïi âæåìng cong 1; vuìng baío vãû lCN < l(3)CN, trong mäüt säú træåìng håüp lCN coï thãø giaím âãún 0. IV.3. BVCN cho âæåìng dáy coï 2 nguäön cung cáúp: Baío vãû càõt nhanh coìn coï thãø duìng âãø baío vãû caïc âæåìng dáy coï hai nguäön cung cáúp. Trãn hçnh 2.16, giaí thiãút BVCN âæåüc âàût åí caí 2 phêa cuía âæåìng dáy AB. Khi ngàõn maûch ngoaìi taûi âiãøm NA thç doìng ngàõn maûch låïn nháút chaûy qua caïc BVCN laì INngmaxB theo hæåïng tæì thanh goïp B vaìo âæåìng dáy. Khi ngàõn maûch ngoaìi taûi âiãøm NB thç doìng ngàõn maûch låïn nháút chaûy qua caïc BVCN laì INngmaxA theo hæåïng tæì thanh goïp A vaìo âæåìng dáy. Âãø baío vãû càõt nhanh khäng taïc âäüng nháöm khi ngàõn maûch ngoaìi, cáön phaíi choün IKÂ > INngmax . Trong træåìng håüp âang xeït (hçnh 2.16), INngmaxA > INngmaxB , vç váûy doìng tênh toaïn INngmax = INngmaxA . Doìng âiãûn khåíi âäüng cuía baío vãû choün giäúng nhau cho caí hai phêa: IKÂ = kat.INngmaxA Vuìng baío vãû lCNA vaì lCNB âæåüc xaïc âënh bàòng hoaình âä giao âiãøm cuía caïc âæåìng cong 1 (INA = f(l)) vaì 3 (INB = f(l)) våïi âæåìng thàóng 2 (IkÂ), gäöm 3 âoaûn: * Ngàõn maûch trong âoaûn lCNA chè coï BVCN phêa A taïc âäüng * Ngàõn maûch trong âoaûn lCNB chè coï BVCN phêa B taïc âäüng * Khi ngàõn maûch trong âoaûn giæîa thç khäng coï BVCN naìo taïc âäüng. Tuy nhiãn nãúu (lCNA + lCNB) > l thç khi ngàõn maûch åí âoaûn giæîa caí hai BVCN seî cuìng taïc âäüng. ** Hiãûn tæåüng khåíi âäüng khäng âäöng thåìi: Nãúu giæîa caïc traûm A,B ngoaìi âæåìng dáy âæåüc baío vãû ra coìn coï caïc maûch liãn laûc voìng phuû khaïc thç coï thãø xaíy ra hiãûn tæåüng khåíi âäüng khäng â.thåìi giæîa caïc baío vãû âàût åí 2 âáöu A,B cuía âæåìng dáy vaì chiãöu daìi vuìng baío vãû coï thãø tàng lãn. Hiãûn tæåüng maì mäüt baío vãû chè bàõt âáöu khåíi âäüng sau khi mäüt baío vãû khaïc âaî khåíi âäüng vaì càõt maïy càõt âæåüc goüi laì hiãûn tæåüng khåíi âäüng khäng âäöng thåìi. Khi kãø âãún taïc âäüng khäng âäöng thåìi, BVCN tháûm chê coï thãø baío vãû âæåüc toaìn bäü âæåìng dáy coï nguäön cung cáúp 2 phêa.
17 Hinh 2.16 : Âäö thë tênh toaïn baío vãû doìng càõt nhanh âäúi våïi âæåìng dáy coï nguäön cung cáúp tæì 2 phêa V. BAÍO VÃÛ DOÌNG COÏ ÂÀÛC TÊNH THÅÌI GIAN NHIÃÖU CÁÚP: Baío vãû doìng coï âàûc tênh thåìi gian nhiãöu cáúp (hay coìn goüi laì âàûc tênh thåìi gian phuû thuäüc nhiãöu cáúp) laì sæû kãút håüp cuía caïc baío vãû doìng càõt nhanh khäng thåìi gian, baío vãû doìng càõt nhanh coï thåìi gian vaì baío vãû doìng cæûc âaûi. Så âäö nguyãn lê mäüt pha cuía baío vãû nhæ trãn hçnh 2.18, âàûc tênh thåìi gian trãn hçnh 2.19. Hçnh 2.18 : Så âäö nguyãn lê 1 pha cuía baío vãû doìng coï âàûc tênh thåìi gian nhiãöu cáúp Nguyãn tàõc laìm viãûc cuía baío vãû âæåüc khaío saït thäng qua så âäö maûng hçnh tia coï nguäön cung cáúp 1 phêa nhæ hçnh 2.20. Caïc baío vãû A vaì B âàût åí âáöu âæåìng dáy AB vaì BC. Sæû thay âäøi giaï trë cuía doìng ngàõn maûch theo khoaíng caïch tæì thanh goïp traûm A âãún âiãøm hæ hoíng âæåüc âàûc træng bàòng âæåìng cong IN = f(l). * CÁÚP THÆÏ NHÁÚT cuía caïc baío vãû A vaì B (råle 3RI, 4RGT vaì 5Th trãn hçnh 2.18) laì cáúp càõt nhanh khäng thåìi gian (tI ≤ 0,1 giáy). Âãø âaím baío choün loüc, doìng khåíi âäüng IIKÂA vaì IIKÂB âæåüc choün låïn hån doìng ngàõn maûch ngoaìi cæûc âaûi. Pháön lIA
18 vaì lIB cuía âæåìng dáy (xaïc âënh bàòng âäö thë trãn hçnh 2.20) laì vuìng thæï nháút cuía baío vãû A vaì B, chuïng chè chiãúm mäüt pháön chiãöu daìi cuía âæåìng dáy AB vaì BC. * CÁÚP THÆÏ HAI (råle 6RI, 7RT vaì 8Th) laì cáúp càõt nhanh coï thåìi gian, âãø âaím baío choün loüc âæåüc choün våïi thåìi gian tII låïn hån thåìi gian taïc âäüng tI cuía cáúp thæï nháút vaì cuía baío vãû khäng thåìi gian âàût åí caïc maïy biãún aïp traûm B vaì C mäüt báûc ∆t. Khi choün thåìi gian tII nhæ váûy, doìng khåíi âäüng IIIKÂA vaì IIIKÂB cuía cáúp thæï hai âæåüc choün låïn hån doìng ngàõn maûch cæûc âaûi khi hæ hoíng ngoaìi vuìng taïc âäüng cuía baío vãû khäng thåìi gian âàût åí caïc pháön tæí kãö træåïc (vê duû, IIIKÂA âæåüc choün låïn hån doìng ngàõn maûch cæûc âaûi khi hæ Hçnh 2.19 : Âàûc tênh thåìi gian hoíng åí cuäúi vuìng lIB cuía cáúp thæï nháút cuía baío vãû trãn hçnh 2.18 baío vãû B hoàûc hæ hoíng trãn thanh goïp âiãûn aïp tháúp cuía traûm B). Âäúi våïi baío vãû A, nãúu træåìng håüp tênh toaïn laì chènh âënh khoíi doìng ngàõn maûch åí cuäúi vuìng lIB cuía cáúp thæï nháút baío vãû B (doìng ngàõn maûch luïc âoï bàòng doìng khåíi âäüng IIKÂB) thç ta coï : IIIKÂA = kat.IIKÂB Hçnh 2.20 : Âäö thë tênh toaïn baío vãû doìng coï âàûc tênh thåìi gian nhiãöu cáúp
19 Hãû säú an toaìn Kat tênh âãún sai säú cuía råle vaì maïy biãún doìng, láúy bàòng 1,1÷1,15.Vuìng baío vãû cuía cáúp thæï hai bao gäöm pháön cuäúi âæåìng dáy, thanh goïp cuía traûm vaì mäüt pháön caïc pháön tæí kãö näúi vaìo thanh goïp naìy. Vuìng thæï hai lIIA cuía baío vãû A âæåüc xaïc âënh bàòng âäö thë trãn (hçnh 2.20), trong træåìng håüp âang xeït lIIA chæïa pháön cuäúi âæåìng dáy AB, thanh goïp B vaì pháön âáöu âæåìng dáy BC. Âäü nhaûy cáúp thæï hai cuía baío vãû A vaì B âæåüc kiãøm tra theo ngàõn maûch træûc tiãúp åí cuäúi âæåìng dáy âæåüc baío vãû AB vaì BC tæång æïng. Yãu cáöu hãû säú KIIn khäng âæåüc nhoí hån 1,3 ÷ 1,5. * CÁÚP THÆÏ BA cuía baío vãû A vaì B (råle 9RI, 10RT, 11Th) laì baío vãû doìng cæûc âaûi, coï doìng khåíi âäüng IIIIKÂA vaì IIIIKÂB låïn hån doìng âiãûn laìm viãûc cæûc âaûi. Taïc âäüng choün loüc cuía chuïng âæåüc âaím baío nhåì choün thåìi gian tIIIA vaì tIIIB theo nguyãn tàõc báûc thang. Vuìng baío vãû cuía cáúp thæï ba lIIIA vaì lIIIB bàõt âáöu tæì cuäúi vuìng hai tråí âi. Nhiãûm vuû cuía cáúp thæï ba laì dæû træî cho hoíng hoïc maïy càõt hoàûc baío vãû cuía caïc pháön tæí kãö, cuîng nhæ càõt ngàõn maûch trãn âæåìng dáy âæåüc baío vãû khi 2 cáúp âáöu khäng taïc âäüng, vê duû khi ngàõn maûch qua âiãûn tråí quaï âäü låïn. Âäü nhaûy cuía cáúp thæï ba âæåüc kiãøm tra våïi ngàõn maûch åí cuäúi pháön tæí kãö. Yãu cáöu hãû säú KnIII khäng âæåüc nhoí hån 1,2. Æu âiãøm cå baín cuía baío vãû doìng âiãûn coï âàûc tênh thåìi gian nhiãöu cáúp laì baío âaím càõt khaï nhanh ngàõn maûch åí táút caí caïc pháön cuía maûng âiãûn. Nhæåüc âiãøm chênh laì âäü nhaûy tháúp, chiãöu daìi vuìng baío vãû phuû thuäüc vaìo tçnh traûng laìm viãûc cuía hãû thäúng vaì daûng ngàõn maûch, chè âaím baío tênh choün loüc trong maûng håí coï mäüt nguäön cung cáúp. VI. BAÍO VÃÛ DOÌNG COÏ KIÃØM TRA AÏP: Âãø phán biãût giæîa ngàõn maûch vaì quaï taíi, âäöng thåìi náng cao âäü nhaûy vãö doìng cuía baío vãû doìng cæûc âaûi, ngæåìi ta duìng så âäö baío vãû doìng coï kiãøm tra aïp (hçnh 2.21). Khi ngàõn maûch thç doìng âiãûn tàng vaì âiãûn aïp giaím xuäúng do váûy caí råle doìng RI vaì råle aïp RU âãöu khåíi âäüng dáùn âãún càõt maïy càõt. Trong træåìng Hinh 2.21 : Så âäö nguyãn lê 1 pha cuía håüp naìy, doìng khåíi âäüng baío vãû doìng coï kiãøm tra aïp cuía baío vãû âæåüc tênh theo biãøu thæïc: k at I KÂ = I lvmax k tv
20 Trong biãøu thæïc trãn khäng cáön kãø âãún kmm vç sau khi càõt ngàõn maûch ngoaìi caïc âäüng cå tæû khåíi âäüng nhæng khäng laìm âiãûn aïp giaím nhiãöu, caïc råle RU khäng khåíi âäüng vaì baío vãû khäng thãø taïc âäüng âæåüc. Roî raìng laì khi khäng kãø âãún hãû säú kmm thç doìng khåíi âäüng cuía baío vãû doìng coï kiãøm tra aïp seî nhoí hån nhiãöu so våïi doìng khåíi âäüng cuía baío vãû doìng cæûc âaûi vaì tæång æïng âäü nhaûy âæåüc náng cao âaïng kãø.
21 Chæång3: BAÍO VÃÛ DOÌNG COÏ HÆÅÏNG I. NGUYÃN TÀÕC TAÏC ÂÄÜNG: Hçnh 3.1 : Maûng håí coï nguäön cung cáúp 2 phêa. Âãø âaím baío càõt choün loüc hæ hoíng trong maûng håí coï mäüt vaìi nguäön cung cáúp, cuîng nhæ trong maûng voìng coï mäüt nguäön cung cáúp tæì khoaíng nàm 1910 ngæåìi ta bàõt âáöu duìng baío vãû doìng coï hæåïng. Baío vãû doìng âiãûn coï hæåïng laì loaûi baío vãû phaín æïng theo giaï trë doìng âiãûn taûi chäù näúi baío vãû vaì goïc pha giæîa doìng âiãûn âoï våïi âiãûn aïp trãn thanh goïp cuía traûm coï âàût baío vãû. Baío vãû seî taïc âäüng nãúu doìng âiãûn væåüt quaï giaï trë âënh træåïc (doìng khåíi âäüng IKÂ) vaì goïc pha phuì håüp våïi træåìng håüp ngàõn maûch trãn âæåìng dáy âæåüc baío vãû. Hçnh 3.2 : Maûng voìng coï 1 nguäön cung cáúp II. SÅ ÂÄÖ BV DOÌNG COÏ HÆÅÏNG: Træåìng håüp täøng quaït, baío vãû doìng âiãûn coï hæåïng gäöm 3 bäü pháûn chênh: khåíi âäüng, âënh hæåïng cäng suáút vaì taûo thåìi gian (hçnh 3.3). Bäü pháûn âënh hæåïng cäng suáút cuía baío vãû âæåüc cung cáúp tæì maïy biãún doìng (BI) vaì maïy biãún âiãûn aïp (BU). Âãø baío vãû taïc âäüng âi càõt, táút caí caïc bäü pháûn cuía baío vãû cáön phaíi taïc âäüng. Bàòng viãûc khaío saït sæû laìm viãûc cuía råle âënh hæåïng cäng suáút khi hæ hoíng trong vaì ngoaìi vuìng baío vãû ta seî ruït ra âæåüc nhæîng tênh cháút måïi cuía baío vãû doìng coï thãm råle âënh hæåïng cäng suáút. Khi ngàõn maûch trãn âoaûn AB (taûi âiãøm N’ gáön thanh goïp B, hçnh 3.2) trong vuìng taïc âäüng cuía baío vãû 2, âäö thë veïctå caïc doìng âiãûn I’N , I”N vaì IN = I’N +I”N nhæ trãn hçnh 3.4a. Caïc doìng âiãûn naìy cháûm sau sæïc âiãûn âäüng Ep cuía nguäön cung cáúp mäüt goïc ϕHT vaì chuïng taûo nãn mäüt goïc ϕD so våïi aïp dæ UpB trãn thanh goïp traûm B.
22 Khi ngàõn maûch trãn âoaûn BC gáön thanh goïp B (âiãøm N”, hçnh 3.2), âäö thë veïctå caïc doìng âiãûn âoï thæûc tãú váùn giäúng nhæ âäúi våïi âiãøm N’ (hçnh 3.4b). Aïp dæ UpB khäng thay âäøi vãö goïc pha. Nãúu choün doìng IR2 cuía baío vãû 2 coï hæåïng tæì thanh goïp B vaìo âæåìng dáy AB (hçnh 3.2) vaì láúy UR2 = UPB thç coï thãø xaïc âënh âæåüc quan hãû goïc pha giæîa IR2 vaì UR2 khi ngàõn maûch åí âiãøm N’ vaì N”. Hçnh 3.3 : Så âäö nguyãn lê 1 pha cuía baío vãû doìng coï hæåïng. Láúy veïctå âiãûn aïp UR2 laìm gäúc âãø xaïc âënh goïc pha cuía IR2. Goïc lãûch pha âæåüc coi laì dæång khi doìng cháûm sau aïp vaì ám khi væåüt træåïc. Khi ngàõn maûch åí N’, cäng suáút ngàõn maûch hæåïng tæì thanh goïp B vaìo âæåìng dáy AB, luïc áúy I’R2 = I’N vaì ϕ‘R2 = goïc (UR2,IR2) = ϕD. Khi ngàõn maûch åí N” cäng suáút ngàõn maûch hæåïng tæì âæåìng dáy AB âãún thanh goïp B, I”R2 = - I”N vaì ϕ“R2 = ϕD- 1800. Nhæ váûy khi dëch chuyãøn âiãøm hæ hoíng tæì vuìng âæåüc baío vãû ra vuìng khäng âæåüc baío vãû, goïc pha cuía IR2 âàût vaìo råle cuía baío vãû 2 so våïi UR2 âaî thay âäøi 1800 (giäúng nhæ sæû âäøi hæåïng cuía cäng suáút ngàõn maûch). Näúi råle âënh hæåïng cäng suáút thãú naìo âãø noï khåíi âäüng khi nháûn âæåüc goïc ϕ‘R2 (cäng suáút ngàõn maûch hæåïng tæì thanh goïp vaìo âæåìng dáy) vaì khäng khåíi âäüng khi nháûn âæåüc goïc ϕ‘’R2 khaïc våïi ϕ‘R2 mäüt goïc 1800 (cäng suáút ngàõn maûch hæåïng tæì âæåìng dáy vaìo thanh goïp) vaì nhæ váûy ta coï thãø thæûc hiãûn âæåüc baío vãû coï hæåïng. Hçnh 3.4 : Âäö thë vectå aïp vaì doìng khi hæåïng cäng suáút NM âi tæì thanh goïp vaìo âæåìng dáy (a) vaì tæì âæåìng dáy vaìo thanh goïp (b)