Tài liệu Bảo vệ hệ thống điện - chương 5 doc

36 Chổồng 5: BAO V DOèNG SO LCH I. NGUYN TếC LAèM VIC: Baớo vóỷ doỡng so lóỷch laỡ loaỷi baớo vóỷ dổỷa trón nguyón từc so saùnh trổỷc tióỳp doỡng õióỷn ồớ hai õỏửu phỏửn tổớ õổồỹc baớo vóỷ . Caùc maùy bióỳn doỡng BI õổồỹc õỷt ồớ hai õỏửu phỏửn tổớ õổồỹc baớo vóỷ vaỡ coù tyớ sọỳ bióỳn õọứi n I nhổ nhau (hỗnh 5.1). Quy ổồùc hổồùng dổồng cuớa tỏỳt caớ caùc doỡng õióỷn theo chióửu muợi tón nhổ trón sồ õọử hỗnh 4.1, ta coù : (5.1)III R IT IIT = Doỡng vaỡo rồle bũng hióỷu hỗnh hoỹc doỡng õióỷn cuớa hai BI, chờnh vỗ vỏỷy baớo vóỷ coù tón goỹi laỡ baớo vóỷ doỡng so lóỷch . Hỗnh 5.1 : Sồ õọử nguyón lờ 1 pha cuớa baớo vóỷ doỡng so lóỷch a) Trong tỗnh traỷng laỡm vióỷc bỗnh thổồỡng hoỷc khi ngừn maỷch ngoaỡi (ồớ õióứm N): Trổồỡng hồỹp lờ tổồớng (caùc BI khọng coù sai sọỳ, boớ qua doỡng dung vaỡ doỡng roỡ cuớa õổồỡng dỏy õổồỹc baớo vóỷ) thỗ: II II III IS IIS IT IIT R IT IIT === 0= vaỡ baớo vóỷ seợ khọng taùc õọỹng. b) Khi ngừn maỷch trong (ồớ õióứm N): doỡng I IS vaỡ I IIS khaùc nhau caớ trở sọỳ vaỡ goùc pha. Khi hổồùng doỡng quy ổồùc nhổ trón thỗ doỡng ồớ chọự hổ hoớng laỡ: III III I n N IS IIS R IT IIT N I . = = = Nóỳu doỡng I R vaỡo rồle lồùn hồn doỡng khồới õọỹng I KR cuớa rồle, thỗ rồle khồới õọỹng vaỡ cừt phỏửn tổớ bở hổ hoớng. Khi nguọửn cung cỏỳp laỡ tổỡ mọỹt phờa (I IIS = 0), luùc õoù chố coù doỡng I IT , doỡng I R = I IT vaỡ baớo vóỷ cuợng seợ khồới õọỹng nóỳu I R > I KR . Nhổ vỏỷy theo nguyón từc taùc õọỹng thỗ baớo vóỷ coù tờnh choỹn loỹc tuyóỷt õọỳi vaỡ õóứ õaớm baớo tờnh choỹn loỹc khọng cỏửn phọỳi hồỹp vóử thồỡi gian. Vuỡng taùc õọỹng cuớa baớo vóỷ õổồỹc giồùi haỷn giổợa hai BI õỷt ồớ 2 õỏửu phỏửn tổớ õổồỹc baớo vóỷ. II. DOèNG KHNG CN BềNG: Khi khaớo saùt nguyón từc taùc õọỹng cuớa baớo vóỷ doỡng so lóỷch ta õaợ giaớ thióỳt trong tỗnh traỷng laỡm vióỷc bỗnh thổồỡng hoỷc khi ngừn maỷch ngoaỡi, lờ tổồớng ta coù I IT = I IIT . Tuy nhión trong thổỷc tóỳ : III I II IT IS I IIT IIS II . ''; ' '= = àà 37 Nhỉ váûy, dng trong råle (khi khäng cọ ngàõn mảch trong vng bo vãû, dng trong råle âỉåüc gi l dng khäng cán bàòng I KCB ) bàòng: II II I I R KCB IT IIT II I . . ''==−=− µµ (5.2) Ngay c khi kãút cáúu ca hai BI giäúng nhau, dng tỉì họa I’ II µ v I’ I µ ca chụng thỉûc tãú l khäng bàòng nhau. Vç váûy dng khäng cán bàòng cọ mäüt giạ trë nháút âënh no âọ. Váùn chỉa cọ nhỉỵng phỉång phạp ph håüp våïi thỉûc tãú v â chênh xạc âãø tênh toạn dng khäng cán bàòng quạ âäü. Vç váûy âãø âạnh giạ âäi khi ngỉåìi ta phi sỉí dủng nhỉỵng säú liãûu theo kinh nghiãûm. Trãn hçnh 5.3b l quan hãû i KCB = f(t), kho sạt âäư thë âọ v nhỉỵng säú liãûu khạc ngỉåìi ta nháûn tháúy ràòng : • i KCB quạ âäü cọ thãø låïn hån nhiãưu láưn trë säú xạc láûp ca nọ v âảt âãún trë säú tháûm chê låïn hån c dng lm viãcû cỉûc âải. • i KCB âảt âãún trë säú cỉûc âải khäng phi vo thåìi âiãøm âáưu ca ngàõn mảch m håi cháûm hån mäüt êt. • trë säú i KCB xạc láûp sau ngàõn mảch cọ thãø låïn hån ráút nhiãưu so våïi trỉåïc ngàõn mảch do nh hỉåíng ca tỉì dỉ trong li thẹp.thåìi gian täưn tải trë säú i KCB låïn khäng quạ vi pháưn mỉåìi giáy. Hçnh 5.3 : Âäư thë biãøu diãùn quan hãû theo thåìi gian ca trë säú tỉïc thåìi ca dng ngàõn mảch ngoi (a) v dng khäng cán bàòng trong mảch råle ca bo vãû so lãûch (b) III. DNG KHÅÍI ÂÄÜNG V ÂÄÜ NHẢY: III.1. Dng âiãûn khåíi âäüng: Âãø âm bo cho bo vãû so lãûch lm viãûc âụng khi ngàõn mảch ngoi, dng khåíi âäüng ca råle cáưn phi chènh âënh trạnh khi trë säú tênh toạn ca dng khäng cán bàòng: I KÂR ≥ k at .I KCBmaxtt (5.3) I KCBmaxtt : trë hiãûu dủng ca dng khäng cán bàòng cỉûc âải tênh toạn tỉång ỉïng våïi dng ngàõn mảch ngoi cỉûc âải. Tỉång ỉïng dng khåíi âäüng ca bo vã l: I KÂ ≥ k at .I KCBSmaxtt (5.4) trong âọ I KCBSmaxtt l dng khäng cán bàòng phêa så cáúp ca BI tỉång ỉïng våïi I KCBmaxtt v âỉåüc tênh toạn nhỉ sau: I KCBSmaxtt = f imax .k ân .k kck . I N ngmax (5.5) våïi: f imax - sai säú cỉûc âải cho phẹp ca BI, f imax = 10%. k ân - hãû säú âäưng nháút ca cạc BI, (k ân = 0 ÷ 1), k ân = 0 khi cạc BI hon ton giäúng nhau v dng âiãûn qua cün så cáúp ca chụng bàòng nhau, k ân = 1 khi cạc BI khạc nhau nhiãưu nháút, mäüt BI lm viãûc khäng cọ sai säú (hồûc sai säú ráút bẹ) cn BI kia cọ sai säú cỉûc âải. 38 k kck - hãû säú kãø âãún thnh pháưn khäng chu k trong dng âiãûn ngàõn mảch. I N ngmax - thnh pháưn chu k ca dng âiãûn ngàõn mảch ngoi låïn nháút. III.2. Âäü nhảy: Âäü nhảy ca bo vãû âỉåüc âạnh giạ thäng qua hãû säú âäü nhảy: K I I n N KÂ = min (5.6) I Nmin : dng nh nháút cọ thãø cọ tải chäù ngàõn mảch khi ngàõn mảch trỉûc tiãúp trong vng bo vãû. u cáưu âäü nhảy ca bo vãû dng so lãûch K n ≥ 2 IV. CẠC BIÃÛN PHẠP NÁNG CAO ÂÄÜ NHẢY: • Cho bo vãû lm viãûc våïi thåìi gian khong 0,3 âãún 0,5 sec âãø trạnh khi nhỉỵng trë säú quạ âäü låïn ca dng khäng cán bàòng. • Näúi näúi tiãúp våïi cün dáy råle mäüt âiãûn tråí phủ (hçnh 5.4). Tàng âiãûn tråí mảch so lãûch s lm gim tháúp dng khäng cán bàòng cng nhỉ dng ngàõn mảch thỉï cáúp (khi hỉ hng trong vng bo vãû). Tuy nhiãnmỉïc âäü gim tháúp ny khäng nhỉ nhau do tênh cháút khạc nhau ca dng khäng cán bàòng quạ âäü v ca dng ngàõn mảch. Mỉïc âäü gim dng khäng cán bàòng nhiãưu hån do trong nọ cọ chỉïa thnh pháưn khäng chu k nhiãư u hån. Do så âäư ráút âån gin nãn biãûn phạp ny âỉåüc sỉí dủng âãø thỉûc hiãûn bo vãû cho mäüt säú pháưn tỉí trong hãû thäúng âiãûn. • Näúi råle qua mạy biãún dng bo ha trung gian (BIG). • Dng råle cọ hm. Hçnh 5.4 : Bo vãû dng so lãûch dng âiãûn tråí phủ trong mảch råle V. BO VÃÛ SO LÃÛCH DNG RÅLE NÄÚI QUA BIG: Så âäư ngun lê ca bo vãû cọ råle näúi qua BIG trãn hçnh 5.5a. Hoảt âäüng ca så âäư dỉûa trãn cå såí l trong dng khäng cán bàòng quạ âäü khi ngàõn mảch ngoi (hçnh 5.3) thỉåìng cọ chỉïa thnh pháưn khäng chu k âạng kãø lm dëch chuøn âäư thë biãøu diãùn trë tỉïc thåìi ca dng i KCB vãư 1 phêa ca trủc thåìi gian. Thäng säú ca BI bo ha âỉåüc lỉûa chn thãú no âãø nọ biãún âäøi ráút kẹm thnh pháưn khäng chu k chỉïa trong i KCB âi qua cün så ca nọ. Dng så âäư thay thãú ca BI âãø phán têch, cọ thãø tháúy ràòng pháưn låïn thnh pháưn khäng chu k âi qua nhạnh tỉì họa lm bo ha mảch tỉì (gim Z µ ). Trong âiãưu kiãûn âọ thnh pháưn chu k ca i KCB ch úu khẹp mảch qua nhạnh tỉì họa m khäng âi vo råle. Âiãưu kiãûn lm viãûc ca BIG ráút phỉïc tảp båíi vç quan hãû phi tuún khi biãún âäøi qua BI chênh xãúp chäưng våïi quan hãû phi tuún khi biãún âäøi i KCB qua BIG. Pháưn tiãúp 39 theo ta seợ khaớo saùt õọử thở voỡng tổỡ tróự cuớa BIG vaỡ sổỷ thay õọứi trở tổùc thồỡi cuớa doỡng theo thồỡi gian (hỗnh 5.5). a) b) c) Hỗnh 5.5 : Baớo vóỷ doỡng so lóỷch duỡng rồle nọỳi qua BI baợo hoỡa trung gian a) sồ õọử nguyón lờ cuớa baớo vóỷ b) hoaỷt õọỹng cuớa sồ õọử khi ngừn maỷch trong vuỡng baớo vóỷ c) hoaỷt õọỹng cuớa sồ õọử khi ngừn maỷch ngoaỡi VI. BAO V DUèNG RLE SO LCH COẽ HAẻM: Doỡng so lóỷch thổù hay coỡn goỹi laỡ doỡng laỡm vióỷc bũng hióỷu caùc doỡng thổù I LV = I SLT = I IT - I IIT vaỡ doỡng haợm bũng 1/2 tọứng doỡng thổù I H = 0,5*(I IT + I IIT ). Khi ngừn maỷch ngoaỡi, trở tuyóỷt õọỳi cuớa hióỷu doỡng luọn luọn nhoớ hồn 1/2 tọứng doỡng thổù, tổùc laỡ: II II IT IIT IT IIT ,< +05 hay : I LV < I H (5.7) Khi ngừn maỷch trong, trở tuyóỷt õọỳi cuớa hióỷu coù thóứ xem laỡ lồùn hồn 1/2 tọứng: II II IT IIT IT IIT ,> +05 hay : I LV > I H (5.8) Khi ngừn maỷch trong vaỡ coù nguọửn cung cỏỳp chố tổỡ mọỹt phờa thỗ I IIT = 0 ; I LV = I IT ; I H = 0,5I IT. Bióứu thổùc (5.7) vaỡ (5.8) coù thóứ õổồỹc coi laỡ cồ sồớ õóứ thổỷc hióỷn rồle coù haợm. Caùc rồle naỡy dổỷa vaỡo vióỷc so saùnh 2 õaỷi lổồỹng: II IT IIT vaỡ 0,5 II IT IIT + Sồ õọử nọỳi BI vồùi rồle nhổ hỗnh 5.7b qua BIG coù tố sọỳ bióỳn õọứi n I = 1, cuọỹn sồ cuớa BIG chia thaỡnh 2 phỏửn bũng nhau, cuọỹn thổù coù doỡng haợm õổa vaỡo bọỹ phỏỷn haợm cuớa rồle; doỡng so lóỷch cung cỏỳp cho bọỹ phỏỷn laỡm vióỷc cuớa rồle õổồỹc lỏỳy tổỡ õióứm giổợa cuớa cuọỹn sồ BIG. 40 Hçnh 5.7 : Bo vãû dng so lãûch cọ hm a) Âäư thë vẹc tå dng thỉï trong mảch bo vãû b) Så âäư ngun lê mäüt pha ca bo vãû VII. ÂẠNH GIẠ BO VÃÛÛ SO LÃÛCH DC: VII.1. Tênh chn lc: Theo ngun tàõc tạc âäüng, bo vãû cọ tênh chn lc tuût âäúi . Khi trong hãû thäúng âiãûn cọ dao âäüng hồûc xy ra tçnh trảng khäng âäưng bäü, dng åí 2 âáưu pháưn tỉí âỉåüc bo vãû ln bàòng nhau v khäng lm cho bo vãû tạc âäüng máút chn lc. VII.2. Tạc âäüng nhanh: Do bo vãû cọ tênh chn lc tuût âäúi nãn khäng u cáưu phi phäúi håüp vãư thåìi gian våïi bo vãû cạc pháưn tỉí kãư. Bo vãû cọ thãø âỉåüc thỉûc hiãûn âãø tạc âäüng khäng thåìi gian. VII.3. Âäü nhảy: Bo vãû cọ âäü nhảy tỉång âäúi cao do dng khåíi âäüng cọ thãø chn nh hån dng lm viãûc ca âỉåìng dáy. VII.4. Tênh âm bo: Så âäư pháưn råle ca bo vãû khäng phỉïc tảp làõm v lm viãûc khạ âm bo . Nhỉåüc âiãøm ch úu ca bo vãû l cọ dáy dáùn phủ . Khi âỉït dáy dáùn phủ cọ thãø lm kẹo di thåìi gian ngỉìng hoảt âäüng ca bo vãû, hồûc bo vãû cọ thãø tạc âäüng khäng âụng (nãúu bäü pháûn kiãøm tra âỉït mảch thỉï khäng lm viãûc). Giạ thnh ca bo vãû âỉåüc quút âënh båíi giạ thnh ca dáy dáùn phủ v chi phê làõp âàût chụng, do váûy âỉåìng dáy di giạ thnh s ráút cao. Tỉì nhỉỵng phán têch trãn cho tháúy chè nãn âàût bo vãû so lãûch dc cho nhỉỵng âỉåìng dáy cọ chiãưu di khäng låïn ch úu l trong mảng ≥ 110kV khi khäng thãø ạp dủng cạ c bo vãû khạc âån gin v tin cáûy hån. Lục áúy nãn dng chung cạp lm dáy dáùn phủ ca bo vãû, âäưng thåìi âãø thỉûc hiãûn âiãưu khiãøn xa, âo lỉåìng xa, thäng tin liãn lảc Bo vãû so lãûch dc âỉåüc ạp dủng räüng ri âãø bo vãû cho mạy phạt, mạy biãún ạp, thanh gọp, do khäng gàûp phi nhỉỵng khọ khàn vãư dáy dáùn phủ. 41 VIII. BO VÃÛ SO LÃÛCH NGANG CỌ HỈÅÏNG: Ngun tàõc tạc âäüng bo vãû so lãûch ngang dỉûa vo viãûc so sạnh dng trãn 2 âỉåìng dáy song song, trong chãú âäü lm viãûc bçnh thỉåìng hồûc khi ngàõn mảch ngoi cạc dng ny cọ trë säú bàòng nhau v cng hỉåïng, cn khi phạt sinh hỉ hng trãn mäüt âỉåìng dáy thç chụng s khạc nhau. Bo vãû âỉåüc dng cho 2 âỉåìng dáy song song näúi vo thanh gọp qua mạy càõt riãng. Khi hỉ hng trãn mäüt âỉåìng dáy, bo vãû cáưn phi càõt chè âỉåìng dáy âọ v giỉỵ ngun âỉåìng dáy khäng hỉ hng lải lm viãûc. Mún váûy bo vãû phi âỉåüc âàût åí c 2 âáưu âỉåìng dáy v cọ thãm bäü pháûn âënh hỉåïng cäng sút âãø xạc âënh âỉåìng dáy bë hỉ hng. Så âäư ngun lê 1 pha ca bo vãû trãn hçnh 5.9. Cạc mạy biãún d ng âàût trãn 2 âỉåìng dáy cọ t säú biãún âäøi n I nhỉ nhau, cün thỉï ca chụng näúi våïi nhau thãú no âãø nháûn âỉåüc hiãûu cạc dng pha cng tãn. Råle dng 5RI lm nhiãûm vủ ca bäü pháûn khåíi âäüng, råle 6RW tạc âäüng 2 phêa l bäü pháûn âënh hỉåïng cäng sút. Khi chiãưu dng âiãûn quy ỉåïc nhỉ trãn hçnh 5.9, ta cọ dng âỉa vo cạc råle ny l I R = I IT - I IIT . p âỉa vo 6RW âỉåüc láúy tỉì BU näúi vo thanh gọp trảm. Råle 6RW s tạc âäüng âi càõt âỉåìng dáy cọ cäng sút ngàõn mảch hỉåïng tỉì thanh gọp vo âỉåìng dáy v khi åí c 2 âỉåìng dáy âãưu cọ cäng sút ngàõn mảch hỉåïng tỉì thanh gọp vo âỉåìng dáy thç 6RW s tạc âäüng vãư phêa âỉåìng dáy cọ cäng sút låïn hån. Trong chãú âäü lm viãûc bçnh thỉåìng hồûc khi ngàõn mảch ngoi, dng I IT , I IIT bàòng nhau v trng pha. Dng vo råle I R = I IT - I IIT gáưn bàòng 0 (I R = I KCB ), nh hån dng khåíi âäüng I KÂR ca bäü pháûn khåíi âäüng 5RI v bo vãû s khäng tạc âäüng. Hçnh 5.9 : Bo vãû so lãûch ngang cọ hỉåïng dng cho 2 âỉåìng dáy song song Khi ngàõn mảch trãn âỉåìng dáy I åí âiãøm N’ (hçnh 5.9), dng I I > I II . Vãư phêa trảm A cọ I R = I IT - I IIT ; cn phêa trảm B cọ I R = 2I IIT . Råle 5RI åí c 2 phêa âãưu khåíi âäüng. Cäng sút ngàõn mảch trãn âỉåìng dáy I phêa A låïn hån trãn âỉåìng dáy II; do váûy 6’RW khåíi âäüng vãư phêa âỉåìng dáy I v bo vãû càõt mạy càõt 1’MC. Vãư phêa trảm B, cäng sút ngàõn mảch trãn âỉåìng dáy I cọ dáúu dỉång (hỉåïng tỉì thanh gọp vo 42 õổồỡng dỏy), coỡn trón õổồỡng dỏy II - ỏm. Do õoù 6RW cuợng khồới õọỹng vóử phờa õổồỡng dỏy I vaỡ cừt maùy cừt 1MC. Nhổ vỏỷy baớo vóỷ õaớm baớo cừt 2 phờa cuớa õổồỡng dỏy hổ hoớng I. Khi ngừn maỷch trón õổồỡng dỏy ồớ gỏửn thanh goùp (õióứm N), doỡng vaỡo rồle phờa traỷm B laỡ I R 0 vaỡ luùc õỏửu noù khọng khồới õọỹng. Tuy nhión baớo vóỷ phờa traỷm A taùc õọỹng do doỡng vaỡo rồle khaù lồùn. Sau khi cừt maùy cừt 2MC, phỏn bọỳ doỡng trón õổồỡng dỏy coù thay õọứi vaỡ chố õóỳn luùc naỡy baớo vóỷ phờa traỷm B mồùi taùc õọỹng cừt 2MC. Hióỷn tổồỹng khồới õọỹng khọng õọửng thồỡi vổỡa nóu laỡ khọng mong muọỳn vỗ laỡm tng thồỡi gian loaỷi trổỡ hổ hoớng ra khoới maỷng õióỷn. Nguọửn thao taùc õổồỹc õổa vaỡo baớo vóỷ qua caùc tióỳp õióứm phuỷ cuớa 1MC vaỡ 2MC. Khi cừt mọỹt maùy cừt thỗ tióỳp õióứm phuỷ cuớa noù mồớ vaỡ taùch baớo vóỷ ra. Cỏửn thổỷc hióỷn nhổ vỏỷy vỗ 2 lờ do sau: Sau khi cừt 1 õổồỡng dỏy baớo vóỷ trồớ thaỡnh baớo vóỷ doỡng cổ ỷc õaỷi khọng thồỡi gian. Nóỳu khọng taùch baớo vóỷ ra, noù coù thóứ cừt khọng õuùng õổồỡng dỏy coỡn laỷi khi xaớy ra ngừn maỷch ngoaỡi. Baớo vóỷ coù thóứ cừt õổồỡng dỏy bở hổ hoớng khọng õọửng thồỡi. Khi ngừn maỷch taỷi õióứm N, maùy cừt 2MC cừt trổồùc, sau õoù toaỡn bọỹ doỡng hổ hoớng seợ õi õóỳn chọự ngừn maỷch qua õổồỡng dỏy I. Nóỳu khọng taùch baớo vóỷ phờa traỷm A ra, noù coù thóứ cừt khọng õuùng 1MC cuớa õổồỡng dỏy I khọng hổ hoớng. . I KCBSmaxtt = f imax .k ân .k kck . I N ngmax (5. 5) våïi: f imax - sai säú cỉûc âải cho phẹp ca BI, f imax = 10%. k ân - hãû säú âäưng nháút ca cạc BI, (k ân . sổỷ thay õọứi trở tổùc thồỡi cuớa doỡng theo thồỡi gian (hỗnh 5. 5). a) b) c) Hỗnh 5. 5 : Baớo vóỷ doỡng so lóỷch duỡng rồle nọỳi qua BI baợo hoỡa