Giáo trình bảo vệ rơ le

1 LAO ĐỘNG -THƯƠNG BINH VÀ XÃ HỘI TỔNG CỤC DẠY NGHỀ GIÁO TRÌNH Mơ đun: Bảo vệ rơ le NGHỀ: ĐIỆN CƠNG NGHIỆP TRÌNH ĐỘ CAO ĐẲNG NGHỀ (Ban hành kèm theo Quyết định số: 120/QĐ-TCDN ngày 25 tháng 02 năm 2013 Tổng cục trưởng Tổng cục dạy nghề) Hà nội, năm 2013 TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN Tài liệu thuộc sách giáo trình nên nguồn thơng tin đuợc phép dùng ngun trích cho mục đích đào tạo tham khảo Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc sử dụng với mục đích kinh doanh thiếu lành mạnh bị nghiêm cấm LỜI GIỚI THIỆU Tài liệu Bảo vệ rơ le kết Dự án “Thí điểm xây dựng chương trình giáo trình dạy nghề năm 2011-2012” Được thực tham gia giảng viên trường Cao đẳng nghề cơng nghiệp Hải Phịng Trên sở chương trình khung đào tạo, trường Cao đẳng nghề cơng nghiệp Hải phịng, với trường trọng điểm toàn quốc, giáo viên có nhiều kinh nghiệm thực biên soạn giáo trình Bảo vệ rơ le phục vụ cho cơngtác dạy nghề Chúng xin chân thành cám ơn Trường Cao nghề Bách nghệ Hải Phòng,trường Cao đẳng nghề giao thông vận tải Trung ương II, trường Cao đẳng nghề số Bộ quốc phòng, trường Cao đẳng nghề điện Hà Nội góp nhiều cơng sức để nội dung giáo trình hồn thành Giáo trình thiết kế theo mô đun thuộc hệ thống mô đun/ mơn học chương trình đào tạo nghề Điện cơng nghiệp cấp trình độ Cao đẳng nghề dùng làm giáo trình cho học viên khóa đào tạo Mô đun thiết kế gồm bài: Bài1 Bảo vệ so lệch dịng cơng suất ngược cho máy phát xoay chiều đồng Bài2 Bảo vệ cố chạm đất ROTOR,chống kích từ bảo vệ Áp cho máy phát xoay chiều đồng Bài3 Bảo vệ tốc độ, dòng cho máy phát xoay chiều đồng bộ-hòa đồng máy phát điện Bài4.Phối hợp bảo vệ máy phát điện xoay chiều đồng Bài5: Thí nghiệm tượng nhẩy vọt từ hóa, bảo vệ so lệch chống chạm đất Cho máy biến áp Bài6: Thí nghiệm bảo vệ q dịng phối hợp bảo vệ cho máy biến áp Bài7.Thí nghiệm bảo vệ cố cuộn dây quấn Stato, dòng chống tượng rơi tốc cho động không đồng ba pha Mặc dù cố gắng, song sai sót khó tránh Tác giả mong nhận ý kiến phê bình, nhận xét bạn đọc để giáo trình hồn thiện Hà Nội, ngày tháng năm 2013 Tham gia biên soạn Nguyễn Tiến Thành: Chủ biên Trần Văn Quỳnh Trần Cao Phi MỤC LỤC TRANG Lời giới thiệu Mục lục Giới thiệu mô đun Bài1 Bảo vệ so lệch dịng cơng suất ngược cho máy phát xoay chiều đồng 1.Bảo vệ so lệch cho máy phát xoay chiều đồng 2.Bảo vệ công suất ngược cho máy phát xoay chiều đồng 18 Bài2.Bảo vệ cố chạm đất ROTOR,chống kích từ bảo vệ áp cho máy phát xoay chiều đồng 1.Bảo vệ cố chạm đất rotor máy phát điện xoay chiều đồng 2.Bảo vệ chống kích từ cho máy ph t điện xoay chiều đồng 3.Bảo vệ điện áp cho m áy phát điện xoay chiều đồng 26 Bài3 Bảo vệ tốc độ, dòng cho máy phát xoay chiều đồng bộ- hòa đồng máy phát điện 1.Bảo vệ tốc độ cho máy phát điện xoay chiều đồng 49 2.Bảo vệ dòng cho máy phát điện xoay chiều đồng 57 3.Hòa đồng máy phát điện 67 Bài4.Phối hợp bảo vệ máy phát điện xoay chiều đồng 73 1.Mục đích thí nghiệm 73 2.Tóm tắt lý thuyết 73 3.Thiết bị thí nghiệm 74 4.Trình tự thí nghiệm 74 5.Kết luận 82 Bài5: Thí nghiệm tượng nhẩy vọt từ hóa, bảo vệ so lệch chống chạm đất cho máy biến áp 1.Hiện tượng nhảy vọt từ hoá máy biến áp 83 2.Bảo vệ so lệch máy biến áp điện lực ba pha 92 3.Bảo vệ chạm đất cho máy biến áp 99 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 26 33 40 49 83 MÔ ĐUN: BẢO VỆ RƠ LE Mã mơ đun: MĐ19 Vị trí, tính chất, vai trị mơ đun - Vị trí: Mô đun Bảo vệ rơ le học sau môn học, mô đun kỹ thuật sở, đặc biệt môn học, mô đun: Mạch điện; Điện tử bản; Truyền động điện - Tính chất: Là mơ đun chun mơn nghề - Vai trị mơ đun: Bảo vệ rơ le có vai trị quan trọng ngành Điện, đáp ứng yêu cầu phức tạp thiết bị Dùng để bảo vệ cho thiết bị q trình làm việc khơng có cố xẩy Mô đun trang bị cho học viên kiến thức kỹ phương pháp bảo vệ rơ le Mục tiêu mô đun: - Lắp ráp, vận hành hệ thống tự động bảo vệ rơle hệ thống điện - Kiểm tra/xác định hư hỏng linh kiện, mạch điện bảo vệ - Thay thiết bị hư hỏng - Phân tích nguyên lý hoạt động sơ đồ từ phát sai lỗi đề phương pháp cải tiến khả thi - Rèn luyện tính cẩn thận, tỉ mỉ, nghiêm túc cơng việc đảm bảo an tồn cho người thiết bị Nội dung mô đun: Số TT Thời gian (giờ) Tổng Lý Thực Kiểm Tên mô đun số thuyết hành tra* Thí nghiệm bảo vệ so lệch dịng 16 11 cơng suất ngược cho máy phát xoay chiều đồng Thí nghiệm bảo vệ cố chạm đất 20 14 rôto, chống kích từ bảo vệ áp cho máy phát xoay chiều đồng Thí nghiệm bảo vệ tốc độ, 20 14 dòng cho máy phát xoay chiều đồng hòa đồng máy phát điện Thí nghiệm phối hợp bảo vệ máy 12 8,5 0,5 phát xoay chiều đồng Thí nghiệm tượng nhảy vọt từ 20 14 hóa bảo vệ so lệch chống chạm đất cho máy biến áp Thí nghiệm bảo vệ q dịng phối 12 8,5 0,5 hợp bảo vệ cho máy biến áp Thí nghiệm bảo vệ cố cuộn dây 20 14 quấn stato, dòng chống tượng rơi tốc cho động không đồng ba pha Cộng: 120 30 84 BÀI 1: BẢO VỆ SO LỆCH VÀ DỊNG CƠNG SUẤT NGƯỢC CHO MÁY PHÁT XOAY CHIỀU ĐỒNG BỘ Mã : 19-01 Giới thiệu: Khi ngắn mạch pha cuộn dây máy phát dịng ngắn mạch đạt giá trị lớn điện trở kháng máy phát giảm nhanh so với sức điện động Sự nguy hiểm dòng ngắn mạch thể qua đốt nóng lõi thép cuộn dây Ngắn mạch chạm massae điểm máy phát nhìn chung khơng thay đổi tham số nó, máy phát làm việc thời gian định thuận lợi cắt để sửa chữa Tuy nhiên ngắn mạch chạm massae hai điểm phần cuộn dây hai điểm bị nối tắt nên dòng điện cuộn dây tăng lên, làm dây dẫn bị đốt nóng làm đối xứng từ trường cuộn dây kích từ sinh ra, rung máy phát Bảo vệ so lệch phương pháp hiệu dùng để bảo vệ cho cuộn dây quấn stator máy phát điện xoay chiều đồng chống lại cố chạm pha với pha pha với đất Trong hệ thống bảo vệ so lệch, pha có mạch điện dùng để so sánh dịng điện vào dòng điện khỏi thiết bị bảo vệ Bất kì khác dòng điện với lượng đủ lớn để làm cho rơ le hoạt động, cố bị loại bỏ Hình MĐ 36-01-01 sơ đồ đơn giản hệ thống bảo vệ so lệch pha Mục tiêu: - Trình bày biện pháp bảo vệ khác dùng để bảo vệ cho máy phát điện xoay chiều đồng - Lắp đặt hệ thống bảo vệ so lệch bảo vệ công suất ngược dùng để bảo vệ cho máy phát điện xoay chiều đồng - Rèn luyện tính cẩn thận, tỉ mỉ, nghiêm túc công việc đảm bảo an toàn cho người thiết bị 1.Bảo vệ so lệch cho máy phát xoay chiều đồng Mục tiêu: - Lắp ráp, vận hành hệ thống tự động bảo vệ so lệch cho máy phát xoay chiều đồng - Kiểm tra/xác định hư hỏng/ thay linh kiện mạch điện bảo vệ 1.1 Mục đích thí nghiệm Sau hồn thành thí nghiệm học viên làm quen hệ thống bảo vệ so lệch dung để bảo vệ cho máy phát xoay chiều đồng 1.2.Tóm tắt lý thuyết Máy phát điện xoay chiều đồng phần tử quan trọng hệ hệ thống điện, làm việc tin cậy máy phát điện có ảnh hưởng định đến độ tin cậy toàn hệ thống Vì máy phát điện, đặc biệt máy có cơng suất lớn, người ta đặt nhiều loại bảo vệ khác để ngăn ngừa cố chế độ làm việc bất thường như: ngắn mạch nhiều pha, ngắn mạch vòng dây, ngắn mạch chạm massae, chế độ không đối xứng chế độ tải stator… Khi ngắn mạch pha cuộn dây máy phát dòng ngắn mạch đạt giá trị lớn điện trở kháng máy phát giảm nhanh so với sức điện động Sự nguy hiểm dịng ngắn mạch thể qua đốt nóng lõi thép cuộn dây Ngắn mạch chạm massae điểm máy phát nhìn chung khơng thay đổi tham số nó, máy phát làm việc thời gian định thuận lợi cắt để sửa chữa Tuy nhiên ngắn mạch chạm massae hai điểm phần cuộn dây hai điểm bị nối tắt nên dòng điện cuộn dây tăng lên, làm dây dẫn bị đốt nóng làm đối xứng từ trường cuộn dây kích từ sinh ra, rung máy phát Bảo vệ so lệch phương pháp hiệu dùng để bảo vệ cho cuộn dây quấn stator máy phát điện xoay chiều đồng chống lại cố chạm pha với pha pha với đất Trong hệ thống bảo vệ so lệch, pha có mạch điện dùng để so sánh dòng điện vào dòng điện khỏi thiết bị bảo vệ Bất kì khác dịng điện với lượng đủ lớn để làm cho rơ le hoạt động, cố bị loại bỏ (hình 1-1) sơ đồ đơn giản hệ thống bảo vệ so lệch pha Hình 1-1 Sơ đồ hệ thống bảo vệ so lệch một pha Các dòng điện vào khỏi thiết bị bảo vệ ( I p in I p out ) cảm ứng qua hai máy biến dòng giống Khi khơng có cố thiết bị bảo vệ dòng sơ cấp I p in I p out dòng điện phía thứ cấp máy biến dịng I S in = I S out máy biến dòng giống hệt Khi máy biến dòng kết nối hình – khơng có dòng điện chạy cuộn dây rơ le ( I R ) Khi có cố xảy thiết bị bảo vệ, dòng I p in I p out không dẫn tới dòng thứ cấp I S in I S out khơng Dịng điện tạo sai lệch dòng I p in I p out chạy cuộn dây rơ le Nếu dòng đủ lớn làm rơ le tác động cố bị loại bỏ 10 (Hình 1-2) Miêu tả sơ đồ đơn giản hệ thống bảo vệ so lệch dùng để bảo vệ cho máy phát đồng ba pha Nó giống mạch điện hình MĐ 36-01-01 đấu ba pha cuộn dây phía thứ cấp máy biến dịng nối chung lại nối với dây trung tính Chú ý dây trung tính máy phát nối đất qua điện trở để hạn chế độ lớn giá trị dòng điện chạm đất Hệ thống (hình 1-2) bảo vệ cuộn dây quấn stator chống cố chạm đất cố chạm pha – pha Hình 1-2 Bảo vệ so lệch không hãm cho máy phát xoay chiều đờng bợ Trong thực tế, dịng điện I R cuộn dây rơ le bảo vệ hệ thống bảo vệ so lệch không hãm không điều kiện khơng có cố Do máy biến dịng ln có sai số định nên dòng thứ cấp I S in I S out khơng hồn tồn Do ln có giá trị dịng chạy cuộn dây rơ le dịng gọi dịng không cân I KCB I S in I S out dịng thường nhỏ (khi mạch khơng có cố) nhỏ so với giá trị đặt rơ le nên rơ le không tác động Tuy nhiên tải áp đặt vào thiết bị bảo vệ tăng lên đáng kể có cố bên ngồi gây dịng ngắn mạch chạy qua thiết bị bảo vệ, dịng điện tăng lên đáng kể Để tránh cho hệ thống bảo vệ tác động trường hợp giá trị đặt rơ le phải chỉnh định tăng lên, độ nhạy bảo vệ bị giảm đáng kể Để khắc phục vấn đề 133 1.5.Kết luận Trong bài thí nghiệm này, chúng ta nhận thấy rằng hệ thống bảo vệ chống chạm đất thông thường có thể được sử dụng để bảo vệ các cuộn dây quấn stato của động không đồng bộ ba pha chống lại sự cố chạm đất Ngoài một mức độ nhất định bảo vệ chống chạm đất cũng có thể bảo vệ có sự cố chạm pha – pha Hệ thống bảo vệ so lệch được sử dụng để bảo vệ chống sự cố chạm đất và sự cố chạm pha – pha đối với các động cỡ lớn hoặc quan trọng Khi động được nối với một hệ thống không nối đất thì nhất thiết phải có hệ thống bảo vệ so lệch để bảo vệ chống lại sự cố chạm pha – pha Bảo vệ dòng động cảm ứng ba pha Mục tiêu: - Lắp đặt hệ thống bảo vệ dòng động cảm ứng ba pha - Kiểm tra/xác định hư hỏng/ thay linh kiện mạch 2.1.Mục đích thí nghiệm Bài thí nghiệm giúp chúng ta làm quen với hệ thống bảo vệ quá dòng cho các động không đồng bợ ba pha 2.2.Tóm tắt lý thuyết Bảo vệ quá dòng thường được sử dụng để bảo vệ động không đồng bộ ba pha chống lại các sự cố chạm pha tại cực từ của động ngắn mạch, bắn tia lửa điện cực động cơ… Dòng điện sự cố lớn rất nhiều lần so với chế độ làm việc thông thường của động Vì vậy rơ le quá dòng thường được sử dụng bởi vì giá trị đặt dòng điện cao, tác động nhanh, tin cậy và không đắt tiền (Hình 77) là sơ đồ bảo vệ quá dòng của động ba pha Hình 7-7 Bảo vệ quá dòng cho động ba pha 134 Các cuộn thứ cấp của các máy biến dòng được nối với tạo thành điểm trung tính Điểm trung tính này được nối với điểm trung tính của rơ le quá dòng Khi điều chỉnh dòng của rơ le quá dòng cần phải cẩn thận Nó phải lớn dòng khởi động để rơ le không tác động động khởi động Nhưng nó cũng phải đủ thấp để đảm bảo độ nhạy của hệ thống bảo vệ ‫ ٭‬Tóm tắt bài thí nghiệm Trong phần đầu thực hành, lắp đặt thiết bị lên EMS Workstation Protective Relaying Control station Phần thứ hai, nối kết thiết bị (hình 7-8) và (hình7- 9) Trong mạch này đợng ba pha được bảo vệ bằng hệ thống bảo vệ quá dòng Khi sự cố xảy ở các cực của động cơ, dòng sự cố qua máy biến dòng lớn và rơ le quá dòng tác động Nó tạo dòng điện chạy rơ le điều khiểnCR1 Công tắc tơ CR1-C đóng để ghi nhân sự cố và nút reset tương ứng sáng lên Công tắc tơ CR1-B mở để hở mạch CR1 để loại bỏ đông khỏi nguồn cung cấp Mở nguồn và điều chỉnh tải cho mô mem của động bằng với mô mem định mức đầy tải Bật và tắt nguồn một vài lần và quan sát hệ thống quá dòng làm việc có ổn định không động khởi động Tạo sự cố ở các cực của động cảm ứng và quan sát hoạt động của hệ thống bảo vệ quá dòng 2.3.Thiết bị thí nghiệm Interconnection Module, Power Supply, Universal Fault Module, Four-Pole Squirrel-Cage Induction Motor, Primer Mover/ Dynatometer, Transmission Grid (A), Current Transformers, AC Ammeter, AC Volmeter, EMS Workstation, Protective Relaying Control Station, dây đai, dây cáp 2.4 Trình tự thí nghiệm Nối nguồn Protective Relaying Control station với nguồn điện ba pha DC Power Supply Protective Relaying Control Station tắt Đưa công tắc cố Three-Phase Overcurrent Relay vị trí (off) sau nắp đặt lên Protective Relaying Control Station Đặt Universal Fault Module sau: TD1 thời gian trì hỗn………………………… … …………….~1 s SST1 thời gian tạm nghỉ…………………… …… …………… ~3 s SST2 thời gian tạm nghỉ…………………………………………~10 s Lắp đặt Interconnection Module, Power Supply, Universal Fault Module, Four-Pole Squirrel-Cage Induction Motor, Primer Mover/ Dynatometer, 135 Transmission Grid (A), Current Transformers, AC Ammeter, AC Volmeter lên EMS Workstation Hình 7-8 Sơ đồ kết nối thiết bị EMS Workstation Kiểm tra nguồn cung cấp phải tắt núm chỉnh điện áp chỉnh vị trí 136 Trên Current Transformers chắc chắn tất cả các công tắc đều được đặt ở vị trí (close) để ngắn mạch thứ cấp cho máy biến dòng Kết nối ngõ vào LOW POWER INPUT Primer Mover/ Dynatometter tới ngõ 24V Power Supply Trên Power Supply bật nguồn 24V AC Kết nối Interconnection Module nắp đặt EMS Workstation tới Interconection Panel Protective Relaying Control Station dây cáp Kết nối thiết bị (hình 7-8) và (hình7-9) Đặt sẵn thiết bị sau: Trên Primer Mover/ Dynatometer Công tắc MODE switch……………………DYNAMOMETER Công tắc DISPLAY…………………………………TORQUE Công tắc Load control……………………….………MANUAL Nút vặn MANUAL LOAD CONTROL………… MINIMUM Trên Transmission Grid (A) Công tắc S1 …………………………….…………… O (open) Trên Universal Fault Module Nút INITIATE FAULT………………….………….vị trí nhả Cơng tắc FAULT DURATION…………………….0,05 – 5s Chắc chắn máy biến dịng nối (hình 7-8) và ( hình7-9), sau bật cơng tắc CT4, CT5, CT6 hai Current Transformers sang vị trí O (open) Điều chỉnh giá trị đặt dòng điện Three-Phase Overcurrent Relay xấp xỉ 450% dòng đầy tải định mức động Bật nguồn DC Power Supply Protective Relaying Control Station Trên Transmission Grid (A), chỉnh công tắc S2 sang vị trí O (open) để mở cơng tắc tơ CR2 ngăn sự hoạt động của bảo vệ quá dòng và cho phép Three-Phase Overcurrent Relay hoạt động để quan sát 137 Hình 7-9 Sơ đồ kết nối thiết bị Protective Relaying Control Station Bật nguồn Power Supply và quan sát dòng điện của động hiển thị AC Ammeter Động bắt đầu quay Trên Primer Mover/ Dynatometer, chỉnh MANUAL LOAD CONTROL để mô mem của tải là 1.0.N.m ( hiển thị module display), là giá trị mô mem định mức đầy tải Tắt nguồn Power Supply 10 Bật nguồn Power Supply và quan sát dòng điện của động và tín hiệu tác động Three-Phase Overcurrent Relay Động bắt đầu quay 11 Lặp lại bước vài lần Hệ thống bảo vệ quá dòng có ổn định không khởi động động cơ? 12 Bật nguồn Power Supply Trên Universal Fault Module, ấn nút INITIATE FAULT để tạo cố tại các cực của động Đông thời quan sát dòng điện của động và tín hiệu tác động Three-Phase Overcurrent Relay Miêu tả hiện tượng xảy ra: -Trên Universal Fault Module, ấn nút INITIATE FAULT về vị trí nhả 138 13 Trên Transmission Grid (A), chỉnh cơng tắc S2 sang vị trí để đóng công tắc tơ CR2, cho phép hệ thống bảo vệ quá dòng hoạt động Trên Universal Fault Module, ấn nút INITIATE FAULT để tạo cố tại các cực của động Đông thời quan sát dòng điện của động và tín hiệu tác động Three-Phase Overcurrent Relay Miêu tả hiện tượng xảy ra: -Trên Universal Fault Module, ấn nút INITIATE FAULT về vị trí nhả 14 Tắt nguồn Power Supply Tắt nguồn DC Power Supply Protective Relaying Control Station Tháo rời tất dây nối cáp 2.5 Kết luận Trong bài thí nghiệm này, chúng ta biết được hệ thống bảo vệ quá dòng thường được áp dụng để bảo vệ các sự cố về pha tại các đầu cực của động Trong hầu hết các trường hợp thường sử dụng rơ le quá dòng cắt nhanh có dòng tác động lớn các sự cố này thường có dòng lớn so với dòng khởi động của động 3.Bảo vệ chống tượng rơi tốc động Mục tiêu: - Lắp đặt hệ thống bảo vệ chống tượng rơi tốc động - Kiểm tra/xác định hư hỏng/ thay linh kiện mạch 3.1 Mục đích thí nghiệm Bài thí nghiệm trang bị cho học viên làm quen với việc động chống lại hiện tượng rơi tớc 3.2 Tóm tắt lý thuyết Khi đợng rơi tốc lúc vận hành hoặc động không thể khởi động quá tải, dòng điện cuộn dây quấn stato sẽ tăng đến giá trị dòng điện hãm động và động phát nóng tổn hao đồng tăng cao Làm cho động quá nhiệt nhanh chóng Khi đó cần phải nhanh chóng loại bỏ động khỏi nguồn cung cấp Trong một vài trường hợp bảo vệ quá tải cũng có thể bảo vệ được hiện tượng rơi tốc Còn một vài trường hợp khác thì nó không bảo vệ được hiện tượng rơi tốc 139 Điều này phụ thuộc vào đặc tính của động và đặc tính nhiệt của rơ le quá tải Khi bảo vệ quá tải của động không tác động có hiện tượng rơi tốc thì cần phải có một hệ thống bảo vệ chống rơi tốc độc lập để bảo vệ động Hiện tượng rơi tốc động không thể được bảo vệ bằng việc kiểm tra đơn giản các dòng điện của stato động bởi vì dòng khởi động và dòng điện của động bị khóa ( dòng điện mà động ngừng chạy) của hầu hết các động là xấp xỉ bằng nhau, (hình 7-10) Tuy nhiên hầu hết các ứng dụng, thời gian khởi động của động ngắn nhiều so với thời gian chịu đựng của sự rơi tốc động cơ, được chỉ (hình 7-10ª) Do đó, sự bảo vệ chống lại sự rơi tốc của động có thể được thực hiện bằng cách sử dụng rơ le quá dòng AC thời gian xác định Hình 7-10 Sơ đồ quan hệ dòng điện – thời gian Hình 7-11; là một sơ đồ đơn giản của hệ thống bảo vệ chống rơi tốc của động Trong hệ thống này có một rơ le quá dòng ba pha, thời gian xác định sẽ kiểm tra dòng điện stato của động ba pha thông qua các máy biến dòng Khi dòng điện stato vượt quá giá trị đặt dòng điện của rơ le suốt một khoảng thời gian lớn 140 khoảng thời gian đã được đặt trước cho rơ le, rơ le bảo vệ sẽ tác động ngắt và làm ngắt kết nối giữa động với nguồn cung cấp Hình 7-11 Sơ đồ bảo vệ chống dừng cho động ba pha ‫ ٭‬Tóm tắt bài thí nghiệm Trong phần đầu thực hành, lắp đặt thiết bị lên EMS Workstation Protective Relaying Control station Phần thứ hai, nối kết thiết bị (hình 7-12)và (hình7-13) Trong mạch này đợng ba pha được bảo vệ bằng hệ thống bảo vệ chống rơi tốc cho động Khi động rơi tốc sẽ tạo một dòng điện lớn chạy các máy biến dòng các dây pha và rơ le quá dòng ba pha thời gian xác định sẽ tác động ngắt sau mội khoảng thời gian đặt trước Nó tạo dòng điện chạy rơ le điều khiểnCR1 Công tắc tơ CR1-C đóng để ghi nhân sự cố và nút reset tương ứng sáng lên Công tắc tơ CR1-B mở để hở mạch CR1 để loại bỏ đông khỏi nguồn cung cấp Phần thứ ba của bài thí nghiệm, chúng ta chỉnh định giá trị đặt dòng điện và thời gian trễ của rơ le quá dòng AC Khi bảo vệ chống rơi tốc của động không làm việc và động rơi tốc lúc vận hành Ta sẽ làm cho hệ thống bảo vệ hoạt động trở lại và quan sát sự hoạt động của nó động khởi động bình thường, động rơi tốc lúc vận hành và động rơi tốc lúc khởi động 141 3.3 Thiết bị thí nghiệm Interconnection Module, Power Supply, Four-Pole Squirrel-Cage Induction Motor, Primer Mover/ Dynatometer, Transmission Grid (A), Current Transformers, AC Ammeter, AC Volmeter, Protective Relaying Control Station, EMS Workstation, dây đai và dây cáp 3.4 Trình tự thí nghiệm Nối nguồn Protective Relaying Control station với nguồn điện ba pha DC Power Supply Protective Relaying Control Station tắt Đưa công tắc cố Three-Phase Overcurrent Relay vị trí (off) sau nắp đặt lên Protective Relaying Control Station Hình 7-12 Sơ đồ kết nối thiết bị EMS Workstation 142 Lắp đặt Interconnection Module, Power Supply, Four-Pole Squirrel-Cage Induction Motor, Primer Mover/ Dynatometer, Transmission Grid (A), Current Transformers, AC Ammeter, AC Volmeter lên EMS Workstation Liên kết khí giữa Four-Pole Squirrel-Cage Induction Motor với Primer Mover/ Dynatometer bằng dây cu roa Lắp Inertia Wheel ( bánh xe quán tính) lên trục động Four-Pole SquirrelCage Induction Motor Đảm bảo các thiết bị an toàn của Inertia Wheel được xiết chặt Kiểm tra nguồn cung cấp phải tắt núm chỉnh điện áp chỉnh vị trí Trên Current Transformers chắc chắn tất cả các công tắc đều được đặt ở vị trí (close) để ngắn mạch thứ cấp cho máy biến dòng Kết nối ngõ vào LOW POWER INPUT Primer Mover/ Dynatometter tới ngõ 24V Power Supply Trên Power Supply bật nguồn 24V AC Hình 7-13 Sơ đồ kết nối thiết bị Protective Relaying Control Station 143 Những đặc tính của động ba pha Kết nối Interconnection Module nắp đặt EMS Workstation tới Interconection Panel Protective Relaying Control Station dây cáp Kết nối thiết bị (hình 7-12) (hình 7-13) Đặt sẵn thiết bị sau: Trên Primer Mover/ Dynatometer Công tắc MODE switch……………………DYNAMOMETER Công tắc DISPLAY…………………………………TORQUE Công tắc Load control……………………….………MANUAL Nút vặn MANUAL LOAD CONTROL………… MINIMUM Trên Transmission Grid (A) Công tắc S1 …………………………….…………… O (open) Chắc chắn công tắc CT4, CT5, CT6 hai Current Transformers sang vị trí O (open) Mở nguồn DC Power Supply Protective Relaying Control Station Trên Transmission Grid (A), chỉnh công tắc S2 sang vị trí để mở cơng tắc tơ CR2 làm ngăn chặn hoạt động của hệ thống bảo vệ chống rơi tốc Bật nguồn Power Supply và quan sát dòng điện của động hiển thị AC Ammeter Động bắt đầu quay Ghi lại giá trị của dòng điện động vào ô trống: Dòng động không tải:…………….A Trên Primer Mover/ Dynatometer, chỉnh MANUAL LOAD CONTROL để mô mem của tải là 1.0.N.m ( hiển thị module display), là giá trị mô mem định mức đầy tải Ghi lại giá trị của dòng điện động vào ô trống: Dòng động đầy tải:…………….A Tắt nguồn Power Supply, chờ cho đến động ngừng quay Bật nguồn Power Supply và quan sát dòng điện của động hiển thị AC Ammeter Động bắt đầu quay Lặp lại thao tác này vài lần để ước lượng giá trị dòng khởi động của động Ghi lại giá trị của dòng điện động vào ô trống: Dòng khởi động động cơ:…………….A 10 Tắt nguồn Power Supply, chờ cho đến động ngừng quay Bật nguồn Power Supply và bấm đồng hồ tính thời gian động khởi động Ghi nhận thời gian dòng điện của động giảm còn khoảng hai lần so với dòng điện định mức của động 144 Lặp lại thao tác này vài lần để ước lượng thời gian khởi động của động Ghi lại giá trị thời gian khởi động vào ô trống: Thời gian khởi động động cơ:………s 11 Để động quay khoảng phút sau đó tắt nguồn Power Supply, chờ cho đến động ngừng quay, sau đó sờ thử vào vỏ của động xem nó bình thường, ấm hay nóng? 12 Bật nguồn Power Supply, động sẽ khởi động Trên Primer Mover/ Dynatometer, chỉnh MANUAL LOAD CONTROL để mô mem của tải của động là cực đại Tốc độ của động sẽ giảm một cách nhanh chóng ( động rơi tốc) Sau 45s, tắt nguồn Power Supply Ghi lại giá trị dòng điện động rơi tốc vào ô trống: Dòng động rơi tốc:…………….A Chờ khoảng phút, sau đó sờ thử vào phía ngoài của động xem nó bình thường, ấm hay nóng? Bảo vệ chống rơi tốc cho động ba pha 13 Điều chỉnh giá trị đặt dòng điện Three-Phase Overcurrent Relay xấp xỉ 250% dòng đầy tải định mức của đợng ba pha Đặt thời gian trì hoãn Three-Phase Overcurrent Relay xấp xỉ 2,5s 14 Trên Primer Mover/ Dynatometer, chỉnh MANUAL LOAD CONTROL tới vị trí MIN Bật nguồn Power Supply, động sẽ khởi động Trên Primer Mover/ Dynatometer, chỉnh MANUAL LOAD CONTROL để mô mem của tải là 1.0.N.m Tắt nguồn Power Supply, chờ cho đến động ngừng quay 15 Bật nguồn Power Supply và quan sát dòng điện của động hiển thị AC Ammeter và tín hiệu tác đông Three-Phase Overcurrent Relay Động bắt đầu quay Miêu tả hiện tượng xảy -16 Tắt nguồn Power Supply Điều chỉnh thời gian trì hỗn Three-Phase Overcurrent Relay khoảng – 7s 145 Bật nguồn Power Supply và quan sát dòng điện của động hiển thị AC Ammeter và tín hiệu tác đông Three-Phase Overcurrent Relay Động bắt đầu quay Miêu tả hiện tượng xảy -17 Trên Primer Mover/ Dynatometer, chỉnh MANUAL LOAD CONTROL để mô mem của tải của động là cực đại Tốc độ của động sẽ giảm một cách nhanh chóng Đồng thời quan sát dòng điện của động hiển thị AC Ammeter và tín hiệu tác đông Three-Phase Overcurrent Relay Tắt nguồn Power Supply Miêu tả hiện tượng xảy -18 Trên Primer Mover/ Dynatometer, chỉnh MANUAL LOAD CONTROL tới vị trí MIN Bật nguồn Power Supply, động sẽ khởi động Trên Primer Mover/ Dynatometer, chỉnh MANUAL LOAD CONTROL để mô mem của tải là 1.0.N.m Tắt nguồn Power Supply, chờ cho đến động ngừng quay 19 Trên Transmission Grid (A), chỉnh công tắc S2 sang vị trí để đóng cơng tắc tơ CR2 đưa hệ thống bảo vệ vào hoạt động Bật nguồn Power Supply và quan sát dòng điện của động hiển thị AC Ammeter và tín hiệu tác đông Three-Phase Overcurrent Relay Động bắt đầu quay Miêu tả hiện tượng xảy -20 Trên Primer Mover/ Dynatometer, chỉnh MANUAL LOAD CONTROL để mô mem của tải của động là cực đại Tốc độ của động sẽ giảm một cách nhanh chóng Đồng thời quan sát dòng điện của động hiển thị AC Ammeter và tín hiệu tác đông Three-Phase Overcurrent Relay Tắt nguồn Power Supply 146 Miêu tả hiện tượng xảy -21 Trên Control Relay Protective Relaying Control Station, nhấn nút RESET rơ le điều khiển CR1 để khởi động lại hệ thống bảo vệ chống rơi tốc cho động Bật nguồn Power Supply và quan sát dòng điện của động hiển thị AC Ammeter và tín hiệu tác đông Three-Phase Overcurrent Relay Động bắt đầu quay Miêu tả hiện tượng xảy -22 Tắt nguồn Power Supply Tắt nguồn DC Power Supply Protective Relaying Control Station Tháo rời tất dây nối cáp 3.5 Kết luận Trong bài thí nghiệm này, chúng ta nhận thấy rằng động ba pha bị rơi tốc, tổn hao đồng gia tăng đáng kể làm cho nhiệt độ của động tăng mạnh Khi thời gian khởi động của động ngắn nhiều so với thời gian chống lại sự ngừng quay của động cơ, một rơ le quá dòng AC thời gian xác định có thể được sử dụng để tạo sự ngắt kết nối giữa động với nguồn CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP 1.Trình bầy nội dung thí nghiệm bảo vệ cố cuộn dây quấn stato ? 2.Trình bầy nội dung thí nghiệm bảo vệ dòng động cảm ứng ba pha ? 3.Trình bầy nội dung thí nghiệm bảo vệ chống tượng rơi tốc động ? 147 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Tài liệu hướng dẫn thực tập bảo vệ rơle hãng Lab-Volt [2] Nguyễn Xuân Phú, Nguyễn Công Hiền, Nguyễn Bội Khê, Cung cấp điện, NXB Khoa học Kỹ thuật 1998 [3] Trần Thế Sang, Nguyễn Trọng Thắng, Hướng dẫn thiết kế lắp đặt mạng điện công nghiệp, NXB Đà nẵng 2001 [4] Nguyễn Xuân Phú, Tính tốn cung cấp lựa chọn thiết bị khí cụ điện, NXB Giáo dục 1998 [5] Lã Văn Út, Tính tốn ngắn mạch, NXB Giáo dục [6] Trần Đình Long, Bảo vệ hệ thống điện, NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội [7] Trần Quang Khánh, Bảo vệ rơ le tự động hóa hệ thống điện, NXB Giáo dục ... loại bảo vệ thường không đủ độ nhạy Bảo vệ so lệch có hãm cung cấp độ nhạy tốt sử dụng rơ le có cuộn hãm Các cuộn ngăn tác động ngắt rơ le bảo vệ có dịng điện lớn chạy qua thiết bị bảo vệ Bảo vệ. .. rơ le bảo vệ có tăng dịng khơng cân tăng mạnh dòng điện chạy qua thiết bị bảo vệ Kết quả, giá trị đặt rơ le giảm xuống độ nhạy bảo vệ tăng lên (Hình 1-3) Miêu tả sơ đồ đơn giản hệ thống bảo vệ. .. thống bảo vệ cơng suất ngược bao gồm biến dịng, biến điện áp rơ le bảo vệ công suất ngược Khi công suất tác dụng đổi chiều, rơ le cơng suất ngược tác động Q trình cắt dịng điện cuộn phụ rơ le bắt