BẢO vệ RƠLE RELAYING PROTECTION

BẢO VỆ RƠLE RELAYING PROTECTION Biên soạn: TS Nguyễn Đức Tường ThS Nguyễn Duy Trường GIỚI THIỆU HỌC PHẦN BVRL Tổng quan Bảo vệ rơle Các nguyên tắc thực bảo vệ Bảo vệ đường dây tải điện Bảo vệ máy biến áp Bảo vệ máy phát điện Bảo vệ hệ thống góp CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ BẢO VỆ RƠLE MỘT SỐ ĐỊNH NGHĨA VÀ KHÁI NIỆM  Bảo vệ rơ le gì? Là hệ thống bao gồm nhóm thiết bị trang bị cho HTĐ nhằm đảm bảo an toàn cho người thiết bị điện lực khỏi ảnh hưởng cố The “Sentinels” MỘT SỐ ĐỊNH NGHĨA VÀ KHÁI NIỆM  Tại phần tử thiết bị điện HTĐ cần phải bảo vệ? Các biến động nhỏ:  Nguyên nhân: chế độ làm việc khác nguồn và/hoặc tải gây biến động nhỏ làm lệch thông số hệ thống U, f… giới hạn định  Giải pháp: sử dụng thiết bị điều khiển để đưa tham số trở giá trị tối ưu => Hiệu kinh tế cao  Thực hiện:  Thao tác tự động tay như:  Tăng/giảm tần số cách tăng/giảm hơi, nước, gas nhà máy điện,  Điều chỉnh điện áp cách thay đổi điện dung nút (bù),  Tự động thay đổi đầu phân áp máy biến áp MỘT SỐ ĐỊNH NGHĨA VÀ KHÁI NIỆM  Tại phần tử thiết bị điện HTĐ cần phải bảo vệ? Các biến động lớn: Các nguyên nhân chủ quan, khách quan gây lên biến động lớn:  Gây nguy hiểm cho thiết bị điện, phần tử toàn HT  Các thiết bị điều khiển phục hồi thông số phận hay toàn HT  Giải pháp: Trang bị Bảo vệ rơ le để cô lập cố trì điều kiện bình thường hệ thống  Thực hiện: thiết kế sơ đồ bảo vệ phù hợp với đối tượng cụ thể ĐZK, MBA, TG, MF, … MỘT SỐ ĐỊNH NGHĨA VÀ KHÁI NIỆM  Tại phần tử thiết bị điện HTĐ cần phải bảo vệ? SỰ CỐ TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN  Loại nguyên nhân cố htđ Loại cố Sự cố cách điện Nguyên nhân gây cố - Lỗi thiết kế Sản xuất không cách Lắp đặt không phù hợp Già hóa cách điện Do nhiễm Sự cố gây tác động điện - Do xung sét - Do xung đóng cắt - Quá điện áp độ Sự cố gây tác động nhiệt - Sự cố gây tác động khí - Lực điện động - Tác động từ bên ngồi Hư hỏng phận làm mát Q dịng điện Quá điện áp Nhiệt độ môi trường SỰ CỐ TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN  Đặc tính cố ngắn mạch  Góc cố [1] Cấp điện áp (kV) Góc ngắn mạch (o) 6-23 20-45 23-69 45-70 69-230 60-80 ≥ 230 75-85  Tỉ lệ cố TỈ LỆ SỰ CỐ TRÊN CÁC PHẦN TỬ ĐZK 85% TỈ LỆ LOẠI SỰ CỐ pha-đất 80% TG 12% pha pha pha-đất 10% 5% 5% MF&MBA 3% [1] Walter A Elmore, “Protective Relaying Theory and Applications”, Second Edition, Marcel Dekker, 2003 MỘT SỐ ĐỊNH NGHĨA VÀ KHÁI NIỆM  Bảo vệ rơ le cần phải làm nhiệm vụ gì?  Thường xun giám sát thơng số thiết bị điện HT  So sánh đại lượng vật lý để phân biệt cố nguy hiểm với chế độ làm việc bình thường  Đưa định cô lập (cắt) phần tử bị cố  Cấp báo tín hiệu tới người trực, trung tâm điều độ và/hoặc thiết bị điều khiển khác MÁY BIẾN ĐIỆN ÁP  Sơ đồ đấu dây VT Đấu điện áp dây RL RL RL Đấu điện áp pha RL RL RL a b c Sơ đồ đấu Y/Y a b c Y thiếu MÁY BIẾN ĐIỆN ÁP  Sơ đồ đấu dây VT 3U0 Y0 /Y0/ U R  U a  Ub  Uc  U A  U B  U C 3U  kU kU BỘ LỌC SÓNG HÀI Hamonic Filters (HF) BỘ LỌC SÓNG HÀI Nhiệm vụ: Tách thành phần dịng điện có tần số bậc cao khỏi thành phần Mục đích:  Đưa vào rơ le phục vụ bảo vệ,  Ngăn dập tắt không cho vào rơle, Thành phần lọc: o Lọc bậc (100 Hz) o Lọc bậc (250 Hz) BỘ LỌC SÓNG HÀI Nguyên lý: a) T L-C tạo cộng hưởng tần số 100Hz 250Hz L Svào a Bộ lọc hài b Bộ lọc lấy tần số (lọc hài) c Bộ lọc lấy hài bậc n R Sra C Sra b) T L Svào C Thành phần c) Hài bậc T Hài bậc Svào Svào L C1 C2 Sra NGUỒN THAO TÁC DC Source NGUỒN THAO TÁC Yêu cầu:  Độc lập với chế độ làm việc mạch lực,  Dung lượng đủ lớn để cung cấp cho thiết bị mạch rơ le máy cắt,  Mức điện áp hợp lý đảm bảo dao động giới hạn cho phép,  An toàn, tin cậy đơn giản Đặc điểm: o Xoay chiều (AC) dùng cho trạm nhỏ, o Một chiều (DC) dùng cho trạm lớn:  Ắc quy,  Tụ điện,  Chỉnh lưu AC/DC,  Điện áp 220 V 110 V dùng cho rơ le điều khiển,  Điện áp 60 V, 48 V 24 V dùng cho mạch tín hiệu truyền thơng NGUỒN THAO TÁC Bộ tụ Một số sơ đồ nguồn thao tác: VT - máy biến điện áp, RU - cuộn dây rơ le điện áp cực tiểu, D - diode nạp, R - điện trở nạp, C - tụ điện, D VT + ~ CU2/2 RU C - ACT + C ACT – máy biến dòng phụ, AVT – máy biến áp phụ R Từ CT AVT Từ VT Bộ chỉnh lưu MẠCH ĐIỀU KHIỂN Control circuits MẠCH ĐIỀU KHIỂN Được sử dụng để thực nhiệm vụ đóng/cắt theo yêu cầu hệ thống bảo vệ rơle tự đóng lại (+) Nguồn thao tác TĐ Rơle TĐ Duy trì Cuộn trì Đèn TH Cuộn TH Cuộn cắt MC TĐ phụ MC Rơle TH 52a (-) Nguồn thao tác MẠCH ĐIỀU KHIỂN Ví dụ: Mạch điều khiển rơle dịng điện 7SJ62 SIEMENS KÊNH TRUYỀN THƠNG Communication Channel KÊNH TRUYỀN THÔNG Áp dụng cho hệ thống bảo vệ đại sử dụng rơ le số Mục đích:  Truyền tín hiệu bảo vệ,  Truyền lệnh cắt, khóa từ xa,  Gửi thông tin đo lường U, I… Kiểu kênh truyền o o o o Đường dây “pilot” lắp đặt thuê Sóng mang tần số cao 50Hz Kênh tần số radio Kênh cáp quang SƠ ĐỒ TRUYỀN THÔNG 52 Bảo vệ 52 Đường dây truyền tải Bảo vệ từ xa Bảo vệ từ xa Lệnh cắt liên động Lệnh cắt liên động Cho phép cắt Cho phép cắt Khóa Khóa HT thơng tin Đo xa Kênh truyền thông HT thông tin Đo xa Điều khiển Điều khiển Thoại Thoại Dữ liệu Dữ liệu Bảo vệ SƠ ĐỒ TRUYỀN THÔNG Cắt liên động: Điều khiển mạch máy cắt chỗ gửi tín hiệu cắt tới máy cắt đối diện, nhằm đảm bảo đường dây chắn cắt Cho phép cắt: Rơ le liên tục giám sát lệnh cho phép cắt gửi từ rơ le khác tới Khi nhận lệnh cắt rơ le định cắt Khóa: Khóa bảo vệ nhận thấy cố vùng bảo vệ gửi lệnh khóa tới phía cuối đường dây ... PHẦN BVRL Tổng quan Bảo vệ rơle Các nguyên tắc thực bảo vệ Bảo vệ đường dây tải điện Bảo vệ máy biến áp Bảo vệ máy phát điện Bảo vệ hệ thống góp CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ BẢO VỆ RƠLE MỘT SỐ ĐỊNH NGHĨA... IEC 60617 I > Bảo vệ dòng điện chạm đất thời gian ngược I > Bảo vệ dòng điện chạm đất thời gian xác định U I> Bảo vệ dòng điện điều khiển/hãm theo điện áp 59 U> Bảo vệ áp 67 I> Bảo vệ q dịng có... MÃ SỐ RƠLE THEO TIÊU CHUẨN ANSI/IEC-IEEE Mã số ANSI/IEEE 37-2 Mô tả chức IEC 60.617 12 > Bảo vệ vượt tốc 14 < Bảo vệ thiểu tốc 21 Z< Bảo vệ khoảng cách 27 U< Chức điện áp cực tiểu (Bảo vệ thiểu