Chương 4 bảo vệ chống chạm đất

32 Chương 4: BẢO VỆ CHỐNG CHẠM ĐẤT I Bảo vệ dịng thứ tự khơng Trong mạng có dịng chạm đất lớn: Bảo vệ dịng thứ tự khơng thực nhờ rơle RI nối vào lọc dòng thứ tự khơng LIo Hình 4.2 : Kết hợp sơ đồ lọc - rơle dịng thứ tự khơng với sơ đồ khuyết Hình 4.1 : Sơ đồ nối rơle vào lọc dịng thứ tự khơng gồm 3BI I.1 Dòng qua rơle: Khi chiều dòng điện chấp nhận sơ đồ hình 4.1 4.2, dòng điện qua rơle RI bằng: IR = Ia+ Ib+ Ic Dòng thứ BI tương ứng với sơ đồ thay (hình 2.13) là: ω I T = I 'S − I ' µ = S (I S − I µ ) ωT ω Ví dụ: I a = S (I A − I A µ ) ωT ω ω Vì vậy: I R = S (I A + I B + I C ) − S ( I A µ + I Bµ + I Cµ ) ωT ωT Tổng dịng từ hóa máy biến dịng quy đổi phía thứ cấp chúng gọi dịng khơng cân thứ cấp lọc: ω (4.1) I KCBT = S (I A µ + I Bµ + I Cµ ) ωT ωT Tổng: I A + I B + I C = 3I ; = nI ωS 3I Vậy: IR = − I KCBT (4.2) nI Như bảo vệ tác động dạng ngắn mạch có tạo nên dòng Io (ngắn mạch chạm đất) 33 Đối với lọc dùng BI lí tưởng có Iµ = IKCBT = Tuy nhiên thực tế BI ln ln có dịng từ hóa dịng từ hóa pha khác dịng sơ pha có trị số nhau, IKCBT ≠ I.2 Dịng khởi động bảo vệ: Trong tình trạng làm việc bình thường ngắn mạch pha (khơng chạm đất) dịng thứ tự khơng I0 = Do để bảo vệ không tác động ngắn mạch pha vùng bảo vệ cần chọn: IKĐ = kat IKCBStt (4.4) Dịng IKCBStt tính tốn trường hợp ngắn mạch ngồi khơng chạm đất cho dòng lớn Đồng thời để phối hợp độ nhạy bảo vệ thứ tự khơng dịng khởi động bảo vệ đoạn sau (gần nguồn hơn) phải chọn lớn bảo vệ đoạn trước Dịng khởi động bảo vệ thứ tự không thường bé nhiều so với dòng làm việc cực đại đường dây nên độ nhạy cao I.3 Thời gian làm việc: Bảo vệ dịng thứ tự khơng có đặc tính thời gian độc lập, chọn theo nguyên tắc bậc thang Xét ví dụ mạng hở có nguồn cung cấp có trung tính nối đất điểm đầu nguồn (hình 4.3) Bảo vệ 2a trạm B, C chỉnh định không thời gian (thực tế t2a ≈ 0,1 giây) thời gian tác động bảo vệ đường dây là: t3a = t2a + ∆t ; t4a = t3a + ∆t Trên đồ thị hình 4.3 vẽ đặc tính thời gian bảo vệ ÷ làm nhiệm vụ chống ngắn mạch nhiều pha mạng Từ hình 4.3 điều trình bày ta thấy ưu điểm bảo vệ dịng thứ tự khơng so với bảo vệ nối vào dịng pha tồn phần thời gian làm việc bé độ nhạy cao Hình 4.3 : Đặc tính thời gian bảo vệ dịng TTK bảo vệ 34 nối vào dòng pha mạng có trung tính nối đất trực tiếp II Bảo vệ dịng thứ tự khơng Trong mạng có dịng chạm đất bé: Trong mạng có dịng điện chạm đất bé (trung tính khơng nối đất nối đất qua cuộn dập hồ quang) giá trị dòng điện chạm đất pha thường khơng q vài chục Ampere Ví dụ mạng cáp, để chạm đất pha không chuyển thành ngắn mạch nhiều pha chạm đất lớn cho phép vào khoảng 20÷30A Những bảo vệ dùng rơle nối vào dịng điện pha tồn phần khơng thể làm việc với dòng điện sơ cấp bé vậy, người ta dùng bảo vệ nối qua lọc dịng điện thứ tự khơng Bảo vệ đặt đầu đường dây AB phía trạm A mạng có trung tính cách đất (hình 4.15) II.1 Dòng khởi động: Dòng khởi động bảo vệ xác định theo điều kiện chọn lọc: Bảo vệ không tác động chạm đất hướng bảo vệ Hình 4.15 : Chạm đất pha mạng có trung tính cách đất Ví dụ pha C đường dây AC bị chạm đất điểm N’ (hình 4.14), qua bảo vệ đặt đường dây AB có dịng 3I0CD điện dung COD pha đường dây bảo vệ đất Đồ thị dòng điện dung pha đường dây AB thành phần thứ tự không chúng hình 4.16 Để bảo vệ khơng tác động cần chọn: IKĐ ≥ kat 3IoCD (4.7) kat: hệ số an tồn, có kể đến ảnh hưởng dịng dung q độ vào thời điểm đầu chạm đất (có thể lớn giá trị ổn định nhiều) Đối với bảo vệ tác động không thời gian cần phải chọn kat = ÷ 5, bảo vệ tác động có thời gian chọn kat bé Tuy nhiên chạm đất thường lặp lặp lại rơle phải chịu tác động xung dòng điện liên tiếp, dù bảo vệ tác động có thời gian khơng thể chọn kat thấp ÷ 2,5 II.2 Thời gian làm việc: Khi bảo vệ tác động báo tín hiệu khơng cần chọn thời gian làm việc theo điều kiện chọn lọc, bảo vệ thường làm việc khơng thời gian Có số bảo vệ theo điều kiện an tồn cần phải tác động khơng có thời gian cắt chạm đất, cịn lại nói chung bảo vệ tác động cắt với thời gian chọn theo nguyên tắc bậc thang 35 II.3 Độ nhạy: Khi chạm đất vùng bảo vệ, ví dụ điểm N” pha C đường dây AB (hình 4.15), để bảo vệ tác động cần phải thực điều kiện: IBV ≥ IKĐ Trong : IBV - dòng điện qua bảo vệ Dòng qua bảo vệ IBV sinh điện dung pha phần khơng hư hỏng hệ thống (đó điện dung đẳng trị C0đt): IBV = 3I0Cđt = ω C0đt.Up Điện dung tổng CoΣ pha toàn hệ thống đất là: CoΣ = C0đt + C0D vậy: IBV = 3ω(CoΣ - C0D).Up (4.8) Vị trí điểm chạm đất N” đường dây bảo vệ không ảnh hưởng đến trị số dịng IBV, trở kháng cảm kháng đường dây nhỏ so với dung kháng Độ nhạy bảo vê đặc trưng hệ số độ nhạy: 3ω(C0Σ − C0D ) U p I K n = BV = I KÂ I KÂ Khi chạm đất qua điện trở trung gian cần phải có Kn ≥ 1,25 ÷ 1.5 Hình 4.19 : Bố trí bảo vệ chống chạm đất Để nhanh chóng phát phần tử bị chạm đất nên đặt bảo vệ báo tín hiệu tất đầu đường dây (hình 4.19) Khi xuất chạm đất (ví dụ điểm N) cách kiểm tra dần tín hiệu bảo vệ từ đầu nguồn A đến trạm C xác định đoạn đường dây bị chạm đất  ... kiện chọn lọc: Bảo vệ khơng tác động chạm đất ngồi hướng bảo vệ Hình 4. 15 : Chạm đất pha mạng có trung tính cách đất Ví dụ pha C đường dây AC bị chạm đất điểm N’ (hình 4. 14) , qua bảo vệ đặt đường... đất trực tiếp II Bảo vệ dịng thứ tự khơng Trong mạng có dịng chạm đất bé: Trong mạng có dịng điện chạm đất bé (trung tính khơng nối đất nối đất qua cuộn dập hồ quang) giá trị dòng điện chạm đất. .. bày ta thấy ưu điểm bảo vệ dịng thứ tự khơng so với bảo vệ nối vào dịng pha tồn phần thời gian làm việc bé độ nhạy cao Hình 4. 3 : Đặc tính thời gian bảo vệ dòng TTK bảo vệ 34 nối vào dòng pha