Giáo trình Bảo vệ rơ le và tự động hóa: Phần 2 - Trường ĐH Công nghiệp Quảng Ninh

Phần 2 của giáo trình Bảo vệ rơ le và tự động hóa tiếp tục cung cấp cho học viên những nội dung về: các hình thức bảo vệ khác; tự động điều chỉnh tần số; tự động điều chỉnh điện áp; tự động đóng nguồn dự trữ; tự động đóng trở lại nguồn điện;... Mời các bạn cùng tham khảo!

Chương CÁC HÌNH THỨC BẢO VỆ KHÁC 4.1 Bảo vệ khoảng cách 4.1.1 Nguyên lý tác động Một ngun lý bảo vệ có tính chọn lọc cao dựa đặc điểm phân bố điện áp ngắn mạch Điện áp điểm ngắn mạch N1 không tăng dần xa điểm ngắn mạch Nếu đo tỷ số U/IN biết tổng trở ngắn mạch, có nghĩa tổng trở ngắn mạch tỷ lệ khoảng cách đến điểm ngắn mạch Loại bảo vệ thực theo nguyên lý xác định khoảng cách từ nơi đặt bảo vệ đến điểm ngắn mạch gọi bảo vệ khoảng cách (BVKC) Thời gian trễ bảo vệ phụ thuộc vào khoảng cách lN, tăng dần với lN, có nghĩa bảo vệ đặt gần điểm ngắn mạch tác động trước, bảo vệ đặt xa tác động sau, điều cho phép trì chọn lọc bảo vệ mạng điện có cấu trúc Sơ đồ nguyên lý bảo vệ khoảng cách bố trí hình 4.1 Hình 4.1 Sơ đồ nguyên lý bảo vệ khoảng cách Cơ cấu chủ yếu bảo vệ khoảng cách rơle khoảng cách hay cịn gọi rơle tổng trở, phản ứng theo tỷ lệ áp dòng chạy qua cuộn dây Trên sơ đồ (Hình 4.1) giả sử ngắn mạch xảy điểm N1 điện áp dư mạng U điểm ngắn mạch tăng dần phía nguồn, bảo vệ khoảng cách lN so với điểm ngắn mạch có giá trị điện áp pha là: 89 U  I(3) N Z0 l N (4.1) Trong đó: I(3) N - dịng điện ngắn mạch ba pha; Z0 - suất tổng trở đơn vị chiều dài đường dây; lN - khoảng cách từ nguồn đến điểm ngăn mạch Điện áp đưa đến rơle UR  U I(3) Z l  N N kU kU (4.2) Trong đó: kU - hệ số biến áp Dòng điện đưa đến rơle IR  I(3) N ki (4.3) Trong đó: ki - hệ số biến dòng Như tổng trở giả tưởng hay tổng trở ảo cực rơle là: ZR  UR I(3) Z l k Z l k  N (3)N i  N i IR k U I N kU (4.4) Từ biểu thức (4.4) cho thấy ZR không phụ thuộc vào giá trị dòng áp mà xác định khoảng cách đến điểm ngắn mạch Trên sơ đồ hình 4.1 ngắn mạch xảy điểm N1 trước hết bảo vệ tác động, bảo vệ từ chối tác động lý bảo vệ tác động 4.1.2 Những phận bảo vệ khoảng cách tác động tương hỗ chúng Bộ phận khởi động làm nhiệm vụ bảo vệ xảy cố ngắn mạch: Thường dùng rơle dòng điện cực đại rơle tổng trở làm nhiệm vụ khởi động; Cơ cấu khởi động làm nhiệm vụ đo khoảng từ nơi đặt thiết bị bảo vệ đến nơi xảy ngắn mạch; Bộ phận tạo thời gian làm việc, trì khoảng thời gian trễ cho bảo vệ 90 Hình 4.2 Sơ đồ nguyên lý pha bảo vệ khoảng cách Bộ phận xác định chiều công suất xác định cho mạng điện kín làm nhiệm vụ ngăn chặn không cho bảo vệ tác động chiều công suất ngắn mạch từ đường dây vào Người ta thường dùng rơle hướng công suất làm nhiệm vụ xác định chiều công suất Sau hình 4.2, xét ví dụ bảo vệ khoảng cách có đặc tính thời gian ba cấp: Cấp I: Khi ngắn mạch xảy vùng 1, rơle RI; RZ1; RG; TH làm việc với thời gian t1 khơng lớn gửi tín hiệu cắt máy cắt MC Cấp II: Nếu ngắn mạch vùng thứ xa hơn, rơle RI; RZ2; Rt1; RG; TH làm việc với thời gian t2 gửi tín hiệu cắt máy cắt MC Cấp III: Nếu ngắn mạch vùng thứ 3, rơle RI; Rt2; RG; TH làm việc với thời gian t3 gửi tín hiệu cắt máy cắt MC Các rơle tổng trở khơng kiểm sốt vùng thứ bảo vệ trường hợp làm việc bảo vệ theo chiều dịng điện 4.1.3 Đặc tính thời gian làm việc vùng tác động bảo vệ khoảng cách 4.1.3.1 Đặc tính thời gian Đặc tính thời gian bảo vệ khoảng cách phụ thuộc thời gian tác động khoảng cách đến điểm ngắn mạch Hiện người ta thường dùng loại bảo vệ khoảng cách có đặc tính thời gian cấp số lượng vùng bảo vệ cấp thời gian thường Chiều dài vùng bảo vệ thời gian vùng điều chỉnh 91 Hình 4.3 Đặc tính thời gian bảo vệ khoảng cách Vùng bảo vệ 1: Thời gian tác động t1 bé (gồm thời gian làm việc thân rơle máy cắt), chiếm 8085% chiều dài đoạn dây để bảo vệ tác động chọn lọc ngắn mạch đoạn đường dây sau Vùng bảo vệ 2: Thời gian tác động t2, chiếm khoảng 3040% chiều dài đoạn dây sau (để phối hợp với vùng thứ đoạn chọn lọc) t2= t1+ t Vùng bảo vệ 3: Thời gian tác động t3 dùng làm bảo vệ dự trữ cho đoạn bọc lấy toàn đoạn t3= t2+ t 4.1.3.2 Vùng tác động bảo vệ khoảng cách ba cấp Bảo vệ khoảng cách ba cấp dạng bảo vệ thường dùng đường dây Các vùng bảo vệ cấp cấp thiết lập theo hiệu chỉnh rơle tổng trở với điều kiện tổng trở giả tưởng cực rơle nhỏ tổng trở đường dây bảo vệ ZR< Zdd Nguyên tắc xây dựng vùng bảo vệ thể hình 4.4 Trong vùng rơle tác động tức thời khơng có thời gian trễ để đảm bảo điều kiện làm việc chọn lọc bảo vệ tổng trở khởi động bảo vệ vùng phải nhỏ tổng trở đoạn dây bảo vệ: ZIA  ZAB ZIA  K1.ZAB (4.5) Trong đó: K1- hệ số dự trữ kể đến tác động thiếu xác rơle ảnh hưởng điện trở độ nơi ngắn mạch, thường có giá trị khoảng 0,8 0,85 ZAB - tổng trở đoạn dây AB 92 Hình 4.4 Vùng tác động bảo vệ khoảng cách Trên hình 4.4 vùng bảo vệ đường dây AB đường dây BC phủ phần chiều dài đường dây Bảo vệ cấp đường dây AB đường dây BC có thời gian trễ (t2.A= t2.B) để đảm bảo chọn lọc cần phải có kết hợp bảo vệ theo điều kiện khởi động là: ZIIA  K (ZAB  K1.ZBC ) (4.6) Trong đó: ZIIA - Tổng trở khởi động bảo vệ cấp đường dây AB; ZBC- Tổng trở đường dây BC liền sau đường dây AB; K2- hệ số dự trữ lấy khoảng 0,70,8 Trong trường hợp liền sau đoạn AB có nhiều nhánh dây khác ZBC lấy giá trị nhỏ số tổng trở nhánh Ngoài giá trị tổng trở khởi động vùng xác định theo biểu thức sau: ZIIA  Zmin 1    (4.7) Trong đó: Zmin - tổng trở nhỏ từ điểm đặt bảo vệ A đến điểm cuối mạng điện; - hệ số tính đến sai số rơle khoảng cách, thường lấy giá trị khoảng = (0,050,1); - hệ số tính đến sai số máy biến dòng máy biến áp đo lường, thường lấy 0,1 93 Vùng bảo vệ cấp bao trùm phần lại đường dây ĐD1 (1520)% (3040)% chiều dài đoạn dây Tính tương tự tổng trở khởi động vùng là: ZIII A  K  Z AB  K (Z BC  K1.ZCD )  (4.8) Ngoài tổng trở khởi động vùng xác định theo biểu thức: ZIII A  k at ZAB  k at 1    II ZB kP (4.9) Trong đó: - hệ số tính đến khoảng an toàn vùng biên, thường lấy 0,1; kat- hệ số an toàn, thường lấy 1,2; kP- hệ số phân dịng, tính đến ảnh hưởng phụ tải nhánh dây; Z IIB - tổng trở khởi động vùng bảo vệ B Giá trị tổng trở khởi động rơle vùng bảo vệ A: ZIR.A  ZIA ki k  k1.ZAB i ku ku (4.10) Trong đó: ZAB- tổng trở đường dây Ab cần bảo vệ; Căn vào giá trị dòng khởi động rơle ZIR.A ta chọn nấc chỉnh định gần phía Z dI A xác định tổng trở khởi động thực tế bảo vệ khoảng cách: I Z Ikd.A  Zd.A nu ni (4.11) Hệ số nhạy rơle vùng xác định theo biểu thức: k nh  ZAB  1,5 ZIkd.A (4.12) Trong đó: ZIkd.A - tổng trở khởi động bảo vệ khoảng cách Đối với vùng khác q trình tính tốn thực tương tự Với việc thực nhiều vùng bảo vệ, cho phép nâng cao độ tin cậy nhờ kết hợp hỗ trợ vùng bảo vệ Chẳng hạn có cố ngắn mạch xảy vùng đoạn dây AB (điểm N1 hình 4.4) bảo vệ vùng tác động cắt máy cắt MCA với thời gian t1.A0, lý bảo vệ vùng từ chối tác động 94 bảo vệ vùng tác động với thời gian trễ t2.A vùng lại từ chối tác động bảo vệ vùng tác động với thời gian trễ t3.A Nếu ngắn mạch xảy điểm N2 thuộc vùng ĐD2 bảo vệ vùng tác động cắt MCB với thời gian t2.B, lý mà bảo vệ vùng 2B khơng tác động bảo vệ vùng 3A tác động cắt máy cắt MCA với thời gian trễ t3A 4.1.4 Yêu cầu sơ đồ nối phận khoảng cách Để bảo vệ làm việc đúng, phận khoảng cách cần phải làm việc cách rành rọt tổng trở từ chỗ đặt rơle đến chỗ ngắn mạch ZN< Zđặt không làm việc ZN> Zđặt, tổng trở khơng phụ thuộc vào giá trị dịng điện điện áp đặt vào cực rơle Đối với rơle nối vào điện áp dòng điện điều thực đảm bảo ZR cực chúng tỷ lệ với khoảng cách đến chỗ ngắn mạch Nếu phận khoảng cách dùng để bảo vệ chống nhiều dạng ngắn mạch khác nhau, chúng cần phải làm việc độc lập với dạng ngắn mạch Khi khơng thực điều kiện bảo vệ cắt không chọn lọc vùng bảo vệ bị thu hẹp lại 4.1.5 Các yếu tố ảnh hưởng đến độ nhạy bảo vệ khoảng cách 4.1.5.1 Ảnh hưởng điện trở độ Điện trở độ làm tăng tổng trở đầu cực rơle làm cho điểm ngắn mạch dường lùi xa bảo vệ tác động với thời gian trễ lớn khơng tính chọn lọc Giá trị tổng trở đo đến chỗ ngắn mạch Z d' có tính đến điện trở q độ là: Z'd  Zd  0,5R qd (4.13) Trong đó: Zd- tổng trở thực tế đường dây; Rqd- giá trị điện trở siêu độ (điện trở hồ quang) Sở dĩ có hệ số 0,5 điện trở độ chỗ ngắn mạch chia cho hai pha Giá trị điện trở độ thường khó xác định, thực tế người ta áp dụng số biểu thức thực nghiệm biểu thức Warringtion: 95 R qd  28700(a  v.t N ) I1,4 N (4.14) Trong đó: a - khoảng cách trung bình pha, m; v- vận tốc gió cực đại tác động đến đối tượng bảo vệ, m/s; tN- thời gian cắt dòng ngắn mạch, s; IN- dòng điên ngắn mạch, A; 4.1.5.2 Ảnh hưởng dòng điện bổ sung từ trạm biến áp Trong trường hợp chỗ đặt bảo vệ điểm ngắn mạch có thêm nguồn phụ (Hình 5.5a) Điện áp cực rơle lúc là: UR= IAC.ZAC+ ICN.ZCN (4.15) Trong đó: ICN= IAC+IBC Vậy: UR= IAC.ZAC+ (IAC+IBC).ZCN (4.16) Dòng điện vào rơle trường hợp IR= IAC Hình 4.5 Sơ đồ giải thích ảnh hưởng dịng điện bổ xung bảo vệ khoảng cách Vậy tổng trở đầu cực rơle: ZR   UR I   Z AC    BC  ZCN  Z AC  k P Z CN (4.17) IR I AC   Trong đó: kP - hệ số phân dịng kP  1 I BC 1 I AC (4.18) Như có nguồn điện bổ sung điểm ngắn mạch dường xa tổng trở đầu cực rơle lớn Trường hợp có phân dịng sơ đồ hình 4-5b: 96 Dịng điện chạy cuộn dây rơle IAC= ICN+ICM ICN= IAC- ICM (4.19) Điện áp cực rơle UR= IAC.ZAC+ ICN.ZCN= IAC.ZAC+(IAC- ICM).ZCN (4.20) Dòng vào rơle trường hợp xác định IR= IAC Vậy tổng trở đầu cực rơle ZR  UR I  ZAC  (1  CM ).ZCN  ZAC  k P ZCN (4.210) IR I AC Trong hệ số phân dịng: k P   ICM 1 I AC (4.22) Như điểm ngắn mạch gần rút gần lại phía đặt thiết bị bảo vệ khoảng cách 4.2 Bảo vệ rơle khí Bảo vệ rơle khí lắp đặt để bảo vệ cho máy biến áp, máy biến áp tự ngẫu, thiết bị biến đổi cuộn cản kháng làm mát dầu có bình dãn nở dầu Bảo vệ bắt buộc phải sử dụng máy biến áp có cơng suất từ 6300kVA trở lên từ 1000 ÷ 4000kVA khơng trang bị hình thức bảo vệ so lệch dọc bảo vệ cắt nhanh Đối với máy biến áp trang bị cho nội phân xưởng có cơng suất từ 630kVA trở lên bắt buộc phải trang bị hình thức bảo vệ này, khơng phụ thuộc vào hình thức bảo vệ cắt nhanh khác có hay khơng Bảo vệ rơle khí ứng dụng rộng rãi nhạy cảm với cố hỏng hóc bên thùng dầu (ngắn mạch vòng dây) sinh tia lửa điện phần tử bị nung nóng mức dẫn đến dầu bị bốc Cường độ hình thành luồng khí thành phần hóa học phụ thuộc vào đặc điểm qui mơ hỏng hóc Do cố nhẹ bảo vệ cần tác động báo tín hiệu, cố nặng truyền tín hiệu tới cắt máy cắt Sự cố hỏng hóc nguy hiểm cháy lõi thép cách điện lõi thép bị phá huỷ, dẫn đến làm tăng tổn hao sắt từ dịng điện xốy (dịng Fucault) Phần tử bảo vệ khí rơle khí mã hiệu  -22 PЧЗ –66 4.3 Bảo vệ tải Q tải chế độ làm việc khơng bình thường máy biến áp động Quá tải máy biến áp tổng thể thường không ảnh hưởng đáng kể đến làm việc 97 hệ thống, khơng làm giảm áp Dịng q tải thường tăng khơng nhiều so với định mức nên cho phép tồn thời gian ngắn Theo định mức q tải 1,6.Iđm cho phép làm việc kéo dài thời gian 45 phút Quá tải máy biến áp thường đối xứng, để bảo vệ tải thường cần sử dụng rơle dòng cực đại đấu vào dòng pha đủ Bảo vệ tác động với thời gian trì báo tín hiệu cho người trực trạm biết để cắt bớt phụ tải truyền tín hiệu cắt tới cắt máy cắt Sơ đồ nguyên lý bảo vệ tải thể hình 4.6a Đối với máy biến áp cuộn dây cung cấp từ phía, bảo vệ tải cần lắp bên phía cung cấp đủ Nếu cơng suất cuộn dây khác cần phải lắp đặt thêm bảo vệ phụ bên phía cuộn dây có cơng suất nhỏ (hình 4.6b) Hình 4.6 Các sơ đồ bảo vệ tải Bảo vệ tải lắp đặt để bảo vệ máy biến áp có công suất từ 400kVA trở lên Đối với máy biến áp cuộn dây có hai cấp điện áp, bên phía hạ áp có hai cuộn dây bảo vệ lắp đặt hai phía hạ áp Thời gian tác động bảo vệ thường chọn lớn 30% thời gian khởi động tự khởi động động nhận nguồn cung cấp từ máy biến áp bảo vệ Dòng chỉnh định bảo vệ tải: 98 - A1-A2 : Chân cấp nguồn cho rơ le hoạt động 220VAC - 95-96 : cặp tiếp điểm thường đóng - 95-98 : cặp tiếp điểm thường mở 1.4 Đấu nối sơ đồ bảo vệ a Đấu nối sơ đồ bảo vệ cực đại rơle nhiệt - Mạch lực: + Nối chân R, S, T Aptomat pha với chân L1, L2, L3 công tắc tơ + Bộ công tắc tơ rơle nhiệt đấu sẵn với + Nối chân T1, T2, T3 công tắc tơ với chân U1, V1, W1 động + Động đấu kiểu tam giác - Mạch điều khiển: + Lấy điện pha từ At pha sang At pha + Từ chân đỏ đầu Aptomat pha đấu với chân NC1 nút dừng + NC2 nút dừng đấu với NO1 nút chạy + NO2 nút chạy đấu với chân A1 công tắc tơ K + Chân 13(hoặc 43) công tắc tơ đấu với NC2 nút dừng NO1 nút chạy + Chân 14(hoặc 44) công tắc tơ đấu với NO2 nút chạy chân A1 công tắc tơ + Chân A2 công tắc tơ đấu với chân 96 rơle nhiệt + Chân 95 rơle nhiệt đấu với chân mát đầu Aptomat pha b Đấu nối sơ đồ bảo vệ cực đại rơle dòng EOCR-SSD - Mạch lực: + Nối chân R, S, T Aptomat pha với chân L1, L2, L3 công tắc tơ + Nối chân T1 T3 công tắc tơ với chân đầu vào máy biến dòng + Nối chân đầu máy biến dòng với U1, W1 động 147 + Nối chân T2 công tắc tơ với chân V1 động + Động đấu kiểu tam giác - Mạch điều khiển: + Lấy điện pha từ At pha sang At pha + Từ chân đỏ đầu At pha đấu với chân NC1 nút dừng + NC2 nút dừng đấu với NO1 nút chạy + NO2 nút chạy đấu với chân A1 công tắc tơ K + Chân 13(hoặc 43) công tắc tơ đấu với NC2 nút dừng NO1 nút chạy + Chân 14(hoặc 44) công tắc tơ đấu với NO2 nút chạy chân A1 công tắc tơ + Chân A2 công tắc tơ đấu với chân 96 rơle dòng + Chân 95 rơle dòng đấu với chân mát đầu At pha + Mắc song song chân nguồn rơle dòng với At pha c Đấu nối sơ đồ bảo vệ cực đại rơle dòng EOCR-SS - Mạch lực: Nối chân R, S, T Aptomat pha với chân L1, L2, L3 công tắc tơ Nối chân T1 T3 công tắc tơ với chân đầu vào máy biến dòng Nối chân đầu máy biến dòng với U1, W1 động Nối chân T2 công tắc tơ với chân V1 động Động đấu kiểu tam giác - Mạch điều khiển: Lấy điện pha từ At pha sang At pha Từ chân đỏ đầu At pha đấu với chân NC1 nút dừng NC2 nút dừng đấu với NO1 nút chạy NO2 nút chạy đấu với chân A1 công tắc tơ K Chân 13(hoặc 43) công tắc tơ đấu với NC2 nút dừng NO1 nút chạy 148 Chân 14(hoặc 44) công tắc tơ đấu với NO2 nút chạy chân A1 công tắc tơ Chân A2 công tắc tơ đấu với chân 96 rơle dòng Chân 95 rơle dòng đấu với chân mát đầu At pha Mắc song song chân nguồn rơle dòng với At pha 1.2 Bảo vệ cực đại có hướng 1.2.1 Nguyên lý làm việc Đối với số cấu hình lưới điện mạng vịng, mạnh hình tia có nhiều nguồn cung cấp , bảo vệ dòng điện với thời gian làm việc chọn theo nguyên tắc bậc thang khơng đảm bảo tính chọn lọc thời gian tác động bảo vệ gần nguồn lớn không cho phép Để khắc phục người ta dùng bảo vệ q dịng có hướng Thực chất bảo vệ q dịng thơng thường có thêm phận định hướng công suất để phát chiều công suất qua đối tượng bảo vệ Bảo vệ tác động dòng điện qua bảo vệ lớn dịng điện khởi động IKĐ hướng cơng suất ngắn mạch từ góp vào đường dây 1.2.2 Tìm hiểu phận - Máy biến dịng BI: cấp nguồn dịng cho rơle dịng rơle cơng suất - Máy biến điện áp BU: cấp nguồn áp cho rơle cơng suất - Rơle dịng RI: Ghi nhận cố - Rơle công suất RW: định hướng chiều công suất ngắn mạch - Rơle thời gian Rt: trì thời gian trễ, đảm bảo tính chọn lọc - Rơle trung gian RG - Rơle tín hiệu Th - Cuộn cắt máy cắt 1.2.3 Tìm hiểu sơ đồ đấu nối Nguyên lý hoạt động sơ đồ: Khi có ngắn mạch vùng bảo vệ, rơle dịng RI tác động đóng tiếp điểm Nếu ngắn mạch có chiều chạy từ đường dây RW tác động đóng tiếp điểm, gửi tín hiệu sang rơle thời gian Rt, Rt trì thời gian trễ gửi tín hiệu 149 sang RG tới cuộn cắt máy cắt để cắt mạng điện Đồng thời RG gửi tín hiệu đến rơle tín hiệu Th để thơng báo tín hiệu cố Hình 1.9 Sơ đồ nối dây rơ le dòng với máy cắt Nếu ngắn mạch có chiều chạy từ đường dây RW không tác động, máy cắt trạng thái đóng 1.2.4 Đấu nối sơ đồ bảo vệ Đấu chân nguồn dòng RI RW nối tiếp với đấu với BI Đấu đầu tiếp điểm thường mở RI với đầu vào thường mở RW Đấu đầu thường mở RW với chân dương Rt Đầu tiếp điểm thường mở đóng chậm Rt với chân dương RG Đầu tiếp điểm thường mở RG với đồng thời chân dương cuộn cắt chân dương rơle tín hiệu Th 150 Bài THỰC HÀNH RƠLE BẢO VỆ QUÁ DÒNG CẮT NHANH 2.1 Nguyên lý làm việc Khi mạng có dịng ngắn mạch dùng bảo vệ cực đại tác động với thời gian trì khơng đảm bảo khả cắt nhanh cố, khiến cố truyền sau Vì phải dùng hình thức bảo vệ cắt nhanh để đảm bảo ổn định tốt cho hệ thống Bảo vệ dòng cắt nhanh dạng bảo vệ chống dòng tác động cách tức thời Khác với bảo vệ q dịng điện có thời gian (bảo vệ dòng điện cực đại), bảo vệ cắt nhanh đảm bảo tính chọn lọc cách chọn dịng khởi động khơng dựa vào dịng điện làm việc mà dựa vào dòng điện ngắn mạch lớn vùng bảo vệ (như ta biết, giá trị dòng điện ngắn mạch giảm dần điểm ngắn mạch xa nguồn) Để ngăn chặn bảo vệ cắt nhanh làm việc sai có sét đánh vào đường dây (khi chống sét van làm việc, tháo dòng điện sét gây ngắn mạch tạm thời) đóng máy biến áp vào đường dây (dịng điện kích từ khơng tải máy biến áp vượt trị số đặt bảo vệ cắt nhanh) thông thường người ta cho bảo vệ làm việc với độ trễ khoảng 50-80 mili giây Với lưới điện có trung tính nối đất trực tiếp, để chống ngắn mạch pha người ta sử dụng sơ đồ ba máy biến dịng ba rơle nối hình đầy đủ, ba máy biến dòng nối theo lọc thứ tự khơng rơle dịng điện phản ứng theo dịng thứ tự khơng Dịng khởi động bảo vệ dòng điện cắt nhanh: 151 Bảo vệ cắt nhanh thứ tự khơng thường có độ nhạy cao vùng bảo vệ ổn định chế độ vận hành hệ thống thay đổi Ở lưới diện có trung tính cách điện sử dụng sơ đồ bảo vệ cắt nhanh với hai máy biến dịng hai rơle nối hình chữ V Đối với đường dây có hai nguồn cung cấp, bảo vệ cắt nhanh đặt hai đầu đường dây phận định hướng cơng suất dịng điện khởi động hai đầu phải chọn theo dòng điện ngắn mạch lớn xảy hai góp đầu đường dây Hình 2.1 Rơ le bảo vệ q dịng cắt nhanh 2.2 Tìm hiểu phận - Máy biến dòng BI: cấp nguồn dòng cho rơle dịng rơle cơng suất - Rơle dịng RI: Ghi nhận cố - Rơle trung gian RG - Rơle tín hiệu Th - Cuộn cắt máy cắt 2.3 Tìm hiểu sơ đồ đấu nối Khi có ngắn mạch vùng bảo vệ, rơle dòng RI tác động đóng tiếp điểm Nếu ngắn mạch có chiều chạy từ đường dây RW tác động đóng tiếp điểm, gửi tín hiệu sang rơle thời gian Rt, Rt trì thời gian trễ gửi tín hiệu sang RG tới cuộn cắt máy cắt để cắt mạng điện Đồng thời RG gửi tín hiệu đến rơle tín hiệu Th để thơng báo tín hiệu cố 152 Nếu ngắn mạch có chiều chạy từ đường dây RW khơng tác động, máy cắt trạng thái đóng Hình 2.2 Sơ đồ nguyên lý đấu rowle bảo vệ cắt nhanh 2.4 Đấu nối sơ đồ bảo vệ Đấu chân nguồn dòng RI RW nối tiếp với đấu với BI Đấu đầu tiếp điểm thường mở RI với đầu vào thường mở RW Đấu đầu thường mở RW với chân dương Rt Đầu tiếp điểm thường mở đóng chậm Rt với chân dương RG Đầu tiếp điểm thường mở RG với đồng thời chân dương cuộn cắt chân dương rơle tín hiệu Th 153 Bài THỰC HÀNH RƠLE BẢO VỆ THẤP ÁP QUÁ ÁP PHA 3.1 Nguyên lý làm việc Khi mạng có điện áp thấp gây ảnh hưởng đến suất làm việc thiết bị Nặng nề động không khởi động bị dừng cưỡng gây cháy hỏng động Bảo vệ thấp áp hình thức bảo vệ điện áp mạng giảm thấp mức cho phép bảo vệ tác động ngắt điện cho động cơ, ngăn nguy động bị cháy hỏng 3.2 Tìm hiểu phận - Rơle thấp áp: EUVR 900VPR - MBA tăng giảm áp có điều chỉnh - Cơng tắc tơ - Động điện pha, pha - Các nút bấm Hình 3.1 Rơ le bảo vệ áp, thấp áp Chức rơ le Rơle bảo vệ điện áp Bảo vệ thấp áp Bảo vệ cân pha Bảo vệ áp 154 Bảo vệ pha Delay-on Bảo vệ ngược pha tiếp điểm ngõ Có thể không kết nối với dây N Hiển thị tần số điện áp hệ thống Giám sát điện áp pha - pha, pha với dây trung tính 3.3 Tìm hiểu sơ đồ đấu nối Hình 3.1 Modunl rơ le bảo vệ thấp áp, áp Nguyên lý hoạt động sơ đồ: - Khi có điện áp thấp, sau khoảng thời gian trễ rơle thấp áp tác động đóng tiếp điểm, ngắt điện cho cuộn hút công tắc tơ Công tắc tơ điện nhả tiếp điểm mạch lực, ngắt điện cho động Động dừng hoạt động 3.4 Đấu nối sơ đồ bảo vệ Đấu chân nguồn dòng RI RW nối tiếp với đấu với BI Đấu đầu tiếp điểm thường mở RI với đầu vào thường mở RW Đấu đầu thường mở RW với chân dương Rt Đầu tiếp điểm thường mở đóng chậm Rt với chân dương RG Đầu tiếp điểm thường mở RG với đồng thời chân dương cuộn cắt chân dương rơle tín hiệu Th 155 Bài THỰC HÀNH RƠLE BẢO VỆ THẤP ÁP QUÁ ÁP PHA 4.1 Nguyên lý làm việc Khi mạng có điện áp cao gây nguy hiểm đến cách điện thiết bị Nặng nề thiết bị điện bị cháy hỏng cách điện Bảo vệ áp hình thức bảo vệ điện áp mạng cao mức cho phép bảo vệ tác động ngắt điện cho động cơ, ngăn nguy động bị cháy hỏng Hình 4.1 Rơ le áp, thấp áp pha Thông số kỹ thuật Sau số thông số kỹ thuật mà loại rơ le bảo vệ điện áp pha phải đáp ứng Nguồn cấp 115 – 480 VAC Quá áp: -30% đến 25% mức lớn điện áp đầu vào Thấp áp: -30% đến 25% mức lớn điện áp đầu vào Dải cài đặt Đặt trễ điện áp 5% giá trị điện áp hoạt động (cố định) Thời gian trễ 0,1 – 30s (giá trị đầu vào nhanh chóng thay đổi từ 0% đến 120% 156 Thời gian khởi động 1s 5s Ngõ Rơ le SPDT 6A/250 VAC Cấp bảo vệ IP20 Pha Dãy cảm biến điện áp 300 – 500 VAC Độ nhạy pha Mất pha, thứ tự pha Dải cảm biến tần số 45 – 65 Hz Nhiệt độ hoạt động tối thiểu -25 độ C Nhiệt độ hoạt động tối đa 60 độ C Mô tả: + Đây hệ thống lắp đặt rơ le theo dõi cho đường dây ba pha Giám sát giai đoạn pha pha, cao áp thấp áp Các giá trị ngưỡng cao áp thấp áp điều chỉnh + Giám sát nguồn điện ba pha cho thứ tự pha (có thể tắt), pha, điện áp tải + Các giá trị ngưỡng cho cao thấp áp điều chỉnh theo giá trị tuyệt đối + Độ trễ điều chỉnh tắt + ON-delayed OFF-delay tripping delayable selectable + Nguyên lý đo RMS True + C/O(SPDT) + đèn LED hiển thị trạng thái 4.2 Tìm hiểu phận - Rơle áp: EOVR 900VPR - MBA tăng giảm áp có điều chỉnh - Cơng tắc tơ - Động điện pha, pha - Các nút bấm 157 4.3 Tìm hiểu sơ đồ đấu nối Hình 4.2 Sơ đồ đấu rơ le 4.4 Đấu nối sơ đồ bảo vệ Đấu trực tiếp điện áp pha với đầu L1, L2, L3 N rơ le Các đầu 14-11, 24-21 tiếp điểm thường mở rơ le áp thấp áp thường nối với đèn tín hiệu cố Các đầu 12-11, 22-21 tiếp điểm thường đóng rơ le áp thấp áp thường mắc nối tiếp với mạch điều khiển đóng mở tải 158 Tài liệu tham khảo Nguyễn Anh Nghĩa Rơle bảo vệ hệ thống điện mỏ NXB Giao thông vận tải, 2016 Trần Quang Khánh Bảo vệ rơle tự động hóa hệ thống điện NXB Giáo dục, 2005 Lê Kim Hùng, Đoàn Ngọc Tú Bảo vệ rơ le tự động hóa hệ thống điện NXB Giáo dục 1998 Trần Đình Long BẢo vệ hệ thống điện NXB Khoa học Kỹ thuật, 2000 Nguyễn Anh Nghĩa, Trần Bá Đề Giáo trình Điện khí hóa mỏ NXB Giao thơng vận tải, 1997 Nguyễn Hồng Thái, Vũ Văn Tẩm Rơ le số lý thuyết ứng dụng NXB Giáo dục, 2001 Nguyễn Hoàng Việt Bảo vệ rơ le tự động hóa hệ thống điện NXB đại học Quốc gia TP Hồ Chí Minh, 2005 159 MỤC LỤC Lời nói đầu Phần LÝ THUYẾT Chương Đại cương bảo vệ rơle 1.1 Khái niệm chung 1.2 Các phép logic dùng bảo vệ rơle 1.3 Các yêu cầu bảo vệ rơle 1.4 Sơ đồ nối máy biến dòng rơle 1.5 Các nguyên lý thực bảo vệ rơle 1.6 Tóm lược tính tốn ngắn mạch Câu hỏi ơn tập chương Chương 2: Bảo vệ dòng điện 2.1 Khái niệm chung 2.2 Bảo vệ dòng điện cực đại 2.3 Bảo vệ dòng điện cắt nhanh 2.4 Bảo vệ dòng điện có hướng 2.5 Ví dụ tập Câu hỏi ôn tập chương Chương Bảo vệ so lệch dòng điện 3.1 Khái niệm chung 3.2 Bảo vệ so lệch dọc 3.3 Bảo vệ so lệch ngang 3.4 Bảo vệ máy biến áp lực 3.5 Bài tập Câu hỏi ôn tập chương Chương Các hình thức bảo vệ khác 4.1 Bảo vệ khoảng cách 4.2 Bảo vệ rơle khí 4.3 Bảo vệ tải 4.4 Ví dụ tập Câu hỏi ôn tập chương Chương Tự động điều chỉnh tần số 5.1 Khái niệm chung 5.2 Điều chỉnh phân phối công suất tác dụng máy phát làm việc song song 5.3 Tự động giảm tải theo tần số Câu hỏi ôn tập chương 160 Trang 5 10 13 15 20 23 24 24 25 33 41 53 61 62 62 62 72 77 87 88 89 89 97 97 100 103 104 104 104 106 111 Chương Tự động điều chỉnh điện áp 6.1 Khái niệm chung 6.2 Thiết bị tự động điều chỉnh kích từ 6.3 Điều chỉnh điện áp mạng điện phân phối Câu hỏi ôn tập chương Chương Tự động đóng nguồn dự trữ (TĐD) 7.1 Ý nghĩa tự động đóng nguồn dự trữ 7.2 Yêu cầu thiết bị TĐD 7.3 TĐD đường dây 7.4 TĐD Trạm biến áp Câu hỏi ôn tập chương Chương Tự động đóng trở lại nguồn điện (TĐL) 8.1 Ý nghĩa TĐL 8.2 Phân loại thiết bị TĐL 8.3 Các yêu cầu thiết bị TĐL 8.4 TĐL đường dây có nguồn cung cấp phía 8.5 Phối hợp tác động bảo vệ rơle TĐL Câu hỏi ôn tập chương Phần THỰC HÀNH Bài 1: Thực hành rơle bảo vệ dòng cực đại Bài 2: Thực hành rơle bảo vệ dòng cắt nhanh Bài 3: Thực hành rơle bảo vệ thấp áp, áp pha Bài 4: Thực hành rơle bảo vệ thấp áp, áp pha Tài liệu tham khảo Mục lục 161 112 112 112 119 123 124 124 125 126 128 130 131 131 131 132 133 135 139 140 140 151 154 156 159 160 ... khiển 121 Khi phụ tải tiếp tục tăng ngưỡng khởi động r? ?le 1RI, r? ?le tác động đóng tiếp điểm mạch 1 1- cấp điện cho r? ?le trung gian 2RG, r? ?le tác động đóng tiếp điểm mạch 1 5-1 0 cấp điện cho r? ?le thời... tự tụ 2KB, phụ tải giảm ngưỡng khởi động r? ?le 4RI r? ?le tác động đóng tiếp điểm mạch 33 - 28 , lúc tiếp điểm 2MC đóng nên nguồn cung cấp cho r? ?le trung gian 4RG r? ?le đóng tiếp điểm mạch 37 - 32. .. (4 .21 0) IR I AC Trong hệ số phân dịng: k P   ICM 1 I AC (4 .22 ) Như điểm ngắn mạch gần rút gần lại phía đặt thiết bị bảo vệ khoảng cách 4 .2 Bảo vệ r? ?le khí Bảo vệ r? ?le khí lắp đặt để bảo vệ