Giáo trình Bảo vệ rơ le và tự động hóa

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP QUẢNG NINH GIÁO TRÌNH BẢO VỆ RƠ LE VÀ TỰ ĐỘNG HĨA DÙNG CHO BẬC ĐẠI HỌC (LƯU HÀNH NỘI BỘ) QUẢNG NINH - 2021 LỜI NĨI ĐẦU Giáo trình “Bảo vệ rơ le tự động hóa” biên soạn với mục đích làm tài liệu học tập cho sinh viên Đại học chuyên ngành Công nghệ kĩ thuật điện làm tài liệu tham khảo cho sinh viên chun ngành Cơng nghệ tự động hóa, Cơng nghệ điện mỏ Trường Đại học Công nghiệp Quảng Ninh, phục vụ cho nghiệp đào tạo sau trình chỉnh biên chương trình nhà trường Giáo trình cịn làm tài liệu tham khảo cho cán giảng dạy, cán kỹ thuật, kỹ thuật viên công tác ngành công nghệ kĩ thuật điện Ngày nay, công nghiệp ngày mở rộng phát triển, phụ tải điện ngày đưa vào sử dụng nhiều Vì vậy, khơng đảm bảo cho phụ tải làm việc liên tục mà cịn phải bảo vệ chúng làm việc an tồn, giảm thiểu tránh các cố trình làm việc cẩn thiết Để đáp ứng yêu cầu đó, giáo trình giới thiệu cách có hệ thống kiến thức bản, thể tương đối đầy đủ nội dung, phục vụ cho việc học tập nghiên cứu sinh viên, có khả phân tích, tính tốn, lựa chọn thiết bị bảo vệ cho hệ thống cung cấp điện Giáo trình gồm phần chia thành chương bải tập thực hành: Phần Lý thuyết Chương Đại cương bảo vệ rơle Chương Bảo vệ dòng điện Chương Bảo vệ dòng điện so lệch Chương Các hình thức bảo vệ khác Chương Tự động điều chỉnh tần số Chương Tự động điều chỉnh điện áp Chương Tự động đóng nguồn dự trữ Chương Tự động đóng trở lại nguồn điện 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 Giáo trình tập thể tác giả: Tiến sĩ Bùi Trung Kiên (chủ biên) Thạc sĩ Đồn Thị Bích Thủy, Bộ mơn Điện khí hố - Trường Đại học Cơng nghiệp Quảng Ninh biên soạn Tập thể tác giả chân thành cảm ơn Ban giám hiệu, Ban chủ nhiệm Khoa Điện, giảng viên mơn Điện khí hóa - Trường Đại học Cơng nghiệp Quảng Ninh phòng ban nghiệp vụ, cá nhân tạo điều kiện giúp đỡ động viên, góp ý để hồn thành tốt giáo trình Trong q trình biên soạn, nhóm tác giả cố gắng bám sát chương trình mơn học phê duyệt Trường Đại học Công nghiệp Quảng Ninh, kết hợp với kinh nghiệm giảng dạy môn học nhiều năm, đồng thời có ý đến đặc thù đào tạo ngành trường Mặc dù có nhiều cố gắng, truy nhiên sai sót giáo trình khó tránh khỏi Nhóm tác giả mong nhận bạn đọc đóng góp ý kiến xây dựng để giáo trình hồn thiện lần chỉnh biên sau Những ý kiến đóng góp xin gửi địa chỉ: Bộ mơn Điện khí hố Trường Đại học Công nghiệp Quảng Ninh Xin chân thành cảm ơn! Quảng Ninh, tháng 04 năm 2021 Tác giả PHẦN LÝ THUYẾT Chương ĐẠI CƯƠNG VỀ BẢO VỆ RƠLE 1.1 Khái niệm chung 1.1.1 Sự cố hệ thống điện Trong hệ thống điện tồn mối đe doạ đưa hệ thống đến chế độ làm việc khơng bình thường Những hỏng hóc dẫn đến ngừng làm việc phần tử hệ thống điện gọi cố Trong cố, cố ngắn mạch thường xảy nhiều nhất, cố kèm theo tượng dòng, áp giảm mạng điện tần số lệch khỏi giá trị cho phép Các phần tử hệ thống điện có dịng ngắn mạch chạy qua bị phá huỷ đốt nóng mức, bị hỏng cách điện nhiệt lượng lớn dòng điện, hồ quang Một số dạng cố thường xảy phần tử mạng điện thể bảng 1.1 Bảng 1.1 Các dạng hư hỏng chế độ làm việc khơng bình phần tử hệ thống điện STT Các dạng hư hỏng Máy phát Biến áp Đường dây Ngắn mạch pha + + Ngắn mạch vòng dây + + Ngắn mạch chạm masse (vỏ đất) + + + Ngắn mạch cuộn kích từ + Quá tải đối xứng + + + Quá tải không đối xứng + + + Quá áp cực máy phát + Chế độ không đồng + Mức dầu thấp 10 Đứt dây + + + + + Các cố hệ thống điện dẫn đến ổn định nhà máy điện, làm tan rã hệ thống dẫn đến đình trệ cung cấp điện cho hộ tiêu thụ gây thiệt hại lớn cho kinh tế quốc dân tượng tần số điện áp giảm làm cho động ngừng làm việc mơmen quay chúng nhỏ mơmen cản Để trì làm việc bình thường hệ thống điện cách tốt nhanh chóng loại phần tử bị cố khỏi hệ thống, nhiệm vụ thực thiết bị tự động bảo vệ, gọi rơle 1.1.2 Khái niệm bảo vệ rơle Rơle loại thiết bị điện mà tín hiệu đầu thay đổi nhảy cấp tín hiệu đầu vào đạt giá trị xác định Quan hệ đại lượng vào rơ le hình 1.1 Khi X biến thiên từ đến X1 Y=Y1, (rơ le chưa tác động) đến X=X2 Y khơng đổi Y=Y2 (rơ le tác động) Khi giảm từ X2 đến X= X1 Y giảm Y=Y1 (rơ le trở trạng thái ban đầu) Nếu gọi: + X=X2=Xkđ giá trị khởi động rơle; giá trị khởi động giá trị mà xuất chuyển đổi trạng thái rơle + X= X1= Xtv - giá trị tr v rơle Hệ số trở k xk  X1 X tv  X X td (1.1) 1.1.3 Nhiệm vụ bảo vệ rơle Nhiệm vụ bảo vệ rơle là: - Phát kịp thời cố Hình 1.1 Đặc tính vào rơ le - Nhanh chóng tác động cắt phần tử bị cố khỏi hệ thống - Tác động đến cấu như: Tự động đóng lặp lại, tự động đóng dự phịng để trì chế độ làm việc bình thường phần tử hệ thống điện lại 1.1.4 Một số ký hiệu thường dùng sơ đồ bảo vệ rơle Bảng 1.2 Ký hiệu số loại rơle thông dụng STT Tên rơle Ký hiệu VN Rơle dòng RI I PT Rơle điện áp RU U PH Rơle tổng trở RZ Z PC Rơle trung gian RG P Ký hiệu Nga Rơle tín hiệu TH Th PY Rơle thời gian Rt Tg PB Rơle công suất RW W PM Rơle nhiệt RN R Rơle RH P Bảng 1.3 Kí hiệu thiết bị dùng sơ đồ bảo vệ rơle theo uỷ ban kỹ thuật điện quốc tế STT Tên thiết bị Ký hiệu Rơle thời gian t Rơle khoá liên động kiểm tra KT Rơle tổng trở Z< Rơle điện áp cực tiểu U< Rơle tín hiệu Th Rơle thiếu dòng điện I< Rơle dòng điện thứ tự nghịch I2 Rơle thiếu áp thứ tự thuận Rơle nhiệt o 10 Rơle dòng điện cắt nhanh I>> 11 Bảo vệ so lệch cắt nhanh I>> 12 Rơle dịng có thời gian 13 Máy cắt MC 14 Tiếp điểm phụ thường mở máy cắt MCa 15 Tiếp điểm phụ thường đóng máy cắt MCb 16 Rơle cos cos 17 Rơle điện áp 18 Rơle lệch pha  19 Rơle tần số F 20 Rơle khoá K 21 Rơle bảo vệ so lệch U1< I> U> SL I 22 Rơle cắt RC 1.2 Các phép Logic dùng bảo vệ Rơle Với việc áp dụng phép lơgíc đơn giản hoá sơ đồ bảo vệ rơle thể làm việc sơ đồ bảo vệ cách rõ ràng, thiết lập sơ đồ bảo vệ xác hồn chỉnh Trạng thái tiếp điểm đóng sơ đồ rơle mơ tả số 1, cịn tiếp điểm mở số Các phép lơgíc sơ đồ tiếp điểm tương ứng thể hình 1.2 1.2.1 Phép "HOẶC" (OR) Phép logic cộng (X=AVB), ký hiệu V đọc "hoặc" (hay) Phép tính biểu thị tín hiệu X xuất cửa cửa vào có tín hiệu A tín hiệu B Điều tương ứng với mạch nối song song tiếp điểm 1.2.2 Phép logic "VÀ" (&) Phép logic nhân (X=A  B), ký hiệu  đọc "và" Phép tính biểu thị tín hiệu X xuất cửa cửa vào có tín hiệu A tín hiệu B Điều tương ứng với mạch nối tiếp tiếp điểm 1.2.3 Phép " KHÔNG" (NO) _ Phép logic âm hay phủ định X  A (X=NA) Phép tính biểu thị tín hiệu X xuất cửa cửa vào khơng có tín hiệu A ngược lại Điều tương ứng với mạch có tiếp điểm đóng khơng có tín hiệu A mở có 1.2.4 Phép lơgíc "KHỐ" (BLOCKING) _ Phép logic khóa X  A  B biểu thị tín hiệu X xuất cửa vào có tín hiệu A khơng có tín hiệu B Phép logic tương đương với phần tử "nhớ" 1.2.5 Phép "TRỄ" (TIME DELAY) Đối với phép lơgíc "trễ", sau truyền tín hiệu A đầu vào, tín hiệu X đầu xuất với chậm trễ k giây tín hiệu X viết: X= DKA, đó: D- tốn tử trễ; k- số đơn vị làm chậm (s, ms, s) Ví dụ phép trễ thực hình 1.2 Ở hình 1.2a tín hiệu X xuất chậm đơn vị thời gian so với tín hiệu A; cịn hình 1.2b tín hiệu X chậm đơn vị thời gian Thời gian trễ thực rơle thời gian có điều chỉnh theo nấc thân rơle tác động với độ chậm trễ riêng k định X= DKA Trong trình xây dựng sơ đồ bảo vệ rơle người ta thường kết hợp nhiều dạng sơ đồ logic khác để thực nhiệm vụ bảo vệ cách hiệu tin cậy Các phép lơgíc thường kết hợp với qua sơ đồ khối, biểu thị liên hệ chức phần tử lơgíc tham gia sơ đồ Trên sở phân tích sơ đồ lơgíc chọn sơ đồ bảo vệ rơle hợp lý, tiết kiệm thiết bị mang lại hiệu cao Hình 1.2 Biểu diễn phép logic ứng dụng bảo vệ rơle Hình 1.3 Ví dụ xuất chậm tín hiệu a) Với k=1; b) Với k=4 1.3 Các yêu cầu bảo vệ rơle Yêu cầu bảo vệ rơle phụ thuộc vào nhiều yếu tố, với cố bảo vệ khác bảo vệ rơle tác động khác Chẳng hạn có ngắn mạch chạm đất mạng điện trung tính nối đất, bảo vệ rơle tác động ngay, mạng điện có trung tính cách ly, bảo vệ rơle đưa tín hiệu mà khơng cắt phần tử bị cố Như tuỳ trường hợp cụ thể mà có yêu cầu khác bảo vệ rơle Phân biệt hai dạng yêu cầu bảo vệ rơle yêu cầu bảo vệ cố ngắn mạch yêu cầu bảo vệ khỏi chế độ khơng bình thường hệ thống 1.3.1 u cầu bảo vệ khỏi cố ngắn mạch 1.3.1.1 Tác động nhanh Sự cố cần loại trừ nhanh tốt để hạn chế mức độ tối đa thiệt hại, giữ ổn định cho máy phát làm việc song song hệ thống điện Thời gian cắt cố bao gồm thời gian tác động bảo vệ (tbv) thời gian cắt máy cắt (tMC) Như yêu cầu tác động nhanh không phụ thuộc vào thời gian tác động bảo vệ mà thời gian cắt máy cắt Thời gian tác động bảo vệ rơle đại khoảng 0,02 đến 0,04 giây Hình 1.4 Sơ đồ phân bố vùng tác động bảo vệ rơle 1.3.1.2 Tính chọn lọc Tính chọn lọc khả cắt phần tử bị cố giữ nguyên vẹn cung cấp điện cho phần tử khác Yêu cầu tác động chọn lọc có ý nghĩa quan trọng với việc bảo toàn cung cấp điện cho hộ dùng điện Ví dụ: Khi có ngắn mạch điểm N (hình 1.4), dịng ngắn mạch IN chạy qua bảo vệ 1, 3; máy cắt tác động, tính chọn lọc bảo vệ cho 10 phép bảo vệ tác động, hộ tiêu thụ 1' không điện Tuy nhiên trường hợp máy cắt từ chối tác động máy cắt hoạt động cắt mạch, bảo vệ làm nhiệm vụ dự phòng cho bảo vệ Trong nhiều trường hợp yêu cầu tác động nhanh yêu cầu chọn lọc mâu thuẫn nhau, để đảm bảo tính chọn lọc cần phải có tác động chậm trễ bảo vệ rơle Ví dụ: Bảo vệ phải có độ trễ so với bảo vệ (hình 1.4) Trong thực tế để dung hoà mâu thuẫn hai yêu cầu người ta áp dụng cấu tự động đóng lặp lại Đầu tiên bảo vệ rơle cắt nhanh không chọn lọc phần tử có cố, sau thiết bị đóng lặp lại đóng trở lại tất phần tử vừa bị cắt ra, phần tử bị cố bị khố khơng cho đóng lặp lại 1.3.1.3 Độ nhạy Độ nhạy khả cắt cố với dòng điện nhỏ vùng bảo vệ Độ nhạy yêu cầu cần thiết bảo vệ rơle để phản ứng vớ chế độ làm việc khơng bình thường hệ thống điện dù nhỏ Để xác định độ nhạy bảo vệ rơle trước hết cần thiết lập vùng bảo vệ Ví dụ: Ở hình 1.4 bảo vệ cần phải cắt cố vùng bảo vệ trạm biến áp cắt cố vùng dự phòng, tức có ngắn mạch đường dây mà bảo vệ từ chối tác động Độ nhạy đánh giá hệ số nhạy kn  I nm.min k kd (1.2) Trong đó: Inmmin - dịng ngắn mạch nhỏ cuối vùng bảo vệ; Ikd - dòng khởi động rơle Độ nhạy coi đạt yêu cầu nếu: + kn  1,52- rơle bảo vệ dòng cực đại + kn  2- rơle bảo vệ so lệch dọc máy biến áp, máy phát, đường dây truyền tải cái; kn 1,21,3 vùng bảo vệ dự phòng + kn  1,5- rơle bảo vệ so lệch dọc máy biến áp ngắn mạch xảy sau cuộn kháng đặt phía hạ áp máy biến áp vùng bảo vệ 1.3.1.4 Độ tin cậy 11 - 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 cơng suất để phát chiều công suất qua đối tượng bảo vệ Bảo vệ tác động dòng điện qua bảo vệ lớn dòng điện khởi động IKĐ hướng cơng suất ngắn mạch từ góp vào đường dây 1.2.2 Tìm hiểu phận - Máy biến dòng BI: cấp nguồn dòng cho rơle dòng rơle công 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 khơng 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 Ngun 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 dịng điện có thời gian (bảo vệ dịng điện cực đại), bảo vệ cắt nhanh đảm bảo tính chọn lọc cách chọn dịng khởi động khơng dựa vào dòng 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 dòng ba rơle nối hình đầy đủ, ba máy biến dịng nối theo lọc thứ tự không 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 khơng có 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 dòng cắt nhanh 2.2 Tìm hiểu phận - Máy biến dịng BI: cấp nguồn dịng cho rơle dịng rơle cơng suất - Rơle dòng 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 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 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 khơng 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 Dải cài đặt 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 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 - Công 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 dịng 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 ơn 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 ơn 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 ... dụng bảo vệ r? ?le Hình 1.3 Ví dụ xuất chậm tín hiệu a) Với k=1; b) Với k=4 1.3 Các yêu cầu bảo vệ r? ?le Yêu cầu bảo vệ r? ?le phụ thuộc vào nhiều yếu tố, với cố bảo vệ khác bảo vệ r? ?le tác động khác... gian t R? ?le khoá liên động kiểm tra KT R? ?le tổng trở Z< R? ?le điện áp cực tiểu U< R? ?le tín hiệu Th R? ?le thiếu dòng điện I< R? ?le dòng điện thứ tự nghịch I2 R? ?le thiếu áp thứ tự thuận R? ?le nhiệt... 16 R? ?le cos cos 17 R? ?le điện áp 18 R? ?le lệch pha  19 R? ?le tần số F 20 R? ?le khoá K 21 R? ?le bảo vệ so lệch U1< I> U> SL I 22 R? ?le cắt RC 1.2 Các phép Logic dùng bảo vệ R? ?le Với việc áp dụng