Đang tải... (xem toàn văn)
Slide 1 NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA RƠLE QUÁ DÒNG ĐIỆN I NGUYÊN TẮC CHUNG Bảo vệ quá dòng điện là loại bảo vệ phản ứng với dòng điện chạy qua phần tử được bảo vệ (Ví dụ đường dây tải điện, máy biến áp, ) B[.]
NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA RƠLE QUÁ DÒNG ĐIỆN I- NGUYÊN TẮC CHUNG Bảo vệ dòng điện loại bảo vệ phản ứng với dòng điện chạy qua phần tử bảo vệ (Ví dụ: đường dây tải điện, máy biến áp, …) Bảo vệ tác động dịng điện qua vị trí đặt bảo vệ tăng q giá trị định trước Q dịng điện xảy ngắn mạch tải Nguyên lý dòng điện nguyên lý sử dụng sớm để bảo vệ phần tử hệ thống điện (ban đầu bảo vệ cầu chì) Đối với rơle dòng điện, dòng điện khởi động I kđ chọn theo điều kiện: (1) Trong đó: Ilvmax :dịng điện làm việc lớn cho phép phần tử bảo vệ Km : Hệ số mở máy (khởi động) phụ tải động có dịng điện chạy qua chỗ đặt bảo vệ Tùy theo tỷ lệ phụ tải động dòng điện tổng qua chỗ đặt bảo vệ loại động sử dụng mà hệ số K m lấy khoảng đến Kat : Hệ số an toàn, thường lấy khoảng 1,1 rơle tĩnh rơle số, đến 1,2 rơle điện KV : Hệ số trở về, với rơle điện K V = 0,85 đến 0,9; rơle tĩnh rơle số KV lấy INmin : Dòng ngắn mạch cực tiểu qua thiết bị bảo vệ, đảm bảo rơle khởi động Khi xác định trị số I nmin cần lưu ý đến chế độ làm việc hệ thống, cấu hình lưới điện, vị trí điểm ngắn mạch dạng ngắn mạch I- NGUYÊN TẮC CHUNG I.1- Bảo vệ dịng có thời gian D3 t3 I> I D2 t2 I> D1 t1 I> IN Ikđ Dòng khởi động IV Dòng trở Ilvmax N Dòng điện mở máy t2 t Trong lưới điện hở nguồn cung cấp, độ chọn lọc bảo vệ dòng điện đảm bảo nguyên tắc chọn thời gian tăng dần cấp t (gọi cấp chọn lọc thời gian) Trong sơ đồ để đảm bảo MC không tác động nhầm ngăn mạch D2 D1, chọn: t3 = t2 + t t3 = t1 + t I- NGUYÊN TẮC CHUNG I.1- Bảo vệ dòng cắt nhanh D1 N’ D2 N I>> I>> I max Ikđ INngmax LCNmin LCNmax L Độ chọn lọc bảo vệ q dịng đảm bảo cách chọn dòng điện khởi động bảo vệ lớn trị số dòng điện ngắn mạch lớn hư hỏng đầu phần tử (N’) Ikđ = Kat Inngmax Trong đó: INngmax dịng điện ngắn mạch ngồi lớn nhất, thường tính theo ngắn mạch ba pha trực tiếp cuối phần tử bảo vệ với chế độ làm việc cực đại hệ thống Kat hệ số an toàn, thường lấy 1,2 đến 1,3 Với cách chọn dòng khởi động thời gian bảo vệ chọn tức thời độ trễ bé (khoảng 0,1s) để đề phòng khả bảo vệ tác động chọn lọc có giơng sét thiết bị chống sét tác động II- BẢO VỆ QUÁ DÒNG CHO ĐƯỜNG DÂY TẢI ĐIỆN II.1- Bảo vệ q dịng điện có thời gian Bảo vệ q dịng có thời gian thường dùng để bảo vệ đường dây trung áp hình tia Tính chọn lọc đảm bảo việc chọn cấp thời gian tác động: gần nguồn cung cấp thời gian tác động lớn Có hai loại đặc tính thời gian làm việc bảo vệ dòng điện: Đặc tính độc lập tính phụ thuộc t t t = constant Ikđ Đặc tính độc lập I t = Var Ikđ I Đặc tính phụ thuộc Đặc tính độc lập: Thời gian làm việc bảo vệ khơng phụ thuộc vào trị số dịng điện chạy qua bảo vệ Đặc tính phụ thuộc: Thời gian làm việc bảo vệ tỷ lệ nghịch với dòng điện qua bảo vệ: Dịng điện lớn thời gian tác động nhanh II- BẢO VỆ QUÁ DÒNG CHO ĐƯỜNG DÂY TẢI ĐIỆN II.1- Bảo vệ dòng điện có thời gian A B C D I>, tA t I>, tB I>, tC I>, tD tA t tB t tC t tpt = tD t tpt = tD t tA t tB t tC Phụ tải II- BẢO VỆ QUÁ DÒNG CHO ĐƯỜNG DÂY TẢI ĐIỆN II.1- Bảo vệ q dịng điện có thời gian Đặc tính thời gian phụ thuộc dịng rơle Micom, điển hình loại rơle dòng P120, P121, P122, P123 t: Thời gian tác động bảo vệ K: Hệ số cho bảng I: dòng điện qua bảo vệ IS : Ngưỡng khởi động bảo vệ : Hệ số cho bảng L: Hệ số cho bảng T: Hằng số thời gian II- BẢO VỆ QUÁ DÒNG CHO ĐƯỜNG DÂY TẢI ĐIỆN II.1- Bảo vệ dòng điện có thời gian Setting với đặc tính thời gian phụ thuộc (IDMT) Setting với đặc tính thời gian độc lập (DMT) II- BẢO VỆ QUÁ DÒNG CHO ĐƯỜNG DÂY TẢI ĐIỆN II.2- Bảo vệ q dịng có hướng Đối với số cấu hình lưới điện, bảo vệ dòng điện với thời gian làm việc chọn theo nguyên tắc phân cấp khơng đảm bảo tính chọn lọc Ví dụ với đường đường dây song song I> I> D1 N1 D2 I> N2 N3 D3 I> I> Nếu sử dụng bảo vệ q dịng điện bình thường: t2 = t4 = t5 +t t1 = t2 = t2 + t = t5 + 2t Ngồi ra, với sơ đồ khơng phối hợp bảo vệ bảo vệ bảo vệ Khi NM N1, bảo vệ cắt chọn lọc (bảo vệ cắt đồng thời) Nếu sử bảo vệ dịng có hướng vị trí với chiều tác động hướng từ đường dây khơng cần phối hợp thời gian bảo vệ bảo vệ với bảo vệ t1 = t3 = t5 + t Trong trường hợp thời gian làm việc bảo vệ giảm đi, thời gian t2 t4 chọn tùy bé tùy ý đảm bảo phối hợp chọn lọc hai bảo vệ II- BẢO VỆ QUÁ DÒNG CHO ĐƯỜNG DÂY TẢI ĐIỆN II.2- Bảo vệ dịng có hướng Tác động bảo vệ q dịng có hướng phụ thuộc vào hai yếu tố: Trị số dịng điện cố hướng cơng suất qua chỗ đặt bảo vệ Đối với bảo vệ q dịng có hướng, việc đấu cực tính mạch dịng mạch áp đưa vào rơle quan trọng Nếu đấu sai, hướng công suất rơle xác định bị sai dẫn đến rơle tác động không Đối với loại rơle số cài đặt điểm cực tính mạch dịng mạch áp Bảo vệ q dịng có hướng rơle dịng P14X Để định hướng cơng suất cho rơle q dịng, rơle dịng P14X thực so sánh góc pha dịng điện với điện áp tương ứng theo bảng dưới: Khi cố xảy gần điểm đặt rơle, điện áp pha bị lỗi bị giảm Đối với cố pha pha cịn pha khơng bị cố sử dụng để xác định cực tính góc Ví dụ, cố ngắn mạch pha A pha B, điện áp AB xấp xỉ 0, nhiên để xác định hướng cố pha A pha B người ta sử dụng điện áp tương ứng VBC VCA Khi cố xảy ra, góc pha dịng điện điện áp bị lệch so với chế độ vận hành bình thường tác động tỷ số X/R thay đổi Vì rơle cần phải tác động theo vùng góc pha thay đổi Để thực điều này, rơle định nghĩa vùng đặc tính góc (RCA) II- BẢO VỆ QUÁ DÒNG CHO ĐƯỜNG DÂY TẢI ĐIỆN II.2- Bảo vệ q dịng có hướng Đặc tính góc hướng cài đặt cho rơle tùy thuộc đối tượng bảo vệ Dòng rơle P14X đặt dải góc từ -95o đến +95o Vùng tác động forward I RCA Vùng không tác động U II- BẢO VỆ QUÁ DÒNG CHO ĐƯỜNG DÂY TẢI ĐIỆN II.3- Bảo vệ q dịng có khóa điện áp thấp Trong nhiều trường hợp, bảo vệ q dịng có thời gian với dịng điện khởi động chọn theo cơng thức (1) khơng đủ độ nhạy, dịng điện cực đại chạy qua phần tử bảo vệ có trị số lớn, chẳng hạng tách mạch vòng lưới điện, cắt đường dây hay máy biến áp làm việc song song Để nâng cao độ nhạy bảo vệ q dịng điện có thời gian, đảm bảo phân biệt ngắn mạch tải, người ta thêm vào sơ đồ bảo vệ phận khóa điện áp thấp, nghĩa phải xảy đủ hai điều kiện dòng điện điện áp giảm thấp bảo vệ làm việc Đối với rơle dịng P14X bảo vệ q dịng có khóa điện áp thấp có thơng số sau: Khi chức khóa điện áp thấp kích hoạt (VCO status) bảo vệ tác động thỏa mãn điều kiện điện áp bị giảm thấp (theo V< Setting), đồng thời dòng điện khởi động lúc nhân với hệ số K setting II- BẢO VỆ QUÁ DÒNG CHO ĐƯỜNG DÂY TẢI ĐIỆN II.3- Bảo vệ dòng thứ tự khơng Bảo vệ q dịng thứ tự khơng thường sử dụng cho lưới điện hình tia cấp nguồn từ phía Bảo vệ tác động dịng điện chạm đất chạy qua chỗ đặt rơle vượt giá trị chỉnh định Để lọc dịng điện thứ tự khơng cho bảo vệ người ta thường sử dụng phương pháp IA Ib IA Ib Ic Ic 3i0 3i0 Zpt Zpt Loại máy biến dịng kiểu xuyến có độ nhạy cao hơn, thích hợp với nhiệm vụ phát dịng điện chạm đất bé lưới điện không nối đất trực tiếp Bảo vệ q dịng thứ tự khơng phối hợp thời gian theo nguyên tắc bậc thang giống q dịng điện thơng thường II- BẢO VỆ QUÁ DÒNG CHO ĐƯỜNG DÂY TẢI ĐIỆN II.3- Bảo vệ q dịng thứ tự khơng Bảo vệ q dịng thứ tự khơng với rơle P141 II- BẢO VỆ Q DỊNG CHO ĐƯỜNG DÂY TẢI ĐIỆN II.3- Bảo vệ dòng thứ tự không Phần setting chức bảo vệ Bảo vệ cài đặt đặc tính độc lập phụ thuộc II- BẢO VỆ QUÁ DÒNG CHO ĐƯỜNG DÂY TẢI ĐIỆN II.3- Bảo vệ q dịng thứ tự khơng có hướng Bảo vệ thường sử dụng lưới điện có trung tính khơng nối đất nối đất qua cuộn petersen Với lưới điện có trung tính không nối đât, bảo vệ phản ứng theo hướng thành phần điện dung cơng suất chạm đất, cịn lưới điện nối đất qua cuộn petersen bảo vệ phản ứng theo thành phần tác dụng công suất chạm đất Công suất cố hướng đến điểm cố Để xác định hướng dịng chạm đất thứ tự khơng, người ta dùng thành phần thứ tự khơng dịng điện so sánh góc pha với thành phần thứ tự không điện áp Thành phần thứ tự không điện áp đo từ cuộn tam giác hở máy biến điện áp IA Ib Ic 3i0 Relay 3u0 II- BẢO VỆ QUÁ DÒNG CHO ĐƯỜNG DÂY TẢI ĐIỆN II.3- Bảo vệ dòng thứ tự khơng có hướng Bảo vệ q dịng thứ tự khơng có hướng với rơle P141 Dịng điện cố Pha C theo hình vẽ tổng dịng điện dung từ ngăn lộ II- BẢO VỆ QUÁ DÒNG CHO ĐƯỜNG DÂY TẢI ĐIỆN II.3- Bảo vệ dịng thứ tự khơng có hướng Dịng điện thứ tự khơng đo từ lộ khơng cố, ví dụ ngăn lộ số tổng vector Ia1 Ib1 Các dòng điện chậm sau so với vector -3V0 góc 90o Dịng điện thứ tự khơng đo ngăn lộ cố IR3 ngược pha 180o so với dịng ngăn lộ khơng cố Trên hình thể vùng tác động vùng khơng tác động đặt góc RCA setting trùng với góc IR3 Giá trị cài đặt tạo vùng tác động ±90o so với giá trị cài đặt ... điện có thời gian Đặc tính thời gian phụ thuộc dịng rơle Micom, điển hình loại rơle dòng P120, P1 21, P122, P123 t: Thời gian tác động bảo vệ K: Hệ số cho bảng I: dòng điện qua bảo vệ IS : Ngưỡng... sơ đồ để đảm bảo MC không tác động nhầm ngăn mạch D2 D1, chọn: t3 = t2 + t t3 = t1 + t I- NGUYÊN TẮC CHUNG I .1- Bảo vệ dòng cắt nhanh D1 N’ D2 N I>> I>> I max Ikđ INngmax LCNmin LCNmax L Độ... I> I> D1 N1 D2 I> N2 N3 D3 I> I> Nếu sử dụng bảo vệ q dịng điện bình thường: t2 = t4 = t5 +t t1 = t2 = t2 + t = t5 + 2t Ngồi ra, với sơ đồ khơng phối hợp bảo vệ bảo vệ bảo vệ Khi NM N1, bảo