C€u hỏi ‚n tập m‚n Bảo vệ rơle v‡ tự động ho‹ HTĐ GV: ThS Nguyễn C‚ng Tr‹ng BẢO VỆ RƠLE 1) + Vùng I: Ikđ = Ilv > I h rơle tác độn g (đây vùng tác động rơle) Ngtắc bvệ dịng điện so lệch có tác động hãm khơng có tác động hãm Ý nghĩa đường cong đặc t ính hãm, cách đánh giá độ nhạy bảo vệ so lệch + Vùng II: Ikđ = I lv < I h rơle k tác độ ng Mục đ ích củ a việc sử dụn g rơle so lệch có tác độ ng hãm: Nhằm giúp ch o rơle khơng tác động nh ầm có ngắn mạch b ên phạm vi b ảo vệ sai số b ởi yếu tố sau: + Dịng từ hóa xuất BI Cách đánh giá độ nh ạy củ a bảo vệ so lệch: + Điện trở dây nối ph ụ - Đối với role khơng có tác động hãm: + Dịng khơng cân có ngắn mạch bên ngồi làm cho BI bị bão hịa với mức độ khác Nguyên tắc bảo vệ : Knh = Bảo vệ dòng so lệch loại b ảo vệ dựa nguyên tắc so sánh trực tiếp d òng điện h đầu ph ần tử bảo vệ INmin Ikđ - Đối với role có tác độn g hãm: * Sơ đồ: Knh = INmin Ikđtt Với Ikđtt xác địn h tung độ giao điểm củ a đườn g cong đt qua gốc tọa độ O điểm A (IhA, I lvA) IlvA = I Nmin IhA tương ứng với INmin r hq = (n BI_I = nBI_II = n; BI quy ước cực tính) 2) * Đối với bảo vệ khơng có tắc động hãm: Xét sai số = 0, Điều kiện bảo vệ tác độn g: IR ≠ V ẽ sơ đồ nguyên lý pha bảo vệ so lệch dọc 87T MBA cuộn dây có tổ đấu dây Y0/Δ sử dụng rơle so lệch cho pha Giải thích? Sơ đồ: - Dịng qua rơle NM ngồi: I R | ITI ITII | (rơle ko tđộng ) - Dòng qua rơle NM bên trong: IR | IT I IT II | I (tđộng) IT IR = 2I I IR = IT IT I II IT II * Đối với bảo vệ có tắc động hãm: Có xét đến sai số, điều kiện bảo vệ tác độn g: Ilv > Ih Giải thích: - Khi MBA đấu Y0/Δ BI đấu Δ/Y: nhằm b ù lại lệch p g iữa dòng sơ cấp thứ cấp củ a MBA (Is cấp lệch 300 so với Ithứ cấp) - Sử dụ ng rơle so lệch h ãm: đ ể khác ph ục dịng khơng cân bằ ng rơle so lệch ng uyên nhân: + Đầ u phân áp MBA Sự ≠ g iữa tỷ số MBA, tỷ số BI, nấc chỉnh rơle + Sai số khác nha u BI phía MB A + - Khi xuất ngắn mạch bên ngoài: Ilv = | İTI + İTII | Ih = k | İTI - İ TII | 3) Đánh giá bảo vệ so lệch dọc - Từ đồ thị ta có: Tính chọn lọc: + Theo ngun tắc tác động, bảo vệ có tín h chọn lọc tuyệt đối + Khi hệ thống điện có dao động h oặc xảy tình trạng khơng đồng bộ, dịng đầu ph ần tử bảo vệ không làm cho bảo vệ tác động chọn lọc Ilv < Ih : rơle k tác động - Khi xuất ngắn mạch bên - Tác độn g nhan h: + Ilv = | İTI + İTII | Ih = k | İTI - İ TII | Từ đồ thị ta có: - Ý nghĩa đường g đặc tính hãm: - Cho biết p hạm vi tác động củ a Rơle Độ nhạy: + Ilv > Ih : rơle tác động Do bảo vệ có tính chọn lọc tuyệt đối n ên không yêu cầu phải phối hợp thời gian với bảo vệ p hần tử kề Bảo vệ th ực để tác độ ng khơng thời gian Bảo vệ có độ nhạy tương đối cao dòng khởi độ ng chọn n hỏ dịng làm việc đườn g dây Tính đảm b ảo: + Sơ đồ phần rơle bảo vệ không ph ức tạp làm việc đảm b ảo 2 + + + + 4) Nhược điểm chủ yếu bảo vệ có dây dẫn ph ụ Khi đứt dây dẫn ph ụ làm kéo dài thời gian ngừng hoạt động bảo vệ, bảo vệ tác động không đún g (n ếu ph ận kiểm tra đứt mạch thứ không làm việc) Giá thành b ảo vệ định g iá thành c dây dẫn p hụ chi phí lắp đặt chúng, đường dây dài giá thành cao Chỉ n ên đặt bảo vệ so lệch dọc cho đườn g dây có chiều dài không lớn ch ủ yếu mạng > 110kV áp dụng b ảo vệ khác đơn giản tin cậy Lúc nên dùng chung cáp làm dây dẫn phụ bảo vệ, đồng thời để thực điều khiển xa, đo lườn g xa, thông tin liên lạc Bảo vệ so lệch dọc áp d ụng rộng rãi để bảo vệ ch o máy phát, máy biến áp, than h góp, d o khơng gặp phải khó kh ăn dây dẫn phụ Δδmh : sai số g óc máy hịa 5) Hịa điện xác (các điều kiện, t rình tự hịa, sơ đồ khối, phân loại loại máy hòa điện) Các điều kiện hòa đồng b ộ: - UMF = UHT - ωMF = ωHT - Góc lệch p vectơ đ iện áp đóng MC bằ ng khơ ng (δ = 0) Trình tự hịa điện: - Điều chỉnh đ iện áp đầ u cự c MF bằ ng điện áp hệ thố ng - Điều chỉnh tầ n số MF tầng số hệ thống (tương đối) - Chọ n thời đ iểm đóng máy cắt thơn g qua đồn g kế đo góc lệch δ (chú ý đóng MC phải t ốn khoảng thời gia n tMC) Khảo sát tình trạng MF qtrình trước thời điểm đóng MC hịa để chọn phương pháp đóng MC hịa thích hợp Sơ đ khối: (H18.3 - trang 496 SGK) Phtrình chuyển đ ộng củ a rotor MF thời điểm trước đóng MC: dωf J dt = Mt – MC Máy hịa điện có góc đóng t rước ko đổi: (δđttt ) Mt : moment quay tuabine MC : moment cản khôn g tải Trường h ợp 1: d ωf J =0 dt Phân tích loại máy hịa điệ n: - Máy hịa có phận đo gó c δ so sánh với góc δ chỉnh địn h Khi δ = δ đttt phát tín hiệu đ óng MC δ Vì δđttt khơng đổi U f = 2Usin - Thời gian đ óng trước: tđt = δđttt = tĐ ωf tt Nếu ωftt không đ ổi ta điề u chỉnh δđttt đ ể có tĐ = tMC cà đ ó máy hòa lúc U f = ; ωf = ωftt Nhưng thực tế, trước lcú hòa điệ n ωf khác nhau, không trường h ợp gi ống trường hợp (tuy ωf cho phép hòa) - ωf tt: tốc đ ộ góc trượt tín h tố n tốc đ ộ cho góc δss nhỏ thời điểm đóng tiếp điểm MC; δss cho phép phụ thuộc vào khả nă ng chịu đựng dòng cân MF - Moment tuabine = moment n, vậ n tốc tuabine g ần t ốc độ đồng Vận tốc góc trượt tốc độ góc trượt tính tố n Nếu hịa đồng bằn g cá ch đo góc trược xác đ ịnh bằng: δf tt = ωf tt.t Đ thời gian đón g trước số tđt = δđt tt = t tđt ωftt Đ δđt máy hịa điện có g óc đ óng trước kh ơng đổi Dẫn đến t Đ khác t MC Nhưng ωftt giá trị sai số thời gian tĐ tMC phép + Ưu điểm: mạch đk đơn giàn cần đo góc δ (Uf) Trường hợp 2: J dωf =0 dt ; ωf ≠ ωftt + - Độ trượt số khác tố c độ trượt tí nh tố n δđttt - Thời gian đóng trước: tđt = ≠ t thời gian đ óng t rước phụ ωf tt Đ thuộc vào tốc độ t rược, nên hòa điện có sai số để có thời gian ng trước khôn g đổi không phụ th uộc vào tốc độ trượt góc đ óng trước thay đổi tỉ lệ với vận tố c g óc trượt dδ δđt = f(δ ’) = kωf = k dt δđt(δ') kωf Trong trhợp này: tđt = ω = ω = k f f Phạm vi ứng dụng: d ùng để h ịa điện nh ững MF có cơng suất n hỏ, khơng địi hỏi độ xác cao Máy hịa điện có thời gian đóng tr ước ko đổi: + - Bộ phận chọn thời điểm đóng MC làm việc sở so sánh điệ n trượt Ut với đạo hàm bậc củ a điện áp - Ta chỉnh địn h thời g ia n ng trước tđt thời g ian đóng MC Để làm đ iề u ta t hêo hệ số k1, k2 vào Uf , Uf ’ ωf Uf = k1.2U.sin t máy hòa điện làm việc theo ng uyên t ắc gọi máy hòa ωf ωf Uf = k1.2U cos2 t điện với thời gian ng trước khơ ng đổi dωf J = const ≠ dt Có sai lệch tg ian đóng t roước tgian đ óng MC tĐ lớn ωftt nhỏ nhiều thời gian ch ỉnh tốc độ roto r Chọn k để tđt = t MC đóng th ời đ iểm thuận lợi Trường h ợp 3: Khuyết điểm: - Tạ i thời điểm: Uf = Uf ’ tđt = phát tín hiệu đóng MC k2 = k (hằng số) (δđt = ωf.tđt nhỏ) k1 - Moment thừa làm cho MF quay với gia tốc góc γf , lúc sai tĐ số g óc có thêm thành phần δ’ ss = γ f + Ưu đ iểm: hịa điện xác, ng ay th ời điểm Uf = không phụ thuộc vào ωf tr ước lúc hòa (nhưng ωf phải nhỏ để đảm bảo độ ch ính xác) - Đóng MC trước sau th ời điểm thuận lợi phụ t huộc vào dấu gia tốc Để sử dụ ng phương pháp thời gia n đóng trước kh ơng đổi tro ng trường hợp góc đóng trước cần đư ợc chọn thay đổi theo quy luật: + Khuyết điểm: δđt (δ’, δ ”) = k1ωf + k2γf Chọn k = tĐ ; k2 = tĐ tđt = tĐ γf h ằng số máy hịa điện với tgian đóng trước kh ơng đổi, để đảm b ảo đủ xác phải kiểm tra thêm đạo h àm bậc g óc δ - Sai số g óc trhợp này: δss = Δδmh + ω f (ΔtĐ + Δtmh ) ΔtĐ + Δtmh : sai số thời gian MC máy hòa + Mạch đk ph ức tạp phải đo đại lượng δ (Uf ) δ’ (U f’) Khi EHT EF khác nhiều độ trượt tổn g k Uf + dut k2 không qua má y hịa khơng thể tác dt độ ng Phạm vi ứng dụng: dùng để hòa điệ n cho MF có cơng suấ t lớn địi hỏi độ xác cao 3 6) + Đặ c tí nh bảo vệ : Hịa điện xác (ngun tắc thực hiện, ưu khuyết điểm & phạm vi ứng dụng) Rơle bảo vệ ACR rơle dịng điện có th ể d ùng cho bảo vệ dòng cắt nh anh ho ặc bảo vệ dòng cực đ ại Bảo vệ d òng cực đại dùng đặc tính độc lập phụ thuộc có ng đặc tuyến d ốc ch uẩn, đặc t uyế n dốc đặc tuyến cực dốc + Đặ c tí nh cắt nha nh: Nguyên tắc thực hiện: (trình tự th ao tác) - Điều chỉnh điện p đầu cực MF điện áp h ệ thống - Điều chỉnh tần số MF tần g số hệ th ống (tương đố i) Khi dịng cố có giá trị lớn, đặc tín h cắt nhanh mở rộng phạm vi ph ối hợp ACR với thiết bị p hía ngu ồn Khi dòng cố vượt d òng cắt nhỏ bội số đặc tín h cho ph ép mạch điều kh iển bỏ qua đặc tín h tác động ph ụ thuộc T-C (đặc tính th ời gian - dịng điện) thơng thường cắt ACR với th ời gian gần + Đặ c tí nh khóa tức thời: - Chọn thời điểm đóng máy cắt thơng qua đồng kế đo góc lệch δ (chú ý đ óng MC phải tốn kh oảng thời gian tMC) đóng MC hịa điện đảm bảo d ịng cân Icb điện áp trượt U t (ΔE) ứng với: Ut = UHT – UMF = Ưu - khuyết điểm: Ưu đ iểm: - Hịa điện xác MF vào hệ thống; tránh dòng cân bằ ng điện áp trượt làm hư hỏ ng MF Khuyết điể m: Đặc điểm cho phép ACR giảm số lần tác động để tránh bị hư hỏng dịng cố cao mà ACR đóng lại nhiều lần - Ph ức tạp lâu Đặ c biệt đ k củ a cố cùa hệ th ống kèm theo dao động tần số điệ n áp đòi hỏi nhâ n viên phục vụ p hải có trình độ chun mơn cao, q trình tự độn g hóa phức tạp, có khả nă ng cố nặn g nề không tuân theo đún g điều kiện hòa đồng Phạm vi ứn g dụng: Ngồi người ta kết h ợp đặc tính cắt nhanh khóa tức thời làm nâng cao tính linh hoạt ACR + Đặ c tí nh phố i hợp chuỗ i: Là đặc điểm cần thiết phối hợp ACR-ACR, ngăn tác động khôn g cần thiết ACR đầu nguồn kh i xuất cố mà cố cò thể bị loại trừ bời ACR phía sau - Ứng dụn g cho hầ u hết cá c loại máy p hát: công suất lớn, công suất nhỏ h oặc th ủy điện, nhiệt điện… i yêu cầu độ xác hịa đồn g khơng bị hạn chế th ời gian (không cần đáp ứng nhanh) 7) L ĩnh vực áp dụn g: ACR pha hay pha: - ACR p hân loại dựa yếu tố: tác độn g pha hay pha; điền khiển thủy lực hay điện tử; ph ương pháp dập hồ qu ang - ACR pha: dùng để b ảo vệ TĐL đường dây pha, ví dụ nhánh rẽ đườn g d ây p Chú ng d ùng đường dây pha kh i p hụ tải đườn g dây đa số pha - ACR pha: dùng cần cắt đóng pha cố lâu dài để ngăn tình trạng vận hành pha ph ụ tải pha, ví dụ n hư động pha loại lớn Tự hòa đồng (nguyên tắc thực hiện, ưu khuyết điểm & phạm vi ứng dụng) Nguyên tắc thực hiện: Nhờ nh ững moment xuất hiệ n trình MF hòa điệ n mà MF kéo vào đ ồng - Cho MF quay đ ịnh mức, đồng thời cho kích từ hoạt đ ộng - Đóng MC nố i máy phát vào hệ thốn g - Đóng MC kích từ cho kích từ h oạt độn g ACR th ủy lực hay điện t ử: Ưu - khuyết điểm: Ưu đ iểm: - Hòa điện nhanh chón g, kh ơng cần đ iề u chỉnh thật đú ng tần số đ iện áp máy p hát - Hthống đk thủ y lực sdụng ACR pha lẫn p - ACR điện tử có b ộ ph ận cấu thành s dụn g mạch số hay vi xử lý ACR sử dụn g vị trí hệ thốn g, miễn giá trị định mức củ a ACR thích h ợp với yêu cầu mạng điện Các vị trí lắp đặt thích hợp ACR thường trạm phân ph ối thiết bị bảo vệ đầu nguồn ; đặt đường dây cách trạm khoảng cách đó; đặt nhánh rẽ đường dây - Việc hịa đ ồng nhanh chóng, đơn giản, khả n ăng cố nghiêm trọng loại trừ - Hòa đ ược n gay kh i có d ao động tần số đ iện áp mà hịa xác khơng thực Khuyết điể m: - Khi đóng MC nố i MF vào hệ thố ng xuất dòng điệ n lớn chạy qua MC kéo theo giả m điện áp góp ỡ đầu cực MF 9) Đặc điểm tự đóng lại mạng phân phối - Các thống kê cố HTĐ cho thấy rằn g đường dây không vận hành với điện áp cao (từ 6kV trở lên) điều có cố thống qua (chiếm tới 80 ÷ 90% cố) Nguyên nhân gây cố thoáng qua sét, lắc lư đường dây gây phóng điện va chạm vật bên ngồi đườn g d ây Cịn 10 ÷ 20% cố lại cố kéo dài hay “bán kéo dài” thường xảy đường dây trun g (6 ÷ 66kV) Nguyên nhân gây có kéo dài nhánh rơi xuống đường dây đường dây chạy qua vùng rừng núi - Việt Nam nằm kh u vực n hiệt đới, đk khí h ậu nh b ảo, độ ẩm, sấm sét, cối… tạo điều kiện tốt cho cố thoáng qua xảy Do việc áp dụng thiết bị tự động đóng lại cắt (TĐL) HTĐ VN nên xem xét cẩn thận nhằm áp dụng cách thích hợp hiệu nh ững lợi điểm thiết b ị này, góp phần cải thiện độ tin cậy ch o HT - Trong phần lớn cố, đường d ây cố cắt tức thời thời gian điện đủ lớn để khử ion hồ quan g sinh việc đóng lại cho phép phục h ồi thành công việc cu ng cấp điện cho đường dây Máy cắt TĐL t hiế t bị trọn g ồm MC m ạch điều khiển cần thiết cảm nhận tín h iệu dòng điện, đ ể định thời gian cắt đóng lại đường dây cách tự động có cố t hống qua, tái lập cu ng cấp điện Nếu cố kéo dái, ACR khó a TĐL sa u số lần t ác động đặt trước (3 lần ) cô lập vùng bị cố khỏi hệ thốn g - Các MC có trang bị hệ thống TĐL g óp phần th iết thực tron g việc cải tạo tính liên tụ c cung cấp điện cho hộ tiêu thụ - TĐL cịn có ưu điểm quan trọng , đặc biệt cho đường dây từ tải cao áp (trên 66kV) khả g iữ ổn định đồng cho h ệ thố ng Các tính làm vi ệc ACR: Ngày nay, với tiến kỹ thu ật điện tử - vi xử lý công nghệ vật liệ u mới, ACR kết h ợp nhiều chức bả o vệ, kèm theo đ ó đ ặc tín h h ỗ trợ đắc lực cho chức nă ng bảo vệ nhằm đáp ứng cách độn g nhanh chóng cho yêu cầu HTĐ - Trên đườn g dây truyền tải nối H T lớn với nhau, việc tách rời HT gây ổn định Việc tách rời có th ể xảy tình trạng : b ên thiết hụt gsuất, bên dư thừa công suất Trường hợp việc đóng lại kịp thời cho p hép HTĐ tự động cân b ằng trở lại Đây ưu điểm quan trọng việc đóng lại đường dây truyền tải - Điều kiệ n: I cb 1, 05U xd xHT 3, trị số hiệu dụng dịng cân đón g MF kh ông vượt 3,5 lần dòng đ iện điệ n mức MF Phạm vi ứn g dụng: - Khi cần hòa điện nhanh MF vào hệ thốn g - Được dùng chủ yế u cho nhà máy thủy điện, kể loại lớn - Dùng cho MF điện turb ine h nối thành với MBA tăng áp có cơng suất lớn 3MW 8) Các tính m áy cắt tự đóng lại cho m ạng phân phối (ACR), lĩnh vực áp dụng Máy cắt tự đóng lại: (ACR) 10) Tự đóng lại đường dây tải điện (ý nghĩa, nguyên tắc t hực hiện, yêu cầu bản, t hiết bị tự đóng lại đường dây cao áp & trung áp) - Khi xuất cố ph a chạm đất, sơ đồ TĐL pha đơn ng đóng lại ph a cố MC, rơle TĐL lắp đặt riêng rẽ cho phần tử khởi độ ng, mộ t rơle cho pha Sự ng lại thành cơng s ẽ đưa đến kết rơle trở lại cuối thời điểm thời gian phục h ồi, sẵn sàng để đáp ứng lại cố Nhưng n ếu cố cố lâu dài cắt khóa pha MC Ngắt khóa pha xảy cho cố pha NM chạm đát, điểm chạm đất thứ xuất tro ng thời gian chu kỳ TĐL - Phối hợp tự động đóng lại pha & pha, cớ pha đơn chạm đất khởi động ngắt p đóng lại, cố nhiều pha khởi động ng pha đóng lại Nếu TĐL k thành cơng khóa lại ph a Ý nghĩa: - Cho phép phục hồi việc cung cấp điện ch o đường dây - Cải tạo tính liên tục cung cấp điện - Khả n ăn g giữ ổn định đồng cho HT - Cho phép HTĐ tự động cân trở lại (quan trọng) Nguyên tắc th ực hiện: Nếu đường d ây cắt tức thời thời g ian điện đủ lớn để kh ion h quang điện sin h rathì TĐL thành công - TĐL bằn g cách kết hợp MC với h ệ th ống TĐL (ARS) - S dụng MC TĐL (ACR) Những đ ặc điể m ACR: - ACR thiết bị TĐL, thiết kế trọn để kết h ợp MC với chức n ăng rơle bảo vệ rơle TĐL, tác động cách linh hoạt mạng điện có cơng suất thấp - ACR cắt đóng lại đd cách tự độn g có cố thoáng qua, tái lập cung cấp điện Nếu cố kéo dài, ACR khóa TĐL sau số lần tác động đặt trước cô lập vùng bị cố kh ỏi hệ thống - Khi lựa chọn ACR phải ý đến th ông số sau: điện áp, dòng cố cực đại vị trí đặt ACR, d ịng tải cực đại, dòng cố cực tiểu tron g vùng bảo vệ củ a ACR, khả phối hợp với thiết bị bảo vệ kh ác hai phía nguồn phía tải, độ n hạy cố chạm đất - ACR sử dụn g b ất kỳ nơi HTĐ, miễn giá trị địn h mức ACR phù hợp với nh ững yêu cầu hệ thống - ACR có chức sau: Các u cầ u bản: - Tác động nh an h: theo qu an điểm đảm bảo cung cấp điện liên tục cho ph ụ tải đảm b ảo ổn định HTĐ th ì đóng lại nguồn điện nhanh tốt - Thiết bị TĐL phải làm việc với tất dạng hư hỏ ng d ẫn đến cắt MC, n goại trừ trường hợp đóng MC tay có ng ắn mạch - Thiết bị TĐL kh ông làm việc điều h ành viên m MC bằn g tay điều khiển từ xa - S đồ TĐL khó a hay cấm tác độ ng tr/h ợp đặc biệt - TĐL không lặp lặp lại tránh hư hỏng MC - TĐL phải tự động trở vị trí ban đầu - Thời gian tối thiểu tín hiệu đóng lại MC đủ để đóng MC chắn - Yêu cầu sơ đồ TĐL pha: xuất cố pha chạm đất, sơ đồ TĐL pha đơn ngắt ng lại pha cố MC, rơle TĐL lắp đặt riêng rẽ cho từn g ph ần tử kh ởi độn g, rơle cho pha Nếu cố cố lâu dài cắt khóa pha MC - Phối hợp TĐL p pha, ci61 pha đơn chạm đất khởi động ngắt pha đóng lại, cố n hiều poh a kh ởi động nắt p đóng lại Nếu TĐL khơng thành cơng khóa pha Thiế t bị TĐL đường dây ca o áp trung áp: Chức bảo vệ + Chức điều khiển + Chức tự đóng lại + Chức đo lờn giám sát, truyền thôn g 12) Phân biệt bảo vệ dòng điện cực đại bảo vệ cắt nhanh Bảo vệ dòng cực đại - Vùng BVCĐ gồm p hần tử bảo vệ phầ n tử lân cận Vùng BVCN bảo vệ phầ n p hần tử bảo vệ - Dòng điện kh ởi động bảo vệ phả i lớn h ơn dòng điện phụ t ải cực đại qua chỗ đặ t bảo vệ (I kđ > I lvmax) Chọn dòng điện kh ởi động lớn dòng điện NM lớn nhấ t qu a chổ đặt b ảo vệ kh i NM phần tử đ ược bảo vệ (cuố i vùng bảo vệ p hần tử đ ược bả o vệ) - Theo thiết bị điện: TĐL đường d ây, đường dây, MBA - TĐL pha đường dây với hai nguồn cu ng cấp th ực có dạng sau: + TĐL khơng đồ ng + TĐL tức thời Phạm vi ứng dụn g: + TĐL chờ đồng - + TĐL theo t ần số: HT tần số b ị g iảm số MC phụ tải bị cắt, sau thiết bị TĐL đóng MC kh i tần số khôi phục Nguyên tắc ch ung: - Ttác độn g nhanh kh i có cố, trì ổn định đồng h ệ thố ng 11) Phân biệt thiết bị tự đóng lại mạng điện truyền tải phân phối, làm vi ệc tự đóng lại pha pha Những đặc điểm ACR thiết b ị TĐL mạng điện truyền tải ARS: tự dóng trở lại bằn g cách kết hợp MC với hệ thống tự đóng trở lại - Đối với đd phân phối có cơng suất kh ơng lớn, thiết bị TĐL sử dụng ACR thiết kế trọn để kết h ợp MC với chức n ăng rơle b ảo vệ rơle TĐL, sử dụng linh hoạt mạng điện phân ph ối, mạng điện mà có số lần xảy cố thoáng qua thương đối thấp Sự làm việc TĐL p pha: Được dùng r ộng rãi mạng hình tia tất cấ p điệ n áp Trong mạng thấp h ơn 15kV, bảo vệ , cịn mạng điện ca o hơn, thường bảo vệ dự trữ Các đd gần n guồn cần cắt nhanh NM xảy để đảm bảo ổ n định HT BVCN kết hợp với bảo vệ dòng cực đ ại tro ng b ảo vệ dòng cấp, nhiều trường hợp có th ể dùng thay bảo vệ phức tạp Các trị số chỉnh đ ịnh: - Thời gian tá c độ ng: chọn theo nguyên tắ c bậc th anh để đảm bảo tính chọn lọc Thời gian tác độn g: khoảng tử ,02 ÷ 0,0 6s - Dịng kđộng: Dịng kđộng : Phân biệt thiết bị tự ng lại mạng đ iệ n tru yền tải phân phối: - Đối với đd tru yền tải cao áp côn g suất lớn, cơng suất cắt củ a MC địi hỏi phải lớn thời gian tác động MC phải nhanh Đây nhữn g nguyên nhân mà ngta sử dụ ng MC kết hợp với h ệ thống TĐL để thực năn g TĐL cho HTĐ loại Bảo vệ cắt nhanh Nguyên tắc hoạt đ ộng: - Theo tần số tác động: TĐL lần TĐL nhiều lần - Theo số ph a tác độ ng TĐL: TĐL pha TĐL pha + I kñ R k k k at mm sñ Ilv max ktv nBI kat = 1.2 ÷ 1.3 (hs an tồn) kmm = ÷ (hs mở mày) ksđ : hệ số sơ đồ ksđ = Itv/Ikđ (hs trở về) I kñ R kat I NBmax - kat = 1.2 ÷ 1.3 (hs an tồn) INB max : dịng ngắn mạch lớn t ại cuố i vùng bảo vệ 13) Phân tích điểm giống khác 50/51? Phạm vi ứng dụng loại + Bào vệ 50: Rơle dòng cắt n hanh bảo vệ cắt nhan h - + Bảo vệ 51: Rơle dòng cực đại bảo vệ d òng cực đại Giống n hau: Là rơle bảo vệ, có nhiệm vụ bảo vệ cá c p hần tử h ệ thống điện Cả điều d ựa nguyên tắc b vệ q uá dòng loại bảo vệ t ác động dòng điện qua chổ đặt thiết b ị tăng giá trị định mức Khác nhau: 50 - - - - 51 Giá trị đặ t ban đầu cho Ikđ lớn h ơn dòng phụ tải cực đạ i qua chổ đặt 51 : Ikđ_51 > I lvmax Thời gian ngắn mạch kh lớn, đoạn gầ n nguồn - Có đ ộ nhạy tron g mạng ph ân nhiều nhá nh phụ tả i lớn Vùng bả o vệ rộ ng: gồm phần tử bảo vệ + phần vùng lân cận Điện áp vào đo lường tổngg vectơ điện áp UĐ (điện áp đặt MBA tự ngẫu;, tỉ lệ với điện áp đầu cực MF) U1 (điện áp thứ cấp củ a MBA trung gian; tỉ lệ với dòng tải) Ůvào = ŮĐ – ΔŮ1 Trong đó: ŮĐ = K u.ŮF ΔŮ1 = R I nBI.n BU F - Góc α vectơ ŮĐ Ů1 thay đổi cách chuyển cách nối MBA BG (X1 ) - Bộ AVR lu ôn hoạt động th eo chiều hướng giữ không đổi giá trị điện áp đưa vào (U vào = const) Giá trị đ ặt ba n đầ u cho 51 lớn dòng điệ n NM max qua chổ đ ặt 50 , NM phần tử bảo vệ (cuối vùng bảo vệ củ a p htử bảo vệ) Ikđ_50 > INmmax Thới gian tác động nha nh, đảm bảo ổn định HTkhi có NM ngồi nguồn + Nếu α > 90 : tác dụng tăng thêm ΔŮ, ŮĐ giảm xuống (dưới tác d ụng điều áp) cho ta đặc tuyến dốc xuống (đặc tuyến phụ thuộc dương) + Nếu α < 90 : ngược lại ch o ta đặc tuyến d ốc lên (đặc tuyến phụ th uộc âm) Có độ nhạy cao Vùng bảo vệ h ẹp: ch ỉ phần vùng phần tử bảo vệ Phạ m vi ứng dụng: - - Dùng rộng rãi mạng hình tia all cấ p đ iệ n p Trong mạn g điệ n thấp 15kV, bảo vệ chính; cịn mạng điện áp cao thường bảo vệ dự trữ Các đ ườn g dây g ần ngu ồn cần cắ t nh anh kh i NM xảy để đảm bảo ổn định hệ thống Các phần tử bảo vệ khơng địi h ỏi t gia n tác độn g cực nhan h 51 sử dụng tro ng trường hợp này, 51 sử d ụng vùng bảo vệ đ ược yêu cầ u bảo vệ tương đối rộn g Cả rơle bảo vệ 50 & 51 sử dụng đồng thời để phối h ợp bả o vệ phần tử cần bảo vệ Các phần tử bảo vệ đòi hỏi thời gian tác độ ng nhanh Rơle bả o vệ Ý nghĩa độ dốc đặc tính điều chỉnh điện áp đầu cực MF: - Đặc tuyến đường thẳng nằm ng an g (đặc tuyến độc lập): MF làm việc riêng biệt (b ộ điều chỉnh điện áp AVR bình thườn g điều khiển điện áp đầu cực stator MF không đổi) - Đặc tuyến đường thẳng dốc xuốn g (đặc tuyến phục thuộc dương): MF làm việc song song với - Đặc tuyến đường thẳng dốc lên (đặc tuyến phụ c th uộc âm): MF nối với MBA tăng 15) Đặc điểm rơle kỹ thuật số Ưu nhược điểm rơle số Đặc điểm rơle kỹ thu ật số: - Thiết kế kiểu tích h ợp giá thành rẻ tích hợp nh iều rơle Điều n ày làm tăng độ tin cậy cho rơle giảm thiểu số dây n ối bên ngồi/ - Có thể sử dụn g lâu dài mà khơng cần phải bảo trì thườn g xuyên chức năn g tự g iám sát - Có độ n hạy, chín h xác cao, th ời gian tác động n hanh - Nhiệm vụ AVR: tạo độ dốc cần th iết đặc tuyến điều h UF = f(I f) Nói cách khác, AVR phận thay đổi độ dốc đặc tuyến làm việc MF Các thông số khôn g bị nhiễu ngu yên lý xử lý tín hiệu số - Các phím thao tác rơle hình hiển th ị thiết kế theo tiêu chuẩn kh oa học đại, hiển thị trạng th HTĐ Cách làm việc b ộ AVR: - Dễ d àng đảm bảo việc xuất liệu, thơng qu a chương trình máy tính chỗ từ thiết b ị điều khiển từ xa qua cổng giao tiếp giao thức tru yền thơ ng - Có thể truyền thơn g với hệ th ống điều khiển cấp cao sử dụng giao thức chuẩn - Có khả lập trình nên có độ linh h oạt cao, dễ dàng sử dụng cho đối thượng b ảo vệ khác 14) Mục đích tạo đặc tuyến AVR hệ thống điều chỉnh điện áp đầu cực máy phát (AVR, cách làm việc, ý nghĩa độ dốc đặc tuyến) Bộ AVR xử lý khuếch đại tính hiệu đk đầu vào điện áp đầu cực MF để tạo cách th ức th ích h ợp nh ằm đk kích từ Ưu điểm: Ưu việt lớn rơle số so với lo ại rơle khác khả tổ h ợp chức năn g bảo vệ thuận lợi rộng lớn , việc trao đổi xử lý thô ng tin với khối lượng lớn tốc độ cao làm tăng độ nhạy, độ xác, độ tin cậy cũ ng n hư mở rộng tính b ảo vệ - Hạn chế nh iễu sai số việc truyền thơng tin b ằn g số - Có khả tự lập trình nên có độ linh hoạt cao, dể d àng sử dụng ch o đối tượng b ảo vệ khác n hau - Công suất tiêu thụ n hỏ - Có khả đo lườn g nố i mạng phục vụ cho điều khiển, giám sát, điều chỉnh tự động từ xa Nhược điểm: - Giá thành cao nên địi hỏi phải có vốn đầu tư lớn để th ay rơle cũ rơle số 6 - Đòi hỏi ng ười vận hành phải có trình độ cao - Phụ thuộc n hiều vào bên cung cấp hành việc sửa chửa nâng cấp thiết bị 16) Tự động vận hành mạng kính LA (nguyên lý hoạt động, trình tự làm việc, phân tích ngắn mạch) + SGK - tr393 LA sơ đồ tự động ph ối hợp tác động thiết bị ACR nhằm thay đổi tức thời cầu hình mạng điện phân phối vòng để phụ c hồi cun g cấp điện đến phân đoạn không bị cố, chúng bị điện cố phân đoạn khác LA tác phục hồi cấu hình hình thường mạng điện cách tự động phân đoạn cố sửa chửa Có thể phố i hợp thời g ian làm việc bv đoạn gần để làm giảm thời gian cắt NM bv đặt gần nguồn Có thể giảm hệ số mở máy k mm chọn d òng điện kđộng củ a bv Khuyết điểm: Thời g ian cắt ngắn mạch tăn g kh i có d ịng điện NM có giá trì gần dịng điện khởi động Đơi phố i hợp đặc tín h thời gian tương đối phức tạp Độ nhạ y bảo vệ: - Đặ t tên vị trí ACR: - FR: ACR đầu phát tu yến, th ơng thường trạng thái đóng Độ nhạy bảo vệ dòng cực đại đặc trưng b ằng hệ số độ nhạy k nh Trị số xác định tỉ số dòng qua rơle INmin ngắn mạch trực tiếp cuối vùng bảo vệ dòng khởi động rơle I kđ - TR: sdụng thiết b ị phân đo ạn tách h phát tuyến thông thường trạng thái mở knh = INmin Ikđ với INmin dòng NM cực tiểu NM cuối vùng bảo vệ - MiR: vị trí n ó nằm mạng điện g iữa FR TR - Khi NM cuối phần tử bv (vùng chính) yêu cầu k nh > 1,5 Nguyên lý hoạt độ ng: - Khi NM cuối vùng dự trữ, yêu cầu k nh > 1,2 Thực tự độn g cô lập ph ân đoạn cố tái cấu hình mạng điện d ựa vào quy luật sau: Đánh giá bảo vệ dòng cực đ ại làm việc có th ời gian: - Quy luật 1: FR cắt kh i bị nguồn - - Quy luật 2: MiR tự động chu yển đến nhó m bv chế độ cắt đóng lại mộ t lần kh oảng thời g ian ngắn sau b ị nguồn - Quy luật 3: TR đóng kh i phía n guồn phía có nguồn 17) Khi có tình trạng tầm, tầm bảo vệ khoảng cách Cho ví dụ minh họa Tính & vã đặc tính m ạch cho dịng điện bảo vệ tổng trở đo rơle R - Hình 6.19 & giải thích hình trang 127SGK Tính chọn lọc: + Chỉ đảm bảo tính ch ọn lọc mạng hình tia có nguồ n cung cấp cách ch ọn thời gian làm việc theo nguyên tắc bậc thang tăng d ần theo hướng từ xa đến gần nguồn + Khi có nguồn cun g cấp, yêu cầu chọ n lọc khôn g thỏa mãn cho dù máy cắt bvệ đặt phía đường dây Tác độn g nhan h: + Càng gần nguồn th ời gian làm việc bảo vệ lớn + Ở đoạn g ần nguồn cần ph ải cắt n hanh ng ắn mạch để đảm bảo làm việc liên tục ph ần lại hệ thốn g điện, kh i thời gian tác độ ng bảo vệ đoạn lại lớn n hất + Thời g ian tác động chọn th eo ng uyên tắc bậc thang vượt q uá giới hạn ch o phép - D ưới tầm: rơle khoảng cách gọi tầm kh i tổng trở đườn g dây n hỏ tổ ng trở biểu kiến đo tới điểm NM Phần trăm tầm định nghĩa: ŻR - ŻBV 100% ŻR - - Quá t ầm tầm: rơle khoảng cách gọi tầm tổng tr đường dây tới điểm chạm lớn tổng trở biểu kiến đo rơle ŻR - ŻN 100% ŻR Độ nhạy: + Độ nhạy bảo vệ bị hạn chế phải chọn Ikđ > Ilvmax có kể đến hệ số mở máy k mm động Khi ngắn mạch trực tiếp cu ối đườn g dây bảo vệ, độ nhạy yêu cầu > 1,5 (khi làm nhiệm vụ bảo vệ chính) + Độ nhạy nhiều trườn g hợp đảm b ảo Tuy nhiên công suất ng uồn thay đổ i nhiều, bảo vệ làm nhiệm vụ dự trữ trường hợp ngắn mạch đoạn kề , độ nh ạy khơng đạt u cầu Độ nhạy u cầu bảo vệ làm nhiệm vụ dự trữ > 1,2 - Ưu & nhược điểm b ảo vệ khoảng cách (tr135-SGK) 18) Bảo vệ dòng điện cực đại Nguyên tắc hoạ t động: - Bảo vệ dòng điện cực đại loại b ảo vệ phản ứng với dòng phần tử bảo vệ Bảo vệ tác động dòng điện qua chỗ đặt th iết bị bảo vệ tăng giá trị địn h trước n - Dịng khởi động củ a bảo vệ Ikđ, tức dòng nhỏ q ua phần tử bảo vệ mà làm cho bảo vệ khởi động, cần phải lớn dòng phụ tải cực đại qua phần tử b ảo vệ để ngăn ngừa việc cắt phần tử khơng có hư hỏng - + - Rơle có đặc tính thời gian phụ thuộc: + + Khi bội số dòng lớn , bảo vệ làm việc phần độc lập đặc tín h thời gian: thời gian làm việc chọn giống bảo vệ có đặc tính thời gian độc lập Khi bội số dòng nhỏ, bảo vệ làm việc p hần ph ụ thuộc đặc tín h thời gian: trường hợp n ày, sau phố i hợp thời gian làm việc bảo vệ kề có th ể g iảm thời gian cắt ng ắn mạch - Ưu nhược điểm củ a bảo vệ có đặc tuyến ph ụ thuộc là: + Ưu điểm: Theo nguyên tắc tác độ ng, cách thực sơ đồ, số lượn g tiếp điểm mạch th ao tác loại rơle sử dụng , b ảo vệ dòng cực đại xem loại bảo vệ đơn giản làm việc đảm b ảo Ph ạm vi sử d ụng: - Được áp dụng rộng rãi mạng phân phối hình tia điện áp từ 35kV trở xuống có ng uồn cung cấp thời gian làm việc củ a n ằm tron g giới h ạn ch o phép - Đối với đường dây có đặt kháng điện đầu đườn g dây, áp dụn g bảo vệ dịng cực đại ngắn mạch dịng khơng lớn lắm, điện áp dư góp cịn cao nên bảo vệ làm việc với thời g ian tương đối lớn kh ông ảnh hưởng n hiều đến tình trạng làm việc chun g củ a hệ th ống điện Thời gian tác động : - Rơle dịng điện có đặc tính thời g ian độc lập: thời gian làm việc ch ọn th eo nguyên tắc bậc th ang (từng cấp); bảo vệ đoạn sau gần nguồn có thời g ian làm việc lớn thời gian làm việc lớn bảo vệ đoạn trước bậc chọn lọc thời gian Δt Tính đảm b ảo: 19) B ảo vệ dòng điện cắt nhanh Nguyên tắ c h oạt độn g: - BVDĐCN loại bv bảo đảm tính ch ọn lọc cách ch ọn d òng Ikđ lớn INM max qua chỗ đặt bảo vệ NM n goài phần tử bv (cu ối bv ph ần tử b ảo vệ) - Khi ngắn mạch vùng bv, INM > I kđ bảo vệ tác độn g - BVDĐCn thường làm việc tức th ời h oặc với thời gian bé để nâng cao độ nhạy mở rộng vùng bv 7 Bảo vệ cắt nhanh củ a đường dâ y có nguồn cu ng cấp: A B C RZ A - Vùng bảo vệ: ch ỉ bao gồm phần đường dây đc cần bvệ - Dịng khởi động: Trong đó: RZ B RZC Ikđ = kat INbmax k at = 1,2 ÷ 1,3 hệ số an tồn INbmax - dịng NM mac cuối vùng bv (tại B) A B C - Thời g ian tác động: tức thời gồm thời gian làm việc ph ần tử đo lường, th ời gian tác động b v kh oảng ,02 ÷ 0,06 s 20) Đánh giá phạm vi ứng dụng bảo vệ dịng có hướng Ngun tắc hoạ t động: - Bảo vệ dịng điện có hướng loại bảo vệ tác độ ng theo giá trị dòng điện chỗ nối bvệ góc pha gi ữa dịng điện với điện áp góp củ a trạm có đặt bvệ Bảo vệ tác động n ếu dòng điện vượt giá trị định trước (Ikđ) góc pha phù hợp với trường hợp ngắn mạch đườn g dây bvệ - Thời gian tác động: theo đặc tín h thời gian độc lập, thời gian làm việc bảo vệ xác địn h theo ng uyên tắc bậc thang ngược chiều Tất bvệ củ a mạng chia thành nhóm theo hướng tác động b ộ phận định hướng công suất Thời gian làm việc củ a n hóm chọn th eo nguyên tắc bậc thang xét b vệ d òng cực đại Đánh giá bả o vệ dịng có hướng: - Tính chọn lọc: + Tính chọn lọc tác động bảo vệ đạt nh chọn thời gian làm việc theo nguyên tắc bậc thang ngược chiều nh au dùng phận địn h hướng công suất + Tính chọn lọc đảm bảo mạng vịng có nguồn cung cấp kh i khơng có nhữn g đường ch éo khơng qua nguồn mạng hình tia có số nguồn cung cấp tùy ý + Trong mạng vịng có số nguồ n cu ng cấp lớn tính chọ n lọc khơng th ể đảm bảo khơng thể chọn th ời gian làm việc theo ng uyên tắc bậc thang Bảo vệ không đảm bảo chọn lọc mạng vịng có nguồn cu ng cấp có đườn g chéo khơng q ua ng uồn,trường hợp phần mạng g iới h ạn đườn g ch éo xem có hai nguồn cung cấp - Tác động nhanh : đa số trường h ợp bvệ có thời gian làm việc lớn - Độ nhạy: độ nhạy củ a bảo vệ bị giới hạn dòng khởi động b ộ phận kh ởi động Đánh giá bả o vệ dịng có hướng: - BV dịng điện có h ướng đơn giản đảm bảo tác động ch ọn lọc mạng cung cấp từ phía - S dụ ng kết h ợp cắt nhanh có hướng với BV dịng điện có hướng ta nhận BV tron g n hiều trường hợp có độ nhạy thời gian tác động thỏa mãn yêu cầu - Nhược điểm: - Khi NM pha: I R I N(3) U R U P IN (3) Z (3) R UR Zl l IR l:chiều dài chỗ đặt bảo vệ tối chỗ NM - Khi NM pha: (B & C) I R I b I c N N(2) U R U BC N N(2) Zl l Z (2) R UR Z l l IR - Khi NM pha chạm đất: Do có dịng chạm đất, dịng pha A cho tín h iệu sai → hiệu h dòng gọ i lại dòng bù Rơle UR IR A Ua Ia + 3KCI0 B Ub Ib + 3KCI0 B Uc Ic + 3KCI0 Thời gian tác động lớn , nh ất BV gần nguồn + Có độ nhạy tron g mạng với phụ tải lớn bội số dòng NM nhỏ + Có vùng chết NM ba ph a - Trong m ạng điện tới 35kV: bv q uá dòng điện có hướng dùng rộng rãi làm bv Trong mạng 110kV & 220kV, chủ yếu làm bv dự trữ sử dụng kết hợp với cắt nhanh có hướng làm bv 21) BẢO V Ệ KHOẢNG CÁCH Đặc tín h thời gian/khoảng cách : Với: KC Z Z1 3Z Chọn tham số bảo vệ: Z Ikñ k1 Z L1 k1 Z1 l - Cấp I bảo vệ: tI s Trong đó: k = 0,8 ÷ 0,9 → 0,85 Z - tổn g trở th ứ tự th uận 1km đườn g dây l - chiều d ài đường d ây bảo vệ Z IIkñ k11 Z1l AB k1 Z BI - Cấp II bảo vệ: t II t I t Trong đó: k = 0,85 ÷ 0,9 → 0,9 + Zl l k 11 = 0,8 ÷ → 0,85 Z - tổng trở kđộn g cấp I nh ỏ phtử kế đd bảo vệ I B (đườn g dây: Z I 0,85Z ; MBA: Z I Z ) B BC B T H ệ th ống có ng uồn B: k Z IIkñ k11 Z1l AB Z BI k pd Dòng NM qua bảo vệ k pd Dòng NM cuối vùng bảo vệ Độ nh ạy: k nh Z IIkñ ZL1 1, Nếu độ nhạy vùng II ko bảo đảm (knh < 1,2) ta phải p hối hợp lại với ph ần tử tiếp theo: vuøng I vuøng II vuøng III - Vùng I = 80% tổng trở đườn g dây bảo vệ - Vùng II = đdây bảo vệ + 50% đdây thứ hai ngắn - Vùng III T = 1,2(đdây b ảo vệ + đdây thứ hai dài nhất) - Vùng III N = 20% hướng ngược đdây bảo vệ Sơ đồ nối rơle tổ ng trở nối vào Udây hiệu số dòng pha: k Z IIkñ_A k11 Z1l AB Z IIB k pd II II t A tB t Z III 1, Z AB max Z BC ; Z T ; kñ II t III t t A B - Cấp III bảo vệ: ... INM max qua chỗ đặt bảo v? ?? NM n goài phần tử bv (cu ối bv ph ần tử b ảo v? ??) - Khi ngắn mạch v? ?ng bv, INM > I kđ bảo v? ?? tác độn g - BVDĐCn thường làm việc tức th ời h oặc v? ??i thời gian bé để nâng... Nếu độ nhạy v? ?ng II ko bảo đảm (knh < 1,2) ta phải p hối hợp lại v? ??i ph ần tử tiếp theo: vuøng I vuøng II vuøng III - V? ?ng I = 80% tổng trở đườn g dây bảo v? ?? - V? ?ng II = đdây bảo v? ?? + 50% đdây... thấp h ơn 15kV, bảo v? ?? , cịn mạng điện ca o hơn, thường bảo v? ?? dự trữ Các đd gần n guồn cần cắt nhanh NM xảy để đảm bảo ổ n định HT BVCN kết hợp v? ??i bảo v? ?? dòng cực đ ại tro ng b ảo v? ?? dịng cấp,