Giáo trình Bảo vệ Rơle (Nghề Điện công nghiệp Cao đẳng)

BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PHÁT TRIỂN NÔNG THÔN TRƢỜNG CAO ĐẲNG CƠ ĐIỆN XÂY DỰNG VIỆT XÔ KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỰ ĐỘNG HĨA GIÁO TRÌNH MƠ-ĐUN: BẢO VỆ RƠLE NGHỀ: ĐIỆN CƠNG NGHIỆP TRÌNH ĐỘ: CAO ĐẲNG Ban hành kèm theo Quyết định số: /QĐ- ngày tháng năm 20 …… ……………… Tam Điệp, năm 2019 TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN Tài liệu thuộc loại sách giáo trình nên nguồn thơng tin đƣợc phép dùng nguyên trích dùng cho mục đích đào tạo tham khảo Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc sử dụng với mục đích kinh doanh thiếu lành mạnh bị nghiêm cấm LỜI GIỚI THIỆU Trong trình vận hành hệ thống điện (HTĐ), gặp tình trạng hệ thống điện làm việc khơng bình thƣờng, cố Nguyên nhân chủ quan khách quan Hệ thống bảo vệ rơle giúp phát tình trạng để đề biện pháp xử lý kịp thời Một yêu cầu quan trọng ngành điện phải cung ứng cho ngƣời tiêu thụ điện với chất lƣợng tốt Để thỏa mãn yêu cầu hệ thống điện đƣợc thực phận tự động chức Giáo trình đƣợc thiết kế theo mơ đun thuộc hệ thống mơ đun/ mơn học chƣơng trình đào tạo Điện cơng nghiệp để giảng dạy cấp trình độ Cao đẳng Tài liệu trang bị cho sinh viên kiến thức lĩnh vực nêu Mặc dù cố gắng, song sai sót khó tránh Tác giả mong nhận đƣợc ý kiến phê bình, nhận xét bạn đọc để giáo trình đƣợc hồn thiện Tam Điệp, ngày 20 tháng năm 2019 Chủ biên: Nguyễn Thị Linh Phƣơng MỤC LỤC BÀI MỞ ĐẦU: KHÁI NIỆM VỀ BẢO VỆ RƠLE 12 Nhiệm vụ bảo vệ 12 Các yêu cầu hệ thống bảo vệ 13 2.1 Yêu cầu bảo vệ chống ngắn mạch 13 2.1.1 Tính chọn lọc 13 2.1.2 Tác động nhanh 13 2.1.3 Độ nhạy 14 2.1.4 Độ tin cậy 15 2.2 Yêu cầu bảo vệ chống chế độ làm việc khơng bình thƣờng 15 Các phần tử sơ đồ điện bảo vệ role 15 3.1 Cụm phần tử đo lƣờng 16 3.2 Cụm logic 16 Cách biểu diễn rơle sơ đồ hình vẽ 17 4.1 Phƣơng pháp biểu diễn 17 4.1.1 Phƣơng pháp 17 4.1.2 Phƣơng pháp 17 4.2 Phƣơng pháp nối dây rơle 18 4.2.1 Phƣơng pháp nối dây rơle 18 4.2.2 Cách đánh dấu đầu cuộn dây biến dòng điện 19 4.3 Sơ đồ nối máy biến dòng rơle 20 4.3.1 Sơ đồ BI Rơle nối theo hình (Y) hồn tồn 20 4.3.2 Sơ đồ BI role nối theo hình khuyết 20 4.3.3 Sơ đồ rơle nối vào hiệu dòng pha (số 8) 22 Một số loại rơle thông dụng 22 5.1 Rơle tải (Rơle nhiệt – Over Load) 22 5.2.1 Khái niệm công dụng 23 5.2.2 Nguyên lý làm việc 23 5.2 Rơle thời gian 23 5.2.1 Khái niệm 23 5.2.2 Nguyên lý làm việc 24 5.3 Rơle trung gian 24 5.3.1 Khái niệm 25 5.3.2 Nguyên lý hoạt động 25 5.4 Rơlebảo vệ tải, pha, kẹt roto EOCR-SS 25 5.5 Rơle bảo vệ điện áp PMR-44 26 5.6 Rơle bảo vệ dòng rò MK300 27 BÀI 1: BẢO VỆ QUÁ DÕNG ĐIỆN 29 Nguyên tắc tác động 29 Bảo vệ dòng cực đại 29 2.1 Dòng điện khởi động bảo vệ 30 2.1.1 Dòng điện khởi động bảo vệ 30 2.1.2 Các phần tử bảo vệ dịng cực đại 31 2.2 Độ nhạy bảo vệz 32 2.3 Thời gian tác động bảo vệ 32 2.3.1 Bảo vệ có đặc tính thời gian độc lập 32 2.2.2 Bảo vệ có đặc tính thời gian phụ thuộc giới hạn 34 2.2.3 Bậc chọn lọc thời gian 36 Bảo vệ dòng điện cắt nhanh 36 3.1 Bảo vệ cắt nhanh đƣờng dây nguồn cung cấp 37 3.1.1 Dòng khởi động bảo vệ 37 3.1.2 Vùng tác động bảo vệ 38 3.1.3 Thời gian tác động bảo vệ 38 3.2 Bảo vệ cắt nhanh đƣờng dây có nguồn cung cấp 39 Đánh giá bảo vệ dòng điện 40 5.2 Mạch bảo vệ tải, pha, kẹt roto sử dụng CPR605 42 BÀI 2: BẢO VỆ DỊNG ĐIỆN CĨ HƢỚNG 44 Nguyên tắc hoạt động 44 Sơ đồ bảo vệ dịng có hƣớng 44 2.1 Đặc tính rơle định hƣớng cơng suất 46 2.2 Sơ đồ nối rơle định hƣớng công suất 47 Sơ đồ bảo vệ dòng điện có hƣớng ba cấp 50 3.1 Bảo vệ dịng điện có hƣớng cấp I 50 3.2 Bảo vệ dịng điện có hƣớng cấp II 51 3.3 Bảo vệ dịng điện có hƣớng cấp III 52 Thời gian làm việc Error! Bookmark not defined Dòng khởi động bảo vệ 53Error! Bookmark not defined 5.1 Chỉnh định khỏi dòng độ sau cắt ngắn mạch Error! Bookmark not defined 5.2 Chỉnh định khỏi dòng phụ tải Error! Bookmark not defined 5.3 Chỉnh định khỏi dịng pha khơng hƣ hỏng Error! Bookmark not defined Chỗ cần đặt bảo vệ có phận định hƣớng công suất Error! Bookmark not defined Đánh giá bảo vệ dịng điện có hƣớng 52 BÀI 3: BẢO VỆ SO LỆCH DÕNG ĐIỆN 55 Nguyên tắc hoạt động 55 Dịng khơng cân bảo vệ so lệch dòng điện 56 Dòng điện khởi động bảo vệ so lệch dòng điện 56 Những biện pháp thƣờng dùng để nâng cao độ nhạy tính đảm bảo bảo vệ 57 4.1 Nối rơle qua máy biến dòng bão hòa trung gian (BIG) 58 4.2 Dùng rơle so lệch tác động hãm 58 Bảo vệ so lệch ngang 59 BÀI 4: BẢO VỆ DÕNG ĐIỆN CHỐNG CHẠM ĐẤT 62 MĐ 27 - 62 Bảo vệ chống chạm đất mạng điện có dịng chạm đất lớn 62 1.1 Bảo vệ dòng cực đại thứ tự không 62 1.2 Bảo vệ dòng cực đại thứ tự khơng có hƣớng 64 1.3 Bảo vệ cắt nhanh thứ tự không 67 1.3.1 Bảo vệ cắt nhanh TTK khơng có hƣớng 67 1.3.2 Bảo vệ cắt nhanh TTK có hƣớng 68 1.4 Đánh giá phạm vi sử dụng bảo vệ 68 Bảo vệ chống chạm đất mạng có dịng chạm đất nhỏ 69 2.1 Những yêu cầu bảo vệ 71 2.2 Nguyên tắc thực 71 Lắp mạch bảo vệ dòng chạm đất sử dụng MK300 kết hợp với ZCT 72 3.1 Nguyên lý làm việc ZCT 72 3.2 Lắp mạch bảo vệ dòng chạm đất sử dụng MK300 kết hợp với ZCT 74 Bài 5: BẢO VỆ KHOẢNG CÁCH 76 MĐ 27 - 76 Nguyên tắc hoạt động 76 Đặc tính thời gian 77 Sơ đồ bảo vệ khoảng cách 78 Sơ đồ nối rơle tổng trở 80 Đánh giá lĩnh vực ứng dụng bảo vệ khoảng cách 81 BÀI 6: BẢO VỆ CÁC PHẦN TỬ TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN 82 Bảo vệ máy biến áp 82 1.1 Các cố chế độ làm việc không bình thƣờng máy biến áp 82 1.2 Bảo vệ chống cố trực tiếp bên máy biến áp 82 1.2.1 Bảo vệ dòng điện 83 1.2.2 Bảo vệ so lệch máy biến áp cuộn dây 83 1.2.3 Bảo vệ chống chạm đất cuộn dây máy biến áp 85 Bảo vệ máy phát 86 2.1 Tổng quát 86 2.1.1 Bảo vệ cuộn dây stator máy phát 86 2.1.2 Bảo vệ roto 87 2.1.3 Các bảo vệ khác 87 2.2 Bảo vệ stator máy phát 87 2.2.1 Bảo vệ so lệch ngang 87 2.2.2 Bảo vệ so lệch dọc 88 2.2.3 Bảo vệ nhiệt stator – Quá tải máy phát 90 2.2.4 Bảo vệ chạm đất stator 90 2.3 Bảo vệ roto 92 2.3.1 Bảo vệ chống kích từ máy phát 92 2.3.2 Bảo vệ cuộn dây roto chạm đất 93 2.4 Các sơ đồ bảo vệ tiêu biểu 94 Bảo vệ động 96 3.1 Dòng khởi động dòng hãm động 96 3.1.1 Dòng khởi động 96 3.1.2 Dòng động bị hãm 97 3.2 Những tình trạng làm việc khơng bình thƣờng động 98 3.2.1 Những tình trạng làm việc khơng bình thƣờng động 98 3.2.2 Lắp mạch sử dụng rơle dòng để bảo vệ 99 3.2.3 Lắp mạch sử dụng rơle không cân pha 100 CHƢƠNG TRÌNH MƠ ĐUN Mã mơ đun: MĐ 27 I Vị trí, tính chất mơ đun: - Vị trí: Mơ đun đƣợc bố trí dạy sau mơn học, mơ đun nghề - Tính chất: Là mơ đun chuyên môn nghề II Mục tiêu mô đun: - Về kiến thức: Nắm đƣợc nguyên tắc bảo vệ - Về kỹ năng: + Phân tích đƣợc nguyên lý hoạt động sơ đồ từ phát lỗi đề phƣơng pháp cải tiến khả thi + Lắp đƣợc mạch bảo vệ sử dụng rơle - Về lực tự chủ trách nhiệm: + Phát huy tính tích cực, chủ động, sáng tạo,tác phong cơng nghiệp + Rèn luyện tính cẩn thận, tỉ mỉ, nghiêm túc cơng việc đảm bảo an tồn cho ngƣời thiết bị III Nội dung mô đun: Thời gian (giờ) Trong S TT Thực hành, thí Lý Kiểm nghiệm, thuyết tra thảo luận, tập Tên mô đun Tổng số Bài mở đầu: Khái niệm bảo vệ Rơle 10 Nhiệm vụ bảo vệ 0,25 0,25 Các yêu cầu hệ thống bảo vệ 0,25 0,25 Các phần tử sơ đồ bảo vệ rơle 0,25 0,25 Cách biểu diễn rơle sơ đồ hình vẽ 3,5 0,5 Một số rơle thông dụng 4,75 0,75 Thời gian (giờ) Trong S TT Tên mơ đun Tổng số Thực hành, thí Lý Kiểm nghiệm, thuyết tra thảo luận, tập Kiểm tra 1 Bài 1: Bảo vệ dòng điện 30 Nguyên tắc tác động 1 Bảo vệ dòng điện cực đại 1 Bảo vệ dòng điện cắt nhanh 0,5 0,5 Đánh giá bảo vệ dòng điện 0,5 0,5 Kiểm tra, hiệu chỉnh rơle bảo vệ dòng điện 4,5 0,5 Lắp mạch bảo vệ dòng cho động 20,5 0,5 20 Kiểm tra Bài 2: Bảo vệ dịng điện có hƣớng 2 Ngun tắc hoạt động 0,25 0,25 Phần tử định hƣớng cơng suất 0,25 0,25 3.Bảo vệ dịng điện có hƣớng cấp 1 4.Một số lĩnh vực lƣu ý áp dụng phận định hƣớng công suất cho bảo vệ dòng điện 0,25 0,25 Đánh giá bảo vệ dịng điện có hƣớng 0,25 0,25 2 1.Ngun tắc hoạt động 0,5 0,5 Dịng điện khơng cân bảo vệ so lệch dòng điện 0,25 0,25 Bài 3: Bảo vệ so lệch dòng điện 24 Thời gian (giờ) Trong S TT Thực hành, thí Lý Kiểm nghiệm, thuyết tra thảo luận, tập Tên mô đun Tổng số 3.Dòng điện khởi động bảo vệ so lệch dòng điện 0,25 0,25 Những biện pháp thƣờng dùng để nâng cao độ nhạy tính đảm bảo bảo vệ 0,25 0,25 Bảo vệ so lệch ngang 0,5 0,5 Đánh giá bảo vệ so lệch 0,25 0,25 Bài 4: Bảo vệ dòng điện chống chạm đất 2,5 1.Bảo vệ chống chạm đất mạng điện có dịng chạm đất lớn 1 Bảo vệ chống chạm đất mạng có dịng chạm đất nhỏ 1 Lắp mạch bảo vệ dòng chạm đất sử dụng MK300 kết hợp ZCT, MK231 0,5 Bài 5: Bảo vệ khoảng cách Nguyên tắc hoạt động 0,5 0,5 Đặc tính thời gian 0,25 0,25 Sơ đồ bảo vệ khoảng cách 0,5 0,5 1 Các yếu tố ảnh hƣởng đến làm việc bảo vệ khoảng cách 0,5 0,5 Đánh giá lĩnh vực bảo vệ khoảng cách 0,25 0,25 Sơ đồ nối rơle tổng trở Kiểm tra 10 6,5 7,5 Hình 6.5 Bảo vệ so lệch ngang 2.2.2 Bảo vệ so lệch dọc Bảo vệ so lệch dọc đƣợc dùng MF có cơng suất lớn 1MW BV chống NM cuộn dây phần tĩnh (pha chạm pha, pha chạm đất) Bảo vệ so lệch dọc dùng rơle tổng trở cao có điện trở ổn định nối tiếp (H.6.6) - Bảo vệ so lệch chống chạm pha chạm đất stator MF (H.6.6a) - Bảo vệ chống chạm đất stator (H.6.6b) Hình 6.6 BVSLD chống chạm đất 88 BVSL khơng làm việc có NM ngồi q tải BV chống chạm đất BV khoảng 80÷85% cuộn dây phần tĩnh MF, khơng bảo vệ 100% cuộn dây già trị dòng chạm đất phụ thuộc vào cách nối đất trung tính MF Khi trung tính MF nối đất qua tổng trở hay không nối đất, BV chống chạm đất phải đƣợc trang bị thêm rơle chống chạm đất có độ nhạy cao Dịng khơng cân BV so lệch MF nhỏ, nên dòng khởi động nhỏ độ dốc đặc tính hãm hình 10.3 nhỏ, độ nhạy rơle so lệch có hãm cao Hình 6.7 BVSLD có tác động hãm Hình 6.8 Đặc tính làm việc rơle so lệch có hãm 89 2.2.3 Bảo vệ nhiệt stator – Quá tải máy phát Nhiệt độ stator MF tăng lên hƣ hỏng hệ thống làm mát, tải hay hƣ hỏng cách điện cuộn dây stator Để phát nhiệt MF lớn đại, ngƣời ta dùng phƣơng pháp sau: đo nhiệt độ đầu vào, đầu hệ thống làm mát, dùng cầu ứng nhiệt đặt rãnh chứa dây dẫn Sơ đồ BV nhiệt cuộn dây phần tĩnh MF (H.10.6), nhiệt độ stator vƣợt giá trị giới hạn rơle cho tín hiệu báo động Sơ đồ dùng cầu ứng nhiệt, rơle cầu Wheatstone, cầu ứng nhiệt đƣợc đặt vị trí khác rãnh stator Hình 6.9 Bảo vệ q nhiệt stator Đối với MF có cơng suất nhỏ, rơle lƣỡng kim nhiệt đƣợc dùng để cảm nhận dịng điện thứ cấp thơng qua BI dịng điện stator MF, rơle không làm việc hệ thống làm mát hƣ hỏng 2.2.4 Bảo vệ chạm đất stator Phần lớn cố cuộn dây stator MF pha chạm đất cuộn dây cách điện nằm rãnh lõi thép có điện đất Để giới hạn dịng chạm đất trung tính MF thƣờng nối đất qua tổng trở Các phƣơng án nối đất trung tính đƣợc trình bày hình 6.10 Nếu tổng trở trung tính đủ lớn dịng chạm đất đƣợc giới hạn nhỏ dịng định mức MF Khơng có công thức tổng quát cho giá trị tối ƣu tổng trở giới hạn dòng Nếu tổng trở trung tính q cao, dịng chạm đất nhỏ độ nhạy rơle giảm Chẳng hạn, dòng điện chạm đất nhỏ dịng định mức MF, rơle so lệch khơng đủ độ nhạy tác động có chạm đất pha stator Trong trƣờng hợp này, cần có thêm rơle chống chạm đất riêng biệt có độ nhạy cao Nếu điện trở trung tính lớn, xuất hiện tƣợng cộng hƣởng độ điện dung cuộn dây đất đƣờng dây kết nối Để tránh tƣợng này, tính chọn điện trở trung tính cực đại dựa vào dung dẫn ba cuộn dây stator MF yêu cầu 90 Với C điện dung cuộn dây MF Vì C nhỏ khoảng vài phần mƣời microfarad nên điện trở trung tính cực đại khoảng vài ngàn Ω Điện trở trung tính thấp, dòng điện chạm đất cao gây nguy hiểm cho MF Khi điện trở trung tính giảm độ nhạy rơle chống chạm đất giảm điện thứ tự không nhỏ Rơle chống chạm đất cảm nhận điện giáng điện trở nối đất giá trị điện phải đủ lớn để đảm bảo độ nhạy rơle Hình 6.10 Các phƣơng án nối đất trung tính máy phát điện Hình 6.10 giới thiệu số phƣơng án có áp dụng nối đất trung tính MF Phƣơng án (a) trung tính MF nối đất qua điện trở cao để giới hạn dòng chạm đất nhỏ 25A Một phƣơng án khác nối đất qua điện trở nhƣng trị số điện trở thấp cho phép dịng chạm đất đến 1500A hay Hình 6.10b giới thiệu phƣơng án trung tính MF nối qua kháng điện có kháng trở thấp Với phƣơng án này, dòng 91 chạm đất cho phép lớn nối đất qua điện trở, giá trị dòng chạm đất khoảng 25 ÷ 100% dịng NM ba pha Hình 6.10c phƣơng án nối đất trung tính MF qua MBA nối đất phân phối Đây phƣơng án thông dụng Điện định mức sơ cấp MBA lớn điện định mức MF Điện định mức thứ cấp MBA thƣờng khoảng 120V hay 240V Định mức MBA phải đủ lớn để MBA không bị bão hịa có chạm pha lúc MF làm việc với điện đầu cực MF 1,05 đvtđ Điện trở đƣợc chọn để giới hạn dịng chạm đất phía sơ cấp nhỏ 25A Phƣơng án (d) nối đất qua MBA nhƣng phụ tải phía thứ MBA cuộn kháng Trị số kháng điện đƣợc chọn để trị số nhìn từ phía sơ cấp 1/3 dung kháng thứ tự không MF, dây dẫn Loại nối đất này, giới hạn dòng chạm đất nhỏ 1A Hình 10.7e phƣơng án đƣa vào tổng trở nối đất cho MF khơng có nối đất trung tính Để ý rằng, cuộn sơ cấp MBA nối hình sao, cuộn thứ cấp MBA nối hình ∆ nên cho phép dịng thứ tự khơng chạy vịng qua điện trở Điện trở có trị số ohm lớn đƣợc định mức tƣơng tự nhƣ phƣơng án trung tính MF nối đất qua MBA nối đất Phƣơng án (f) tƣơng tự nhƣ phƣơng án (c), ngoại trừ cách nối điện trở Trong trƣờng hợp này, dịng thứ tự khơng chạy qua điện trở xuống đất Phƣơng án (g) cách tạo trung tính nối đất qua máy biến áp Zig–Zag thơng dụng, dịng thứ tự khơng qua điện trở chạy xuống đất Trong phƣơng án kể trên, phƣơng án nối đất trung tính MF qua điện trở qua MBA nối đất thơng dụng nhất, đƣợc trình bày cách BVCCĐ pha sau Việc chọn phƣơng án hay giá trị khởi động BVCCĐ phải cẩn thận để vùng khơng BV đƣợc gần trung tính tốt Đối với MF nối trực tiếp tới góp điện áp MF, rơle dịng điện có đặc tính thời gian phụ thuộc đƣợc đặt trung tính MF Sự làm việc rơle phối hợp với nhánh tải nối với góp MF Đối với MF máy biến áp dịng chạm đất phía cao cách ly với điện áp đầu cực MF nên BV chạm đất MF không cần thiết phối hợp với BV chạm đất phía cao máy biến áp 2.3 Bảo vệ roto 2.3.1 Bảo vệ chống kích từ máy phát Khi MF bị kích thích, tốc độ MF tăng nhẹ, vận hành nhƣ MF không đồng Những MF rotor dây quấn khơng có cuộn đệm (cản) khơng thích hợp vận hành điều kiện này, rotor nhanh chóng bị nhiệt dòng điện cảm ứng lõi rotor, rotor cực ẩn không bị nhiệt có cuộn cản lại dịng cảm ứng Stator MF cực lồi hay cực ẩn bị nhiệt dịng điện từ hóa từ hệ thống q nhiệt, stator xảy chậm rotor Một MF công suất lớn gây xáo trộn ổn định hệ thống nhận cơng suất kháng từ hệ thống vận hành nhƣ MF cảm ứng phải cung cấp cơng suất kháng vận hành nhƣ MF sống Một MF có điều chỉnh điện áp tác động nhanh, nối với hệ thống lớn vận hành nhiều phút nhƣ MF cảm ứng (không đồng bộ) mà không hƣ hại 92 Mất kích từ MF hƣ hệ thống nguồn chiều hay hƣ hỏng máy cắt kích từ 2.3.2 Bảo vệ cuộn dây roto chạm đất Mạch kích từ chiều không nối đất nên cuộn dây chạm đất không gây ảnh hƣởng đến hoạt động MF Nếu chạm đất điểm thứ hai, phần cuộn dây kích từ bị nối tắt nên phần dây cịn lại dòng điện tăng cao, trƣờng hợp gây nên từ thơng khơng cân bằng, gây nên rung động nguy hiểm cho MF Thƣờng có ba phương pháp để phát chạm đất rotor: - Phƣơng pháp phân - Phƣơng pháp dùng nguồn phụ AC - Phƣơng pháp dùng nguồn phụ DC a Phương pháp phân Trong sơ đồ BV chống chạm đất rotor (Hình 6.11), dùng điện trở mắc song song với cuộn kích từ, điểm điện trở nối qua rơle điện áp có điểm chạm đất xuất điện rơle điện áp, lớn điểm chạm đất đầu cuộn dây Để tránh điểm chết điểm chạm gần trung tính phần cuộn dây ngƣời ta chuyển nấc thay đổi điện đầu vào rơle tác động, phƣơng pháp đơn giản không cần thiết bị phụ nhƣng phải kiểm tra chuyển nấc thƣờng xuyên Hình 6.11 Bảo vệ chạm đất roto phƣơng pháp phân b Phương pháp nguồn phụ AC Sơ đồ hình 6.12 có ƣu điểm khơng có điểm chết, nghĩa điểm chạm đất chỗ xuất điện áp qua rơle Tụ điện sơ đồ dùng để hạn chế dòng xoay chiều vào mạch chiều 93 Hình 6.12 Bảo vệ chạm đất Rotor phƣơng pháp dùng nguồn phụ AC Hình 6.13 Bảo vệ chạm đất Rotor phƣơng pháp dùng nguồn phụ DC Phương pháp dùng nguồn phụ DC Dòng điện rò điện dung phƣơng pháp khắc phục sơ đồ hình 6.13 Điện nguồn chỉnh lƣu đƣợc đấu để có điểm chạm đất cuộn kích từ có dịng điện qua rơle 2.4 Các sơ đồ bảo vệ tiêu biểu Hình 6.14 Sơ đồ bảo vệ MF công suất nhỏ ≤ 500kW 94 a b Hình 6.14 Sơ đồ bảo vệ MF cơng suất vừa ≤ 1MW Bảo vệ Sự cố xảy nhƣng ngắn mạch nguy hiểm cho hệ thống điện, nên cần bảo vệ cho Các nguyên nhân gây cố cái: - Hƣ cách điện vật liệu già cỗi - Quá điện áp - Máy cắt hƣ cố - Thao tác nhầm - Sự cố ngẫu nhiên vật dụng rơi chạm Đối với hệ thống phân đoạn hay hệ thống nhiều cần cách ly bị cố khỏi hệ thống nhanh tốt Mỗi sơ đồ hệ thống có chức tính linh hoạt làm việc khác nhau, hệ thống bảo vệ rơle phải thỏa mãn đƣợc yêu cầu Các dạng hệ thống bảo vệ nhƣ sau: - Thanh đƣợc bảo vệ nhờ phần tử kết nối với - Bảo vệ chạm đất chống rò hệ thống dạng tủ 95 - Bảo vệ so lệch (tổng trở cao, tổng trở thấp) - Bảo vệ so sánh pha - Bảo vệ khóa có hƣớng Bảo vệ động Động điện tải quan trọng HTĐCN Cơng suất đặc tính làm việc động (ĐC) khác nhiều, BVĐC cần khảo sát kỹ đặc tính làm việc ĐC, ví dụ nhƣ: thời gian dòng điện khởi động phải đƣợc biết để BV tải, sức chịu đựng nhiệt ĐC có tải khơng cân bằng, bị hãm Các tình trạng phải kể đến tính tốn BV cho ĐC cố bên ngồi NM bên ĐC Tình trạng khơng bình thƣờng xảy cho ĐC điện áp cung cấp cho ĐC không cân bằng, điện áp thấp, pha khởi động thứ tự pha ngƣợc Sự cố xảy bên hƣ trục ĐC, NM pha mà thƣờng gặp cố chạm đất tải 4.1 Dòng khởi động dòng hãm động 4.1.1 Dòng khởi động Độ lớn thời gian tồn dòng khởi động dòng hãm ĐC (do cố phần đó) yếu tố quan trọng việc lựa chọn thiết bị BV tải Đặc tuyến dòng khởi động dựa tốc độ thời gian khởi động ĐC Dòng điện rotor ĐC cảm ứng tính theo tốc độ trƣợt √ Với S độ trƣợt, R,X điện trở, điện kháng động Giả sử kháng trở ĐC 10 lần điện trở, đường cong khởi động ĐC có hình 6.14 Dựa vào đặc tuyến, ta thấy dòng điện khởi động tồn dòng điện khởi động lớn ĐC đạt tốc độ thông thường, chọn dòng thời gian BV tải, giả thiết dòng khởi động số dòng khởi động lớn thời gian khởi động lớn thời gian khởi động 96 Hình 6.14 Đặc tuyến dịng khởi động – tốc độ 4.1.2 Dịng động bị hãm Một ĐC bị hãm khởi động đƣợc tải sức hay cố đó, kéo theo dòng điện cung cấp tăng cao, điều nguy hiểm cho ĐC tiếp tục nhƣ thế, khơng thể dùng trị số dòng điện để phân biệt trƣờng hợp nên dùng thời gian tồn lâu thời gian khởi động bình thƣờng Thiết bị BV cắt ĐC thời gian khởi động vƣợt giới hạn cho phép Phần lớn ĐC cảm ứng khởi động không 10s thời gian bị hãm không đƣợc vƣợt 20s Trong trƣờng hợp ĐC đặc biệt có tải qn tính cao, thời gian khởi động lâu gần thời gian hãm cho phép ĐC; lúc tùy thuộc vào loại rơle đƣợc sử dụng để chống tải, cần thiết dùng rơle khởi động BV chống bị hãm 97 Hình 6.15 Ngun lý bảo vệ động hãm: dịng điện khởi động dòng điện hãm a Thời gian tác động rơle nhiệt nhỏ thời gian hãm: rơle bảo vệ bị hãm b Thời gian tác động rơle nhiệt lớn thời gian hãm: rơle không bảo vệ hãm 4.2 Những tình trạng làm việc khơng bình thƣờng động 4.2.1 Những tình trạng làm việc khơng bình thƣờng động Điện áp cung cấp cho ĐC khơng đối xứng do: đứt pha, cố phát tuyến cung cấp ; trƣờng hợp gặp phải mức độ không cân điện áp (trừ trƣờng hợp đứt pha) không ảnh hƣởng nhiều đến ĐC Điện áp khơng cân đƣa đến nhiệt cuộn dây ĐC Thành phần dịng thứ tự nghịch khơng góp phần vào việc cung cấp cho mômen quay ĐC, thực có sinh mơmen thứ tự nghịch (do dịng thứ tự nghịch) thƣờng nhỏ 0,5%, mômen đầy tải nên đƣợc bỏ qua Ảnh hƣởng chủ yếu dòng thứ tự nghịch làm cho tổn thất ĐC tăng lên (chủ yếu tổn thất đồng) cơng suất giảm Sự tăng nhiệt độ cuộn dây pha truyền qua lõi sắt stator làm cho cuộn dây cịn lại có nhiệt độ nhƣ Nhiệt độ ổn định cuộn dây mang dịng điện lớn tỷ lệ với bình phƣơng dịng điện cuộn (nếu máy có độ tản nhiệt thấp) tỷ lệ với máy có độ tản nhiệt tốt pha 98 4.2.2 Lắp mạch sử dụng rơle dòng để bảo vệ Hình 6.16 Sơ đồ nguyên lý mạch bảo vệ dòng sử dụng EOCR – SS Nguyên lý hoạt động - Đóng MCCB cấp nguồn cho mạch điều khiển mạch động lực, máy biến áp Tr làm nhiệm vụ biến đổi điện áp dây 380v thành điện áp định mức rơle - Ấn nút ON, cấp nguồn cho contactor MC đóng tiếp điểm cấp nguồn cho động cơ, đồng thời đóng tiếp điểm thƣờng mở MC để trì, rơle đƣợc cấp nguồn qua chân A1, A2 mạch làm việc bình thƣờng - Ấn nút OFF động dừng lại - Khi xảy cố dòng (quá tải, pha, kẹt roto ) tiếp điểm 95-96 mở ngắt mạch điều khiển, động dừng lại 99 4.2.3 Lắp mạch sử dụng rơle khơng cân pha Hình 6.17 Sơ đồ ngun lý mạch bảo vệ cố áp Nguyên lý làm việc: - Đóng MCCB cấp nguồn cho mạch điều khiển động lực Quan sát đèn báo rơle PMR – 44, đèn sáng xanh thứ tự pha nguồn với thứ tự pha rơle, đèn sáng đỏ bị cố, cần kiểm tra thứ tự pha nguồn rơle Lúc tiếp điểm 95-98 đóng lại - Ấn nút ON, cấp nguồn cho contactor MC đóng tiếp điểm cấp nguồn cho động cơ, đồng thời đóng tiếp điểm thƣờng mở MC để trì, động bắt đầu làm việc - Ấn nút OFF động dừng lại - Khi nguồn xảy cố áp (mất pha, ngƣợc pha, cân pha) tiếp điểm 95 – 98 mở ra, động dừng lại - Quan sát đèn báo rơle để xác định pha bị cố CÂU HỎI ƠN TẬP 100 Trình bày cố làm việc khơng bình thƣờng máy biến áp Phân biệt dòng hãm dòng khởi động động Lắp mạch bảo vệ cố cho động 101 TÀI LIỆU THAM KHẢO Bảo vệ rơle tự động hóa hệ thống điện, Nguyễn Hoàng Việt, NXB Đại học quốc gia, Thành phố Hồ Chí Minh, 2008 Bảo vệ rơle tự động hóa hệ thống điện, Ts Trần Quang Khánh , NXB Giáo dục, 2008 Giáo trình bảo vệ rơle, Trƣờng đại học cơng nghiệp Hồ Chí Minh, 2010 102 ... Bài 1: Bảo vệ dòng điện 30 Nguyên tắc tác động 1 Bảo vệ dòng điện cực đại 1 Bảo vệ dòng điện cắt nhanh 0,5 0,5 Đánh giá bảo vệ dòng điện 0,5 0,5 Kiểm tra, hiệu chỉnh rơle bảo vệ dòng điện 4,5... động 25 5.4 Rơlebảo vệ tải, pha, kẹt roto EOCR-SS 25 5.5 Rơle bảo vệ điện áp PMR-44 26 5.6 Rơle bảo vệ dòng rò MK300 27 BÀI 1: BẢO VỆ QUÁ DÕNG ĐIỆN 29 Nguyên... cho bảo vệ dịng điện 0,25 0,25 Đánh giá bảo vệ dòng điện có hƣớng 0,25 0,25 2 1.Nguyên tắc hoạt động 0,5 0,5 Dịng điện khơng cân bảo vệ so lệch dòng điện 0,25 0,25 Bài 3: Bảo vệ so lệch dòng điện