Tiểu Luận Môn Học GVHD ThS Biện Văn Khuê Bộ Giáo Dục Và Đào Tạo Trường Đại Học Bà Rịa Vũng Tàu Khoa Kĩ Thuật Công Nghệ TIỂU LUẬN MÔN HỌC Bảo Vệ Rơ Le Và Tự Động Hóa Hệ Thống Điện ĐỀ TÀI Bảo Vệ Dòng Đi[.]
Tiểu Luận Môn Học GVHD: ThS Biện Văn Khuê Bộ Giáo Dục Và Đào Tạo Trường Đại Học Bà Rịa - Vũng Tàu Khoa Kĩ Thuật - Công Nghệ TIỂU LUẬN MÔN HỌC: Bảo Vệ Rơ Le Và Tự Động Hóa Hệ Thống Điện ĐỀ TÀI: Bảo Vệ Dịng Điện Có Hướng GVHD: ThS Biện Văn Kh SVTH: Hồng Văn Duyển Chuyên ngành: Lớp Kỹ Thuật Điện : DC20DC3 Vũng Tàu, tháng 05 năm 2023 SVTH: Hoàng Văn Duyển Tiểu Luận Môn Học GVHD: ThS Biện Văn Khuê ĐÁNH GIÁ CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN Thái độ tác phong nhận thức trình thực tiểu luận: Hình thức, thể thức trình bày tiểu luận: Kiến thức chuyên môn: Đánh giá khác: Đánh giá kết quả: GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN ThS Biện Văn Khuê SVTH: Hồng Văn Duyển Tiểu Luận Mơn Học GVHD: ThS Biện Văn Khuê LỜI CÁM ƠN Trước tiên, Chúng em xin chân thành bày tỏ lòng biết ơn đến Ban Giám Hiệu nhà trường, quý Thầy/Cô Khoa Điện - Điện tử Trường Đại Học Bà RịaVũng Tàu truyền đạt kiến thức chuyên môn, kinh nghiệm, giúp tự tin tìm hiểu kiến thức chuyên ngành, tạo điều kiện tốt cho tơi hồn thành khố học Chúng em xin chân thành cảm ơn đến Thầy Th.S Biện Văn Khuê tận tâm hướng dẫn cung cấp tài liệu tạo điều kiện thuận lợi để nhóm hồn thành tiểu luận tốt nghiệp Bên cạnh đó, Nhóm muốn gửi lời cảm ơn đến bạn lớp DC20DC3 hỗ trợ cho nhóm nhiều suốt trình thực tiểu luận Lời cảm tạ Thầy Th.S Biện Văn Khuê Sau cùng, em xin kính chúc q thầy khoa Điện – Điện tử nói chung mơn nói riêng thật dồi sức khỏe, niềm tin để tiếp tục thực sứ mệnh cao đẹp truyền đạt kiến thức cho hệ mai sau Vũng Tàu, ngày 27 tháng 05 năm 2023 Người thực hiện: Hoàng Văn Duyển SVTH: Hoàng Văn Duyển Tiểu Luận Môn Học GVHD: ThS Biện Văn Khuê MỤC LỤC Chương I: Phần Mở Đầu 1.1 Tính cấp thiết đề tài 1.2 1.3 1.4 1.5 Mục đích nghiên cứu đề tài Đối tượng phạm vi nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu Ý nghĩa khoa học thực tiễn Chương II: Tông quan chung nguyên lý bảo vệ rơ le hệ thống điện 2.1 2.2 2.3 2.4 Nhiệm vụ bảo vệ rơ le Các yêu cầu bảo vệ rơ le Sơ đồ tổng quan chung hệ thống bảo vệ rơ le H.T.Đ Các mã số rơ le số bảo vệ rơ le H.T.Đ Chương III: Bảo Vệ Dịng Điện Có Hướng 3.2.1 Nguyên tắc tác dụng 3.2.2 Phần tử định hướng công suất 3.2.3 Lựa chọn thời gian bảo vệ dịng điện có định hướng cơng suất 3.2.4 Lựa chọn dịng điện khởi động 3.2.5 Bảo vệ dịng điện có hướng cấp 3.2.6 Đánh giá bảo vệ dòng điện có định hướng cơng suất Chương IV: Phần Kết Luận 4.1 Các kết đạt đề tài 4.2 Kiến nghị hướng phát triển đề tài TÀI LIỆU THAM KHẢO SVTH: Hoàng Văn Duyển Tiểu Luận Môn Học GVHD: ThS Biện Văn Khuê Chương I: PHẦN MỞ ĐẦU 1.1.Tính cấp thiết đề tài Trong năm gần tỉnh thành phố nước phát triển nhanh khu cơng nghiệp.Chính việc sử dụng nhu cầu điện ngày tăng Vì để đảm bảo đủ việc cung cấp lượng điện cho nhu cầu sử dụng sinh hoạt sống hàng ngày, để đảm bảo việc cung cấp ngày nhiều lượng điện cho khu công nghiệp địa phương tỉnh thành nước ,dựa sở việc xây dựng nhà máy nhiệt điện thủy điện thành phố ,địa phương ngày nhiều phổ biến Trong q trình khai thác vận hành H.T.Đ xuất tình trạng cố chế độ làm việc khơng bình thường phần tử Lúc này, tượng dòng điện tăng cao điện áp lại thấp Như muốn H.T.Đ hoạt động bình thường H.T.Đ phải có hệ thống bảo vệ rơle để phát cố lập nhanh tốt Vì để ngăn ngừaviệc phát sinh cố phát triển chúng thực biện pháp để cắt nhanh phần tử bị hư hỏng khỏi hệ thống điện, để loại trừ tình trạng làm việc khơng bình thường có khả gây nguy hiểm cho thiết bị hộ tiêu dùng điện Để đảm bảo làm việc liên tục phần tử không hư hỏng H.T.Đ cần có thiết bị ghi nhận phát sinh hư hỏng với thời gian bé nhất, phát phần tử bị hư hỏng cắt phần tử bị hư hỏng khỏi hệ thống điện Ở nước giới có nhiều cơng trình nghiên cứu vấn đề bảo vệ rơ le H.T.Đ Xuất phát từ tính cấp thiết trên, đề tài “ Nghiên cứu nguyên lý bảo vệ rơ hệ thống điện.” nhóm tác giả lựa chọn 1.2 Mục đích nghiên cứu đề tài Nghiến cứu lý thuyết nguyên lý bảo vệ rơ le Hệ Thống Điện Trên sở nghiên cứu phân tích sơ đồ bảo vệ rơ le Nhằm giúp cho trình khai thác sử dụng hiệu máy phát điện nhà máy đồng thời nâng cao chất lượng cho giảng học phần : Bảo vệ rơ le H.T.Đ chuyên ngành Tự động hóa H.T.Đ tăng tính thực tiễn cho sinh viên học tập nghiên cứu SVTH: Hồng Văn Duyển Tiểu Luận Mơn Học GVHD: ThS Biện Văn Khuê 1.3.Đối tượng phạm vi nghiên cứu + Đối tượng nghiên cứu : Các nguyên lý chung bảo vệ rơ le hệ thống điện bảo vệ rơ le + Phạm vi nghiên cứu: - Nghiên cứu lý thuyết nguyên lý bảo vệ rơ le hệ thống điện - Phân tích sơ đồ bảo vệ rơ le 1.4.Phương pháp nghiên cứu Để đạt mục tiêu nghiên cứu đề tài: Nhóm tác giả sử dụng phương pháp phân tích lý thuyết kết hợp với phương pháp đọc sơ đồ thực tế nhà máy điện cụ thể cộng với suy đoán logic hệ thống để nắm bắt vấn đề quan trọng hệ bảo vệ rơ le 1.5.Ý nghĩa khoa học thực tiễn -Kết nghiên cứu đề tài giúp hiểu sâu bảo vệ rơ le hệ thống điện -Ngồi cịn phục vụ cho việc đào tạo , giảng dạy chuyên môn cho sinh viên đại học SVTH: Hoàng Văn Duyển Tiểu Luận Môn Học GVHD: ThS Biện Văn Khuê Chương II : TỔNG QUAN CHUNG VỀ CÁC NGUYÊN LÝ BẢO VỆ RƠ LE TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN 2.1 Nhiệm vụ bảo vệ rơ le Trong q trình tính tốn thiết kế khai thác, vận hành hệ thống điện (H.T.Đ) , muốn H.T.Đ phải vận hành chế độ an toàn, tin cậy, kinh tế Một H.T.Đ thường rộng lớn qui mô, trải dài không gian với nhiều thiết bị điện : Chúng bao gồm phần phát điện (máy phát điện , truyền tải phân phối điện ( Máy biến áp, đường dây truyền tải góp ) Do đó, H.T.Đ phát sinh dạng hư hỏng tình trạng làm việc khơng bình thường phần tử H.T.Đ Do để tránh tổn thất lớn xảy ,thì việc tính tốn xây dựng bảo vệ rơ le H.T.Đ quan trọng khơng thể thiếu Thậm chí hệ thống điện để đảm bảo cho bảo vệ rơ le hoạt động tin cậy xây dựng hệ thống bảo vệ rơ le bảo vệ rơ le dự phòng *Các nguyên nhân dẫn đến hư hỏng, hay cố H.T.Đ : + Do thiên nhiên gây : giông bão, động đất, lũ lụt, cháy rừng … + Do người gây ra: sai sót tính tốn thiết kế, nhầm lẫn công tác vận hành khai thác , sai sót bảo dưỡng,duy tu phần tử, thiết bị điện… +Do yếu tố ngẫu nhiên khác: già cỗi cách điện, thiết bị cũ , hư hỏng ngẫu nhiên, tình trạng làm việc bất thường H.T Đ… +Các cố nguy hiểm xảy H.T.Đ thường dạng ngắn mạch Khi ngắn mạch, dòng điện tăng cao chỗ cố phần tử đường từ nguồn đến điểm ngắn mạch gây tác động nhiệt học nguy hiểm (do lực điện động lớn gây ra) cho phần tử mà dịng điện cố chạy qua Hồ quang ,tia lửa điện chỗ ngắn mạch để tồn lâu đốt cháy thiết bị, gây hỏa hoạn.Ngắn mạch làm cho điện áp chỗ cố khu vực lưới điện lân cận bị giảm thấp, ảnh hưởng đến làm việc bình thường hộ tiêu thụ điện Trường hợp nguy hiểm nhất, ngắn mạch dẫn đến ổn định tan rã hoàn toàn H.T.Đ *Các dạng ngắn mạch thường gặp H.T.Đ : -Ngắn mạch ba pha với chiếm 5% SVTH: Hoàng Văn Duyển Tiểu Luận Môn Học GVHD: ThS Biện Văn Khuê -Ngắn mạch hai pha với chiếm 10% -Ngắn mạch hai pha nối đất chiếm 20% - Ngắn mạch pha nối đất chiếm 65% - *Cácdạng hư hỏng khác H.T.Đ : - Đường dây tải điện không chiếm 50% - Đường dây cáp chiếm 10% -Máy cắt điện (M.C) chiếm 15% -Máy biến áp(M.B.A); Các máy phát điện đồng (M.F.Đ) chiếm 12% -Máy biến dòng điện (CT,BI,TY…); biến điện áp (PT,BU…) chiếm 2% -Thiết bị đo lường,điều khiển, bảo vệ chiếm 3% -Các loại hư hỏng khác chiếm 8% Ngồi loại ngắn mạch, H.T.Đ cịn có tình trạng làm việc khơng bình thường khác nữa,mà phổ biến tượng q tải, lúc dịng điện tải tăng, làm tăng nhiệt độ phần dẫn điện Nếu tình trạng q tải bị kéo dài, làm cho thiết bị điện bị phát nóng giới hạn cho phép, làm cho cách điện chúng bị già cỗi bị phá hỏng dẫn đến cố nguy hiểm ngắn mạch Chính mà tính tốn thiết kế vận hành H.T.Đ , người ta phải quan tâm đến tình trạng làm việc khơng bình thường, ngun nhân dẫn đến cố nguy hiểm H.T.Đ *Các nhiệm vụ bảo vệ rơ le: Phát nhanh chóng loại trừ phần tử bị cố khỏi hệ thống điện nhằm ngăn chặn hạn chế đến mức thấp hậu quả, tai hại cố gây + +Thiết bị bảo vệ ghi lại phát tình trạng làm việc khơng bình thường phần tử H.T.Đ + Tuỳ mức độ quan trọng thiết bị điện mà bảo vệ rơ le tác động báo tín hiệu cắt máy cắt điện (MC) Thiết bị tự động dùng phổ biến để bảo vệ H.T.Đ đại rơ le bảo vệ Ngày nay, khái niệm bảo vệ rơle thường dùng để tổ hợp thiết bị thực một nhóm chức bảo vệ tự động hóa H.T.Đ, SVTH: Hồng Văn Duyển Tiểu Luận Mơn Học GVHD: ThS Biện Văn Khuê thỏa mãn yêu cầu kỹ thuật đề nhiệm vụ bảo vệ cho phần tử cụ thể cho toàn H.T.Đ 2.2 YÊU CẦU CỦA BẢO VỆ RƠ LE 2.2.1 Độ tin cậy Đây yêu cầu đảm bảo cho thiết bị bảo vệ làm việc đúng,chính xác, chắn Cần phân biệt hai khái niệm sau: Độ tin cậy tác động: mức độ chắn rơ le hệ thống bảo vệ rơ le tác động Nói cách khác, độ tin cậy tác động khả bảo vệ làm việc có cố xảy phạm vi xác định nhiệm vụ bảo vệ Độ tin cậy không tác động: mức độ chắn rơ le hệ thống rơ le không làm việc sai Nói cách khác, độ tin cậy khơng tác động khả tránh làm việc nhầm chế độ vận hành bình thường cố xảy phạm vi bảo vệ qui định Trên thực tế độ tin cậy tác động kiểm tra tương đối dễ dàng tính tốn thực nghiệm, cịn độ tin cậy khơng tác động khó kiểm tra tập hợp trạng thái vận hành tình bất thường dẫn đến tác động sai bảo vệ lường trước Để nâng cao độ tin cậy nên sử dụng rơ le hệ thống rơ le có kết cấu đơn giản,chắc chắn, thử thách qua thực tế sử dụng cần tăng cường mức độ dự phòng hệ thống bảo vệ Qua số liệu thống kê vận hành cho thấy, hệ thống bảo vệ hệ thống điện đại có xác suất làm việc tin cậy khoảng (95 ÷ 99)% Trong thực tế H.T.Đ hoạt động sau thời gian dài phần tử H.T.Đ không bị cố bảo vệ rơ le không hoạt động Nhưng có cố xảy nhiều lần ngày bảo vệ rơ le phải hoạt động xác.Đó tính tin cậy bảo vệ rơ le H.T.Đ 2.2.2 Tính chọn lọc Là khả bảo vệ rơ le phát loại trừ phần tử bị cố khỏi hệ thống điện mà không cắt loại bỏ phần tử không bị hỏng hóc khỏi hệ thống điện làm việc bình thường Ví dụ mạng điện cho ( Hình v ẽ 1-1 sau ) SVTH: Hồng Văn Duyển Tiểu Luận Mơn Học GVHD: ThS Biện Văn Kh Hình vẽ : 2.1 Ví dụ tính chọn lọc bảo vệ rơ le Hình vẽ 1-1: Mơ tả tính chọn lọc bảo vệ rơ le Khi ngắn mạch điểm N2, để bảo đảm tính chọn lọc bảo vệ cần phải cắt máy cắt hai đầu đường dây bị hư hỏng việc cung cấp điện cho trạm B trì Theo nguyên lý làm việc, tính chọn lọc bảo vệ phân ra: +Bảo vệ có tính chọn lọc tuyệt đối: bảo vệ làm nhiệm vụ cố xảy phạm vi hoàn toàn xác định, khơng làm nhiệm vụ dự phịng cho bảo vệ đặt phần tử lân cận (ví dụ bảo vệ so lệch dọc cho máy phát điện máy biến áp (M.B.A) +Bảo vệ có tính chọn lọc tương đối: ngồi nhiệm vụ bảo vệ cho đối tượng bảo vệ cịn thực chức bảo vệ dự phòng cho phần tử lân cận 2.2.3 Tính tác động nhanh Tính tác động nhanh bảo vệ rơ le yêu cầu quan trọng việc cách ly nhanh chóng phần tử bị ngắn mạch, hạn chế mức độ phá hỏng thiết bị, giảm thời gian sụt ápvà tần số(U,f) cácnơi tiêu thụ điện, giảm xác suất dẫn đến hư hỏng nặnghơn nâng cao khả trì ổn định làm việc máy phát điện toàn H.T.Đ Tuy nhiên kết hợp với yêu cầu chọn lọc, để thoả mãn yêu cầu tác động nhanh cần phải sử dụng loại bảo vệ phức tạp đắt tiền Vì yêu cầu tác động nhanh đề tuỳ thuộc vào điều kiện cụ thể H.T.Đ tình trạng làm việc phần tử bảo vệ H.T Đ Bảo vệ rơ le gọi có tính tác động nhanh (có tốc độ cao) thời gian tác động không vượt 50ms (2,5 chu kỳ dòng điện tần số 50 Hz) Bảo vệ rơ le gọi tác động tức thời không thông qua khâu tạo trễ ( tạo trễ thời gian) tác động rơ le bảo vệ Hai khái niệm tác động nhanh tác động tức thời dùng thay lẫn để rơ le bảo vệ có thời gian tác động không 50ms Thời gian 10 SVTH: Hồng Văn Duyển Tiểu Luận Mơn Học GVHD: ThS Biện Văn Khuê cắt cố ( tc) gồm hai thành phần: thời gian tác động bảo vệ ( tBV) thời gian tác động máy cắt ( tMC) : Với H.T.Đ đại, yêu cầu thời gian loại trừ cố nhỏ ,để đảm bảo tính ổn định Đối với máy cắt điện có tốc độ cao đại (t MC) = (20 ÷ 60)ms từ (1 ÷ 3) chu kỳ dịng điện có tần số 50 Hz Những MC thơng thường có (t MC) ≤ chu kỳ (khoảng 100ms 50 Hz).Vậy thời gian để loại trừ cố tc khoảng từ (2 ÷ 8) chu kỳ tần số 50 Hz ( vào khoảng 40 ÷ 160ms) bảo vệ tác động nhanh Đối với lưới điện phân phối thường dùng bảo vệ có độ chọn lọc tương đối, bảo vệ thơng thường có thời gian cắt cố khoảng (0,2 ÷ 1,5) giây, bảo vệ dự phịng khoảng (1,5 ÷ 2,0) giây 2.2.4 Độ nhạy Độ nhạy : đặc trưng cho khả “cảm nhận” cố rơ le bảo vệ hệ thống bảo vệ Độ nhạy bảo vệ đặc trưng hệ số độ nhạy (Kn) tỉ số đại lượng vật lý đặt vào rơ le có cố với ngưỡng tác động Sự sai khác trị số đại lượng vật lý đặt vào rơ le ngưỡng tác động lớn, rơ le dễ cảm nhận xuất cố, nghĩa rơ le tác động nhạy Độ nhạy thực tế bảo vệ phụ thuộc vào nhiều yếu tố : Chế độ làm việc H.T.Đ (mức độ huy động nguồn max hay min), cấu hình lưới điện (các đường dây làm việc song song, hay đơn lẻ ), dạng ngắn mạch(ba pha, pha,…), vị trí điểm ngắn mạch (gần nguồn, hay xa nguồn) Đối với bảo vệ thường yêu cầu, địi hỏi phải có hệ số độ nhạy từ (1,5 ÷ 2,0) bảo vệ dự phòng hệ số độ nhạy từ (1,2 ÷ 1,5) 2.2.5 Tính kinh tế Các thiết bị bảo vệ lắp đặt H.T.Đ để làm việc thường xuyên chế độ vận hành bình thường,mà chế độ ln ln sẵn sàng chờ đón bất thường cố xảy để có tác động chuẩn xác Đối với trang thiết bị điện cao áp siêu cao áp,chi phí để mua sắm, lắp đặt thiết bị bảo vệ thường chiếm vài phần trăm giá trị cơng trình Vì u cầu kinh tế không đề ra, mà bốn yêu cầu kỹ thuật đóng vai trị định, không thoả mãn yêu cầu dẫn đến hậu tai hại cho H.T.Đ Đối với lưới điện trung áp hạ áp, số lượng phần tử cần bảo vệ lớn, yêu cầu thiết bị bảo vệ không cao thiết bị bảo vệ nhà máy điện lưới điện truyền tải cao áp Vì cần phải cân nhắc tính kinh tế lựa chọn thiết bị bảo vệ cho đảm bảo yêu cầu kỹ thuật 11 SVTH: Hoàng Văn Duyển Tiểu Luận Mơn Học GVHD: ThS Biện Văn Kh có chi phí thấp q trình xây dựng nhà máy nhiệt điện ,thủy điện toàn quốc 2.3 Sơ đồ tổng quan chung hệ thống bảo vệ rơ le H.T.Đ Trong trường hợp tổng quát gồm, hệ thống bảo vệ rơ le mô tả ( Hình vẽ :1-2) bao gồm phận sau: Hình vẽ 2-2: Cấu trúc tổng quát hệ thống bảo vệ rơ le H.T.Đ Phần tử đo lường: gồm có máy biến dòng điện (BI CT), máy biến điện áp (BU VT), thiết bị đo lường khác để làm nhiệm vụ đo lường đại lượng dòng điện, điện áp, tần số …Các tín hiệu sơ cấp thứ cấp đưa vào lọc thành phần đối xứng, thiết bị biến đổi AC/DC để đưa tín hiệu vào hệ thống rơ le bảo vệ 2.Phần tử phân tích so sánh logic: gồm có rơ le có nhiệm vụ phân tích so sánh tín hiệu đưa vào với giá trị khởi động cho trước để đánh giá tình trạng làm việc H.T.Đ bình thường, khơng bình thường (q tải,ngắn mạch) cố Tương ứng với tình trạng đó, rơ le gửi tín hiệu đến cấu thực để ngắt đối tượng phần tử bị 12 SVTH: Hồng Văn Duyển Tiểu Luận Mơn Học GVHD: ThS Biện Văn Khuê cố khỏi hệ thống điện Đối với nguyên tắc bảo vệ khác có loại rơ le bảo vệ với phương pháp tính tốn khác Phần tử thực : gồm có rơ le trung gian, máy cắt (M.C) có nhiệm vụ thực việc báo tín hiệu, cắt máy cắt (M.C) để bảo vệ H.T.Đ trường hợp bị cố Hệ thống nguồn điện chiều DC: có nhiệm vụ cung cấp nguồn nuôi cho hệ thống rơ le bảo vệ , cuộn cắt máy cắt ( M.C), chng,cịi, đèn báo động thiết bị trung gian khác H.T.Đ … Kênh thông tin truyền tín hiệu dùng để điều khiển, phối hợp bảo vệ thiết bị phần tử H.T.Đ, cung cấp thông tin người vận hành khai thác,cung cấp cho máy in ghi liệu… Trong (Hình vẽ 1-3) tiếp điểm phụ MCF máy cắt điện có khả cắt dòng điện lớn để ngắt mạch dòng điện cung cấp cho cuộn cắt trước tiếp điểm rơ le trở đảm bảo cho tiếp điểm rơ le khỏi bị cháy phải ngắt dịng điện lớn CC : cuộn cắt RL : rơ le BU: Biến áp điện 13 SVTH: Hoàng Văn Duyển Tiểu Luận Môn Học GVHD: ThS Biện Văn Khuê BI : Biến dịng điện Các cầu chì bảo vệ Nguồn điện cung cấp chiều : DC *Ngoài hệ thống bảo vệ rơ le H.T.Đ hệ thống bảo vệ rơ le (A)chúng ta cịn có hệ thống bảo vệ dự phòng (B) để tăng độ tin cho hệ thống bảo vệ.Trong thực tế thông thường H.T.Đ nhà máy,đường dây truyền tải điện,thanh góp ln ln có hệ thống bảo vệ rơ le bảo vệ rơ le dự phịng mắc song song với Hình vẽ:2.4: Sơ đồ cấu trúc chung hệ thống bảo vệ có dự phịng Trong : BI1;BI2 biến dịng điện + BU : biến điện áp +CCh1,CCh2 : cầu chì bảo vệ ngắn mạch +BV1 ; BV2 Các rơ le bảo vệ 1,2 14 SVTH: Hoàng Văn Duyển Tiểu Luận Môn Học GVHD: ThS Biện Văn Khuê + N1 ; N2 : Nguồn nuôi DC + M.C : Máy cắt 2.4 Các mã số rơ le số bảo vệ rơ le H.T.Đ Bảng mã số rơle bảo vệ :Trích dẫn [4] 21 Rơ le bảo vệ khoảng cách 24 Rơ le bảo vệ kich từ 25 Rơ le kiểm tra đồng 26W rơle bảo vệ nhiệt cuộn dây M.B.A 26Q rơle nhiệt độ dầu 27 Bảo vệ điện áp giảm 30 Rơle tín hiệu 32 Chức định hướng công suất 32P Chức dao động điện áp máy phát điện 32Q Chức định hướng công suất thứ tự nghịch 33 rơle mức dầu M.B.A 40 Rơ le bảo vệ từ trường 46 Rơle dòng cân pha 47 Chức thiểu áp thứ tự thuận 50 Rơ le bảo vệ dòng cắt nhanh 50/87 Rơ le bảo vệ so lệch cắt nhanh 50BF Chức từ chối cắt (sự cố máy cắt) 50G Rơ le bảo vệ dòng điện chạm đất tức thời 50F Chức bảo vệ đóng điện vao điểm cố 51 Rơ le bảo vệ q dịng điện có thời gian 51N Rơ le bảo vệ q dịng điện chạm đất có thời gian 51P Rơ le bảo vệ q dịng pha có thời gian 52 Máy cắt (MC) 52a Tiếp điểm phụ “thường mở” MC 52b Tiếp điểm phụ 15 SVTH: Hoàng Văn Duyển Tiểu Luận Môn Học GVHD: ThS Biện Văn Khuê “thường đóng” MC 55 Rơle bảo vệ hệ số công suất 59 Rơ le bảo vệ chức điện áp cực đại 63 Rơ le bảo vệ áp suất tăng cao M.B.A 64 Rơ le bảo vệ chống chạm đất có độ nhạy cao 64r Rơ le bảo vệ chống chạm đất có độ nhạy cao cho cuộn dây rotor 64g Rơ le bảo vệ chống chạm đất có độ nhạy cao cho cuộn dây stator 67 Rơ le bảo vệ q dịng điện có hướng 74 Rơle kiểm tra cuộn cắt MC 79 Tự động đóng trở lại (TĐL) 81 Rơle bảo vệ tần số 84 Bộ điều áp M.B.A 86 Rơle khóa trung gian 87 Rơ le Bảo vệ so lệch 87b Bảo vệ so lệch 87g Bảo vệ so lệch máy phát 87l Bảo vệ so lệch ĐZ 87m Bảo vệ so lệch động 87t Bảo vệ so lệch M.B.A 90 Chức tự động điều chỉnh điện áp 96B rơle khí Buchholz 16 SVTH: Hồng Văn Duyển Tiểu Luận Mơn Học GVHD: ThS Biện Văn Khuê Chương III: BẢO VỆ Q DỊNG ĐIỆN CĨ ĐỊNH HƯỚNG CƠNG SUẤT 3.2.1 Ngun tắc tác động Trong mạng hình vịng nguồn cung cấp (Hình v ẽ 2-6-a,b) mạng có hai đầu cung cấp (Hình v ẽ 2-6-c) bảo vệ dịng điện cực đại có thời gian làm việc chọn theo nguyên tắc cấp bảo đảm cắt ngắn mạch cách có chọn lọc Hình vẽ 3.1 : Sơ đồ nguyên lý bảo vệ dịng điện có hướng H.a) Mạch vịng H.b) Mạch đường dây song song ; H.c) Đường dây có nguồn cung cấp + Ví dụ : ngắn mạch đoạn AB (tại N'1 ) mạng đó, để bảo đảm tính chọn lọc, bảo vệ phải có thời gian làm việc t2 bé thời gian làm việc t3 bảo vệ Mặt khác, ngắn mạch đoạn BC (tại N"2), muốn cắt có chọn lọc lại phải chọn t3 < t2 Cùng lúc thực hai yêu cầu ngược Vì bảo vệ dịng điện cực đại dùng mạng kể Để bảo đảm cắt ngắn mạch có chọn lọc mạng hở hai nguồn cung cấp từ khoảng năm 1910 người ta bắt đầu dùng bảo vệ có hướng : + Bảo vệ dịng điện có định hướng cơng suất loại bảo vệ làm việc theo trị số dịng điện qua chỗ đặt bảo vệ góc lệch pha dịng điện với điện áp góp trạm có đặt bảo vệ Bảo vệ tác động dòng điện vượt giá trị định tr ước (giá trị khởi động ) pha phù hợp với trường hợp ngắn mạch đường dây bảo vệ 17 SVTH: Hoàng Văn Duyển Tiểu Luận Môn Học GVHD: ThS Biện Văn Khuê (khi công suất ngắn mạch qua bảo vệ từ góp đường dây) Về mặt chất: bảo vệ dịng điện có định hướng cơng suất kết hợp bảo vệ dòng phận định hướng cơng suất ngắn mạch Hình vẽ 3.2: Sơ đồ ngun lý bảo vệ dịng điện có hướng H.d) Sơ đồ ngun lý bảo vệ q dịng có hướng ;H.e) Là đặc tính pha phận định hướng cơng suất +Trong sơ đồ nguyên lý : Khi hệ thống điện vừa có tượng dịng điện(I>) xảy vừa có tượng hướng cơng suất (W) xảy rơ le bảo vệ gửi tín hiệu tới cắt máy cắt đường truyền tải điện 3.2.2 Phần tử định hướng công suất +Là phần tử dùng để xác định chiều dịng cơng suất ngắn mạch qua bảo vệ Khi có thêm phận định hướng cơng suất bảo vệ q dịng chia làm nhóm,mỗi nhóm tác động theo hướng cơng suất dịng điện định.Ví dụ bảo vệ 1,3,5 nhóm lẻ, 2,4,6 nhóm chẵn.(trên hình mạch vịng 2.7 a;b;c ) + Trong số trường hợp ngắn mạch pha trực tiếp gần chỗ đặt bảo vệ điện áp góp giảm xuống thấp ngưỡng làm việc thiết bị định hướng cơng suất Khi bảo vệ không làm việc Trường hợp gọi ngắn mạch vùng chết bảo vệ Để giảm loại trừ vùng chết phải chế tạo phận định hướng cơng suất có độ nhạy cao với ngưỡng làm việc phận điện áp bé 18 SVTH: Hồng Văn Duyển Tiểu Luận Mơn Học GVHD: ThS Biện Văn Khuê +Trong thực tế để đảm bảo tính chọn lọc lưới điện (H.v: 2.6 a,b,c ) đặt phận định hướng tất bảo vệ Để đảm bảo tính chọn lọc phận định hướng công suất cần đặt bảo vệ có thời gian làm việc bé + Để chống ngắn mạch khơng đối xứng người ta thường sử dụng bảo vệ tác động theo thành phần đối xứng dòng điện (I2 ,I0 ) áp (U2, U0 ) công suất tương ứng (W2, W0 ) Các phận định hướng công suất thứ tự nghịch W2 thứ tự không W0 đấu qua lọc thứ tự nghịch thứ tự khơng tương ứng có xét đến đặc tính khởi động theo góc pha thành phần đối xứng 3.2.3 Lựa chọn thời gian cho bảo vệ dịng điện có định hướng cơng suất +Trong nhóm bảo vệ ,thời gian bảo vệ lựa chọn theo nguyên tắc cấp ,tăng dần từ cuối đến đầu nguồn bảo vệ q dịng điện thơng thường.Bộ phận định hướng cơng suất làm việc theo góc lệch pha dòng điện chạy qua phần tử bảo vệ điện áp góp chỗ đặt bảo vệ +Với cách biểu diễn hình vẽ 2-6a,c giả thiết tất bảo vệ trang bị phận định hướng cơng suất ,thì theo chiều tác động bảo vệ phân thành nhóm : Nhóm lẻ(1,3,5)với bảo vệ nằm xa nguồn ,đối với nhóm chẵn (2,4,6) nhóm nằm xa nguồn nhất.Khi ta có Hình vẽ 2.8 sau: 19 SVTH: Hồng Văn Duyển Tiểu Luận Mơn Học GVHD: ThS Biện Văn Khuê Hình vẽ 3.3: Phân phối thời gian tác động bảo vệ q dịng điện có hướng với góp có nhiều mạch đường dây +Nếu góp có nhiều đường dây (H.v2.8) thời gian làm việc bảo vệ dòng gần nguồn phải phối hợp với thời gian làm việc lớn bảo vệ dòng đặt đường dây nối với góp liền kề, nghĩa : Tn = max{tn-1}+ ∆t Trong : + tn Là thời gian làm việc bảo vệ dòng gần nguồn +tn-1: Là thời gian làm việc bảo vệ dòng điện đường dây nối với góp liền kề khu vực xa nguồn + ∆t: Cấp chọn lọc thời gian 3.2.4 Lựa chọn dòng điện khởi động +Việc lựa chọn dòng điện khởi động bảo vệ q dịng điện có định hướng công suất chọn tương tự bảo vệ qua dịng điện cực đại.Ta có : +Đối với mạch song song cần xét them điều kện làm việc lớn hai đầu phần tử bảo vệ để tránh phần tử bảo vệ cắt nhầm phần tử thứ sau phần tử thứ bị bảo vệ cắt Tức là: Ilvmax= Ilvmax1+Ilvmax2 3.2.5 Bảo vệ dịng điện có hướng ba cấp +Cấp thứ nhất: Là cấp bảo vệ cắt nhanh thông thượng kèm theo phận định hướng cơng suất ,với dịng điện khởi động tương tự bảo vệ dòng điện cắt nhanh Ikđ = kat.Inm.max Inm.max dòng ngắn mạch từ trạm xét đến điểm ngắn mạch ,theo chiều công suất xét Do dịng điện k/ đ chọn nhỏ nhiều so với trường hợp cắt nhanh thơng thường +Cấp thứ hai: Là cấp cắt nhanh có hướng việc chọn thời gian tII dòng điện khởi động III kd tính trường hợp cấp hai khơng có hướng, ý đến trường hợp góp có nhieeufnhanhs đường dây xuất tyueens nối với góp xét ,hoặc có them máy phát điện nối vào góp xét 20 SVTH: Hồng Văn Duyển