Bảo vệ rơ le - đại học công nghiệp

1 BẢO VỆ RƠ LE Phụ trách môn học: GV- Phan Thị Hạnh Trinh TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TPHCM KHOA ĐIỆN  Các file power point môn học BVRL  Giáo trình BVRL (Khoa Điện, ĐHCN TPHCM). THAM KHẢO  BVRL& tự động hóa trong hệ thống điện (Nguyễn Hoàng Việt , ĐHBK TPHCM).  Bảo vệ rơle và tự động hóa hệ thống điện ( Trần Quang Khánh). TÀI LIỆU CHÍNH CHƯƠNG I KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ BẢO VỆ RƠLE Câu hỏi: Tại sao cần phải bảo vệ hệ thốngđiện? 2 1.1 NHIỆM VỤ CỦA BẢO VỆ ROLE Tình trạng sự cố Chế độ làm việc không bình thường Vận hành hệ thống điện - Dòng điện tăng khá cao và điện áp giảm khá thấp. - Mất ổn định hệ thống điện. - Làm giảm tuổi thọ của các máy móc thiếc bị. 1.1 NHIỆM VỤ CỦA BẢO VỆ ROLE Câu h ỏ i 2: Relay là thi ế t b ị gì? Câu h ỏ i 1: Làm sao đ ể duy trì ho ạ t đ ộ ng bình th ườ ng c ủ a h ệ th ố ng ? 1.1 NHIỆM VỤ CỦA BẢO VỆ ROLE 1.1 NHIỆM VỤ CỦA BẢO VỆ ROLE 3 1.1 NHIỆM VỤ CỦA BẢO VỆ ROLE Nhiệm vụ chính của thiết bị BVRL là tự động cắt phần tử hư hỏng ra khỏi hệ thống điện. Thiết bị BVRL còn ghi nhận và phát hiện những tình trạng làm việc không bình thường của các phần tử trong hệ thống điện. Tùy mức độ mà BVRL có thể tác động đi báo tín hiệu hoặc đi cắt máy cắt. 1.1 NHIỆM VỤ CỦA BẢO VỆ ROLE 1.2. CÁC YÊU CẦU CƠ BẢN ĐỐI VỚI HỆ THỐNG BẢO VỆ. 1.2.1 Các yêu cầu cơ bản của mạch bảo vệ. Tính chọn lọc Tác động nhanh Độ nhạy Độ tin cậy 1.2. CÁC YÊU CẦU CƠ BẢN ĐỐI VỚI HỆ THỐNG BẢO VỆ. 1.2.1 Các yêu cầu cơ bản của mạch bảo vệ. a. Tính chọn lọc.  Khả năng của bảo vệ chỉ cắt phần tử bị sự cố khi sự cố xảy ra được gọi là tính chọn lọc.  Yêu cầu tác động chọn lọc là yêu cầu cơ bản nhất để đảm bảo cung cấp điện an toàn cho các hộ tiêu thụ điện.  Nếu bảo vệ tác động không chọn lọc thì sự cố có thể lan rộng. 4 1.2. CÁC YÊU CẦU CƠ BẢN ĐỐI VỚI HỆ THỐNG BẢO VỆ. 1.2.1 Các yêu cầu cơ bản của mạch bảo vệ. a. Tính chọn lọc. Phân tích khi xảy ra sự cố tại N 1 , N 2. 1.2. CÁC YÊU CẦU CƠ BẢN ĐỐI VỚI HỆ THỐNG BẢO VỆ. 1.2.1 Các yêu cầu cơ bản của mạch bảo vệ. b.Tác động nhanh . Tính tác động nhanh của bảo vệ là yêu cầu quan trọng khi có ngắn mạch bên trong của thiết bị. Bảo vệ tác động càng nhanh thì:  ðảm bảo tính ổn định làm việc song song của các máy phát trong hệ thống, làm giảm ảnh hưởng của điện áp thấp lên các phụ tải. 1.2. CÁC YÊU CẦU CƠ BẢN ĐỐI VỚI HỆ THỐNG BẢO VỆ. 1.2.1 Các yêu cầu cơ bản của mạch bảo vệ. b.Tác động nhanh .  Giảm tác hại dòng ngắn mạch tới các thiết bị.  Giảm xác suất dẫn đến hư hỏng nặng hơn.  Nâng cao hiệu quả thiết bị tự đóng lại. 1.2. CÁC YÊU CẦU CƠ BẢN ĐỐI VỚI HỆ THỐNG BẢO VỆ. 1.2.1 Các yêu cầu cơ bản của mạch bảo vệ. b.Tác động nhanh . Thời gian cắt hư hỏng t : t= t bv + t mc Thời gian tác động của bảo vệ Thời gian cắt của máy cắt t mc là hằng số của máy cắt. Hiện nay dùng phổ biến các MC có t mc = 0.06 ÷0.15 s. 5 1.2. CÁC YÊU CẦU CƠ BẢN ĐỐI VỚI HỆ THỐNG BẢO VỆ. 1.2.1 Các yêu cầu cơ bản của mạch bảo vệ. b.Tác động nhanh . ðể đảm bảo tính ổn định thời gian cắt NM lớn nhất cho phép là rất nhỏ. Ví dụ:  ðối với đường dây tải điện 300 ÷ 500 kV, cắt sự cố trong vòng 0.1 ÷ 0.12(s) sau khi NM xuất hiện.  Mạng từ 110 ÷ 220 kV thì trong vòng 0.15÷ 0.3s. 1.2. CÁC YÊU CẦU CƠ BẢN ĐỐI VỚI HỆ THỐNG BẢO VỆ. 1.2.1 Các yêu cầu cơ bản của mạch bảo vệ. c. ðộ nhạy: ðộ nhạy của bảo vệ thường được đánh giá bằng hệ số nhạy k nh . với : I Nmin – dòng NM nhỏ nhất; I kdbv – giá trị dòng khởi động của BV. 1.2. CÁC YÊU CẦU CƠ BẢN ĐỐI VỚI HỆ THỐNG BẢO VỆ. 1.2.1 Các yêu cầu cơ bản của mạch bảo vệ. c. ðộ nhạy: 1.2. CÁC YÊU CẦU CƠ BẢN ĐỐI VỚI HỆ THỐNG BẢO VỆ. 1.2.1 Các yêu cầu cơ bản của mạch bảo vệ. c. ðộ nhạy:  Tác động của BV đối với đoạn kế tiếp được gọi là dự phòng xa.  Phải tác động khi NM xảy ra trong lúc hệ thống làm việc ở chế độ cực tiểu. … 6 1.2. CÁC YÊU CẦU CƠ BẢN ĐỐI VỚI HỆ THỐNG BẢO VỆ. 1.2.1 Các yêu cầu cơ bản của mạch bảo vệ. d. ðộ tin cậy. ðộ tin cậy thể hiện yêu cầu:  Bảo vệ phải tác động chắc chắn khi NM xảy ra trong vùng được giao bảo vệ.  Không được tác động đối với các chế độ mà nó không có nhiệm vụ tác động 1.2. CÁC YÊU CẦU CƠ BẢN ĐỐI VỚI HỆ THỐNG BẢO VỆ. 1.2.2 Yêu cầu đối với các bảo vệ chống các chế độ làm việc không bình thường.  Tương tự bảo vệ chống NM, các bảo vệ này cũng cần tác động chọn lọc, nhạy và tin cậy.  Yêu cầu tác động nhanh không đề ra.  Thời gian tác động của bảo vệ loại này cũng được xác định theo tính chất và hậu quả của chế độ làm việc không bình thường. 1.3. CÁC BỘ PHẬN CỦA HỆ THỐNG BẢO VỆ . Gồm hai phần chính : phần đo lường và phần lôgic 1.3. CÁC BỘ PHẬN CỦA HỆ THỐNG BẢO VỆ . Các thành phần của hệ thống bảo vệ: 7 1.3. CÁC BỘ PHẬN CỦA HỆ THỐNG BẢO VỆ . 1.3.1 ðo lường sơ cấp . Máy biến dòng (Ký hiệu của máy biến dòng điện: BI, TI, CT ) 1.3. CÁC BỘ PHẬN CỦA HỆ THỐNG BẢO VỆ . 1.3.1 ðo lường sơ cấp . Máy biến điện áp (Ký hiệu của máy biến điện áp: BU, TU, PT) 1.3. CÁC BỘ PHẬN CỦA HỆ THỐNG BẢO VỆ . 1.3.1 ðo lường sơ cấp . Máy biến dòng (BI), máy biến điện áp (BU) dùng để:  Giảm dòng điện và điện áp của đối tượng bảo vệ đến giá trị thấp đủ để hệ thống bảo vệ làm việc an toàn (dóng thứ cấp BI định mức là 5A hoặc 1A, áp thứ cấp BU định mức là 100V hoặc 120V).  Cách ly bảo vệ với đối tượng được bảo vệ .  Cho phép cùng dòng và áp chuẩn thích ứng với hệ thống bảo vệ . 1.3. CÁC BỘ PHẬN CỦA HỆ THỐNG BẢO VỆ . 1.3.2 Ph ầ n logic c ủ a b ả o v ệ 8 1.3. CÁC BỘ PHẬN CỦA HỆ THỐNG BẢO VỆ . 1.3.2 Ph ầ n logic c ủ a b ả o v ệ  Phần logic nhận tín hiệu phản ảnh tình trạng của đối tượng BV từ phần đo lường.  Phần logic có thể là tổ hợp của các rơle trung gian (rơle điện cơ, bán dẫn…) hay mạch logic tín hiệu (0 – 1), rơle thời gian, phần tử điều khiển máy cắt.  Phần này hoạt động theo chương trình đã định sẵn đi điều khiển máy cắt. 1.3. CÁC BỘ PHẬN CỦA HỆ THỐNG BẢO VỆ . 1.3.3 Mạch thực hiện điều khiển máy cắt. 4 1.3. CÁC BỘ PHẬN CỦA HỆ THỐNG BẢO VỆ . 1.3.3 Mạch thực hiện điều khiển máy cắt. Sơ đồ khối dạng hệ thống điều khiển thường được dùng trong hệ thống BV. Dạng 1: Hệ thống hai rơle nhận điện từ 1 nguồn thao tác một chiều và các máy biến điện. 1.3. CÁC BỘ PHẬN CỦA HỆ THỐNG BẢO VỆ . 1.3.3 Mạch thực hiện điều khiển máy cắt. Sơ đồ khối dạng hệ thống điều khiển thường được dùng trong hệ thống BV. Dạng 2: ðược làm tin cậy hơn bằng cách dùng hai bộ biến điện riêng biệt cung cấp cho hai rơle. 9 1.3. CÁC BỘ PHẬN CỦA HỆ THỐNG BẢO VỆ . 1.3.3 Mạch thực hiện điều khiển máy cắt. Sơ đồ khối dạng hệ thống điều khiển thường được dùng trong hệ thống BV. Dạng 3: Dùng máy cắt có hai cuộn cắt, mỗi rơle đưa tín hiệu đến một cuộn cắt riêng biệt. 1.3. CÁC BỘ PHẬN CỦA HỆ THỐNG BẢO VỆ . 1.3.3 Mạch thực hiện điều khiển máy cắt. Sơ đồ khối dạng hệ thống điều khiển thường được dùng trong hệ thống BV. Dạng 4: Hai hệ thống BV riêng biệt điều khiển một máy cắt 1.3. CÁC BỘ PHẬN CỦA HỆ THỐNG BẢO VỆ . 1.3.3 Mạch thực hiện điều khiển máy cắt. Nhận xét:  Dạng 2 được tin cậy hơn vì có 2 bộ biến điện riêng biệt cung cấp cho 2 rơle.  Dạng 4 là dạng đắt tiền nhất và tin cậy nhất vì có hai hệ thống BV riêng biệt điều khiển một máy cắt. 1.3. CÁC BỘ PHẬN CỦA HỆ THỐNG BẢO VỆ . 1.3.4 Các nguồn thao tác. 10 1.3. CÁC BỘ PHẬN CỦA HỆ THỐNG BẢO VỆ . 1.3.4 Các nguồn thao tác.  Dòng điện thao tác dùng để cung cấp cho các rơle trung gian, các linh kiện điện tử, đóng cắt điều khiển các máy cắt điện Ngu ồ n thao tác m ộ t chi ề u . Ngu ồ n thao tác xoay chi ề u 1.3. CÁC BỘ PHẬN CỦA HỆ THỐNG BẢO VỆ . 1.3.4 Các nguồn thao tác. a. Ngu ồ n thao tác m ộ t chi ề u .  Accu đi ệ n áp 24 ÷ 48 V đ ượ c dùng làm ngu ồ n m ộ t chi ề u.  Accu đ ả m b ả o cung c ấ p năng l ượ ng đi ệ n c ầ n thi ế t cho các m ạ ch thao tác ở th ờ i đi ể m b ấ t kỳ, không ph ụ thu ộ c vào tr ạ ng thái c ủ a m ạ ng đ ượ c BV, vì v ậ y nó là ngu ồ n cung c ấ p b ả o đ ả m nh ấ t. 1.3. CÁC BỘ PHẬN CỦA HỆ THỐNG BẢO VỆ . 1.3.4 Các nguồn thao tác. b. Ngu ồ n thao tác xoay chi ề u  Máy bi ế n đi ệ n áp và máy bi ế n áp t ự dùng làm ngu ồ n thao tác.  ð ố i v ớ i BV ch ố ng NM, máy bi ế n dòng là ngu ồ n cung c ấ p r ấ t đ ả m b ả o cho các m ạ ch thao tác. 1.3. CÁC BỘ PHẬN CỦA HỆ THỐNG BẢO VỆ . 1.3.5 Các ký hiệu thường gặp trong sơ đồ BV rơle. a. Cuộn dây rơle (ngõ vào của rơle). [...]...1.3 CÁC BỘ PHẬN CỦA HỆ THỐNG BẢO VỆ 1.4 CÁC DẠNG R LE 1.3.5 Các ký hiệu thường gặp trong sơ đồ BV r le b Tiếp điểm r le (ngõ ra của r le) R le điện cơ 3 dạng R le bán dẫn R le kỹ thuật số 1.4 CÁC DẠNG R LE 1.4 CÁC DẠNG R LE 1.4.1 R le điện cơ 1.4.1 R le điện cơ R le điện cơ làm việc trên cơ sở lực cơ dưới tác dụng của dòng điện chạy trong r le; R le điện cơ tín hiệu điện đầu vào thành tín... tín hiệu trạng thái là sự đóng, mở của tiếp điểm Trong r le điện cơ, năng lương điện từ được chuyển đổi thành năng lượng cơ, làm chuyển đổi phần động của r le 11 1.4 CÁC DẠNG R LE 1.4 CÁC DẠNG R LE 1.4.2 R le bán dẫn 1.4.2 R le bán dẫn Bảo vệ thực hiện bằng điện tử (Sử dụng linh kiện bán dẫn, vi mạch trong các sơ đồ BV) 1.4.3 R le kỹ thuật số Bảo vệ dùng kỹ thuật số vi xử lý, ngoài chức năng phát hiện... dùng đ thay th BV ph c t p 7 5/14/2012 CHƯƠNG II CHƯƠNG II B O V QUÁ DÒNG ĐI N CHƯƠNG II Mã số r le của bảo vệ quá dòng R le dòng điện cực đại : 51 R le quá dòng cắt nhanh: 50 R le quá dòng chống chạm đất: 51G R le quá dòng cắt nhanh chống chạm đất: 50N R le quá dòng cực đại chống chạm đất: 51N PHẦN 1 BẢO VỆ QUÁ DÒNG ĐIỆN KHÔNG HƯỚNG I NGUYÊN T C TÁC Đ NG BV quá dòng đi n là lo i BV tác đ ng khi dòng... hoãn tác động của bảo vệ được tạo nên nhờ r le thời gian và không phụ thuộc vào dòng ngắn mạch, vì vậy bảo vệ này được gọi có đặc tính thời gian độc lập Phối hợp bảo vệ với các đặc tính thời gian độc lập: Chọn thời gian khởi động cho bảo vệ xa nguồn nhất ðặc tuyến này của r le dòng có dạng đường thẳng 1 trên hình Sau đó thêm vào một số gia thời gian cho các bảo vệ gần hơn đủ để đảm bảo độ chọn lọc cần... thông tin rõ ràng cho người sử dụng 1.4 CÁC DẠNG R LE 1.5 SƠ ĐỒ NỐI CÁC BIẾN DÒNG VÀ R LE 1.4.3 R le kỹ thuật số 1.5.1 Hình Y hoàn toàn Dòng vào mỗi R le bằng dòng pha Làm việc với tất cả ngắn mạch 12 1.5 SƠ ĐỒ NỐI CÁC BIẾN DÒNG VÀ R LE 1.5 SƠ ĐỒ NỐI CÁC BIẾN DÒNG VÀ R LE 1.5.2 Hình Y khuyết 1.5.3 Sơ đồ 1 role nối vào hiệu dòng 2 pha (Số 8) Dòng vào Role bằng dòng pha Làm chống mạch pha Trong trạng... KHÁI NIỆM Bảo vệ dòng điện cắt nhanh là loại bảo vệ đảm bảo tính chọn lọc bằng cách: Khi ngắn mạch trong vùng bảo vệ dòng điện ngắn mạch sẽ lớn hơn dòng điện khởi động và bảo vệ sẽ tác động Ikđ > INmax khi ngắn mạch ở ngoài phần tử được bảo vệ (cuối vùng bảo vệ của phần tử được bảo vệ) Bảo vệ dòng điện cắt nhanh thường làm việc tức thời hoặc với thời gian rất bé 1 5/15/2012 III B O V DÒNG ĐI N C T... B O V c R le dòng đi n có đ c tính th i gian ph thu c 2.3 TH I GIAN TÁC Đ NG C A B O V c R le dòng đi n có đ c tính th i gian ph thu c R le có đặc tính phụ thụôc khởi động khi dòng vượt quá giá trị khởi động; Thời gian tác động của r le phụ thuộc vào trị số dòng điện qua r le Thời gian làm việc giảm khi dòng điện tăng cao II B O V DÒNG ĐI N C C Đ I 2.3 TH I GIAN TÁC Đ NG C A B O V c R le dòng đi... đo n trư c đó và c a b n thân BV V i r le đi n t là 0.1, r le s 0.0 3-0 .05 tqt – Sai s do quán tính (0.0 3-0 .07s) tdt – th i gian d tr (0.06 - 0.2s) Đ c tính th i gian c a b o v dòng đi n c c đ i II B O V DÒNG ĐI N C C Đ I 2.3 TH I GIAN TÁC Đ NG C A B O V b R le dòng đi n có đ c tính th i gian đ c l p II B O V DÒNG ĐI N C C Đ I 2.3 TH I GIAN TÁC Đ NG C A B O V b R le dòng đi n có đ c tính th i gian... MẠCH Trong các công thức trên: Sk.HT – Công suất ngắn mạch của hệ thống Scb – công suất cơ bản Ucb – ðiện áp cơ bản R0, x 0- Suất điện trở tác dụng và phản kháng của đường dây 14 5/15/2012 CHƯƠNG II CHƯƠNG II B O V QUÁ DÒNG ĐI N PHẦN 1 BẢO VỆ QUÁ DÒNG ĐIỆN KHÔNG HƯỚNG III B O V DÒNG ĐI N C T NHANH III B O V DÒNG ĐI N C T NHANH KHÁI NIỆM KHÁI NIỆM Bảo vệ dòng điện cắt nhanh là loại bảo vệ đảm bảo tính chọn... gian: ∆t = tMC(n-1) + St tBV(n-1) + tqt + tdt v i: tMC(n-1) - là th i gian tác đ ng c a MC c a BV trư c đó 6 5/14/2012 II B O V DÒNG ĐI N C C Đ I II B O V DÒNG ĐI N C C Đ I 2.3 TH I GIAN TÁC Đ NG C A B O V LO I MÁY C T D U tMC ,s 0.0 8-0 .12 v i: KHÔNG KHÍ CHÂN KHÔNG 0. 1-0 .2 0.06 - 0.08 2.3 TH I GIAN TÁC Đ NG C A B O V SF6 0.0 4-0 .05 tBV(n-1) - là th i gian tác đ ng c a BV trư c đó st - là sai s v th . sơ đồ BV r le. b. Tiếp điểm r le (ngõ ra của r le) . 1.4 CÁC DẠNG R LE R le điện cơ. R le bán dẫn. R le kỹ thuật số 3 dạng 1.4 CÁC DẠNG R LE 1.4.1 R le điện cơ.  R le điện cơ làm việc trên cơ. cơ, làm chuyển đổi phần động của r le. 1.4 CÁC DẠNG R LE 1.4.1 R le điện cơ. 12 1.4 CÁC DẠNG R LE 1.4.2 R le bán dẫn. 1.4 CÁC DẠNG R LE 1.4.2 R le bán dẫn. Bảo vệ thực hiện bằng điện tử (Sử dụng. TPHCM).  Bảo vệ r le và tự động hóa hệ thống điện ( Trần Quang Khánh). TÀI LIỆU CHÍNH CHƯƠNG I KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ BẢO VỆ R LE Câu hỏi: Tại sao cần phải bảo vệ hệ thốngđiện? 2 1.1 NHIỆM VỤ CỦA BẢO VỆ