Tài liệu hướng dẫn cho công nhân kỹ thuật - Bảo vệ Rơ - le trong trạm điện ppt

Tài liệu hướng dẫn Dành cho công nhân kỹ thuật Và kỹ sư mới ra trường. Phạm Quốc Thái biên soạn. CÁC DẠNG SỰ CỐ TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN 1/. Ngắn mạch – Các tính chất Phân loại tính chất theo nguyên nhân: – Nguyên nhân cơ học: – Vật dẫn điện bị đứt gẫy – Vật dẫn không mong muốn nối chúng với nhau (như các dụng cụ hoặc súc vật). – Nguyên nhân điện: – Suy giảm cách điện giữa các pha, – Suy giảm cách điện giữa pha và khung sườn có nối đất, – Quá điện áp nội bộ – Quá điện áp khí quyển. – Sai sót trong vận hành: – Nối đất pha có điện, – Nối hai nguồn khác nhau không đủ điều kiện đồng bộ, – Đóng mở các thiết bị đóng cắt sai quy trình CÁC DẠNG SỰ CỐ TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN 1/. Ngắn mạch – Các tính chất Phân loại tính chất theo vị trí:  Từ bên trong thiết bị (dây cáp điện, động cơ, máy biến áp, tủ điện )  thường dẫn đến làm hỏng thiết bị đó.  Từ bên ngoài thiết bị (dây cáp điện, động cơ, máy biến áp, tủ điện ).  Các hậu quả của nó giới hạn trong mức gây nhiễu loạn hệ thống  Theo thời gian có thể dẫn đến hư hỏng thiết bị và dẫn đến sự cố bên trong. CÁC DẠNG SỰ CỐ TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN 1/. Ngắn mạch – Các tính chất Phân loại tính chất theo thời gian:  Ngắn mạch tự phục hồi: sự cố tự biến mất.  -Ngắn mạch thoáng qua:  sự cố biến mất do tác động của các thiết bị bảo vệ  không xuất hiện lại sau khi các thiết bị khởi động trở lại.  - Ngắn mạch lâu dài:  sự cố đòi hỏi phải cắt điện các thiết bị như cáp điện, máy điện  cần có sự can thiệp của nhân viên CÁC DẠNG SỰ CỐ TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN 1/. Ngắn mạch – Các dạng ngắn mạch Ngắn mạch giữa Pha và đất: chiếm 80% các trường hợp CÁC DẠNG SỰ CỐ TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN 1/. Ngắn mạch – Các dạng ngắn mạch Ngắn mạch giữa Pha và pha: chiếm 15% các trường hợp CÁC DẠNG SỰ CỐ TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN 1/. Ngắn mạch – Các dạng ngắn mạch Ngắn mạch 3 Pha : chiếm 5% các trường hợp CÁC DẠNG SỰ CỐ TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN 1/. Ngắn mạch – Nguyên nhân ngắn mạch  Phá hủy cách điện, do:  Hư hỏng trên bề mặt thiết bị (do nhiễm bẩn)  Quá nhiệt  Phóng điện trong các lỗ hổng li ti bên trong chất cách điện.  – Suy giảm cách điện bất thường  Do súc vật, cây cối hoặc do dụng cụ sót lại trên vật dẫn điện do bất cẩn.  – Hư hỏng cách điện do các nguyên nhân ngoài :  Bị va chạm với xe cộ  – Quá điện áp dẫn đến đánh thủng cách điện:  Quá điện áp nội bộ hoặc quá điện áp khí quyển. CÁC DẠNG SỰ CỐ TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN 2/. Các dạng sự cố khác  – Đối với động cơ:  Khởi động liên tiếp dẫn đến quá nhiệt và tạo đột biến cơ học trên các khớp nối trục.  Thời gian khởi động kéo dài do Rô-to bị khóa, dẫn đến hậu quả tương tự.  –  Đối với máy phát:  Mất kích thích do các sự cố trong mạch Rô-to (cắt nguồn hoặc ngắn mạch) dẫn đến quá nhiệt Rô-to và Sta-to, mất đồng bộ với lưới.  Các biến động về tần số do quá tải, hoặc do bộ điều tốc làm việc sai.  Kết nối không đồng bộ: nối máy phát với lưới, hoặc 2 bộ phận lưới với nhau khi không đúng điều kiện đồng bộ. CÁC DẠNG SỰ CỐ TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN 2/. Các dạng sự cố khác  Quá điện áp khí quyển  do sét.  –  Quá điện áp nội bộ:  do xung điện áp quá độ khi đóng cắt thiết bị.  –  Quá tải thiết bị:  như cáp điện, máy biến áp, máy phát hoặc đông cơ.  –  Công suất hoặc năng lượng bị đảo chiều:  Khi mất một số nguồn cung cấp, một số máy phát nội bộ bị phát ngược ra lưới.   [...]... CÁC CHỨC NĂNG BẢO VỆ VÀ ỨNG DỤNG 2/. Các loại rơ le bảo vệ Loại có nguồn nuôi,   khi năng lượng để rơ le hoạt động được cung cấp từ một  nguồn phụ (xoay chiều hoặc một chiều).   Nguồn này độc lập với tín hiệu cần kiểm soát.  CÁC BẢO VỆ CHÍNH TRONG TRẠM BIẾN ĐIỆN 1/. Bảo vệ quá dòng (Mã ANSI = 50 hoặc 51) Chức năng của loại bảo vệ này là để bảo vệ quá dòng 1  pha, 2 pha hay 3 pha.  Bảo vệ sẽ tác động khi có 1, 2 hoặc 3 pha có dòng điện ... Iset : Ngưỡng dòng điện đặt T : Thời gian tác động  trễ Dòng điện ngưỡng và  thời gian trễ thường  được người dùng đặt  trước.  CÁC BẢO VỆ CHÍNH TRONG TRẠM BIẾN ĐIỆN 1/. Bảo vệ quá dòng (Mã ANSI = 50 hoặc 51) Bảo vệ thời gian ngược:  Thời gian trễ tùy  thuộc vào tỷ số giữa  dòng điện đo được  và dòng điện ngưỡng.   Dòng điện càng lớn  thời gian trễ càng  ngắn.  CÁC BẢO VỆ CHÍNH TRONG TRẠM BIẾN ĐIỆN 1/. Bảo vệ quá dòng (Mã ANSI = 50 hoặc 51)... họa tần 3 và bội 3 CÁC BẢO VỆ CHÍNH TRONG TRẠM BIẾN ĐIỆN 3/. Bảo vệ quá dòng định hướng (Mã ANSI = 67)  Gồm một bảo vệ quá dòng pha,  tương tự như rơ le 51, kết hợp với một  bộ phận phân biệt chiều dòng điện.    Được sử dụng trong những trạm có  thanh cái được cung cấp từ 2 nguồn.   Trong hình:  P1 , P4 : Bảo vệ quá dòng   P2 , P3 : Bảo vệ quá dòng định hướng  Isc1 : Dòng điện ngắn mạch cấp từ ...  Khi làm việc bình thường chúng phải bằng nhau.   Nếu dòng điện đến vùng cần bảo vệ không bằng với dòng điện ra vùng này,  sự sai biệt về dòng sẽ biểu thị cho dòng sự cố Trong đó: Iin − Iout = I f Dòng điện sự cố đo được Iin : Dòng điện đi đến vùng bảo vệ Iout : Dòng điện rời khỏi vùng bảo vệ CÁC BẢO VỆ CHÍNH TRONG TRẠM BIẾN ĐIỆN 5/. Bảo vệ so lệch tổng trở cao (Mã ANSI = 87) Các cuộn thứ cấp của biến dòng được nối sao cho dòng của cuộn ... động khi 2 điều kiện trên đây xảy ra:  – Dòng điện đo được cao hơn một  ngưỡng cài đặt trước  – Góc pha của dòng điện lệch  với  điện áp phân cực 1 trị số trong phạm  vi cho trước, nghĩa là trong vùng bảo vệ.   Vùng bảo vệ là ½ mặt phẳng, xác  định bằng đặc tuyến góc θ, nghĩa là  góc giữa đường vuông góc với ranh  giới 2 vùng và điện áp phân cực.  CÁC BẢO VỆ CHÍNH TRONG TRẠM BIẾN ĐIỆN 4/. Bảo vệ chạm đất định hướng (Mã ANSI = 67N)... này đi vào cuộn kia. Như vậy chúng được lắp ngược pha với nhau.  Trong điều kiện bình thường   Iin = Iout Bình thường hoặc khi có sự cố ngoài, dòng điện trong nhánh so lệch  ≈ 0 Khi có sự cố trong vùng bảo vệ,  dòng điện trong nhánh so lệch tỷ lệ  với dòng sự cố CÁC BẢO VỆ CHÍNH TRONG TRẠM BIẾN ĐIỆN 5/. Bảo vệ so lệch tổng trở cao (Mã ANSI = 87) Sơ đồ này có thể dùng để bảo vệ ngắn mạch pha (2 pha hoặc 3  pha) và pha – đất nếu sử dụng mỗi pha một mạch so lệch... CÁC CHỨC NĂNG BẢO VỆ VÀ ỨNG DỤNG 1/. Khái niệm về rơ le bảo vệ Các rơ le bảo vệ là   Các thiết bị luôn luôn so sánh các thông số điện của lưới  (thí dụ như dòng điện, điện áp, tần số và tổng trở) với  những giá trị đặt trước,   Tự động xuất ra các yêu cầu để tác động đến các thiết bị  đóng cắt khi các thông số cần kiểm tra vượt qua các giá trị  ngưỡng  Xuất ra các tín hiệu cảnh báo Vai trò của các rơ le bảo vệ ... mạng trung áp và cao áp CÁC BẢO VỆ CHÍNH TRONG TRẠM BIẾN ĐIỆN 2/. Bảo vệ chạm đất (Mã ANSI = 50N hoặc 51N, 50G hoặc 51G) Cài đặt ngưỡng bảo vệ chạm đất tối thiểu:  Các bảo vệ chạm đất có khả năng rủi ro tác động nhầm  do mạch đo lường bị sai, đặc biệt là với dòng điện quá độ.  Để ngăn ngừa tác động sai, trị số cài đặt của bảo vệ phải  cao hơn các mức sau:  Xấp xỉ 12% dòng điện định mức của biến dòng nếu sử dụng ... Bảo vệ sẽ tác động khi có 1, 2 hoặc 3 pha có dòng điện vượt lên quá trị số đặt trước.  Bảo vệ này có thể được đặt một thời gian trễ :  Rơ le chỉ tác động khi dòng điện cần kiểm soát vượt cao  hơn ngưỡng cài đặt sau một thời gian ít nhất bằng thời gian  trễ đã đặt trước.   Thời gian trễ này có thể là độc lập (xác định) hoặc thời gian  theo đặc tính ngược CÁC BẢO VỆ CHÍNH TRONG TRẠM BIẾN ĐIỆN 1/. Bảo vệ quá dòng (Mã ANSI = 50 hoặc 51) Bảo vệ thời gian trễ độc ... Isc2 : Dòng điện ngắn mạch cấp từ  nguồn 2 CÁC BẢO VỆ CHÍNH TRONG TRẠM BIẾN ĐIỆN 3/. Bảo vệ quá dòng định hướng (Mã ANSI = 67)  Sự cố ở điểm A, có 2 dòng sự cố đồng  thời.   Dòng sự cố chảy qua 4 thiết bị bảo vệ P1,  P2, P3 và P4.   Chỉ cần cắt các máy cắt CB1 và CB2.   Bảo vệ quá dòng định hướng (hướng ra)   đặt ở P2 và P3:  –P3 không tác động vì chiều dòng điện ngược với chiều bảo vệ.    –P2 tác động vì chiều dòng điện cùng với  . phát. CÁC CHỨC NĂNG BẢO VỆ VÀ ỨNG DỤNG 1/. Khái niệm về rơ le bảo vệ  Các rơ le bảo vệ là  Các thiết bị luôn luôn so sánh các thông số điện của lưới (thí dụ như dòng điện, điện áp, tần số và. kiểm soát. CÁC BẢO VỆ CHÍNH TRONG TRẠM BIẾN ĐIỆN 1/. Bảo vệ quá dòng (Mã ANSI = 50 hoặc 51)  Chức năng của loại bảo vệ này là để bảo vệ quá dòng 1 pha, 2 pha hay 3 pha.  Bảo vệ sẽ tác động. ngược. CÁC BẢO VỆ CHÍNH TRONG TRẠM BIẾN ĐIỆN 1/. Bảo vệ quá dòng (Mã ANSI = 50 hoặc 51)  Bảo vệ thời gian trễ độc lập:  Iset : Ngưỡng dòng điện đặt.  T : Thời gian tác động trễ.  Dòng điện ngưỡng