§ 2-1. NGUYÊN TẮC TÁC ĐỘNG RƠLE ppt

1 GIÁO ÁN 07 Người thực hiện: Nguyễn Văn Đạt 2 Chương II: BẢO VỆ DÒNG ĐIỆN (1) • Quá dòng điện là hiện tượng khi dòng điện chạy qua phần tử của HTĐ vượt quá trị số dòng điện tải lâu dài cho phép. Quá dòng điện có thể xảy ra khi ngắn mạch hoặc do quá tải. • Bảo vệ dòng điện là bảo vệ tác động khi dòng điện đi qua phần tử được bảo vệ vượt quá một giá trị định trước (tức là giá trị cài đặt). • Phần tử chính của bảo vệ là: Rơle dòng điện (Điện từ, Cảm ứng). Có thể dùng các rơ le Sơ cấp hoặc Thứ cấp, tác động trực tiếp hoặc Gián tiếp lên MC. • Hiện nay thường dùng các rơle thứ cấp, tác động gián tiếp vào trong mạng điện công suất lớn và điện áp cao Theo phương pháp bảo đảm tính chọn lọc, bảo vệ dòng điện được chia thành 2 loại: - Bảo vệ dòng điện cực đại: bảo đảm tính chọn lọc bằng cách chọn thời gian làm việc theo nguyên tắc từng cấp; - Bảo vệ dòng điện cắt nhanh: bảo đảm tính chọn lọc bằng cách chọn dòng khởi động thích hợp. § 2-1. NGUYÊN TẮC TÁC ĐỘNG 3 Chương II: BẢO VỆ DÒNG ĐIỆN (2) § 2-2. BẢO VỆ DÒNG ĐIỆN CỰC ĐẠI CỦA ĐƯỜNG DÂY - Bảo vệ dòng điện cực đại thường là loại bảo vệ chính đối với mạng một nguồn cung cấp (a) Cách bố trí bảo vệ ∼ RIT 1MC RIT 2MC RIT 3MC N 1 (b) Thời gian làm việc của bảo vệ có đặc tính thời gian độc lập HÌNH 2-1: Các bảo vệ dòng điện cực đại trong mạng một nguồn cung cấp - Bảo vệ dòng điện cực đại: bảo đảm tính chọn lọc bằng cách chọn thời gian làm việc theo nguyên tắc từng cấp. PT ∆t ∆t t t 1 t 2 L (km) t 3 + Theo điều kiện chọn lọc, bảo vệ 3 đặt gần chỗ hư hỏng nhất phải tác động cắt máy cắt 3MC trước. + Muốn vậy, các bảo vệ dòng điện phải có thời gian làm việc tăng dần từ hộ dùng điện đến nguồn cung cấp. 4 Chương II: BẢO VỆ DÒNG ĐIỆN (3) § 2-3. THỜI GIAN LÀM VIỆC CỦA BẢO VỆ DÒNG ĐIỆN CỰC ĐẠI (1) - Bảo vệ dòng điện cực đại có 2 loại: + Loại có đặc tính thời gian độc lập + Loại có đặc tính thời gian phụ thuộc 1)- Đối với Bảo vệ dòng điện cực đại có đặc tính thời gian độc lập (I) (t) I kđ t lv HÌNH 2-2 + Thời gian làm việc chọn theo nguyên tắc từng cấp, Xem hình 2-1 Sao cho Bảo vệ của đoạn phía sau lưng (Gần nguồn hơn) có thời gian làm việc > thời gian làm việc lớn nhất của các bảo vệ của các đoạn phía trước mặt (Xa nguồn hơn) một cấp thời gian ∆t ∆t = t n – t [n+1]Max + Cấp chọn lọc về thời gian ∆t cần chọn bé nhất để GIẢM được thời gian làm việc của các rơ le bảo vệ đầu nguồn, nhưng PHẢI ĐỦ LỚN để đảm bảo được tính CHỌN LỌC Thường chọn ∆t = 0,3-0,5 sec 5 Chương II: BẢO VỆ DÒNG ĐIỆN (4) § 2-3. THỜI GIAN LÀM VIỆC CỦA BẢO VỆ DÒNG ĐIỆN CỰC ĐẠI (2) 2)- Đối với Bảo vệ dòng điện cực đại có đặc tính thời gian phụ thuộc có giới hạn (I) (t) I k đ t lv M in Phần phụ thuộc Phần độc lập HÌNH 2-2 - Cũng được chọn Sao cho thời gian làm việc của Bảo vệ của đoạn phía sau lưng (Gần nguồn hơn) có thời gian làm việc > thời gian làm việc lớn nhất của các bảo vệ của các đoạn phía trước mặt (Xa nguồn hơn) một cấp thời gian ∆t Khi ngắn mạch ở điểm tính toán (điểm N ngay đầu đoạn phía trước mặt) gây nên dòng điện ngắn mạch lớn nhất có thể. =>Chênh lệch về thời gian làm việc của các BV thứ n và thứ n+1 bằng cấp chọn lọc ∆t - Dùng BV có đặc tính thời gian phụ thuộc có các ưu điểm sau: + Có thể phối hợp thời gian làm việc của các BV trên các đoạn gần nhau để giảm thời gian cắt ngắn mạch của các bảo vệ đặt gần nguồn. + Có thể giảm được hệ số tự mở máy k mm của các động cơ khi chọn dòng điện khởi động của bảo vệ. Vì sau khi cắt NM ngoài, dòng điện tự mở máy của các động cơ giảm xuống rất nhanh trên các đoạn không hư hỏng và BV sẽ không kịp tác động ở trị số của Dòng điện tự mở máy Gần bằng Dòng điện khởi động của BV. 6 Chương II: BẢO VỆ DÒNG ĐIỆN (5) § 2-3. THỜI GIAN LÀM VIỆC CỦA BẢO VỆ DÒNG ĐIỆN CỰC ĐẠI (3) (a) Cách bố trí bảo vệ ∼ RIT 1MC RIT 2MC RIT 3MC N 1 (c) Thời gian làm việc của bảo vệ có đặc tính thời gian Phụ thuộc PT1 ∆t ∆t t L (km) S HTMin S HTMax L (km) I(KA) t lvMin HÌNH 2-3 (b) Quan hệ I N =f(l) PT2 =>Khi ngắn mạch ở cuối vùng BV, I N giảm xuống =>Chênh lệch về thời gian làm việc của các BV thứ n và thứ n+1 bằng cấp chọn lọc ∆t S HTMin S HTMax 7 NÂNG CAO VÀ MỞ RỘNG VỀ CÁCH PHỐI HỢP BẢO VỆ VÀ LỰA CHỌN ĐƯỜNG ĐẶC TÍNH THÍCH HỢP (1) (a) Cách bố trí bảo vệ ∼ RIT 1MC RIT 2MC RIT 3MC N 1 (b) Thời gian làm việc của bảo vệ có đặc tính thời gian phụ thuộc PT ∆t ∆t t L (km) Min Max L (km) I(KA) t 1 t 2 t 3 t 1 > t 2 > t 3 Các RLBV làm việc có tính chọn lọc ∆t Chương II: BẢO VỆ DÒNG ĐIỆN (6) 8 Chương II: BẢO VỆ DÒNG ĐIỆN (7) § 2-4. DÒNG ĐIỆN KHỞI ĐỘNG CỦA BẢO VỆ DÒNG ĐIỆN CỰC ĐẠI (1) - Theo nguyên tắc tác động, dòng điện khởi động của BV phải lớn hơn dòng điện phụ tải cực đại I lvmax của đường dây được bảo vệ. - Tuy nhiên việc chọn dòng điện khởi động còn phụ thuộc vào nhiều điều kiện nặng nề hơn. ♦ Xét chọn I kđ cho BV số 1 của đoạn AB: HÌNH 2-4 ∼ RIT 1MC RIT 2MC RIT 3MC N PT1 PT2 I tr.V I kđ I m.m.Max I N I lv.Max I lv t 1 t 2 (t 2 - t 1 )= thời gian tồn tại ngắn mạch A B + Giả sử bình thường mạng điện đang làm việc với phụ tải cực đại, và dòng điện đi qua BV1 là I lv.Max + Giả sử tại thời điểm t 1 xảy ra ngắn mạch tại điểm N, thì cả BV1 và BV2 cùng khởi động. + Đến thời điểm t 2 thì BV2 tác động (t bv2 < t bv1 ) cắt ngắn mạch. + Khi đo điện áp trên thanh góp B được phục hồi, các động cơ được cấp điện từ thanh góp B tự hãm trong thời gian ngắn mạch do điện áp sụt, lại tự mở máy và Dòng điện tự mở máy này qua BV1: I m.m.Max > I lv.Max  I m.m.Max =k mm I lv.Max I t 9 Chương II: BẢO VỆ DÒNG ĐIỆN (8) § 2-4. DÒNG ĐIỆN KHỞI ĐỘNG CỦA BẢO VỆ DÒNG ĐIỆN CỰC ĐẠI (2) - Để BV1 có thể trở về, thì: Tại thời điểm t 2 tuy có dòng điện I mm.Max chạy qua, BV1 vẫn phải trở về. Muốn vậy, Dòng điện trở về của BV1 phải lớn hơn Dòng điện mở máy cực đại, nghĩa là:  I TrV > I m.m.Max t bv1 > (t 2 - t 1 = t bv2 ) - Ta có: I m.m.Max =k mm I lv.Max  I TrV =k at .I m.m.Max => I TrV =k at .k mm .I lv.Max K mm : - Hệ số tự mở máy của các động cơ có trị số phụ thuộc vào loại động cơ, vị trí tương đối giữa chỗ đặt BV và các động cơ, sơ đồ mạng điện và một số yếu tố khác. Thường thì k mm = 2 ÷ 3 HÌNH 2-4 I TrV I kđ I m.m.Max I N I lv.Max I lv t 1 t 2 (t 2 - t 1 )= thời gian tồn tại ngắn mạch I t K at - Hệ số an toàn, thường lấy: k at = 1,1 ÷ 1,2 10 k at . k mm . k [3] sđ . k TrV . n i I lv.Max I kđTh ứ cấp = Chương II: BẢO VỆ DÒNG ĐIỆN (9) § 2-4. DÒNG ĐIỆN KHỞI ĐỘNG CỦA BẢO VỆ DÒNG ĐIỆN CỰC ĐẠI (3) - Ta có: I TrV I kđ = k TrV I TrV k TrV I kđ = = k at . k mm k TrV I lv.Max Ta đã tính được dòng điện của BV - Hệ số trở về K TrV của rơle phụ thuộc tính chất cơ và điện của cấu tạo rơle. Trong các rơ le lý tưởng K TrV =1. Nhưng thực tế do ma sát trong phần động và một số yếu tố khác nên các rơle có K TrV <1 - Trong một số sơ đồ nối dây, dòng điện thứ cấp I T trong Máy biến dòng điện có thể khác với I R đi vào rơ le. Ở tình trạng đối xứng, sự khác nhau này được đặc trưng bằng Hệ số sơ đồ K [3] sđ : I k đ [3] sđ = K [3] sđ . I Rk đ-tính toán - Nếu xét đến Hệ số sơ đồ K [3] sđ và Hệ số biến đổi ni của Máy biến dòng điện, thì dòng điện khởi động của rơ le bằng: [...]...Chương II: BẢO VỆ DÒNG ĐIỆN (10) § 2-5 ĐỘ NHẠY CỦA BẢO VỆ DÒNG ĐIỆN CỰC ĐẠI (1) - Độ nhạy của bảo vệ dòng điện cực đại được đặc trưng bằng hệ số k n: Kn = Trong đó: IR IkđR IR – là dòng điện đi qua rơle khi NM trực tiếp ở cuối Vùng BV - Dạng NM tính toán là dạng NM cho trị số Kn bé nhất (Tương ứng với INM bé nhất khi NM trực tiếp ở cuối vùng BV - Để đảm bảo sự tác động của bảo vệ khi: + NM qua điện... T2 đến T1 - Với cách chọn đầu dây theo qui ước này, có thể xem dòng điện đi thẳng từ mạch sơ cấp vào rơle mà không đổi chiều - Vì vậy trên các bản vẽ người ta thường không đánh dấu các cuộn dây, mà chỉ hiểu ngầm rằng các đầu S1 và T1 hoặc Các đầu S2 và T2 ở cùng nhau 12 Chương II: BẢO VỆ DÒNG ĐIỆN (12) § 2-6 BIẾN DÒNG ĐIỆN TRONG CÁC SƠ ĐỒ BẢO VỆ (2) 2)- Điều kiện làm việc của các Máy biến dòng điện trong... quá độ trên Đường dây; + NM trên Thanh cái (thanh góp) của Trạm nhận điện; Yêu cầu về độ nhạy là: + Đối với bảo vệ chính: Kn ≥ 1,5 + Đối với bảo vệ dự phòng: Kn ≥ 1,2 11 Chương II: BẢO VỆ DÒNG ĐIỆN (11) § 2-6 BIẾN DÒNG ĐIỆN TRONG CÁC SƠ ĐỒ BẢO VỆ (1) - Máy biến dòng làm nhiệm vụ cách ly mạch thứ cấp nối vào các rơ le khỏi điện áp cao của mạch sơ cấp và bảo đảm trị số tiêu chuẩn của các dòng điện thứ cấp . việc theo nguyên tắc từng cấp; - Bảo vệ dòng điện cắt nhanh: bảo đảm tính chọn lọc bằng cách chọn dòng khởi động thích hợp. § 2-1. NGUYÊN TẮC TÁC ĐỘNG 3 Chương II: BẢO VỆ DÒNG ĐIỆN (2) § 2-2 ĐIỆN (6) 8 Chương II: BẢO VỆ DÒNG ĐIỆN (7) § 2-4. DÒNG ĐIỆN KHỞI ĐỘNG CỦA BẢO VỆ DÒNG ĐIỆN CỰC ĐẠI (1) - Theo nguyên tắc tác động, dòng điện khởi động của BV phải lớn hơn dòng điện phụ tải cực. các động cơ khi chọn dòng điện khởi động của bảo vệ. Vì sau khi cắt NM ngoài, dòng điện tự mở máy của các động cơ giảm xuống rất nhanh trên các đoạn không hư hỏng và BV sẽ không kịp tác động