Bài giảng chuyên đề bảo vệ dòng điện chống chạm đất

BẢO VỆ CHỐNG CHẠM ĐẤT TRONG MẠNG CÓ DÒNG CHẠM ĐẤT LỚN.. BẢO VỆ CHỐNG CHẠM ĐẤT TRONG MẠNG ĐIỆN CÓ DÒNG CHẠM ĐẤT LỚN.. BẢO VỆ CHỐNG CHẠM ĐẤT TRONG MẠNG ĐIỆN CÓ DÒNG CHẠM ĐẤT LỚN.. Dòng t

BẢO VỆ DÒNG ĐIỆN CHỐNG CHẠM ĐẤT

I BẢO VỆ CHỐNG CHẠM ĐẤT TRONG MẠNG CÓ DÒNG

CHẠM ĐẤT LỚN (Trung tính trực tiếp nối đất)

BV phản ứng theo dòng và áp thứ tự không I0, U0 dùng cho các pha riêng biệt.

Có thể sử dụng BV dòng cực đại, BV cắt nhanh, BVCN có hướng, BV khoảng cách hay so lệch trong trường hợp này.

1 Bảo vệ dòng cực đại thứ tự không.

BV nối vào bộ lọc thứ tự không

Thời gian tác động được chọn theo

nguyên tắc bậc thang tăng dần về

phía có MBA có trung tính nối đất.

Sơ đồ khối BV dòng thứ tự không

T 1

 Y

 Y

 Y

I BẢO VỆ CHỐNG CHẠM ĐẤT TRONG MẠNG ĐIỆN CÓ DÒNG CHẠM ĐẤT LỚN (Trung tính trực tiếp nối đất)

1 Bảo vệ dòng cực đại thứ tự không.

t’ 3 t’ 2

t’ 1

t

Điều này kéo

theo ttđ của các

BV khác cũng

được chọn nhỏ

hơn so với

dòng cực đại

tương ứng.

Là BV thứ tự không

có thể tác động không thời gian

Vì NM chạm đất phía

hạ áp không có I0 qua

BV nên không tác động sai.

t 3 >t’ 3 , t 2 >t’ 2 , t 1 >t’ 1

T 1

 Y

 Y

 Y

I BẢO VỆ CHỐNG CHẠM ĐẤT TRONG MẠNG ĐIỆN CÓ DÒNG

CHẠM ĐẤT LỚN (Trung tính trực tiếp nối đất)

1 Bảo vệ dòng cực đại thứ tự không.

t 3

t 4

t 2

t 1

t’ 3 t’ 2

t’ 1

t

Thì khi NM

chạm đất phía

này sẽ có I0

xuất hiện phía

kia Do đó

Nếu T3 là MBA tự ngẫu và mạng hai phía MBA là trung tính nối đất

t 3 =t’ 3 , t 2 =t’ 2 , t 1 =t’ 1

Nguyên tắc chọn thời gian bậc thang vẫn đảm bảo nhưng với thời gian lớn hơn

Dòng tác động của rơle được chọn đảm bảo tác động chắc chắn khi chạm đất ở cuối đoạn kế tiếp và tránh dòng không cân bằng

Ikđ < 3I0Nmin và Ikđ > Ikcbmax

Với BI có Iđm=5A thì giá trị dòng không cân bằng Ikcb=0,01 đến 0,02A.

Nên dòng khởi động của rơle IkđR=0,5 – 1A (khoảng 10% đến 20% dòng định mức thứ cấp của BI).

Theo kinh nghiệm, nếu BI chọn đúng và phụ tải đều thì chọn IkđR=2 – 4A

Giá trị dòng không cân bằng được tính một cách đơn giản:

Ikcb=kđn.fi.I (3)

N kđn: hệ số đồng nhất các đặc tuyến và phụ tải của BI (0,5 – 1).

fi: sai số BI Nếu chọn sai số 10% thì fi=0,1.

I (3)

N : giá trị max của dòng NM 3 pha khi hư hỏng ở đoạn tiếp sau

A

OR I

I

3







Hệ số độ nhạy Knh >1,5

R W 0

RI 0

AND

MC

RT

BU

U 0

I 0

2 Bảo vệ dòng cực đại thứ tự không có hướng.

Phải sử dụng thêm bộ phận định hướng công suất để xác định dấu, hoặc hướng công suất thứ tự không khi NM Do đó nó chỉ tác động khi NM xảy ra trên đường dây được bảo vệ Tín hiệu

đưa và RW là dòng và áp thứ tự không: U R =3U 0 , I R =3I 0

φA

3U  U  U  U  3U  U

'

A R

 



BR BR

U  E

CR

CR

U  E

d

E

I  I / 3

' AR

U

' RN

U

' A

U

AR

U UAR

 O

3 U

AR

U

Khi NM pha A dòng IA=IN Trở tác dụng của mạng 0 nên IA chậm sau

EA một góc φA 90 0 IB=IC=0.

A

B C

d

A

U

A

OR I

I

3







Áp pha A tại điểm đặt R bằng áp trên đoạn R-N

N R N AR

U  jI x  

C CR

U  E U BR  E B

2 Bảo vệ dòng cực đại thứ tự không có hướng.

N

= ia+ib+ic/3

 Y

IN

A

B C N

φA

A

ON BN CN

3U U U  E

C CN

U  E U BN  E B

ON OR

I  I

d

E

A

I

d

E

I

U

U  U  E  E  E

A

U

3





Do UOR<UON nên có thể hiểu khi chạm đất dòng thứ tự không chạy từ điểm NM

về dây trung tính.

Nếu xét NM hai pha chạm đất thì cũng có đặc điểm tương tự.

Dòng I0 vượt trước áp U0 một góc 900 Điện áp U0 tại chỗ NM có giá trị lớn nhất

Thời gian tác đông của các BV cùng hướng được chọn theo nguyên tắc bậc thang

Dòng khởi động của các BV thứ tự không có hướng được chọn tương tự như đối với BV thứ tự không bình thường

Thường chọn giá trị độ nhạy knh=1,5

3 Bảo vệ cắt nhanh thứ tự không.

Ikđ2

Ikđ1=kat 3I0max Ikđ2=(1,11,2)Ikđ

3

3I0N

Ikđ1

Ikđ3

BV cắt nhanh tức thời BV cắt

nhanh có thời gian

N

4 Bảo vệ cắt nhanh thứ tự không có hướng.

IN

ONBmax

3ION2 3ION1

2

3ION1 3ION2

IkđA chỉ cần chọn > 3IONBmax mà không cần chọn >3IONAmax

BV loại này được dùng khi các trung tính nối đất của MBA nằm về một phía của đường dây

4 Bảo vệ cắt nhanh thứ tự không có hướng.

Đối với đường dây song song, khi chọn Ikđ của BVCN tức thời cần tính đến hỗ cảm của nhánh song song bên cạnh Nó ảnh hưởng nhiều đến tổng trở thứ tự không

Nếu chiều I0 trong các nhánh song song như nhau thì hỗ cảm nhánh này làm tăng trở của đường dây kia và ngược lại

2 1

I01

L2

L1

5 Đánh giá và phạm vi ứng dụng của BV.

Sơ đồ đơn giản

Độ tin cậy cao

Độ nhạy cao

Làm việc bảo đảm chắc chắn

Góc φR luôn gần với giá trị tối ưu

BV phản ứng theo dòng trong chế độ không toàn pha và có thể tác động sai khi đứt dây pha trong mạch thứ cấp của BI

I a

A B

C

TT

II BẢO VỆ CHỐNG CHẠM ĐẤT TRONG MẠNG CÓ DÒNG CHẠM ĐẤT NHỎ (Trung tính cách ly hoặc nối đất qua cuộn dập hồ quang)

I c

I b

I c I b

TT

U

U  E ; U   E ; U   E

TT

U  0

I a

A A

U  E

B B

U  E

C C

U  E

IA

IB

IC

N1

B

I B

I c

Id

N

I d

A B

C

TT

I c

I b

I c I b

TT

U

U  0; U  U ; U   U

A

TT N TT

U  U   E

Dòng điện tại chỗ NM:

A A

U  E

B B

U  E

C C

U  E

UBA

UCA

Ia=0 do Ua=0

II BẢO VỆ CHỐNG CHẠM ĐẤT TRONG MẠNG CÓ DÒNG CHẠM ĐẤT NHỎ (Trung tính cách ly hoặc nối đất qua cuộn dập hồ quang)

jx jx

B

I (I I )

 

B

3U 0

I B

I c

Id

BA CA d

jx jx



  U BA U CA  3E A

A d

C

3E I

jx





C

3U I

jx







Dòng chạm đất bằng ba lần dòng dung pha trong chế độ bình thường và chậm pha hơn UTT một góc 90 0

Với xc=1/C thì Id=3UpC0l.10 -6 (A).

C0: suất điện dung của pha so với đất trên 1km l: tổng chiều dài dây dẫn một pha.

II BẢO VỆ CHỐNG CHẠM ĐẤT TRONG MẠNG CÓ DÒNG CHẠM

ĐẤT NHỎ (Trung tính cách ly hoặc nối đất qua cuộn dập hồ quang)

jx jx

  Dòng điện tại chỗ NM: Id (IB I )C

B

U 0

3U 0

I 0

I B

I c

Id

3I0

II BẢO VỆ CHỐNG CHẠM ĐẤT TRONG MẠNG CÓ DÒNG CHẠM ĐẤT NHỎ (Trung tính cách ly hoặc nối đất qua cuộn dập hồ quang)

U   E U

A B C B C

O I I I I I d

    

Dòng thứ tự không I0 vượt trước điện áp U0 một góc 90 0

Nếu chạm đất qua điện trở trung gian rtg thì điện áp pha hư hỏng:

UA=Id.rtg=UN và UTT= -EA+UN.

1 Nh ững yêu cầu đối với BV.

- Thường chỉ báo hiệu khi có chạm đất một điểm, tuy nhiên vẫn phải cắt mạch nếu sự cố lâu dài để tránh những ảnh hưởng xấu

- Trong mạng có bù, dòng chạm đất có thể nhỏ khoảng 20-30A

-Mạng 6kV, 10kV dòng chạm đất có thể tồn tại hàng giờ mà không gây hư hỏng thêm cũng như những ảnh hưởng tới phụ tải

Ví dụ: các ĐC làm việc trong điều kiện ẩm ướt Khi chạm đất 1 pha rất dễ chuyển sang NM nên yêu cầu phải cắt ngay điểm chạm đất

Yêu cầu BV chống chạm đất phải tác động chọn lọc và có độ nhạy cao vì dòng chạm đất khá nhỏ (510A)

2 Nguy ên tắc bảo vệ

2.2 BV ph ản ứng theo dòng với tần số khác 50Hz

BV này dùng phương pháp xếp chồng tần số khác với tần số công nghiệp (100Hz, 25Hz) lên dòng sự cố Dòng này lấy từ nguồn riêng đặt trong mạch cuộn dập hồ quang (DHQ) Nó chạy trong cùng mạch với dòng cuộn DHQ và làm BV tác động

Chọn hai giá trị tần số 100 và 25 vì dòng điện dung không có những hoạ tần này Chỉ khi NM, các đường dây trên không hư hỏng mới xuất hiện các dòng phụ chạy qua nhờ vậy mà BV tác động chọn lọc

2 Nguy ên tắc bảo vệ

2.3 BV ph ản ứng theo dòng quá độ

BV có thể tác động theo sự xuất hiện dòng tần số cao, hay theo

dấu của sóng dòng, hoặc công suất tương ứng của nó Khi NM

xuất hiện các dòng f cao trong thời gian ngắn

BV loại này cần có các rơle tác động nhanh và bộ lọc chỉ cho phép thành phần tần số cao qua rơle

để BV làm việc chắc chắn thì trong BV phải có bộ phận giữ tín

hiệu quá độ trong quá trình làm việc