tự động đóng trở lại nguồn điện

Muốn cắt và đóng nhanh chóng trở lại đờng dây, ngời ta dùng các thiết bị bảo vệ rơ le kết hợp với các thiết bị tự động đóng trở lại nguồn điện TĐL nh hình 3 - 1.. Nếu sau khi đóng máy

-Chơng

tự động đóng trở lại nguồn điện ( tđl )

3.1 ý nghĩa của TĐL, phân loại, các yêu cầu đối với TĐL

3.1.1 Mục đích và phân loại thiết bị TĐL

Phân tích số liệu thống kê về sự cố của đờng dây trên không cho thấy có đến

80 – 90% h hỏng mang tính thoáng qua, giới hạn dới (~80%) thờng gặp trong lới

6 – 110kV còn giới hạn trên thờng gặp đối với các đờng dây trên không từ 220kV trở lên

Những h hỏng thoáng qua nh vậy thờng xảy ra do sứ bị phóng điện bề mặt, do sét

đánh hoặc do gió mạnh làm dây dẫn chạm nhau hoặc chạm phải các vật bên cạnh … Khoảng 10 – 20% các trờng hợp h hỏng còn lại là duy trì hoặc bán duy trì

H hỏng bán duy trì có thể do vật lạ (cây cối, rắn, dây diều ) vắt qua đ… ờng dây gây ngắn mạch và sẽ đợc loại trừ sau khi tia lửa điện (hồ quang) đã đốt cháy vật lạ H hỏng duy trì có thể do đứt dây dẫn rơi chạm đất, h hỏng cách điện đờng dây hoặc quên

gỡ dây nối đất khi đóng điện sau sửa chữa

Nh vậy đa số trờng hợp hỏng hóc trên đờng dây tải điện trên không nếu sau khi cắt máy cắt một khoảng thời gian đủ để cho môi trờng chỗ h hỏng khôi phục lại tính chất cách điện, ta đóng trở lại đờng dây thì đờng dây có thể tiếp tục làm việc bình th-ờng, nhanh chóng khôi phục cung cấp điện cho hộ tiêu thụ, giữ vững chế độ đồng bộ và

ổn định của hệ thống

Các thiết bị tự động đóng lại (viết tắt là TĐL) có thể đợc phân loại:

+ Theo số lần đóng lại: một lần hoặc hai lần Đối với loại ngắn mạch bán duy trì

có thể sau lần cắt máy cắt đầu tiên nguyên nhân gây ngắn mạch cha đợc loại trừ (vật lạ gây ngắn mạch cha bị đốt cháy hoàn toàn) nên khi đóng lại nguồn điện lại phát sinh sự

cố và hồ quang lần này có thể đốt cháy hoàn toàn vật lạ và nếu đóng lại lần thứ hai sẽ thành công TĐL hai lần thờng chỉ áp dụng cho lới 110kV trở xuống Xác suất thành công của lần đóng lại thứ hai thờng không quá 10%, tuy nhiên độ hao mòn máy cắt và

ảnh hởng xấu đến ổn định của hệ thống hạn chế khả năng áp dụng TĐL nhiều lần Sau

số lần tác động đã đợc qui định thiết bị TĐL sẽ bị khoá lại

+ Theo số pha thực hiện TĐL: phân biệt TĐL 3 pha và TĐL 1 pha Trong sơ đồ

TĐL 3 pha khi h hỏng một hay nhiều pha, thiết bị bảo vệ sẽ cắt cả 3 pha và TĐL cả 3 pha Để thực hiện TĐL 1 pha, máy cắt điện và bộ truyền động làm việc riêng rẽ cho từng pha, sơ đồ bảo vệ phát hiện sự cố rieng từng pha để cắt máy cắt của pha bị h hỏng

và TĐL lại pha đó Trong thời gian sự cố một pha, hai pha không bị sự cố vẫn làm việc bình thờng Nếu ngắn mạch một pha là duy trì, sau khi TĐL không thành công bảo vệ

sẽ tác động cắt cả ba pha và khoá thiết bị TĐL lại

TĐL 1 pha 1 lần thờng dùng cho các đờng dây tải điện siêu cao còn TĐL 3 pha thờng dùng cho mọi cấp điện áp từ 220kV trở xuống

+ Theo sự cần thiết phải kiểm tra đồng bộ: khi thực hiện TĐL 3 pha đờng dây có

nguồn điện ở hai đầu đờng dây Với các đờng dây đợc cung cấp từ một phía có thể sử dụng TĐL không cần kiểm tra đồng bộ

Muốn cắt và đóng nhanh chóng

trở lại đờng dây, ngời ta dùng các

thiết bị bảo vệ rơ le kết hợp với các

thiết bị tự động đóng trở lại nguồn

điện ( TĐL ) nh hình 3 - 1

Nguyên lý làm việc: khi có ngắn

mạch trên đờng dây, bảo vệ tác động

gửi tín hiệu đến cuộn cắt (CC) đi cắt

máy cắt điện Sau một thời gian TĐL

làm việc gửi tín hiệu đến cuộn đóng

(CĐ) đi đóng trở lại máy cắt

-

3.1.2 Những yêu cầu chính đối với tđl

Khi đặt thiết bị TĐL cần phải chú ý các yêu cầu sau:

1- Tác động nhanh: Theo quan điểm bảo đảm cung cấp điện liên tục cho các phụ

tải và đảm bảo ổn định của hệ thống thìđóng lại nguồn điện càng nhanh càng tốt Tuy nhiên tốc độ của TĐL bị hạn chế bởi điều kiện khử ion hoàn toàn tại chỗ bị ngắn mạch,

để khi đóng trở lại nguồn điện ngắn mạch không thể tái phát trở lại

2- TĐL phải tự động trở lại vị trí ban đầu sau khi đã tác động để chuẩn bị cho các lần làm việc sau

3- TĐL không đợc tác động lặp đi lặp lại Không nên lẫn lộn vấn đề này với vấn

đề TĐL một lần hoặc nhiều lần ở trên Cần phải đề ra yêu cầu này để tránh hiện t ợng máy cắt đóng lặp đi lặp lại khi ngắn mạch tồn tại lâu dài đẫn đến hậu quả làm hỏng máy cắt

4- Khi mở máy cắt bằng tay TĐL không đợc làm việc Mở máy cắt điện bằng tay

nghĩa là không muốn cho thiết bị điện làm việc trong một khoảng thời gian nào đó, nó cũng tơng tự nh trờng hợp ngắn mạch còn tồn tại lâu dài Trong cả hai trờng hợp trên

dù TĐL có tác động cũng chắc chắn không có kết quả, do đó không cần phải cho nó làm việc, tốt nhất là khoá TĐL lại

5- Khi đóng máy cắt điện bằng tay thì thiết bị TĐL không đợc làm việc Nếu sau

khi đóng máy cắt điện bằng tay mà rơ le bảo vệ tác động mở máy cắt thì chính là trong lơí điện còn có chỗ tồn tại ngắn mạch ( quên cha gỡ bộ phận tiếp địa an toàn dùng trong khi sửa chữa lới điện, hoặc cha phát hiện hết chỗ ngắn mạch v.v) Trong trờng hợp này thì nếu cho thiết bị TĐL làm việc chắc chắn sẽ không kết quả

3.2 nguyên tắc thực hiện tđl

Đối với các thiết bị TĐL bằng điện có hai phơng pháp khởi động: Khởi động bằng bảo vệ rơ le và khởi động bằng phơng pháp không tơng ứng

∼

RL

TĐL

CC CĐ

MC

Hình 3 1–

Sơ đồ các thiết bị tự động đóng trở lại nguồn điện

+

+

-1 Khởi động bằng bảo vệ rơ le

Khi có ngắn mạch, bảo vệ rơ le

tác động động một mặt cho xung đi

cắt máy cắt mặt khác cho xung đi

khởi động TĐL Vì vậy TĐL chỉ làm

việc sau khi máy cắt đã mở do ngắn

mạch (hình 3 2,a– )

2 Khởi động bằng sự không tơng ứng giữa vị trí của máy cắt (đã cắt ra) và vị trí của khoá điều khiển (đang ở vị trí đóng)

ở trạng thái vận hành bình thờng, máy

cắt đóng, tiếp điểm phụ thờng đóng của máy

cắt mở ra, bộ TĐL không thể khởi động đợc

(hình 3 - 2,b).

Vì một lý do nào đó máy cắt đột nhiên

mở ra (bảo vệ rơ le làm việc lúc ngắn mạch,

hoặc tuột chốt hãm của máy cắt, v v )

tiếp điểm thờng đóng của máy cắt

đóng lại Lúc này khoá điều khiển K vẫn đang ở vị trí đóng nên có dòng điện chạy theo mạch + → KĐK → MC → TĐL → - Thiết bị TĐL sẽ khởi động

Phơng pháp khởi động TĐL này hiện nay đợc sử dụng rất rộng rãi vì nó bảo đảm

đóng trở lại máy cắt không những trong trờng hợp ngắn mạch mà còn cả trong những trờng hợp ngẫu nhiên khác Vì vậy sau đây chúng ta chỉ khảo sát các sơ đồ khởi động TĐL bằng sự không tơng ứng

3.3 các đại lợng thời gian trong quá trình TĐL

+ Thời gian làm việc của bảo vệ: thời giantừ lúc bảo vệ nhận tín hiệu sự cố đến

lúc phát tín hiệu cắt máy cắt

+ Thời gian cắt của máy cắt điện: thời gian từ lúc mạch cắt của máy cắt đợc

mang điện đến lúc hồ quang đợc dập tắt

+ Thời gian tồn tại của hồ quang điện trong máy cắt điện: thời gian từ khi cá đầu

tiếp xúc chính của máy cắt điện tách nhau ra (phát sinh ra hồ quang) đến khi hồ quang

điện bị dập tắt

+ Độ dài xung đóng của TĐL: là khoảng thời gian tiếp điểm đầu ra của TĐL ở

trạng thái kín

+ Thời gian đóng của máy cắt điện: thời gian từ lúc mạch đóng của máy cắt đợc

mang điện đến khi tiếp điểm chính của máy cắt đợc thông mạch

+ Thời gian khử ion: thời gian cần thiết để vùng không khí chỗ sự cố khôi phục

lại tính chất cách điện (đợc khử ion) đảm bảo cho khi đóng điện trở lại không phát sinh

hồ quang lần nữa Thời gian này phụ thuộc vào cấp điện áp, khoảng cách giữa các phần mang điện, dòng điện sự cố, tốc độ gió và đièu kiện môi trờng, điện dung của các phần

MC

∼

Hình 3 2,a–

Khởi động TĐL bằng bảo vệ rơ le

TĐL MC

C

1 C

C C Đ Đ

C Đ

1

Hình 3 - 2,b Khởi động TĐL bằng sự không tương ứng

tử lân cận với phần tử đợc TĐL, trong đó cấp điện áp đóng vai trò quyết định: nói chung cấp điện áp càng cao thời gian khử ion càng dài

Cấp điện áp (kV) Thời gian khử ion tối thiểu (giây)

Trờng hợp TĐL một pha thời gian khử ion phải kéo dài hơn khi TĐL ba pha khi TĐL một pha trong thời gian mất điện ở pha sự cố, tại chỗ ngắn mạch có thể phát sinh

và tồn tại hồ quang thứ cấp do các liên hệ điện dung và hỗ cảm giữa các pha không h

hỏng còn đang mang điện với pha sự cố đã đợc cắt điện

+ Thời gian sẵn sàng của TĐL: thời gian từ lúc tiếp điểm của rơ le TĐL khép lại

gửi tín hiệu đóng máy cắt đến khi nó sẵn sàng làm việc cho chu kỳ tiếp theo

+ Thời gian tự động đóng trở lại (t TĐL ): thời gian từ lúc TĐL đợc khởi động đến

lúc mạch đóng của máy cắt đợccấp điện

+ Thời gian chết (hoặc thời gian không điện – dead time): thời gian từ lúc hồ

quang điện bị dập tắt đến lúc tiếp điểm chính của máy cắt tiếp xúc trở lại

+ Thời gian dao động của hệ thống: khoảng thời gian từ lúc phát sinh sự cố đến

khi máy cắt đóng trở lại thành công Đúng ra thời gian này nên gọi là thời gian ảnh h -ởng hoặc thời gian gây nhiễu loạn hệ thống (System Disturbance Time)

Quan hệ giữa các đại lợng thời gian trong quá trình tự động đóng lại nguồn điện trình bày trên các hình 3.3,a

Tác động Trở về

tBV

Bảo vệ

Máy cắt

Cuộn cắt được cấp điện

Hồ quang được dập tắt

Cuộn cắt được cấp điện

Đầu tiếp xúc ở vị trí (Đ) cuối cùng

Đầu tiếp xúc chạm nhau

Đầu tiếp xúc ở

vị trí cuối cùng

Đầu tiếp xúc tách ra

t0 t

1 t2 t3 t4 t6 t7 t8

t

Thời gian mất điện (Dead Time) Thời gian sự cố (dao động) của hệ thống (System Disturbance time)

(a)

t

1 t

2 t

3 t

6 t

7 t

8

0.06 0.1 0.1 0.3

0.32 Thời gian chết tối thiểu theo điều kiện kỹ thuật của máy cắt 0.4

t(S)

t(S) 0.035

0.045 0.065 0.02

0.2 - 0.3

(b)

(c)

Hình 3.3

Quan hệ giữa các đại

lượng thời gian trong

quá trình tự động đóng

lại nguồn điện (a)

ví dụ đối với máy cắt

điện trung áp, đóng cắt

bằng điện từ (b)

và máy cắt điện siêu

cao áp 400kV truyền

động bằng khí nén (c)

Ví dụ đối với trờng hợp máy cắt điện trung áp 11kV đóng cắt bằng cuộn điện từ

và máy cắt điện siêu cao áp 400kV truyền động bằng khí nén trình bày trên các hình 3.3,b và 3.3c tơng ứng

Trong chu trình TĐL, đại lợng thời gian chết (thời gian không điện) có ý nghĩa quan trọng, nó ảnh hởng đến việc nhanh chóng phục hồi cung cấp điện và đảm bảo giữ

ổn định cho hệ thống

Thông thờng khi TĐL một pha khoảng thời gian này từ 0,4 đến 1,2s, khi TĐL ba pha có kiểm tra đồng bộ từ 1 đến 5s

3.4 phối hợp giữa bảo vệ rơ le và Tự động Đóng Lại

đờng dây tải điện

Có nhiều cách phối hợp tác động giữa thiết bị bảo vệ và tự động đóng lại đờng dây tải điện Sau đây sẽ xét một số cách phối hợp thờng dùng

1- Tăng tốc độ của bảo vệ trớc TĐL: thờng dùng với các đờng dây có một

nguồn cung cấp (Hình 3.4).

TĐL KCL CL

CL t2

MC2

CL t1

N

N3

1

t2

t3

∆t

∆t

t1

I

N

I

pt

Bảo vệ cắt ngắn mạch Ngắn mạch

t

td

I

N

Ipt

TĐL thành công (ngắn mạch thoáng qua)

Cắt không chọn lọc

Ipt

t0

t

d

I

N

Ipt

TĐL vào ngắn mạch duy trì

Cắt chọn lọc sự cố

I

N

t

0

td

(a)

(b)

(c)

(d)

(e)

Hình 3.4 Sơ đồ lưới điện (a) giải thích tăng tốc độ của bảo

vệ trước TĐL, đặc tính thời gian của bảo vệ (b) và diễn biến của dòng điện trên đường dây khi ngắn mạch không có TĐL (c), tăng tốc độ bảo vệ trước TĐL thành công (d) và không thành công (e).

t d - thời gian chết trước TĐL

Đờng dây có nhiều phân đoạn, mỗi phân đoạn đợc trang bị một bộ bảo vệ chọn lọc CL (chẳng hạn bảo vệ quá dòng điện có đặc tính thời gian độc lập) ở đoạn đầu nguồn ngời ta đặt thêm một bộ bảo vệ không chọn lọc KCL (chẳng hạn bảo vệ dòng

điện cắt nhanh) và thiết bị TĐL tác động một lần Dòng khởi động của bảo vệ cắt nhanh chọn theo hai điều kiện :

+ Bảo vệ phản ứng với mọi loại sự cố xảy ra trên tất cả các đoạn đờng dây ;

+ Bảo vệ không tác động khi h hỏng xảy ra sau các trạm biến áp (tại các điểm N1, N2, N3)

Khi h hỏng xảy ra trên bất kỳ đoạn đờng dây nào, bảo vệ không chọn lọc sẽ tác

động tức thời cắt máy cắt đầu nguồn MC1 Sau đó thiết bị TĐL tác động đóng trở lại MC1 đồng thời khoá bảo vệ KCL lại Nếu ngắn mạch là duy trì thì các bảo vệ CL làm việc với thời gian bậc thang đã chọn đảm bảo cắt chọn lọc đoạn sự cố Nếu là ngắn mạch thoáng qua, TĐL sẽ thành công và việc cung cấp điện đợc nhanh chóng phục hồi Trên hình 3.4 trình bày sơ đồ lới điện (a), đặc tính thời gian của các bảo vệ (b) cùng diễn biến dòng điện trên đờng dây khi ngắn mạch không có TĐl (c), khi tăng tốc

độ của bảo vệ trớc TĐL thành công (d) và không thành công (e)

Việc phối hợp tác động giữa thiết bị bảo vệ rơ le và TĐL có thể thực hiện với nhiều loại bảo vệ khác nhau Sau đây sẽ xem xét đối với hai loại bảo vệ thờng gặp : bảo

vệ quá dòng điện và bảo vệ khoảng cách

a) Bảo vệ quá dòng điện có thời gian độc lập hoặc phụ thuộc nh trên đã nói thờng

đợc sử dụng làm bảo vệ chính cho các đờng dây trung áp có nguồn cung cấp từ một phía (hình 3.4) Khi có ngắn mạch trên đờng dây, bảo vệ cắt nhanh đặt ở đoạn đầu đ-ờng dây sẽ làm việc, cắt tức thời đđ-ờng dây ra khỏi nguồn Sau khoảng thời gian chết td

thì TĐL đóng trở lại MC1 Nếu ngắn mạch thoág qua TĐL sẽ thành công, các phụ tảI

đợc cấp điện trở lại Nếu ngắn mạch duy trì, sau khi TĐL tác động, bảo vệ cắt nhanh sẽ

bị khoá lại và các bảo vệ chọn lọc sẽ cắt ngắn mạch theo trình tự thời gian đặt trớc Sơ

đồ nguyên lý của việc phối hợp tăng tốc độ của bảo vệ quá dòng điện trớc TĐL đợc trình bày nh trên hình 3.5

b) Bảo vệ khoảng cách: Việc phối hợp với TĐL thực chất là thay đổi tổng trở

(hoặc chiều dài) của vùng tác động thứ nhất (với thời gian tác động t1≈ 0) khi TĐL làm

MC1

RI

TĐL

t1

&

Khoá

Đóng

Cắt

Hình 3.5 Tăng tốc độ của bảo vệ quá dòng

điện trước TĐL

việc Có hai phơng thức bảo vệ khác nhau: vùng I bị thu hẹp lại sau khi TĐL làm việc

và vùng I đợc mở rộng ra sau khi TĐL làm việc

ở phơng thức đầu, bình thờng vùng I của bảo vệ đợc chỉnh định lớn hơn (khoảng 130%) chiều dài đờng dây đợc bảo vệ, vì vậy khi h hỏng bất kỳ điểm nào trên toàn bộ

đờng dây bảo vệ sẽ tác động cắt với thời gian bé nhất Sau khi cắt máy cắt rơ le TĐL tự

động thay vị trí đặt của vùng I xuống còn 80 – 85% chiều dài của đờng dây (trị số đặt bình thờng) sau đó mới tiến hành đóng trở lại máy cắt (hình 3.6) Nếu ngắn mạch là duy trì các bảo vệ sẽ tác động cắt đờng dây theo thông số chỉnh định bình thờng

ở phơng thức thứ hai, vùng I của rơ le khoảng cách đợc chỉnh định bình thờng, khoảng 80 – 85% chiều dài đờng dây đợc bảo vệ (hình 3.6) Nếu ngắn mạch xảy ra ở

đầu đờng dây tiếp theo, bảo vệ khoảng cách đặt ở đờng dây này sẽ cắt với thời gian ngắn nhất, rơ le khoảng cách ở đờng dây đợc bảo vệ sẽ trở về Nếu ngắn mạch xảy ra ở phần 15-20% cuối đờng dây đợc bảo vệ, bảo vệ khoảng cách ở đầu đờng dây sẽ không trở về mà sau khi khởi động một thời gian ngắn sẽ tự động thay đổi (tăng) vùng tác

động I lên đến 130% chiều dài đờng dây, khi ấy sự cố cuối đờng dây sẽ đợc loại trừ với thời gian gần bằng thời gian tI của vùng thứ nhất

Việc phối hợp giữa bảo vệ rơ le và TĐL có thể tiến hành cho cả TĐL 3 pha lẫn TĐL một pha trong đó TĐL 3 pha thờng đi kèm với các bảo vệ chống ngắn mạch nhiều pha, còn TĐL 1 pha đi kèm với ngắn mạch một pha

Trên hình 3.7 trình bày sơ đồ nguyên lý việc trao đổi các tín hiệu điều khiển khi

sử dụng TĐL 1 pha

Với các đờng dây siêu cao áp, thông thờng ngời ta sử dụng hai hệ thống bảo vệ

độc lập nhau, mỗi hệ thống làm việc với một rơ le TĐL riêng biệt Trong trờng hợp này cũng cần phảI phối hợp giữa hai thiết bị TĐL với nhau bởi vì mỗi hệ thống bảo vệ có thể có phản ứng khác nhau đối với những loại sự cố khác nhau Việc phối hợp hai thiết

bị TĐL của hai hệ thống bảo vệ nhằm đảm bảo:

TĐL

Z<

MC1

MC2 L MC3

LAB

t I

t II Trước TĐL

Sau TĐL

L 0.85 L

AB

1.30 L AB

t

t I

t II Trước TĐL

Sau TĐL

L 0.85 LAB

1.30 LAB

t

(a)

(b)

(c)

Hình 3.6 Phối hợp giữa bảo vệ khoảng cách và TĐL a) Sơ đồ lưới điện hình tia

có đặt bảo vệ khoảng cách b) Thu hẹp vùng tác động I sau TĐL.

c) Mở rộng vùng tác động I sau TĐl.

+ Khoá thiết bị TĐL thứ hai khi đã bắt đầu thời gian chết của thiết bị TĐL thứ nhất

+ Làm cho thời gian sẵn sàng của thiết bị TĐL thứ nhất cũng có tác dụng đối với thiết vị TĐL thứ hai

Việc phối hợp trên đây nhằm loại trừ khả năng gửi tín hiệu đóng trở lại 1 pha sau khi TĐL 3 pha đã đợc khởi động

Nếu hệ thống bảo vệ thứ hai làm nhiệm vụ dự phòng (tác động có thời gian) thì chỉ cần dùng một bộ TĐL phối hợp với hệ thống bảo vệ thứ nhất

Sơ đồ phối hợp giữa hai hệ thống bảo vệ độc lập và hai thiết bị TĐL trình bày trên hình 3.8

2- Tăng tốc độ của bảo vệ rơ le sau TĐL.

Xét trên sơ đồ lới điện hình tia có một nguồn cung cấp với nhiều phân đoạn đờng dây nối tiếp trên hình 3.9 ở mỗi phân đoạn đờng dây đều có bảo vệ chọn lọc (CL) chẳng hạn quá dòng điện có thời gian, bảo vệ không chọn lọc (KCL) chẳng hạn quá dòng cắt nhanh và thiét bị TĐL tơng ứng Bảo vệ không chọn lọc chỉ đợc đa vào làm việc sau khi thiết bị TĐL hoạt động Thoạt đầu nếu ngắn mạch xảy ra trên một phân

đoạn nào đó chỉ có các bảo vệ chọn lọc ở phân đoạn đó làm việc và cắt sự cố với thời gian cho trớc Chẳng hạn nếu ngắn mạch tại điểm N2 trên đờng dây D2 bảo vệ chọn lọc (CL2) trên đờng dây này sẽ cắt MC2 với thời gian t2 Khi MC2 cắt, thiết bị TĐL2

sẽ đợc khởi động để đóng trở lại MC2 và cho phép bảo vệ không chọn lọc KCL2 làm

Z <

TĐL

A B C Cắt

Kiểm tra lô gich cắt

MC sẵn sàng

MC

Đường dây

I

U

Hình 3.7

Hệ thống trao đổi tín hiệu giữa bảo vệ khoảng cách và thiết bị TĐL khi thực hiện

đóng trở lại một pha

TĐL2 TĐL2

MC

Tín hiệu vào

Đóng

Máy cắt sẵnsàng

Luồng dữ liệu

Luồng tín hiệuđiều khiển

Hình 3.8

Hệ thống trao đổi tín hiệu giữa hai bộ phận bảo vệ độc lập và hai thiết bị TĐL đặt cho các đư ờng dây truyền tải siêu cao áp

việc Nếu ngắn mạch thoáng qua, TĐL thành công, đờng dây D2 tiếp tục đợc cấp điện

và sau một khoảng thời gian xác định bảo vệ KCL2 lại bị cấm làm việc, sự cố tiếp theo

sẽ đợc cắt có chọn lọc Nếu ngắn mạch duy trì thì bảo vệ cắt nhanh KCL2 sẽ làm việc cắt không có thời gian D2 ra khoie lới, đảm bảo đợc chọn lọc và loại trừ nhanh sự cố Nếu không tăng tốc độ sau TĐL thì trong trờng hợp này (ngắn mạch duy trì trên D2) khi CL1 không trở về đợc, chẳng hạn do tác động của dòng mở máy của phụ tải nối với thanh góp B có thể xảy ra cắt không chọn lọc đờng dây D1 (nếu thời gian làm việc t2

của CL2 lớn hơn cấp chọn lọc ∆t = t1 – t2) Ngoài ra sự cố duy trì cũng sẽ đợc loại trừ với thời gian t2 lớn hơn

3- TĐL theo thứ tự.

Sơ đồ lới điện, trang bị bảo vệ và TĐL nh trên hình 3.9 Bảo vệ cắt nhanh không chọn lọc trong trờng hợp này đợc chỉnh định bao trùm toàn bộ đờng dây ddợc bảo vệ

và một phần của đờng dây tiếp theo Chẳng hạn, khi ngắn mạch tại N2 trên đờng dây D2, KCL1 và KCL2 có thể cùng tác động sau đó thiết bị TĐL sẽ đóng các phân đoạn

đờng dây tơng ứng theo trình tự gần nguônf đóng trớc, đoạn xa nguồn đợc đống sau, nghĩa là:

+ Đoạn D1 (gần nguồn nhất) với thời gian tTĐL1;

+ Đoạn D2 (tiếp theo) với thời gian:

tTĐL2 = tTĐL1 + ∆t;

+ Đoạn D3 (xa nguồn nhất) với thời gian :

tTĐL3 = tTĐL2 + ∆t = tTĐL1 + 2 ∆t Cấp chọn lọc về thời gian ∆t ở đây cần chọn lớn hơn thời gian làm việc của bảo

vệ không chọn lọc khi TĐL không thành công

Nh vậy khi ngắn mạch trên D2 cả hai máy cắt MC2 và MC1 có thể cùng cắt đồng thời, tuy nhiên MC1 ở gần nguồn hơn sẽ đợc đóng trở lại trớc với thời gian bé nhất tTĐL Trờng hợp này TĐL thành công vì ngắn mạch không xảy ra trên D1, sau khoảng thời gian xác định (lớn hơn thời gian làm việc của KCL1) bảo vệ KCL1 của D1 sẽ bị khoá trớc khi TĐL2 đóng lại MC2 Nếu ngắn mạch trên D2 là duy trì, KCL2 sẽ cắt tức thời D2 đảm bảo loại trừ sự cố một cách chọn lọc Bảo vệ KCL1 của đoạn D1 sẽ đợc đa vào làm việc trở lại sau khoảng thời gian đủ để thực hiện TĐL2 và KCL2 làm việc nếu ngắn mạch duy trì

TĐL theo thứ tự đảm bảo nhanh chóng khôI phục cung cấp điện cho các hộ tiêu thụ (đặc biệt là các phụ tải gần nguồn) và loại trừ nhanh chóng có chọn lọc sự cố bằng các bảo vệ không chọn lọc

TĐL1 KCL1 CL1

t0

t1

TĐL2 KCL2 CL2

t0

t2

TĐL3 KCL3 CL3

t0

t3

N2 A

Hình 3.9 Nguyên lý thực hiện tăng tốc độ của bảo vệ sau TĐL và TĐL theo thứ tự

đối với lưới điện hình tia

có một nguồn cung cấp

4- TĐL đờng dây có phân nhánh.

Để tiết kiệm giá thành trong xây dựng lới điện, trong một số lới điện hình tia có một nguồn cung cấp (thờng từ 110kV trở xuống) ngời ta chỉ đặt máy cắt điện ở đầu đ-ờng dây, còn ở đầu các nhánh rẽ chỉ đặt dao cách ly tự động (DCL TĐ) rẻ hơn máy cắt

điện nhiều lần

Khi có ngắn mạch trên một nhánh rẽ nào đó, chẳng hạn tại N1 (hình 3.10), bảo vệ

vệ đặt ở đầu nguồn sẽ tác động cắt máy cắt ở đầu đờng trục Trong khoảng thời gian chết DCL TĐ1 ở đầu nhánh rẽ bị sự cố sẽ đợc tự động cắt ra tách phần tử bị sự cố ra khỏi lới điện, Sau đó thiết bị TĐL đặt ở đầu đờng dây sẽ đóng trở lại máy cắt nguồn khôi phục cấp điện cho các không bị sự cố

Khi ngắn mạch xảy ra trong hoặc sau máy biến áp phân phối (N2 và N3 trên hình 3.10) do điện kháng lớn của máy biến áp dòng ngắn mạch qua bảo vệ đầu đờng dây có trị số bé không đủ độ nhạy cho bảo vệ làm việc Để tăng độ nhạy cho bảo vệ đầu đờng dây ngời ta đặt thêm các dao ngắn mạch (DNM) để gây ngắn mạch nhân tạo phía trớc máy biến áp Khi có ngắn mạch trong hoặc sau máy biến áp, bảo vệ của máy biến áp (thờng dùng các bảo vệ dòng điện đơn giản) tác động đóng dao ngắn mạch, dòng sự cố tăng lên đủ cho bảo vệ đầu đờng dây làm việc Tiếp theo, trong thời gian không điện, DCL TĐ trong nhánh biến áp bị sự cố sẽ tách ra và TĐL đóng trở lại MC đầu đờng dây

nh đã trình bày ở trên

Sơ đồ TĐL đờng dây có phân nhánh thờng đợc dùng trong lới điện nông thôn và lới trung áp cung cấp điện thành phố đợc thiết kế theo mạng vòng nhng làm việc hở (bằng dao cách ly tự động làm nhiệm vụ phân đoạn mạch vòng)

3.5 đặc điểm của tđl đờng dây có hai nguồn cung cấp

Đối với đờng dây một nguồn máy cắt đợc đóng trở lại khi tính cách điện của môi trờng nơi xảy ra ngắn mạch đã đợc phục hồi

Đối với mạng điện có hai hay nhiều nguồn cung cấp, ngoài yêu cầu trên cần phải chú ý đến sự làm việc đồng bộ của các nguồn khi đóng trở lại máy cắt Vì vậy đối với

TĐL

1 MC1

Hình 3.10 Sơ đồ TĐL đường dây có phân nhánh

DCL TĐ: Dao cách ly tự động; DNM: dao tạo ngắn mạch

BV

n DCL TĐ1 DCL TĐ(n)

N1

N1

N2