tự động đóng trở lại nguồn điện

-Chơng iiitự động đóng trở lại nguồn điện ( tđl ) 3.1 ý nghĩa TĐL, phân loại, yêu cầu TĐL 3.1.1 Mục đích phân loại thiết bị TĐL Phân tích số liệu thống kê cố đờng dây không cho thấy có đến 80 90% h hỏng mang tính thoáng qua, giới hạn dới (~80%) thờng gặp lới 110kV giới hạn thờng gặp đờng dây không từ 220kV trở lên Những h hỏng thoáng qua nh thờng xảy sứ bị phóng điện bề mặt, sét đánh gió mạnh làm dây dẫn chạm chạm phải vật bên cạnh Khoảng 10 20% trờng hợp h hỏng lại trì bán trì H hỏng bán trì vật lạ (cây cối, rắn, dây diều ) vắt qua đ ờng dây gây ngắn mạch đợc loại trừ sau tia lửa điện (hồ quang) đốt cháy vật lạ H hỏng trì đứt dây dẫn rơi chạm đất, h hỏng cách điện đờng dây quên gỡ dây nối đất đóng điện sau sửa chữa Nh đa số trờng hợp hỏng hóc đờng dây tải điện không sau cắt máy cắt khoảng thời gian đủ môi trờng chỗ h hỏng khôi phục lại tính chất cách điện, ta đóng trở lại đờng dây đờng dây tiếp tục làm việc bình thờng, nhanh chóng khôi phục cung cấp điện cho hộ tiêu thụ, giữ vững chế độ đồng ổn định hệ thống Các thiết bị tự động đóng lại (viết tắt TĐL) đợc phân loại: + Theo số lần đóng lại: lần hai lần Đối với loại ngắn mạch bán trì sau lần cắt máy cắt nguyên nhân gây ngắn mạch cha đợc loại trừ (vật lạ gây ngắn mạch cha bị đốt cháy hoàn toàn) nên đóng lại nguồn điện lại phát sinh cố hồ quang lần đốt cháy hoàn toàn vật lạ đóng lại lần thứ hai thành công TĐL hai lần thờng áp dụng cho lới 110kV trở xuống Xác suất thành công lần đóng lại thứ hai thờng không 10%, nhiên độ hao mòn máy cắt ảnh hởng xấu đến ổn định hệ thống hạn chế khả áp dụng TĐL nhiều lần Sau số lần tác động đợc qui định thiết bị TĐL bị khoá lại + Theo số pha thực TĐL: phân biệt TĐL pha TĐL pha Trong sơ đồ TĐL pha h hỏng hay nhiều pha, thiết bị bảo vệ cắt pha TĐL pha Để thực TĐL pha, máy cắt điện truyền động làm việc riêng rẽ cho pha, sơ đồ bảo vệ phát cố rieng pha để cắt máy cắt pha bị h hỏng TĐL lại pha Trong thời gian cố pha, hai pha không bị cố làm việc bình thờng Nếu ngắn mạch pha trì, sau TĐL không thành công bảo vệ tác động cắt ba pha khoá thiết bị TĐL lại TĐL pha lần thờng dùng cho đờng dây tải điện siêu cao TĐL pha thờng dùng cho cấp điện áp từ 220kV trở xuống + Theo cần thiết phải kiểm tra đồng bộ: thực TĐL pha đờng dây có hai nguồn cung cấp, thời gian đóng trở lại kéo dài cần phải kiểm tra đồng 17 nguồn điện hai đầu đờng dây Với đờng dây đợc cung cấp từ phía sử dụng TĐL không cần kiểm tra đồng Muốn cắt đóng nhanh chóng trở lại đờng dây, ngời ta dùng thiết bị bảo vệ rơ le kết hợp với thiết bị tự động đóng trở lại nguồn điện ( TĐL ) nh hình - Nguyên lý làm việc: có ngắn mạch đờng dây, bảo vệ tác động gửi tín hiệu đến cuộn cắt (CC) cắt máy cắt điện Sau thời gian TĐL làm việc gửi tín hiệu đến cuộn đóng (CĐ) đóng trở lại máy cắt MC + CC RL CĐ TĐL + Hình Sơ đồ thiết bị tự động đóng trở lại nguồn điện 3.1.2 Những yêu cầu tđl Khi đặt thiết bị TĐL cần phải ý yêu cầu sau: 1- Tác động nhanh: Theo quan điểm bảo đảm cung cấp điện liên tục cho phụ tải đảm bảo ổn định hệ thống thìđóng lại nguồn điện nhanh tốt Tuy nhiên tốc độ TĐL bị hạn chế điều kiện khử ion hoàn toàn chỗ bị ngắn mạch, để đóng trở lại nguồn điện ngắn mạch tái phát trở lại 2- TĐL phải tự động trở lại vị trí ban đầu sau tác động để chuẩn bị cho lần làm việc sau 3- TĐL không đợc tác động lặp lặp lại Không nên lẫn lộn vấn đề với vấn đề TĐL lần nhiều lần Cần phải đề yêu cầu để tránh t ợng máy cắt đóng lặp lặp lại ngắn mạch tồn lâu dài đẫn đến hậu làm hỏng máy cắt 4- Khi mở máy cắt tay TĐL không đợc làm việc Mở máy cắt điện tay nghĩa không muốn cho thiết bị điện làm việc khoảng thời gian đó, tơng tự nh trờng hợp ngắn mạch tồn lâu dài Trong hai trờng hợp dù TĐL có tác động chắn kết quả, không cần phải cho làm việc, tốt khoá TĐL lại 5- Khi đóng máy cắt điện tay thiết bị TĐL không đợc làm việc Nếu sau đóng máy cắt điện tay mà rơ le bảo vệ tác động mở máy cắt lơí điện có chỗ tồn ngắn mạch ( quên cha gỡ phận tiếp địa an toàn dùng sửa chữa lới điện, cha phát hết chỗ ngắn mạch v.v) Trong trờng hợp cho thiết bị TĐL làm việc chắn không kết 3.2 nguyên tắc thực tđl Đối với thiết bị TĐL điện có hai phơng pháp khởi động: Khởi động bảo vệ rơ le khởi động phơng pháp không tơng ứng 18 Khởi động bảo vệ rơ le Khi có ngắn mạch, bảo vệ rơ le tác động động mặt cho xung cắt máy cắt mặt khác cho xung khởi động TĐL Vì TĐL làm việc sau máy cắt mở ngắn mạch (hình 2,a) MC BVRL TĐL Hình 2,a Khởi động TĐL bảo vệ rơ le Khởi động không tơng ứng vị trí máy cắt (đã cắt ra) vị trí khoá điều khiển (đang vị trí đóng) trạng thái vận hành bình thờng, máy cắt đóng, tiếp điểm phụ thờng đóng máy cắt mở ra, TĐL khởi động đợc (hình - 2,b) Vì lý máy cắt mở (bảo vệ rơ le làm việc lúc ngắn mạch, tuột chốt hãm máy cắt, v v ) tiếp điểm thờng đóng máy cắt + _ C1 CC C Đ ĐC Đ1 MC TĐL Hình - 2,b Khởi động TĐL không tương ứng đóng lại Lúc khoá điều khiển K vị trí đóng nên có dòng điện chạy theo mạch + KĐK MC TĐL - Thiết bị TĐL khởi động Phơng pháp khởi động TĐL đợc sử dụng rộng rãi bảo đảm đóng trở lại máy cắt trờng hợp ngắn mạch mà trờng hợp ngẫu nhiên khác Vì sau khảo sát sơ đồ khởi động TĐL không tơng ứng 3.3 đại lợng thời gian trình TĐL + Thời gian làm việc bảo vệ: thời giantừ lúc bảo vệ nhận tín hiệu cố đến lúc phát tín hiệu cắt máy cắt + Thời gian cắt máy cắt điện: thời gian từ lúc mạch cắt máy cắt đợc mang điện đến lúc hồ quang đợc dập tắt + Thời gian tồn hồ quang điện máy cắt điện: thời gian từ cá đầu tiếp xúc máy cắt điện tách (phát sinh hồ quang) đến hồ quang điện bị dập tắt + Độ dài xung đóng TĐL: khoảng thời gian tiếp điểm đầu TĐL trạng thái kín + Thời gian đóng máy cắt điện: thời gian từ lúc mạch đóng máy cắt đợc mang điện đến tiếp điểm máy cắt đợc thông mạch + Thời gian khử ion: thời gian cần thiết để vùng không khí chỗ cố khôi phục lại tính chất cách điện (đợc khử ion) đảm bảo cho đóng điện trở lại không phát sinh hồ quang lần Thời gian phụ thuộc vào cấp điện áp, khoảng cách phần mang điện, dòng điện cố, tốc độ gió đièu kiện môi trờng, điện dung phần 19 tử lân cận với phần tử đợc TĐL, cấp điện áp đóng vai trò định: nói chung cấp điện áp cao thời gian khử ion dài Cấp điện áp (kV) 66 110 132 220 275 400 Thời gian khử ion tối thiểu (giây) 0,10 0,15 0,17 0,28 0,30 0,50 Trờng hợp TĐL pha thời gian khử ion phải kéo dài TĐL ba pha TĐL pha thời gian điện pha cố, chỗ ngắn mạch phát sinh tồn hồ quang thứ cấp liên hệ điện dung hỗ cảm pha không h hỏng mang điện với pha cố đợc cắt điện + Thời gian sẵn sàng TĐL: thời gian từ lúc tiếp điểm rơ le TĐL khép lại gửi tín hiệu đóng máy cắt đến sẵn sàng làm việc cho chu kỳ + Thời gian tự động đóng trở lại (t TĐL): thời gian từ lúc TĐL đợc khởi động đến lúc mạch đóng 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 máy cắt tiếp xúc trở lại + Thời gian dao động hệ thống: khoảng thời gian từ lúc phát sinh cố đến máy cắt đóng trở lại thành công Đúng thời gian nên gọi thời gian ảnh h ởng thời gian gây nhiễu loạn hệ thống (System Disturbance Time) Quan hệ đại lợng thời gian trình tự động đóng lại nguồn điện trình bày hình 3.3,a Bảo vệ t0 Tác động tBV Trở (a) t5 t1 Cuộn cắt cấp điện Cuộn cắt cấp điện Đầu tiếp xúc vị trí (Đ) cuối Hồ quang dập tắt Máy cắt Hình 3.3 Quan hệ đại lượng thời gian trình tự động đóng lại nguồn điện (a) ví dụ máy cắt điện trung áp, đóng cắt điện từ (b) máy cắt điện siêu cao áp 400kV truyền động khí nén (c) t0 t1 t2 Đầu tiếp xúc tách t3 tCMC t4 t6 Đầu tiếp xúc vị trí cuối t7 t8 Đầu tiếp xúc chạm Thời gian điện (Dead Time) tĐMC Thời gian cố (dao động) hệ thống (System Disturbance time) t1 t2 0.06 t3 0.1 t6 0.1 t7 0.3 0.4 Thời gian chết tối thiểu theo điều kiện kỹ thuật máy cắt 0.035 0.045 20 0.065 0.2 - 0.3 t8 t(S) (b) 0.32 t(S) 0.02 (c) Ví dụ trờng hợp máy cắt điện trung áp 11kV đóng cắt cuộn điện từ máy cắt điện siêu cao áp 400kV truyền động khí nén trình bày hình 3.3,b 3.3c tơng ứng Trong chu trình TĐL, đại lợng thời gian chết (thời gian không điện) có ý nghĩa quan trọng, ảnh hởng đến việc nhanh chóng phục hồi cung cấp điện đảm bảo giữ ổn định cho hệ thống Thông thờng TĐL pha khoảng thời gian từ 0,4 đến 1,2s, TĐL ba pha có kiểm tra đồng từ đến 5s 3.4 phối hợp bảo vệ rơ le Tự động Đóng Lại đờng dây tải điện Có nhiều cách phối hợp tác động thiết bị bảo vệ tự động đóng lại đờng dây tải điện Sau xét số cách phối hợp thờng dùng 1- Tăng tốc độ bảo vệ trớc TĐL: thờng dùng với đờng dây có nguồn cung cấp (Hình 3.4) (a) TĐL KCL CL CL N MC1 CL t2 MC2 t1 N2 t2 t (b) N3 MC2 N1 t t1 t t0 t3 L IN (c) Ipt t1 Ngắn mạch IN (d) Bảo vệ cắt ngắn mạch t0 Ipt Ipt td (e) IN t0 Ipt td t Cắt không chọn lọc TĐL thành công (ngắn mạch thoáng qua) IN td Cắt chọn lọc cố TĐL vào ngắn mạch trì 21 Hình 3.4 Sơ đồ lưới điện (a) giải thích tăng tốc độ bảo vệ trước TĐL, đặc tính thời gian bảo vệ (b) diễn biến dòng điện đường dây ngắn mạch TĐL (c), tăng tốc độ bảo vệ trước TĐL thành công (d) không thành công (e) td- thời gian chết trước TĐL Đờng dây có nhiều phân đoạn, phân đoạn đợc trang bị bảo vệ chọn lọc CL (chẳng hạn bảo vệ dòng điện có đặc tính thời gian độc lập) đoạn đầu nguồn ngời ta đặt thêm bảo vệ không chọn lọc KCL (chẳng hạn bảo vệ dòng điện cắt nhanh) thiết bị TĐL tác động lần Dòng khởi động bảo vệ cắt nhanh chọn theo hai điều kiện : + Bảo vệ phản ứng với loại cố xảy tất đoạn đờng dây ; + Bảo vệ không tác động h hỏng xảy sau trạm biến áp (tại điểm N1, N2, N3) Khi h hỏng xảy đoạn đờng dây nào, bảo vệ không chọn lọc tác động tức thời cắt máy cắt đầu nguồn MC1 Sau thiết bị TĐL tác động đóng trở lại MC1 đồng thời khoá bảo vệ KCL lại Nếu ngắn mạch trì bảo vệ CL làm việc với thời gian bậc thang chọn đảm bảo cắt chọn lọc đoạn cố Nếu ngắn mạch thoáng qua, TĐL thành công việc cung cấp điện đợc nhanh chóng phục hồi Trên hình 3.4 trình bày sơ đồ lới điện (a), đặc tính thời gian bảo vệ (b) diễn biến dòng điện đờng dây ngắn mạch TĐl (c), tăng tốc độ bảo vệ trớc TĐL thành công (d) không thành công (e) Việc phối hợp tác động thiết bị bảo vệ rơ le TĐL thực với nhiều loại bảo vệ khác Sau xem xét hai loại bảo vệ thờng gặp : bảo vệ dòng điện bảo vệ khoảng cách a) Bảo vệ dòng điện có thời gian độc lập phụ thuộc nh nói thờng đợc sử dụng làm bảo vệ cho đờng dây trung áp có nguồn cung cấp từ phía (hình 3.4) Khi có ngắn mạch đờng dây, bảo vệ cắt nhanh đặt đoạn đầu đờng dây làm việc, cắt tức thời đờng dây khỏi nguồn Sau khoảng thời gian chết td TĐL đóng trở lại MC1 Nếu ngắn mạch thoág qua TĐL thành công, phụ tảI đợc cấp điện trở lại Nếu ngắn mạch trì, sau TĐL tác động, bảo vệ cắt nhanh bị khoá lại bảo vệ chọn lọc cắt ngắn mạch theo trình tự thời gian đặt trớc Sơ đồ nguyên lý việc phối hợp tăng tốc độ bảo vệ dòng điện trớc TĐL đợc trình bày nh hình 3.5 Đóng MC1 Cắt TĐL RI t1 Khoá & Hình 3.5 Tăng tốc độ bảo vệ dòng điện trước TĐL b) Bảo vệ khoảng cách: Việc phối hợp với TĐL thực chất thay đổi tổng trở (hoặc chiều dài) vùng tác động thứ (với thời gian tác động t 0) TĐL làm 22 việc Có hai phơng thức bảo vệ khác nhau: vùng I bị thu hẹp lại sau TĐL làm việc vùng I đợc mở rộng sau TĐL làm việc phơng thức đầu, bình thờng vùng I bảo vệ đợc chỉnh định lớn (khoảng 130%) chiều dài đờng dây đợc bảo vệ, h hỏng điểm toàn đờng dây bảo vệ tác động cắt với thời gian bé Sau cắt máy cắt rơ le TĐL tự động thay vị trí đặt vùng I xuống 80 85% chiều dài đờng dây (trị số đặt bình thờng) sau tiến hành đóng trở lại máy cắt (hình 3.6) Nếu ngắn mạch trì bảo vệ tác động cắt đờng dây theo thông số chỉnh định bình thờng A B TĐL (a) MC2 L MC3 Z< MC1 Hình 3.6 Phối hợp bảo vệ khoảng cách TĐL LAB t (b) Sau TĐL tI A 0.85 LAB t A Trước TĐL 0.85 LAB L B 1.30 LAB Sau TĐL tI (c) tII Trước 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 tII L B 1.30 LAB phơng thức thứ hai, vùng I 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 đầu đờng dây tiếp theo, bảo vệ khoảng cách đặt đờng dây cắt với thời gian ngắn nhất, rơ le khoảng cách đờng dây đợc bảo vệ trở Nếu ngắn mạch xảy phần 15-20% cuối đờng dây đợc bảo vệ, bảo vệ khoảng cách đầu đờng dây không trở mà sau khởi động thời gian ngắn tự động thay đổi (tăng) vùng tác động I lên đến 130% chiều dài đờng dây, cố cuối đờng dây đợc loại trừ với thời gian gần thời gian tI vùng thứ Việc phối hợp bảo vệ rơ le TĐL tiến hành cho TĐL pha lẫn TĐL pha TĐL pha thờng kèm với bảo vệ chống ngắn mạch nhiều pha, TĐL pha kèm với ngắn mạch pha Trên hình 3.7 trình bày sơ đồ nguyên lý việc trao đổi tín hiệu điều khiển sử dụng TĐL pha Với đờng dây siêu cao áp, thông thờng ngời ta sử dụng hai hệ thống bảo vệ độc lập nhau, hệ thống làm việc với rơ le TĐL riêng biệt Trong trờng hợp cần phảI phối hợp hai thiết bị TĐL với hệ thống bảo vệ có phản ứng khác loại cố khác Việc phối hợp hai thiết bị TĐL hai hệ thống bảo vệ nhằm đảm bảo: 23 + Khoá thiết bị TĐL thứ hai bắt đầu thời gian chết thiết bị TĐL thứ + Làm cho thời gian sẵn sàng thiết bị TĐL thứ có tác dụng thiết vị TĐL thứ hai Việc phối hợp nhằm loại trừ khả gửi tín hiệu đóng trở lại pha sau TĐL pha đợc khởi động I A B C Cắt Z< U TĐL Kiểm tra lô gich cắt Hình 3.7 Hệ thống trao đổi tín hiệu bảo vệ khoảng cách thiết bị TĐL thực đóng trở lại pha MC sẵn sàng Cắt Đóng Đường dây MC Nếu hệ thống bảo vệ thứ hai làm nhiệm vụ dự phòng (tác động có thời gian) cần dùng TĐL phối hợp với hệ thống bảo vệ thứ Sơ đồ phối hợp hai hệ thống bảo vệ độc lập hai thiết bị TĐL trình bày hình 3.8 Tín hiệu vào HTBV1 Cắt Cắt TĐL2 Tín hiệu vào HTBV2 TĐL2 Máy sẵn cắt sàng Luồng liệu Hình 3.8 Hệ thống trao đổi tín hiệu hai phận bảo vệ độc lập hai thiết bị TĐL đặt cho đư ờng dây truyền tải siêu cao áp Đóng Luồng tín hiệuđiều khiển MC 2- Tăng tốc độ bảo vệ rơ le sau TĐL Xét sơ đồ lới điện hình tia có nguồn cung cấp với nhiều phân đoạn đờng dây nối tiếp hình 3.9 phân đoạn đờng dây có bảo vệ chọn lọc (CL) chẳng hạn dòng điện có thời gian, bảo vệ không chọn lọc (KCL) chẳng hạn dòng cắt nhanh thiét bị TĐL tơng ứng Bảo vệ không chọn lọc đợc đa vào làm việc sau thiết bị TĐL hoạt động Thoạt đầu ngắn mạch xảy phân đoạn có bảo vệ chọn lọc phân đoạn làm việc cắt cố với thời gian cho trớc Chẳng hạn ngắn mạch điểm N2 đờng dây D2 bảo vệ chọn lọc (CL2) đờng dây cắt MC2 với thời gian t2 Khi MC2 cắt, thiết bị TĐL2 đợc khởi động để đóng trở lại MC2 cho phép bảo vệ không chọn lọc KCL2 làm 24 việc Nếu ngắn mạch thoáng qua, TĐL thành công, đờng dây D2 tiếp tục đợc cấp điện sau khoảng thời gian xác định bảo vệ KCL2 lại bị cấm làm việc, cố đợc cắt có chọn lọc Nếu ngắn mạch trì bảo vệ cắt nhanh KCL2 làm việc cắt thời gian D2 khoie lới, đảm bảo đợc chọn lọc loại trừ nhanh cố Nếu không tăng tốc độ sau TĐL trờng hợp (ngắn mạch trì D2) CL1 không trở đợc, chẳng hạn tác động dòng mở máy phụ tải nối với góp B xảy cắt không chọn lọc đờng dây D1 (nếu thời gian làm việc t CL2 lớn cấp chọn lọc t = t1 t2) Ngoài cố trì đợc loại trừ với thời gian t2 lớn TĐL1 TĐL2 TĐL3 KCL1 t CL1 t1 KCL2 t CL2 t2 KCL3 t CL3 t3 D1 A D2 MC2 MC1 B D3 N2 MC3 Hình 3.9 Nguyên lý thực tăng tốc độ bảo vệ sau TĐL TĐL theo thứ tự lưới điện hình tia có nguồn cung cấp C 3- TĐL theo thứ tự Sơ đồ lới điện, trang bị bảo vệ TĐL nh hình 3.9 Bảo vệ cắt nhanh không chọn lọc trờng hợp đợc chỉnh định bao trùm toàn đờng dây ddợc bảo vệ phần đờng dây Chẳng hạn, ngắn mạch N2 đờng dây D2, KCL1 KCL2 tác động sau thiết bị TĐL đóng 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 + t Cấp chọn lọc thời gian t cần chọn lớn thời gian làm việc bảo vệ không chọn lọc TĐL không thành công Nh ngắn mạch D2 hai máy cắt MC2 MC1 cắt đồng thời, nhiên MC1 gần nguồn đợc đóng trở lại trớc với thời gian bé tTĐL Trờng hợp TĐL thành công ngắn mạch không xảy D1, sau khoảng thời gian xác định (lớn thời gian làm việc KCL1) bảo vệ KCL1 D1 bị khoá trớc TĐL2 đóng lại MC2 Nếu ngắn mạch D2 trì, KCL2 cắt tức thời D2 đảm bảo loại trừ cố cách chọn lọc Bảo vệ KCL1 đoạn D1 đ ợc đa vào làm việc trở lại sau khoảng thời gian đủ để thực TĐL2 KCL2 làm việc ngắn mạch trì TĐL theo thứ tự đảm bảo nhanh chóng khôI phục cung cấp điện cho hộ tiêu thụ (đặc biệt phụ tải gần nguồn) loại trừ nhanh chóng có chọn lọc cố bảo vệ không chọn lọc 25 4- TĐL đờng dây có phân nhánh Để tiết kiệm giá thành xây dựng lới điện, số lới điện hình tia có nguồn cung cấp (thờng từ 110kV trở xuống) ngời ta đặt máy cắt điện đầu đờng dây, đầu nhánh rẽ đặt dao cách ly tự động (DCL TĐ) rẻ máy cắt điện nhiều lần Khi có ngắn mạch nhánh rẽ đó, chẳng hạn N1 (hình 3.10), bảo vệ vệ đặt đầu nguồn tác động cắt máy cắt đầu đờng trục Trong khoảng thời gian chết DCL TĐ1 đầu nhánh rẽ bị cố đợc tự động cắt tách phần tử bị cố khỏi lới điện, Sau thiết bị TĐL đặt đầu đờng dây đóng trở lại máy cắt nguồn khôi phục cấp điện cho không bị cố TĐL BV MC1 n DCL TĐ1 DCL TĐ(n) N1 DNM1 DNM(n) BV N2 BV N1 Hình 3.10 Sơ đồ TĐL đường dây có phân nhánh DCL TĐ: Dao cách ly tự động; DNM: dao tạo ngắn mạch Khi ngắn mạch xảy sau máy biến áp phân phối (N N3 hình 3.10) điện kháng lớn 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 dao ngắn mạch (DNM) để gây ngắn mạch nhân tạo phía trớc máy biến áp Khi có ngắn mạch sau máy biến áp, bảo vệ máy biến áp (thờng dùng bảo vệ dòng điện đơn giản) tác động đóng dao ngắn mạch, dòng cố tăng lên đủ cho bảo vệ đầu đờng dây làm việc Tiếp theo, thời gian không điện, DCL TĐ nhánh biến áp bị cố tách TĐL đóng trở lại MC đầu đờng dây nh trình bày Sơ đồ TĐL đờng dây có phân nhánh thờng đợc dùng lới điện nông thôn 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 tđl đờng dây có hai nguồn cung cấp Đối với đờng dây nguồn máy cắt đợc đóng trở lại tính cách điện môi trờng nơi xảy ngắn mạch đợc phục hồi Đối với mạng điện có hai hay nhiều nguồn cung cấp, yêu cầu cần phải ý đến làm việc đồng nguồn đóng trở lại máy cắt Vì 26 thiết bị TĐL đờng dây có hai nguồn cung cấp cần có thêm phận để kiểm tra điện áp đờng dây (RKU) phận kiểm tra tính đồng điện áp hai đầu đờng dây (RKĐ) Bộ kiểm tra điện áp đờng dây RKU cho TĐL làm việc đờng dây hoàn toàn điện Bộ phận kiểm tra tính đồng điện áp RKĐ cho TĐL làm việc điện áp hai đầu đờng dây đồng với (hình - 5) Giả sử có hai nhà máy điện A B đợc nối với đờng dây Tại hai đầu đờng dây đặt thiết bị TĐL Khi vận hành đầu đờng dây cho phận kiểm tra điện áp RKU làm việc đầu cho phận kiểm tra tính đồng RKĐ làm việc (hình - 5) - Khi vận hành bình thờng 1MC, 2MC hai đầu đờng dây đóng - Khi có ngắn mạch máy cắt hai đầu đờng dây mở ra, đờng dây không điện áp nên rơ le 2RKU đóng tiếp điểm, mạch 2TĐL máy cắt 2MC cho phép đóng 2MC + Nếu ngắn mạch tự tiêu tan máy cắt 2MC vị trí đóng, đờng dây lại có điện (do nhà máy B truyền đến) Muốn đóng máy cắt 1MC cần phải kiểm tra tính đồng điện áp hai đầu 1MC Việc làm đợc thực nhờ 1RKĐ Khi điện áp thứ cấp 1BU 2BU đồng với tiếp điểm 1RKĐ đóng lại cho phép 1TĐL đóng trở lại 1MC A 1MC 2MC + 2BU 3BU 1TĐL 1ĐN 1RKU + B 2TĐL 2RKU 2ĐN 1RKĐ 2RKĐ 1BU 4BU Hình - Sơ đồ nguyên lý thiết bị TĐL có kiểm tra tính đồng điện áp Nếu điện áp hai đầu máy cắt 1MC cha đồng máy cắt 1MC cha đóng lại đợc Theo cách bố trí máy cắt 2MC đóng trớc + Nếu ngắn mạch tồn bảo vệ lại cắt 2MC lần thứ hai Nh máy cắt 2MC phải làm việc nhiều lần máy cắt 1MC nên chóng phải tu sửa Để khắc phục khuyết điểm ngời ta đặt thiết bị TĐL hai đầu đờng dây nh (gồm RKU RKĐ) Làm nh cho phép TĐL đầu làm việc trớc đợc, nhờ thay đổi chế độ làm việc máy cắt hai đầu đờng dây (bằng cách thay đổi vị trí đổi nối 1ĐN 2ĐN) 27 3.6 tđl ba pha tác động lần Sơ đồjoj R : Điện trở nạp; R1 : Điện trở để hạn chế dòng điện vào cuộn đóng; R4 : Điện trở phóng; R2 : Điện trở để hạn chế dòng điện vào cuộn cắt; R3 : Điện trở hạn chế nhiệt cho RT (hình - 3,c) Nguyên lý làm việc sơ đồ + C1 C C C Đ Đ C Đ1 K3 C 1RGU RT1 1RGI U R4 I 1RG2 Mạch TĐL R3 R 1RG1 - RT2 RT Đổi nối Đến tăng tốc độ cho BV 4RGU Mạch chống đóng máy cắt lặp lặp lại 4RG1 MC2 K2 2RG R1 K1 R2 Mạch đóng máy cắt Mạch rơ le phản ánh vị trí cắt máy cắt CC 4RG1 I BVRL 4RG1 CĐ MC1 3RG Mạch cắt máy cắt Mạch bảo vệ rơ le Mạch rơ le phản ánh vị trí đóng máy cắt + chế độ vận hành bình thờng, khoá điều khiển K máy cắt vị trí đóng (Đ) Tiếp điểm khoá K kín hai vị trí: Đ (đã đóng) Đ (đã phát lệnh đóng) Máy cắt đóng nên tiếp điểm thờng đóng mở ra, cuộn dây 2RG điện 28 Khi khoá K vị trí đóng, tụ C đợc nạp điện đến lúc đầy qua điện trở R theo mạch: + K3 R C - Đến lúc nạp điện đầy, điện áp hai đầu cực tụ C điện áp nguồn điều khiển + Vì lý máy cắt mở ra, tiếp điểm phụ MC đóng lại, cuộn dây 2RG có điện Nhờ có điện trở hạn chế R dòng điện qua mạch + 2RG R1 MC2 CĐ - lớn đến mức làm cho rơ le 2RG khởi động mà không đến mức đóng máy cắt lại (thờng thờng dòng điện khởi động rơ le 2RG vài phần mời ampe, dòng điện làm việc cuộn dây đóng máy cắt CĐ hàng chục ampe) Rơ le 2RG tác động, tiếp điểm 2RG đóng đa điện qua cuộn dây rơ le thời gian RT Bộ tiếp điểm RT2 điện trở R3 nối song song với nhằm mục đích tăng lực khởi động ban đầu rơ le RT Đến rơ le RT tác động, tiếp điểm RT mở ra, dòng điện qua cuộn dây RT bị hạn chế điện trở R Nh cuộn dây rơ le RT đỡ bị đốt nóng mà lực khởi động ban đầu lớn Sau thời gian tRT chỉnh định từ trớc, tiếp điểm RT1 khép lại, điện tích sẵn tụ C phóng qua cuộn dây điện áp 1RG U rơ le 1RG, đóng tiếp điểm 1RG1 cho tín hiệu cắt máy cắt theo mạch + K3 1RG1 1RGI Th ĐN 4RG2 MC CĐ - Cuộn dây dòng điện 1RGI rơ le 1RG làm nhiệm vụ tự giữ, xung qua cuộn điện áp 1RG U tụ C cung cấp xung ngắn hạn đủ sức làm cho 1RG khởi động không trì đợc lâu Sau máy cắt đóng trở lại nhờ TĐL gặp hai trờng hợp: - Ngắn mạch tự tiêu tan: máy cắt giữ nguyên vị trí đóng tiếp điểm K khoá điều khiển K kín, tụ C lại đợc nạp điện để chuẩn bị cho lần làm việc sau (thời gian nạp đầy tụ C khoảng 10 giây) - Ngắn mạch trì: Bảo vệ rơ le lại tác động cắt máy cắt TĐL lại khởi động nh trình bày Nhng tụ C phóng hết điện lần tác động trớc, đến lúc nạp đợc lợng điện nhỏ không đủ cuộn dây 1RG U rơ le 1RG tác động Điện trở cuộn dây 1RG U nhỏ so với điện trở R nên dù tụ C có tiếp tục đợc nạp điện điện áp hai đầu tụ C nhỏ (khoảng ữ 10V) làm cho rơ le 1RG tác động đợc Tóm lại muốn TĐL không tác động lặp lại nhiều lần phải chọn thông số RC mạch vòng nạp điện cho thời gian nạp lớn (thời gian nên chọn từ ữ 10 giây) Chọn điện trở R lớn có tác dụng hạn chế dòng phóng điện tụ C qua rơ le RT 2RG làm việc Khi mở máy cắt điện tay TĐL không đóng máy cắt trở lại đợc Thật chuyển khoá điều khiển K sang vị trí cắt tiếp điểm K3 mở nên cuộn dây rơ le thời gian RT bị cắt khỏi nguồn điện dỡng, tiếp điểm K2 đóng lại máy cắt đợc mở ra, K4 đóng nên điện đợc chứa tụ C phóng qua điện trở R biến thành nhiệt Điều đảm bảo cho TĐL tác động đợc Một số trờng hợp khác cần cấm TĐL (nh TĐL đặt máy biến áp, h hỏng xảy nội máy biến áp ) tiếp điểm cấm TĐL khép lại TĐL tác động đợc Khi đóng máy cắt tay TĐL tác động đợc Lúc K3 đóng, tụ C nạp điện dần dầnđến lúc đầy để chuẩn bị TĐL tác động TĐL sẵn sàng tác động điện áp cực tụ điện C đạt từ điện áp khởi động cuộn dây 1RG U rơ le 1RG Thời gian để đạt đến mức điện áp phải hàng chục giây, nên dù có đóng máy cắt vào lới điện ngắn mạch bảo vệ rơ le lại mở máy cắt mà TĐL không đóng trở lại máy cắt đợc 29 [...]... tác động một lần 1 Sơ đồjoj R : Điện trở nạp; R1 : Điện trở để hạn chế dòng điện vào cuộn đóng; R4 : Điện trở phóng; R2 : Điện trở để hạn chế dòng điện vào cuộn cắt; R3 : Điện trở hạn chế nhiệt cho RT (hình 3 - 3,c) 2 Nguyên lý làm việc của sơ đồ + C1 C C C Đ Đ C Đ1 K3 C 1RGU RT1 1RGI U R4 I 1RG2 Mạch TĐL R3 R 1RG1 - RT2 RT Đổi nối Đến tăng tốc độ cho BV 4RGU Mạch chống đóng máy cắt lặp đi lặp lại. .. không có điện 28 Khi khoá K đang ở vị trí đóng, tụ C đợc nạp điện đến lúc đầy qua điện trở R theo mạch: + K3 R C - Đến lúc nạp điện đầy, điện áp hai đầu cực tụ C bằng điện áp nguồn điều khiển + Vì một lý do nào đó máy cắt mở ra, tiếp điểm phụ MC 2 đóng lại, cuộn dây 2RG có điện Nhờ có điện trở hạn chế R 1 dòng điện đi qua mạch + 2RG R1 MC2 CĐ - chỉ lớn đến mức làm cho rơ le 2RG khởi động mà... không thể tác động đợc Lúc này K3 đóng, tụ C nạp điện dần dầnđến lúc đầy để chuẩn bị TĐL tác động TĐL chỉ sẵn sàng tác động khi điện áp trên cực của tụ điện C đạt từ điện áp khởi động của cuộn dây 1RG U của rơ le 1RG Thời gian để đạt đến mức điện áp đó phải hàng chục giây, nên dù có đóng máy cắt vào lới điện vẫn còn ngắn mạch thì bảo vệ rơ le lại mở máy cắt ra mà TĐL vẫn không đóng trở lại máy cắt đợc... - Ngắn mạch còn duy trì: Bảo vệ rơ le lại tác động cắt máy cắt và TĐL lại khởi động nh đã trình bày ở trên Nhng vì tụ C đã phóng hết điện lần tác động trớc, đến lúc này mới đang nạp đợc một lợng điện năng rất nhỏ không đủ để cho cuộn dây 1RG U của rơ le 1RG tác động Điện trở của cuộn dây 1RG U rất nhỏ so với điện trở R nên dù tụ C có tiếp tục đợc nạp điện thì điện áp ở hai đầu tụ C cũng rất nhỏ (khoảng... không đến mức đóng ngay máy cắt lại (thờng thờng dòng điện khởi động của rơ le 2RG là vài phần mời ampe, còn dòng điện làm việc của cuộn dây đóng máy cắt CĐ là hàng chục ampe) Rơ le 2RG tác động, tiếp điểm 2RG đóng đa điện qua cuộn dây của rơ le thời gian RT Bộ tiếp điểm RT2 và điện trở R3 nối song song với nó nhằm mục đích tăng lực khởi động ban đầu của rơ le RT Đến khi rơ le RT tác động, tiếp điểm... bị cắt khỏi nguồn điện dỡng, tiếp điểm K2 đóng lại máy cắt đợc mở ra, K4 đóng nên điện năng đợc chứa ở tụ C sẽ phóng qua điện trở R 4 và biến thành nhiệt năng Điều này đảm bảo cho TĐL không thể tác động đợc nữa Một số trờng hợp khác cần cấm TĐL (nh TĐL đặt ở máy biến áp, khi h hỏng xảy ra trong nội bộ máy biến áp ) tiếp điểm cấm TĐL cũng sẽ khép lại và TĐL không thể tác động đợc Khi đóng máy cắt... 10V) không thể làm cho rơ le 1RG tác động đợc Tóm lại muốn TĐL không tác động lặp lại nhiều lần thì phải chọn thông số RC của mạch vòng nạp điện sao cho thời gian nạp khá lớn (thời gian này nên chọn từ 8 ữ 10 giây) Chọn điện trở R lớn còn có tác dụng hạn chế dòng phóng điện của tụ C qua rơ le RT khi 2RG làm việc Khi mở máy cắt điện bằng tay TĐL không đóng máy cắt trở lại đợc Thật vậy khi chuyển khoá điều... ngắn mạch tự tiêu tan thì máy cắt 2MC vẫn ở vị trí đóng, do đó trên đờng dây lại có điện (do nhà máy B truyền đến) Muốn đóng máy cắt 1MC cần phải kiểm tra tính đồng bộ của điện áp ở hai đầu 1MC Việc làm đó đợc thực hiện nhờ 1RKĐ Khi điện áp thứ cấp 1BU và 2BU đồng bộ với nhau thì tiếp điểm 1RKĐ đóng lại cho phép 1TĐL đóng trở lại 1MC A 1MC 2MC + 2BU 3BU 1TĐL 1ĐN 1RKU + B 2TĐL 2RKU 2ĐN 1RKĐ 2RKĐ 1BU... điện 1RGI của rơ le 1RG làm nhiệm vụ tự giữ, vì xung qua cuộn điện áp 1RG U do tụ C cung cấp chỉ là một xung ngắn hạn chỉ đủ sức làm cho 1RG khởi động chứ không duy trì đợc lâu Sau khi máy cắt đóng trở lại nhờ TĐL có thể gặp hai trờng hợp: - Ngắn mạch tự tiêu tan: máy cắt sẽ giữ nguyên ở vị trí đóng tiếp điểm K 3 của khoá điều khiển K vẫn kín, tụ C lại đợc nạp điện để chuẩn bị cho lần làm việc sau... dòng điện qua cuộn dây RT bị hạn chế bởi điện trở R 3 Nh vậy cuộn dây của rơ le RT đỡ bị đốt nóng mà lực khởi động ban đầu vẫn lớn Sau một thời gian tRT chỉnh định từ trớc, tiếp điểm RT1 khép lại, điện năng đã tích sẵn trong tụ C sẽ phóng qua cuộn dây điện áp 1RG U của rơ le 1RG, nó đóng tiếp điểm 1RG1 cho tín hiệu đi cắt máy cắt theo mạch + K3 1RG1 1RGI Th ĐN 4RG2 MC CĐ - Cuộn dây dòng điện ... định bình thờng A B TĐL (a) MC2 L MC3 Z< MC1 Hình 3.6 Phối hợp bảo vệ khoảng cách TĐL LAB t (b) Sau TĐL tI A 0.85 LAB t A Trước TĐL 0.85 LAB L B 1.30 LAB Sau TĐL tI (c) tII Trước TĐL a) Sơ đồ lưới... thời gian: tTĐL2 = tTĐL1 + t; + Đoạn D3 (xa nguồn nhất) với thời gian : tTĐL3 = tTĐL2 + t = tTĐL1 + t Cấp chọn lọc thời gian t cần chọn lớn thời gian làm việc bảo vệ không chọn lọc TĐL không thành... đảm bảo cho TĐL tác động đợc Một số trờng hợp khác cần cấm TĐL (nh TĐL đặt máy biến áp, h hỏng xảy nội máy biến áp ) tiếp điểm cấm TĐL khép lại TĐL tác động đợc Khi đóng máy cắt tay TĐL tác động