bảo vệ thanh góp trong hệ thống điện

Tìm kiếm & download ebook miễn phí: bookilook.com Tham gia khóa học trực tuyến nhiều lĩnh vực: gkcorp.com.vn A GIỚI THIỆU CHUNG I ĐẶT VẤN ĐỀ Sự cố xảy với góp ít, góp đầu mối liên hệ nhiều phần tử hệ thống nên xảy ngắn mạch góp khơng loại trừ cách nhanh chóng tin cậy gây hậu nghiêm trọng làm tan rã hệ thống Với góp khơng cần xét đến bảo vệ q tải khả q tải góp lớn Bảo vệ góp cần thoả mãn đòi hỏi cao chọn lọc, khả tác động nhanh độ tin cậy II NGUN NHÂN GÂY SỰ CỐ TRÊN THANH GĨP Các ngun nhân gây cố góp là:  Hư hỏng cách điện già cỗi vật liệu  Q điện áp  Máy cắt hư cố ngồi góp  Thao tác nhầm  Sự cố ngẫu nhiên vật dụng rơi chạm góp Đối với hệ thống góp phân đoạn hay hệ thống nhiều góp cần cách ly góp bị cố khỏi hệ thống nhanh tốt Các dạng hệ thống góp thường gặp hình 3.1 Mỗi sơ đồ hệ thống góp có chức tính linh hoạt làm việc khác đòi hỏi hệ thống bảo vệ rơle phải thoả mãn u cầu Các dạng hệ thống bảo vệ góp sau:  Kết hợp bảo vệ góp với bảo vệ phần tử nối với góp  Bảo vệ so lệch góp  Bảo vệ so sánh pha  Bảo vệ có khố có hướng Trong loại 1, phù hợp cho trạm vừa nhỏ 3, dùng cho trạm lớn a) Sơ đồ góp b) Sơ đồ góp phân đoạn MC d/ H thông hai gop co gop vong c/ H thông hai gop 95 e) H thông hai gop li f) Sơ đồ rưỡi B CÁC DẠNG BẢO VỆ THANH GĨP I BẢO VỆ THANH GĨP BẰNG CÁC PHẦN TỬ NỐI KẾT VỚI THANH GĨP Hệ thống bảo vệ bao gồm bảo vệ q dòng điện bảo vệ khoảng cách phần tử nối vào góp, có vùng bảo vệ bao phủ góp Khi ngắn mạch góp cố cách ly bảo vệ phần tử liên kết qua thời gian cấp thứ hai I.1 Sơ đồ bảo vệ dòng điện: Hệ thống bảo vệ dùng bảo vệ dòng điện MBA, đường dây bảo vệ dòng điện đặt góp (hình 3.2) Khi ngắn mạch góp cần thực cắt máy cắt phân đoạn trước sau thời gian trễ máy cắt nguồn nối với góp cố cắt Bảo vệ đặt góp cần phối hợp với thời gian bảo vệ đường dây nối với góp Phối hợp với bảo vệ đường dây: t IMC = t Iđz+ ∆t I với t đz thời gian cắt nhanh đường dây Cấp thời gian thứ hai dự trữ cho cấp thứ hai đường dây: II t IIMC = t đz + ∆t, Thời gian bảo vệ dòng cực đại phần tử có nguồn phải lớn thời gian máy cắt: t MBA = t IIMC + ∆t Để giảm thời gian loại trừ cố góp xuống mức thấp nhất, cần khố bảo vệ phần tử nối với nguồn 96 51 Bạo v ng dađy 51 51 Hình 3.2: Bảo vệ dòng điện rơle lộ cấp điện cho phụ tải tTG 51 tH & Khoa t1 t2 51 51 Hnh 3.3: Bạo v dong in cai co tac ng lieđn hp I.2 Ngun tắc thực khố rơle dòng (hình 3.3): Các phần tử nguồn có bảo vệ dòng cực đại có hai cấp thời gian tác động tH tTG Cấp thời gian tH chọn phối hợp với bảo vệ phần tử khác hệ thống, cấp thời gian tTG để loại trừ cố góp, bé nhiều so với tH Khi cố đường dây ra, bảo vệ q dòng lộ gởi tín hiệu khố mạch cắt với thời gian tTG máy cắt nguồn, đồng thời đưa tín hiệu tác động cắt máy cắt thuộc đường dây bị cố Thơng thường cố đường dây cắt với thời gian t1, t2 tuỳ theo vị trí điểm ngắn mạch Nếu bảo vệ máy cắt tương ứng từ chối tác động sau thời gian tH bảo vệ q dòng phần tử phía nguồn tác động cắt máy cắt phía nguồn Khi ngắn mạch góp bảo vệ xuất tuyến khơng khởi động nên khơng gởi tín hiệu khố máy cắt phía nguồn góp cố cắt với thời gian tTG I.3 Dùng rơle định hướng cơng suất khố bảo vệ nhánh có nguồn nối với cái: Ngun tắc thực khố rơle định hướng cơng suất phần tử nối với góp có nguồn cung cấp từ hai phía Rơle khố tác động hướng cơng suất ngắn mạch khỏi góp Khi ngắn mạch nhánh có nguồn phần tử định hướng cơng suất nhánh khởi động Khi ngắn mạch góp rơle định hướng cơng suất khơng khởi động góp cắt khỏi nguồn 1RI1 1RW 2RI1 2RW 1RI2 RG RG 2RI2 1RW 1RI 2RW 2RI Hnh 3.4: Bạo v dong in gop dung RW khoa cac tac ng 97 II BẢO VỆ SO LỆCH THANH GĨP II.1 Các u cầu bảo vệ so lệch góp: Sơ đồ sơ lệch góp cần thoả mãn yếu tố sau:  Phân biệt vùng tác động (tính chọn lọc)  Kiểm tra tính làm việc tin cậy  Kiểm tra mạch nhị thứ BI Vung I Vung II II.1.1 Phân biệt vùng tác động: Một hệ thống góp gồm có hai hay nhiều Vung III góp khác nhau, có cố góp hệ thống bảo vệ rơle phải cắt tất máy cắt nối tới góp Để thực u cầu này, mạch thứ cấp tất BI góp nối song Hnh 3.5: Vung bạo v h thông hai gop song nối với dây dẫn phụ, từ đưa vào rơle bảo vệ góp đó, nhánh nối với góp BI nối với dây dẫn phụ góp tiếp điểm phụ dao cách ly Để đảm bảo, tất điểm góp nằm vùng bảo vệ giới hạn BI II.1.2 Kiểm tra mạch thứ cấp BI: Khi dây dẫn mạch BI bị đứt hay chạm chập gây dòng khơng cân chạy vào rơle so lệch rơle hiểu nhầm đưa tín hiệu cắt máy cắt Đối với bảo vệ góp thực tế vận hành xác suất xảy hư hỏng mạch thứ cấp lớn nên hệ thống bảo vệ góp cần có phận phát hư hỏng mạch thứ cấp BI 87B 87B 87B 95 Hnh 3.6: S oă phat hin t mách Một mạch đơn giản để phát đứt mạch thứ cấp dùng rơle phát đứt mạch thứ BI (rơle 95 hình 3.7) đặt nối tiếp hay song song với mạch bảo vệ góp (87B) 98 87B 87B 87B 95 Hnh 3.7: S oă phat hin t mách th dung rle nôi song song II.1.3 Kiểm tra tính làm việc tin cậy: Bảo vệ góp làm việc nhầm gây thiệt hại to lớn nên hoạt động sơ đồ phải ln kiểm tra Hệ thống kiểm tra phải thoả mãn u cầu sau: - Hệ thống kiểm tra phải thực rơle khác làm việc độc lập với rơle (rơle K hình 3.8a) - Tác động nhanh bảo vệ - Nguồn cung cấp rơle kiểm tra phải khác với nguồn cung cấp cho bảo vệ - Nó cho tác động ngắn mạch vùng bảo vệ khơng tác động có ngắn mạch ngồi I II E C1 C2 A D C1’ C2’ C B Dađy dăn phú C1’ C1 C2’ V I II Kieơm tra V I II V C2 I II V K Hnh 3.8a: Bạo v so lch h thông gop co gop vong 99 + Trong sơ đồ có vùng bảo vệ riêng biệt Mỗi mạch nối với biến dòng tạo thành vùng bảo vệ I, II V Mạch điều khiển máy cắt gồm tiếp điểm rơle phân biệt vùng bảo vệ ghép nối tiếp với tiếp điểm rơle kiểm tra.Ví dụ xảy ngắn mạch góp I, lúc đồng thời tiếp điểm rơle bảo vệ cho góp I tiếp điểm rơle kiểm tra đóng đưa nguồn điều khiển cắt máy cắt nối với góp I I K C1 Caĩt C C1’ II C2 Caĩt B C2’ V Caĩt E Caĩt A Caĩt D Hnh 3.8b: S oă mách ieău khieơn II.2 Bảo vệ so lệch góp dùng rơle dòng điện: Ngun lý so lệch cân dòng hay áp thường dùng bảo vệ góp Bảo vệ loại cân áp (hình 3.9): Các cuộn thứ cấp BI nối cho ngắn mạch ngồi làm việc bình thường, sức điện động chúng ngược chiều mạch, rơle mắc nối tiếp mạch dây dẫn phụ - Khi ngắn mạch ngồi, làm việc bình thường có dòng phụ tải & TI , E & TII Ví dụ I& TI = I& TII n I = n II nên: chạy qua, sđđ E & & &I R = ETI − ETII Z Z tổng trở tồn mạch vòng & TI , E & TII cộng tạo thành - Khi ngắn mạch vùng bảo vệ sđđ E dòng rơle làm bảo vệ tác động IR≠0 IR=0 ETI ETII ETI ETII N a/ b/ Hnh 3.9: S oă so lch lối cađn baỉng ap 100 Sơ đồ ngun lý bảo vệ so lệch dòng góp có hai mạch hình 3.10 RI RI RI Vùng bảo vệ giới hạn BI Dòng điện khơng cân ngắn mạch ngồi sơ đồ thường lớn do: • Dòng từ hố BI khác • Tải mạch thứ cấp BI khác Hnh 3.10: S oă bạo v so lch dung rle dong • Mức độ bão hồ BI in thành phần khơng chu kỳ dòng ngắn mạch gây khác Thời gian suy giảm thành phần khơng chu kì đánh giá số thời gian τ tuỳ thuộc vào loại phần tử nối kết với góp bị cố Một vài trị số τ tiêu biểu sau: Máy phát cực lồi có cuộn cảm: 0,15sec Máy phát cực lồi khơng có cuộn cảm: 0,3sec Máy biến áp: 0,04sec Đường dây: 0,04sec Từ số liệu ta nhận thấy có máy phát nối với góp, thành phần khơng chu kì dòng ngắn mạch tồn lâu BI bị bão hồ nhiều Với bảo vệ so lệch dùng rơle dòng điện nên sử dụng đặc tính thời gian phụ thuộc để phối hợp với thời gian giảm dần thành phần khơng chu kì dòng ngắn mạch Để khơng bị ảnh hưởng tượng bão hồ lõi thép BI ngắn mạch ngồi, người ta dùng BI với lõi khơng phải sắt từ (BI tuyến tính, lõi khơng khí) Ưu điểm BI là: - Khơng bị bão hồ - Đáp ứng nhanh khơng bị q độ - Tin cậy, dễ chỉnh định R - Khơng nguy hiểm hở mạch thứ cấp Tuy nhiên khuyết điểm loại cơng suất đầu thứ cấp thấp giá thành đắt Sơ đồ dùng BI tuyến tính thường sơ đồ so lệch cân áp (hình 3.11) Khi ngắn mạch ngồi tổng dòng khơng điện đưa vào rơle khơng Khi ngắn mạch vùng Hnh 3.11: S oă so lch cađn bảo vệ, hiệu điện suất qua rơle tổng trở làm rơle tác động baỉng ap II.3 Bảo vệ so lệch góp dùng rơle dòng điện có hãm: Để khắc phục dòng khơng cân lớn bảo vệ so lệch góp dùng rơle dòng điện người ta dùng rơle so lệch có hãm Loại rơle cung cấp đại lượng hãm thích hợp để khống chế dòng khơng cân ngắn mạch ngồi có dòng khơng cân lớn Dòng điện so lệch Isl (dòng làm việc) : &I sl = &I lv = &I TI − &I TII (3-1) Dòng điện hãm IH: I& H = K( &I TI + &I TII ) (3-2) ITI ITII Với K hệ số hãm, K < Trong chế độ làm việc bình thường, hay 87B Cun lvic ngắn mạch ngồi vùng bảo vệ, dòng điện Cun ham Hnh 3.12: S oă nguyeđn ly bạo v so lch co ham 101 làm việc bé nhiều so với dòng điện hãm nên rơle so lệch khơng làm việc Khi ngắn mạch vùng bảo vệ (ví dụ có nguồn cung cấp đến góp), lúc này: &I lv = &I TI > &I H (3-3) nên rơle so lệch làm việc II.4 Bảo vệ so lệch góp dùng rơle tổng trở cao (khơng hãm): Rơle so lệch tổng trở cao mắc song song với điện trở R có trị số N1 lớn Trong chế độ làm việc bình thường ngắn mạch ngồi vùng bảo vệ (điểm Rle toơng tr cao N2), ta có: ∆&I = &I TI − &I TII = (3-4) ITI RL R ITII Nếu bỏ qua sai số máy biến dòng, dòng điện thứ cấp BI chạy qua điện trở R xem khơng N2 Khi ngắn mạch vùng bảo vệ Hnh 3.13: Bạo v gop baỉng (điểm N1) tồn dòng ngắn mạch rle so lch toơng tr cao chạy qua điện trở R tạo nên điện áp đặt rơle lớn, rơle tác động Sơ đồ (hình 3.14) trình bày phương án thực bảo vệ rơle tổng trở cao góp Để đơn giản, ta xét trường hợp sơ đồ góp có hai phần tử (G, H) máy biến dòng có H G thơng số giống Rơle mắc nối RBIH RlH RlG tiếp vời điện trở ổn định RR, việc mắc nối tiếp điện trở ổn định RR INMT RBIG xµH RR làm tăng tổng trở mạch rơle nên phần xµG lớn dòng khơng cân (do bão hồ RL khơng giống BI ngắn mạch ngồi) chạy mạch BI bị bão hòa có tổng trở thấp hơn, nghĩa N2 RR có tác dụng phân dòng qua rơle Hnh 3.14: S oă thay thê mách th câp BI Nếu xem máy biến dònghồn tồn giống RBIG = RBIH (điện trở thứ cấp BI), dây dẫn phụ đặc trưng R1H R1G (hình 3.14) điện kháng mạch từ hóa xµH, xµG Ở chế độ ngắn mạch ngồi, máy biến dòng khơng bị bão hòa xµH xµG có trị số lớn nên dòng điện từ hóa bỏ qua, dòng điện vào nút cân (định luật Kirchoff) phía thứ cấp BI khơng có dòng chạy qua rơle, rơle khơng tác động Trường hợp tồi tệ máy biến dòng đặt phần tử có cố bão hòa hồn tồn, giả thiết ngắn mạch ngồi nhánh H làm BI nhánh H bị bão hòa hồn tồn (xµH = 0) nghĩa biến dòng H khơng có tín hiệu đầu ra, tình trạng biểu thị cách nối tắt xµH (hình 3.14) Máy biến dòng G cho tín hiệu đầu lớn hơn, khơng bị bão hòa Dòng điện ngắn mạch phía thứ cấp ( INMT) phân bố qua tổng trở nhánh gồm RlH, RBIH nhánh rơle: Dòng điện qua rơle: I NMT (RlH + RBIH) (3-5) IR = RR + RlH + RBIH 102 Nếu RR có giá trị nhỏ, IR gần INMT, điều khơng cho phép Mặt khác, RR lớn IR giảm Phương trình (3-5) viết gần với sai số cho phép sau: I NMT (RlH + RBIH ) IR = (3-6) RR (3-7) U R = I R RR = I NMT (RlH + RBIH ) Muốn tăng độ nhạy bảo vệ cần chọn BI có điện trở cuộn thứ RBI bé giảm đến mức thấp điện trở dây dẫn nối từ BI đến rơle Khi ngắn mạch góp tất dòng điện phía sơ cấp chạy vào góp, phía thứ cấp tất dòng điện chạy vào rơle, gây q điện áp cực rơle Để chống q áp cho rơle mắc song song điện trở phi tuyến với rơle Những u cầu sử dụng sơ đồ là: - Tỉ số BI tất nhánh giống - Điện thứ cấp BI đủ lớn - Điện trở cuộn dây thứ cấp BI nhỏ - Tải dây dẫn phụ nhỏ III BẢO VỆ SO SÁNH PHA Bảo vệ so sánh pha dòng điện vào khỏi phần tử bảo vệ, nên có tên bảo vệ so sánh pha Pha dòng điện truyền qua kênh truyền để so sánh với (hình 3.14) Độ lệch pha: (3-8) ∆ ϕ = ϕ1 + ϕ = θ đó: ϕ1, ϕ2 góc A B ISI ISII pha tương ứng dòng ~ ~ điện vào khỏi phần tử bảo vệ ITI ∠ ITII ∠ Ở chế độ làm việc bình thường ngắn T T mạch ngồi góc pha Keđnh F F dòng điện hai đầu gần nên θ ≈ 00 Khi ngắn mạch vùng Ơ Ơ T.hiu caĩt bảo vệ, dòng điện hai T.hiu caĩt pha ngược nên θ ≈ Hnh 15: S oă nguyeđn ly bạo v so sanh pha dong in 1200 Trên thực tế ảnh hưởng điện dung phân bố phần tử bảo vệ nên chế độ làm việc bình thường ngắn nhầm phải chọn góc khởi động θkđ lớn mạch ngồi θ ≠ 1800, để tránh bảo vệ tác động giới hạn đó, thường khoảng (300-600) TG N1 Sơ đồ ngun lý bảo vệ so sánh pha dòng điện MC bảo vệ góp hình 3.16 IS1 IT1 Khi ngắn mạch IR1 góp (điểm N1) dòng điện sơ IT2 IR2 & tc Cắt MC cấp thứ cấp BI tất I I T3 N S2 phần tử có pha giống IS3 IR3 (hình 3.17a), thời gian trùng D1 D2 D3 hợp tín hiệu tc cho nửa chu kì Hình 3.16: Sơ đồ ngun lý so sánh pha dòng điện để thực bảo vệ góp 103 (dương âm) lớn (đối với hệ thống có f=50 Hz), thời gian tCmax = 10ms) đủ cho bảo vệ tác động (tC ≥ tđ) a) b) iT1 iT1 iT2 iT2 iT3 iT3 iR1 iR1 t t iR2 iR2 iR3 iR3 Tn hiu caĩt Tn hiu caĩt tC = t t tC Hnh 17: Pha dong in ngaĩn mách beđn (a) va ngaĩn mách beđn ngoai (b) Khi ngắn mạch ngồi vùng bảo vệ góp (điểm N2), dòng điện chạy qua BI phần tử bị cố có pha ngược với dòng điện máy biến dòngcủa phần tử khơng bị cố, thời gian trùng tín hiệu khơng, bảo vệ khơng làm việc (hình 3.17b) IV BẢO VỆ DỰ PHỊNG MÁY CẮT HỎNG Máy cắt phần tử thừa hành cuối hệ thống bảo vệ có nhiệm vụ cắt phần tử mang điện bị cố khỏi hệ thống Vì máy cắt đắt tiền nên khơng thể tăng cường độ tin cậy cách đặt thêm máy cắt dự phòng làm việc song song với máy cắt Nếu máy cắt từ chối tác động hệ thống bảo vệ dự phòng phải tác động cắt tất máy cắt lân cận với chỗ hư hỏng nhằm loại trừ dòng ngắn mạch đến chỗ cố Khi xảy cố, bảo vệ phần tử bị hư hỏng gởi tín hiệu cắt máy cắt, sau khoảng thời gian dòng điện cố tồn tại, có nghĩa máy cắt từ chối tác động caĩt MC1 MC2 MC3 caĩt Z< BIG N D1 D2 D3 ~ ~ ~ & t RG I> LF Bạo v d phong may caĩt hong PLC Tại ba ên MC aău Hnh 18: S oă nguyeđn ly bạo v d phong may caĩt hong 104 Từ hình 3.18 ta nhận thấy, cố xảy đường dây D3 máy cắt MC3 làm việc bình thường sau nhận tín hiệu cắt từ bảo vệ máy cắt MC3 cắt dòng điện đầu vào bảo vệ dự phòng cố máy cắt khơng, mạch bảo vệ dự phòng khơng khởi động Nếu máy cắt MC3 hỏng, từ chối tác động dòng điện cố liên tục đưa vào mạch bảo vệ dự phòng, rơle q dòng điện giữ trạng thái tác động, sau khoảng thời gian đặt bảo vệ dự phòng hỏng MC gởi tín hiệu cắt tất máy cắt nối trực tiếp với phân đoạn góp có máy cắt hỏng, máy cắt đầu đối diện đường dây bị cố D3 V TÌM HIỂU VÀI SƠ ĐỒ BẢO VỆ THANH GĨP TIÊU BIỂU V.1 Sơ đồ hệ thống hai góp: RI a/ tBV RI tCMC Caĩt ngaĩn mách t Thi gian lối tr s cô Thi gian tr veă cụa rle dong in Thi gian d phong (dại an toan) b/ Thi gian truyeăn tn hiu (qua PLC) tBV tCMC tCMC tCMC Bạo v d phong MC hong ng Caĩt MC aău ôi din ngaĩn mách t Caĩt MC tái choơ ngaĩn mách Toơng thi gian lối tr s cô hong MC Hnh 3.19: Bieơu oă thi gian lối tr s cô may caĩt lam vic bnh thng (a) va hong may caĩt (b) Sơ đồ bảo vệ hình 3.20 Bảo vệ gồm hai phận + Bộ khởi động: Có nhiệm vụ khởi động bảo vệ xảy cố góp đưa tín hiệu đến phận chọn lọc + Bộ chọn lọc cố: để phân biệt ngắn mạch ngắn mạch ngồi Trong R: rơle khởi động, xác định tổng dòng vào góp, phân biệt ngắn mạch vùng bảo vệ hay ngắn mạch ngồi R1: rơle chọn lọc góp I R2: rơle chọn lọc góp II K: rơle kiểm tra đứt mạch thứ * Ví dụ cách phân bố dòng bảo vệ so lệch hệ thống hai góp Trong F1, D1 làm việc với góp I, F2, D2 làm việc với góp II + Dòng phân bố phía thứ cấp BI ngắn mạch ngồi hình 3.20a, ngắn mạch góp I hình 3.20b đứt mạch thứ BI hình 3.20c 105 ~ F1 ~ D1 R1 R1 R K I R K I II II R2 F2 R2 ~ D2 ~ Hnh 20: S oă bạo v so lch h thông hai gop N Hnh 20a: S oă phađn bô dong th câp BI ngaĩn mách ngoai ~ ~ R1 R1 R K N I R K I II II R2 ~ ~ Hnh 20b: S oă phađn bô dong th câp BI ngaĩn mách tređn gop I Hnh 20c: S oă phađn bô dong th câp BI t dađy dăn th câp BI V.2 Sơ đồ hệ thống hai góp có góp vòng: 1RI: So lệch góp, cắt máy cắt nối góp I 2RI: So lệch góp, cắt máy cắt nối góp II 3RI: So lệch chung hệ thống góp dùng khởi động bảo vệ RIK: Rơle kiểm tra đứt mạch thứ BI (Bình thường thứ cấp biến dòng 6BI nối tắc hộp nối M5 nối tới hệ thống bảo vệ góp I hay góp II qua M3 M4) H: Con nối RG: Rơle trung gian RT: Rơle thời gian Th: Rơle tín hiệu 106 6RG: Rơle trung gian điều khiển máy cắt MC6 7RG: Rơle trung gian điều khiển máy cắt MC7 3RG: Rơle trung gian điều khiển máy cắt nối tới góp I 4RG: Rơle trung gian điều khiển máy cắt nối tới góp II Khi ngắn mạch thuộc góp I, phận khởi động 3RI tác động làm cho tiếp điểm 3RI1 mạch điều khiển đóng Vì ngắn mạch thuộc góp I nên phận chọn lọc góp I (1RI) tác động nên tiếp điểm 1RI1 đóng Tiếp điểm 3RI1, 1RI1 đóng dẫn đến 3RG có điện điều khiển cắt tất máy cắt nối vào góp I Mạch kiểm tra đứt mạch thứ máy biến dòng (RIK): Khi mạch thứ BI bị đứt RIK tác động dẫn đến tiếp điểm KRI1 mạch điều khiển đóng làm cho 1RT có điện nên tiếp điểm 1RT1 đóng, 1RG có điện nên tiếp điểm 1RG1 đóng (tiếp điểm tự giữ), tiếp điểm 1RG2 mở khố phận bảo vệ so lệch khơng cho tác động, đồng thời báo tín hiệu đứt mạch thứ BI Mạch khố bảo vệ đóng thử máy cắt vòng: Ở chế độ làm việc bình thường có hai góp I II làm việc, góp vòng để dự phòng Trong trường hợp (ví dụ máy cắt mạch đường dây cần sửa chữa) góp vòng kết hợp với máy cắt vòng MC6 thay cho máy cắt mạch Sau kiểm tra mắt, người ta phải đóng điện thử xem máy cắt vòng góp vòng có khả làm việc hay khơng Điều đặt u cầu đóng thử máy cắt vòng cố phép cắt máy cắt vòng mà khơng phép cắt máy cắt thuộc góp I II Khi đưa tín hiệu đóng máy cắt vòng MC6 6RG mạch điều khiển có điện, tiếp điểm 6RG1 đóng, đưa tín hiệu đóng máy cắt MC6 Tiếp điểm 6RG3 mở cách li phận chọn lọc góp I, II khơng cho tác động xảy cố đóng thử máy cắt vòng (vì rơle trung gian điều khiển máy cắt nối với góp I, II bị cách li tiếp điểm 6RG3) Nếu có ngắn mạch xảy góp vòng phận khởi động rơle 3RI tác động, tiếp điểm 3RI1 đóng làm cho 2RG có điện, tiếp điểm 2RG2 đóng đưa tín hiệu cắt máy cắt 6MC ( tiếp điểm 6RG2 đóng trước đó) Mạch khố bảo vệ đóng thử máy cắt nối MC5: tương tự 107 1RI M1 RIK 3RI I II M3 M5 M2 M4 2RI M1 + M2 KRI1 1RT 1RT1 1RG T khoa ieău khieơn MC6 6RG1 6RG2 1RG1 H1 1RG2 3RG3 2RG 2RT 5RI1 W H4 3RG2 H5 Th M3 H8 Caĩt MC6 M4 MC5 7RG 7RG1 4RG 7RG2 2RT 3RG4 5RG 3RG1 2RG2 - 5RG1 5RG2 2RG1 + 3RG H2 H3 - ong MC6 4RG3 1RI1 3RI1 6RG3 7RG3 6RG Caĩt MC1 Caĩt MC2 ong MC5 2RG3 Th H9 4RG4 4RG1 H6 4RG2 H7 Caĩt MC3 Caĩt MC4 Hình 3.21: Sơ đồ bảo vệ hệ thống hai góp có góp vòng 108 Caĩt MC5 V.3 Bảo vệ so lệch khơng tồn phần góp điện áp máy phát: Các máy biến dòng đặt phần tử nối góp với nguồn (mạch máy phát điện, máy biến áp, máy cắt phân đoạn, máy cắt nối góp) Thực chất bảo vệ so lệch khơng tồn phần dạng bảo vệ q dòng điện có nhiều cấp thời gian (thường hai cấp) V.3.1 Cấp thứ bảo vệ: Là cấp chủ đạo để bảo vệ chống ngắn mạch góp đoạn nối phần tử nối với góp Khi cấp thứ bảo vệ tác động cho xung cắt máy cắt nối với hệ thống 1MC máy cắt phân đoạn 2MC, máy cắt máy phát điện 3MC (với máy cắt 3MC có BATD thể cắt khơng) Đơi người ta khơng cho cắt 3MC sau 1MC cắt 1MC 2MC ngắn mạch tiêu tan + để 3MC lại giữ để + cung cấp cho phụ tải điện áp máy phát RI RI RT 2MC 3MC Nếu ngắn mạch tồn lâu cấp thứ hai làm việc cắt 3MC V.3.2 Cấp thứ hai bảo vệ: ên phađn ên phađn Cấp thứ hai ốn I ốn III ~ bảo vệ bảo vệ dòng F2 cực đại có thời gian, làm nhiệm vụ dự phòng chống ngắn mạch phần tử nối với Hnh 22: Bạo v gop in ap may phat góp khơng bảo vệ so lệch bọc lấy bảo vệ phần tử khơng tác động C TÍNH TỐN BẢO VỆ THANH GĨP I TÍNH TỐN BẢO VỆ SO LỆCH DỊNG ĐIỆN CHO CÁC THANH GĨP CỦA NHÀ MÁY ĐIỆN VÀ TRẠM BIẾN ÁP Việc tính tốn bảo vệ so lệch dòng điện cho góp trình bày áp dụng cho trường hợp dùng máy biến dòng có hệ số biến đổi Máy biến dòng dùng cho bảo vệ góp phải thoả mãn đường cong sai số 10% Việc thử lại theo điều kiện cần tiến hành cho máy biến dòng phần tử mà ngắn mạch ngồi có dòng điện ngắn mạch lớn chạy qua Dòng khởi động bảo vệ chọn theo hai điều kiện: • Điều kiện 1: Theo dòng khơng cân cực đại ngắn mạch ngồi: (3-9) I kđ ≥ K at I kcbtt Trong đó: 109  Kat: hệ số an tồn xét đến sai số rơle độ dự trữ cần thiết lấy Kat = 1,5 Dòng điện khơng cân tính tốn sau: I kcbtt = K đn.K kck fi I Nngmax (3-10)  Kkck: hệ số kể đến ảnh hưởng phần khơng chu kỳ dòng điện ngắn mạch Khi dùng rơle có biến dòng bão hồ trung gian (PHT - 562, PHT - 564) lấy Kkck=  fi: sai số tương đối lớn cho phép biến dòng lấy  INngmax: thành phần chu kỳ dòng ngắn mạch lớn có thể, qua biến dòng phần tử tính tốn có ngắn mạch ngồi • Điều kiện 2: Theo dòng phụ tải cực đại đứt mạch thứ máy biến dòng: I kđ ≥ K at I ptmax (3-11) thường chọn Kat = 1,2 Khi tỷ số biến dòng sơ đồ bảo vệ chọn Iptmax dòng điện qua phần tử mang tải lớn với giả thiết mạch thứ cấp máy biến dòng bị đứt Trong hai điều kiện trên, điều kiện cho dòng điện khởi động khởi động lớn chọn làm dòng khởi động tính tốn Khi dùng hệ thống hai góp dòng điện khởi động phận khởi động chung chọn theo biểu thức (3-9) (3-11) Dòng khởi động chọn lọc chọn theo điều kiện dòng khơng cân lớn ngắn mạch ngồi (dòng chạy qua máy cắt nối ngắn mạch góp bên cạnh) Trong thực tế chọn dòng khởi động phận chọn lọc dòng khởi động phận khởi động chung Dòng khởi động rơle kiểm tra mạch thứ máy biến dòng chọn theo dòng khơng cân chế độ làm việc phụ tải cực đại: IkđK ≥ Kat Kn fi Iptmax (3-12) Nếu bảo vệ thực theo sơ đồ nối vào dòng điện pha độ nhạy kiểm tra theo biểu thức sau: I K n = Nmin ≥ (3-13) I kđ với INmin thành phần chu kỳ dòng ngắn mạch nhỏ qua bảo vệ ngắn mạch góp Độ nhạy bảo vệ chống đứt mạch thứ kiểm tra theo điều kiện phụ tải cực tiểu (3-14) Ipt ≥ IkđK II BẢO VỆ SO LỆCH KHƠNG TỒN PHẦN cho góp cấp điện áp máy phát Sơ đồ bảo vệ hình 3.23, bảo vệ có hai cấp thời gian: cấp I bảo vệ dòng điện cắt nhanh khơng thời gian, cấp hai bảo vệ dòng điện cực đại có thời gian BATD + + RI RT - II.1 Bảo vệ cấp I: Bảo vệ cắt nhanh tác động ngắn mạch xảy góp đoạn RI ÊN PHAĐN ỐN I ~ F2 ÊN PHAĐN Á Hnh 3.23: Bạo v gop in ap may phat 110 nối phần tử với góp Dòng khởi động bảo vệ cắt nhanh chọn theo dòng ngắn mạch sau kháng điện đường dây biến áp tự dùng có tính đến việc tăng dòng phụ tải phân đoạn bảo vệ phân đoạn bên cạnh nghỉ làm việc, hay thiết bị TĐD tự động chuyển phần phụ tải phân đoạn khác sang (3-15) I Ikđ = K at [ I Nmax + K pt (I pt + I 'pt )] Trong đó:  Kat = 1,2 : hệ số an tồn  INmax: dòng ngắn mạch lớn ngắn mạch sau kháng điện đường dây MBA tự dùng  I pt :dòng phụ tải tổng phân đoạn bảo vệ  I 'pt : dòng điện phụ tải tăng thêm phân đoạn bảo vệ phân đoạn khác nghỉ làm việc TĐD chuyển phần phụ tải phân đoạn khác sang  Kpt: hệ số tính đến khả tăng dòng phụ tải góp ngắn mạch sau kháng điện đường dây hay MBA tự dùng Độ nhạy bảo vệ cấp I xác định hệ số nhạy có ngắn mạch góp bảo vệ: Kn = I (2) N I Ikđ ≥ 1,5 (3-16)  I (2) N : dòng ngắn mạch trực tiếp hai pha góp chế độ phụ tải cực tiểu II.2 Bảo vệ cấp II: Bảo vệ cấp II làm nhiệm vụ dự trữ cho bảo vệ cấp I bảo vệ phần tử nối với góp bảo vệ phần tử khơng tác động Dòng điện khởi động bảo vệ cấp II chọn theo điều kiện: • Điều kiện 1: Bảo vệ phải trở sau cắt ngắn mạch sau kháng điện đường dây nối vào phân đoạn bảo vệ, có tính đến trường hợp phụ tải phân đoạn bảo vệ tăng lên phân đoạn nghỉ việc K at K pt I IIKÂB = (I pt + I 'pt ) (3-17) K tv • Điều kiện 2: Bảo vệ khơng tác động trường hợp thiết bị TĐD tự động chuyển phụ tải phân đoạn bị cố sang phân đoạn bảo vệ I IIKÂB = K at (I pt + K mm I 'pt ) (3-18) Trong :  Ktv: hệ số trở lấy 0,85  Kmm: hệ số tự mở máy động cơ, lấy (1,2 -1,3)  Kpt: hệ số phụ tải lấy (1,2 -1,3) Dòng điện khởi động bảo vệ chọn theo giá trị dòng điện tính tốn lớn từ hai điều kiện Độ nhạy bảo vệ cấp II xác định hệ số độ nhạy ngắn mạch hai pha trực tiếp sau kháng điện đường dây Kn = I (2) N (3-19) I IIkđ 111 Khi bảo vệ làm nhiệm vụ dự trữ u cầu độ nhạy Kn ≥ 1,2 Trong trường hợp máy cắt đặt sau kháng điện đường dây làm nhiệm vụ bảo vệ u cầu độ nhạy bảo vệ Kn ≥ 1,5 III BẢO VỆ SO LỆCH KHƠNG HỒN TỒN THANH GĨP ĐIỆN ÁP MÁY PHÁT, DÙNG BẢO VỆ CẮT NHANH PHỐI HỢP GIỮA DỊNG ĐIỆN VÀ ĐIỆN ÁP Bảo vệ cấp I bảo vệ cắt nhanh phối hợp dòng áp, bảo vệ cấp II bảo vệ q dòng cực đại BATD + + RI RU + RI RT ên phađn ốn I ~ ên phađn ốn III T BU nôi vi TG • F2 • • • Hnh•3.24: Bạo v gop in ap may phat • • • • Bảo vệ cấp I: • Dòng khởi động bảo vệ cấp I xác định theo điều kiện đảm bảo độ nhạy ngắn mạch trực tiếp hai pha góp bảo vệ chế độ làm việc với phụ tải cực tiểu I (2) (3-20) I KÂB = Nmin K nI Trong đó:  I (2) Nmin : dòng ngắn mạch ngắn mạch trực tiếp pha góp chế độ phụ tải cực tiểu  KnI: hệ số nhạy bảo vệ cấp I, KnI = 1,5 Để ngăn ngừa bảo vệ tác động nhầm đứt mạch bảo vệ điện áp, dòng khởi động bảo vệ cắt nhanh trường hợp chọn lớn dòng phụ tải lâu dài cho phép phân ốn (I pt + I 'pt )  Ipt: dòng phụ tải phân đoạn bảo vệ  I 'pt : dòng phụ tải tăng thêm phân đoạn TĐD chuyển phụ tải phân đoạn khác sang 112 Điện áp khởi động rơle áp chọn theo áp cực tiểu góp ngắn mạch sau kháng điện đường dây mà dòng qua bảo vệ dòng khởi động bảo vệ cắt nhanh U KÂB = 3.I KÂB x kâ K at (3-21) Trong đó:  IKĐB: dòng khởi động bảo vệ cắt nhanh  xkđ: điện kháng kháng điện đường dây  Kat: hệ số an tồn lấy 1,3 Ngồi theo điều kiện ổn định nhiệt dùng loại rơle PH -520 (của Liên Xơ) điều kiện chỉnh định theo điện áp chế độ làm việc mang tải, điện áp khởi động bảo vệ phải thoả mãn điều kiện sau: 0,2m ≤ U kđ ≤ 0,7m (3-22) với: Uđmlà điện áp định mức góp Nếu UKĐB ≤ 0,2Uđm khơng dùng rơle loại PH -520 Còn U KÂB ≥ 0,7m phải lấy 0,7Uđm dòng khởi động bảo vệ cắt nhanh cần phải giảm bớt theo biểu thức (3-21) Độ nhạy rơle điện áp xác định hệ số nhạy có ngắn mạch qua điện trở q độ Rqđ K nU = U KÂB ≥2 UR (3-23) với UR điện áp lớn có điện trở q độ ngắn mạch góp, điện áp xác định sau: U R = 1,05.l (3-24) với l chiều dài hồ quang tính m Khi xuất hồ quang độ dài khoảng cách phần dẫn điện * Bảo vệ cấp II: Dòng khởi động độ nhạy bảo vệ cấp II tính tương tự bảo vệ cấp II mục phần II 113 V sơ đồ bảo vệ hệ thống hai góp tiêu biểu I II 87BI 52 52 R 52 87B I 87BII II 52 52 Hnh 3.25: S oă bạo v h thông hai gop 114 95 [...]... IIkđ 111 Khi bảo vệ chỉ làm nhiệm vụ dự trữ thì u cầu độ nhạy Kn ≥ 1,2 Trong trường hợp máy cắt đặt sau kháng điện đường dây và làm nhiệm vụ bảo vệ chính u cầu độ nhạy của bảo vệ Kn ≥ 1,5 III BẢO VỆ SO LỆCH KHƠNG HỒN TỒN THANH GĨP ĐIỆN ÁP MÁY PHÁT, DÙNG BẢO VỆ CẮT NHANH PHỐI HỢP GIỮA DỊNG ĐIỆN VÀ ĐIỆN ÁP Bảo vệ cấp I là bảo vệ cắt nhanh phối hợp giữa dòng và áp, còn bảo vệ cấp II là bảo vệ q dòng cực... đi qua bảo vệ khi ngắn mạch trên thanh góp Độ nhạy của bảo vệ chống đứt mạch thứ được kiểm tra theo điều kiện phụ tải cực tiểu (3-14) Ipt min ≥ IkđK II BẢO VỆ SO LỆCH KHƠNG TỒN PHẦN cho thanh góp cấp điện áp máy phát Sơ đồ bảo vệ hình 3.23, bảo vệ có hai cấp thời gian: cấp I là bảo vệ dòng điện cắt nhanh khơng thời gian, cấp hai là bảo vệ dòng điện cực đại có thời gian BATD + + RI RT - II.1 Bảo vệ cấp... sau kháng điện đường dây hay MBA tự dùng Độ nhạy của bảo vệ cấp I được xác định bằng hệ số nhạy khi có ngắn mạch trên thanh góp được bảo vệ: Kn = I (2) N min I Ikđ ≥ 1,5 (3-16)  I (2) N min : dòng ngắn mạch trực tiếp hai pha trên thanh góp trong chế độ phụ tải cực tiểu II.2 Bảo vệ cấp II: Bảo vệ cấp II làm nhiệm vụ dự trữ cho bảo vệ cấp I và bảo vệ của các phần tử nối với thanh góp khi bảo vệ chính... MC3 Caĩt MC4 Hình 3.21: Sơ đồ bảo vệ hệ thống hai thanh góp có thanh góp vòng 108 Caĩt MC5 V.3 Bảo vệ so lệch khơng tồn phần thanh góp điện áp máy phát: Các máy biến dòng chỉ đặt trên các phần tử nối thanh góp với nguồn (mạch máy phát điện, máy biến áp, máy cắt phân đoạn, máy cắt nối các thanh góp) Thực chất bảo vệ so lệch khơng tồn phần là một dạng của bảo vệ q dòng điện có nhiều cấp thời gian (thường... lấy khi bảo vệ chính của phần tử này khơng tác động C TÍNH TỐN BẢO VỆ THANH GĨP I TÍNH TỐN BẢO VỆ SO LỆCH DỊNG ĐIỆN CHO CÁC THANH GĨP CỦA NHÀ MÁY ĐIỆN VÀ TRẠM BIẾN ÁP Việc tính tốn bảo vệ so lệch dòng điện cho các thanh góp trình bày dưới đây áp dụng cho trường hợp dùng máy biến dòng có cùng hệ số biến đổi Máy biến dòng dùng cho bảo vệ thanh góp phải thoả mãn đường cong sai số 10% Việc thử lại theo điều... (b) Sơ đồ bảo vệ hình 3.20 Bảo vệ gồm hai bộ phận chính + Bộ khởi động: Có nhiệm vụ khởi động bảo vệ khi xảy ra sự cố trên thanh góp và đưa tín hiệu đến bộ phận chọn lọc + Bộ chọn lọc sự cố: để phân biệt ngắn mạch trong và ngắn mạch ngồi Trong đó R: rơle khởi động, xác định tổng dòng vào và ra của thanh góp, phân biệt ngắn mạch trong vùng bảo vệ hay ngắn mạch ngồi R1: rơle chọn lọc thanh góp I R2:... thanh gop in ap may phat • • • • Bảo vệ cấp I: • Dòng khởi động của bảo vệ cấp I được xác định theo điều kiện đảm bảo độ nhạy khi ngắn mạch trực tiếp giữa hai pha của thanh góp được bảo vệ trong chế độ làm việc với phụ tải cực tiểu I (2) (3-20) I KÂB = Nmin K nI Trong đó:  I (2) Nmin : dòng ngắn mạch khi ngắn mạch trực tiếp giữa 2 pha thanh góp trong chế độ phụ tải cực tiểu  KnI: hệ số nhạy của bảo. .. là điện áp lớn nhất có thể có trên điện trở q độ khi ngắn mạch trên thanh góp, điện áp này có thể xác định như sau: U R = 1,05.l (3-24) với l là chiều dài hồ quang tính bằng m Khi mới xuất hiện hồ quang độ dài này bằng khoảng cách giữa các phần dẫn điện * Bảo vệ cấp II: Dòng khởi động và độ nhạy của bảo vệ cấp II tính tương tự như bảo vệ cấp II ở mục 2 của phần II 113 V sơ đồ bảo vệ hệ thống hai thanh. .. ngắn mạch ngồi R1: rơle chọn lọc thanh góp I R2: rơle chọn lọc thanh góp II K: rơle kiểm tra đứt mạch thứ * Ví dụ cách phân bố dòng trong bảo vệ so lệch hệ thống hai thanh góp Trong đó F1, D1 làm việc với thanh góp I, F2, D2 làm việc với thanh góp II + Dòng phân bố phía thứ cấp BI khi ngắn mạch ngồi hình 3.20a, khi ngắn mạch trên thanh góp I hình 3.20b và khi đứt mạch thứ BI hình 3.20c 105 ~ F1 ~ D1... hai thanh gop N Hnh 20a: S oă phađn bô dong th câp BI khi ngaĩn mách ngoai ~ ~ R1 R1 R K N I R K I II II R2 ~ ~ Hnh 20b: S oă phađn bô dong th câp BI khi ngaĩn mách tređn thanh gop I Hnh 20c: S oă phađn bô dong th câp BI khi t dađy dăn th câp BI V.2 Sơ đồ hệ thống hai thanh góp có thanh góp vòng: 1RI: So lệch thanh góp, cắt máy cắt nối thanh góp I 2RI: So lệch thanh góp, cắt máy cắt nối thanh góp II