đồ án bảo vệ rơ le trong hệ thống điện

Đồ Án Môn Học Rơle A PHẦN LÝ THUYẾT I Nhiệm vụ yêu cầu bảo vệ rơle Nhiệm vụ bảo vệ role Khi thiết kế vận hành hệ thống điện cần phải kể đến khả phát sinh hư hỏng tình trạng làm việc không bình thường hệ thống điện Ngắn mạch loại cố xảy nguy hiểm hệ thống điện Hậu ngắn mạch là: a) Thụt thấp điện áp phần lớn hệ thống điện b) Phá hủy phần tử bị cố tia lửa điện c) Phá hủy phần tử có dòng ngắn mạch chạy qua tác động nhiệt d) Phá hủy ổn định hệ thống điện Ngoài loại hư hỏng, hệ thống điện có tình trạng việc không bình thường Một tình trạng việc không bình thường tải Dòng điện tải làm tăng nhiệt độ phần dẫn điện giới hạn cho phép làm cách điện chúng bị già cỗi bị phá hủy Để ngăn ngừa phát sinh cố phát triển chúng thực biện pháp để cắt nhanh phần tử bị hư hỏng khỏi mạng điện, để loại trừ tình trạng làm việc không bình thường có khả gây nguy hiểm cho thiết bị hộ dùng điện Để đảm bảo làm việc liên tục phần không hư hỏng hệ thống điện cần có thiết bị ghi nhận phát sinh hư hỏng với thời gian bé nhất, phát phần tử bị hư hỏng cắt phần tử bị hư hỏng khỏi hệ thống điện Thiết bị thực nhờ khí cụ tự động có tên gọi rơle Thiết bị bảo vệ thực nhờ rơle gọi thiết bị bảo vệ rơle (BVRL) Như nhiệm vụ thiết bị BVRL tự động cắt phần tử hư hỏng khỏi hệ thống điện Ngoài thiết bị BVRL ghi nhận phát tình trạng làm việc không bình thường phần tử hệ thống điện, tùy mức độ mà BVRL tác động báo tín hiệu cắt máy cắt Những thiết bị BVRL phản ứng với tình trạng làm việc không bình thường thường thực tác động sau thời gian trì định (không cần phải có tính tác động nhanh thiết bị BVRL chống hư hỏng) Các yêu cầu bảo vệ rơle 2.1 Tính chọn lọc Tác động bảo vệ đảm bảo cắt phần tử bị hư hỏng khỏi hệ thống điện gọi tác động chọn lọc Khi có nguồn cung cấp dự trữ cho hộ tiêu thụ, tác động tạo khả cho hộ tiêu thụ tiếp tục cung cấp điện Nguyễn Hồng Linh_D1H1 Trường Đại Học Điện Lực Đồ Án Môn Học Rơle Hình : Cắt chọn lọc mạng có nguồn cung cấp Yêu cầu tác động chọn lọc không loại trừ khả bảo vệ tác động bảo vệ dự trữ trường hợp hỏng hóc bảo vệ máy cắt phần tử lân cận Cần phân biệt khái niệm chọn lọc: + Chọn lọc tương đối: theo nguyên tắc tác động mình, bảo vệ làm việc bảo vệ dự trữ ngắn mạch phần tử lân cận + Chọn lọc tuyệt đối: bảo vệ làm việc trường hợp ngắn mạch phần tử bảo vệ 2.2 Tác động nhanh Càng cắt nhanh phần tư bị ngắn mạch hạn chế mức độ phá hoại phần tử , giảm thời gian trụt thấp điện áp hộ tiêu thụ có khả giữ ổn định hệ thống điện Để giảm thời gian cắt ngắn mạch cần phải giảm thời gian tác động thiết bị bảo vệ rơ le Tuy nhiên số trường hợp để thực yêu cầu tác động nhanh thỏa mãn yêu cầu chọn lọc Hai yêu cầu mâu thuẫn nhau, tùy điều kiện cụ thể cần xem xét kỹ yêu cầu 2.3 Độ nhạy Bảo vệ rơle cần phải đủ độ nhạy hư hỏng tình trạng làm việc không bình thường xuất phần tử bảo vệ hệ thống điện Thường độ nhạy đặc trưng hệ số nhạy K n Đối với bảo vệ làm việc theo đại lượng tăng ngắn mạch (ví dụ, theo dòng), hệ số độ nhạy xác định tỷ số đại lượng tác động tối thiểu (tức dòng ngắn mạch bé nhất) ngắn mạch trực tiếp cuối vùng bảo vệ đại lượng đặt (tức dòng khởi động) đại lượng tác động tối thiểu Nguyễn Hồng Linh_D1H1 Trường Đại Học Điện Lực Đồ Án Môn Học Rơle Kn = -đại lượng đặt Thường yêu cầu Kn = 1,5 ÷ 2.4 Tính đảm bảo Bảo vệ phải luôn sẵn sàng khởi động tác động cách chắn tất trường hợp ngắn mạch vùng bảo vệ tình trạng làm việc không bình thường định trước Mặc khác bảo vệ không tác động ngắn mạch Nếu bảo vệ có nhiệm vụ dự trữ cho bảo vệ sau ngắn mạch vùng dự trữ bảo vệ phải khởi động không tác động bảo vệ đặt gần chỗ ngắn mạch chưa tác động Để tăng tính đảm bảo bảo vệ cần: + Dùng rơle chất lượng cao + Chọn sơ đồ bảo vệ đơn giản (số lượng rơle, tiếp điểm ít) + Các phận phụ (cực nối, dây dẫn) dùng sơ đồ phải chắn, đảm bảo + Thường xuyên kiểm tra sơ đồ bảo vệ II Các nguyên tắc bảo vệ Bảo vệ dòng điện Bảo vệ dòng điện loại bảo vệ tác động có dòng điện qua phần tử bảo vệ vượt giá trị trước Theo phương pháp đảm bảo tính chọn lọc bảo vệ dòng điện chia làm loại : 1.1 Bảo vệ dòng điện cực đại Bảo vệ dòng điện cực đại loại bảo vệ tác động có dòng điện qua phần tử bảo vệ vượt giới hạn dòng điện làm việc định mức ( Imax) - Thông số khởi động : Dòng khởi động bảo vệ : k k i = at mm I kd lvm k tv Nếu xét đến hệ số sơ đồ hệ số biến đổi ni BI dòng điện khởi động IkđR : k k k i = at mm sd I kd lvm k n tv i Nguyễn Hồng Linh_D1H1 Trường Đại Học Điện Lực Đồ Án Môn Học Rơle Trong : kat : Hệ số an toàn ( kat = 1, – 1,2 ) kmm : Hệ số mở máy ( kmm = – ) ksd : Hệ số sơ đồ, phụ thuộc vào sơ đồ đấu dây BI với rơle ktv : Hệ số trở phụ thuộc vào loại rơle ni : Tỷ số biến đổi BI Chọn thời gian làm việc : Được đảm bảo cách chọn thời gian làm việc bảo vệ kề chọn lờn lượng Δt = 0,3 – 0,5s Trong bảo vệ đặt gần nguồn có thời gian làm việc lớn 1.2 Bảo vệ dòng điện cắt nhanh Bảo vệ dòng điện cắt nhanh loại bảo vệ đảm bảo tính chọn lọc cách chọn dòng điện khởi động bảo vệ lớn trị số dòng điện mở máy lớn qua chỗ đặt bảo vệ hư hỏng đầu phần tử Nguyễn Hồng Linh_D1H1 Trường Đại Học Điện Lực Đồ Án Môn Học Rơle Dòng điện khởi động bảo vệ dòng cắt nhanh: Ikd = kat.Inngmax Trong : kat = 1,2 – 1,3 Inngmax : dòng điện MM lớn có nm phần tử Thời gian làm việc bảo vệ : t ≈ 0s ( t ≤ 0,1 ) Nhược điểm bảo vệ cắt nhanh : không bảo vệ toàn đối tượng cần bảo vệ Vùng tác động bảo vệ cắt nhanh thay đổi thao dạng ngắn mạch chế độ làm việc hệ thống So lệch dòng điện Nguyên tắc tác động : Bảo vệ so lệch dòng điện loại bảo vệ làm việc dựa nguyên tắc so sánh trực tiếp biên độ dòng điện đầu phần tử bảo vệ Nếu sai lệch dòng điện vượt trị số cho trước bảo vệ tác động Vùng tác động bảo vệ so lệch dòng điện giới hạn vị trí đặt tổ máy biến dòng điện đẩu cuối phần tử bảo vệ, từ nhận tín hiệu dòng điện để so sánh Xét làm việc : + Khi bình thường ngắn mạch vùng bảo vệ ( N1 ) I S1 = I s → It1 = It → I = ∆I = I = I − I = R s1 t1 t • Đồ thị vecto : Nguyễn Hồng Linh_D1H1 Trường Đại Học Điện Lực Đồ Án Môn Học Rơle + Khi có ngắn mạch vùng bảo vệ ( N2 ) I S1 ≠ I → I R = ∆I = I I t1 ≠ I t S1 =I −I ≠0 t1 t Đồ thị véctơ : Khi chí có nguồn đầu A =I −I = I t1 t t1 Nếu I R 〉 I kdR bảo vệ tác động I R So sánh pha dòng điện • Đặc tính góc pha dòng điện Nguyễn Hồng Linh_D1H1 Trường Đại Học Điện Lực Đồ Án Môn Học Rơle Bảo vệ so sánh góc pha làm việc dựa nguyên tắc so sánh pha dòng điện đầu phần tử bảo vệ Độ lệch pha ∆ϕ = ϕ − ϕ = Ở chế độ làm việc bình thường có ngắn mạch ( N1) góc pha dòng điện đầu phần tử bảo vệ gần nên = 0° Khi ngắn mạch vùng bảo vệ ( N2) dòng điện đầu phần tử bảo vệ ngược pha nên = 180° Trên thực tế, ảnh hưởng điện dung phân bố bảo vệ nên chế độ làm việc bình thường cung có ngắn mạch # Để cho o bảo vệ không tác động nhầm cần phải chọn góc khởi động : 0kd ≥ ± ( 30 ÷ 60 ) Bảo vệ dòng điện có định hướng công suất Nguyên tắc tác động bảo vệ : Bảo vệ qua dòng điện có định hướng công suất bảo vệ theo trị số dòng điện qua cho đặt bảo vệ góc lệch pha dòng điện với điện áp góp trạm bảo vệ, bảo vệ tác động dòng điện vượt trị số định trước góc pha phù hợp với trường hợp ngắn mạch đường dây bảo vệ Nguyễn Hồng Linh_D1H1 Trường Đại Học Điện Lực Đồ Án Môn Học Rơle Nguyễn Hồng Linh_D1H1 Trường Đại Học Điện Lực Đồ Án Môn Học Rơle ( d) (e) Để tăng cường tính đảm bảo liên tục cung cấp điện ta thường dùng loại mạng điện Bảo vệ dòng cực đại theo nguyên tắc cung cấp không đảm bảo cắt ngắn mạch cách chọn lọc ( ) // Khi ngắn mạch N2 : → t3 < t2 ( I N ) // Ví dụ : Khi ngắn mạch N1 : → t2 < t3 I N Như lúc thực đươc yêu cầu ngược phải dùng bảo vệ cực đại có hướng đảm bảo tính chọn lọc Khi có phận định hướng công suất bảo vệ chia làm nhóm, nhóm tác động theo hướng định VD: Hình c : bảo vệ - 1,3,5 nhóm - 2,4,6 nhóm Các nhóm bảo vệ lẻ tác động với dòng điện ngắn mạch I N/ có hướng từ TG đường dấy Trong nhóm bảo vệ, thời gian làm việc chọn theo nguyên tắc cấp, tăng dần từ cuối đường dây tới nguồn Bảo vệ có hướng bảo vệ mạng hở đầu cung cấp, mạng vòng nguồn cung cấp mạng vòng nguồn cung cấp có đường chéo qua nguồn, hay bảo vệ Nguyễn Hồng Linh_D1H1 Trường Đại Học Điện Lực Đồ Án Môn Học Rơle dòng điện có hướng không bảo vệ mạng vòng có số nguồn cung cấp lớn hoắc mạng vòng có nguồn cung cấp đường chéo qua nguồn Nguyên lí tổng trở Nguyên tắc: Bảo vệ khoảng cách loại bảo vệ làm việc theo giá trị tổng trở Bảo vệ làm việc có thời gian phụ thuộc vào quan hệ điện áp dòng điện đưa vào role góc lệch pha chúng, thời gian tự động tăng lên tăng khoảng cách từ chỗ hư hỏng đến chỗ đặt bảo vệ Bảo vệ tác động : Z R < Z kd Những yếu tố ảnh hưởng đến bảo vệ khoảng cách : + Sai số BU BI + Điện trở độ chỗ ngắn mạch + Hệ số phân bố dòng điện nhánh bị cố với dòng điện chỗ đặt bảo vệ đặc biệt trình dao động điện III Bảo vệ đường dây tải điện Nguyễn Hồng Linh_D1H1 10 Trường Đại Học Điện Lực Đồ Án Môn Học Rơle I k = at I kd k v v Thời gian làm việc chọn bảo vệ dòng điện cực đại làm việc có thời gian Phạm vi nảo vệ bảo vệ loại bảo vệ có thời gian, chúng có tính chọn lọc độ nhạy cao 1.4 Bảo vệ dòng điện có hướng Để tăng cường tính cung cấp cho hộ tiêu thụ người ta thường thiết kế mạng hình vuông mạng có đầu cung cấp Đối với loại bảo vệ bảo vệ dòng điện có thời gian làm việc chọn theo nguyên tắc cấp đảm bảo cắt ngắn mạch cách chọn lọc (a) (b) Hình : Bảo vệ dòng điện có hướng đường dây mạch song song (a) Cách chọn thời gian làm việc bảo vệ ( b ) Với sơ đồ trên, sử dụng bảo vệ dòng điện thông thường thời gian làm việc bảo vệ chọn sau : t2 = t4 = t5 + Δt t1 = t3 = t2 + Δt Δt = ( 0,3 ÷ 0,5 ) Khi bảo vệ có trang bị phân định hướng công suất từ góp vào đường dây không cần phối hợp thời gian tác động BV5, ngắn mạch D3 < N3, bảo vệ không làm việc Trong trường hợp bảo vệ phối hợp thời gian trực tiếp với BVS Vì thời gian làm việc bảo vệ giảm thời gian t2 t4 chọn bé tùy ý Cách chọn thời gian làm việc bảo vệ thể hình vẽ sau : Nguyễn Hồng Linh_D1H1 15 Trường Đại Học Điện Lực Đồ Án Môn Học Rơle Hình : Phối hợp đặc tuyến thời gian bảo vệ dòng điện có hướng lưới điện có hai nguồn cung cấp Phạm vi ứng dụng : bảo vệ dòng điện có hướng sử dụng mạng kín có nguồn cung cấp, mạng hở có nguồn cung cấp, mạng phức tạp mạng kín có nguồn cung cấp trở nên mạng vòng Nguyễn Hồng Linh_D1H1 16 Trường Đại Học Điện Lực Đồ Án Môn Học Rơle có nguồn cung cấp cho đường chéo không qua nguồn dùng bảo vệ 1.5 Bảo vệ dòng cắt nhanh có hướng • Sơ đồ (a) (b) Hình : Bảo vệ dòng điện cắt nhanh hướng ( a ), có hướng ( b ) Trong : dòng ngắn mạch lớn Inngmax = max { InngmaxA ; InngmaxB } InngmaxA : Dòng ngắn mạch lớn chạy qua bảo vệ từ phía A ( N1 ) InngmaxB : Dòng điện ngắn mạch lớn chạy qua bảo vệ từ phía B ( N2 ) Dòng khởi động chọn theo : Ikd = kat.INngmax INngmax = max { { InngmaxA ; InngmaxB } Nếu công suất nhà máy nguồn đầu dây khác nhiều : LCNA + LCNB < LAB Có nghĩa tồn phần đường dây mà sảy cố bảo vệ cắt nhanh đầu dây không làm việc Để mở rộng vùng bảo vệ cắt nhanh nhiều trường hợp nguồn CSNM chênh lệch nhiều để đặt thêm phận định hướng công suất đầu Nguyễn Hồng Linh_D1H1 17 Trường Đại Học Điện Lực Đồ Án Môn Học Rơle có nguồn yếu ( đầu B ) Khi dòng điện khởi động bảo vệ cắt nhanh hai đầu đường dây chọn khác : IkđA = kat.INngmaxA IkđB = kat.INngmaxB Như đặt đầu dây yếu phận định hướng công suất vùng bảo vệ cắt nhanh đầu mở rộng nhiều Bảo vệ so lệch dòng điện 2.1 Bảo vệ so lệch dòng điện có hãm Hình 7: Sơ đồ nguyên lí (a) đồ thị vecto dòng điện làm việc dòng điện hãm IH có ngắn mạch ( b ) ( c ) Dòng điện so lệch : Is1 = ΔI = IT1 – IT2 = ILV Còn dòng điện hãm : IH = IT1 + IT2 Trong chế độ làm việc bình thường ngắn mạch vùng bảo vệ, dòng điện làm việc bé nhiều so với dòng điện nên role so lệch không làm việc Khi có ngắn mạch vùng bảo vệ dòng điện đầu đổi chiều lúc Iw > IH nên role so lệch làm việc Trường hợp chí có nguồn cung cấp ( chẳng hạn từ đầu ) có cố sảy vùng bảo vệ, dòng điện cố chạy qua đầu, : ILV = IH = IT1 Để bảo vệ có thời gian làm việc trường hợp này, dòng điện làm việc phải chọn lớn dòng điện hãm, nghĩa : −1.I Iw = k H H −1 = 0, ÷ 0,5 Trong : kH hệ số hãm, kH < thường chọn k H Nguyễn Hồng Linh_D1H1 18 Trường Đại Học Điện Lực Đồ Án Môn Học Rơle Giới hạn hệ số hãm chọn cho miền có dòng điện ngắn mạch bé để nâng cao độ nhạy bảo vệ, miền có dòng điện ngắn mạch lớn thương chọn cho hệ số hãm cao để ngăn chặn tác động nhầm cách chắn Hình : Đặc tính làm việc bảo vệ so lệch có hãm ( 1) tương quan dòng điện làm việc Iw dòng điện hãm IH ngắn mạch bảo vệ nguồn cung cấp từ phía ( ) 2.2 Bảo vệ so lệch dùng dây dẫn phụ Để thực nguyên lí so lệch, dòng điện đầu phần tử bảo vệ phải đo so sánh với Nếu hai phần tử bảo vệ nằm gần ( cuộn dây MF, MBA…) nối trực tiếp tổ máy BI với role so lệch dùng chung để cắt máy cắt có liên quan đường dây tác điện cần phải dùng bảo vệ, tác động cắt máy cắt đầu đường dây Các phận bảo vệ nối với qua kênh thông tin : dây dẫn phụ, cáp thông tin, RLC…Đối với đường dây ngắn sử dụng dây dẫn phụ Sơ đồ bảo vệ so lệch dòng điện dùng dây dẫn phụ có loại : loại dòng điện tuần hoàn loại cân điện áp Sơ đồ dòng điện tuần hoàn cân dây dẫn phụ, sơ đồ cân điện áp cần dùng dây Cả sơ đồ thường dùng nguyên lí hãm Nhược điểm sơ đồ bảo vệ so lệch dòng điện dùng dây dẫn phụ : Điện áp cảm ứng dây dẫn phụ chế độ ngắn mạch chạm đất trêm đường dây bảo vệ có trị số lớn gây nguy hiểm cho người thiết bị thứ cấp Nguyễn Hồng Linh_D1H1 19 Trường Đại Học Điện Lực Đồ Án Môn Học Rơle Dây dẫn phụ dài xác suất cố dây dẫn phụ cao, dây dẫn phụ bị đứt làm bảo vệ tác động nhầm, dây dẫn phụ chạm bảo vệ không làm việc trường hợp vùng bảo vệ Thành phần chiều dòng cố làm cho biến dòng bị bão hòa nặng Hình : Bảo vệ so lệch dòng điện làm việc theo nguyên tắc dòng điện tuần hoàn có hãm dùng điện áp Nguyễn Hồng Linh_D1H1 20 Trường Đại Học Điện Lực Đồ Án Môn Học Rơle Hình 10 : Bảo vệ so lệch dòng điện làm việc theo nguyên tắc cân dòng điện có hãm Dùng dây dẫn phụ Phạm vi ứng dụng : Vì hạn chế nêu nên bảo vệ so lệch dòng điện có hãm dùng dây dẫn phụ sử dụng đoạn đường dây ngắn tải công suất lớn Với đường dây có chiều dài lớn hơn, nguyên lí so lệch thường sử dụng kết hợp với kênh truyền cáp cáp quang viba chẳng hạn bảo vệ so sánh pha dòng điện 2.3 Bảo vệ so sánh dòng điện Nguyên tắc : dòng điện hai đầu đường dây so sánh với theo pha thông qua công cụ để so sánh hai tổ hợp pha dòng điện hai đầu đường dây Việc so sánh tiến hành cho hai nửa chu kỳ ( dương, âm ) theo nửa chu kỳ Nguyễn Hồng Linh_D1H1 21 Trường Đại Học Điện Lực Đồ Án Môn Học Rơle Hình 11 : Sơ đồ khối bảo vệ so sánh pha dòng điện pha riêng biệt Nguyên lí làm việc : dòng điện khởi động đầu thông qua máy biến dòng trung gian BIG ( làm nhiệm vụ cách ly mạch bảo vệ tạo tín hiệu chuẩn cho sơ đồ bảo vệ ) lọc hai bảo L1 tạo nên tín hiệu chuẩn hình sin S1 Thông qua chuyển dạng sóng ( từ sin sang hình chữ nhật ) DS tạo đầu sóng hình chữ nhật SiR S1R đưa vào đầu vào so sánh pha SP Mặt khác, S1R đưa qua lọc biến tần BT lọc L2 đưa vào phát P để thông tin pha φ1 dòng điện đầu thông qua kênh truyền sang phía đôi diện Dòng điện đầu đôi diện ( đầu ) tương tự để đưa tín hiệu S2R đến đầu Các tín hiệu S1R S2R so sánh với so sánh pha SP Nếu tín hiệu trùng pha chẳng hạn trễ TG vào đường dây đầu so sánh pha SP xuất tín hiệu S3, tín hiệu kết hợp với tín hiệu khởi động gửi tín hiệu cắt máy cắt Trong trường hơp này, bỏ qua dòng điện tải đường dây ta thấy, có ngắn mạch vùng bảo vệ hai tín hiệu đầu vào S1R S2R có khoảng trống ( tín hiệu ) Nếu góc lệch pha hai dòng điện hai Nguyễn Hồng Linh_D1H1 22 Trường Đại Học Điện Lực Đồ Án Môn Học Rơle đầu I1; I2 bé 180° - θ kd ( với θ kd góc khóa bảo vệ ) đầu SP xuất tìn hiệu S3 Khi có ngắn mạch vùng bảo vệ dòng điện hai đầu ngược nên hai tín hiệu S1R S2R lấp kín khoảng trống hai nửa chu kỳ nên đầu SP không xuất tín hiệu S3, máy cắt không cắt Để tiết kiệm số lượng kênh thông tin sử dụng vào mục đích truyền tín hiệu pha dòng điện, người ta thường tổ hợp dòng điện pha theo quy luật thông qua BI cộng, thường người ta tổ hợp TP đối xứng dòng điện pha Bảo vệ khoảng cách Role khoảng cách dùng vảo vệ đường dây truyền tải thường có nhiều vùng tác động, chẳng hạn trước vùng sau ( theo hướng tác động từ góp vào đường dây nơi đặt role khoảng cách ) Các vùng tác động phía trước làm nhiệm vụ dự phòng cho cho bảo vệ đoạn liền kề Nguyễn Hồng Linh_D1H1 23 Trường Đại Học Điện Lực Đồ Án Môn Học Rơle Hình 12 : Phối hợp tổng trở khởi động đặc tính thời gian vùng tác động bảo vệ khoảng cách a) Sơ đồ lưới điện b) Phối hợp đặc tính khởi động thời gian làm việc vùng Ngược với cách chọn thời gian bảo vệ dòng điện ngắn mạch gần chỗ đặt bảo vệ loại trừ nhanh, độ chênh lệch thời gian làm việc vùng bảo vệ liền kề chọn bảo vệ dòng điện Vùng thứ bảo vệ với thời gian làm việc t I = bao trùm khoảng 80 ÷ 90 % chiều dài đường dây bảo vệ, nghĩa tổng trở khởi động Z AI vùng thứ bảo vệ đặt đầu A đường dây AB chọn theo biểu thức : Z AI = kat Z AB với kat < Nguyễn Hồng Linh_D1H1 24 Trường Đại Học Điện Lực Đồ Án Môn Học Rơle kat = 0,8 role kat = 0,95 ; 0,9 role số Tổng trở khởi động vùng thứ II bảo vệ đấu A cần phối hợp với vùng thứ II bảo vệ đoạn ( đầu B ) theo biểu thức : Z AII = kat ( Z AB + Z BI ) Trong : Z BI : tổng trở khởi dộng vùng thứ bảo vệ đặt đầu B kat : chọn Tương tự vậy, tính tổng trở hoạt động vùng thứ III Z AIII = kat [Z AB + kat ( Z BC + Z CI )] Thông thường tổng trở khởi động cấp II khoảng 20% đoạn đường dây Còn vùng III thường bao trùm lấy toàn chiều dài đường dây dài để làm bảo vệ dự phòng cho đoạn dây Bảo vệ so sánh hướng Để loại trừ nhanh cố người ta xác định hướng công suất ngắn mạch từ hai đầu dây so sánh với ( qua kênh tín hiệu ) Trong mạng có điện trở trạm đất lớn, dùng thêm bảo vệ so sánh hướng thứ tự không để tăng thêm độ nhạy Sơ đồ nguyên lí : Hình 13 : Sơ đồ nguyên lí bảo vệ so sánh hướng công suất thứ tự không truyền tín hiệu cho phép Khi ngắn mạch chạm đất đường dây bảo vệ phận định hướng công suất gửi tín hiệu cắt máy cắt đầu đồng thời gửi tín hiệu cho phép ( CP ) sang bảo vệ đầu đối diện Tín hiệu cắt xuất đồng thời với tín hiệu Nguyễn Hồng Linh_D1H1 25 Trường Đại Học Điện Lực Đồ Án Môn Học Rơle cho phép từ đầu đối diện thông qua cổng tác động máy cắt với thời gian cắt bé Để đảm bảo cắt máy cắt trường hợp ngán mạch đường dây bảo vệ kênh truyền tin bị trục trặc ( nhận tín hiệu cho phép từ đầu đối diện ) làm dự phòng cho đường dây Bảo vệ hướng công suất thứ tự không gửi tín hiệu cắt máy cắt đầu thông qua role RT Sơ đồ có nhược điểm cắt nhanh ngắn mạch đường dây cắt từ phía tín hiệu cho phép cố loại trừ với thời gian đặt RT 5.Bảo vệ chống chạm đất lưới điện 5.1 Bảo vệ dòng điện thứ tự không Bảo vệ dòng điện thứ tự không thường sử dụng cho lưới điện hình tia cung cấp nguồn với dòng điện chạm đất chạy qua chỗ đặt bảo vệ vượt giá trị định : I D = I A = 3.I N = 3i ω ( Udđ ) Phụ thuộc vào cấp điện áp lưới điện điện dùng tổng đẳng trị đất phần tử nối đất trực tiếp điện với lưới điện Dòng điện thường bé nhiều so với dòng điện tải cực đại đường dây bảo vệ Thời gian làm việc bảo vệ lưới điện thường phân phối theo nguyên tắc bậc thang bảo vệ dòng điện thông thường 5.2 Bảo vệ dòng điện thứ tự hướng Bảo vệ thường sủ dụng lưới điện có trung tính không nối đất trực tiếp nối đất qua cuộn dây hồ quang Với lưới điện có trung tính cách điện với đất bảo vệ phản ứng theo hướng TP điện dung công suất chạm đất, lưới điện có trung tính nối đất qua cuộn petersen bảo vệ phản ứng theo thành phần tác dụng công suất chạm đất Công suất cố hướng đến điểm cố Nguyễn Hồng Linh_D1H1 26 Trường Đại Học Điện Lực Đồ Án Môn Học Rơle Hình 14 : Sơ đồ nguyên lí sử dụng chung cho toàn trạm Một xác định hướng công suất thứ tự không, có đối nôi mạch điện thứ tự không đường dây 5.3 Bảo vệ chống đất chập chờn Các sơ đồ bảo vệ chống chạm đất xét thường áp dụng để bảo vệ chống dạng chậm đất ổn định bảo vệ sử dụng đại lượng đầu vào ( Uo, Io ) xác lập Bằng cách đo đại lượng độ dòng áp thứ tự không thời điểm đầu trình, phát cố chạm đất trước trở thành cố ổn định phát điểm xảy cố chập chờn Nguyên lí làm việc bảo vệ chống chạm đất chập chờn dựa tượng dòng điện độ xảy chạm đất mạng có trung tính cách điện nối đất qua cuộn dập hồ quang có trị số lớn Sóng dòng điện độ chu kỳ đầu lớn dòng điện chạm đất xác lập gấp nhiều lần Dấu dòng điện nửa chu kỳ trình độ sử dụng để xác định hướng cố Sơ đồ nguyên lý : Nguyễn Hồng Linh_D1H1 27 Trường Đại Học Điện Lực Đồ Án Môn Học Rơle Hình : Nguyên lí sơ đồ bảo vệ chống chạm đất chập chờn Bảo vệ thường sủ dụng kết hợp với bảo vệ chống chạm đất ổn định xét để bảo vệ cho hệ thống nối đất qua cuộn petersen Nguyễn Hồng Linh_D1H1 28 Trường Đại Học Điện Lực Đồ Án Môn Học Rơle B PHẦN BÀI TẬP Chương : Chọn Máy Biến Dòng Điện Sơ đồ : B1 HT MC1 MC2 D1 BI1 tpt1 B2 115 kV D2 BI2 tpt2 P2 P1 24 kV P2 = 40 MW I pt = P2 40000 = = 1069,167 A 3.U dm cosϕ 3.24.0,9 • Dòng điện làm việc cực đại : Ilv2max = k.Ipt2 = 1,4.1069,167 = 1496,834 A Chọn BI có • Dòng điện làm việc dây 1: Nguyễn Hồng Linh_D1H1 29 Trường Đại Học Điện Lực