Tài liệu bảo vệ role chương4.pdf

Tài liệu bảo vệ role chương4.

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP HCM CHƯƠNG TT CÔNG NGHỆ ĐIỆN BẢO VỆ HỆ THỐNG ĐIỆN CÔNG NGHIỆP Hiện trình cung cấp điện công nghiệp nhà máy trở nên mở rộng phức tạp hơn, yêu cầu độ tin cậy ngày cao hơn, điều làm cho việc bảo vệ điều khiển hệ thống điện công nghiệp khó khăn , Chúng ta sử dụng kỹ thuật bảo vệ dùng cho hệ thống điện cao áp cấp điện áp thấp để áp dụng bảo vệ cho hệ thống này, nhiên hệ thống điện công nghiệp có nhiều vấn đề đặc biệt cần quan tâm riêng 4.1 PHÂN LOẠI CÁC BẢO VỆ Trong việc cung cấp điện hệ thống điêïn công nghiệp tiêu biểu bảo vệ máy cắt (CB) kết hợp với rơle chống chạm đất dòng cầu chì, có khả chọn lọc cách ly phần cố hệ thống 4.1.1 Cầu chì Để bảo vệ mạch điện thiết bị điện mạng phân phối công nghiệp đơn giản dùng cầu chì (CC) CC có định mức dòng điện khác tương ứng với dòng điện làm việc liên tục cho phép, CC mắc nối tiếp với tải tiêu thụ mang dòng điện tải Nếu dòng điện tải qua CC vượt định mức cầu chì CC nóng chảy đứt cách li phần tửû bị cố khỏi mạch điện Cầu chì phần bảo vệ dòng cầu chì bị nóng chảy nhiệt có dòng điện qua Đối với cầu chì làm việc mạng lưới lớn 600V cầu chì gọi cầu chì công suất Theo tiêu chuẩn người ta phân biệt cho cầu chì mạng điện cao từ 2KV đến 20KV làm loại : cầu chì tự rơi (FCO) cầu chì công suất a) Cầu chì tự rơi mạng phân phối (FCO) Cầu chì tự rơi thiết kế cho mạng phân GIÁO TRÌNH BẢO VỆ RƠ LE VÀ TỰ ĐỘNG HOÁ TRONG HTĐ Trang 69 TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP HCM TT CÔNG NGHỆ ĐIỆN đầu nối dây điện giá gắn đầu nối dây điện cách điện đế sắt cách điện b) ống giữ dây chì a) đầu nối dây điện ống giữ dây chì Hình 4.1 FCO cho trạm (a) đầu trụ (b) đầu nối dây điện phối có điện 35KV thường gắn trụ đường dây không Cầu chì công suất thiết kế cho truyền tải, nhà, trạm, nhà máy Cả cầu chì thay toàn hay phần dây chì sau dây chì đứt Dây chì chế tạo từ thiết, bạc hay kim loại đặc tính chảy theo thời gian FCO tiêu biểu dùng cho trạm hay trụ cho (H.4.1) Dây chì chứa ống dài gọi giữõ dây chì làm vật liệu cách điện, ống giữ thiết kế tháo rời dễ dàng FCO làm việc cầu chì bảo vệ dao cách ly thao tác được, cho phép người vận hành mở mạch tay Khi cắt dòng điện tải lớn FCO chế tạo phận đặc biệt để phân tán hồ quang tạo lúc ngắt mạch FCO (H.4.1) có dạng hở, nhiều dạng FCO thiết kế ốùng giữ dây chì tự rơi dây chì nóng chảy ngắt mạch điều tiện lợi quan sát vị trí , trạng thái cầu chì bảo đảm an toàn cho người vận hành sửa chữa Dây chì thây đặt ống giữ dây chì Một dạng ống giữ dây chì tiêu biểu vẽ (H.4.2) Dây chì chảy thoá đầu ống giư,õ dây chì đưa vào ống giữ thông qua ống phụ, lò xo, dây mềm dễ đảm bảo phần tiếp xúc tốt phần điện b) Các loại dây chì Cầu chì thiết kế cho nhiều áp dụng khác với đặc tính làm việc khác đáp ứng cho yêu cầu bình thường đặc biệt GIÁO TRÌNH BẢO VỆ RƠ LE VÀ TỰ ĐỘNG HOÁ TRONG HTĐ Trang 70 TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP HCM TT CÔNG NGHỆ ĐIỆN ống giữ dây chì Dây nối Lò xo Dây chì ống che Hình 4.2 ống giữ dây chì * Cầu chì ngắt dòng ZERO: loại cầu chì phổ thông mô tả phận cắt dòng qua không, cầu chì phải chờ dòng qua zero trước việc ngắt hoàn tất Loại thông dụng ứng dụng tiện lợi dùng cho sơ cấp MBA phân phối, bảo vệ động cơ, bảo vệ tải công nghiêp Cầu chì dùng mạng phân phối thường loại : loại thổi loại đầy kín Loại thổi có lỗ để thoát hồ quang Trong cầu chì loại đầy kín hồ quang dập tắt qua vật liệu làm đầy kín , chẳng hạng vật liệu dạng hột, lỏng hay rắn Nhà chế tạo thường dùng nguyên tắt để kéo dài làm nguội hồ quang ngắt dòng điện an toàn Năng lượng tạo áp suất hồ quang làm rơi ống giữ dây chì mà mắt thường dễ dàng nhìn thấy cầu chì tác động Một ưu điểm cầu chì dễ dàng thây giá thành hợp lý Loại chế tạo với giá trị định mức khác dễ dàng phối hợp với bảo vệ khác Ngoài cầu chì kể có cầu chì dầu cầu chì chân không * Cầu chì hạn chế dòng: cầu chì loại bị nóng chảy dòng điện nằm giới hạn dòng điện định cho trước, đột ngột tạo điện hồ quang cao để giảm biên độ dòng điện Cầu chì khác với cầu chì cắt dòng zero Nguyên tắc hạn chế dòng hay hạn chế lượng thực việc tạo điện trở cao mạch điện (H.4.3) cho biết dạng sóng dòng GIÁO TRÌNH BẢO VỆ RƠ LE VÀ TỰ ĐỘNG HOÁ TRONG HTĐ Trang 71 TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP HCM TT CÔNG NGHỆ ĐIỆN điện ngắt mạch đối xứng qua trục thời gian, giá trị dòng qua không bị dời dòng ngắt cầu chì Khi cầu chì tác động dòng điện xuống không lúc điện tiến tới không, hạn chế dòng điện cực đại trị số gọi dòng điện đứt 2,0 1,5 1,0 I(đvtđ) Dòng ngắn mạch Điện Dòng đứt 0,5 H 4.3: Cầu chì hạn chế dòng điện ngắn mạch 0,0 -0,5 -0,1 t1 t Thời gian ngắt NM Có dạng cầu chì 15 2 hạn chế dòng 0 Loại thứ nhất: cầu chì khả cắt cao (HRC) Loại hiệu dòng điện cố lớn khả cắt đứt dòng điện thấp nên phải kết hợp với phần tử khác để cắt dòng điện thấp Loại thứ 2: cầu chì phổ thông, theo tiêu chuẩn ANSI loại ngắt dòng mà làm cầu chì tác đôïng vòng hay ngắn Loại thứ 3: loại tầm rộng thiết kế để ngắt dòng mà làm dây chì chảy điều kiện dây chì bình thường Phương pháp tốt để tính hiệu cầu chì hạn chế dòng tính hệ số I2t Thành phần thứ làm lượng nóng chảy I2t xác định tính toán thành phần thứ xảy hồ quang bất đầu tiếp tục tới lúc ngắt dòng điện hoàn toàn Thành phần sau xác định thực nghiệm Từ (H.4.3) tương ứng thời gian làm việc dây chì gồm giai đoạn : _ Thời gian để dòng điện cố làm nóng chảy dây chì gọi thời gian trước hồ quang (t1) _ Thời gian để dâïp tắt hồ quang cách li mạch điện gọi thời gian hồ quang (t2) Cầu chì phải đáp ứng yêu cầu sau: thứ dập tắt hồ quang, thứ hai phải chịu điện định mức dây chì bị đứt thứ ba cầu chì dễ dàng phối hợp với cầu chì khác phận bảo vệ khác GIÁO TRÌNH BẢO VỆ RƠ LE VÀ TỰ ĐỘNG HOÁ TRONG HTĐ Trang 72 T(s) TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP HCM TT CÔNG NGHỆ ĐIỆN * Cầu chì đặc biệt:Cầu chì đặc biệt dùng để đáp ứng trường hợp đặc biệt Dùng cho bảo vệ tụ điện đóng ngắt tụ điện có dòng nhảâûy vọt tần số cao Có thể dùng cầu chì làm việc song song Trong thực tế thường không dùng hai cầu chì đấu song song để bảo vệ cho mạch điện không đảm bảo hai cầu chì cực tính ngắt xác lúc Loại cầu chì đặc biệt dùng cho mạch tăng tải c) Đặc tính thời gian –dòng điện (T - C) cầu chì: Một trongnhững loại cầu chì công suất ký hiệu“E”có đậc tính TC cho bảng 4.1 Bảng 4.1: đặc tính chảy T – C cầu chì loại E Dòng điện đường dây Thời gian nóng chảy chì Dòng liên tục 100A thấp 300s 200 – 240% định mức Trên 100A 600s 200 – 264% định mức Cầu chì công suất có giá trị dòng điện liên tục định mức laø 0,5; 1,2; 3,5; 7,10; 15; 20; 30; 40; 50; 65; 80; 100; 125; 150; 200; 300 400A Điện định mức cực đại cho bảng 4.2 Bảng 4.2: điện định mức cầu chì loại E Điện l/v định Điện cực đại định mức (KV) mức (KV) 2,4 * 2,75 * 4,8 * 5,30 * 7,2 8,25 13,8 * 15,00 * 14,4 15,5 23,0 25,8 34,5 38 46,0 48,3 69,0 115,0 121 38,0 145 161,0 169 Ghi chú: * dùng cho nhà Cầu chì dùng nơi mà phí tổn máy cắt phụ kiện không kinh tế có vài yếu tố liên quan đến việc chọn lực cầu chì thiết bị khác chẳng hạn GIÁO TRÌNH BẢO VỆ RƠ LE VÀ TỰ ĐỘNG HOÁ TRONG HTĐ Trang 73 TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP HCM TT CÔNG NGHỆ ĐIỆN chống dao động tần số, thu hồi vốn đầu tư nhanh, cầu chì loại E dùng nhiều trường hợp: Bảo vệmáy biến áp đo lường Bảo vệ MBA động lực Bảo vệ tụ điện Bảo vệ tuyến điện cao Cầu chì công suất đặt nhà trời loại thổi hay loại hạn chế dòng Việc lựa chọn phụ thuộc vào vi trí giá trị định mức Tuỳ loại thổi đặt trời nơi có phòng rộng Đặt nhà thường đặt loại hạn chế dòng Loại E loại cầu chì dòng điện, nghóa trị số định mức phải lớn dòng tải liên tục cực đại Quá tải xảy thời gian chảy cầu chì thay đổi đặc tính Như lựa chọn cầu chì cần quan tâm đến thời gian tải, chẳng hạn dòg điện khởi động lớn Dòng điện trì hoãn nhảy vọt MBA chịu nhâùt 12 lần dòng sơ cấp MBA khoảng 1/10 giây (xem dòng nóng chảy cầu chì) Ở mạng phân phối cầu chì thường dùng bảo vệ phát tuyến, có chiều dài tương đối ngắn phụ tải nhỏ Dây chì mạng phân phối có dạng kí hiệu K T khác chúng thời gian gian nóng chảy chì tương đối, mà đánh giá tỷ số tốc độ nóng chảy Tỉ số tốc độ nóng chảy = (dòng điện làm cho chảy 0,1s/ dòng điện làm dây chì chảy 300 hay 600s) Ở công thức dùng giá trị thời gian 300s cầu chì định mức 100A nhỏ hơn, 600s dùng cho dây chì có định mức 140 200A dòng điện làm dây chì nóng chảy loại K T cho bảng 4.3 bảng 4.4 Bảng 4.3 Dòng điện nóng chảy dây chì loại K(nhanh) Dòng liên tục định mức Dòng nóng chảy 300 600s Min Max Dòng nóng chảy 10s Min Max Dòng nóng chảy 0,1s Min Max Tỷ lệ tốc độ Định mức chuẩn GIÁO TRÌNH BẢO VỆ RƠ LE VÀ TỰ ĐỘNG HOÁ TRONG HTĐ Trang 74 TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP HCM 10 15 25 40 65 100 140 200 12,0 19,5 31,0 50.0 80,0 128,0 200,0 310,0 480,0 14,4 23,4 37,2 60,0 96,0 153,0 240,0 372,0 576,0 08 12 20 30 50 80 15,0 25,0 39,0 63,0 101,0 160,0 18,0 30,0 47,0 76,0 121,0 192,0 2,0 4,0 6,0 2,4 4,8 7,2 13,5 20,5 34,0 22,5 37,0 55,0 60, 90,0 98,0 146,0 237,0 159,0 258,0 388,0 430,0 650,0 1150,0 760,0 Định mức trung gian 18,0 27,0 44,0 29,0 71,0 48,0 77,5 115,0 188,0 126,0 307,0 205,0 Định mức 6A + 10,0 + 10,0 + 10,0 TT CÔNG NGHỆ ĐIỆN 72,0 128,0 215,0 350,0 565,0 918,0 1520,0 2470,0 3880,0 68,0 154,0 258,0 420,0 680,0 1100,0 1820,0 2970,0 4650,0 6,0 6,6 6,9 7,0 7,1 7,2 7,6 8,0 8,1 97,0 166,0 273,0 447,0 719,0 1180,0 116,0 199,0 328,0 546,0 862,0 1420,0 6,5 6,6 7,0 7,1 7,1 74,0 + + + 58,0 58,0 58,0 - Baûng 6.4 dòng điện nóng chảy dây chì loại T(chậm) Dòng liên tục định mức 10 15 25 40 65 100 140 200 Dòng nóng chảy 300 600s Min Max 12,0 19,5 31,0 50.0 80,0 128,0 200,0 310,0 480,0 14,4 23,4 37,2 60,0 96,0 153,0 240,0 372,0 576,0 Dòng nóng chảy 10s Min Max Dòng nóng chảy 0,1s Min max Định mức chuẩn 15,3 23,0 26,5 40,0 44,5 67,0 73,5 190,0 120,0 178,0 195,0 291,0 319,0 475,0 520,0 775,0 850,0 1275,0 120,0 224,0 388,0 635,0 1040,0 1650,0 2620,0 4000,0 6250,0 GIÁO TRÌNH BẢO VỆ RƠ LE VÀ TỰ ĐỘNG HOÁ TRONG HTĐ Tỷ lệ tốc độ 100 11,5 12,5 12,7 13,0 12,9 13,1 12,9 13,0 Trang 75 TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP HCM 08 12 20 30 50 80 15,0 25,0 39,0 63,0 101,0 160,0 18,0 30,0 47,0 76,0 121,0 192,0 2,0 4,0 6,0 2,4 4,8 7,2 Định mức trung gian 20,0 31,0 52,0 34,5 57,0 85,0 93,5 138,0 226,0 152,0 248,0 370,0 Định mức 6A + 11,0 + 11,0 + 11,0 TT CÔNG NGHỆ ÑIEÄN 166,0 196,0 496,0 8120,0 1310,0 20800,0 199,0 355,0 595,0 975,0 1570,0 2500,0 6,5 6,6 7,0 7,1 7,1 7,4 + + + 100,0 100,0 100,0 - Nhận thấy sơ đồ tốc độ nóng chảy loại K nằm khoảng 0,6 đến 8,1 loại T từ 10 đến 13 Đường cong T_C dây chì có dạng : thời gian nóng chảy lớn thời gian đứt tổng (lớn nhất) Đường cong tiêu biểu vẽ ở(H.4.4), (H.4.5) (H.4.6) Thời gian nóng chảy nhỏ là thời gian đứt chì trung bình đo thử nghiệm điện thấp hồ quang xảy Như dòng điện cho, thời gian để cầu chì ngắt tượng trưng thời gian nóng chảy phải nằm khoảng sai số cho tiêu chuẩn bảng(4.3) (4.4) Thử nghiệm thứ hai cho cầu chì làm việc điện cao(khoảng 7200V) đo thời gian ngắn tổng bao gồm thời gian chảy dây chì thời gian hồ quang Hai thời gian thể tầm thời gian cắt cố dòng điên ngắn mạch biết Đường cong ngắt tổng dùng để phối hợp với đặc tính nóng chảy nhỏ cầu chì lớn đặt phía đầu nguồn Tương tự đường cong nóng chảy nhỏ dùng phối hợp với thời gian ngắt tổng cầu chì nhỏ đặt phía tải GIÁO TRÌNH BẢO VỆ RƠ LE VÀ TỰ ĐỘNG HOÁ TRONG HTĐ Trang 76 TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP HCM TT CÔNG NGHỆ ĐIỆN 1000 t (s ) 1000 t (s ) 100 100 10 10 15Tmin 15K max 0,1 0,1 15K 15Kmin 0.01 0.01 10 101 10 101 10 10 10 10 I ( A) I ( A) Hình 4.4: Đường cong nóng chảy nhỏ Hình 4.5: họ đường cong nóng loại K T có định chảy nhỏ cầu chì loại K (H.4.4) so sánh đặc tính T – C nóng chảy nhỏ loại K T có định mức (H.4.5) cho đặc tính nóng chảy nhỏ cắt tổng cầu chì loại K (H.4.6) giới thiệu họ đường cong nóng chảy nhỏ cầu chì K Nhận thấy với dòng lớn dòng khởi động nhỏ nhất, dây chì T nóng chảy chậm dây chì K Sự khác đặc tính dây chì cho ta liên hợp việc chọn lựa để phối hợp cho mạch bảo vệ khác với vòng NM khác Cầu chì dùng cho mạng phân phối có điện áp định mức thông dụng:7,2; 14,4; 17,7KV hay gía trị cực đại 7,8; 15 18 KV mở chì Các thiết bị chì sử dụng hộp hay (FCO) có định mức thông thường 14,4 25KV hay tối đa 15 27KV GIÁO TRÌNH BẢO VỆ RƠ LE VÀ TỰ ĐỘNG HOÁ TRONG HTĐ Trang 77 TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP HCM 1000 10 200 10 2540 140 t (s) 65 15 TT CÔNG NGHỆ ĐIỆN Hình 4.6 họ đường cong nóng nóng chảy nhỏ cầu chì loại K 100 10 0,1 0.01 102 10 103 104 I ( A) d) Đặc tính phối hợp dây chì Theo (H.4.4) ; (H.4.5); (H 4.6) ta có loại dây chì chọn có hình dạng tương tự phối hợp dể dàng với Khi dùng lúc loại K T khó phối hợp với việc phối hợp cho loại chì có cỡ gần thự Thự tế loại chì cho phối hợp dễ dàng với chì loại Tuy nhiên thời gian phát hồ quang tính tổng thời gian cắt để nhầm xác định việc phối hợp với phía nguồn, có dòng cực phối hợp cho an toàn, chì loại Giới hạn phối hợp phụ thuộc vào loại chì sử dụng Nhà chế tạo thường cung cấp đặc tính phối hợp, tương tự đặc tính bảng 4.5 4.6 để giới hạn phối hợp đề nghị dùng loại chì cụ thể Trong giới hạn ta tham khảo chọn cầu chì “trên” (gần nguồn) cầu chì “dưới” (xa nguồn (H.4.7) Bảng 4.5 phối hợp cầu chì loại K GIÁO TRÌNH BẢO VỆ RƠ LE VÀ TỰ ĐỘNG HOÁ TRONG HTĐ Trang 78 TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP HCM Định mức dây chì “dưới” Dây chì Loại chì 6k 8k 10k 12k 15k 20k 25k 30k 40k 50k 60k 80k 100k 140k TT CÔNG NGHỆ ĐIỆN Định mức dây chì “trên” 10K K 12K 15K 20K 25K 30K 40K 50K 65 K 80K 100K 140K 200K Dòng cố lớn qua cầu chì (A) 190 350 510 650 840 1060 1340 1700 2200 2800 3900 5800 9200 210 440 650 840 1060 1340 1700 2200 2800 3900 5800 9200 300 540 840 1060 1340 1700 2200 2800 3900 5800 9200 320 710 1050 1340 1700 2200 2800 3900 5800 9200 430 870 1340 1700 2200 2800 3900 5800 9200 500 1100 1350 2200 2800 3900 5800 9200 660 1350 2200 2800 3900 5800 9200 850 1700 2800 3900 5800 9200 1100 2200 3900 5800 9200 1450 3500 5800 9200 2400 5800 9200 4500 9200 2000 9100 4000 Bảng 4.6 phối hợp cầu chì loại T Định mức dây chì “dưới” Dây chì Loại chì 6T 8T 10T 12T Định mức dây chì “treân” 10 12T 15T 20T 25 T T T Dòng cố lớn B bảo vệ A 350 600 920 1200 1500 375 800 1200 1500 530 1100 1500 680 1280 30 T 40 T 50T 200 200 200 200 254 254 254 254 3200 4100 5000 6100 9700 15.200 3200 4100 5000 6100 9700 15.200 3200 4100 5000 6100 9700 15.200 3200 4100 5000 6100 9700 15.200 GIAÙO TRÌNH BẢO VỆ RƠ LE VÀ TỰ ĐỘNG HOÁ TRONG HTÑ 65T 80T 100 T 140 T 200T Trang 79 TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP HCM 3200 4100 5000 6100 9700 15.200 3200 4100 5000 6100 9700 15.200 2600 4100 5000 6100 9700 15.200 1500 3100 5000 6100 9700 15.200 1700 3800 6100 9700 15.200 1750 4400 9700 15.200 2200 9700 15.200 80T 7200 15.200 100T 4000 13.800 15T 20T 25T 30T 730 TT CÔNG NGHỆ ĐIỆN 170 990 254 210 140 40T 50T 60T 7.500 140T Về logic việc diển giải sau : cầu chì có ngăùn mạch xảy phía tải dây chì “dưới” dó dây chì “dưới”phải cắt cố lập không cần thiết phải cắt chì “trên”bảo vệ phía đầu ngồn Dây chì”trên” phải có định mức cao phối hợp tốt với chì “dươi”để có hoạt động xác Luật phối hợp yêu cầu thời gian ngắt tối đacủa dây chì không lớn 75% thời gian nóng chảy tối thiểu dâychì “trên” Điều đảmbảo dây chì “dưới” tác động đủ nhanh để không làm dây chì “trên” tác động “trong suốt thời gian) nóng chảy phần Hệ số 75% để bù lại cho nhũng thông số tác động tải trước , nhiệt độ môi trường nhũng việc tương tự Ngoài nhửng giá trị phối hợp chì Kỹ sư cần biết đến khả dòng liên tục cấp dây chì Các giá trị cho bảng 6.7 Các bảng phối hợp 6.5 6.6 cho ta phương pháp tiện lợi phối hợp dây chì Việc sử dụng bảng với giả địng chì tác động khoảng định mức dòng liên tục sử dụng với chì thiết kế ứùng với chì chọn Bảng liệt kê dây chì “trên”, dây chì “dưới”và dòng cố cực phối hợp tốt cho dâychì “dưới” dây chì “trên” Bảng 4.7: Khả năg dòng liên tục K T Dòng liên K T Dòng liên K T Dòng liên tục tục tục 20 30 65 95 12 25 38 80 120+ 10 15 30 45 100 150+ 12 18 40 60* 140 190 15 23 50 75* 200 200 GIÁO TRÌNH BẢO VỆ RƠ LE VÀ TỰ ĐỘNG HOÁ TRONG HTĐ Trang 80 TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP HCM TT CÔNG NGHỆ ĐIỆN *Chỉ sử dụng với chì 100A hay 200A +Chỉ sủ dụng với chì 200A Thí dụ 4.1: giơiù thiệu cố cầu chì hợp lý cho cấu tạo giống Đảm bảo tính chọn lọc dây chì cắt trước dẩy chì trên, thường tổng quát dây chì chọn có định hất lớn nhiều cầu chì Trong (H.6.8a) nhánh H đưa sơ đồ cụ thể xếp lại (H.6.8b) nhánh phối hợp tốt Thí dụ 4.2: Khảo sát đường dây phân phối hình tia hình, phụ tải cung cấp điện dọc theo phát tuyến Cầu chì A thiết bị bảo vệ tuyến cầu chì B, C đặt nhánh rẽ cố xa Chẳng hạn cố phía sau B C (H.4.9) Dòng cố cực đại cự tiểu tính bàng Ampe vị trí khung, củng thể dòng định mức mổi cầu chì Kiểm tra phối hợp cầu chì lựa chọn phối hợp tốt cho cầu chì A, B, C Giải: Với lần ta thử chọn.cầu chì C 15T, dòng tải 21A , 15T có khả chịu tải 23A chì có định mức thích hợp , có độ dự trữ (2A), từ bảng 12.6 cho loại chì Tta thấy 15Tcó thể phối hợp với chì 25Ttại vị trí 30T cho vị trí B chì 30T có mang dòng điện liên tục 45A (OK)và từ bảng 16.2 phối hợp với chì bảo vệ 15T lên tơi1700A Đâylà lựa chọn tốt Chì 30T phải phối hợp với A dòng cố lên tới 1800A Để mang dòng tải A ta chọn chì 80Ttải dòng 120A Chì 80T phối hợp với chì 30T với dòng cố lên đến 5000A, hệ thống có 1800A.Vì giải pháp chọn 80T A , 30T B 15T C Kỹ sư củng cho phép chọn mức gia tăng phụ tải lớn C, tuỳ thuộc vào chất tải tốc độ gia tăng phụ tải Điều cần cầu chì lớn C cần chọn chì vị trí khác Trong ệ thống điện công nghiệp thiết bị bảo vệ gần thiết bị điện thường cầu chì , điều quan trọng việc tính toán để lựa chọn thiết bị này, thời gian cần thiết làm cầu chì nhảy phụ thuộc vào dòng điện qua 4.1.2 Các máy cắt công nghiệp Một số phận hệ thống điện công nhiệp bảo vệ hiệu cầu chì HRC Nhưng số phận hệ thống việc thay cầu chì bị hỏng không thuận tiện khu vực này, ta dùng máy cắt thay để ngắt dòng điện cố có mà không làm ảnh hưởng hệ thống Ngoài việc ngắt cố CB phải nhanh chóng giải phóng khí bị ion hoá khỏi tiếp điểm thiết bị ngắt để ngăn ngừa hồ quang Đối với CB tiếp điểm nối kết buồng chứa phải thiết kế chịu lực GIÁO TRÌNH BẢO VỆ RƠ LE VÀ TỰ ĐỘNG HOÁ TRONG HTĐ Trang 81 TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP HCM TT CÔNG NGHỆ ĐIỆN học trường từ sinh gặp phải dòng cố cao Các loại MC thường gặp hệ thống điện công nghiệp MCBs, MCCBs, ACB, RCCB 4.1.2.1 Loại MCBs MCB nhỏ kích thước dòng định mức thường phù hợp để sử dụng cong nghiệp thương mại, thiết bị nhà, dùng để bảo vệ: cáp, thiết bị chiếu sáng, mạch nung(thiết bị sưởi) điều khiển bảo vệ động có công suất nhỏ Bên MCBs có phần tử nhiệt lưỡng kim tác động dòng điện qua vượt trị số chỉnh trước, phần tử làm việc có đặc tính thời gian phụ thuộc có giới hạn dòng điện lớn đến lần dòng điện định mức, MCBs cắt tức thời phần tử dòng từ, thay sử dụng cầu chì dựa mạch riêng lẻ dùng MCB có khả ngắt dòng điện cố mức độ cao Các MCB có cực , cực , cực dòng định mức đến 100A có khả ngắt dòng điện cố khoảng 9kA lên cao đến 16kA Các thiết bị khác : dao cách ly, đếm thời gian, máy cắt điện áp thấp, phận ngắt theo dòng … kết hợp với MCB mạch chi tiết điều khiển bảo vệ dòng điện cực đại cố dòng chạm đất tương đối thấp Ngoài có thiết bị chống dòng rò CRD gọi ELCB kết hợp với MCB để bảo vệ chạm đất 4.1.2.2 Loại MCCBs Loại MCCB giống loại MCB có số khát biệt sau: A B C 51 51 C Hệ thống pha – dây dây b) -Chạm pha -Chống chạm ñaát 51 C GIÁO TRÌNH BẢO VỆ RƠ LE VÀ TỰ ĐỘNG HOÁ TRONG HTĐ B A 51 51 51 64 C 51 B A B Hệ thống pha dây a) –Chống chạm giữ pha -Hệ thống trung tính không nối đất cuộn peterson A 51 51 51 Trang 82 64 TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP HCM b) Hệ thống pha-3 dây dây -Chống chạm pha -Chống chạm đất TT CÔNG NGHỆ ĐIỆN d) Hệ thống pha – dây -Chống chạm pha -Chống chạm pha đất -Chống chạm pha trung tính A B C N A 51 B C N 64 51 64 64 51 e) heä thống pha dây f) Hệ thống pha- dây dây -Chống chạm pha -Chống chạm đất -Chống chạm pha đất -chống chạm pha trung tính Các giá trị định mức cao điện áp lên đến 1000VAC hay 1200VDC, giá trị dòng định mức nói chung vượt 100A lên đến 50kA hay phụ thuộc vào hệ số công suất Các MC lớn tương ứng với giá trị định mức có sẳn phần tử cực đơn, cực đôi, cực phần tử nhiều cực Thông thường kết hợp modun cực đơn, thay có vỏ bọc chung cho tất cực Tuy nhiên dùng cho mạch trung tính thường thiết bị tách rờikhi cần thiết nói đến MCCB đa cực Mặc dù MCCB có loại từ nhiệt, mức hoạt động phần tử từ nhiệt MC đựơc điều chỉnh đặc biệt MCCB lớn Vì MCCB có giá trị định mức cao nên thường đặc hệ thống phân phối điện gần nguồn MCB cấp điện áp từ 3KV trở lên người ta thường sử dụng máy cắt dầu, máy cắt chân không, máy cắt không khí Hệ thống rơle dòng điều khiển máy cắt tính toán chọn lựa phối GIÁO TRÌNH BẢO VỆ RƠ LE VÀ TỰ ĐỘNG HOÁ TRONG HTĐ Trang 83 TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP HCM TT CÔNG NGHỆ ĐIỆN hợp với MCBs, MCCBs, cầu chì nối tiếp để đảm bảo tính chọn lọc Các rơle dòng nối theo pha tương ứng với pha sơ cấp giá trị dòng khởi động phải lớn dòng việc tải Loại cố phổi biến cố chạm đất, rơle dòng nối pha kiểm tra dòng cố nối đất giá trị đặt rơle, giá trị dòng điện chạm bị hạn chế độ lớn tổng trở nối đất trung tính hay điện trở chạm trung gian Ta phát cố chạm đất tốt cách sử dụng rơle đáp ứng với dòng điện thứ tự không hệ thống dòng điện I0 xuất có dòng điện cốchạy xuống đất Vì dòng điệân làm việc rơle bảo vệ nối đất đặc giá trị thấp dòng điện tải, thành phần dòng điện thứ khôngđược nhận cách nối song song giữûa biến dòng Điều quan trọng việc xếp nối kết biến dòng rơle cấu hệ thống đặc biệt , cách xếp miêu tả Trong hệ thống điện pha dây rơle dòng thường cấp pha lý kinh tế Chúng kiểm tra cố pha tất rơle , phải ý đến hệ thốùng điện pha dây, yêu cầu phần tử dòng tất pha bảo đảm hoạt động tối thiểu phần tử pha bị cố trung tính Nếu hệ thống yêu cầu bảo vệ cố chạm đất độ nhạy cao cần có biến dòng để bảo đảm cho tải không đối xứng hoạt động Có thể sử dụng rơle chống chạm đất rienâg cấp điện từ biến dòng 4.2 PHỐI HP BẢO VỆ Để vận hành hệ thống điện công nhiệp hiệu thiết bị bảo vệ cần phân biệt ngắn mạch từ điểm sủ dụng điện đến nguồn điện Các giá trị đặt phải dược tính toán cho rơle đường đặc tính tất thiết bị bảo vệ mạch nhánh so sánh để đảm bảo phân biệt Quá gọi phối hợp rơle Để dể dàng hiểu việc đặc tính phụ thuộc rơle dòng điện đảm bảo phối hợp chọn lọc, phần nhắc lại nguyên tắc chọn lọc dùng ví dụ với rơle hãng GEC Như phần ta đả biết đặc tính thời gian – dòng điện rơle dòng có đặc tính phụ thuộc có dạng cực dốc, dốc chuẩn, dạng có thuận lợi ứng dụng cho sơ đồ cụ thể Thí dụ 6.3: Phần mạch đóng ngắt hạ mạch điện lớn công nghiệp cácc mạng điện phân phối từ góp 415V bảo vệ cầu chì 400A hay MCCB 400A, máy biến áp: 1MVA/3300/415V cấp điện cho mạch thông qua thiết bị đóng ngắt trang bị rơle dòn có giá trị đặt từ 50 đến 200% giá trị dòng điện định mức cung cấp từ máy biến dòng 2000/1A để phối hợp: rơle , cầu chì, MCCB theo mức độ dòng ngắn mạch mạch 30kA, giá trị phân biệt tính sau: GIÁO TRÌNH BẢO VỆ RƠ LE VÀ TỰ ĐỘNG HOÁ TRONG HTĐ Trang 84 TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP HCM 500KVA 11/0,4KV 5% TT CÔNG NGHỆ ĐIỆN cầu chì 2000/1 A Rơle 50-200% MCGG32 MCCB 400A 10,0 Dòng NM 30KA t Rơle MCGG 32 1,0 0,42 Cầu chì 0, MCC S 0,01 1.00 10.000 30.000 Dòng làm việc(A) 100.000 i Xác định dòng điện qua rơle : Dòng điện đặt rơle chọn cho không nhỏ dòng điện đầy tải phải đủ dư phép rơle hoạt động với dòng đầy tải Dòng điện đầy tải xác định từ gí trị máy biến áp: I= S U = 1000 = 1393 A 0,415.1,73 Giả thiết ban đầu chọn trị số dặt rơle 100%dòng định mức ii Đặc tính cầu chì MCCB Các đặc tính dòng điện thời gian cầu chì 400A MCCB vẽ trự tiếp giấy log-log iii Lựa chọn đặc tính rơle tính giá trị đặt rơle bảo vệ để phân biệt chọn lọc cầu chì thiết bị khác cần dựa vào đặc tính phụ thuộc độ dốc Thường trước tiên chọn đường đặc tính rơle thuộc loại cự dốc Đối với loại rơle MCGG đường đặc tính có cánh chọn đường cong chuyển GIÁO TRÌNH BẢO VỆ RƠ LE VÀ TỰ ĐỘNG HOÁ TRONG HTĐ Trang 85 TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP HCM TT CÔNG NGHỆ ĐIỆN sang vị trí ‘EI’ Từ hình vẽ ta thấy mức độ dòng chạm 30kA cầu ch2 hoạt động chưa đến 0,01s MCCB hoạt động 0,016s áp dụng bậc thời gian t 0,4s thời gian hoạt động rơle dòng ngắn mạch 30000A là: 0,4+0,016=0,416s tỷ số biến dòng 2000/1A có giá trị đặt 100% bội số dòng PSM rơle là: 30000/2000=15 Từ đường đặc tính dốc trị sồ PMS =15 đường TMS=1 tìm thời gian tác động rơle 0,3575 (thời gian củng tính từ phương trình VIT với TMS=1 PMS=m=15) Thời gian 0,357 ∆ t =0,283s cho phép rơle phân biệt chọn lọc hoàn toàn Vì sử dụng rơle CDG13là phù hợp Nếu dùng rơle có đặc tính phụ thuộc chuận CDG11 ∆ t =0,25, : ∆ t =(0,0712+0,0525)+0,15+0,04=0,3137s đó: 0,0712: Thời gian sai số rơle lần dòng cài đặt TMS=0,2 0,0525: Tời gian sai số rơle lần dòng cài dặt TMS=0,2 0,15: thời gian hoạt động máy cắt 0,04: Thời gian vượt rơle CDG11 Với ∆ t =0,25s < ∆ t =0,3137s nên rơle chọn lọc không Vì rơle có dặc tính phụ thuọc dốc thay cho đặc tính phụ thuộc chuẩn có lợi nơi dòng cố co giảm đáng kể điểm rơle nối tiếp Đặc điểm đặc tính cực dốc thời gian hoạt độg gần tỷ lệ ghịch với bình phương dòng điện Loại đặc tính phù hợp sử dụng cho đường dây GIÁO TRÌNH BẢO VỆ RƠ LE VÀ TỰ ĐỘNG HOÁ TRONG HTĐ Trang 88 TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP HCM TT CÔNG NGHỆ ĐIỆN phân phối có tải đỉnh, chẳng hạn đường dây cung cấp cho máy bơm, máy nhiệt máy lạnh …, phù hợp phối hợp với cầu chì cho sơ đồ, số liệu phối hợp đặc tuyến cực dốc rơle cầu chì, khoảng thời gian chênh lệch an toàn 0,4s giửa rơle cầu chì 75A (phía 11KV) điểm ngắn mạch cực đại 12000A rơle ứng dụng kết hợp với phận tự đống lại tong mang phân phối điện áp thấp Phần lớn cố điều thoáng qua cầu chì không kịp chảy không cần thiết phải thây cầu chì Điều thực phận tự đóng lại khoá lại sau mở một(hay nhiều) lần, sau cầu chì chảy cách li ngằn mạch GIÁO TRÌNH BẢO VỆ RƠ LE VÀ TỰ ĐỘNG HOÁ TRONG HTÑ Trang 89 ... đầu tư nhanh, cầu chì loại E dùng nhiều trường hợp: Bảo vệmáy biến áp đo lường Bảo vệ MBA động lực Bảo vệ tụ điện Bảo vệ tuyến điện cao Cầu chì công suất đặt nhà trời loại thổi hay loại hạn chế... bảo vệ động cơ, bảo vệ tải công nghiêp Cầu chì dùng mạng phân phối thường loại : loại thổi loại đầy kín Loại thổi có lỗ để thoát hồ quang Trong cầu chì loại đầy kín hồ quang dập tắt qua vật liệu. .. biệt Dùng cho bảo vệ tụ điện đóng ngắt tụ điện có dòng nhảâûy vọt tần số cao Có thể dùng cầu chì làm việc song song Trong thực tế thường không dùng hai cầu chì đấu song song để bảo vệ cho mạch