Chuyên đề Hệ thống bảo vệ so lệch thanh cái

CHUYấN : H THNG BO V SO LCH THANH CI LI NểI U H thng bo v cỏi l mt phn quan trng h thng bo v ca trm bin ỏp bi vỡ nú quyt nh n vic phõn phi in nng ca ton trm v l loi bo v cú giỏ thnh cao gp nhiu ln so vi cỏc bo v chớnh khỏc Tuy nhiờn, vic la trn h thng bo v ny cha c quan tõm ỳng mc quỏ trỡnh thit k ng thi vi vic cha cú qui nh rừ rng ca EVN, ti liu ging dy ti trng i hc trỡnh by h thng bo v c, lc hu so vi thc t nờn ny sinh nhiu bt hp lý la chn bo v cỏi Chuyờn ny s ch yu phc v phõn tớch vic la chn loi bo v cỏi nhm nõng cao cht lng quỏ trỡnh thit k Chuyờn bao gm phn chớnh nh sau: Phn 1: Gii thiu chung Phn 2: Nguyờn lý lm vic ca bo v so lch Phn 3: Bo v tr khỏng cao v thp Phn 4: Gii thiu mt s bo v c s dng ph bin thc t Mc dự ó dnh nhiu thi gian cho chuyờn nhng kh nng ca tỏc gi cũn hn ch nờn chuyờn khụng trỏnh thiu sút Kớnh mong th phũng Thit k trm quan tõm v gúp ý tụi cú th hon thin chuyờn ny Xin chõn thnh cm n! Tỏc gi: NGUYN VIT THANH I GII THIU CHUNG: H thng cỏi l mt nhng phn t quan trng cỏc trm in, l ni nhn in nng t ngun cung cp n v phõn phi in nng cho cỏc h tiờu th Mt s nguyờn nhõn gõy s c trờn gúp cú th l: H hng cỏch in gi ci vt liu Quỏ in ỏp Mỏy ct h s c ngoi gúp Thao tỏc nhm S c ngu nhiờn vt dng ri chm gúp S c xy vi gúp rt ớt, nhng vỡ gúp l u mi liờn h ca nhiu phn t h thng nờn xy ngn mch trờn gúp nu khụng c loi tr mt cỏch nhanh chúng v tin cy thỡ cú th gõy nhng hu qu nghiờm trng v lm tan ró h thng H thng bo v cỏi nhm loi tr cỏc s c xy trờn cỏi Khi xy ngn mch trỡ vựng tỏc ng ca bo v cỏi, bo v s gi tớn hiu i ct ti tt c cỏc mỏy ct ni n cỏi b h hng Bo v gúp cn tho nhng ũi hi rt cao v chn lc, kh nng tỏc ng nhanh v tin cy thc hin bo v cỏi ngi ta thng s dng cỏc nguyờn lý sau õy: So sỏnh dũng in cú hóm vi nguyờn lý rle tng tr cao hoc thp II NGUYấN Lí LM VIC: N2 CT1 CT2 I It1 87 It2 N1 Trờn hỡnh v trờn trỡnh by nguyờn lý bo v so lch dũng in Dũng in so lch chy qua rle I = It1 It2 Nu b qua sai s ca bin dũng in thỡ ch lm vic bỡnh thng v ngn mch N1 ngoi ta cú: It1 = It2 I = rle khụng lm vic Trong trng hp ngn mch vựng bo v ta cú: It1 It2 I rle tỏc ng III RLE SO LCH TR KHNG CAO V TR KHNG THP: A Rle so lch tr khỏng cao: Nguyờn lý lm vic: Thnh phn chớnh: in tr n nh Rs in tr phi tuyn Rnl Rle quỏ dũng F50 Nguyờn lý: N1 MC1 MC2 CT1 CT2 N2 Rc t1 Rl1 Inm Rc t2 Rl2 Rs X1 X2 Rnl 87 S trờn trỡnh by phng ỏn thc hin bo v rle tr cao i vi cỏi n gin, ta xột trng hp s gúp ch cú hai phn t (1, 2) v mỏy bin dũng cú thụng s ging Rle c mc ni tip vi mt in tr n nh Rs, vic mc ni tip mt in tr n nh Rs s lm tng tng tr mch rle nờn phn ln dũng khụng cõn bng (do s bóo ho khụng ging gia cỏc CT ngn mch ngoi) s chy mch CT b bóo hũa cú tng tr thp hn, ngha l Rs cú tỏc dng phõn dũng qua rle trỏnh rle tỏc ng khụng mong mun cú ngn mch ngoi vựng bo v Nu xem cỏc mỏy bin dũng hon ton ging thỡ Rct1 = Rct2, dõy dn ph c c trng bi Rl1 = Rl2, nu cỏc mỏy bin dũng khụng b bo hũa thỡ tr s in khỏng X1, X2 khỏ ln nờn dũng in t húa cú th b qua, dũng in vo nỳt cõn bng (nh lut Kirchoff) ú phớa th cp CT khụng cú dũng chy qua rle, rle khụng tỏc ng Trng hp ti t nht l mỏy bin dũng t trờn phn t cú s c bóo hũa hon ton, gi thit ngn mch ngoi nhỏnh lm CT nhỏnh b bóo hũa hon ton (X1 = 0) ngha l bin dũng khụng cú tớn hiu u ra, tỡnh trng ny c biu th bng cỏch ni tt X1 Mỏy bin dũng cho tớn hiu u ln hn, khụng b bóo hũa Dũng in ngn mch phớa th cp ( Inm) phõn b qua cỏc tng tr nhỏnh gm Rct1, Rl1 v nhỏnh rle in ỏp t trờn rle: Dũng in qua rle: Nu Rs cú giỏ tr nh, I s gn bng Inm iu ny l khụng cho phộp Mt khỏc, nu Rs ln ú I gim Phng trỡnh gn ỳng nh sau: Ur = Id.Rs = Inm.(Rct1 + Rl1) Mun tng nhy ca bo v cn chn CT cú in tr cun Rct nh v gim in tr ca dõy dn ti rle Khi ngn mch in phớa s cp chy vo gúp, phớa th cp tt c cỏc dũng in u chy vo rle to nờn in ỏp t trờn rle rt ln, rle s tỏc ng, nhng cng cú th gõy quỏ in ỏp trờn cc ca rle nu in tr n nh c s dng cú giỏ tr ln chng quỏ ỏp cho rle cú th mc song song in tr phi tuyn vi rle Tớnh toỏn chnh nh rle: Bo v so lch tr khỏng cao s tỏc ng dũng in so lch Id > Ik v Ur > Uk m bo tin cy, chn lc v trỏnh tỏc ng nhm sai s ca CT ta chn dũng ng ln hn tng dũng in t húa ca cỏc CT ti in ỏp ng Ikd = m.Ie m: s CT cp dũng cho BVTC Ie: dũng in t húa Bo v so lch tr khỏng cao thng c tớnh toỏn lm vic n nh trng hp cú dũng s c vựng bo v vi nhiu nht mt CT b bóo hũa hon ton Uk = (Ifm/n).(Rct + Rl) Ifm: dũng s c max n: t s CT Trong trng hp dũng in lm vic ln hn dũng ng nhng in ỏp t trờn rle nh hn in ỏp ng, rle s c khúa li Mt yu t quan trng na quỏ trỡnh tớnh toỏn l thụng s Vk ca CT (in ỏp im gp ng cong t húa V/Ie) CT khụng b bóo hũa trc in ỏp tng n ngng tỏc ng dn n CT to dũng th cp vi sai s ln, ngi ta thng phi chn CT vi cp chớnh xỏc Class PX vi thụng s Vk ln hn in ỏp ln nht t trờn rle Vk > 2.Ith_cp_max.(Rct+Rcable+2.Rrelay) Cỏc yờu cu chớnh v phm vi ng dng s dng rle so lch tr khỏng cao: Khi trang b rle so lch tr khỏng cao cn ỏp ng nhng yờu cu sau: Cỏc CT phc v cho rle cn ging v: T s, ng cong t húa, in tr ca CT in ỏp im gp Vk ca CT phi ln hn in ỏp ng rle tng nhy ca rle nờn s dng CT v dõy dn vi in tr nh ti a Rle so lch tr khỏng cao thng ch c s dng trng hp vựng c bo v cú dũng in s c nh nh bo v chm t bờn MBA vỡ kh nng lm vic ca nú nhy hn rle so lch tr khỏng thp trng hp nờu trờn B Rle so lch tr khỏng thp: Nguyờn lý lm vic: Cu to: Bin dũng trung gian Mch chnh lu bng diụt Bin tr R Rle quỏ dũng F50 Nguyờn lý: MC1 MC2 MCn C T1 C T2 C Tn It1 Is1 C T1' It2 Is2 C T2' Itn Isn Iti Ih = Kh C Tn' Iti R RL C L1 C L2 C Ln Ilv = Iti Trờn hỡnh v di õy trỡnh by nguyờn lý bo v so lch dũng in tr khỏng thp dựng cho cỏi n Dũng in lm vic Ilv bng tng vộc t ca tt c cỏc dũng in th cp ca n phn t ni n cỏi Dũng in hóm Ih t l vi tng i s ca tt c cỏc dũng in th cp ca n phn t ni n cỏi Kh l h s hóm cú th c iu chnh bng cỏch thay i tr s ca in tr R H s hóm nhm nõng cao nhy v ngn chn tỏc ng nhm nh hng sai s ca CT cú ngn mch ngoi Trong trng hp bỡnh thng v cú ngn mch ngoi Ilv < Ih, rle so lch khụng lm vic Khi cú ngn mch vựng bo v Ilv > Ih, rle so lch khụng lm vic gi tớn hiu i ct ti tt c cỏc mỏy ct liờn quan n cỏi Bo v so lch tr khỏng thp kt hp cụng ngh k thut s: Ngy nay, cỏc loi rle in c v rle tnh hu nh khụng cũn c sn sut na, thay vo ú l nhng rle s vi nhng u im vt tri nh: Gim kớch thc, tng tin cy, chớnh xỏc, cụng sut bộ, lu gi c thụng tin Nguyờn lý lm vic ca rle s Mch o lng: Thu thp tớn hiu tng t Mch lc v khuch i tớn hiu B chuyn i tng t - s B vi x lý Mch tớn hiu: u vo nh phõn v tip im iu khin u 1> c tớnh so lch Đ ng c ố Id V Id a b ù ng tá c n độ g K Vù ng hã m Tả i b ình thư ờng Ir c tớnh bo v so lch s dng ng nghiờng gii hn nõng cao tin cy, trỏnh bo v tỏc ng cỏc trng hp khụng mong mun nh cú ngn mch ngoi hoc CT b bóo hũa hnh h thng bo v on a: Biu th giỏ tr dũng in ng ca bo v, dũng in ny ph thuc vo dũng t húa ca cỏc CT on b: on c tớch ny xột n chc nng khúa bo v xut hin hin tng bóo hũa mt vi CT Khi dũng in so lch nm di ng nghiờng gii hn v dũng hóm ln hn im gp rle s cnh bỏo cú CT b bóo hũa tng thờm chớnh xỏc phỏt hin CT b bóo hũa cỏc rle s cũn kt hp thờm iu kin dng tớn hiu dũng in t CT truyn n Nu tớn hiu dũng in b bin dng khụng cũn hỡnh sin thỡ bo v cng s cnh bỏo CT b bóo hũa 2> Cu hỡnh h thng bo v cỏi Cu hỡnh phõn phi: MC1 CT1 MC2 DAU FO CT2 MCn DAU FO CTn DAU FO CU H thng bo v cỏi vi cu hỡnh phõn phi bao gm thnh phn chớnh l cỏc b mc ngn DAU DATA ACQUISITION UNIT v b x lý trung tõm CU CENTRAL UNIT B DAU cú chc nng thu thp tớn hiu ca tng ngn, x lý d liu v cung cp tớn hiu iu khin mỏy ct B CU thu thp tt c thụng tin ca cỏc ngn t cỏc b DAU thụng qua cỏp quang, x lý thụng tin v cung cp cỏc tớn hiu iu khin v cnh bỏo u im ca gii phỏp ny l: Gim s lng dõy dn u ni ca h thng bo v Kt hp c thờm cỏc chc nng bo v d phũng nh: bo v quỏ dũng F50/51, bo v chng h hng mỏy ct F50BF H thng cỏi vi cu hỡnh phõn phi thng c s dng trng hp cỏi cú nhiu ngn l vỡ nhng u im hnh linh hot, d dng cỏch ly cỏc ngn l cn bo dng v sa cha Cu hỡnh trung: MC1 MC2 MCn CT1 CT2 CTn CU H thng bo v cỏi vi cu hỡnh trung s dng dõy dn a tớn hiu t tt c cỏc ngn ti b trung tõm B trung tõm s thc hin tt c cỏc chc nng thu thp thụng tin, x lý thụng tin v cung cp cỏc tớn hiu iu khin v cnh bỏo u nhc im ca gii phỏp ny l: Thun tin m rng thờm cỏc ngn l S dng nhiu dõy dn Tc x lý khụng bng cu hỡnh phõn phi vỡ trung tõm thc hin lng tớnh toỏn ln H thng cỏi vi cu hỡnh trung thng c s dng trng hp cỏi cú s ngn l va phi gim s lng dõy dn v giỏ thnh thp hn so vi loi cu hỡnh phõn phi Tớnh toỏn chnh nh rle: H thng bo v cỏi k thut s bao gm rt nhiu thụng s cn chnh nh Do ú, chuyờn ny ch a phng phỏp tớnh toỏn nhng thụng s chớnh l dũng in ng Id v h s hóm k Vic la trn dũng Id s thc hin cho rle lm vic phỏt hin dũng ngn mch nh nht v khụng lm vic dũng ti max m bo tin cy thụng thng Id c chn nh sau: Iti_max < Id < 0.8Ingn_mch_min la chn h s hóm k ta cn quan tõm ti mt thnh phn quan trng l h s ti thc t Kb ca CT Kb = Ingn_mch_max / Ibt_u_bóo_hũa_CT Ibt_u_bóo_hũa_CT = Idanh_nh_th_cp.ALF ALF = ALF.[(Rct+Rb)/(Rct+Rrle+Rcỏp)] Nu Kb < thỡ ta chn h s hóm k = 0,6 Nu Kb thỡ ta chn h s hóm k > i vi h thng cú cỏi tr nờn ngi ta thng t thờm vựng kim tra (check zone) bao trựm ton b h thng cỏi, kt hp vi vựng bo v so lch ca tng cỏi tng thờm tin cy v chn lc ca h thng bo v cỏi Cỏc yờu cu chớnh v phm vi ng dng s dng rle so lch tr khỏng thp: Ngy nay, ngi ta thng la trn rle so lch tr khỏng thp hu ht cỏc trng hp vỡ nhng u im vt tri so vi rle so lch tr khỏng cao nh: Khụng yờu cu cao v CT: T s, ng cong t húa, in tr ca CT, Vk phi ging Tớch hp c nhiu chc nng i kốm: Giỏm sỏt CT, 50BF, 50/51, ghi s c Gim s lng dõy dn u ni Thun tin m rng cỏc ngn l Tuy nhiờn cựng vi nhiu u im thỡ giỏ thnh ca rle so lch tr khỏng thp cng cao Vic la chn loi bo v so lch tr khỏng thp hay cao ph thuc vo bi toỏn cõn bng gia kinh t v k thut 10 IV MT S LOI BO V THANH CI ANG C S DNG PH BIN TI VIT NAM V PHM VI NG DNG: Hóng Siemens: a) 7VH60 (Siemens) c im: - Tr khỏng cao Lm vic n nh Thi gian tỏc ng 15ms Di chnh nh 6ữ60V hoc 24ữ240V ng dng: - Thanh cỏi ớt xut tuyn - Dũng ngn mch nh b) 7SS60 (Siemens) c im: - Tr khỏng thp Cu hỡnh trung Thi gian tỏc ng 10ms Di chnh nh 0,2ữ2,5In Phự hp vi mi cp in ỏp Cú check zone Yờu cu v CT thp ng dng: - Ti u vi s cỏi n,1ẵ mỏy ct - Phự hp vi s hai cỏi cú hoc khụng phõn on - Khụng gii hn ngn xut tuyn c) 7SS52 (Siemens) c im: - Tr khỏng thp Cu hỡnh phõn phi Thi gian tỏc ng 15ms 11 - Gii chnh nh 0,2ữ4In Cú 50BF, 50/51, 50/51N Cú check zone Yờu cu v CT thp ng dng: - Phự hp vi s mt, hai, cỏi cú hoc khụng phõn on v mch vũng Phự hp vi s t giỏc khụng mch vũng Ti a 48 ngn xut tuyn Ti a 24 dao cỏch ly phõn on Ti a 16 phõn on Ti a 12 cỏi Hóng Areva: a) P740 (Micom) c im: - Tr khỏng thp Cu hỡnh phõn phi Thi gian tỏc ng 15ms Di chnh nh 0,05ữ4In Cú 50BF, 50/51, 50/51N Cú check zone Yờu cu v CT thp ng dng: - Phự hp vi s mt, hai, cỏi cú hoc khụng phõn on v mch vũng Phự hp vi s t giỏc khụng mch vũng Ti a 24 ngn Ti a cỏi Hóng ABB: a) RED521 (ABB) c im: - Tr khỏng thp Cu hỡnh trung 12 - Thi gian tỏc ng 10ms Di chnh nh 1ữ10000A Yờu cu v CT thp ng dng: - Phự hp vi s mt cỏi, ti a ngn-3 pha hoc 18 ngn-1 pha - Phự hp vi s hai cỏi cú phõn on, ti a ngn-3 pha hoc ngn-1 pha mi cỏi - Phự hp vi s 1ẵ mỏy ct, ti a module-3 pha hoc module-1 pha b) REB670 (ABB) c im: - Tr khỏng thp Cu hỡnh trung Thi gian tỏc ng 12ms Di chnh nh 1ữ10000A Cú 50BF, 50/51, 50/51N Cú check zone Yờu cu v CT thp ng dng: - Phự hp vi s cỏi, cỏi cú phõn on/ng vong, 1ẵ mỏy ct, t giỏc Bao gm vựng bo v, ti a ngn-3 pha hoc 24 ngn-1 pha cho mi vựng Hóng SEL: a) SEL487B c im: - Tr khỏng thp Cu hỡnh trung Thi gian tỏc ng 8ms Gii chnh nh 0,1ữ4In Cú 50BF, 50/51, 50/51N Cú check zone 13 - Yờu cu v CT thp ng dng: - Phự hp vi s cỏi, cỏi cú phõn on/ng vong, 1ẵ mỏy ct b cú vựng bo v, ti a ngn-3 pha b kt hp cú vựng bo v, ti a ngn-3 pha b kt hp cú vựng bo v, ti a 18 ngn-3 pha 14