xác định sự phân bố dòng điện khi ngắn mạch sau máy biến áp

BÀI THÍ NGHIỆM SỐ XÁC ĐỊNH SỰ PHÂN BỐ DÒNG ĐIỆN KHI NGẮN MẠCH SAU MÁY BIẾN ÁP I Mục tiêu Sau thực thí nghiệm này, sinh viên có khả năng: Xác định hướng độ lớn vectơ dòng điện ngắn mạch pha phía sơ cấp máy biến áp hai cuộn dây xảy ngắn mạch phía lại So sánh độ nhạy kiểu sơ đồ bảo vệ dạng ngắn mạch II Cách xác định vectơ dòng điện ngắn mạch Xác định độ lớn dòng điện ngắn mạch Việc xác định độ lớn dòng điện ngắn mạch thực thông qua máy biến dòng điện (BI) đồng hồ đo dòng điện IN – Dòng điện ngắn mạch cần đo IT – Dòng điện phía thứ cấp BI IN * * IT A Hình 1.1 Các xác định độ lớn dòng điện ngắn mạch Xác định hướng dòng điện ngắn mạch 2.1 Biểu diễn vectơ hệ tọa độ y Hình a 120 y0 a O Vector dựng lại x0  I I1 C o Hình b A I1=Icosφ1 O I2 B A φ1 I x Hình 1.2 Xác định vectơ biết Hình 1.3 Xác định vectơ trục hình chiếu lên hai trục A, B, C  Trong hệ tọa độ Đề xOy hình 1.2, vectơ a xác định hai hình chiếu  hai trục Ox, Oy x0, y0 Nếu biết x0, y0 ta hoàn toàn dựng lại vectơ a Tương tự vậy, hệ trục tọa độ OABC (có trục lệch 1200  mặt phẳng), vectơ I xác định hình chiếu giả sử a, b, c Ta chứng minh được: a bc 0  Do ta cần biết hai hình chiếu suy hình chiếu lại Vậy vectơ I xác định thông qua cặp hình chiếu Giả sử cặp hình chiếu I1 I2 hình 1.3 thì:   I2 = Icosφ2, φ2 góc lệc hai vectơ I OB I1 = Icosφ1, φ1 góc lệc hai vectơ I OA 2.2 Xác định hướng dòng điện Oát mét Nếu ta chọn hệ tọa độ điện áp Uab, Ubc, Uca hệ trục OABC hình 1.3 với ba vectơ Uab , Ubc , Uca có độ lớn U lệch 1200 không gian mối quan hệ hình chiếu I1, I2 biểu diễn thông qua mối quan hệ giá trị công suất là: P1  UI cos 1  P2  UI cos  Giả thiết ta có Oát mét loại pha Sử dụng Oát mét nhanh chóng xác định giá trị công suất Nếu cuộn dòng Oát mét nối vào mạch có dòng điện cần xác định, cuộn áp cấp vectơ điện áp Uab, Ubc, Uca đối xứng (bằng độ lớn lệch 1200) số đo Oát mét tương ứng P1, P2, P3 và: P1  P2  P3  Uab  U ab Icosφ1 1 P2  1,5 P3  I P1  U ab I cos 1  UI cos 1 Ubc Uca P2  U bc I cos 2  UI cos 2 P1  4,5 P3  U ca I cos 3  UI cos 3 Hướng vector I Hình 1.4 Dựng lại vector dòng điện từ giá trị công suất Về phương diện lý thuyết, phương pháp xác định độ lớn vectơ I, thí nghiệm ta sử dụng Ampe mét để xác định độ lớn I III Mô hình thí nghiệm Máy biến áp thiết bị đo Ta sử dụng đồng hồ đo dòng điện đông hồ đo công suất hình 1.9 A 16 20 kW 12 0 Nút đầu vào Nút đầu Ampe mét Đầu vào dòng *I A IA IC IC A B C Đầu vào áp Oát mét Hình 1.5 Các thiết bị mặt đứng bàn thí nghiệm Ampe mét đo dòng nhỏ OÁT MÉT A 10 A 10 10 kW A 2 0 *I Ampe mét đo dòng lớn A A 16 20 A 12 16 20 A 12 16 IA IC IC A B C Aptomát 20 12 Nút đóng điện 0 Khoá ngắn mạch Rơle thời gian A Rơle B C O Nguồn áp đưa vào OÁT MÉT Nút tạo dạng ngắn mạch Các đầu BI K Khoá tạo nối đất trung tính cuộn dây máy biến áp Nút tạo ngắn mạch với đất Chốt ngắn mạch ( tiếp điểm nối liền khoá ngắn mạch đóng) Hình 1.6 Sơ đồ mặt bàn thí nghiệm Tổ nối dây máy biến áp điện lực Y/-11 Khóa ngắn mạch xoay theo chiều ngược chiều kim đồng hồ Khóa ngắn mạch nằm ngang trạng thái cắt Khóa ngắn mạch thẳng đứng trạng thái đóng Các sơ đồ nối BI Để đưa dòng điện ngắn mạch vào cấu đo lường, ta phải sử dụng BI Sơ đồ nối BI pha với ảnh hưởng đến vectơ dòng điện ngắn mạch ảnh hưởng đến độ nhạy bảo vệ Có ba sơ đồ nối BI sơ đồ hoàn toàn, sơ đồ thiếu sơ đồ hiệu dòng pha (sơ đồ số 8) Với rơ le số nay, sơ đồ nối BI quy định thống sơ đồ hoàn toàn Tuy để hiểu rõ ảnh hưởng sơ đồ nối BI đến tác động bảo vệ, thí nghiệm tiến hành với đủ ba loại sơ đồ nối 2.1 Sơ đồ hoàn toàn Sơ đồ nối máy biến dòng điện rơle theo hình hoàn toàn (Hình 1.7) cần ba máy biến dòng điện ba rơle, cho phép phản ứng với loại ngắn mạch Ở chế độ đối xứng dòng điện dây chung ITT  Ia  I b  Ic  , chế độ không đối xứng dòng dây chung ITT = 3I0, với I0 thành phần thứ tự không dòng điện pha Nếu ta gọi ksđ hệ số biễu diễn quan hệ độ lớn dòng điện vào rơ le dòng điện thứ cấp BI thì: k sđ  IA IB * * RI IC * Ia IR IT RI RI RI IA * * Ib IR * * Ic IT * IT IR ITT Hình 1.7 Cách nối dây biểu diễn véc tơ dòng điện sơ đồ hoàn toàn đó:  IR: dòng điện chạy qua Rơle  IT: dòng điện chạy cuộn thứ cấp máy biến dòng Trong sơ đồ hoàn toàn, dòng điện chạy qua rơle dòng điện pha tương ứng nên ksđ = 2.2 Sơ đồ khuyết Sơ đồ khuyết dùng hai máy biến dòng điện hai rơle, sơ đồ phản ứng với loại ngắn mạch trừ ngắn mạch chạm đất pha không mắc BI Sơ đồ cho phép tiết kiệm BI so với sơ đồ hoàn toàn Trong sơ đồ ksđ = I TT  I a  I c (giả sử pha B không mắc BI) IB * Ia * * RI IC RI RI IA * Ic IR * * IT * IT IR Ing Hình 1.8 Nối dây biểu diễn véc tơ dòng điện sơ đồ khuyết 2.3 Sơ đồ hiệu hai dòng pha Trong sơ đồ dòng điện chạy qua rơle có dạng: IR  Ic  Ia  Ở chế độ đối xứng: I R  3Ia  3Ic  k sđ  IR 3Ia   IT Ia  Khi có ngắn mạch pha B sơ đồ không phản ứng  Khi ngắn mạch pha A, C IR = 2Ia = 2Ic nên ksđ =  Khi ngắn mạch pha A, B hay B, C ksđ = IA IB RI IC * * * * Ic Ia IR I a I a I a IR I c I b a I c I c Chế độ đối xứng I  I  I R c a  I I  I  I R c a I b IR  I c  I c  I a  I a I a Ngắn mạch pha B với đất Ngắn mạch hai pha A, C I c I b Ngắn mạch hai pha A, B Hình 1.9 Sơ đồ nối hiệu hai dòng pha đồ thị véc tơ dòng điện vị trí đặt BI xảy ngắn mạch  Khi có ngắn mạch hai pha ksđ = Ngoài sơ đồ nêu trên, máy biến áp giảm áp trung tính nối đất trực tiếp ta sử dụng sơ đồ biểu diễn hình 1.10 Sơ đồ sử dụng ba rơle ba máy biến dòng điện khác với sơ đồ hoàn toàn chỗ phía thứ cấp máy biến dòng điện đấu tam giác Mục đích việc làm loại bỏ thành phần thứ tự không chạy qua rơle xảy ngắn mạch chạm đất mạng IA IB * * * RI IC RI RI I0Nguồn * * I0BA * I0Σ Mạng điện với máy biến áp hạ áp Hình 1.10 Sơ đồ BI đấu tam giác rơ le đấu Xét ví dụ: Sơ đồ mạng điện với máy biến áp hạ áp Khi xảy ngắn mạch chạm đất bên nhánh xuất dòng điện thứ tự không chạy qua biến dòng phía đấu Y0 máy biến áp Nếu phía thứ cấp biến dòng đấu thành phần thứ tự không vào rơle làm cho rơle dòng bảo vệ máy biến áp tác động sai.Việc sử dụng sơ đồ biến dòng Hình 1.10 khắc phục việc rơle tác động sai Trên bốn dạng sơ đồ đấu nối máy biến dòng thường gặp sử dụng rơle điện Trong thí nghiệm khảo sát xem xảy cố phía máy biến áp rơle đặt phía lại nhận dòng điện ngắn mạch sơ đồ đấu nối BI rơle dạng sơ đồ 1.7 ; 1.8 , 1.9 IV Nội dung thí nghiệm Thí nghiệm với sơ đồ hoàn toàn 1.1 Đo dòng điện làm việc lớn Aptomat vị trí mở Khóa ngắn mạch vị trí cắt Nối BI phía thứ cấp theo sơ đồ hoàn toàn hình 1.7 Trong RI thay Ampe mét đo dòng nhỏ hình 1.6 Đóng Aptomat Đọc số đo Ampe mét Cắt aptomat Dòng điện làm việc max pha: Ia = ……… ; Ib = ………… ; Ic = ………… 1.2 Xác định độ lớn hướng dòng điện ngắn mạch * Xác định độ lớn hướng dòng điện pha a tính trạng ngắn mạch ba pha sau máy biến áp Nối BI phía thứ cấp theo sơ đồ hoàn toàn hình 1.7 Trong RI thay Ampe mét đo dòng lớn hình 1.6 Tạo dạng ngắn mạch ba pha phía sau máy biến áp Nối nối tiếp đầu vào dòng điện đồng hồ công suất với đồng hồ Ampe pha a Đưa điện áp Uab vào đồng hồ đo công suất Đóng aptomat Đóng khóa ngắn mạch Đọc số đồng hồ Ampe đồng hồ công suất Cắt khóa ngắn mạch Cắt aptomat Chú ý không để ngắn mạch tồn lâu gây hư hỏng thiết bị Số đồng hồ Ampe ghi vào cột dòng điện ngắn mạch tương ứng bảng 1.1 Số đồng hồ công suất ghi vào ô giá trị công suất tương ứng với điện áp cấp vào đồng hồ Uab, dòng điện cấp vào Ia Nếu kim đồng hồ công suất có chiều hướng âm, ta thực tiếp bước 8, Sau đảo cực tính điện áp bước thực trình tự nêu Giá trị công suất ghi vào bảng lúc giá trị âm Tiếp tục đưa Ubc vào đầu vào điện áp đồng hồ đo công suất với bước thực làm với Uab Ta không cần thiết phải thực với Uca vì: P1 + P2 + P3 = Các trường hợp lại tiến hành tương tự Kết ghi vào bảng 1.1 Dạng ngắn mạch IW Dòng ngắn mạch Pha ngắn mạch Ia Ib Ic Vẽ đồ thị véc tơ P1, 2, UW Ia Ib Ic Uab N(3) ABC Ubc Uca Uab AB Ubc Uca Uab N(2) BC Ubc Uca Uab CA Ubc Uca Uab A-Đ Ubc Uca Uab N(1) B-Đ Ubc Uca Uab C-Đ Ubc Uca Bảng 1.1 Số liệu kết thí nghiệm sơ đồ hoàn toàn Thí nghiệm với sơ đồ khuyết Sơ đồ nối BI hình 1.8 Chú ý BI pha B không sử dụng nên ta phải nối tắt đầu Cách thực tương tự làm với sơ đồ hoàn toàn Kết ghi vào bảng 1.2 Dòng điện làm việc max: Ia = ……… ; Ic = ………… Dạng Pha ngắn mạch Dòng ngắn mạch IW UW P1, 2, Vẽ đồ thị ngắn mạch Ia Ic Ia Ic véc tơ Uab N(3) ABC Ubc Uca Uab AB Ubc Uca Uab N(2) BC Ubc Uca Uab CA Ubc Uca Uab A-Đ Ubc Uca Uab N(1) B-Đ Ubc Uca Uab C-Đ Ubc Uca Bảng 1-2 Số liệu kết thí nghiệm sơ đồ khuyết Thí nghiệm với sơ đồ hiệu dòng pha Sơ đồ nối BI hình 1.9 Chú ý BI pha B không sử dụng nên ta phải nối tắt đầu Cách thực tương tự làm với sơ đồ hoàn toàn Kết ghi vào bảng 1.3 Dòng điện làm việc max IR= Ia –Ic = ……… Dạng ngắn mạch Dòng ngắn mạch Pha ngắn mạch IW UW IR P1, 2, IR Vẽ đồ thị véctơ Uab (3) N Ubc ABC Uca Uab Ubc AB Uca Uab N(2) Ubc BC Uca Uab Ubc CA Uca Uab Ubc A-Đ Uca Uab N(1) Ubc B-Đ Uca Uab Ubc C-Đ Uca Bảng 1-3 Số liệu kết thí nghiệm sơ đồ hiệu dòng pha V Xử lý kết Sơ đồ hoàn toàn 1.1 Đánh giá độ nhạy Giả sử ta đặt bảo vệ dòng điện cho máy biến áp Các rơ le sử dụng có ngưỡng đặt dòng điện khởi động là: 2,5; 3; 3,5; 4; 4,5; A Dòng điện khởi động tính sau: I kđ tt  k sđ k at k mm Ilv max  ………………………………………… k tv Với kat = 1,2 kmm = 1,3 ktv = 0,85 Hệ số sơ đồ sơ đồ hoàn toàn: ksđ = …………… Dòng điện khởi động đặt vào rơ le (chọn lấy giá trị dải ngưỡng khởi động lớn hơn, gần so với Ikđtt): IkđR = ……………… Dòng điện ngắn mạch nhỏ đọc nhờ đồng hồ Ampe (đây dòng điện ( 3) vào rơ le bảo vệ) bảng 1.1 ngắn mạch ba pha I R = ……………… Độ nhạy sơ đồ hoàn toàn ngắn mạch ba pha: k nh  ( 3) I(R3)min  ……………… I kđ Bằng cách tương tự ta tính được: k ( 2) nh ) I(R2min   ……………… I kđ k (1) nh I(R1)min   ……………… I kđ Độ nhạy tương đối so với dạng ngắn mạch ba pha: k ( 2)  k (nh2)  ……………… k (nh3) k (1)  k (nh1)  ……………… k (nh3) 1.2 Biểu diễn hướng vectơ dòng điện Dựa theo trị số công suất đo bảng 1.1, ta biểu diễn hướng vectơ dòng điện hệ trục tọa độ điện áp Uab Uab Ubc Ubc Uca Uca Hình 1.8 N(3) Hình 1.9.c N(2) CA Hình 1.9.b N(2) BC Uab Ubc Uab Ubc Uca Hình 1.10.a N(1) A-Đ Ubc Uca Hình 1.9.a N(2) AB Uab Uca Uab Ubc Uca Hình 1.10.b N(1) B-Đ Uab Uab Ubc Uca Uab Ubc Uca Hình 1.12.d N(2) CA Hình 1.12.e N(1) A-Đ Ubc Uca Hình 1.12.f N(1) B-Đ Uab Ubc Uca Hình 1.12.g N(1) C-Đ Sơ đồ hiệu dòng pha 3.1 Đánh giá độ nhạy Dòng điện khởi động theo tính toán: I kđ tt  k sđ k at k mm Ilv max  ……………………… k tv Với kat = 1,2 kmm = 1,3 ktv = 0,85 Hệ số sơ đồ sơ đồ hiệu dòng pha (trong chế độ đối xứng): ksđ = …………… Dòng điện khởi động đặt vào rơ le IkđR = ……………… k ( 3) nh k (nh2) I(R3)min   ……………… I kđ I( 2)  R  ……………… I kđ k (nh1)  I(R1)min  ……………… I kđ Độ nhạy tương đối so với dạng ngắn mạch ba pha: k (nh2) k (nh1) (1) k  (3)  ……………… k  (3)  ……………… k nh k nh 3.2 Biểu diễn hướng vectơ dòng điện ( 2) Dựa theo trị số công suất đo bảng 1.3, ta biểu diễn hướng vectơ dòng điện hệ trục tọa độ điện áp Uab Uab Ubc Ubc Uca Uca Hình 1.13.a N(3) Ubc Uca Hình 1.13.c N(2) BC Hình 1.13.b N(2) AB Uab Uab Ubc Uca Uab Ubc Uca Hình 1.13.d N(2) CA Uab Hình 1.13.e N(1) A-Đ Ubc Uca Hình 1.13.f N(1) B-Đ Uab Ubc Uca Hình 1.13.g N(1) C-Đ VI Một số câu hỏi kiểm tra Ý nghĩa hệ số Ksđ công thức tính dòng điện khởi động rơle Vectơ dòng ngắn mạch ba pha thay đổi chiều dương quy ước pha A hướng từ chỗ ngắn mạch đến nguồn? Có thể dùng áp từ nguồn không đồng với dòng nghiên cứu đưa vào OÁT mét không? Có lấy áp dư gần chỗ ngắn mạch đưa vào OÁT mét để xây dựng vectơ dòng không? Tại sơ đồ hiệu dòng pha dùng để bảo vệ chống ngắn mạch nhiều pha sau máy biến áp nối Y/Δ ? Sơ đồ để rơle không phản ứng theo dòng thứ tự không? BÀI THÍ NGHIỆM SỐ PHỐI HỢP SỰ LÀM VIỆC GIỮA CÁC BẢO VỆ QUÁ DÒNG ĐIỆN CÓ ĐẶC TUYẾN THỜI GIAN PHỤ THUỘC TRONG MẠNG ĐIỆN HÌNH TIA CÓ MỘT NGUỒN CUNG CẤP I Mục tiêu Sau thực thí nghiệm này, sinh viên có khả năng: Tính toán, cài đặt dòng điện khởi động cho bảo vệ dòng điện Tính toán, phối hợp thời gian làm việc cho bảo vệ dòng điện đặc tính phụ thuộc mạng điện hình tia nguồn cung cấp Kiểm tra xác bảo vệ cài đặt II Giới thiệu rơ le dòng điện GL – 11 Rơ le GL – 11 rơ le điện Trung Quốc sản xuất, làm việc theo nguyên lý cảm ứng Đường cong mẫu Chỉnh định thời gian đặt Vị trí chỉnh định dòng khởi động 0,5 Đĩa quay Chốt chỉnh định 2,5 3,5 4,5 Hình 2-1 Mặt trước rơle GL-11 Đặt dòng điện khởi động Dòng điện khởi động rơ le đặt chốt chỉnh định Có bảy vị trí chốt ứng với bảy giá trị dòng điện khởi động: 2; 2,5; 3; 3,5; 4; 4,5; A Chỉnh định thời gian đặt cho rơ le 2.1 Đặc tính dòng điện cắt nhanh Chức cài đặt cách xoay vị trí núm điều chỉnh sang vị trí cắt nhanh 2.2 Đặc tính dòng điện phụ thuộc Đặc tính tác động rơ le biểu diễn quan hệ thời gian làm việc rơ le bội số dòng điện ngắn mạch so với dòng điện khởi động: m = IN/Ikđ, IN dòng điện ngắn mạch qua rơ le, Ikđ dòng điện khởi động cài đặt cho rơ le Đặc tính có dạng hình 2.2 Từ giá trị m = 10 trở đi, đặc tính có dạng độc lập (không phụ thuộc vào m) Đường cong tác động cài đặt thông qua giá trị tđặt Đây thời gian cắt rơ le m  10 Giá trị đặt vào thang chỉnh định thời gian đặt rơ le Trên mặt rơ le có sẵn hai đường cong chuẩn, hình vẽ 2.2, ứng với tđặt = giây (đường phía trên) tđặt = 0,5 giây (đường phía dưới) tcắt, giây 10 tđặt = giây 1 tđặt = 0,5 giây I m= N 15 IkdR 10 Hình 2-2 Đường cong mẫu rơle GL-11 Nếu 0,5  t đăt  đường cong tác động nằm hai đường cong chuẩn xác định theo nguyên tắc: “ Một điểm đường cong ứng với tđặt ≠ 0,5; 4 tạo đoạn thẳng AB AiBi AiCi đảm bảo: i i  n  const ” AiCi s s 10 bi ci Bi Ai Ci Bi 6,5 4s 4s tđặt 0,5s m Ai 2,5 0,9 1,5s Ci 3,5 0,5 s 10 m IN I kđ R Hình 2.3 Nguyên tắc xác định đường cong đặc tính tác động Ví dụ cài đặt Bài toán thuận: Với giá trị tđặt = 1,5 giây Ikđ = A rơ le làm việc khoảng thời gian để phát tín hiệu cắt dòng điện IN = 14 A?  t đăt  1,5   2,5 t đăt  0,5 1,5  0,5 14   3,5 Trả lời Vì tđặt = 1,5 giây nên m = 10 ta có tỷ số: n  Bội số dòng ngắn mạch ứng với IN = 14 A là: m  IN I kđ Giả sử thời gian làm việc rơ le ứng với IN = 14 A t m = 3,5 ta có: a=t b = 6,5 c = 0,9 Theo nguyên tắc xác định đường cong trên, ta có: n  AB 6,5 - t hay  2,5  t  2,5 AC t - 0,9 giây Vậy rơ le làm việc 2,5 giây để phát tín hiệu cắt dòng điện IN = 14 A Bài toán nghịch: Với giá trị Ikđ = A thời gian yêu cầu để rơ le phát tín hiệu cắt dòng điện IN = 14 A 2,5 giây cần đặt tđặt = ? Trả lời Bội số dòng ngắn mạch ứng với IN = 14 A là: m  I N 14   3,5 I kđ Theo yêu cầu thời gian cắt ta có: a = 2,5 giây Tương ứng với giá trị m = 3,5 ta có b = AB 6,5  2,5 6,5 c = 0,9 Vậy tỷ số đặc trưng đường cong tác động là: n    2,5 AC 2,5  0,9 Gọi thời gian đặt vào rơ le tđặt m = 10 ta có:  t đăt  n  2,5  t đat  1,5 giây t đăt  0,5 Vậy cần đặt giá trị t đặt = 1,5 giây vào rơ le để thỏa mãn yêu cầu đề III Mô hình thí nghiệm Mô hình đường dây thực Mô hình sử dụng thí nghiệm mô tả đường dây hình tia nguồn cung cấp gồm ba phân đoạn hình vẽ 2.4 A ~ tnhA 1MC B tnhB 2MC I> I> 2BV t1 tnhB D tnhD I> a1 3BV t2 Δt t’2 tnhC 3MC 1BV t, giây C a2 Δt t’3 tnhC t3 a3 Δt tnhD (km) Hình 2.4 Mô hình đường dây thí nghiệm Trong đó:  Các A, B, C, D có phụ tải nhánh, thời gian cắt bảo vệ phụ tải nhánh B, C, D tnhB, tnhC, tnhD  Ở đầu phân đoạn AB, BC, CD đặt bảo vệ dòng điện 1BV, 2BV, 3BV Vùng bảo vệ 1BV toàn đoạn đường dây từ A đến B, vùng bảo vệ dự phòng đường dây từ B trở Vùng bảo vệ 2BV toàn đoạn đường dây từ B đến C, vùng bảo vệ dự phòng đường dây từ C trở Vùng bảo vệ 3BV toàn đoạn đường dây từ C đến D, vùng bảo vệ dự phòng đường dây từ D trở Đặc tính cắt bảo vệ biểu diễn hình 2.4 Cài đặt cho bảo vệ 2.1 Cài đặt dòng điện khởi động Dòng điện khởi động bảo vệ tính theo công thức: Ikđ tt  k at k mm Ilv max k tv Trong đó:  kat = 1,2 – hệ số an toàn  kmm = 1,5 – hệ số mở máy phụ tải động  ktv = 0,85 – hệ số trở rơ le  Ilvmax – dòng điện làm việc lớn qua bảo vệ đoạn đường dây mà bảo vệ làm nhiệm vụ bảo vệ Sau tính giá trị Ikđtt ta đối chiếu với giá trị cài đặt rơ le mục II.1 để chọn lấy giá trị lớn gần làm IkđR cài đặt vào rơ le 2.2 Cài đặt thời gian tác động Để cài đặt thời gian tác động bảo vệ, ta cần biết số thông số sau nhằm giải toán nghịch ví dụ mục II.2.2.2:  Giá trị dòng điện khởi động đặt vào rơ le: IkđR, A  Dòng điện ngắn mạch qua bảo vệ ngắn mạch cuối phân đoạn bảo vệ  Thời gian cắt yêu cầu cảu bảo vệ ngắn mạch cuối phân đoạn bảo vệ Với 3BV: Thời gian cắt ngắn mạch cuối phân đoạn CD (ngắn mạch D) là: t 3BVD  maxt nhD   t Với tnhD – thời gian cắt bảo vệ góp D Δt = 0,5 giây – độ phân cấp thời gian bảo vệ Với 2BV: Thời gian cắt ngắn mạch cuối phân đoạn BC (ngắn mạch C) là: t BVC  maxt nhC ; t 3BVC   t Với: tnhC – thời gian cắt bảo vệ góp C Δt = 0,5 giây – độ phân cấp thời gian bảo vệ t3BVC – thời gian cắt 3BV ngắn mạch sát vị trí đặt 3BV (coi ngắn mạch C) Để tính t3BVC ta phải giải toán thuận ví dụ mục II.2.2.2 với ý dòng ngắn mạch qua 3BV ngắn mạch sát vị trí đặt 3BV dòng ngắn mạch qua 2BV ngắn mạch góp C Với 1BV: Thời gian cắt ngắn mạch cuối phân đoạn AB (ngắn mạch B) là: t 1BVB  maxt nhB ; t BVB   t Với: tnhB – thời gian cắt bảo vệ góp B Δt = 0,5 giây – độ phân cấp thời gian bảo vệ t2BVB – thời gian cắt 2BV ngắn mạch sát vị trí đặt 2BV (coi ngắn mạch B) Để tính t2BVB ta phải giải toán thuận ví dụ mục II.2.2.2 với ý dòng ngắn mạch qua 2BV ngắn mạch sát vị trí đặt 2BV dòng ngắn mạch qua 1BV ngắn mạch góp B Mô hình thí nghiệm A1 T A Reset C AP1 A A2 20 A A A3 A 20 A 20 10 CM2 A6 10 CM1 A5 10 Khóa T Đ A4 CM3 AP2 1RI (GL11) On Off CM4 2RI (GL11) 3RI (GL11) CM5 CM6 Đ C Khóa phụ tải Đ C Máy biến áp tự ngẫu Khóa ngắn mạch Hình 2-5 Mặt thẳng đứng bàn thí nghiệm K-0 Điểm nối đất Điểm tạo ngắn mạch Nguồn ~ B K-1 A1,4 1PT B K-2 B A2,5 2PT K-3 K-4 A3,6 3PT Các đèn tín hiệu Phụ tải Hình 2-6 Mặt nghiêng bàn thí nghiệm Trong đó: 1B, 2B, 3B: công tắc điều khiển trạng thái máy cắt Bật công tắc phía phải đóng máy cắt, bật công tắc phía trái mở máy cắt Các đèn tín hiệu: đèn đỏ sáng máy cắt tương ứng đóng, đèn xanh sáng máy cắt tương ứng mở K-0, K-1, K-2, K-3, K-4: vị trí tạo ngắn mạch K-0 điểm nối đất A1, A2, A3: Các Ampemét để đo dòng điện phụ tải, có phạm vi đo cho phép ÷ A A4, A5, A6: Các Ampemét để đo dòng điện ngắn mạch, có phạm vi đo cho phép ÷ 20 A CM1, CM2, CM3: Các chuyển mạch đặt Ampemét Chuyển mạch vị trí phía trái ta dùng Ampemét đo dòng điện phụ tải, phía phải ta dùng Ampemét đo dòng điện ngắn mạch T: Đồng hồ đo thời gian dùng để đo thời gian tác động bảo vệ Kim đồng hồ quay hết vòng tương đương với thời gian 1s Bên đồng hồ có cần Reset giúp ta đưa kim trở vị trí ban đầu để chuẩn bị cho lần đo AP1: Aptômát dùng để cấp nguồn cho đường dây đèn tín hiệu mặt nghiêng bàn thí nghiệm AP2: Aptômát đưa điện vào điều khiển máy cắt báo tín hiệu 1RI, 2RI, 3RI: rơle dòng tương ứng 1BV, 2BV, 3BV đoạn đường dây tương ứng Ở dùng loại GL-11 Trung Quốc sản xuất CM4, CM5, CM6: Các chuyển mạch tương ứng với bảo vệ, cho phép máy cắt làm việc không làm việc Máy biến áp tự ngẫu: dùng để đặt dòng điện làm việc mạng Khoá phụ tải: dùng để đóng phụ tải vào mạng Khoá ngắn mạch: dùng để tạo ngắn mạch Khóa T: khóa đồng hồ thời gian IV Nội dung thí nghiệm Đo dòng phụ tải lớn qua bảo vệ 1.1 Kiểm tra Khóa T vị trí cắt CM1, CM2, CM3 vị trí trái (sử dụng A1, A2, A3) CM4, CM5, CM6 vị trí phải (khóa máy cắt tác động) Khóa phụ tải vị trí cắt Khóa ngắn mạch vị trí cắt Máy biến áp tự ngẫu vị trí điều chỉnh Các máy cắt mặt nghiêng bàn thí nghiệm vị trí đóng 1.2 Trình tự đo Đóng AP1 Đóng AP2 Đóng khóa phụ tải Thay đổi vị trí điều chỉnh máy biến áp tự ngẫu đến vị trí mà ta coi vị trí cho dòng điện làm việc lớn Đọc số A1 tra có dòng điện làm việc lớn đoạn AB Đọc số A2 tra có dòng điện làm việc lớn đoạn BC Đọc số A3 tra có dòng điện làm việc lớn đoạn CD Cắt AP2 Cắt AP1 Các kết đo ghi vào bảng 2.1 Đo dòng điện ngắn mạch qua bảo vệ Đưa CM1, CM2, CM3 sang vị trí phải (sử dụng A4, A5, A6) Các kết đo dòng điện ngắn mạch ghi bảng 2.1 2.1 Đo dòng điện ngắn mạch qua 3BV Nối K3 với K0 Đóng AP1 Đóng AP2 Đóng khóa ngắn mạch Đọc số A6 dòng điện ngắn mạch qua 3BV Cắt khóa ngắn mạch Cắt AP2 Cắt AP1 Tháo dây nối K3 với K0 Chú ý phải đọc nhanh số A6 cắt khóa ngắn mạch để tránh hư hỏng thiết bị 2.2 Đo dòng điện ngắn mạch qua 2BV Nối K2 với K0 Đóng AP1 Đóng AP2 Đóng khóa ngắn mạch Đọc số A5 dòng điện ngắn mạch qua 2BV Cắt khóa ngắn mạch Cắt AP2 Cắt AP1 Tháo dây nối K2 với K0 Chú ý phải đọc nhanh số A5 cắt khóa ngắn mạch để tránh hư hỏng thiết bị 2.3 Đo dòng điện ngắn mạch qua 1BV Nối K1 với K0 Đóng AP1 Đóng AP2 Đóng khóa ngắn mạch Đọc số A4 dòng điện ngắn mạch qua 1BV Cắt khóa ngắn mạch Cắt AP2 Cắt AP1 Tháo dây nối K1 với K0 Chú ý phải đọc nhanh số A4 cắt khóa ngắn mạch để tránh hư hỏng thiết bị Cài đặt cho bảo vệ 3.1 Cài đặt dòng điện khởi động Đối với 3BV: Ikđ tt  k at k mm Ilv max CD  …………………… k tv IkđR = ……………………………………………………………………………………… Đối với 2BV: Ikđ tt  k at k mm Ilv max BC  …………………… k tv IkđR = ……………………………………………………………………………………… Đối với 1BV: Ikđ tt  k at k mm Ilv max AB  …………………… k tv IkđR = ……………………………………………………………………………………… 3.2 Cài đặt thời gian tác động Đối với 3BV: Số liệu cho trước: maxt nhD  giây ; Δt = ……………… giây Khi ngắn mạch D: m3D  I ND I kđ 3BV  ……………………………………………………… Gióng lên hai đường cong chuẩn ta có: b = ……………….; c = ………………… Thời gian cắt yêu cầu ngắn mạch D: t 3BVD  maxt nhD  t  ………………giây Từ a = t3BVD = …………………… AB  ……………………… Tỷ số đặc trưng đường cong tác động 3BV là: n  AC Gọi thời gian đặt 3BV tđặt Tại m = 10 ta có:  t đăt  n   t đăt 3BV  giây t đăt  0,5 Đối với 2BV: Số liệu cho trước: maxt nhC  giây ; Δt = ……………… giây * Tính thời gian tác động 3BV ngắn mạch sát vị trí đặt 3BV (coi nh ngắn mạch C) Dòng ngắn mạch qua 3BV: I NC = ……………….A Bội số dòng ngắn mạch: m3C  I NC I kđ 3BV b     c  Gọi thời gian cắt t 3BVC Tại m 3C ta có phương trình: AB b  t 3BVC    n  . t 3BVC  giây AC t 3BVC  c * Tính thời gian tác động 2BV ngắn mạch C Khi ngắn mạch C: m2C  I NC Ikđ 2BV  …………………………………………… Gióng lên hai đường cong chuẩn ta có: b = ……………….; c = ………………… Thời gian cắt yêu cầu ngắn mạch C: t BVC  maxt nhC; t 3BVC   t  …………….………………giây Từ a = t2BVC = …………………… AB  ……………………… Tỷ số đặc trưng đường cong tác động 2BV là: n  AC Gọi thời gian đặt 2BV tđặt Tại m = 10 ta có:  t đăt  n   t đăt 2BV  giây t đăt  0,5 Đối với 1BV: Số liệu cho trước: maxt nhB  giây ; Δt = ……………… giây * Tính thời gian tác động 2BV ngắn mạch sát vị trí đặt 2BV (coi ngắn mạch B) Dòng ngắn mạch qua 2BV: I NB = ……………….A Bội số dòng ngắn mạch: m B  I NB I kđ 2BV b     c  Gọi thời gian cắt t 2BVB Tại m 2B ta có phương trình: AB b  t 2BVB    n  . t 2BVB  giây AC t 2BVB  c * Tính thời gian tác động 1BV ngắn mạch B Khi ngắn mạch B: m1B  I NB I kđ1BV  …………………………………………… Gióng lên hai đường cong chuẩn ta có: b = ……………….; c = ………………… Thời gian cắt yêu cầu ngắn mạch B: t1BVB  maxt nhB; t BVB   t  …………….………………giây Từ a = t1BVB = …………………… AB  ……………………… Tỷ số đặc trưng đường cong tác động 1BV là: n1  AC Gọi thời gian đặt 1BV tđặt Tại m = 10 ta có:  t đăt  n1   t đăt1BV  giây t đăt  0,5 Tổng kết kết tính toán bảng 2.1 Giá trị Đoạn AB Đoạn BC Đoạn CD Dòng làm việc max Ilvmax, A Dòng khởi động tính toán Ikđtt, A Dòng khởi động cài đặt rơle IkđR, A Dòng ngắn mạch cuối đường dây IN, A Thời gian cắt ngắn mạch cuối đường dây, (s) Thời gian đặt tính toán tđtt (s) Bảng 2.1 Kiểm tra hoạt động bảo vệ Dùng vít điều chỉnh để khóa chức cắt nhanh rơ le Đặt dòng điện khởi động thời gian tác động tính toán bảng 2.1 Kiểm tra theo trình tự sau: Khóa T vị trí đóng Kim đồng hồ thời gian vị trí không CM1, CM2, CM3 vị trí phải CM4, CM5, CM6 vị trí trái Khóa phụ tải vị trí đóng Khóa ngắn mạch vị trí cắt Máy biến áp tự ngẫu vị trí điều chỉnh dòng điện làm việc max Các máy cắt vị trí đóng AP1, AP2 vị trí mở 1.Kiểm tra 3BV: Nối K3 với K0 Đóng AP1 Đóng AP2 Đóng khóa ngắn mạch Quan sát đồng hồ thời gian Nếu kim đồng hồ quay số vòng tướng ứng với thời gian cắt mong muốn ngắn mạch cuối đường dây việc cài đặt xác Nếu không, chỉnh lại giá trị tđặt chút lại kiểm tra theo trình tự Ghi lại trị số tđặt sau kiểm tra vào bảng 2.2 Cắt khóa ngắn mạch Đưa kim đồng hồ thời gian vị trí Cắt AP2 10 Cắt AP1 Kiểm tra 2BV: Nối K2 với K0 Đóng AP1 Đóng AP2 Đóng khóa ngắn mạch Quan sát đồng hồ thời gian Nếu kim đồng hồ quay số vòng tướng ứng với thời gian cắt mong muốn ngắn mạch cuối đường dây việc cài đặt xác Nếu không, chỉnh lại giá trị tđặt chút lại kiểm tra theo trình tự Ghi lại trị số tđặt sau kiểm tra vào bảng 2.2 Cắt khóa ngắn mạch Đưa kim đồng hồ thời gian vị trí Cắt AP2 10 Cắt AP1 Kiểm tra 1BV: Nối K1 với K0 Đóng AP1 Đóng AP2 Đóng khóa ngắn mạch Quan sát đồng hồ thời gian Nếu kim đồng hồ quay số vòng tướng ứng với thời gian cắt mong muốn ngắn mạch cuối đường dây việc cài đặt xác Nếu không, chỉnh lại giá trị tđặt chút lại kiểm tra theo trình tự Ghi lại trị số tđặt sau kiểm tra vào bảng 2.2 Cắt khóa ngắn mạch Đưa kim đồng hồ thời gian vị trí Cắt AP2 10 Cắt AP1 V Một số câu hỏi kiểm tra Các chữ số vít điều chỉnh phận cắt nhanh giá trị đại lượng nào? Tại thời gian tác động GL-11 phụ thuộc dòng điện bội số dòng điện ngắn mạch nhỏ, bội số dòng điện ngắn mạch lớn không phụ thuộc? Tại trị số đặt dòng điện khởi động của rơ le GL-11 thay đổi bậc ? Ưu nhược điểm bảo vệ có đặc tuyến thời gian phụ thuộc so với đặc tuyến thời gian độc lập? 5.Khi ngắn mạch qua điện trở trung gian bảo vệ nghiên cứu làm việc ? Chế độ làm việc hệ thống có ảnh hưởng tới độ nhạy bảo vệ dòng hay không? ... = ……… ; Ib = ………… ; Ic = ………… 1.2 Xác định độ lớn hướng dòng điện ngắn mạch * Xác định độ lớn hướng dòng điện pha a tính trạng ngắn mạch ba pha sau máy biến áp Nối BI phía thứ cấp theo sơ đồ... hạ áp Khi xảy ngắn mạch chạm đất bên nhánh xuất dòng điện thứ tự không chạy qua biến dòng phía đấu Y0 máy biến áp Nếu phía thứ cấp biến dòng đấu thành phần thứ tự không vào rơle làm cho rơle dòng. .. I a Ngắn mạch pha B với đất Ngắn mạch hai pha A, C I c I b Ngắn mạch hai pha A, B Hình 1.9 Sơ đồ nối hiệu hai dòng pha đồ thị véc tơ dòng điện vị trí đặt BI xảy ngắn mạch  Khi có ngắn mạch