Tài liệu điện tử - BÙI THÚC MINH Bao ve qua dong

5.1 Nguyên tắc hoạt động5.2 Bảo vệ dòng điện cực đại cấp III 5.2.1 Bảo vệ dòng điện cực đại 5.2.2 Bảo vệ dòng điện cực đại có kiểm tra điện áp 5.3 Bảo vệ dòng điện cắt nhanh cấp I và cấp

5.1 Nguyên tắc hoạt động

5.2 Bảo vệ dòng điện cực đại (cấp III)

5.2.1 Bảo vệ dòng điện cực đại

5.2.2 Bảo vệ dòng điện cực đại có kiểm tra điện áp

5.3 Bảo vệ dòng điện cắt nhanh (cấp I và cấp II)

o Nguyên tắc hoạt động: BVQDĐ là loại bảo vệ tác động khi dòng

điện đi qua chỗ đặt thiết bị bảo vệ lớn hơn giá trị định trước

o BVDĐ được phân thành:

 Bảo vệ dòng điện cực đại

 Bảo vệ dòng điện cắt nhanh

Khác nhau giữa 2 loại bảo vệ trên: Đảm bảo yêu cầu tác động

5.2

5.2.1 Bảo vệ dòng điện cực đại

5.2.2 Bảo vệ dòng điện cực đại có kiểm tra điện áp

Khi NM xảy ra tại N1, dòng sự cố chạy trên cả bốn

đoạn, vì vậy các BV 1, 2, 3, 4 đều khởi động Tuy

nhiên theo yêu cầu chọn lọc, chỉ có BV 4 được tác

động cắt phần tử hư hỏng

M ột số khái niệm

 Dòng khởi động của bảo vệ IKĐ, tức là dòng nhỏ nhất

đi qua phần tử được bảo vệ mà có thể làm cho bảo vệ

khởi động, cần phải lớn hơn dòng phụ tải cực đại của

phần tử được bảo vệ để ngăn ngừa việc cắt phần tử khi

không có hư hỏng

 BV dòng điện cực đại làm việc có thời gian: bảo

vệ được thực hiện có thời gian làm việc càng lớn khi

bảo vệ càng đặt gần về phía nguồn cung cấp

 BV dòng điện cắt nhanh: dòng ngắn mạch đi qua

chỗ nối bảo vệ sẽ giảm xuống khi hư hỏng càng cách

xa nguồn cung cấp Dòng khởi động của bảo vệ IKĐ

được chọn lớn hơn trị số lớn nhất của dòng trên đoạn

được bảo vệ khi xảy ra ngắn mạch ở đoạn kề (cách xa

BI

K K K

I K

I

n



Dòng điện khởi động (I kđ ) của BV là dòng nhỏ nhất đi qua phần tử được bảo

vệ mà có thể cho bảo vệ khởi động Dòng khởi động của bảo vệ phải lớn hơn

dòng điện phụ tải cực đại qua chỗ đặt bảo vệ

Ikđ>Ilvmax

I K

I



5.2.1.3

o Rơ le làm việc với thời gian không đổi khi dòng điện vượt quá

giá trị khởi động thì gọi là đặc tính độc lập

o Rơ le làm việc với thời gian xác định nào đó khi dòng điện vượt

quá giá trị khởi động thì gọi là đặc tính thời gian phụ thuộc,

gồm có:

 Đặc tính thời gian có độ dốc chuẩn

 Đặc tình thời gian rất dốc

 Đặc tình thời gian cực dốc

o Rơ le có đặc tính phụ thuộc khởi động khi dòng điện vượt quá

giá trị dòng khởi động, thời gian tác động phụ thuộc vào dòng

điện qua rơ le Dòng điện qua rơ le càng lớn thì thời gian tác

động giảm

Các dạng đặc tính thời gian của bảo vệ dòng cực đại

1- độc lập; 2- phụ thuộc

1: Đặc tính có độ dốcchuẩn

2: đặc tính thời gian rấtdốc

3: đặc tính thời gian cựcdốc

Các dạng đặc tínhthời gian phụ thuộc

5.2.1.3

5.2.1.3

o Đặc tính thời gian có độ dốcchuẩn: Loại này làm việc theo đặctính thời gian phụ thuộc khi dòngđiện NM nhỏ và đặc tính thời gianđộc lập khi dòng điện NM lớn

(Nói cách khác, khi dòng điện NM nhỏ hơn khoảng 10 đến 20 lần dòng điện định mức thì đặc tính là đặc tính thời gian phụ thuộc Khi dòng điện NM lớn hơn khoảng trên thì đặc tính là đặc tính là đường thẳng) Thường dùng bảo

vệ rộng rãi lưới phân phối

22

o Đặc tính thời gian cực dốc: Loạinày có độ dốc lớn nhất, thíchhợp dùng để bảo vệ máy phát,máy biến áp động lực, máy biến

áp nối đất… nhằm chống quánhiệt

23

5.2.1.3

o Nguyên tắc: bảo vệ phía trước có thời gian tác động bằng thời

gian tác động của bảo vệ kề sau nó cộng với khoảng thời gian

t    t t

o Khoảng Δt bao gồm (theo tiêu chuẩn IEC 255-4 khoảng 0.3 –

0.5s)

o Thời gian tác động và trở về của rơ le

o Thời gian tác động cắt của máy cắt

o Sai số thời gian của rơ le định thời gian

o Thời gian dự trữ

Phối hợp đặc tính thời gian độc lập của các bảo vệ dòng cực đại

5.2.1.3

o Cách chọn đặc tính phụ thuộc:

 Chọn đặc tính của BV B Vẽ đặc tính ra

 Xác định dòng NM lớn nhất ngay sát BV B (N2) IN2max

 Ứng với đặc tính BV B suy ra thời gian tác động của BV B (tB1) Vậy

tB1là thời gian tác động của BV B khi NM tại N2.

 Để đảm bảo tính chọn lọc thì thời gian BV A khi có NM tại N2 phải

t A1 ≥ Δ t + t B1 với mọidòng NM bé hơn IN2max

Lưu ý vẽ các đặc tính phải cùng cấp điện áp

 Có thể phối hợp với thời gian làm việc của BV

các đoạn gần nhau để làm giảm thời gian cắt

NM của các bảo vệ đặt gần nguồn

 Có thể giảm hệ số mở máy Kmm khi chọn dòng

điện khởi động của bảo vệ

 Điều này cắt nghĩa như sau: sau khi cắt ngắn

mạch, dòng điện mở máy qua các đoạn còn lại

sẽ giảm xuống rất nhanh và bảo vệ sẽ không kịp

làm việc vì giá trị của dòng điện mở máy

hơn dòng ngắn mạch lớn nhất qua chỗ đặt bảo vệ

khi hư hỏng ở ngoài phần tử được bảo vệ, BVCN

thường làm việc không thời gian hoặc có thời gian rất bé

để nâng cao nhạy và mở rộng vùng BV

(Bảo vệ dòng cực đại: để đảm bảo tính chọn lọc dựa

vào dòng làm việc phụ tải lớn nhất)

Đường cong:

1: Dòng ngắn mạch đối xứng 3 pha 3: dòng ngắn mạch không đối xứng 2: dòng khởi động

Như vậy vùng bảo vệ của bảo vệ cắt nhanh chỉ bao

gồm một phần chứ không phải toàn bộ đường dây

được bảo vệ

Muốn bảo vệ không tác động khi NM ngoài đường

dây bảo vệ AB, cần chọn dòng khởi động phù hợp Ikđ

= K at I NBmax

Trong đó:

I NBmax : dòng điện NM lớn nhất tại cuối vùng bảo vệ

(tại thanh cái trạm B)

K at = (1,2 ÷ 1,3) : hệ số an toàn tính đến sai số trong

khi tính toán dòng NM và sai số rơle

5.2.1.4

o Vùng bảo vệ quá dòng cực đại: khi dòng điện qua rơle lớn hơn

dòng điện khởi động

33

Khi hư hỏng càng gần thanh góp trạm A thì dòng điện

ngắn mạch sẽ càng tăng theo đường cong 1 (hình 2.15)

Vùng bảo vệ cắt nhanh lCN được xác định bằng hoành độ

của giao điểm giữa đường cong 1 và đường thẳng 2

(đường thẳng 2 biểu diễn dòng điện khởi động IKĐ) Vùng

l(3)

CN chỉ chiếm một phần chiều dài của đường dây được

bảo vệ Dòng ngắn mạch không đối xứng thường nhỏ

hơn dòng khi ngắn mạch 3 pha Vì vậy, đường cong IN

(đường cong 3) đối với các dạng ngắn mạch không đối

xứng trong tình trạng cực tiểu của hệ thống có thể nằm

rất thấp so với đường cong 1; vùng bảo vệ lCN < l(3)

CN,trongmột số trường hợp lCNcóthể giảm đến 0

Bảo vệ cắt nhanh đường dây có hai nguồn cung

cấp

Đường cong:

1: INA=f(l) 3: INB=f(l) 2: IKĐ

IKĐ> INngmax

Để BV không tác động nhầm khi ngắn mạch ngoài:

nhau cho cả hai phía:

I KĐ = k at I NngmaxA

 Vùng bảo vệ lCNAvà lCNB được xác định bằng hoành

độ giao điểm của các đường cong 1 (INA = f(l)) và 3

(INB= f(l)) với đường thẳng 2 (IkĐ), gồm 3 đoạn:

 Ngắn mạch trong đoạn lCNAchỉ có BVCN phía A tác động

 Ngắn mạch trong đoạn lCNBchỉ có BVCN phía B tác động

 Khi ngắn mạch trong đoạn giữa thì không có BVCN nào

 Cắt nhanh có thời gian (cấp II)

 Dòng điện cực đại (cấp III)

BẢO VỆ DÒNG ĐiỆN 3 CẤP

Bảo vệ dòng có đặc tính thời gian nhiều cấp (đặc tính

thời gian phụ thuộc nhiều cấp) là sự kết hợp của các

bảo vệ dòng cắt nhanh không thời gian, bảo vệ

dòng c ắt nhanh có thời gian và bảo vệ dòng cực

đại.

 Sơ đồ nguyên lí một pha của bảo vệ

Đặc tính thời gian của bảo vệ

Đồ thị tính toán bảo vệ dòng có đặc tính thời gian nhiều cấp

 CẤP THỨ NHẤT của các bảo vệ A và B (rơle 3RI,

4RGT và 5Th) là cấp cắt nhanh không thời gian (tI≤

0,1 giây) Để đảm bảo chọn lọc, dòng khởi động II

KĐA

và II

KĐB được chọn lớn hơn dòng ngắn mạch ngoài

cực đại Phần lIA và lIB của đường dây là vùng thứ

nhất của bảo vệ A và B, chúng chỉ chiếm một phần

chiều dài của đường dây AB và BC

CẤP THỨ HAI (rơle 6RI, 7RT và 8Th) là cấp cắt

nhanh có thời gian

nớl

II

tgianiờthiớvnọchcượđcọlnọcho

I

tngộđtácgian

Ingộđiởkhdòngy,ậvưnh

II

tgianiờth

KĐA II

I,ụ

B I

lvùngiốcuởngỏhưhkhiiạ

CẤP THỨ BA của bảo vệ A và B (rơle 9RI, 10RT,

11Th) là bảo vệ dòng cực đại, có dòng khởi động

IIIIKĐA và IIIIKĐB lớn hơn dòng điện làm việc cực

đại Tác động chọn lọc của chúng được đảm bảo nhờ

chọn thời gian tIIIA và tIIIB theo nguyên tắc bậc

thang

iốcuừtuầđtắb

B III

lvà

A III

lbaứthpấcaủcệ

vùng hai trở đi Nhiệm vụ của cấp thứ ba là dự trữ cho

hỏng hóc máy cắt hoặc bảo vệ của các phần tử kề, cũng

như cắt ngắn mạch trên đường dây được bảo vệ khi 2

cấp đầu không tác động, ví dụ khi ngắn mạch qua điện

trở quá độ lớn Độ nhạy của cấp thứ ba được kiểm tra

với ngắn mạch ở cuối phần tử kề Yêu cầu hệ số KnIII

không được nhỏ hơn 1,2

đồng thời nâng cao độ nhạy về dòng của bảo vệ dòng

cực đại, người ta dùng sơ đồ bảo vệ dòng có kiểm tra

áp

 Khi ngắn mạch thì dòng điện tăng và điện áp giảm

xuống do vậy cả rơle dòng RI và rơle áp RU đều

khởi động dẫn đến cắt máy cắt

Sơ đồ nguyên lý 1 pha của bảo vệ dòng có

kiểm tra áp

5.2.1.5

o Sơ đồ sao đủ (dùng mạng NĐTT)

o Sơ đồ sao thiếu (dùng mạng KNĐTT)

o Sơ đồ số tám (chỉ chống chạm pha, không dùng để bảo vệ MBA

đấu sao – tam giác vì rơ le không tác động khi có NM 2 pha B-C

ở phía thứ cấp

46

5.2.2.1

o Để phân biệt giữa NM và quá tải đồng thời nâng cao độ nhạy

của BVDĐ CĐ, người ta dùng sơ đồ BV dòng điện cực đại có

kiểm tra áp

o Khi NM thì dòng điện tăng và điện áp giảm xuống nên cả rơ

le dòng điện và rơ le điện áp đều khởi động ( BV chỉ tác động

khi cả rơ le dòng điện và rơ le điện áp thỏa mãn)

o Dòng khởi động của BV được tính:

o Trong biểu thức không có Kmm vì sau khi cắt NM, ngoài các

động cơ tự khởi động nhưng không làm điện áp giảm nhiều

nên các rơ le không tác động được

o Rõ ràng khi không có Kmmthì độ nhạy sẽ tăng Vì dòng khởi

động nhỏ

o Yêu cầu của rơ le giảm áp:

 Rơ le giảm áp không được tác động đối với điện áp làm việc tối thiểu

 Rơ le giảm áp phải trở vể trạng thái bình thường sau khi loại bỏ NM

o Điện áp khởi động được chọn sao cho rơ le không khởi động

khi điện áp min và rơ le trở về ngay sau khi cắt NM

50

min

sd lv kdR

tv at BU

K U U

K K n



min

lv kd

tv at

U U

max

1.5 1.8

kd nhU

o Sơ đồ sao thiếu (dùng mạng KNĐTT)

o Sơ đồ số tám (chỉ chống chạm pha, không dùng để bảo vệ MBA

đấu sao – tam giác vì rơ le không tác động khi có NM 2 pha B-C

ở phía thứ cấp

54

5.3.1Bảo vệ cắt nhanh tức thời (cấp I, không có tính độ nhạy)

5.3.2Bảo vệ cắt nhanh có trì hoãn (cấp II)

5.3.1

5.3.1.1 Dòng khởi động

5.3.1.2 Thời gian tác động

5.3.1.3 Vùng bảo vệ

5.3.1.1

o Khi có 1 nguồn cung cấp: Dòng điện khởi động BV cắt nhanh

bằng hệ số an toàn nhân với dòng điện ngắn mạch lớn nhất cuối

o Khi có 2 nguồn cung cấp: Dòng điện khởi động BV cắt nhanh

2 phía phải giống nhau và bằng hệ số an toàn nhân với dòng

điện ngắn mạch lớn nhất cuối vùng bảo vệ nào lớn nhất

o Khi có 2 nguồn cung cấp: trường hợp tồn tại vùng không bảo