chuyen de bảo vê thanh cái

CHUYÊN ĐỀ: HỆ THỐNG BẢO VỆ SO LỆCH THANH CÁI LỜI NÓI ĐẦU Hệ thống bảo vệ phần quan trọng hệ thống bảo vệ trạm biến áp định đến việc phân phối điện toàn trạm loại bảo vệ có giá thành cao gấp nhiều lần so với bảo vệ khác Tuy nhiên, việc lựa trọn h ệ thống bảo vệ chưa quan tâm mức trình thiết kế đồng thời v ới việc chưa có qui định rõ ràng EVN, tài liệu giảng dậy trường đại học trình bầy hệ thống bảo vệ cũ, lạc hậu so với thực tế nên nảy sinh nhiều bất hợp lý l ựa chọn b ảo vệ Chuyên đề chủ yếu phục vụ phân tích việc lựa chọn loại bảo vệ nhằm nâng cao chất lượng trình thiết kế Chuyên đề bao gồm phần sau: Phần 1: Giới thiệu chung Phần 2: Nguyên lý làm việc bảo vệ so lệch Phần 3: Bảo vệ trở kháng cao thấp Phần 4: Giới thiệu số bảo vệ sử dụng phổ biến thực tế Mặc dù dành nhiều thời gian cho chuyên đề khả tác giả hạn chế nên chun đề khơng tránh khỏi thiếu sót Kính mong tập thể phòng Thiết kế trạm quan tâm góp ý để tơi hoàn thiện chuyên đề Xin chân thành cảm ơn! Tác giả: NGUYỄN VIỆT THANH I GIỚI THIỆU CHUNG: Hệ thống phần tử quan trọng trạm điện, nơi nhận điện từ nguồn cung cấp đến phân phối điện cho h ộ tiêu th ụ Một số nguyên nhân gây cố góp là: • • • • • Hư hỏng cách điện già cỗi vật liệu Quá điện áp Máy cắt hư cố ngồi góp Thao tác nhầm Sự cố ngẫu nhiên vật dụng rơi chạm góp Sự cố xảy với góp ít, góp đ ầu mối liên hệ c nhi ều phần tử hệ thống nên xảy ngắn mạch góp không đ ược loại tr cách nhanh chóng tin cậy gây hậu nghiêm tr ọng làm tan rã hệ thống Hệ thống bảo vệ nhằm loại trừ cố xảy Khi xảy ngắn mạch trì vùng tác động bảo vệ cái, bảo vệ gửi tín hiệu cắt tới tất máy cắt nối đến bị hư hỏng Bảo vệ góp cần thoả mãn đòi hỏi cao chọn l ọc, khả tác động nhanh độ tin cậy Để thực bảo vệ người ta thường sử dụng nguyên lý sau đây: So sánh dòng điện có hãm với nguyên lý rơle tổng trở cao thấp II NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC: N2 C T1 CT2 I It1 87 It2 N1 Trên hình vẽ trình bầy ngun lý bảo vệ so lệch dòng điện Dòng điện so lệch chạy qua rơle ΔI = It1 – It2 Nếu bỏ qua sai số biến dòng điện chế độ làm việc bình thường ngắn mạch N1 ngồi ta có: It1 = It2 → ΔI = → rơle không làm việc Trong trường hợp ngắn mạch vùng bảo vệ ta có: It1 ≠ It2 → ΔI ≠ → rơle tác động III RƠLE SO LỆCH TRỞ KHÁNG CAO VÀ TRỞ KHÁNG THẤP: A Rơle so lệch trở kháng cao: Ngun lý làm việc: • Thành phần chính: Điện trở ổn định Rs Điện trở phi tuyến Rnl Rơle dòng F50 • Ngun lý: N1 MC1 MC2 CT1 CT2 N2 Rc t1 Rl1 Inm Rc t2 Rl2 Rs X1 X2 Rnl 87 Sơ đồ trình bày phương án thực bảo vệ rơle trở cao Để đơn giản, ta xét trường hợp sơ đồ góp có hai phần tử (1, 2) máy biến dòng có thơng số giống Rơle mắc nối tiếp vời điện trở ổn định Rs, việc mắc nối tiếp điện trở ổn định Rs làm tăng tổng trở mạch rơle nên phần lớn dòng khơng cân (do bão hồ khơng giống CT ngắn mạch ngoài) chạy mạch CT bị bão hòa có tổng trở thấp hơn, nghĩa Rs có tác dụng phân dòng qua rơle tránh rơle tác động không mong muốn có ngắn mạch ngồi vùng bảo vệ Nếu xem máy biến dòng hồn tồn giống Rct1 = Rct2, dây dẫn phụ đặc trưng Rl1 = Rl2, máy biến dòng khơng bị bảo hòa trị số điện kháng X1, X2 lớn nên dòng điện từ hóa bỏ qua, dòng điện vào nút cân (định luật Kirchoff) phía thứ cấp CT khơng có dòng chạy qua rơle, rơle không tác động Trường hợp tồi tệ máy biến dòng đặt phần tử có cố bão hòa hồn tồn, giả thiết ngắn mạch nhánh làm CT nhánh bị bão hòa hồn tồn (X1 = 0) nghĩa biến dòng khơng có tín hiệu đầu ra, tình trạng biểu thị cách nối tắt X1 Máy biến dòng cho tín hiệu đầu lớn hơn, khơng bị bão hòa Dòng điện ngắn mạch phía thứ cấp ( Inm) phân bố qua tổng trở nhánh gồm Rct1, Rl1 nhánh rơle Điện áp đặt rơle: Dòng điện qua rơle: Nếu Rs có giá trị nhỏ, I gần Inm điều không cho phép Mặt khác, Rs lớn I giảm Phương trình gần sau: Ur = Id.Rs = Inm.(Rct1 + Rl1) Muốn tăng độ nhậy bảo vệ cần chọn CT có điện trở cuộn Rct nhỏ giảm điện trở dây dẫn tới rơle Khi ngắn mạch điện phía sơ cấp chạy vào góp, phía thứ cấp tất dòng điện chạy vào rơle tạo nên điện áp đặt rơle r ất l ớn, rơle s ẽ tác động, gây điện áp cực rơle điện trở ổn đ ịnh sử dụng có giá trị lớn Để chống áp cho rơle mắc song song điện trở phi tuyến với rơle Tính tốn chỉnh định rơle: Bảo vệ so lệch trở kháng cao tác động dòng điện so lệch Id > Ikđ Ur > Ukđ Để đảm bảo độ tin cậy, chọn lọc tránh tác động nhầm sai số CT ta chọn dòng khởi động lớn tổng dòng điện từ hóa CT điện áp khởi động Ikd = m.Ie m: số CT cấp dòng cho BVTC Ie: dòng điện từ hóa Bảo vệ so lệch trở kháng cao thường tính tốn làm việc ổn định trường hợp có dòng cố vùng bảo vệ với nhiều CT bị bão hòa hồn tồn Ukđ = (Ifm/n).(Rct + Rl) Ifm: dòng cố max n: tỷ số CT Trong trường hợp dòng điện làm việc lớn dòng khởi động điện áp đặt rơle nhỏ điện áp khởi động, rơle khóa lại Một yếu tố quan trọng trình tính tốn thơng số Vk CT (điện áp điểm gập đường cong từ hóa V/Ie) Để CT khơng bị bão hòa trước điện áp tăng đến ngưỡng tác động dẫn đến CT tạo dòng thứ cấp với sai số l ớn, người ta thường phải chọn CT với cấp xác Class PX với thông số Vk lớn điện áp lớn đặt rơle Vk > 2.Ithứ_cấp_max.(Rct+Rcable+2.Rrelay) Các yêu cầu phạm vi ứng dụng sử dụng rơle so lệch trở kháng cao: Khi trang bị rơle so lệch trở kháng cao cần đáp ứng yêu cầu sau: • Các CT phục vụ cho rơle cần giống vệ: Tỷ số, đường cong từ hóa, điện trở CT • Điện áp điểm gập Vk CT phải lớn điện áp khởi động rơle • Để tăng độ nhậy rơle nên sử dụng CT dây dẫn với điện trở nhỏ tối đa Rơle so lệch trở kháng cao thường sử dụng trường hợp vùng bảo vệ có dòng điện cố nhỏ bảo vệ chạm đất bên MBA khả làm việc nhậy rơle so lệch trở kháng thấp tr ường hợp nêu B Rơle so lệch trở kháng thấp: Nguyên lý làm việc: • Cấu tạo: Biến dòng trung gian Mạch chỉnh lưu diôt Biến trở R Rơle dòng F50 • Ngun lý: MC1 M C2 MCn C T1 CT2 C Tn It1 Is1 CT1' It2 Is2 C T2' Itn Isn Iti Ih = Kh C Tn' Iti R RL C L1 C L2 C Ln Ilv = Iti Trên hình vẽ trình bầy nguyên lý bảo vệ so lệch dòng điện trở kháng thấp dùng cho đơn Dòng điện làm việc Ilv tổng véc tơ tất dòng điện thứ cấp n phần tử nối đến Dòng điện hãm Ih tỷ lệ với tổng đại số tất dòng điện thứ cấp n phần tử nối đến Kh hệ số hãm điều chỉnh cách thay đổi trị số điện trở R Hệ số hãm để nhằm nâng cao độ nhạy ngăn chặn tác động nhầm ảnh hưởng sai số CT có ngắn mạch ngồi Trong trường hợp bình thường có ngắn mạch ngồi Ilv < Ih, rơle so lệch khơng làm việc Khi có ngắn mạch vùng bảo vệ Ilv > Ih, rơle so l ệch không làm việc gửi tín hiệu cắt tới tất máy cắt liên quan đến Bảo vệ so lệch trở kháng thấp kết hợp công nghệ kỹ thuật số: Ngày nay, loại rơle điện rơle tĩnh khơng sản suất nữa, thay vào rơle số với ưu điểm vượt trội như: Giảm kích thước, tăng độ tin cậy, độ xác, cơng suất bé, lưu giữ thơng tin Nguyên lý làm việc rơle số Mạch đo lường: Thu thập tín hiệu tương tự Mạch lọc khuếch đại tín hiệu Bộ chuyển đổi tương tự - số Bộ vi xử lý Mạch tín hiệu: Đầu vào nhị phân tiếp điểm điều khiển đầu 1> Đặc tính so lệch § ­ ê ng sù c è Id V Id a b g ùn tá c ộ đ ng K Vù ng hã m Tả i b ình thư ng Ir ... làm tan rã hệ thống Hệ thống bảo vệ nhằm loại trừ cố xảy Khi xảy ngắn mạch trì vùng tác động bảo vệ cái, bảo vệ gửi tín hiệu cắt tới tất máy cắt nối đến bị hư hỏng Bảo vệ góp cần thoả mãn đòi... khơng mong muốn có ngắn mạch ngồi vùng bảo vệ Nếu xem máy biến dòng hồn tồn giống Rct1 = Rct2, dây dẫn phụ đặc trưng Rl1 = Rl2, máy biến dòng khơng bị bảo hòa trị số điện kháng X1, X2 lớn nên... song điện trở phi tuyến với rơle Tính tốn chỉnh định rơle: Bảo vệ so lệch trở kháng cao tác động dòng điện so lệch Id > Ikđ Ur > Ukđ Để đảm bảo độ tin cậy, chọn lọc tránh tác động nhầm sai số CT