CHƯƠNG 13 – TỰ ĐÓNG LẠI

8090% các sự cố trong tự nhiên trên mọi mạng lưới đường dây trên không là thoáng qua. Còn lại 1020% các sự cố hoặc là vĩnh cửu hoặc bán vĩnh cửu. Các sự cố thoáng qua thường gây ra bởi sét và sự va chạm nhất thời với các vật thể bên ngoài đường dây. Sự tác động cắt tức thời của một hoặc nhiều máy cắt giúp loại bỏ sự cố. Tiếp theo đó, sự hồi phục năng lượng của đường dây thường thành công. Một cành cây nhỏ rơi xuống trên đường dây có thể gây ra một sự cố bán vĩnh cửu. Nguyên nhân của sự cố sẽ không được loại trừ bởi sự ngắt tức thời của mạch, mà nhánh cây chỉ có thể bị cháy rụi trong một khoảng thời gian trễ nào đó. Đường dây cao áp trên không trong khu vực rừng rậm thiên về loại sự cố này. Những sự cố vĩnh cửu, như các dây dẫn bị hỏng, và sự cố trên những bộ phận cáp ngầm, phải được định vị và sửa chữa trước khi nguồn cung cấp được phục hồi. Mục đích của một hệ thống tự đóng lại là để phục hồi năng lượng đường dây sau một sự ngắt sự cố, cho phép sự phục hồi năng lượng thành công của đường dây. Thời gian mất điện đủ lớn phải được chấp nhận sau sự khử hồ quang sự cố để giải phóng năng lượng trước khi tự

CHƯƠNG 13 – TỰ ĐÓNG LẠI CHƯƠNG 13 Nội dung Trang Giới thiệu 2 Ứng dụng tự đóng lại Tự đóng lại lưới điện phân phối cao áp Các hệ số tác động đến hệ thống tự đóng lại cao áp Tự đóng lại đường dây truyền tải siêu cao áp 13 Tự đóng lại tốc độ cao hệ thống siêu cao áp 15 Tự đóng lại pha 19 Tự đóng lại tốc độ cao đường dây sử dụng mơ hình khoảng cách 21 Tự đóng lại tốc độ chậm hệ thống siêu cao áp 23 10 Các đặc tính hoạt động hệ thống tự đóng lại 26 11 Các mơ hình tự động đóng lại 29 12 Một số ví dụ ứng dụng tự đóng lại 31 NGUYỄN TRỌNG TUẤN CHƯƠNG 13 – TỰ ĐÓNG LẠI Giới thiệu Các cố đường dây không rơi vào ba loại sau: a Thoáng qua b Bán vĩnh cửu c Vĩnh cửu 80-90% cố tự nhiên mạng lưới đường dây khơng thống qua Còn lại 10-20% cố vĩnh cửu bán vĩnh cửu Các cố thoáng qua thường gây sét va chạm thời với vật thể bên đường dây Sự tác động cắt tức thời nhiều máy cắt giúp loại bỏ cố Tiếp theo đó, hồi phục lượng đường dây thường thành công Một cành nhỏ rơi xuống đường dây gây cố bán vĩnh cửu Nguyên nhân cố không loại trừ ngắt tức thời mạch, mà nhánh bị cháy rụi khoảng thời gian trễ Đường dây cao áp không khu vực rừng rậm thiên loại cố Những cố vĩnh cửu, dây dẫn bị hỏng, cố phận cáp ngầm, phải định vị sửa chữa trước nguồn cung cấp phục hồi Mục đích hệ thống tự đóng lại để phục hồi lượng đường dây sau ngắt cố, cho phép phục hồi lượng thành công đường dây Thời gian điện đủ lớn phải chấp nhận sau khử hồ quang cố để giải phóng lượng trước tự đóng lại khơng hồ quang bật sáng trở lại Mơ hình loại ngun nhân dẫn đến cải thiện quan trọng tính liên tục nguồn cung cấp Một lợi ích to lớn hơn, cụ thể liên quan đến hệ thống siêu cao áp, khả trì ổn định đồng cho hệ thống Một sơ đồ tự đóng lại lần điển hình mơ tả hình 13.1 13.2 Hình 13.1 thể tự đóng lại thành cơng cố thống qua, hình 13.2 tự đóng lại thất bại theo sau khóa lại máy cắt cố vĩnh cửu NGUYỄN TRỌNG TUẤN CHƯƠNG 13 – TỰ ĐÓNG LẠI Figure 13.1: Single-shot auto-reclose scheme operation for a transient fault Figure 13.2: Operation of single-shot auto-reclose scheme on a permanent fault NGUYỄN TRỌNG TUẤN CHƯƠNG 13 – TỰ ĐÓNG LẠI Ứng dụng tự đóng lại Các thơng số quan trọng hệ thống tự đóng lại là: Thời gian gián đoạn máy cắt Thời gian phục hồi Một lần hay nhiều lần Những thông số bị chi phối bởi: a b c d e Loại bảo vệ Loại cấu chuyển mạch Các vấn đề ổn định xảy Sự tác động đa dạng loại tải tiêu thụ Loại cố, Pha – Pha Pha – Đất Sự hiệu chỉnh cho hệ số bên khác cho mạng điện phân phối cao áp hệ thống truyền tải siêu cao áp thuận tiện phân tích chúng tiêu đề riêng biệt Các mục 13.3 13.4 nhằm vào ứng dụng tự đóng lại mạng điện phân phối cao áp mục từ 13.5 đến 13.9 đề cập đến mơ hình siêu cao áp Sự phát triển nhanh chóng ứng dụng tự đóng lại dẫn tới tồn nhiều loại sơ đồ điều khiển khác Các tính riêng biệt khác ứng dụng phổ biến thảo luận mục 13.10 Vấn đề có liên quan tới tự đóng lại, là, tự động đóng lại máy cắt thường hở, đề cập mục số 11 NGUYỄN TRỌNG TUẤN CHƯƠNG 13 – TỰ ĐĨNG LẠI Tự đóng lại lưới điện phân phối cao áp Trên mạng lưới phân phối cao áp, tự đóng lại phần lớn ứng dụng để hướng đường dây dẫn nơi mà vấn đề ổn định hệ thống không xảy ra, lợi ích xuất phát từ ứng dụng tóm tắt sau: a Sự cắt giảm đến mức tối thiểu cố gián đoạn nguồn cung cấp tới khách hàng b Sự loại bỏ cố tức thời đưa vào, với lợi ích kèm theo khoảng thời gian cố ngắn hơn, giảm thiệt hại cố, cố vĩnh cửu Cũng giống 80% cố đường dây khơng thống qua, loại trừ việc nguồn cung cấp từ gây đưa vào tự đóng lại dẫn đến lợi ích hiển nhiên thơng qua: a Cải thiện tính liên tục nguồn cung cấp b Cắt giảm … Ngắt tức thời làm giảm thời gian hồ quang lượng, hậu từ cố đường dây không, đến mức tối thiểu Khả xảy thiệt hại vĩnh viễn đường dây cắt giảm Các ứng dụng bảo vệ tức thời dẫn đến việc ngắt khơng chọn lọc số máy cắt mát theo sau nguồn cung cấp số phận hoạt động bình thường Tự đóng lại cho phép máy cắt tự đóng vòng vài giây Với cố thống qua, tác động tổng thể có nguồn cung cấp thời gian ngắn ảnh hưởng đến số lượng lớn người tiêu dùng Nếu bảo vệ cấp thời gian mà không kèm theo tự đóng lại, số lượng người tiêu dùng nhỏ bị ảnh hưởng, khoảng thời gian dài Khi bảo vệ tức thời sử dụng với tính tự động đóng lại, mơ hình thường xếp để hạn chế bảo vệ tức thời sau lần cắt Đối với cố vĩnh cửu, bảo vệ cấp thời gian thực việc cắt rõ ràng sau đóng lại, dẫn đến việc cô lập phần tử cố Một số mơ hình cho phép số tự đóng lại lần ngắt cấp thời gian sau lần ngắt tức thời đầu tiên, mà dẫn đến thiêu rụi xóa bỏ cố bán vĩnh cửu Một lợi ích to lớn việc ngắt tức thời cắt giảm việc bảo trì máy cắt cách giảm nhiệt hồ quang xóa bỏ cố thoáng qua NGUYỄN TRỌNG TUẤN CHƯƠNG 13 – TỰ ĐÓNG LẠI Khi xem xét đường dây mà phần đường dây không phần cáp ngầm, định để cài đặt tự động đóng lại bị ảnh hưởng liệu biết tần số cố thoáng qua Trường hợp tỷ lệ đáng kể cố vĩnh viễn, lợi tự động đóng lại nhỏ, đặc biệt kể từ đóng lại sợi cáp bị cố làm trầm trọng thêm thiệt hại NGUYỄN TRỌNG TUẤN CHƯƠNG 13 – TỰ ĐÓNG LẠI Các hệ số tác động đến hệ thống tự đóng lại cao áp Các hệ số ảnh hưởng tới lựa chọn thời gian gián đoạn máy cắt, thời gian phục hồi, số lần tự đóng lại thảo luận 4.1 Thời gian gián đoạn máy cắt Một vài hệ số tác động đến lựa chọn thời gian gián đoạn máy cắt hệ thống sau: a b c d e Tính đồng ổn định hệ thống Loại tải Đặc tính máy cắt Thời gian khử ion cố Thời gian reset bảo vệ Các hệ số thảo luận đề mục sau 4.1.1 Tính đồng ổn định hệ thống Để tự đóng lại mà khơng đồng sau cố tuyến dây liên kết, thời gian gián đoạn máy cắt phải giữ mức tối thiểu cho phép phù hợp với khử ion hóa hồ quang cố Các thời gian trễ khác đóng góp vào tổng thời gian hệ thống nhiễu loạn phải giữ ngắn tốt Vấn đề phát sinh mạng phân phối với nhiều nguồn lượng, nơi lượng đưa vào hai đầu đường dây liên kết Một ví dụ điển hình máy phát tích hợp (xem chương "Máy phát điện bảo vệ Máy phát – Máy biến áp"), nơi trung tâm có dân số nhỏ với nhà máy phát điện diesel cục kết nối với phần lại hệ thống cung cấp đường liên kết đơn Việc sử dụng bảo vệ tốc độ cao, chẳng hạn hệ thống bảo vệ đơn vị hay khoảng cách, với thời gian hoạt động 0.05s cần thiết Các máy cắt phải có khoảng thời gian hoạt động ngắn sau tự đóng lại mạch sau khoảng thời gian gián đoạn máy cắt từ 0.3s-0.6s phép khử ion hóa hồ quang cố Nó mong muốn số trường hợp sử dụng kiểm tra đồng logic, mà tự đóng lại ngăn cản góc pha chuyển bên giới hạn quy định Các vấn đề giải đầy đủ phần hệ thống siêu cao áp NGUYỄN TRỌNG TUẤN CHƯƠNG 13 – TỰ ĐÓNG LẠI 4.1.2 Loại tải Trên hệ thống cao áp, vấn đề xem xét mối quan hệ với thời gian gián đoạn máy cắt tác động loại tải tiêu thụ khác a Các hộ tiêu thụ công nghiệp Hầu hết hộ tiêu thụ công nghiệp vận hành tải hỗn hợp gồm động cảm ứng, chiếu sáng, điều khiển trình tải tĩnh Động đồng sử dụng Thời gian gián đoạn máy cắt đủ dài phép mạch động ngắt nguồn cung cấp Một nguồn cung phục hồi, khởi động lại thiết bị điều khiển sau xảy đạo hệ thống điều khiển q trình cách an tồn lập trình, thường đủ nhanh để đảm bảo lượng sản xuất chất lượng sản phẩm không bị thiệt hại nhiều b Các hộ tiêu thụ gia đình Một điều khơng thể xảy quy trình đắt tiền điều kiện nguy hiểm dính đến hộ tiêu thụ gia đình điều xem xét bất tiện bồi thường cho gián đoạn nguồn cung Thời gian gián đoạn máy cắt cỡ vài giây vài phút quan trọng so với thiệt hại thiết bị nấu ăn, sưởi ấm trung tâm, ánh sáng âm / hình ảnh vui chơi giải trí kết từ hư hỏng nguồn cung lâu xảy mà khơng có tự đóng lại 4.1.3 Đặc tính máy cắt Sự trì hoãn thời gian áp đặt máy cắt hoạt động ngắt mạch tự đóng lại phải xem xét, đặc biệt đánh giá khả áp dụng tự động đóng lại tốc độ cao a Cơ chế cài đặt lại thời gian Hầu hết máy cắt ‘cắt tự do’, có nghĩa máy cắt bị ngắt suốt khoảng đóng Sau cắt, khoảng thời gian chừng 0.2s phải cho phép chế cắt tự để thiết lập lại trước áp dụng xung đóng Nơi mà tự đóng lại tốc độ cao bắt buộc, kiểm tra liên động chốt cần thiết mạch đóng lại NGUYỄN TRỌNG TUẤN CHƯƠNG 13 – TỰ ĐĨNG LẠI b Thời gian đóng Đây khoảng thời gian lần tiếp lượng chế đóng nối mạch Do số thời gian cuộn dây quán tính pit tơng, chế đóng cuộn dây điện từ 0.3s để đóng Một spring-operated máy cắt, mặt khác, đóng vòng 0.2s Các máy cắt chân khơng đại có thời gian đóng 0.1s Cơ chế máy cắt đặt thời gian gián đoạn tối thiểu tạo thành từ tổng (a) (b) Hình 13.3 minh họa hiệu suất máy cắt cao áp đại lĩnh vực Các máy cắt cũ đòi hỏi thời gian dài so với đề cập Figure 13.3: Typical circuit breaker trip-close operation times NGUYỄN TRỌNG TUẤN CHƯƠNG 13 – TỰ ĐÓNG LẠI 4.1.4 Khử ion Như đề cập trên, tự đóng lại tốc độ cao thành cơng đòi hỏi gián đoạn cố máy cắt để theo sau khoảng thời gian trễ đủ dài phép không khí ion hóa phát tán Thời gian phụ thuộc vào điện áp hệ thống, nguyên nhân gây cố, điều kiện thời tiết vân vân, điện áp đến 66kV, 0.1s-0.2s thỏa đáng Trên hệ thống cao áp, đó, thời gian khử ion hóa cố quan trọng so với thời gian trễ máy cắt 4.1.5 Thời gian reset bảo vệ Nếu thời gian trễ bảo vệ sử dụng, điều cần thiết mà thiết bị thời gian thiết lập lại đầy đủ suốt thời gian gián đoạn máy cắt, phân biệt thời gian xác trì sau đóng lại cố Thời gian reset relay I.D.M.T điện 10 giây nhiều vào thiết lập thời gian tối đa, thời gian gián đoạn máy cắt giá trị yêu cầu Khi yêu cầu thời gian phục hồi máy cắt ngắn, rơle bảo vệ phải thiết lập lại gần lập tức, yêu cầu mà dễ dàng đáp ứng việc sử dụng rơ le I.D.M.T tĩnh, kỹ thuật số số 4.2 Thời gian phục hồi Các yếu tố ảnh hưởng đến thiết lập thời gian phục hồi đề cập đến đề mục 4.2.1 Loại bảo vệ Thời gian phục hồi phải đủ dài phép relay bảo vệ hoạt động máy cắt tự đóng lại với cố vĩnh cửu Dạng bảo vệ phổ biến đường dây cao áp I.D.M.T relay cố chạm đất xác định thời gian dòng Thời gian hoạt động tối đa dạng với cấp cố thấp lên đến 30s, cấp cố vài phân loại thời gian, thời gian hoạt động 10s ngắn Trong trường hợp bảo vệ thời gian xác định, cài đặt 3s ngắn phổ biến, tối đa 10s Thông thường người ta sử dụng thời gian phục hồi khoảng 30s mơ hình tự đóng lại cao áp Tuy nhiên, có mối nguy hiểm việc cài đặt độ dài có giơng bão, tỷ lệ cố thống qua cao, máy cắt tự đóng lại thành cơng sau cố, sau ngắt khóa lại cố thứ hai thời gian Sử NGUYỄN TRỌNG TUẤN 10 CHƯƠNG 13 – TỰ ĐĨNG LẠI phép khử ion hóa hồ quang cố Một cố thoáng qua xem cố vĩnh cửu, dẫn đến cô lập hai máy cắt Hai phương pháp dùng để khắc phục khó khăn Thứ nhất, mơ hình chuyển cắt lập liên quan đến việc sử dụng tín hiệu intertrip hai đầu đường dây sử dụng Ngồi ra, mơ hình mở rộng Vùng sử dụng để cung cấp cho việc cắt tức thời bỏ qua chiều dài tồn tuyến đường dây Thơng tin chi tiết mơ hình nêu Chương "Mơ hình bảo vệ khoảng cách", mơ tả ngắn gọn cách chúng sử dụng kết hợp với mơ hình tự động đóng lại đưa 8.1 Transfer-Trip or Blocking Schemes Điều liên quan đến việc sử dụng kênh tín hiệu hai đầu đường dây Sự ngắt xảy nhanh chóng hai đầu đường dây cố, cho phép sử dụng tự động đóng lại tốc độ cao Một số rắc rối xảy tự đóng lại pha sử dụng, kênh tín hiệu phải xác định pha nên bị cắt ra, vấn đề không xảy rơle số đại sử dụng Không quan tâm đến mơ hình sử dụng, phong tục để cung cấp cho rơle khóa tự động đóng lại để ngăn chặn máy cắt tự động đóng lại cho cố phát rơle khoảng cách Vùng 8.2 Sự mở rộng Vùng Trong mơ hình này, phạm vi ảnh hưởng Vùng thường mở rộng đến 120% chiều dài đường dây thiết lập lại đến 80% lệnh từ logic tự động đóng lại nhận Tín hiệu tự động đóng lại logic xảy trước xung đóng áp dụng cho máy cắt hoạt động kết thúc thời gian phục hồi Các tín hiệu logic nên diện tự động đóng lại khơng sử dụng NGUYỄN TRỌNG TUẤN 22 CHƯƠNG 13 – TỰ ĐĨNG LẠI Tự đóng lại tốc độ chậm hệ thống siêu cao áp Trên đường dây truyền tải kết nối cao (lộ kép), việc đường dây không gây chia cắt hệ thống đồng bộ, ta dùng tự đóng lại với thời gian trễ Trong trường hợp này, thời gian tự đóng lại đặt từ 560 giây, ta không cần quan tâm đến thời gian khử ion hồ quang cố đặc tính hoạt động máy cắt Sự dao động cơng suất ổn định trước tự đóng lại Ngồi ra, ta dùng hệ thống đóng-cắt loại ba pha dẫn đến đơn giản hóa mạch điều khiển so với hệ thống tự đóng lại pha Trong trường hợp mạng cho phép đóng lại chậm, tự đóng lại có xác suất thành cơng cao đóng lại nhanh 9.1 Mơ hình hoạt động Thứ tự hoạt động mơ hình tự đóng lại tốc độ chậm hiểu rõ ràng cách tham khảo Hình 13.6 Hình cho thấy đường dây truyền tải kết nối hai trạm biến áp A B, với máy cắt A B xảy cố đường dây Sự đồng khó bị hệ thống sử dụng tự động đóng lại tốc độ chậm Tuy nhiên, việc truyền cơng suất thơng qua đoạn dây lại hệ thống dẫn đến phát triển sai lệch pha mức điện áp điểm A B Kết quả, tự đóng lại diễn ra, cú sốc chấp nhận hệ thống Do đó, thơng thường thực tế để kết hợp rơle kiểm tra đồng vào hệ thống tự đóng lại để xác định xem tự động đóng lại có nên diễn hay không Sau cắt cố, thủ tục bình thường để tự đóng lại đầu trước tiên, trình gọi “sự nạp sống/đường dây chết” Tự đóng lại đầu sau kiểm sốt phần tử rơle kiểm tra tính đồng cho gọi “tự đóng lại cái/đường dây sống” NGUYỄN TRỌNG TUẤN 23 CHƯƠNG 13 – TỰ ĐÓNG LẠI Figure 13.6: Delayed auto-reclose scheme logic Ví dụ, định nạp điện cho đường dây lúc ban đầu từ trạm A, thời gian gián đoạn rơle tự động đóng lại A cài đặt giây, đếm thời gian tương ứng rơle tự động đóng lại B cài đặt 15 giây Máy cắt A sau tự đóng lại sau giây với điều kiện rơle giám sát điện áp A hoạt động đường dây hỏng Với đường dây nạp lại, máy cắt B sau tự đóng lại với kiểm tra tính đồng bộ, sau giây trễ áp đặt phần tử rơle kiểm tra đồng Nếu lý mà đường dây thất bại việc “nạp đường dây chết” từ đầu A, tự đóng lại từ đầu B diễn sau 15 giây Máy cắt A sau trao hội để tự đóng lại với kiểm tra tính đồng NGUYỄN TRỌNG TUẤN 24 CHƯƠNG 13 – TỰ ĐÓNG LẠI 9.2 Rơle kiểm tra tính đồng Các phần tử rơle kiểm tra tính đồng thường cung cấp kiểm tra ba lần: i chênh lệch góc pha ii điện áp iii chênh lệch tần số Các thiết lập góc pha thường đặt 20° - 45°, tự đóng lại bị hạn chế độ lệch pha vượt q giá trị Mơ hình chờ hội tự đóng lại với góc pha giá trị cài đặt, bị khóa lại tự đóng lại không xảy khoảng thời gian xác định, thường 5s Một kiểm tra điện áp tích hợp để ngăn chặn tự đóng lại trường hợp khác Một số chế độ khác có sẵn Đây điện áp thấp điển hình hai điện áp đo đạc, điện áp chênh lệch, hai điều kiện Logic kết hợp kiểm tra chênh lệch tần số, cách đo trực tiếp cách sử dụng đếm thời gian kết hợp với việc kiểm tra góc pha Trong trường hợp thứ hai, đếm thời gian giây sử dụng, logic cho ngõ độ lệch pha khơng vượt q góc pha thiết lập khoảng thời gian giây Điều hạn chế độ lệch tần số (trong trường hợp góc pha cài đặt 20°) đến tối đa 0.11% 50Hz, tương ứng với dao động pha từ +20° đến -20° giây đo đạc Trong sai lệch tần số đáng kể khơng có khả phát sinh q trình tự động đóng lại chậm, thời gian có sẵn cho phép kiểm tra thực bảo vệ bổ sung Cũng tự đóng lại “thanh sống / đường dây chết” “thanh sống / đường dây sống”, đơi tự đóng lại “đường dây sống / chết” cần phải thực Một rơle số thường cho phép kết hợp chế độ thực Các thiết lập điện áp để phân biệt điều kiện “sống” “chết” phải lựa chọn cẩn thận Ngồi ra, vị trí máy biến áp phải biết kiểm tra để tín hiệu điện áp xác kết nối với ngõ vào “đường dây” “thanh cái” NGUYỄN TRỌNG TUẤN 25 CHƯƠNG 13 – TỰ ĐÓNG LẠI 10 Các đặc tính hoạt động hệ thống tự đóng lại Sự ứng dụng rộng rãi tự động đóng lại dẫn đến tồn loạt mơ hình điều khiển khác Một số biến quan trọng việc cung cấp đặc tính mô tả 10.1 Sự khởi đầu Mô hình tự động đóng lại đại ln ln khởi đầu lệnh cắt chức rơle bảo vệ Một số mơ hình cũ sử dụng tiếp điểm máy cắt Các rơle số kỹ thuật số đại thường tích hợp thiết bị tự động đóng lại tồn diện rơle, loại bỏ cần thiết cho rơle tự động đóng lại riêng biệt rơle khởi động 10.2 Loại bảo vệ Trên hệ thống phân phối cao áp, lợi thường đưa tự động đóng lại để sử dụng bảo vệ tức thời cho lần cắt đầu tiên, IDMT cho lần cắt cố đơn Trong trường hợp vậy, rơle tự động đóng lại phải cung cấp phương tiện để cô lập rơle tức thời sau lần cắt Trong mơ hình cũ hơn, điều thực với tiếp điểm thường đóng phần tử khởi động tự động đóng lại có dây vào kết nối tiếp điểm rơle tức thời cuộn coil máy cắt Với rơle số kỹ thuật số với thiết bị tự đóng lại cố định kèm theo, thiết bị logic bên thông thường sử dụng Với nhà cung cấp uy tín, quy luật để phù hợp với rơle ngắt tới máy cắt Nếu tự đóng lại yêu cầu, rơle ngắt đặt lại điện phải sử dụng, tiếp điểm phải cung cấp logic tự động đóng lại mơ hình cài đặt lại rơle cắt riêng biệt để kích cuộn dây reset trước tự đóng lại xảy 10.3 Bộ đếm thời gian gián đoạn máy cắt Sẽ có loạt thiết lập để bao hàm quy định nhiệm vụ tự đóng lại chậm tốc độ cao Bất kỳ khoá liên động cần thiết để giữ tự đóng lại điều kiện thích hợp kết nối vào mạch đếm thời gian gián đoạn máy cắt Mục 12.1 cung cấp ví dụ điều áp dụng cho đường dây máy biến áp 10.4 Xung tự đóng lại Thời gian xung tự đóng lại phải liên quan đến yêu cầu chế đóng lại máy cắt Trên mơ hình tự động đóng lại sử dụng máy cắt lò xo đóng lại, đủ để vận hành tiếp điểm vào cuối thời gian gián đoạn để kích NGUYỄN TRỌNG TUẤN 26 CHƯƠNG 13 – TỰ ĐÓNG LẠI cho cuộn dây nhả khớp chốt theo chế lò xo đóng lại Một cơng tắc phụ máy cắt sử dụng để hủy bỏ xung đóng reset rơle tự đóng lại Với máy cắt điện từ, bình thường để cung cấp xung đóng khoảng 1-2 giây, để giữ kích từ thời gian ngắn sau tiếp điểm đóng lại Điều đảm bảo chế bố trí vị trí chốt hồn tồn Các chế đóng lại khí nén thủy lực trang bị cho máy cắt dầu, khí nén SF6 dùng cơng tắc phụ máy cắt để chấm dứt xung đóng áp dụng rơle tự động đóng lại 10.5 Cơ cấu chống giã giò Các chức thiết bị chống giã giò để ngăn chặn việc đóng ngắt máy cắt nhiều lần liên tiếp Điều gây ứng dụng xung đóng máy cắt cắt qua rơle bảo vệ Ngồi ra, xảy máy cắt đóng có cố xung đóng dài tổng thời gian rơle bảo vệ thời gian hoạt động máy cắt Các máy cắt với chế cắt tự khơng u cầu tính 10.6 Bộ đếm thời gian phục hồi Bộ đếm thời gian (timer) điện cơ, tĩnh dựa phần mềm sử dụng để cung cấp thời gian phục hồi, tùy thuộc vào công nghệ rơle sử dụng Nếu timer điện sử dụng, thuận tiện để sử dụng hai tiếp điểm hẹn độc lập điều chỉnh để có thời gian gián đoạn thời gian phục hồi timer Với timer tĩnh timer dựa phần mềm, phần tử timer riêng biệt thường cung cấp 10.7 Khóa CB Nếu tự đóng lại khơng thành cơng, rơle tự động đóng lại khóa máy cắt Một số mơ hình cung cấp rơle khóa lại với cờ, với việc cung cấp tiếp điểm cho báo động từ xa Máy cắt sau đóng lại tay; hành động xếp để thiết lập lại phần tử rơle tự đóng lại cách tự động Ngoài ra, hầu hết rơle đại cấu hình điều kiện khóa thiết lập lại hành động người điều khiển Các nhà sản xuất máy cắt nêu số lượng hoạt động tối đa cho phép trước bảo trì cần thiết Một số mơ hình cung cấp chức đếm số lần ngắt cố đưa cảnh báo tổng số lần gần đến số khuyến cáo nhà sản xuất Các chương trình khóa tổng số lần cắt cố đạt giá trị tối đa cho phép NGUYỄN TRỌNG TUẤN 27 CHƯƠNG 13 – TỰ ĐĨNG LẠI 10.8 Đóng lại thủ cơng Đó khơng mong muốn phép tự động đóng lại đóng máy cắt bắt đầu thủ cơng (bằng tay) Mơ hình tự động đóng lại bao gồm thiết bị để hạn chế khởi đầu tự đóng lại cho thời gian cài đặt sau tự đóng lại máy cắt tay Thời gian điển hình khoảng 2-5 giây 10.9 Mơ hình (tự đóng lại) nhiều lần Mơ hình cung cấp lên đến ba bốn lần (tự đóng lại) sử dụng mạch thời gian thường bao gồm rơle tự động đóng lại để cung cấp thời gian gián đoạn độc lập, điều chỉnh khác cho lần Bảo vệ tức thời sử dụng cho lần cắt đầu tiên, kể từ mơ hình cung cấp tín hiệu để hạn chế ngắt tức thời sau thiết lập số lần cắt chọn bảo vệ I.D.M.T cho lần Mơ hình reset tự đóng lại thành cơng việc lựa chọn số lần tự đóng lại, sẵn sàng đối phó với cố NGUYỄN TRỌNG TUẤN 28 CHƯƠNG 13 – TỰ ĐÓNG LẠI 11 Các mơ hình tự động đóng lại Các mơ hình tự đóng lại sử dụng để tự động đóng máy cắt mà thường mở mạng lưới cung cấp hoạt động bình thường Điều xảy nhiều lý do, ví dụ mức độ cố mức máy cắt đóng lại bình thường Các mạch liên quan giống mạch sử dụng cho tự động đóng lại Hai ứng dụng điển hình mơ tả phần sau 11.1 Các máy biến áp dự phòng Hình 13.7 cho thấy trạm nuôi ba máy biến áp, T1, T2 T3 Sự máy biến áp gây tình trạng q tải nghiêm trọng hai máy lại Tuy nhiên, kết nối máy biến áp thêm để vượt qua điều làm tăng mức độ cố đến giá trị chấp nhận Figure 13.7: Standby transformer with auto-closing Giải pháp phải có biến áp dự phòng T4 kích thích vĩnh viễn từ phía sơ cấp xếp để trưng dụng máy lại bị cắt cố Các mạch khởi động cho máy cắt CB4 giám sát hoạt động bảo vệ máy biến áp máy biến áp T1, T2 T3 với ngắt máy cắt liên quan CB1-CB3 Trong trường hợp có cố, mạch đóng tự động khởi động máy cắt CB4 đóng lại, sau thời gian trễ ngắn, để chuyển đổi NGUYỄN TRỌNG TUẤN 29 CHƯƠNG 13 – TỰ ĐĨNG LẠI sang máy biến áp dự phòng Một số mơ hình sử dụng rơle ngắt tự động, để máy biến áp hỏng làm việc trở lại, máy dự phòng tự động ngắt kết nối 11.2 Bộ ghép Máy cắt phân đoạn Nếu tất bốn máy biến áp công suất làm việc bình thường cho hệ thống hình 13.7, phần kết nối với máy cắt phân đoạn thường mở thay cho dao cách ly, máy cắt phân đoạn nên tự động đóng trường hợp máy biến áp, để phân bố tải qua máy biến áp lại Điều này, tất nhiên, tùy thuộc vào mức độ cố chấp nhận với máy cắt phân đoạn-thanh đóng lại Các mạch khởi động mạch ngắt tự động sử dụng mơ hình dự phòng Rơle tự động đóng lại sử dụng thực tế biến thể rơle tự động đóng lại tiêu chuẩn NGUYỄN TRỌNG TUẤN 30 CHƯƠNG 13 – TỰ ĐĨNG LẠI 12 Một số ví dụ ứng dụng tự đóng lại Các thiết bị tự động đóng lại sử dụng phổ biến cho số cấu hình trạm biến áp tiêu chuẩn mơ tả phần sau 12.1 Trạm biến áp hai Một trạm biến áp hai điển hình minh họa hình 13.8 Mỗi sáu đường dây truyền tải siêu cao áp đưa vào trạm kiểm soát máy cắt, bao gồm CB1 tới CB6, đường dây truyền tải kết nối, với với dự trữ dao cách ly vận hành tay Figure 13.8: Double busbar substation Dao cách ly phân đoạn cho phép đoạn cách ly trường hợp có cố, máy cắt ghép BC cho phép phân đoạn dự trữ kết nối với 12.1.1 Mô hình – bỏ qua máy biến áp dự phòng Mỗi máy cắt đường dây cung cấp với rơle tự động đóng lại mà tự đóng lại máy cắt thích hợp trường hợp xảy cố đường dây Đối với cố Đường dây 1, điều đòi hỏi mở CB1 CB tương ứng đầu từ xa đường dây Các hoạt động bảo vệ rơle VT Buchholz bố trí để khóa lập trình tự tự động đóng lại Trong trường hợp cố NGUYỄN TRỌNG TUẤN 31 CHƯƠNG 13 – TỰ ĐÓNG LẠI kéo dài Đường dây 1, máy cắt đường dây cắt lập sau nỗ lực tự đóng lại 12.1.2 Mơ hình với máy biến áp dự phòng Một số tiện ích sử dụng biến thể mơ hình bản, Transformers T1 T2 are banked off Đường dây 2, thể hình 13.8 Điều giúp tiết kiệm số lượng máy cắt đòi hỏi Các mạch biến áp tương ứng are tee’d off Đường dây theo thứ tự Các máy biến áp thứ cấp kết nối với hệ thống cao áp riêng biệt thông qua máy cắt CB1A CB2A Các thiết bị tự động đóng lại mở rộng để bao gồm mạch cho máy biến áp banked nơi mà chúng sử dụng Ví dụ, cố đường dây gây ngắt máy cắt CB1, CB1A máy cắt đường dây từ xa Khi Đường dây nạp lại lượng, cách tự động đóng lại CB1 máy cắt từ xa, thiết lập để tự đóng lại đầu tiên, máy biến áp T1 kích thích CB1A khơng tự đóng lại có xuất điện áp thứ cấp máy biến áp, giám sát máy biến điện áp thứ cấp; sau tự đóng lại cao áp sau khoảng thời gian trễ, với kiểm tra tính đồng cần thiết Trong trường hợp cố máy biến áp T1, máy cắt đường dây từ xa cục máy cắt CB1A cắt để cô lập cố Sự mở tự động dao cách ly máy biến áp giới hóa IT1 tiếp sau Các máy cắt đường dây sau tự đóng lại theo cách thơng thường máy cắt CB1A khóa lập Một thiếu sót mơ hình dẫn đến máy biến áp bình thường T1 bị cách ly từ hệ thống; vậy, dao cách ly L1 phải mở tay trước máy cắt CB1 CB1A, đóng lại để tái lập cung cấp cho cao áp thông qua máy biến áp Một biến thể mơ hình thiết kế để dẫn dao cách ly L1 mở tự động sau cố kéo dài Đường dây cung cấp tính tự động đóng lại thứ hai CB1 CB1A Sự cung cấp cho Bus C theo cách phục hồi mà khơng có can thiệp tay NGUYỄN TRỌNG TUẤN 32 CHƯƠNG 13 – TỰ ĐÓNG LẠI 12.2 Trạm biến áp máy cắt đơn Sự xếp hình 13.9 bao gồm hai lộ dây máy biến áp kết nối với máy cắt đơn 120 Do đó, máy biến áp có nguồn cung cấp thay trường hợp lộ dây hay lộ khác Figure 13.9: Single switch substation Ví dụ, cố thống qua Đường dây dẫn tới ngắt máy cắt 120 B1 theo sau tự đóng lại CB 120 Nếu tự đóng lại thành cơng, máy biến áp T1 tái kích hoạt máy cắt B1 tự đóng lại sau thời gian trễ ngắn Nếu cố đường dây kéo dài, 120 cắt lần dao cách ly đường dây giới 103 tự động mở Máy cắt 120 tự đóng lại lần nữa, B1, để hai máy biến áp T1 T2 sau cung cấp từ Đường dây Một cố máy biến áp gây mở tự động dao cách ly máy biến áp thích hợp, khóa lập máy cắt thứ cấp máy biến áp tự đóng lại máy cắt 120 Các thiết bị cho việc nạp đường dây chết tự đóng lại với kiểm tra đồng cung cấp cho máy cắt NGUYỄN TRỌNG TUẤN 33 CHƯƠNG 13 – TỰ ĐÓNG LẠI 12.3 Trạm biến áp mắt lưới máy cắt Trạm biến áp mắt lưới minh họa Hình 13.10 sử dụng rộng rãi số tiện ích, toàn phần Mắt lưới có đường dây góc, hiển thị góc mắt lưới MC2, MC3 MC4 Một hai máy biến áp banked góc mắt lưới, thể MC1 Sự bảo vệ góc mắt lưới yêu cầu có nhiều mạch ni từ góc mắt lưới, khơng phụ thuộc vào vị trí biến dòng – xem Chương “Bảo vệ cái” để biết thêm chi tiết Figure 13.10: Four-switch mesh substation Các vấn đề to tát bắt gặp ứng dụng tự đóng lại trạm biến áp mắt lưới Ví dụ, máy cắt 120 420 Hình 13.10 cắt cho nhiều loại khác cố liên quan đến góc mắt lưới (MC1), loại đòi hỏi cách xử lý khác đến mức mà tự động đóng lại có liên quan Các biến thể xa xảy cố kéo dài Theo thực tế bình thường, máy cắt phải tự đóng lại theo thứ tự, mạch trình tự cần thiết bốn máy cắt mắt lưới Sự ưu tiên đóng lại thứ tự nào, thông thường 120, 220, 320 420 Một tổng kết thiết bị đưa bây giờ, dựa sở mắt lưới MC1 để thể bao gồm máy biến áp banked; thiết bị NGUYỄN TRỌNG TUẤN 34 CHƯƠNG 13 – TỰ ĐÓNG LẠI góc khác tương tự bỏ qua hoạt động thiết bị kết hợp với máy biến áp banked 12.3.1 Sự cố thoáng qua Đường dây Sự ngắt máy cắt 120, 420, G1A G1B theo sau tự đóng lại 120 để đưa nạp đường dây chết Đường dây Máy cắt 420 tự đóng lại theo thứ tự, với kiểm tra tính đồng Các máy cắt G1A, G1B tự đóng lại với kiểm tra tính đồng cần thiết 12.3.2 Sự cố lâu dài Đường dây Máy cắt 120 cắt lần sau lần tự đóng lại dao cách ly 103 tự động mở để cách ly cố đường dây Các máy cắt 120, 420, G1A G1B sau tự đóng lại theo thứ tự 12.3.3 Sự cố máy biến áp (máy biến áp cục 1A) Sự tự động mở dao cách ly 113A để cách ly máy biến áp cố theo sau cắt máy cắt 120, 420, G1A G1B Các máy cắt 120, 420 G1B sau tự đóng lại theo thứ tự, máy cắt G1A bị cô lập 12.3.4 Sự cố máy biến áp (máy biến áp từ xa) Đối với cố máy biến áp từ xa, tín hiệu ngắt liên động nhận trạm cục để cắt máy cắt 120, 420, G1A G1B hạn chế tự đóng lại máy biến áp cố cách ly trạm từ xa Nếu ngắt liên động tiếp tục tồn kéo dài 60 giây hiểu cố bị cách ly trạm từ xa Dao cách ly 103 sau tự động mở máy cắt 120, 420, G1A G1B tự đóng lại theo thứ tự 12.3.5 Sự cố góc mắt lưới thoáng qua Bất kỳ cố bao phủ vùng bảo vệ góc mắt lưới, thể Hình 13.10, dẫn đến ngắt máy cắt 120, 420, G1A G1B Sau chúng tự đóng lại theo thứ tự Có thể có số trường hợp mà tự đóng lại cố kéo dài không chấp nhận – rõ ràng khơng biết đến cải tiến NGUYỄN TRỌNG TUẤN 35 CHƯƠNG 13 – TỰ ĐÓNG LẠI tự đóng lại cố kéo dài hay khơng Trong trường hợp này, mơ hình logic hạn chế tự đóng lại khóa lập máy cắt 12.3.6 Sự cố góc mắt lưới lâu dài Thứ tự mô tả mục 12.3.5 theo dõi lúc ban đầu Khi CB120 tự đóng lại, cắt lần cố khóa lập Tại thời điểm này, logic hạn chế tự đóng lại CB420, G1A G1B khóa lập CB Dao cách ly đường dây 103 tự động mở để cách ly cố từ trạm từ xa NGUYỄN TRỌNG TUẤN 36 ... reset tự đóng lại thành cơng việc lựa chọn số lần tự đóng lại, sẵn sàng đối phó với cố NGUYỄN TRỌNG TUẤN 28 CHƯƠNG 13 – TỰ ĐÓNG LẠI 11 Các mơ hình tự động đóng lại Các mơ hình tự đóng lại sử... phổ biến thảo luận mục 13. 10 Vấn đề có liên quan tới tự đóng lại, là, tự động đóng lại máy cắt thường hở, đề cập mục số 11 NGUYỄN TRỌNG TUẤN CHƯƠNG 13 – TỰ ĐÓNG LẠI Tự đóng lại lưới điện phân phối... xóa lặp lặp lại tự đóng lại có khả hệ thống cao áp NGUYỄN TRỌNG TUẤN 18 CHƯƠNG 13 – TỰ ĐĨNG LẠI Tự đóng lại pha Sự cố pha chạm đất chiếm phần lớn cố đường dây khơng Khi áp dụng tự đóng lại ba pha