Chương 9 BẢO VỆ CHỐNG CHẠM ĐẤT

Khi vận hành bình thường hoặc khi ngắn mạch giữa các pha thì dòng không cân bằng sẽ nhỏ nên bảo vệ thứ tự không sẽ không tác động. Tuy nhiên, khi ngắn mạch chạm đất 1 pha hay 2 pha thì thành phần thứ tự không sẽ lớn nên bảo vệ phát hiện và tác độngKhi vận hành bình thường hoặc khi ngắn mạch giữa các pha thì dòng không cân bằng sẽ nhỏ nên bảo vệ thứ tự không sẽ không tác động. Tuy nhiên, khi ngắn mạch chạm đất 1 pha hay 2 pha thì thành phần thứ tự không sẽ lớn nên bảo vệ phát hiện và tác động

Chương 9 BẢO VỆ CHỐNG CHẠM ĐẤT

Bảo vệ dòng điện chống chạm đất

9.1.1 Bảo vệ dòng điện cực đại thứ tự không

9.1.2 Bảo vệ cắt nhanh thứ tự không

9.1 Bảo vệ mạng có dòng chống chạm đất lớn

Nguyên tắc

Dựa vào thành phần thứ tự không I0 hay U0

Bảo vệ chống chạm đất là bảo vệ chống ngắn mạch một pha chạm đất N(1) và hai pha chạm nhau chạm đất N(1,1) Nguyên tắc dựa vào thành phần thứ tự không là I 0 hoặc U 0 muốn nhận được tín hiệu I 0 hay U 0 thì phải dùng bộ lọc thứ tự không

Dòng không cân bằng

Vì vậy

Dòng thứ của BI tương ứng với sơ đồ

Tổng dòng từ hóa của 3 máy biến dòng quy đổi về phía thứ

cấp của chúng được gọi là dòng không cân bằng thứ cấp của

bộ lọc:

Dòng không cân bằng

Đối với các bộ lọc dùng BI lí tưởng có Iµ = 0 thì IKCBT = 0

Tuy nhiên thực tế các BI luôn luôn có dòng từ hóa và dòng

từ hóa ở các pha là khác nhau mặc dù dòng sơ của các pha

có trị số bằng nhau, vì vậy IKCBT ≠ 0

Dòng không cân bằng

Khi vận hành bình thường các thành phần sinh ra dòng không cân bằng do:

o Thành phần 3I 0 do tải sinh ra

o Dòng từ hóa không hình sin làm xuất hiện hài bậc ba

o Do tỷ số biến của BI không hoàn toàn giống nhau

Dòng không cân bằng

Ở chế độ bình thường, mạch BI không bão hòa nên dòng không cân bằng có thể thực nghiệm hay lấy khoảng 0.2% - 4% dòng điện định mức của BI

Khi có NM thì BI làm việc ở đường cong của đường đặc tính

từ hóa nên dòng không cân bằng:

I

Chọn đặc tính

Chọn đặc tính thời gian giống như bảo vệ 51

Bảo vệ dòng thứ tự không có đặc tính thời gian độc lập, được chọn theo nguyên tắc bậc thang

Xét ví dụ đối với mạng hở có một nguồn cung cấp và có trung

tính được nối đất chỉ một điểm ở đầu nguồn, bảo vệ chống chạm đất 4a,3a,2a và các bao vệ nhiều pha 1,2,3,4

Chọn đặc tính

Chọn đặc tính thời gian giống như bảo vệ 51

Bảo vệ dòng thứ tự không có đặc tính thời gian độc lập, được chọn theo nguyên tắc bậc thang

Do các biến áp hạ thế có tổ đấu dây Yo/∆ hay ∆/Yo (ví dụ MBA

C và B) thì BV thứ tự không không đặt ở phía cao, BV của MBA

có thể tác động không thời gian

Chọn đặc tính

Bảo vệ 2a ở các trạm B, C có thể được chỉnh định không thời

gian (thực tế t2a ≈ 0,1 giây) và thời gian tác động của các bảo

vệ đường dây là:

Chọn đặc tính

có thể thấy được ưu điểm chính của bảo vệ dòng thứ tự không so với bảo vệ nối vào dòng pha toàn phần là thời gian làm việc bé và

độ nhạy cao

9.1.2 Bảo vệ dịng cắt nhanh TTK

Dịng khởi động:

max 0

Bảo vệ này dùng cho các đường dây mà dòng Io chỉ có ở một

phía khi NM chạm đất Nói cách khác, nó được dùng khi các trung tính nối đất của MBA nằm về một phía của đường dây, BV cắt nhanh tác động tức thời

Thời gian tác động: gần bằng khơng

9.2 Bảo vệ mạng điện có dòng chạm đất nhỏ

Ở mạng trung tính không nối đất trực tiếp khi chạm đất thì dòng

NM có giá trị nhỏ Nó khép mạch với điện dung đường dây so với đất cho nên nó phụ thuộc vào điện dung và điện trở quá độ ở chỗ chạm đất Có thể dùng dòng này để phát hiện chạm đất

Để thực hiện bảo vệ ta dùng bộ lọc:

 Đối với đường dây trên không dùng bộ lọc hình sao

 Đối với cáp ngầm cần lưu ý là dây nối đất phải nối chui qua biến dòng điện pha không để tránh tác động sai khi có chạm đất mạch khác

Dòng điện chạy qua chỗ chạm đất:

Giá trị tuyệt đối của các dòng đó là:

C B

I

.

.

+

=

C U

I

IB = C = 3 p ω

Giá trị tuyệt đối của dòng điện chạm đất bằng:

C U

I

C U

I I

p d

p B

d

ω

ω

3

2

3

3 2 30

Cuộn dập hồ quang

Để khắc phục hiện tượng quá điện áp do hồ quang thì trong thực tế người ta dùng cuộn dập hồ quang nối vào điểm trung tính của hệ thống điện

Cuộn dập hồ quang là cuộn cảm có lõi thép mà chúng ta có thể

C K

I

.

Goüi q laì âäü buì

Khi chạm đất 1 pha, dòng điện tại nơi chạm đất gồm 2 thành phần:

L

U j I

(

.

K K

o p

K o

p K

L

j L

r U

L j r

U I

ω ω

R

L

r U

I

ω

=

9.2 Bảo vệ mạng điện có dòng chạm đất nhỏ

- Qua các đường dây đều có dòng thự tự không

- Dòng của cuộn dập hồ quang (DHQ) chỉ chạy trên

đường dây bị hư hỏng

9.2 Bảo vệ mạng điện có dòng chạm đất nhỏ

Trên BIo của đường dây không bị hư hỏng có dòng

TTK chạy vòng qua các điện dung của bản thân đường

dây đó, có hướng rời khỏi thanh góp và bằng

Trên BIo của đường dây bị hư hỏng có dòng bằng

tổng của các đường dây không bị hư hỏng tức là bằng

tổng dòng điện dung của mạng trừ đi dòng qua điện

dung của đường dây đó, có hướng vào thanh góp và

bằng

3I oL2 = 3U o ωC L2 và 3I oL3 = 3U o ωC L3

I BI0 = 3IoC - 3IoL1 = 3U o ωC - 3U o ωC L1

9.2 Bảo vệ mạng điện có dòng chạm đất nhỏ

Khi có cuộn dập hồ quang còn có dòng qua cuộn

DHQ

Trên BIo của đường dây bị hư hỏng có dòng bằng

Hướng của dòng phụ thuộc vào chế độ bù

Độ nhạy

k nh = 1.5 với đường dây trên không , 1.25 với cáp ngầm

I gmin là dòng chạm đất nhỏ nhất đi qua bảo vệ ( BI 0 của đường dây bị hư hỏng) khi có chạm đất ở cuối vùng bảo vệ

min

g nh

kd

I k

I

=

Độ nhạy

min 3 0 3 0 3 0 ( )

I = I − I = U ω C − C

Mạng không có cuộn dập hồ quang:

I 0C : tổng dòng dung mỗi pha của mạng

U 0nm : điện áp pha khi có chạm đất

I 0L :dòng điện điện dung mỗi pha của đường dây được bảo vệ C: điện dung của mạng

C L =C đv L: điện dung đường dây được bảo vệ

x L : điện kháng cuộn dập hồ quang

Do dòng điện dung bé nên độ nhạy kém, cho nên cần nâng cao độ nhạy ta phải dùng BI tốt, khuếch đại thứ cấp

Có thể cắt loại bỏ sự cố hoặc báo hiệu

Thời gian tác động

Nếu dùng biện pháp cắt loại bỏ sự cố : thì cần phối hợp thời gian bậc thang

Nếu dùng biện pháp báo tín hiệu: thì đặt ở tất cả các đầu

đường dây để kiểm tra từng đường dây xác định điểm sự cố

9.3 Bảo vệ áp TTK cho mạng có TT không NĐTT

U0 trong điều kiện làm viêc bình thường lấy khoảng 5%

U kcb điện áp kcb của bộ lọc lấy khoảng 2%-4%

Để tính bảo vệ báo tính hiệu khi có NM không đối xứng, thời gian chỉnh định chọn lớn hơn bảo vệ lớn nhất, và thường chọn 9s