BẢO VỆ KHOẢNG CÁCH rơle

Nguyên tắc hoạt động và vùng bảo vệ8.2 Đặc tuyến khởi động8.3 Cách chọn UR và IR đưa vào rơle để phản ánh ngắn mạchgiữa các pha8.4 Cách chọn UR và IR đưa vào rơle để phản ánh ngắn mạchchạm đất8.5 Bảo vệ khoảng cách 3 cấp8.6 Các ảnh hưởng làm sai lệch8.7 Đánh giá bảo vệ khoảng cáchNguyên tắc hoạt động và vùng bảo vệ8.2 Đặc tuyến khởi động8.3 Cách chọn UR và IR đưa vào rơle để phản ánh ngắn mạchgiữa các pha8.4 Cách chọn UR và IR đưa vào rơle để phản ánh ngắn mạchchạm đất8.5 Bảo vệ khoảng cách 3 cấp8.6 Các ảnh hưởng làm sai lệch8.7 Đánh giá bảo vệ khoảng cách

BẢO VỆ KHOẢNG CÁCH

8.1 Nguyên tắc hoạt động và vùng bảo vệ

Bảo vệ khoảng cách cần các tín hiệu là dòng điện, điện áp và góc lệch φ giữa chúng

BVKC xác định tổng trở từ chỗ đặt BV đến điểm NM từ các tín hiệu trên, tác động khi:

Khi bình thường, điện áp rơle gần điện áp định mức và dòng qua rơle là dòng tải cho nên tổng trở rơle đo có giá trị lớn và rơle không tác động

Khi NM điện áp giảm còn dòng tăng cao cho nên tổng trở rơle đo được nhỏ nên rơle tác động

7-1 Nguyên tắc hoạt động

Từ phương trình ta thấy miền tác động là hình tròn tâm O bán kính Zkd Đặc tính tác động vô hướng

Tùy theo tương quan giữa từ thông phụ và từ thông điện áp

mà tâm hình tròn di chuyễn khỏi góc tọa độ Loại phổ biến là có cung tròn đi qua góc tọa độ đặc tính MHO Góc nhạy nhất khoảng 60 0 đến 85 0

7-2 Đặc tuyến khởi động

RZ đo lường và so sánh 2 giá trị

 Điện áp tại thanh góp

 Dòng điện trên đường dây

h

Z I

U

L R

=

hqN

R

L R

Các đặc tính rơ le khoảng cách

có hướng

vô hướng

Sơ đồ Nguyên lý bảo vệ khoảng cách

Vùng bảo vệ:

Thông thường, BVKC sẽ bao gồm BV vùng I có hướng tức thời và một hoặc nhiều vùng với thời gian trì hoãn

Vùng I: 80 – 90% đường dây được bảo vệ

Vùng II: Hồn tồn đường dây được bảo vệ và 50% đường dây kề sau cĩ tổng trở nhỏ nhất (hay dài hơn 120% đường dây bảo vệ)

Vùng IIIF: 120% ( đường dây được bảo vệ + đường dây kề sau cĩ tổng trở lớn nhất)

Vùng IIIR: 20% đầu đường dây

7-3 Bảo vệ khoảng cách 3 cấp

Vùng 3 F

Bảo Vệ Khoảng Cách

Bảo vệ có hướng tức thời, khoảng 80-90%

đường dây bảo vệ

Hoàn toàn đường dây được bảo vệ và 50% đường dây kề sau có tổng trở nhỏ nhất (hay dài hơn 120% đường dây bảo vệ)

 Tổng trở khởi động: không được lớn hơn BVCN cấp 1 của vùng

 Vùng bảo vệ: Hoàn toàn đường dây được bảo vệ và 50% đường

dây kề sau có tổng trở nhỏ nhất (hay dài hơn 120% đường dây bảo

1 1

L AB

L AB

AB AB

L AB

AB AB

A

I

I Z

I

I Z I

Z I

1.2

II kd nh

Z k

 Tổng trở khởi động cấp IIIF: Được chọn theo hai cách :

Bảo vệ cấp IIIF

min

III lamviec kd

at tv mm

Z Z

Thời gian tác động: vùng BV chọn theo điều kiện này rất rộng

nên thời gian phải phối hợp với thời gian cấp 3 của bảo vệ tiếp theo

 Chọn theo đk không tác động khi tải cực đại

kat = 1.1-1.2 ; ktv = 1.05-1.1 ; kmm = 1.2-1.3

Bảo vệ cấp IIIF

III kd

thietbiduocbaove

Z k

Z

Vùng IIIR: dùng để dự trữ cho thanh cái đầu đường dây và NM gần bảo vệ

- Dùng đặc tính có hướng ngược (offset-MHO)

Bảo vệ cấp IIIR

Vùng IIIR: 20% đầu đường dây

Điện áp vào rơle:

Qui về phía thứ cấp

.

sdBU R

Tương tự như chống chạm pha nhưng có thêm hệ số bù kc

Cài đặt BV khoảng cách chống chạm đất

Trong thực tế nếu khơng cĩ sai số thì thường chọn tổng trở 3 cấp như sau:

Thông thường, BVKC sẽ bao gồm BV vùng I có hướng tức thời và một hoặc nhiều vùng với thời gian trì hoãn

Cấp I: 80 – 90% đường dây được bảo vệ

Cấp II: Hồn tồn đường dây được bảo vệ và 50% đường dây kề sau cĩ tổng trở nhỏ nhất (hay dài hơn 120% đường dây bảo vệ)

Cấp IIIF: 120% (đường dây được bảo vệ + đường dây kề sau cĩ tổng trở lớn nhất)

Bảo vệ khoảng cách 3 cấp

vùng 2 : Hoàn toàn đường dây được bảo

vệ và 50% đường dây kề sau có tổng trở nhỏ nhất (hay dài hơn 120% đường dây bảo vệ)

+ đường dây kề sau có tổng trở lớn nhất)



Không tác động

C N1 N2

t II 1

t III 1

t I 3

t II 3

t III 3

t I 5

t II 5

t I 6

t II 6

t III 6

t I 4

t II 4

t III 4

t I 2

t II 2

Phân tích sự cố NM hai pha B-C:

Phân tích sự cố NM hai pha B-C:

R R

U

I U

1 Ảnh hưởng của góc pha đường dây gay vượt tầm

2 Ảnh hưởng của điện trở quá độ tải điểm NM gây dưới tầm

3 Ảnh hưởng của phân dòng gây quá tầm hoặc dưới tầm

4 Ảnh hưởng của điện áp đặt vào rơle

5 Sai số đo lường

6 Ảnh hưởng của cách nối dây MBA động lực đặt giữa chỗ đặt bảo vệ và chỗ NM

7 Ảnh hưởng của dao động điện

8 Ảnh hưởng tụ bù dọc

Các yếu tố ảnh hưởng sai lệch

38

UNDER-REACHING & OVER-REACHING

(Vượt Tầm và dưới tầm)

NO TRIP

TRONG VÙNG BẢO VỆ

TRIP

IN THE PROTECTIVE ZONE

TRIP

TRONG VÙNG BẢO VỆ

TRONG VÙNG

BẢO VỆ

TRIP

VƯỢT TẦM

Ảnh hưởng R quá độ

Z đo được > Z thực

NOT TRIP

DƯỚI TẦM

Khi NM ba pha thông qua điện trở quá độ Rqd nên tổng trở đặt vào rơle tăng thêm một lượng Ra:

NM L NM a R

NM R

Khi NM hai pha thông qua điện trở quá độ Rqd với mạng 2 nguồn

Mức độ quá tầm tính theo phần trăm:

46 Ảnh hưởng R quá độ tại chổ ngắn mạch , tổng

trở nguồn và tổng trở liên kết ngoài

X (đvtđ)

0

0 -0,2 -0,1 0,1

Z I

U

AB

AB AB

A

DƯỚI TẦM

Ảnh hưởng sự phân dòng

Khi mạng điện có nhiều nguồn và nhiều nhánh thì khi một đường dây nhánh rẻ có nguồn, dòng điện NM trên toàn mạng không giống nhau Nó sẽ gay ra quá tầm và dưới tầm

Z

=

Z I

U

AB

AB AB

A

VƯỢT TẦM

Ảnh hưởng sự phân dòng

Khi mạng điện có nhiều nguồn và nhiều nhánh thì khi một đường dây nhánh rẻ có nguồn, dòng điện NM trên toàn mạng không giống nhau Nó sẽ gay ra quá tầm và dưới tầm

Khi mạng điện có nhiều nguồn và nhiều nhánh thì khi một đường dây nhánh rẻ có nguồn, dòng điện NM trên toàn mạng không giống nhau Nó sẽ gay ra quá tầm và dưới tầm

Z

=

Góc chỉnh định của rơle thường lấy bằng góc pha đường dây Do nhiều nguyên nhân (nhiệt độ, chọn nấc rơle, tính toán) nên 2 góc này

sẽ không bằng nhau Khi đó:

tacdongR kdR kdR duongday

Như vậy ZtacdongR < ZkhoidongR có nghĩa là vùng tác động bị kéo dài

ra so với trị số đặt và bảo vệ tác động vượt quá vùng chỉnh định, ta gọi đó là quá tầm

Mức độ quá tầm tính theo phần trăm:

Ảnh hưởng góc pha đZ

Sai số BI và BU có ảnh hưởng đến trị số ZR và góc pha φR và do

đó làm thay đổi vùng tác động của rơle

Đối với BI cần kiểm tra đường cong bội số giới hạn (Kiểm tra đường cong sai số 10% khi có NM ba pha trực tiếp tại cuối vùng bảo vệ)

Đối với BU cần chọn dây nối đủ tiết diện để tránh sụt áp lớn làm ảnh hưởng đến giá trị và góc pha của UR

Sai số đo lường

Khi NM sau MBA có tổ đấu dây Y – Y thì rơle tổng trở sẽ làm việc như trường hợp NM trên đường dây, tổng trở đặt vào rơle sẽ bằng tổng số các tổng trở của đường dây và MBA

Nếu tổ đấu dây của MBA Y – Δ hoặc Δ– Y thì rơle tổng trở sẽ làm việc khác đi, vì khi NM hai pha sau MBA dòng điện phía sơ cấp và thứ cấp của MBA khác nhau về trị số và góc pha

Ảnh hưởng cách đấu dây MBA

Với đường dây dài cao áp và siêu cao áp người ta thường lắp bộ

tụ nối tiếp vào đường dây (tập trung hoặc phân tán theo chiều dài đường dây) để nâng cao khả năng truyền tải và giảm tổn thất

Đặc trưng của mức độ bù dọc là hệ số kC kC là tỷ số của XC bù dọc và XL của đường dây (thường vào khoảng 0.25 đến 0.7) Ở Việt Nam thì kC = 0.6

Khi bù dọc thì ảnh hưởng đến rơle khoảng cách vì khi có NM sau

bộ tụ bù dọc thì rơle không thể thấy điểm NM và cả một đoạn đường dây gần đó vì tổng trở đo được nằm sau lưng bảo vệ nên không tác động được Điều này có thể làm cho bảo vệ trước đó tác động sai

Thông thường thì tụ bù dọc được đặt tại thanh cái các trạm

Ảnh hưởng tụ bù dọc

Để ngăn việc tác động sai thì khi xảy ra NM ta cần nối tắc tụ điện lại để trở lại bình thường tuy nhiên cần trì hoãn lại tác động khoảng 0.1s – 0.15s

Ở các bộ tụ điện bù dọc hiện đại, người ta sử dụng hệ thống bảo

vệ bằng điện trở phi tuyến, khe phóng điện và máy cắt đấu song song với bộ tụ Khi có NM tùy theo điểm sự cố (độ lớn dòng NM) và thời gian tồn tại sự cố mà các thiết bị này sẽ làm việc và nối tắc bộ tụ

B

Ảnh hưởng tụ bù dọc

Ảnh hưởng hỗ cảm

Khi vận hành hai đường dây song song sẽ có hỗ cảm xuất hiện

Hỗ cảm thành phần TTT và TTN nhỏ, hỗ cảm TTK lớn nên không thể bỏ qua thành phần này khi cài đặt rơle

Hỗ cảm gay sai số đo lường nên có thể gay quá tầm hoặc dưới tầm

Dao động là trạng thái mất đồng bộ giữa hai nguồn điện hoặc hai

bộ phận chứa nguồn trong hệ thống điện Xét hai nguồn G và H có sức điện động EG và EH thông qua đường dây L có kháng điện xL

Như vậy dòng dao động triệt tiêu khi = 0 độ, cực đại khi = 1800

Bảo vệ không tác động khi có dao động

Để bảo vệ không tác động ta cần thực hiện:

Chọn đặc tuyến khởi động không chứa tâm dao động (cấp I)

Bảo vệ tác động với thời gian trì hoãn khoảng 1 đến 2 s (khi không gay ảnh hưởng đến tính ổn định hệ thống

Khóa tự động khi có dao động, dựa vào tốc độ thay đổi tổng trở Khi dao động tốc độ thay đổi tổng trở chậm hơn so với ngắn

mạch

Tâm dao động là M tại đây áp bằng 0, góc lệch bằng 180 độ

Ảnh hưởng dao động điện

Ưu điểm:

Đảm bảo tính chọn lọc trong mạng có cấu trúc bất kỳ

Thời gian tác động vùng I nhanh (quan trọng với tính ổn định hệ thống)

Có độ nhạy cao

Khuyết điểm:

Sơ đồ phức tạp

Không tác động tức thời trên toàn bộ vùng bảo vệ

Cần thiết bị khóa khi dao động điện nên càng phức tạp

8.7 Đánh giá

Xét hệ thống có điện áp US và tổng trở ZS cấp cho đường dây được bảo vệ ZL, khi xảy ra NM trên đường dây ta có:

Z SIR

Z

Ảnh hưởng điện áp đặt vào Rơle