Giới thiệu 2. Ứng dụng của tự đóng lại 3. Tự đóng lại trên lưới điện phân phối cao áp 4. Các yếu tố tác động đến hệ thống tự đóng lại cao áp 5. Tự đóng lại trên đường dây truyền tải siêu cao áp 6. Tự đóng lại tốc độ cao trên các hệ thống siêu cao áp 7. Tự đóng lại một pha 8. Tự đóng lại tốc độ cao trên đường dây sử dụng mô hình khoảng cách 9. Tự đóng lại tốc độ chậm trên hệ thống siêu cao áp 10. Các đặc tính hoạt
Trang 1TỰ ĐÓNG LẠI
Trang 23 Tự đóng lại trên lưới điện phân phối cao áp
4 Các yếu tố tác động đến hệ thống tự đóng lại cao áp
5 Tự đóng lại trên đường dây truyền tải siêu cao áp
6 Tự đóng lại tốc độ cao trên các hệ thống siêu cao áp
7 Tự đóng lại một pha
8 Tự đóng lại tốc độ cao trên đường dây sử dụng mô hình khoảng cách
9 Tự đóng lại tốc độ chậm trên hệ thống siêu cao áp
10 Các đặc tính hoạt động của hệ thống tự đóng lại
11 Các mô hình tự động đóng lại
12 Một số ví dụ về các ứng dụng của tự đóng lại
NỘI DUNG
Trang 3GIỚI THIỆU
Trang 4Tự đóng lại
Cải thiện tính liên tục cung cấp điện
Duy trì sự ổn định và đồng
bộ cho hệ thống
Duy trì sự ổn định và đồng
bộ cho hệ thống
Các sơ đồ bảo vệ được sử dụng sao cho khi sự cố xảy ra có thể cắt nhanh các MC liên quan, sau một khoảng thời gian tương đối ngắn sơ
đồ TĐL sẽ đóng các MC vừa cắt ra Nếu sự cố là thoáng qua thì lưới điện tiếp tục vận hành còn nếu sự
cố duy trì thì MC sẽ được cắt ra trở lại Tuỳ vào kết cấu cũng như chế
độ vận hành của từng lưới điện mà
số lần đóng lặp lại có thể khác nhau, thông thường là dưới 3 lần.
GIỚI THIỆU
Trang 5Hình 13.1: Hoạt động của mô hình tự
đóng lại 1 lần đối với sự cố thoáng
qua
Hình 13.1 trang 364 sách Network Protection & Automation Guide
Trang 6Hình 13.2: Hoạt động của mô hình tự
đóng lại 1 lần đối với sự cố vĩnh cửu
Hình 13.2 trang 364 sách Network Protection & Automation Guide
Trang 7Thông số quan trọng nhất của TĐL
Thời gian gián đoạn MC
Thời gian phục hồi
Một lần hay nhiều lần
Loại sự cố, Pha – Pha hay Pha – Đất
ỨNG DỤNG
Trang 8Lợi ích
áp
Cải thiện tính liên tục của nguồn cung cấp
TĐL trên lưới phân phối cao áp
Trang 9Thông số quan trọng nhất của TĐL
Thời gian gián đoạn MC
Thời gian phục hồi
Một lần hay nhiều lần
Các yếu tố tác động
Trang 10Thời gian gián đoạn MC
Tính đồng
bộ và ổn định của
hệ thống
Tính đồng
bộ và ổn định của
hệ thống
Loại tải
Đặc tính máy cắt
Đặc tính máy cắt
Thời gian khử ion
sự cố
Thời gian khử ion
sự cố
Thời gian reset bảo vệ
Thời gian reset bảo vệ
Thời gian gián đoạn MC
Trang 11 Để TĐL mà không mất đồng bộ, thời gian gián đoạn
MC phải được giữ ở mức tối thiểu cho phép phù hợp với sự khử ion hóa hồ quang sự cố, sao cho tổng thời gian nhiễu loạn của hệ thống càng nhỏ càng tốt
Việc sử dụng BV tốc độ cao, như BV phần tử hay
BV khoảng cách, với thời gian hoạt động ít hơn 0.05s là cần thiết Các MC sau khi cắt có thể tự đóng lại mạch sau một khoảng thời gian gián đoạn rất ngắn từ 0.3-0.6s
Trong một số trường hợp sử dụng kiểm tra đồng bộ logic, TĐL được ngăn cản nếu góc pha vượt quá giới hạn quy định
Tính đồng bộ và ổn định
Trang 14 Phụ thuộc vào điện áp hệ thống, nguyên nhân gây ra
sự cố, điều kiện thời tiết… Ở điện áp đến 66kV thì khoảng 0.1-0.2s
Trên các hệ thống cao áp, thời gian khử ion hóa sự
cố ít quan trọng hơn so với thời gian trễ máy cắt
Khử ion
Trang 154.1.5 THỜI GIAN RESET BẢO VỆ
Các thiết bị thời gian cần một khoảng thời gian để thiết lập lại hoàn toàn trong suốt thời gian gián đoạn máy cắt
Thời gian reset của rơle IDMT điện cơ là 10s hoặc nhiều hơn, do đó đòi hỏi thời gian gián đoạn MC ít nhất cũng bằng với giá trị này
Khi yêu cầu thời gian gián đoạn ngắn, các rơle bảo
vệ phải reset gần như ngay lập tức Điều này có thể được đáp ứng bằng việc sử dụng các rơle IDMT tĩnh,
kỹ thuật số và số
IDMT: Inverse Definite Minimum Time
Trang 16Dạng bảo vệ phổ biến nhất đối với đường dây cao áp
là IDMT hoặc rơle sự cố chạm đất và xác định thời gian quá dòng
Thời gian phục hồi năng lượng
Các cơ chế ngắt CB sẽ mất một khoảng thời gian phục hồi năng lượng đủ để có thể thực hiện một chuỗi đóng – cắt Đối với MC tác động bằng lò xo thì thời gian này khoảng 30s Đối với các cơ chế cắt khác thì thời gian này có thể nhỏ hơn nhiều
IDMT: Inverse Definite Minimum Time
Trang 17Số lần đóng lại
Trang 18đối với một hệ thống lỏng lẻo
Hình 13.4 trang 372 sách Network Protection & Automation Guide
OAB, OCB: đường cong công suất – góc
X, Y, Z: điểm hoạt động từng thời điểm
0, 1, 2: góc lệch pha giữa 2 hệ thống
(1): DT vùng tăng tốc(2): DT vùng hãm tốcĐiều kiện ổn định:
(2) > (1)
Trang 19Các yếu tố ảnh hưởng
Đặc tính BV
Đặc tính
ion HQ
Khử ion HQ
Đặc điểm MC
Đặc điểm MC
Lựa chọn tgian gián đoạn MC
Lựa chọn tgian gián đoạn MC
Lựa chọn thời gian phục hồi
Lựa chọn thời gian phục hồi
Số lần đóng lại
Số lần đóng lại
TĐL tốc độ cao trên hệ thống siêu cao áp
Trang 20sự cố, từ đó giảm thời gian nhiễu loạn hệ thống.
Phải đảm bảo 2 MC ở 2 đầu đường dây phải được cắt đồng thời khi có sự cố xảy ra
Khi sử dụng BV khoảng cách, sự cố xảy ra gần 1 đầu của đường dây thì BV phải được trang bị các dụng cụ đặc biệt để cắt đồng thời cả 2 MC
Đặc tính bảo vệ
Trang 21 Thời gian khử ion phụ thuộc vào cấp điện áp, khoảng cách phát sinh hồ quang, dòng sự cố, thời gian kéo dài sự cố, tốc độ gió và sự kết hợp điện dung của các dây dẫn nằm liền kề.
Điện áp càng cao thì thời gian đòi hỏi khử ion càng lớn (tham khảo bảng trong slide kế tiếp)
Khử ion
Trang 23 Việc tự đóng lại trên đường dây truyền tải đòi hỏi
MC chịu được chu kỳ làm việc rất nặng nề trên một dòng sự cố lớn
Các loại MC thường được sử dụng trên các hệ thống siêu cao áp hiện nay là:
Máy cắt dầu
Máy cắt khí nén
Máy cắt SF6
Đặc điểm máy cắt
Trang 246.4 LỰA CHỌN THỜI GIAN GIÁN ĐOẠN MC
Thời gian gián đoạn MC đặt lên một rơle tự đóng lại tốc độ cao cần phải đủ dài để đảm bảo hoàn thành sự khử ion hóa hồ quang sự cố.
Trên các hệ thống siêu cao áp, một sự tự đóng lại không thành công gây bất lợi đối với hệ thống hơn là không có sự tự đóng lại nào.
Thời gian gián đoạn máy cắt
Trang 256.4 LỰA CHỌN THỜI GIAN PHỤC HỒI
Phải đảm bảo cho MC có đủ thời gian trở về (không khí được nạp đầy, cơ cấu đóng tiếp điểm trở về vị trí sẵn sang…) để sẵn sàng cho lần tác động kế tiếp.
MC tác động cơ lưu chất cần thời gian phục hồi là 10s, MC cơ cấu đóng lò xo là 30s, thời gian phục hồi của MC khí nén là thời gian để
áp suất khí trở lại bình thường.
Thời gian phục hồi
Trang 26Hơn nữa, đối với đường dây siêu cao áp, sự cố bán kéo dài (nếu có) cũng khó bị loại bỏ bằng cách đóng lại nhiều lần như đối với đường dây cao thế, trung thế.
Số lần đóng lại
Trang 27 Khi áp dụng TĐL ba pha cho đường dây một
lộ nối hai hệ thống với nhau, việc cắt ba pha đường dây sự cố sẽ gây tách rời và lệch pha giữa hai hệ thống.
Nếu chỉ có pha sự cố bị cắt ra thì việc duy trì liên lạc công suất giữa hai hệ thống vẫn được tiếp tục thông qua hai pha còn lại.
Tự đóng lại một pha
Trang 28 Sơ đồ chọn đóng ngắt pha sự cố khá phức tạp.
Ngoài sơ đồ BV đường dây, hệ thống BV cần thêm rơle sự cố.
Tự đóng lại một pha
Trang 29 Nhược điểm:
Thời gian khử ion tại nơi xảy ra sự cố dài hơn, có thể gây nhiễu đường dây thông tin.
Dòng thứ tự không có thể gây tác động nhầm cho rơle BV chạm đất trên đường dây lộ kép.
Tự đóng lại một pha
Trang 30Hình 13.5: Mô hình khoảng cách 3 vùng điển hình
Hình 13.5 trang 378 sách Network Protection & Automation Guide
Trang 319 TĐL TỐC ĐỘ CHẬM TRÊN HT SIÊU CAO ÁP
Trên các đường dây truyền tải được kết nối chặt chẽ (lộ kép), mất một lộ dây không gây chia cắt hệ thống
và mất đồng bộ, ta có thể dùng TĐL tốc độ chậm
Thời gian TĐL được cài đặt từ 560s
Sự dao động công suất có thể được ổn định trước khi TĐL
Dùng các hệ thống đóng-cắt loại 3 pha để đơn giản hóa mạch điều khiển so với hệ thống TĐL 1 pha
TĐL tốc độ chậm trên hệ thống siêu cao áp
Trang 32Hình 13.6: Nguyên lý mô hình tự đóng lại tốc độ chậm
Hình 13.6 trang 380 sách Network Protection & Automation Guide
Trang 339.2 RƠLE KIỂM TRA TÍNH ĐỒNG BỘ
Phần tử rơle kiểm tra tính đồng bộ cung cấp một
kiểm tra 3 lần: chênh lệch góc pha, điện áp và chênh lệch tần số
Cài đặt góc pha thường là 2045, TĐL bị hạn chế nếu độ lệch pha vượt quá giá trị này
Sự kiểm tra điện áp được tích hợp để ngăn chặn TĐL trong những trường hợp khác nhau
Kiểm tra sự chênh lệch tần số bằng cách đo trực tiếp hoặc sử dụng một timer kết hợp với việc kiểm tra góc pha VD: Timer 2 giây, góc pha cài đặt 20 thì độ lệch tần số tối đa là 0.11% của 50Hz
Tính đồng bộ
Trang 34Xung tự đóng lại
Cơ cấu chống giã giò
Cơ cấu chống giã giò
Bộ đếm thời gian phục hồi
Bộ đếm thời gian phục hồi
Khóa CB
Khóa CB
Sự đóng lại bằng
tay
Sự đóng lại bằng
tay
Mô hình TĐL nhiều lần
Mô hình TĐL nhiều lần
Các đặc tính hoạt động của hệ thống tự đóng lại
Trang 35 Điều này có thể xảy ra vì nhiều lý do khác nhau.
Trang 36Mạch khởi động MBA T4 bao
gồm các tín hiệu giám sát hoạt
động bảo vệ 3 MBA còn lại
Sử dụng rơle tự động ngắt để cắt MBA dự phòng
Hình 13.7 trang 384 sách Network Protection & Automation Guide
Trang 3711.2 BỘ GHÉP THANH CÁI/MC PHÂN ĐOẠN THANH CÁI
Nếu 4 MBA công suất làm việc bình thường và các phần thanh cái được kết nối với nhau bởi 1 MC phân đoạn thanh cái thường mở thay cho dao cách ly, MC này nên được TĐL trong trường hợp mất 1 MBA, để phân bố tải qua các MBA còn lại
Mạch khởi động và mạch ngắt tự động được sử dụng như trong mô hình dự phòng Rơle tự động đóng lại được sử dụng trong thực tế là một biến thể của một trong các rơle tự động đóng lại tiêu chuẩn
Mô hình TĐL
Trang 38Trạm biến áp hai thanh góp
Trạm biến
áp máy cắt đơn
Trạm biến
áp mắt lưới
4 máy cắt
Ví dụ
Trang 3912.1 TRẠM BIẾN ÁP HAI THANH CÁI
Hình 13.8: Trạm biến áp hai thanh cái
Hình 13.8 trang 385 sách Network Protection & Automation Guide
Trang 4012.2 TRẠM BIẾN ÁP MÁY CẮT ĐƠN
Hình 13.9: Trạm biến áp máy cắt đơn
Hình 13.9 trang 386 sách Network Protection & Automation Guide
Trang 41Hình 13.10: Trạm biến áp mắt lưới 4 máy cắt
Hình 13.10 trang 387 sách Network Protection & Automation Guide
Trang 42TÀI LIỆU THAM KHẢO
1 Network Protection & Automation Guide
(NPAG), Schneider Electric.
2 Nguyễn Hoàng Việt, 2005, Bảo vệ rơle và tự
động hóa trong hệ thống điện, Tái bản lần
thứ 2, NXB ĐHQG Tp.HCM, 495 trang.
3 Một số dữ liệu sưu tầm từ internet.
Tài liệu