Bảo vệ chống dòng dư thừa hiện nay là hệ thống bảo vệ phát triển sớm nhất. Từ nguyên tắc cơ bản này, các hệ thống phân loại quá dòng ,phân biệt sự cố bảo vệ , đã được phát triển. Không nên nhầm lẫn với bảo vệ quá tải, mà thường sử dụng các rơle hoạt động trong 1 thời gian liên quan tới mức độ về khả năng chịu nhiệt của thiết bị cần bảo vệ. Bảo vệ quá dòng, mặt khác, phụ trách hoàn toàn cho việc khắc phục các sự cố, mặc dù với các cài đặt thường đượcBảo vệ chống dòng dư thừa hiện nay là hệ thống bảo vệ phát triển sớm nhất. Từ nguyên tắc cơ bản này, các hệ thống phân loại quá dòng ,phân biệt sự cố bảo vệ , đã được phát triển. Không nên nhầm lẫn với bảo vệ quá tải, mà thường sử dụng các rơle hoạt động trong 1 thời gian liên quan tới mức độ về khả năng chịu nhiệt của thiết bị cần bảo vệ. Bảo vệ quá dòng, mặt khác, phụ trách hoàn toàn cho việc khắc phục các sự cố, mặc dù với các cài đặt thường được
Trang 1TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP.HCM
KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ
Bài báo cáo : Bảo vệ rơle trong hệ thống điện
CHƯƠNG 8 : BẢO VỆ QUÁ DÒNG CHO SỰ CỐ CHẠM PHA
& SỰ CỐ CHẠM ĐẤT
Thành viên :
Trang 21 Giới thiệu
Bảo vệ chống dòng dư thừa hiện nay là hệ thống bảo vệ phát triển sớm nhất Từ nguyên tắc cơ bản này,các hệ thống phân loại quá dòng ,phân biệt sự cố bảo vệ , đã được phát triển Không nên nhầm lẫn với bảo vệ quá tải, mà thường sử dụng các rơle hoạt động trong 1 thời gian liên quan tới mức độ về khả năng chịu nhiệt của thiết bị cần bảo vệ Bảo vệ quá dòng, mặt khác, phụ trách hoàn toàn cho việc khắc phục các
sự cố, mặc dù với các cài đặt thường được thông qua một số biện pháp bảo vệ quá tải có thể được thu được
2 Quy trình phối hợp
Ứng dụng rơle quá dòng yêu cầu kiến thức về các sự cố có thể phát sinh trong từng phần của mạng điện Khi kiểm tra với quy mô lớn thường không thể áp dụng, phải phân tích hệ thống được sử dụng - xem Chương «Các tính toán sự cố» để biết chi tiết Yêu cầu các dữ liệu cần thiết là:
i. Sơ đồ đơn tuyến của hệ thống điện có liên quan, trình bày các loại và đánh giá các thiết bị bảo vệ
và cách kết hợp với máy biến thế
ii. các trở kháng trong ohms, phần trăm hoặc mỗi đơn vị, của tất cả các máy biến áp , máy điện
quay và mạch xuất tuyến
iii. Giá trị lớn nhất và giá trị nhỏ nhất của dòng ngắn mạch sẽ chạy trong thiết bị bảo vệ
iv. Dòng tải lớn nhất qua thiết bị bảo vệ
v. Yêu cầu về dòng khởi động của động cơ, lúc bắt đầu và lúc rotor xác lập/ thời gian trễ của động
cơ cảm ứng
vi. Khả năng chịu nhiệt và đặc tính tổn hao của máy biến áp
vii. Đường cong giảm cho thấy tỷ lệ suy giảm các sự cố được cung cấp bởi các máy phát điện
viii. Đường cong hiệu suất của máy biến áp
Rơle đầu tiên được cài đặt cho thời gian hoạt động ngắn nhất ở cấp độ sự cố lớn nhất và kiểm tra xem
nó hoạt động có thỏa đáng tại sự cố tối thiểu dự kiến hay không Nó được khuyên dùng để vẽ các đường cong của rơle và các thiết bị bảo vệ khác, như cầu chì,hoạt động trong một chuỗi, quy mô lớn Nó thuận tiện hơn khi sử dụng trong một quy mô tương ứng với cấp điện áp cơ sở thấp, hoặc một cơ sở điện áp lớn hơn Giải pháp thay thế là một MVA phổ biến hoặc một quy mô( tỷ lệ) riêng biệt cho mỗi hệ thống điện áp
Các nguyên tắc cơ bản dành cho rơle phối hợp :
a, Bất cứ khi nào có thể, sử dụng rơle với các đặc tính hoạt động tương tự trong chuỗi với nhau.b) Chắc chắn rằng rơle xa nguồn nhất có dòng thiết lập bằng hoặc ít hơn so với các rơle đằng sau
nó, có nghĩa là, dòng cần cài đặt cho rơle phía trước luôn bằng hoặc thấp hơn so với dòng cài đặt cho các rơle phía sau
3) Các nguyên tắc phân cấp thời gian/ dòng
Trong số các phương pháp khác nhau có thể sử dụng đúng rơle phối hợp người ta sử dụng thời gian hoặc quá dòng hoặc kết hợp cả hai Mục tiêu chung của cả 3 phương pháp là để phân loại chúng cho đúng Mỗi phương pháp cần phải cách ly phần có lỗi của mạng lưới hệ thống điện , để phần còn lại của
hệ thống không bị ảnh hưởng
3.1 Phân loại theo thời gian
Trong các phương pháp này, một thiết lập thời gian thích hợp lên từng rơle kiểm soát các
Trang 3tắc Bảo vệ quá dòng được đăt tại B, C, D và E, có nghĩa là, tại cuối infeed của từng bộ phận của
hệ thống điện Mỗi bộ phận bảo vệ bao gồm một thời gian xác định chậm trễ quá dòng rơle trong
đó các hoạt động của các yếu tố nhạy cảm tức thời chỉ đơn giản là khởi tạo yếu tố thời gian chậmtrễ Cung cấp các thiết lập của phần tử tức thời thấp hơn giá trị hiện tại của sự cố, yếu tố này đóng một phần trong việc đạt được các phân loại Vì lý do này, các relay đôi khi được mô tả như
là một "độc lập xác định thời gian chậm trễ chuyển tiếp", kể từ thời gian hoạt động của nó là dành cho mục đích thực tế độc lập về mức độ quá dòng
Đây là yếu tố thời gian trễ, do đó, nó cung cấp các phương tiện để phân biệt Rơle B được cài đặt ở thời gian trễ ngắn nhất sao cho các cầu chì có thể nổ khi có 1 sự cố ở A trên thứ cấp bêntrong máy biến áp Sau khi hết khoảng thời gian trễ, các rơle đầu ra đóng lại để ngắt mạch Rơle tại C có thời gian thiết lập bằng giây, tương tự cho các rơle tại D và E Nếu có một sự cố tại F,
các rơle tại B sẽ hoạt động trong t giây và các hoạt động tiếp theo của bộ ngắt mạch tại B sẽ khắc phục sự cố trước khi các rơle tại C, D và E có thời gian để hoạt động Thời gian t1 khoảng thời
gian giữa mỗi lần thiết lập rơle phải đủ dài để đảm bảo các rơle ở vị trí đầu nguồn không hoạt động trước khi các máy cắt đã cắt và khắc phục sự cố Nhược điểm của phương pháp này là cần phân biệt thời gian dài nhất cho phép sự cố xảy ra cho những sự cố trong phần gần nhất với nguồn điện, trong đó cấp sự cố (MVA) là cao nhất
3.2 Phân loại theo dòng
Phân loại theo dòng dựa trên thực tế các sự cố dòng thay đổi theo vị trí của sự cố vì có sự khác biệt trong giá trị trở kháng giữa các nguồn và các sự cố Do đó,thường, các rơle kiểm soát các bộ phận ngắt mạch khác nhau được thiết lập để hoạt động ở các giá trị phù hợp giảm dần nhưvậy chỉ có các rơle gần nhất để ngắt sự cố của nó Hình 8.2 minh họa phương pháp này:
Đối với 1 sự cố ở F1, dòng ngắn mạch của hệ thống được tính bởi:
Trang 4Vì vậy , một rơle ngắt mạch tại điểm C và thiết lập hoạt động tại sự cố tức thời là 8800A trên lý thuyết để bảo vệ toàn bộ các dây nối giữa C và B Tuy nhiên, có 2 điểm quan trọng ảnh hưởng tới phương pháp này:
a Nó không có cần thiết để phân biệt một sự cố ở giữa F1 và F2, vì khoảng cách giữa 2 điểm này cóthể chỉ vài mét, tương ứng với một sư thay đổi trong lỗi tức thời chỉ khoảng 0.1%
b trong thực tế có thể có thay đổi mức độ sự cố nguồn từ 250MVA đến 130MVA Ở cấp độ thấp hơn sự cố này, sự cố tức thời sẽ không vượt quá 6800A, ngay cả với một sự cố gần C nếu Rơle A tiếp tục đặt tại 8800A thì sẽ không bảo vệ được bất kỳ một bộ phận nào có liên quan
Sự phân loại tức thời không thực sự cần thiết cho sự phân loại chính xác giữa các bộ phận ngắt
mạch tại C và B Tuy nhiên vẫn đề này sẽ thay đổi đáng kể khi trở kháng giữa 2 bộ phận ngắt mạch liên quan tới nhau Cần xem xét việc phân loại cần thiết giữa các bộ phận ngắt mạch tại C và
I= 11k
√3 × 2.885=2200( A)
Trang 5với rơle tại A Giả sử một hệ số an toàn 20% để cho phép cho các rơle sự cố và thêm 10% cho biến đổi trong hệ thống các giá trị trở kháng, nó hợp lý để lựa chọn một rơle chuyển tiếp 1,3 x 2200A = 2860A, cho rơle tại B.
Bây giờ, giả sử một sự cố ở F3, ở phần cuối đường dây 11kV gắn vào biến áp 4MVA, ngắn
mạch tức thời được xác định bởi: I= 11k
3.3 Phân loại theo thời gian và dòng:
Mỗi một trong hai phương pháp đã mô tả cho đến nay đều có 1 số điểm bất lợi Trong trường hợp chỉ dùng phương pháp phân loại thời gian, điểm bất lợi là do thực tế những sự cố nghiêm trọng hơn thường được khắc phục trong thời gian hoạt động lâu nhất Mặt khác, phương pháp phân loại dòng chỉ có thể được áp dụng khi có trở kháng đáng kể giữa 2 bộ phận ngắt mạch
Đó là do các hạn chế áp đặt bởi việc sử dụng độc
lập thời gian hoặc quá dòng rằng thời gian nghịch đảo
quá dòng đặc điểm rơle đã phát triển Với đặc điểm
này, thời điểm hoạt động là tỷ lệ nghịch với mức độ
hiện lỗi và đặc điểm thực tế là một chức năng của cả
hai phương pháp 'thời gian' và' tức thời 'cài đặt Hình
8.3 minh họa các đặc điểm của hai rơle cho nhau được
thiết lập tức thời / thời gian Đối với một sự thay đổi
lớn trong sự cố tức thời giữa hai đầu của feeder, thời
gian hoạt động nhanh hơn có thể đạt được bởi các rơle
gần nguồn, nơi mà mức độ sự cố là cao nhất Những
nhược điểm của 2 phương pháp này đã được khắc
phục
Việc lựa chọn các đặc tính rơle quá dòngthường bắt đầu với lựa chọn của các đặc tính chính
xác sẽ được sử dụng cho mỗi rơle, tiếp theo là lựa
chọn các thiết lập rơle tức thời Cuối cùng là cấp biên
độ và do đó thời gian cài đặt của rơle được xác định
Một thủ tục lặp đi lặp lại thường được yêu cầu để giải
quyết xung đột, và có thể liên quan đến việc sử dụng
không tối ưu đặc tính, phân loại dòng hoặc thời gian thiết lập
4 Chuẩn I.D.M.T quá dòng Rơle
Trang 6Các đặc điểm tức thời / số lần ngắt của IDMT rơle có thể cần phải được thay đổi theo thời gian ngắt yêu cầu và đặc điểm của các thiết bị bảo vệ khác được sử dụng trong mạng Vì mục đích này, IEC 60.255 xác định một số tiêu chuẩn như sau:
Standard Inverse (SI)
Very Inverse (VI)
Extremely Inverse (EI)
Definite Time (D)
Các mô tả toán học của các đường cong được đưa ra trong Bảng 8.1 (a), và các đường cong dựa trên một thiết lập số nhân hiện tại và thời gian thông thường của 1 giây được hiển thị trong hình 8.4 (a) Các đặc điểm ngắt cho các thiết lập TMS khác nhau sử dụng các đường cong SI được minh họa tronghình 8.5 Mặc dù các đường cong chỉ hiển thị các giá trị rời rạc của TMS, nhưng tính liên tục vẫn có thể thực hiện được ở một rơle điện cơ Đối với các loại rơle khác, các bước thiết lập có thể là quá nhỏ
để cung cấp hiệu quả liên tục Ngoài ra, gần như tất cả các rơle quá dòng cũng được thiết lập yếu tố tức thời cao
Trong hầu hết các trường hợp, sử dụng các đường cong SI tiêu chuẩn có thể chứng minh thỏa đáng, nhưng nếu yêu cầu không thể đạt được, sử dụng các đường cong VI hoặc EI có thể giúp giải quyết vấn đề Khi sử dụng rơle kỹ thuật số hoặc số, các tính năng khác có thể được cung cấp, bao gồm cả tính năng do người dùng thiết lập Thông tin chi tiết được cung cấp trong các phần sau
Các rơle cho các hệ thống điện được thiết kế ở Bắc Mỹ sử dụng đường cong ANSI / IEEE Bảng 8.1 (b) cung cấp các mô tả toán học và hình 8.4 (b) cho thấy đường cong chuẩn đến thời gian 1.0
Trang 75 Kết hợp IDMT và rơle cắt nhanh
Phần Tử cắt nhanh có thể được sử dụng khi trở kháng nguồn là nhỏ so với trở kháng mạch bảo vệ Điều này làm giảm thời gian ngắt ở các cấp độ sự cố cao nhất có thể Nó cũng cải thiện hệ thống phân loại tổngthể bằng cách cho phép các 'đường cong phân biệt "đằng sau những các phần tử cắt nhanh được hạ xuống.Như thể hiện trong hình 8.6, một trong những lợi thế của các phần tử cắt nhanh là để giảm thời gian hoạt động của các mạch bảo vệ tại các khu vực bóng mờ dưới 'đường cong phân biệt " Nếu trở kháng nguồn vẫn không đổi, điều đó là sau đó có thể để đạt được bảo vệ tốc độ cao qua một phần lớn của các mạch bảo
vệ Thời gian cắt sự cố nhanh chóng đạt được giúp để giảm thiểu thiệt hại tại các vị trí sự cố Hình 8.6 cũng cho thấy một lợi thế quan trọng hơn nữa đạt được bằng việc sử dụng các thiết lập các phần tử cắt nhanh Phân loại với rơle ngay lập tức phía sau rơle cái mà có các yếu tố kích hoạt ngay lập tức được thựchiện tại các thiết lập dòng điện của các phần tử cắt nhanh và không phải ở mức độ sự cố tối đa Ví dụ, trong hình 8.6, rơle R2 được phân loại với rơle R3 tại 500A mà không phải là 1100A, cho phép rơle R2 được thiết lập với một TMS 0,15 thay vì 0,2 trong khi duy trì một mức phân loại giữa các rơle của 0.4s
Trang 8Tương tự như vậy, rơle 1 được phân loại với R2 tại 1400A và không phải ở 2300A
Trang 96 Đặc tuyến VI, quá dòng rơle.
6.1/ Quá bảo vệ tức thời (Transient Overreach)
Phạm vi bảo vệ của rơle là một phần của hệ thống được bảo vệ bởi rơle nếu một xự cố xảy
ra Nếu rơle hoạt động cho sự cố nằm ngoài khu vực có thể bảo vệ của nó được cho là quá bảo vệ.
Khi sử dụng các phần quá dòng tức thời, phải cẩn thận trong việc thực hiện lựa chọn các thiết lập để ngăn chặn chúng hoạt động cho sự cố vượt quá tầm bảo vệ Các dòng điện thiết lập DC ban đầu trong sóng gợn có thể lớn hơn các giá trị rơle nhận được và làm cho
nó hoạt động Điều này có thể xảy ra mặc dù giá trị hiệu dụng của các dòng sự cố cho một
sự cố tại một điểm vượt quá yêu cầu phạm vi có thể ít hơn so với các thiết lập rơle.
Hiện tượng này được gọi là quá bảo vệ tức thời và được định nghĩa là:
% transient overreach
1 2 1
I2: trị hiệu dụng dòng ổn định trạng thái dòng khi mặc định hoàn toàn chỉ gây ra chuyển rơle.
Khi áp dụng cho máy biến áp, các thiết lập cao tức thời các yếu tố quá dòng phải được thiết lập trên tối đa đối với sự cố hiện tại so với các máy biến áp điện có thể cung cấp cho một
cố trên thiết bị đầu cuối LV của nó, để duy trì phân biệt với các rơle ở phía bên LV của máy biến áp.
Đặc tuyến rất dốc quá dòng là phù hợp riêng biệt nếu giảm đáng kể dòng
sự cố như tăng khoảng cách từ nguồn điện, tức là có một sự gia tăng đáng kể
Trang 10của trở kháng sự cố Đặc tính hoạt động VI là khi thời gian hoạt động tăng khoảng gấp đôi làm cho giảm dòng 7-4 lần các thiết lập hiện tại rơle Điều này cho phép sử dụng độ lớn của thời gian thiết lập cho một số rơle trong cùng hãng.
Hình 8.7 cung cấp so sánh các đường cong SI và VI cho 1 rơle Đặc tuyến VI là dốc hơn nhiều và do đó tăng hoạt động nhanh hơn nhiều cho cùng sự giảm trong dòng điện so với đường cong SI Điều này cho phép các phân cấp cần thiết để đạt được với một biên độ thấp hơn đối với các thiết lập cho dòng, và do đó thời gian cắt tại nguồn có thể được giảm thiểu Cần lưu ý rằng các đường cong trở thành thời gian tối thiểu nhất định thường 20- 30xIs.
7 Đặc tuyến cực dốc của rơle (EI)
Với đặc điểm này, thời gian hoạt động tỉ lệ nghịch với bình phương của dòng điện Điều này làm cho nó thích hợp cho việc bảo vệ các mạch trung chuyển, phân phối tại nơi mà trung chuyển phải chịu dòng cao điểm về chuyển mạch, như các trường hợp mạch điện
cung cấp tủ lạnh, máy bơm, máy nước nóng và như vậy, vẫn được kết nối ngay
cả sau một thời gian dài gián đoạn nguồn cung cấp Thời gian dài hoạt động đặc trưng của EI rơle tại phụ tải đỉnh bình thường giá trị của dòng cũng làm cho rơle này đặc biệt thích hợp hơn khác với cầu chì.
Hình 8.8 cho thấy đường cong điển hình
để minh họa điều này Có thể thấy rằng
sử dụng các đặc tính EI cho phân tầng mong muốn, nhưng sử dụng các đường đặc tính VI hoặc SI tại các thiết lập tương tự không được dùng Một ứng dụng khác của rơle này là kết hợp với tự đóng trong mạch phân phối điện áp thấp Đa số các sự cố xảy ra nhanh và không cần thiết ngắt và thay thế các cầu chì hiện diện trong mạch cuối cùng của một hệ thống như vậy có thể tránh được nếu tự đóng được thiết lập để hoạt động trước khi cầu chì ngắt Nếu lỗi vẫn còn, các tự đóng khóa chính nó trong các đóng tích cực sau khi mở và cầu chì để
Trang 118 Đặc điểm khác của Rơle.
Người dùng định nghĩa đường cong có thể được cung cấp ở một số loại rơle kỹ thuật số hoặc rơle số Nguyên tắc chung là người dùng nhập vào một loạt các dòng điện/thời gian phối hợp được lưu trữ trong bộ nhớ của rơle Thêm giữa các điểm được sử dụng để cung cấp cho điểm cắt tốt Một tính năng như vậy, nếu có, có thể được sử dụng trong trường hợp đặc biệt nếu chuẩn cắt phù hợp Tuy nhiên, phân loại bảo vệ ở đầu nguồn có thể trở thành khó khăn hơn, và nó là cần thiết để đảm bảo rằng các đường cong được ghi đúng, cùng với những lý do để sử dụng Kể từ khi các đường cong chuẩn cung cấp các lựa chọn bao gồm hầu hết các trường hợp với thời gian cắt phù hợp, và hầunthiết bị được thiết kế với những đường cong bảo vệ, sự cần thiết phải sử dụng hình thức bảo vệ này là tương đối.
Rơle Kỹ thuật số và rơle số có thể cũng bao gồm xác định trước các cách sử dụng luận lý
kỹ thuật số (rơle) I/O được cung cấp trong mạch chuyểnđể thực hiện các chức năng chuẩn như lỗi CB và ngắt mạch giám sát Điều này tiết kiệm việc cung cấp các rơle riêng biệt hoặc PLC (Programmable Logic Controller) phần cứng để thực hiện các chức năng.
9 Rơle quá dòng phụ thuộc.
Rơle quá dòng thường cũng được cung cấp với các yếu tố có đặc tính thời gian độc lập hay xác định đặc tính thời gian Những đặc điểm này cung cấp sẵn của một số rơle phối hợp tiếp nối các tình huống trong đó các sự cố hệ thống hiện thay đổi rất rộng rãi do thay đổi trở kháng nguồn, cũng như không có thay đổi trong thời gian với các biến thể của sự cố Đặc điểm của thời gian/dòng điện của đường cong này được thể hiện trong hình 8.9, cùng với những chuẩn IDMT đặc trưng, để chỉ ra rằng thời gian nhỏ nhất đạt được bởi các rơle tại các giá trị cao hơn các sự cố hiện tại, trong khi định nghĩa rơle có thời gian vận hành thấp hơn giá trị hiện tại.
Trang 1210 Thiết lập rơle
Một rơle quá dòng có dòng hoạt động tối thiểu, được gọi là các thiết lập của rơle Các thiết lập hiện tại phải được lựa chọn để rơle không hoạt động cho dòng tải tối đa của mạch được bảo vệ, nhưng không hoạt động cho 1 dòng sự cố hoặc tương đương lớn đến mức tối thiểu
dự kiến sẽ xảy ra lỗi Mặc dù bằng cách sử dụng một thiết lập hiện nay đó là chỉ trên tải trọng tối đa hiện tại mạch một mức độ nhất định của bảo vệ chống quá tải cũng là lỗi có thể được phát hiện, chức năng chính của bảo vệ quá dòng là để cô lập lỗi hệ thống chính
và không cung cấp bảo vệ quá tải Nói chung, các thiết lập sẽ được lựa chọn để được ở trên mức tối đa thời gian tối thiểu của mạch Vì tất cả các rơle có trễ trong các thiết lập hiện tại của nó, các thiết lập đủ cao để cho phép rơle tự reset khi dòng định mức của mạch
bị mang theo Hiện tượng trễ trong thiết lập dòng được đánh dấu bằng tỷ lệ cảm biến /nhạy của một rơle - giá trị cho một rơle hiện đại thường là 0,95 Do đó, một rơle thiết lập nhỏ hơn 1,05 lần thơi gian ngắn nhất của mạch có thể được yêu cầu.
Trang 1311 Phân cấp rơle.
Thời gian tác động phải được cho phép giữa các hoạt động của hai rơle liền kề để đạt được
sự phân biệt chính xác giữa chúng được gọi là phân cấp Nếu phân cấp không được cung cấp, hoặc là không đủ, nhiều hơn một rơle sẽ hoạt động cho một sự cố, dẫn đến khó khăn trong việc xác định vị trí của các sự cố và tổn thất không cần thiết cung cấp cho một số khách hàng.
Nó phụ thuộc vào các yếu tố:
1/ Thời gian ngắt dòng sự cố của CB.
2/ Lỗi rơle thời gian.
3/ “overshoot time” sai số về thời gian tác động của rơle khi dòng sự cố đã bị cắt nhưng rơle vẫn chưa trở về trạng thái ban đầu do năng lượng ngắn mạch vẫn còn trong nó.
4/ Lỗi CT.
5/ Lỗi khác trong quá trình hoạt động.
Các yếu tố (ii) và (iii) trên đây phụ thuộc đến một mức độ nhất định về
Công nghệ sử dụng rơle-rơle điện, chẳng hạn, sẽ có “overshoot time” lớn hơn rơle số Phân cấp ban đầu được thực hiện cho mức sự cố lớn nhất tại rơleing point đang được xem xét, nhưng một kiểm tra cũng được thực hiện mà yêu cầu phân cấp tồn tại đối với tất cả các cấp dòng giữa rơle cảm biến dòng và mức độ sự cố tối đa.
11.1 Circuit Breaker Interrupting Time(thời gian ngắt của máy cắt )
Thời gian ngắt của CB do sự cố phải hoàn toàn bị gián đoạn dòng trước khi rơle phân biệt ngưng để có điện Thời gian thực hiện phụ thuộc vào loại máy cắt được sử dụng và các sự
cố dòng bị gián đoạn Các nhà sản xuất thường cung cấp thời gian ngắt các sự cố tại đánh giá khả năng cắt và giá trị này được luôn được sử dụng trong tính toán của phan cấp biên.
11.2 Rơle Timing Error ( lỗi thời gian của rơle)
Tất cả các rơle có sai sót về thời gian của chúng so với các đặc trưng lý tưởng như được định nghĩa trong IEC 60255 Đối với một rơle định rõ trong IEC 60.255, một số lỗi rơle được trích dẫn đó sẽ xác định lỗi thời gian tối đa của rơle Các lỗi thời phải được thực hiện khi xác định phân cấp biên.
11.3 “Overshoot” (sai số về thời gian tác động của rơle khi dòng sự cố đã bị cắt nhưng rơle vẫn chưa trở về trạng thái ban đầu do năng lượng ngắn mạch vẫn còn trong nó).
Khi rơle được ngắt, hoạt động có thể tiếp tục cho một ít còn cho đến khi nào năng lượng
dự trữ đã được phân tán Ví dụ như, một rơle đĩa cảm ứng sẽ có lưu trữ động năng trong chuyển động của đĩa; mạch rơle tĩnh có thể được lưu trữ năng lượng trong tụ điện Thiết
kế rơle được hướng dẫn đến giảm thiểu và hấp thụ những năng lượng này, nhưng một số lượng dư thường là cần thiết.
Trang 14“Overshoot time” được định nghĩa là chênh lệch giữa thời gian của một rơle hoạt động ở một giá trị xác định của đầu vào hiện tại và thời gian tối đa đầu vào hiện tại, mà khi bất ngờ giảm dưới mức hoạt động rơle không đủ để gây ra hoạt động rơle.
11.4 CT Errors( lỗi biến dòng)
Biến dòng có pha và tỷ lệ lỗi là do dòng kích thích (từ hóa) cần thiết để từ hoá lõi sắt Kết quả là các CT dòng thứ cấp không phải là một bản sao thu nhỏ giống hệt nhau của dòng sơ cấp Điều này dẫn đến sai sót trong hoạt động của rơle, đặc biệt là trong thời gian hoạt động Lỗi CT là không xác đáng khi độc lập xác định thời gian trễ rơle quá dòng đang được xem xét.
11.5 thời gian dự trữ
Sau khi hạn định cho phép trên đã được thực hiện, rơle chon lọc phải sai số để hoàn thành hoạt động của nó Các trường hợp vượt quá hạn định, hoặc biên an toàn, là cần thiết để đảm bảo rằng hoạt động rơle không hoạt động ngoài tầm.
11.6 Overall Accuracy (độ chính xác tổng thể).
Các giới hạn tổng thể chính xác theo tiêu chuẩn IEC 60.255-4 cho một rơle IDMT(inverse time with definite minimum time) với đặc tính ngược tiêu chuẩn được thể hiện trong hình 8.10.
Trang 1512 Giới thiệu phân cấp
Phần dưới đây sẽ chỉ ra các giới hạn phân loại nói chung cho các thiết bị bảo vệ khác nhau.
12.1 Phân cấp: Rơle to Rơle
Tổng thời gian đáp ứng cần thiết bao gồm các phần tử trên phụ thuộc vào tốc độ hoạt động của các bộ phận ngắt mạch và hiệu quả hoạt động Rơle Tại một thời gian 0.5s là một phân cấp bình thường Với mô hình ngắt mạch hiện đại nhanh hơn và sai số “overshoot time” nhỏ, 0.4s là hợp lý, trong khi theo các điều kiện tốt nhất có thể được thực hiện.
Việc sử dụng một phân cấp cố định là phổ biến, nhưng nó có thể tốt hơn yêu cầu tính toán giá trị cần thiết cho mỗi vị trí rơle Phân cấp chính xác gồm một thời điểm cố định, bao gồm thời gian ngắt mạch sự cố, thời gian overshoot và một biên độ an toàn, cộng với biến thời gian cho phép rơle và lỗi CT
Bảng 8.2 cho lỗi rơle điển hình theo công nghệ sử dụng
Nó cần được ghi lại để dùng cho sửa lỗi phân cấp chỉ thích hợp với sự cố lớn mà nó dẫn đến thời gian hệ thống rơle ngắn hơn ở một sự cố dòng thấp hơn, với thời gian hoạt động dài hơn, lỗi cho phép được định nghĩa trong IEC 60255 ( 7.5% thời gian hoạt động) có thể vượt qua sửa lỗi phân cấp, kết quả là rơle không phân cấp chính xác trong những đặc tính
kỹ thuật còn lại Những chú ý yêu cầu khi xem xét phân cấp tại sự cố dòng thấp.
1 giải pháp thực tế để xác định phân cấp tối ưu là giả sử rằng rơle gần hơn với các sự cố có thời gian lỗi tối đa là +2E, E là lỗi thời gian cơ bản, để phát hiện tất cả lỗi cho rơle, cần bổ sung thêm 10% lỗi quá dòng cho MBA.
Khoảng thời gian khoảng phân cấp nhỏ nhất, t’ , có thể được tính như sau:
Trang 16Ví dụ, t = 0.5s, thời gian nghỉ cho rơle điện cơ nhảy tiêu chuẩn ngắt là 0.375s, trong khi
đó, ở cùng sự cố, rơle tĩnh nhảy ngắt chân không, khoảng thời gian có thể thấp hơn 0.24s Khi rơle quá dòng có đặc điểm rơle xác định độc lập, nó thì không cần thiết để bao gồm dung sai cho phép để lỗi CT, do đó:
12.2 Phân cấp: cầu chì đến cầu chì
Thời gian hoạt động của cầu chì là 1 chức năng gồm tiền hồ quang và thời gian hồ quang của các phần tử cầu chì, mà nó theo định luật law ( I2t) vì thế, để đạt được sự phối hợp giữa 2 cầu chì nối tiếp, nó cần thiết để đảm bảo rằng tổng số được thực hiện bởi các cầu chì nhỏ hơn chứ không phải lớn hơn giá trị tiền hồ quang của cầu chì lớn hơn Nó được thành lợp bởi các thử nghiệm thỏa mãn phân cấp giữa 2 cầu chì nói chung sẽ đạt được nếu
tỉ số dòng giữa chúng là lớn hơn 2.
12.3 Phân cấp: cầu chì đến rơle
Đối với rơle phân cấp thời gian với cầu chì, cách tiếp cận cơ bản là đảm bảo rằng bất cứ khi nào rơle dự phòng tích cực trước cầu chì và không ngược lại Nếu cầu chì đứng trước rơle, nó rất khó khăn để duy trì sự phân biệt đúng ở giá trị cao của sự cố dòng bởi vì tác động nhanh của cầu chì.
Trang 17Đặc điểm của rơle phù hợp để phối hợp với cầu chì thì thường là đặc trưng của đặc tuyến cực dốc (EI) vì chúng có đặc điểm tương tự Để đảm bảo đạt yêu cầu phối hợp giữa rơle và cầu chì, các thiệt lập căn bản của rơle nên được xấp xỉ 3 lần thời gian định mức của cầu chì Phân cấp cho sự phối hợp chính xác, khi thể hiện như 1 đại lượng cố định, không nên nhỏ hơn 0.4s hay, khi thể hiện như 1 biến, nên có giá trị nhỏ nhất là:
t’ = 0.4t +0.15 (s)
t là thời gian hoạt động danh nghĩa của cầu chì.
Trang 222 của ‘Examples of Time and Current Grading - Rơle Setting Fault Setting Example’ cho 1 ví dụ rõ hơn của cầu chì để phân cấp rơle.
Trang 1813 Tính toán sự cố pha cài đặt rơle quá dòng.
Khi thiết kế và vận hành bất kỳ một hệt hống điện nào cần phải kể đến khả năng phát sinh hưhỏng và các tình trạng làm việc không bình thường trong hệ thống điện ấy Ngắn mạch là loại sự cố có thểxảy ra và nguy hiểm nhất trong hệ thống điện Hậu quả của ngắn mạch là:
a) Trụt thấp điện áp ởmột phần lớn của hệ thống điện
b) Phá hủy các phần tử bịsự cố bằng tia lửa điện
c) Phá hủy các phần tử có dòng ngắn mạch chạy qua do tác động nhiệt và cơ
d) Phá hủy ổn định của hệ thống điện
Nhiệm vụ chính của thiết bị BVRL là tự động cắt phần tử hư hỏng ra khỏi hệ thống điện Ngoài
ra thiết bị bảo vệ rơle (BVRL) còn ghi nhận và phát hiện những tình trạng làm việc không bình thườngcủa các phần tử trong hệ thống điện
a Bảo vệ dòng điện cực đại.
Nguyên tắc tác động: Bảo vệ dòng điện cực đại là loại bảo vệ phản ứng với dòng trong phần tử
được bảo vệ Bảo vệ sẽ tác động khi dòng điện qua chỗ đặt thiết bị bảo vệ tăng quá một giá trị định trướcnào đó
Có thể đảm bảo khả năng tác động chọn lọc của các bảo vệ bằng 2 phương pháp khác nhau vềnguyên tắc:
Phương pháp thứ nhất: bảo vệ được thực hiện có thời gian làm việc càng lớn khi bảo vệ càng đặtgần về phía nguồn cung cấp Bảo vệ được thực hiện như vậy được gọi là BV dòng điện cực đại
làm việc có thời gian, gồm bảo vệ có đặc tính thời gian độc lập và bảo vệ có đặc tính thời gian
phụ thuộc có giới hạn.
Phương pháp thứ hai: dựa vào tính chất dòng ngắn mạch đi qua chỗ nối bảo vệ sẽ giảm xuống khi
hư hỏng càng cách xa nguồn cung cấp Dòng khởi động của bảo vệ IKĐ được chọn lớn hơn trị sốlớn nhất của dòng trên đoạn được bảo vệ khi xảy ra ngắn mạch ở đoạn kề (cách xa nguồn hơn).Nhờ vậy bảo vệ có thể tác động chọn lọc không thời gian Chúng được gọi là bảo vệ dòng điện cắtnhanh
a Bảo vệ có đặc tính thời gian độc lập
Thời gian làm việc của bảo vệ có đặc tính thời gian
độc lập được chọn theo nguyên tắc bậc thang (từng cấp) ,làm
thế nào để cho bảo vệ đoạn sau gần nguồn hơn có thời gian
làm việc lớn hơn thời gian làm việc lớn nhất của các bảo vệ
đoạn trước một bậc chọn lọc về thời gian ∆t
Xét sơ đồ mạng như hình việc chọn thời gian làm việc
của các bảo vệ được bắt đầu từ bảo vệ của đoạn đường dây xa
nguồn cung cấp nhất, tức là từ các bảo vệ 1’và 1” ở trạm C
Giả thiết thời gian làm việc của các bảo vệ này đã biết, tương
ứng là t1’ và t1”
Thời gian làm việc t2’ của bảo vệ 2’ tại trạm B được chọn lớn hơn thời gian làm việc lớn nhất củacác bảo vệ tại trạm C một bậc ∆t Nếu t1’ > t1” thì t2’ = t1’+ ∆t Thời gian làm việc t3 của bảo vệ 3 ởtrạm A cũng tính toán tương tự, ví dụ nếu có t2” > t2’ thì t3 = t2” + ∆t
Trang 19b Bảo vệ có đặc tính thời gian phụ thuộc có giới hạn
Đặc tính thời gian của bảo vệ thứ n trên đoạn AB được lựa chọn thế
nào để nó có thời gian làm việc là tn lớn hơn thời gian t(n-1)max của bảo vệ thứ
(n-1) trên đoạn BC một bậc ∆t khi ngắn mạch ở điểm tính toán
Dùng bảo vệ có đặc tính thời gian phụ thuộc có thể giảm thấp dòng
khởi động so với bảo vệ có đặc tính thời gian độc lập
Nhược điểm của bảo vệ có đặc tính thời gian phụ thuộc là:
Thời gian cắt ngắn mạch tăng lên khi dòng ngắn mạch gần bằng
dòng khởi động (ví dụ, khi ngắn mạch qua điện trở quá độ lớn hoặc
ngắn mạch trong tình trạng làm việc cực tiểu hệ thống)
Đôi khi sự phối hợp các đặc tính thời gian tương đối phức tạp
Đánh giá bảo vệ dòng cực đại:
Bảo vệ dòng cực đại chỉ đảm bảo được tính chọn lọc trong các mạng hình tia có một nguồn cungcấp, khi có 2 nguồn cung cấp, yêu cầu chọn lọc không được thỏa mãn cho dù máy cắt và bảo vệđược đặt ở cả 2 phía của đường dây
Càng gần nguồn thời gian làm việc của bảo vệ càng lớn Ở các đoạn gần nguồn cần phải cắt nhanhngắn mạch để đảm bảo sự làm việc liên tục của phần còn lại của hệ thống điện, trong khi đó thờigian tác động của các bảo vệ ở các đoạn này lại lớn nhất
b Bảo vệ dòng cắt nhanh
Nguyên tắc làm việc: Bảo vệ dòng cắt nhanh
(BVCN) là loại bảo vệ đảm bảo tính chọn lọc bằng cách chọn
dòng khởi động lớn hơn dòng ngắn mạch lớn nhất qua chổ đặt
bảo vệ khi hư hỏng ở ngoài phần tử được bảo vệ BVCN
thường làm việc không thời gian hoặc có thời gian rất bé để
nâng cao nhạy và mở rộng vùng BV
Khi hư hỏng càng gần thanh góp trạm A thì dòng điện
ngắn mạch sẽ càng tăng theo đường cong 1 Vùng bảo vệ cắt
nhanh lCN được xác định bằng hoành độ của giao điểm giữa
đường cong 1 và đường thẳng 2 (đường thẳng 2 biểu diễn
dòng điện khởi động IKĐ) Vùng l(3)
CN chỉ chiếm một phầnchiều dài của đường dây được bảo vệ Dòng ngắn mạch
không đối xứng thường nhỏ hơn dòng khi ngắn mạch 3 pha Vì vậy, đường cong IN (đường cong 3) đốivới các dạng ngắn mạch không đối xứng trong tình trạng cực tiểu của hệ thống có thể nằm rất thấp so vớiđường cong 1; vùng bảo vệ lCN< l(3)
CN, trong một số trường hợp lCN có thể giảm đến 0
BVCN cho đường dây có 2 nguồn cung cấp:
Giả thiết BVCN được đặt ở cả 2 phía của đường dây AB Khi ngắn mạch ngoài tại điểm NA thìdòng ngắn mạch lớn nhất chạy qua các BVCN là INngmaxB theo hướng từ thanh góp B vào đường dây Khingắn mạch ngoài tại điểm NB thì dòng ngắn mạch lớn nhất chạy qua các BVCN là INngmaxA theo hướng từthanh góp A vào đường dây Để bảo vệ cắt nhanh không tác động nhầm khi ngắn mạch ngoài, cần phảichọn IKĐ> INngmax Trong trường hợp đang xét, INngmaxA> INngmaxB, vì vậy dòng tính toán INngmax= INngmaxA
Trang 20Vùng bảo vệlCNAvà lCNB được xác định bằng hoành đô giao điểm của các đường cong 1 (INA=f(l)) và 3 (INB= f(l)) với đường thẳng 2 (IkĐ), gồm 3 đoạn:
Ngắn mạch trong đoạn lCNA chỉ có BVCN phía A tác động
Ngắn mạch trong đoạn lCNB chỉ có BVCN phía B tác động
Khi ngắn mạch trong đoạn giữa thì không có BVCN nào tác động Tuy nhiên nếu (lCNA+ lCNB)>l thìkhi ngắn mạch ở đoạn giữa cả hai BVCN sẽ cùng tác động
Hiện tượng khởi động không đồng thời:
Nếu giữa các trạm A,B ngoài đường dây được bảo vệr a còn có các mạch liên lạc vòng phụ khácthì có thể xảy ra hiện tượng khởi động không đồng thời giữa các bảo vệ đặt ở 2 đầu A,B của đường dây
và chiều dài vùng bảo vệ có thể tăng lên
Hiện tượng mà một bảo vệ chỉ bắt đầu khởi động sau khi một bảo vệ khác đã khởi động và cắtmáy cắt được gọi là hiện tượng khởi động không đồng thời Khi kể đến tác động không đồng thời, BVCNthậm chí có thể bảo vệ được toàn bộ đường dây có nguồn cung cấp 2 phía
14 Bảo vệ dòng có hướng
Bảo vệ dòng điện có hướng là loại bảo vệ phản ứng theo giá
trị dòng điện tại chỗ nối bảo vệ và góc pha giữa dòng điện đó với điện
áp trên thanh góp của trạm có đặt bảo vệ Bảo vệ sẽ tác động nếu
dòng điện vượt quá giá trị định trước (dòng khởi động IKĐ) và góc
pha phù hợp với trường hợp ngắn mạch trên đường dây được bảo vệ
Qua khảo sát cho thấy rằng, để sơ đồ làm việc đúng đắn cần
góc lệch 30º45º
Đây là tiêu chuẩn kết nối của rơle tĩnh, kỹ thuật số và số Phụ
thuộc vào góc của điện áp cung cấp là dịch chuyển để tạo ra rơle có
độ nhạy cao, có 2 loại:
a 90°-30° characteristic (30° RCA)
b 90°-45° characteristic (45° RCA)
a 90°-30° characteristic (30° RCA)
Rơle pha A có dòng điện Ia và điện áp Vbc dịch pha 300 với chiều
ngược kim đồng hồ Trong trường hợp này, độ nhạy lớn nhất của rơle khi
dòng điện trễ 600 với điện áp trung tính Kết nối này một miền từ sớm pha
300 tới trễ pha 1500
Độ nhạy tại hệ số công suất đơn vị bằng 50% của độ nhạy lớn nhất
và 86,6% tại hệ số công suất zero trễ
b 90°-45° characteristic (45° RCA)
Rơle pha A có dòng điện Ia và điện áp Vbc dịch pha 450 với chiềungược kim đồng hồ Trong trường hợp này, độ nhạy lớn nhất của rờ le khidòng điện trễ 450 với điện áp trung tính Kết nối này là một miền từ sớm pha
Trang 21Độ nhạy tại hệ số công suất đơn vị bằng 70,7% của độ nhạy lớn nhất và bằng nhau tại hệ số côngsuất zero trễ.
Ứng dụng của rơle có hướng:
• Rơle không có hướng sẽ áp dụng cho các xuất tuyến song song có nguồn phát điện duy nhất, bất
kỳ sự cố nào xảy ra trên đường dây sẽ được cách ly và ngắt nguồn
• Trong mạch vòng có số nguồn lớn hơn 1, tính chọn lọc không được đảm bảo vì không thể chọnthời gian làm việc theo bậc thang
• Rơle có hướng được lắp đặt tại đầu nhận và rơle không định hướng được lắp đặt tại đầu phát đểđảm bảo hoạt động chính xác của rơle trên đường dây
Chỗ cần đặt bảo vệ có bộ phận định hướng công suất:
Khi chọn thời gian làm việc của bảo
vệ dòng có hướng, chúng ta đã giả thiết tất cả
các bảo vệ đều có bộ phận định hướng công
suất Tuy nhiên trong thực tế chúng chỉ cần
thiết khi tính chọn lọc không thể đảm bảo
được bằng cách chọn thời gian làm việc Hay
nói cách khác, bảo vệ sẽ không cần phải có
bộ phận định hướng công suất nếu thời gian
làm việc của nó lớn hơn thời gian làm việc
của bảo vệ tất cả các phần tử khác trong
trạm
Ví dụ như khảo sát tác động của các
bảo vệ trên hình bên ta thấy rằng bảo vệ 6 có
thể không cần bộ phận định hướng công suất, vì tính chọn lọc tác động của nó khi ngắn mạch ở các phần
tử khác của trạm D được đảm bảo bằng thời gian làm việc t6> tD Cũng có thể thấy rằng bảo vệ 5 đặt ởđầu kia của đường dây CD có thời gian t5< t6 và cần phải có bộ phận định hướng công suất Như vậy ởmỗi một đường dây của mạng chỉ cần đặt bộ phận định hướng công suất cho bảo vệ ở đầu có thời gianlàm việc bé hơn Khi thời gian làm việc của cả 2 bảo vệ của một đường dây bằng nhau thì cả 2 không cầnđặt bộ phận định hướng công suất
Do vậy trong một số trường hợp, bằng cách tăng thời gian làm việc của các bảo vệ so với trị sốtính toán, có thể không cần đặt bộ phận định hướng công suất ở phần lớn các bảo vệ của mạng
15 Mạch vòng chính
• Khi số lượng xuất tuyến của vòng là số chẵn, hai rơle với thời
gian vận hành giống nhau tại trạm MBA giống nhau, do đó
cần phải định hướng
• Khi số lượng xuất tuyến của vòng là số lẻ, hai rơle với thời
gian vận hành giống nhau tại các trạm MBA khác nhau, do đó
không cần định hướng
• Với rơle số, phần tử định hướng là có sẵn hoặc không tốn
thêm chi phí nên thường lắp đặt rơle định hướng tại tất cả các
Trang 22• Chiều mũi tên chỉ chiều dòng điện khiến rơle hoạt đông
• Ngắt kết nối với nguồn sẽ được thực hiện theo thời gian và hướng của dòng sự cố
• Các sự cố dòng điện có hai hướng để chảy
• Vùng sự cố bị cô lập và cung cấp điện được duy trì cho các vùng còn lại
Chọn thời gian làm việc theo nguyên tắc bậc thang ngược chiều nhau và dùng các bộ phận định hướng công suất
Tính chọn lọc được đảm bảo trong các mạng vòng có một nguồn cung cấp khi không có những đường chéo không qua nguồn
Trong các mạng vòng có sốnguồn cung cấp lớn hơn một tính chọn lọc không thể đảm bảo vì không thể chọn thời gian làmviệc theo nguyên tắc bậc thang Bảo vệ cũng không đảm bảo chọn lọc trong các mạng vòng có một nguồn cung cấp có đường chéo không đi qua nguồn
9.20 Ví dụ của phân cấp dòng điện và thời gian (EXAMPLES OF TIME AND CURRENT GRADING).
Trong mục này cung cấp chi tiết việc phân cấp dòng điện/thời gian của một số mạng điện ví dụ, để
mà minh họa cho quá trình tính toán cài đặt rơle và phân cấp rơle Chúng được dựa trên một rơle quádòng số hiện đại thể hiện ở hình 9.28 với dữ liệu cài đặt dựa vào rơle này
9.20.1 Ví dụ cài đặt rơle sự cố pha- những cầu chì/rơle IDMT (Relay Phase Fault Setting Example – IDMT Relays/Fuses).
Trong hệ thống thể hiện trong hình 9.29, vấn đề làphải tính toán cài đặt cho các rơle gồm 1-5 Bởi ví dụ là cóliên quan đến phân cấp, xem xét như bảo vệ vùng thanh cái
và những yêu cầu điện áp gãy của biến dòng (CT) là khôngphù hợp Tất cả các đường đặc tính được vẽ trên giá trị cơbản 11kV Công tắc tơ trong chuỗi cầu chì FS1/FS2 có khảnăng cắt cực đại 3kA, và rơle F2 được cài đặt để đảm bảorằng cầu chì hoạt động trước công tắc tơ cho dòng vượt quá
Trang 23là mới với phía thứ cấp là 1A Rơle 5 là bảo vệ nguồn hữu ích, và được yêu cầu phải được cài đặt bằngcách sử dụng đặc tính SI để đảm bảo sự phân cấp với những rơle thượng nguồn.
Một số công thức cần nhắc lại:
b b b
S Z
Trang 249.20.1.1 Tính toán trở kháng (Impedance Calculations).
Tất cả tổng dẫn phải quy về giá trị cơ bản chung,được cho là Scb=500MVA, theo đó ta có:
Các cấp độ sự cố được tính toán như sau:
(i) Tại thanh cái C, cho 2 xuất
Fault Levels= 500.100
Z R 1+Z S+Z C 1+Z C 2
2
MVA
= 201MVA = 10.6kA trên 11kV
Cho một xuất tuyến:
Trang 25 (ii) Tại thanh cái B
500 100Fault Level =
Fault Levels = 500MVA = 26.3kA
9.20.1.3 Chọn tỷ số biến dòng (CT Ratio Selection).
Đòi hỏi phải xem xét không chỉ dòng tải lớn nhất, mà còn dòng thứ cấp lớn nhất dưới điều kiện sựcố
Thứ cấp của biến dòng là định mức chung để chịu được 100 lần dòng thứ cấp định mức trong thờigia ngắn Do đó, một kiểm tra là yêu cầu rằng không có thứ cấp biến dòng mới có dòng hơn 100A khidòng sự cố lớn nhất xảy ra ở sơ cấp Sử dụng các tính toán dòng sự cố, điều kiện này thỏa mãn, nên việcsửa đổi các tỷ số biến dòng là không yêu cầu
9.20.1.4 Cài đặt rơle quá dòng – rơle 1/2 (Relay Overcurrent Settings – Relays 1/2).
Những rơle thực hiện việc bảo vệ quá dòng của xuất tuyến, thanh cái C và bảo vệ dự trữ để những rơle F1, F2 và kết hợp với cầu chì FS1 và FS2 Việc cài đặt cho rơle 1 và 2 sẽ giống hệt nhau, nên tính toán
sẽ chỉ thực hiện cho rơle 1 Dòng điện xem xét đầu tiên khi cài đặt rơle
Rơle 1 phải có khả năng cài đặt lại tại dòng điện 400A – định mức của đường dây Rơle có một tỷ
số trở về/khởi động là 0.95, do đó các cài đặt dòng điện rơle không được nhỏ hơn 400/0.95, hoặc 421A Một cài đặt phù hợp mà tốt hơn là 450A Tuy nhiên, trong mục 9.12.3 cũng đề nghị rằng cài đặt dòng điện nên bằng 3 lần giá trị định mức cầu chì lớn nhất (tức là 3.160A, định mức của cầu chì lớn nhất trên mạch đi từ thanh cái C) dẫn đến dòng điện được cài đặt 480A, hoặc 96% dòng sơ cấp định mức của rơle Chú ý rằng, với ứng dụng này của rơle trong hệ thống phân phối, sự thắc mắc mức độ sự cố lớn nhất và nhỏ nhất là có lẽ không thích đáng bởi vì sự khác nhau giữa mức độ sự cố lớn nhất và nhỏ nhất là rất nhỏ.Tuy nhiên trong các ứng dụng khác nơi mà sự khác biệt đáng kể giữa mức độ sự cố lớn nhất và nhỏ nhất
là tồn tại, nó là rất cần thiết để đảm bảo rằng việc lựa chọn của một cài đặt dòng điện lớn hơn dòng đầy tải sẽ dẫn đến rơle thất bại để vận hành dưới điều kiện dòng sự cố nhỏ nhất Tình huống như vậy có thể xảy ra ví dụ như trong một hệ thống khép kín với nguồn phát của riêng hệ thống Nguồn phát tối thiểu có thể được biểu diễn bởi sự có mặt bởi một máy phát duy nhất và sự khác biệt giữa mức độ sự cố lớn nhất
và nhỏ nhất có thể làm cho sự lựa chọn cài đặt dòng điện rơle gặp khó khăn
Phân cấp độ dữ trự biên bây giờ được xem xét Để đơn giản, một phân cấp độ dữ trữ biên cố định
là 0.3s giữa các rơle được sử dụng để tính toán, theo bảng 9.3 Giữa cầu chì và rơle, phương trính 9.4 được áp dụng, và với cầu chì FS2 thời gian trước phóng hồ quang là 0.01s (từ hình 9.30), thời gian phân cấp độ dữ trữ biên là 0.154s
Trang 26Bảo vệ quá dòng IDMT được xem xét đầu tiên Chọn đường cong đặc tính EI, vì cầu chì hạ nguồn, để đảm bảo phân cấp Rơle phải được phân biệt giữa thời gian hoạt động lâu nhất của rơle F1 F2
và cầu chì FS2 (là cầu chì lớn nhất) tại mức độ sự cố lớn nhất nhìn từ các rơle 1 và 2 Dòng sự cố lớn nhấtnhìn từ rơle 1 cho sự cố tại thanh cái C xảy ra khi chỉ có 1 dây cáp C2 hoặc C3 hoạt động Điều này là bởi
vì toàn bộ dòng điện sự cố chảy qua xuất tuyến đang hoạt đông (phục vụ sự dẫn điện) Với sự hoạt động của cả hai xuất tuyến (mặc dù mức độ sự cố tại thanh cái C là cao hơn) mỗi rơle chỉ có một nửa dòng chảy qua, nó nhỏ hơn dòng sự cố khi chỉ có một xuất tuyến hoạt đông Với đường cong đặc tính EI được
sử dụng cho rơle F1 F2, thời gian hoạt động cho rơle F1 là 0.02s tại TMS=0.1 bởi vì dòng sự cố là lớn hơn 20 lần cài đặt rơle, mà điểm đặc tính EI trở thành thời gian độc lập (hính 9.4) và 0.05s cho rơle F2 (TMS=0.25)
Do đó chọn rơle 1 hoạt động tại thời gian = 0.3+0.05=0.35s, để đảm bảo sự phân cấp với rơle F2 tại dòng sự cố 9.33kA
Với cài đặt sơ cấp 480A, dòng sự cố 9.33kA được biểu diễn: 9330/480 = 19.44 lần
Do đó rơle 1 có thời gian vận hành tại TMS=1.0 là ¿ 80
19.442−1=0.21 sCác yêu cầu cho cài đặt TMS được cho bởi công thức: thời gian hoạt động yêu cầu
thời gianhoạt độngthực tế tại TMS=1.0 TMS=0.35
0.21=1.6
Nếu giá trị này nằm ngoài phạm vi cài đặt cửa rơle (giá trị lớn nhất là 1.2 trong các biến lịch sử), thay đổi phải được thực hiện để cài đặt cho rơle Điều này là cần thiết để mang giá trị TMS cần thiết vào phạm vi có sẵn, cung cấp này không dẫn đến rơle không có khả năng hoạt động tại mức độ sự cố nhỏ nhất
Phương trình cho đặc tính EI được tính lại như sau:
Isr1f=√80t +1
với t là thời gian yêu cầu (sec)
Isr1f là cài đặt rơle của dòng sự cốvới t=0.35s nên Isr1f=15.16
hay Isr1=9339
15.16=615.4 Anên: I =616=1.232
Trang 27Sử dụng giá trị 1.24 = 620A gần giá trị có sẵn.
Tại TMS = 1.0, thời gian hoạt động ở 9330A
0.355=0.99, để thuận tiện sử dụng TMS = 1.0, hơi lớn hơn giá trị cần thiết
Từ đường cong phân cấp ở hình 9.30, có thể thấy rằng không có sự phân cấp với cầu chì FS1 hoặc rơle F1
và F2
9.20.1.5 Cài đặt rơle quá dòng – rơle 3 (Relay Overcurrent Settings - Relay 3)