Bài giảng Bảo vệ rơle và tự động hóa: Chương 5 - Đặng Tuấn Khanh (2014)

Bài giảng "Bảo vệ rơle và tự động hóa - Chương 5: Bảo vệ quá dòng điện" cung cấp cho người đọc các kiến thức: Nguyên tắc hoạt động, bảo vệ quá dòng cực đại, bảo vệ quá dòng cắt nhanh, bảo vệ quá dòng cắt nhanh không chọn lọc, bảo vệ dòng điện hai cấp. Mời các bạn cùng tham khảo nội dung chi tiết.

SINH VIÊN: 3/28/2014 Chương 5: Bảo vệ dòng điện Đại học quốc gia Tp.HCM Trường Đại học Bách Khoa Tp.HCM 5.1 Nguyên tắc hoạt động 5.2 Bảo vệ dòng cực đại BẢO VỆ Q DỊNG ĐiỆN 5.3 Bảo vệ q dòng cắt nhanh 5.4 Bảo vệ q dòng cắt nhanh khơng chọn lọc 5.5 Bảo vệ dòng điện hai cấp Company LOGO GV : ĐẶNG TUẤN KHANH Bảo vệ rơ le tự động hóa 5.6 Đánh giá 5.1 Nguyên tắc Nguyên tắc: BVDĐ loại bảo vệ tác động dòng điện qua chỗ đặt thiết bị bảo vệ lớn giá trị định trước BVDĐ phân thành: • Bảo vệ dòng điện cực đại :51 (low set) • Bảo vệ dòng điện cắt nhanh :50 (high set) Bảo vệ rơ le tự động hóa BV rơle tự động hóa GV: ĐẶNG TUẤN KHANH 5.2 Bảo vệ dòng điện cực đại 5.2.1 Bảo vệ dòng điện cực đại 5.2.2 Bảo vệ dòng điện cực đại có kiểm tra điện áp Bảo vệ rơ le tự động hóa SINH VIÊN: 3/28/2014 5.2.1 Bảo vệ dòng điện cực đại Dòng điện khởi động I kdR Kat Kmm I Ktv lv max  K sd CT nCT o o o o o o Bảo vệ rơ le tự động hóa Dòng thứ cấp vào Rơle Dòng sơ cấp I kd  Kat Kmm I lv max Ktv Kat: hệ số an toàn 1,2 Ktv: hệ số trở 0.85 Kmm: hệ số mở máy 1,3 đến 1.8 Ilvmax : dòng làm việc cực đại qua thiết bị bảo vệ nBI : tỷ số biến dòng Ksd : hệ số sơ đồ Bảo vệ rơ le tự động hóa Độ nhạy Dòng điện khởi động Chỉnh định relay 51: Chọn dòng khởi động TC relay từ dòng điện khởi động tính tốn TC Knh  I NM I kd Cơng thức tính độ nhạy o o Bảo vệ rơ le tự động hóa BV rơle tự động hóa GV: ĐẶNG TUẤN KHANH Knh > 1.5 - 1.8 làm bảo vệ INMmin : dòng NM nhỏ qua chỗ đặt bảo vệ nm cuối ptử bảo vệ Bảo vệ rơ le tự động hóa SINH VIÊN: 3/28/2014 Thời gian tác động Rơ le có đặc tính độc lập Rơ le có đặc tính thời gian phụ thuộc Đường đặc tính Đặc tính thời gian có độ dốc chuẩn Đặc tình thời gian dốc Đặc tình thời gian cực dốc Đặc tính thời gian dài Bảo vệ rơ le tự động hóa Bảo vệ rơ le tự động hóa Đường đặc tính Đường đặc tính Độ dốc chuẩn: đặc tính thời gian phụ thuộc dòng điện NM nhỏ (10-20 lần) đặc tính thời gian độc lập dòng điện NM lớn Áp dụng lưới phân phối Bảo vệ rơ le tự động hóa BV rơle tự động hóa GV: ĐẶNG TUẤN KHANH 10 11 Đặc tính thời gian dốc: Loại có độ dốc dốc độ dốc chuẩn Được dùng thay đặc tính có độ dốc chuẩn độ dốc chuẩn khơng đảm bảo tính chọn lọc Bảo vệ rơ le tự động hóa Đặc tính thời gian cực dốc: Loại có độ dốc lớn nhất, thích hợp dùng để bảo vệ máy phát, máy biến áp động lực, máy biến áp nối đất… nhằm chống nhiệt 12 SINH VIÊN: 3/28/2014 Thời gian tác động 5.2.2 Bảo vệ dòng cực đại có kiểm tra áp o Nguyên tắc: bảo vệ phía trước có thời gian tác động thời gian tác động bảo vệ kề sau cộng với khoảng thời gian t1  t  t2 Khoảng Δt bao gồm (theo tiêu chuẩn IEC 255-4 khoảng 0.3 – 0.5s) o Thời gian tác động trở rơ le o Thời gian tác động cắt máy cắt o Sai số thời gian rơ le định thời gian o Thời gian dự trữ o Bảo vệ rơ le tự động hóa Bảo vệ rơ le tự động hóa 13 Giá trị khởi động o o o o o Giá trị khởi động Để phân biệt NM tải đồng thời nâng cao độ nhạy BVDĐ CĐ, người ta dùng sơ đồ BV dòng điện cực đại có kiểm tra áp Khi NM dòng điện tăng điện áp giảm xuống nên rơle dòng điện rơle điện áp khởi động (BV tác động rơle dòng điện rơle điện áp thỏa mãn) Dòng khởi động BV tính: K I kd  at Ilv Ktv I kd R o  o Rơ le giảm áp không tác động điện áp làm việc tối thiểu Rơ le giảm áp phải trở vể trạng thái bình thường sau loại bỏ NM Điện áp khởi động chọn cho rơ le không khởi động điện áp rơ le trở sau cắt NM U kd  K K  at sd I lv Ktv nBI Ulv U kdR  Ktv K at K sdUlv Ktv K at nBU K at = 1.2 K tv = 1.25 K sd = BU đấu nđ / nđ K sd = BU đấu nđ / tam giác Ulvmin = 0.9Udm Rõ ràng khơng có Kmm độ nhạy tăng Vì dòng khởi động nhỏ BV rơle tự động hóa GV: ĐẶNG TUẤN KHANH Yêu cầu rơle giảm áp:  Trong biểu thức khơng có K mm sau cắt NM, động tự khởi động không làm điện áp giảm nhiều nên rơle không tác động Bảo vệ rơ le tự động hóa 14 15 Bảo vệ rơ le tự động hóa 16 SINH VIÊN: 3/28/2014 Độ nhạy K nhI  o o o 5.2.2 Bảo vệ dòng cực đại có kiểm tra áp I NM I kd o Thời gian tác động o Vùng bảo vệ o Sơ đồ nối dây BI Knh > 1.1 - 1.3 làm bảo vệ dự trữ Knh > 1.5 - 1.8 làm bảo vệ INMmin : dòng NM nhỏ qua chỗ đặt bảo vệ nm cuối vùng bảo vệ KnhU  Giống rơle dòng điện cực đại U kd  1.5  1.8 U N max UN max điện áp NM cực đại có NM (ở chế độ min)tại cuối vùng bảo vệ Bảo vệ rơ le tự động hóa Cho mạng điện phân phối 22 kV hình vẽ: Cho thơng tổng trở thứ tự thuận =TTnghịch Thứ tự không 1Ω B A 1Ω 100A C 3Ω U P HA  U DAY /   d o n g  tr en  d a y  p h a Z 1 F R O M  N G  T O  N M I N(1M)  3U P H A  d o n g  tr en  d a y  p h a 2Z1  Z0 ( 3) I N M  d o n g  tr e n  d a y  p h a ) B o  q u a  I N( 1,1 M 12 Ω 9Ω 1Ω 51B1 1Ω 100A 5Ω 15 Ω 18 400:5 SC:120A TC:1.5A Knhay= 8.3 K=? C B A 100A D 4Ω 3Ω 12 Ω 9Ω 100A D 51B1 51 A 5Ω 15 Ω 150A 100A 150A 100A 51B2 51B2 19 BV rơle tự động hóa GV: ĐẶNG TUẤN KHANH I (3 ) NM I N( 2M)  400:5 120A 4Ω 51 A Bảo vệ rơ le tự động hóa 17 20 SINH VIÊN: 400:5 SC:120A N(3):1588A TC:1.5A N(1):1002A Knhay ~ 8.3 N(2):1352A K = 0.5t=0.55 1Ω 3/28/2014 C B A 1Ω 400:5 N(3):1270A SC:200A N(1):794A TC:2.5A N(2):1100A Knhay ~ K = 0.2  t = 0.5 t  K m 1 4Ω 3Ω 12 Ω 9Ω 1Ω 100A D 100A 51B 51 A 15 Ω K m 1 C B A 1Ω 5Ω t  4Ω 3Ω 12 Ω 9Ω 100A D 100A 51B 51 A 150A 5Ω 15 Ω 100A 51B2 21 1000:5 N(3):2540A SC:500A N(1):1656A TC:2.5A N(2):2200A Knhay ~ 3.3 K = 0.2  t = 0.7 51A K=0.2 1Ω 51B1 K=0.45 100A t  22 K m 1 C B A 1Ω 4Ω 3Ω 12 Ω 9Ω 100A D 51B1 51 A 5Ω 15 Ω 120A 500A 2300A Bảo vệ rơ le tự động hóa BV rơle tự động hóa GV: ĐẶNG TUẤN KHANH 150A 100A 51B2 150A 100A 23 51B2 24 SINH VIÊN: 3/28/2014 Dòng khởi động 5.3.1 Bảo vệ dòng điện cắt nhanh o Khi có nguồn cung cấp: Dòng điện khởi động BV cắt nhanh hệ số an tồn nhân với dòng điện ngắn mạch lớn cuối vùng bảo vệ Dòng khởi động o I 50 kd  Kat I NM max 50 Ví dụ: M Thời gian tác động I I kd A  K at I NB max 0.02S  10S AddVùng Yourbảo Textvệ I I kd B  K at I NC max 2540 IN I kd 3200 I N B max l Vùng bảo vệ Bảo vệ rơ le tự động hóa 1000:5 SC:3200A TC:16A t = 0.02S 1Ω 100A N(3):2540A C B 4Ω 3Ω 12 Ω 9Ω 50 A 5Ω 15 Ω  150A 100A 51B2 BV rơle tự động hóa GV: ĐẶNG TUẤN KHANH U PH A Z G 1  Z A M  22000 3200   Z AM 1  3(  )  Z A M 1 100A D 51B1 26 I 50 kd  K a t I N M m ax  3048 A I C H IN H D IN H 50  I N( 3M)  T A I  M  A 1Ω Bảo vệ rơ le tự động hóa 25 27 Z A M 1  75% Z A B 1 28 SINH VIÊN: 3/28/2014 N(3):2540A 1000:5 SC:3200A TC:16A A t = 0.02S B 400:5 SC:?A TC:?A t = ?S C 100A 75% 100A 53% D 50B1 50 A 67% 150A 100A 50B2 BV rơle tự động hóa GV: ĐẶNG TUẤN KHANH 29 ... 9Ω 1Ω 51 B1 1Ω 100A 5 15 Ω 18 400 :5 SC:120A TC:1.5A Knhay= 8.3 K=? C B A 100A D 4Ω 3Ω 12 Ω 9Ω 100A D 51 B1 51 A 5 15 Ω 150 A 100A 150 A 100A 51 B2 51 B2 19 BV rơle tự động hóa GV: ĐẶNG TUẤN KHANH. .. 120A 50 0A 2300A Bảo vệ rơ le tự động hóa BV rơle tự động hóa GV: ĐẶNG TUẤN KHANH 150 A 100A 51 B2 150 A 100A 23 51 B2 24 SINH VIÊN: 3/28/2014 Dòng khởi động 5. 3.1 Bảo vệ dòng điện cắt nhanh o Khi... relay 51 : Chọn dòng khởi động TC relay từ dòng điện khởi động tính tốn TC Knh  I NM I kd Cơng thức tính độ nhạy o o Bảo vệ rơ le tự động hóa BV rơle tự động hóa GV: ĐẶNG TUẤN KHANH Knh > 1 .5 -