Bài thuyết trình Bảo vệ cao tần và vô tuyến trình bày về các nội dung: bảo vệ có hướng dùng khóa cao tần 9.3, bảo vệ so lệch pha cao tần 9.4 và đánh giá bảo vệ cao tần. Hi vọng đây là tài liệu hữu ích cho các bạn trong học tập và nghiên cứu.
BẢO VỆ HỆ THỐNG BẢO VỆ CAO TẦN VÀ VƠ ĐIỆN TUYẾN GVHD: TS. VĂN TẤN LƯỢNG Nhóm: Võ Lê Vân Anh Lê Huỳnh Đức Hồ Thành Đạt Nguyễn Đức Duy Trần Văn Bé Nguyễn Văn Đồng Hà Văn Ngọc Nguyễn Phú Quý NỘI DUNG 9.1 ĐẠI CƯƠNG 9.2 BẢO VỆ CÓ HƯỚNG DÙNG KHÓA CAO TẦN 9.3 BẢO VỆ SO LỆCH PHA CAO TẦN 9.4 ĐÁNH GIÁ BẢO VỆ CAO TẦN 9.5 TĨM TẮT 9.1. Đại cương • • • Để đảm bảo ổn định cho hệ thống điện, một trong những u cầu hàng đầu của bảo vệ rơle là tác động nhanh. Các phương pháp bảo vệ trước có thể cắt nhanh sự cố nhưng trong một số trường hợp khơng thể thỏa mãn hồn tồn u cầu ổn định hệ thống Bảo vệ so lệch cho phép cắt nhanh sự cố gần như tức thời, nhưng phạm vi sử dụng rất hẹp. Nếu các phần tử có chiều dài lớn thì bảo vệ so lệch khơng đáp ứng u cầu độ tin cậy cũng như kinh tế Giải quyết với kênh liên lạc tần số cao, truyền ngay trên dây dẫn của đối tượng được bảo vệ, hoặc truyền tín hiệu bằng phương tiên radio (vơ tuyến điện). Các loại bảo vệ thực hiện theo phương pháp này được gọi là bảo vệ tần số cao (bảo vệ cao tần) và vơ tuyến 9.1. Đại cương § § Phương pháp bảo vệ dùng tín hiệu cao tần và phương pháp dùng tín hiệu radio khác nhau về kĩ thuật truyền tin giữa 2 đầu đường dây được bảo vệ 2 loại bảo vệ cao tần thường được áp dụng rộng rãi: + Bảo vệ có hướng dùng khóa cao tần: Dựa trên cơ sở so sánh cơng suất ở hai đầu đường dây + Bảo vệ so lệch pha cao tần: Dựa trên cơ sở so sánh pha của các dòng điện ở các đầu dây. 9.1. Đại cương BI HT1 Hình 9.1: Sơ đồ ngun lí kênh cao tần liên lạc theo đường dây cao áp CII BC BL C L1 L2 MT KCT MP MT MP Bảo vệ bao gồm 2 tổ hợp thiết bị lắp ở 2 đầu đường dây. Mối liên hệ giữa các tổ hợp được thực hiện bởi các kênh liên lạc hữu tuyến hoặc vơ tuyến. Kênh vơ tuyến làm việc trên sóng cực ngắn cho phép khắc phục khó khăn trong việc xử lí tải ở bảo vệ cao tần như chọn tần số, tụ liên lạc, thiết b ị cao tần… 9.1. Đại cương BI HT1 Hình 9.1: Sơ đồ ngun lí kênh cao tần liên lạc theo đường dây cao áp CII BC BL C L1 L2 MT KCT MP MT MP Bộ thu phát cao tần nối với đường dây qua cáp cao tần KCT, bộ lọc BL và tụ liên lạc CII, tụ này cách ly bộ thu phát với mạng điện cao áp. Mỗi mạng dây của mạng cao áp có trang bị bộ chắn BC, mục đích ngăn khơng cho các thơng tin cao tần ra ngồi phạm vi bảo vệ 9.2. BẢO VỆ CĨ HƯỚNG DÙNG KHĨA CAO TẦN 9.2. BẢO VỆ CĨ HƯỚNG DÙNG KHĨA CAO TẦN 1.Sơ đồ ngun lý bảo vệ có hướng dùng khóa cao tần C1 TI MC C2 L HT1 RG TH + _ + RK Cuộn LV 1RI 2RI RW RG _ _ + + Cuộn hãm Khóa MT MP a.Sơ đồ nguyên lý bảo vệ cao tần trên một đầu dây 1.Bộ phận khởi động gồm 2 rờle dòng có độ nhạy khác nhau, trong đó rờle RI1 có độ nhạy cao hơn rờle RI2 và dùng để khởi động máy phát cao tần. Rờle RI2 có độ nhạy kém hơn,dùng để phát tín hiệu cắt thơng qua các rờle cơng suất RW3, rờle khóa RK5 và rờle trung gian RG6 9.2. BẢO VỆ CĨ HƯỚNG DÙNG KHĨA CAO TẦN 1.Sơ đồ nguyên lý bảo vệ có hướng dùng khóa cao tần C1 TI MC C2 L HT1 RG TH + _ + RK Cuộn LV 1RI 2RI RW RG _ _ + + Cuộn hãm Khóa MT MP a.Sơ đồ nguyên lý bảo vệ cao tần trên một đầu dây 2.Bộ phân định hướng: Bộ phận định hướng là rờ le công suất RW, để chống ngắn mạch giữa các pha rờ le RW3 được mắc sơ đồ 900, để chống ngắn mạch chạm đất dùng cho rờ le thứ tự khơng, chống ngắn mạch khơng đối xứng dùng rờ le thứ tự nghịch.9 9.2 BẢO VỆ CĨ HƯỚNG DÙNG KHĨA CAO TẦN 1.Sơ đồ ngun lý bảo vệ có hướng dùng khóa cao tần C1 TI MC C2 L HT1 RG TH + _ + RK Cuộn LV 1RI 2RI RW RG _ _ + + Cuộn hãm Khóa MT MP a.Sơ đồ ngun lý bảo vệ cao tần trên một đầu dây Chú ý là rờle cơng suất sẽ khép tiếp điểm khi dòng đi từ thanh cái vào đường dây nếu rờle làm việc với dòng thứ tự thuận, còn nếu làm việc với dòng thứ tự nghịch thì rờle sẽ khép khi dòng có chiều từ đường dây vào thanh cái 10 9.3.4 Lựa chọn tham số của bảo vệ so lệch pha cao tần § Dòng khởi động của rơ le RI4 được chọn phải lớn hơn dòng khởi động của rơ le RI3 phía đối diện I kd RI = ktc I kd RI Dòng khởi động của rơ le RI4 § Độ nhạy của rơ le 4 được đánh giá theo thành phần thứ tự nghịch của dòng điện ngắn mạch khơng đối xứng nhỏ nhất ở cuối đường dây knh I k = I kd R 53 9.3.4 Lựa chọn tham số của bảo vệ so lệch pha cao tần § Dòng khởi động của rơ le Dòng khởi động của rơ le 7 7 cần phải đảm bảo hai điều kiện I kdRC > I lvRC max ( dk1) ϕ 180 − β ( dk ) I lvRC max : Dòng điện lớn nhấβt max của rơ le 7 ứng vβ ới góc gi i h∆ạϕ n + ∆ϕ + ∆ϕ = ∆ϕ ớ+ ∆ϕ BI BI c dk v sai số góc của máy ∆ϕếcn dòng bi sai s ố góc ảnh hương ∆ϕdk của dòng điện dung ∆ ϕ v sai số góc của bộ phận điều khiển máy phát cao tần 54 9.3.4 Lựa chọn tham số của bảo vệ so lệch pha cao tần § Hệ số k2 của bộ lọc LF được chọn sao cho khi có ngắn mạch khơng đối xứng, thành phần k2I2 lớn hơn nhiều so với I1, khi đó bộ lọc sẽ phản ứng theo thành phần thứ tự nghịch. Thường thì k2 được chọn như nhau ở cả hai đầu dây và có thể lấy k2 = 1.5 I1 I2 N I7 mA 1,0 Ikd.RC 55 9.4 ĐÁNH GIÁ BẢO VỆ CAO TẦN 56 9.4 Đánh giá bảo vệ cao tần § Bảo vệ cao tần hầu như khơng chụi ảnh hưởng của dao động điện , đó là một ưu thế cực kì quan trọng so với các bảo vệ khác § Bảo vệ cao tần cho phép cắt tức thời và chọn lọc mọi sự cố ngắn mạch trong vùng bảo vệ của mạng điện với cấu trúc bất kì § Nhược điểm cơ bản của bảo vệ cao tần là sơ đồ phức tạp, giá thành cao do đó bảo vệ chỉ được áp dụng cho những hệ thống lớn khi các loại hệ thống khác khơng thể đáp ứng u cầu kĩ thuật § Hiện nay với sự áp dụng các tiến bộ khoa học kĩ thuật, đặc biệt trong lĩnh vực truyền v.v… bảo vệ cao tần đang ngày càng được áp dụng rộng rãi hơn.Các relay kĩ thuật số như relay khoảng cách ,relay so lệch v.v… thường được chế tạo với các chức năng dung khóa cao tần 57 9.5 Tóm tắt chương 9 BẢO VỆ CĨ HƯỚNG DÙNG KHĨA CAO TẦN Bộ phận khóa : RK Bộ phận khởi động : Rl1 và RL2 Bảo vệ có hướng dùng k h ó a c a o t ần Máy thu phát cao tần Bộ phận định hướng : RW 58 9.5 Tóm tắt chương 9 Nguyên lý làm việc BẢO VỆ CĨ HƯỚNG DÙNG KHĨA CAO TẦN § Khi có ngắn mạch xảy ra trong vùng bảo vệ, RL1 → RG4 → MP → RK5 bị khóa. Sau đó RL2 → RW3 cấp điện cho cuộn làm việc của RK làm RG4 mở tiếp điểm thường đóng làm ngừng máy phát và ngừng cấp điện cho cuộn hãm , RK5 mở khóa dòng tiếp điểm đưa tín hiệu đi cắt máy cắt C1 TI MC C2 L HT1 RG TH + _ + RK Cuộn LV 1RI 2RI RW RG _ _ + + Cuộn hãm Khóa MT MP a.Sơ đồ ngun lý bảo vệ cao tần trên một đầu dây 59 9.5 Tóm tắt chương 9 § Khi ngắn mạch xảy ra ở ngồi vùng bảo vệ RL1 và RL → các MP gửi tín hiệu đến các phía đối diện để khóa RK5’ và RK5. Sau đó các role RL2 và RL2’ →RW3 và RW3’ chỉ có một trong hai role cơng suất là role RW3 nhận chiều thích hợp. Kết quả là cả hai role RK5 và RK5’ đều khơng thể khép tiếp điểm và các máy cắt ở cả 2 đầu dây đều vẫn đóng C1 TI MC C2 L HT1 RG TH + _ + RK Cuộn LV 1RI 2RI RW RG _ _ + + Cuộn hãm Khóa MT MP a.Sơ đồ ngun lý bảo vệ cao tần trên một đầu dây 60 9.5 Tóm tắt chương 9 Bộ phận khởi động gồm 4 role dòng RL1 ÷ RL4 Bộ phận so sánh pha B ảo v ệ s o l ệc h p h a c a o t ần Bộ phận điều khiển của máy phát gồm bộ lọc phức hợp LF, bộ điều khiển ĐK (12), 61 9.5 Tóm tắt chương 9 § Trường hợp ngắn mạch xẩy ra ở ngồi vùng bảo vệ § Khi ngắn mạch đối xứng xẩy ra RL1 và RL2 sẽ tác động → RG5 sẽ tác động để mở máy phát, →RG6 tác động để chuẩn bị cho mạch role cắt RC9. Dòng ngắn mạch ở 2 đầu dây có pha lệch nhau , nên tín hiệu ở đầu ra MT bằng khơng ( ) và do đó sẽ khơng có tín hiệu đến bộ chỉnh lưu, role cắt RC vẫn giữ ngun vị trí, các máy cắt vẫn ở trạng thái đóng 62 9.5 Tóm tắt chương 9 § Trường hợp ngắn mạch xảy ra ở trong vùng bảo vệ § Khi ngắn mạch xảy ra ở trong vùng bảo vệ thì dòng điện ở 2 đầu dây trùng pha nhau nên tín hiệu ra có biên độ lớn hơn các xung thành phần. Dòng điện sau khi đã đi qua bộ chỉnh lưu 13 sẽ đi vào làm cho role cắt 7 khởi động đưa tín hiệu đến role trung gian 8, rơle này tác động và gửi tín hiệu đi cắt các máy cắt 63 9.5 Tóm tắt chương 9 LỰA CHỌN THAM SỐ CỦA BẢO VỆ SO LỆCH CAO TẦN § Lựa chọn tham số của bảo vệ so lệch cao tần § 1. Dòng khởi động của role dòng RL1 I kd RI ktc ksd I lv.max = ktv n i 64 9.5 Tóm tắt chương 9 2. Dòng khởi động của role RL2 Dòng khởi động của role RL2 được chọn theo 2 điều kiện Phải lớn hơn dòng khởi động của role RL1 phía đối diện I kdRI = (1,5 2) I kd R1 Phải lớn hơn dòng làm việc cực đại của đường dây ở chế độ sự cố I kd RI ktc ksd I lv.max.SC = ktv n i 65 9.5 Tóm tắt chương 9 § Dòng khởi động của role RL3 được chọn theo dòng điện khơng cân bằng I kd R = ktc I kcb § Dòng khởi động của role RL4 được chọn phải lớn hơn dòng khởi động của role RL3’ phía đối diện; I kd R = ktc I kd R −a role c I kdRC ắ> I lvRCượ § Dòng khởi động củ t 7RC đ c chọn theo hai điều kiện max −ϕ β =∆ ϕ BI Góc được tính nh ư sau : 180 − β + ∆ϕc + ∆ϕ dk + ∆ϕv 66 CÁM ƠN THẦY VÀ CÁC B ẠN Đ Ã LẮN G N GHE 67 ... tiên radio (vơ tuyến điện). Các loại bảo vệ thực hiện theo phương pháp này được gọi là bảo vệ tần số cao (bảo vệ cao tần) và vơ tuyến 9.1. Đại cương § § Phương pháp bảo vệ dùng tín hiệu cao tần ... ĐD1 Ik5 ĐD2 N Khóa cao tần Ik6 HT2 ĐD3 Khóa cao tần b.Sơ đồ bố trí các bảo vệ tần Theo các tín hiệu của các rờle RW thì bảo vệ 3 và bảo vệ 4 sẽ tác động Bảo vệ 1 và bảo vệ 6 mặc dù có hướng dòng thuận chiều nhưng do ... giữa đường dây và máy phát cao tần 16 9.2 BẢO VỆ CĨ HƯỚNG DÙNG KHĨA CAO TẦN 1.Sơ đồ ngun lý bảo vệ có hướng dùng khóa cao tần I2 I1 HT1 Ik1 Ik2 ĐD1 Ik5 ĐD2 N Khóa cao tần Ik6 HT2 ĐD3 Khóa cao tần b.Sơ đồ bố trí các bảo vệ