tài liệu trang web lớp đ5h13b đại học điện lực

khi thoâng soá doøng ñieän ñaàu vaøo lôùn hôn tham soá doøng ñieän khôûi ñoäng, vaø taùc ñoäng sau thôøi gian t... o Rơ le làm việc với thời gian xác định nào đó khi dòng điện vượt.[r]

CHƯƠNG 4:

CÁC LOẠI BẢO VỆ

4.1 Bảo vệ dòng

Nguyên tắc hoạt động

4.2 Bảo vệ dòng điện cực đại (51)

4.2.1 Nguyên tắc hoạt động

4.1.2 Thời gian làm việc bảo vệ 4.1.3 Đấu nối biến dòng (BI)

4.3 Bảo vệ dòng cắt nhanh (50)

4.3.1 Nguyên tắc hoạt động

4.3.2 Thời gian làm việc bảo vệ 4.3.3 Đấu nối biến dòng (BI)

CHƯƠNG 4:

CÁC LOẠI BẢO VỆ

4.4 Bảo vệ theo điện áp: Bảo vệ áp (27)

4.4.1 Nguyên tắc hoạt động

4.4.2 Thời gian làm việc bảo vệ 4.4.3 Đấu nối biến dòng (BI)

4.4.4 Vùng bảo vệ

4.5 Bảo vệ theo điện áp: Bảo vệ áp (59)

4.5.1 Nguyên tắc hoạt động

4.5.2 Thời gian làm việc bảo vệ 4.5.3 Đấu nối biến dòng (BI)

4.5.4 Vùng bảo vệ

CHƯƠNG 4:

CÁC LOẠI BẢO VỆ

4.6 Bảo vệ theo hướng công suất: Bảo vệ có hướng (32)

4.6.1 Yêu cầu

4.6.2 Nguyên tắc hoạt động

4.6.3 Thời gian làm việc bảo vệ

4.6.4 Đấu nối biến dòng, biến điện áp (BI,BU)

4.7 Bảo vệ theo tổng trở: Bảo vệ khoảng cách (21)

4.7.1 Ý nghĩa

4.7.2 Nguyên tắc hoạt động

4.7.3 Đấu nối biến dòng, biến điện áp (BI,BU) 4.7.4 Vùng bảo vệ

CHƯƠNG 4:

CÁC LOẠI BẢO VỆ 4.8 Bảo vệ so lệch (87)

4.8.1 Nguyên tắc hoạt động 4.8.2 Khu vực bảo vệ

4.8.3 Áp dụng

4.9 Phối hợp bảo vệ

o Nguyên tắc hoạt động: BVDĐ

là loại bảo vệ tác động dòng điện qua chỗ đặt thiết bị bảo vệ lớn giá trị dòng điện định trước

o Tham số dòng điện chọn

trước gọi tham số dòng điện khởi động Ikđ

o BVDĐ phân thành:

 Bảo vệ dòng điện cực đại

 Bảo vệ dòng điện cắt

nhanh

4.2 Bảo vệ dòng điện cực đại 4.2.1 Nguyên tắc hoạt động

4.1.2 Thời gian làm việc bảo vệ 4.1.3 Đấu nối biến dòng (BI)

4.3 Bảo vệ dịng điện cực đại có kiểm tra điện áp

Bảo vệ dòng điện cực đại [51] khởi động

khi thơng số dịng điện đầu vào lớn tham số dòng điện khởi động, tác động sau thời gian t

Dòng điện tải Itải qua BI

cho dòng thứ cấp I.

 Thông số dòng điện I đưa

đến đầu vào [51], I>Ikđ51

thì sau t giây [51] truyền đến rơ le trung gian [51X] cắt [52]

 Khi chưa đến t giây, I I≤ kđ51

thì [51] trở về, [51X] khơng cắt [52]

o Kat: hệ số an toàn 1,2 o Ktv: hệ số trở 0.85

o Kmm: hệ số mở máy 1,3 đến 1.8

o Ilvmax : dòng làm việc cực đại qua thiết bị bảo vệ o nBI : tỷ số biến dòng

o Ksd : hệ số sơ đồ

10 max at mm kd lv tv K K I I K  max

at mm sd

lv tv

kdR

BI

K K K

I K

o Knh > 1.1 - 1.3 làm bảo vệ dự trữ o Knh > 1.5 - 1.8 làm bảo vệ

o INMmin : dòng NM nhỏ qua chỗ đặt bảo vệ nm cuối

vùng bảo vệ

11 NM nh kd I K I 

Có loại thời gian làm việc: t không đổi (t=const) t thay đổi tùy theo I (t=f(I))

Neáu t=const:

 Khi I I≤ kđ: bảo vệ không tác

động

 Khi I>Ikđ: bảo vệ tác động sau

thời gian t=t1 với t1=hằng số

Neáu t=f(I):

 Khi I I≤ kđ: bảo vệ không tác

động

 Khi I>Ikđ: bảo vệ tác động sau

thời gian t=tx, với tx=f(Ix)

Đặc tuyến bảo vệ hình

o Rơ le làm việc với thời gian xác định dịng điện vượt

q giá trị khởi động gọi đặc tính thời gian phụ thuộc, gồm có:

 Đặc tính thời gian có độ dốc chuẩn  Đặc tình thời gian dốc

 Đặc tình thời gian dốc

o Đặc tính thời gian có độ dốc chuẩn: Loại làm việc theo đặc

tính thời gian phụ thuộc dịng điện NM nhỏ đặc tính thời gian độc lập dịng điện NM lớn (Nói cách khác, dịng điện NM nhỏ khoảng 10 đến 20 lần dòng điện định mức đặc tính đặc tính thời gian phụ thuộc Khi dòng điện NM lớn hớn khoảng đặc tính đặc tính đường thẳng)

Thường dùng bảo vệ rộng rãi lưới phân phối

o 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

o 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

o Ngun tắc: bảo vệ phía trước có thời gian tác động thời

gian tác động bảo vệ kề sau cộng với khoảng thời gian

19

1

t  t t

o 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 Cách chọn đặc tính phụ thuộc:

 Chọn đặc tính BV B Vẽ đặc tính

 Xác định dòng NM lớn sát BV B (N2) IN2max

 Ứng với đặc tính BV B suy thời gian tác động BV B (tB1) Vậy

tB1 thời gian tác động BV B NM N2

 Để đảm bảo tính chọn lọc thời gian BV A có NM N2 phải

lớn tB1: t A1 ≥ Δt + t B1

 Xác định điểm A đặc tuyến BV A

20 l t t  A B

N Chọn đặc tính cataloge cho thảo mãn t A1 ≥ Δ t + t B1 với dòng NM bé IN2max

 Các BI đặt sau máy ngắt, đấu nối theo sơ đồ hình sao, thơng số

dịng điện Itải qua BI đưa vào rơ le

4.3.1 Nguyên tắc hoạt động

4.3.2 Thời gian làm việc bảo vệ 4.3.3 Đấu nối biến dòng (BI)

o Bảo vệ q dịng điện cắt nhanh [50] khởi động thơng số dòng điện đầu vào lớn tham số dòng điện khởi động, tác động tức thời sau thời gian bé (t=0,3~0,6s)

24 o Dòng điện tải Itải qua

BI cho dịng thứ cấp I

o Thông số dòng điện I

Đặc tuyến bảo vệ hình

Khi I I≤ kđ: bảo vệ không tác

động

Khi I>Ikđ: bảo vệ tác động

với t=0 t0

o Giống bảo vệ [51]

28

4.4 Bảo vệ theo điện áp: Bảo vệ áp (27)

4.4.1 Nguyên tắc hoạt động

4.4.2 Thời gian làm việc bảo vệ 4.4.3 Đấu nối biến điện áp (BU)

29

 Bình thường, thông số điện áp làm việc trị số

điện áp định mức

o Khi có cố, thông số điện áp làm việc nhỏ trị số

điện áp định mức, cần cắt máy ngắt

o Tham số điện áp chọn trước gọi tham số điện

o Ulv<Ukđcắt

 Thời gian làm việc bảo

vệ chọn tùy theo yêu cầu tải tiêu thụ, số: t=const

Thường chọn t=(1~5)s

32

33

Bảo vệ [27] tác động cắt [52] tải

tiêu thụ nhánh

Bảo vệ [27] tác động cắt [52]

34

Vùng bảo vệ

4.5 Bảo vệ theo điện áp: Bảo vệ áp (59)

4.5.1 Nguyên tắc hoạt động

4.5.2 Thời gian làm việc bảo vệ 4.5.3 Đấu nối biến điện áp (BU)

 Ulv>Ukđcắt

o Tương tự bảo vệ áp [27]

37

39 4.6 Bảo vệ theo hướng công suất: Bảo vệ có hướng (32)

4.6.1 Yêu cầu

4.6.2 Nguyên tắc hoạt động

4.6.3 Thời gian làm việc bảo vệ

40 o Ở lưới có nguồn cung cấp từ phía hay lưới hình

41

Xem sơ đồ lưới hình vịng:

 Khi ngắn mạch N1 dịng qua bảo vệ IN2, IN2 chậm sau điện áp góp

một góc N2

 Khi ngắn mạch N2 dòng qua bảo vệ IN1, IN1 ngược IN2: N1=N2+180o

o Rơ le công suất [32] chỉnh định để tác động góc lệch N2,

42 o Bảo vệ dòng điện có

• Rơ le dịng điện [51] để khởi động ngắn mạch, rơ

le công suất [32] để định hướng, yếu tố thời gian để đảm bảo cắt chọn lọc

43

 Mạch dòng điện:

• Dùng BI đấu Y, dịng tải IA, IB, IC biến đổi thành

dòng thứ cấp Ia, Ib, Ic

• Cung cấp dịng điện Ia, Ib, Ic cho đầu vào rơ

 Mạch điện áp:

• Dùng BU đấu Y/y, điện áp lưới UA, UB, UC biến

đổi thành điện áp thứ cấp Ua, Ub, Uc

• Cung cấp điện áp Ua, Ub, Uc cho đầu vào rơ le

 Đầu rơ le [51] [32] dẫn đến đầu

vào mạch VÀ (AND)

 Đầu mạch VAØ (AND) dẫn đến đầu vào

của rơ le trung gian [51X]

 Đầu rơ le trung gian [51X] dẫn đến mạch

cắt [52]

47 4.7 Bảo vệ theo tổng trở: Bảo vệ khoảng cách (21)

4.7.1 Ý nghĩa

4.7.2 Nguyên tắc hoạt động

 Áp dụng lưới phức tạp có nhiều nguồn cung

cấp

 Từ hình vẽ mạch điện, ta có Zmạch=U/I  Khi bình thường: Zmạch=U/I=16Zd+Ztải  Khi ngắn mạch N1: Zmạch1=U/I=14Zd  Khi ngắn mạch N2: Zmạch2=U/I=10Zd

Dùng rơ le tổng trở [21] phần tử bảo vệ

khoảng cách

 Thông số dòng điện I sau BI thông số điện áp U

sau BU đưa vào [21] Tỷ số U/I so sánh với tham số Zkđ, U/I Z≥ kđ (khi bình thường hay

cố xa) [21] khơng tác động, U/I<Zkđ (khi

cố gần) [21] tác động Nói cách khác rơ le [21] “xác định” khoảng cách từ chỗ đặt bảo vệ đến chỗ ngắn mạch

Mạch dòng điện:

 Dùng BI đấu Y, dòng tải IA, IB, IC biến đổi thành

dòng thứ cấp Ia, Ib, Ic

 Cung cấp dòng điện Ia, Ib, Ic cho đầu vào rơ le [21] Mạch điện áp:

 Dùng BU đấu Y/y, điện áp lưới UA, UB, UC biến

đổi thành điện áp thứ cấp Ua, Ub, Uc

 Cung cấp điện áp Ua, Ub, Uc cho đầu vào rơ le

[21]

Sau chọn tham số Zkđ, nghĩa xác định

vùng: “vùng gần” có trị số Z bé nên có cố [21] tác động, “vùng xa” có trị số Z lớn nên có cố [21] khơng tác động

54 4.8 Bảo vệ so lệch (87)

4.8.1 Nguyên tắc hoạt động 4.8.2 Khu vực bảo vệ

 Xét mạch điện có nhánh

như hình 21, áp dụng định luật Kirchoff 1: I=0 

II+III+IIII+IIV=0

 Trên nhánh có đặt

biến dòng, biến dòng có tỷ số KI

 thông số dòng điện vào rơ le là:

=I1+I2+I3+I4=0, rơ le không tác

động

56

 Nếu thêm nhánh

nhưng đặt

biến dòng hình 23, I=I1+I2+I3+I40 (vì

I1+I2+I3+I4+Ig=0) Thơng số dịng điện vào rơ le I0, nên rơ le tác động

II

III

IIII

IIV

I1+I2+I3+I40

IG

I1+I2+I3+I4+Ig=0

 thông số dòng điện vào rơ le là:

=I1+I2+I3+I4=0, rơ le không tác

động

57

 Nếu thêm nhánh khơng có đặt biến dịng

 Khi ngắn mạch N1 (hình 24),

tương đương với thêm nhánh mới: I0, nên rơ le tác động

58

 Khi ngắn mạch N2 (hình 24),

các dịng điện II … IIV thay đổi trị số có I=0, rơ le không tác động

 Vậy phạm vi tác động bảo vệ vùng

Sơ đồ hình vẽ 25 gọi sơ đồ so lệch Tùy

trường hợp:

59

 Áp dụng bảo vệ đường dây,

máy phát, máy biến áp có nhánh (hình a,b)

 Áp dụng bảo vệ máy biến áp

dây quấn có nhánh

 Áp dụng bảo vệ góp

có nhiều nhánh (hình c)

87 87

87

Hình a

Hình b

Hình c

60 4.9 Phối hợp bảo vệ

 Mỗi loại bảo vệ có đặc tính riêng, ta thường

phối hợp bảo vệ chung với để phát huy ưu điểm riêng chúng

 Phối hợp [50] [51] Khi phối hợp [50] [51],

đặc tính thời gian tác động ưu việt

61

 Phối hợp [51] [27] Khi phối hợp [51] [27] độ

nhậy nâng cao

 Phối hợp [51] [32] = [67] Trong lưới có nguồn cung

 Phối hợp [51] [21] Trong lưới có nhiều nguồn

cung cấp phức tạp, thường phối hợp [51] [21]

 Phối hợp [67] [27] Khi phối hợp [67] [27] độ

nhậy nâng cao