(NB) Giáo trình Bảo vệ rơle được biên soạn trên cơ sở các kiến thức, lý thuyết cơ bản, được trình bày một cách ngắn gọn và dễ hiểu, chủ yếu đi sâu vào mảng bảo vệ cho đường dây và trạm biến áp cũng như một số mạch tự động hóa cơ bản trong lưới điện.
TỔNG CÔNG TY ĐIỆN LỰC MIỀN BẮC TRƯỜNG CAO ĐẲNG ĐIỆN LỰC MIỀN BẮC ============== GIÁO TRÌNH BẢO VỆ RƠLE NGÀNH, NGHỀ: QUẢN LÝ VẬN HÀNH ĐƯỜNG DÂY VÀ TRẠM BIẾN ÁP CĨ ĐIỆN ÁP 110KV TRỞ XUỐNG TRÌNH ĐỘ TRUNG CẤP (Lưu hành nội bộ) Hà Nội, năm 2020 Tuyên bố quyền: Tài liệu thuộc loại sách giáo trình nên nguồn thơng tin phép dùng nguyên trích dùng cho mục đích đào tạo tham khảo Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc sử dụng với mục đích kinh doanh thiếu lành mạnh bị nghiêm cấm LỜI NÓI ĐẦU Hiểu biết hư hỏng, tượng làm việc khơng bình thường xảy hệ thống điện; phương pháp thiết bị bảo vệ nhằm phát nhanh chóng cách ly phần tử hư hỏng khỏi hệ thống, cảnh báo xử lý khắc phục chế độ khơng bình thường Đó kiến thức khơng thể thiếu cho người làm công tác quản lý, sửa chữa, vận hành hệ thống điện Với lý cần trang bị kiến thức đó, giáo trình “Bảo vệ rơle” biên soạn sở kiến thức, lý thuyết bản, trình bày cách ngắn gọn dễ hiểu, chủ yếu sâu vào mảng bảo vệ cho đường dây trạm biến áp số mạch tự động hóa lưới điện Cuốn giáo trình dùng chủ yếu cho sinh viên ngành/nghề Quản lý vận hành đường dây trạm biến áp 110kV trở xuống, nên phần kiến thức chủ yếu giới thiệu cho người học nguyên lý chung loại bảo vệ thường dùng phân tích mạch bảo vệ đơn giản nhất, giới thiệu số loại rơle kỹ thuật số dùng phổ biến lưới điện với mục đích giúp sinh viên nhận biết khái quát hệ thống bảo vệ tiếp cận nhanh với hệ thống bảo vệ thực tế Trong q trình biên soạn, khơng tránh khỏi thiếu sót, hạn chế mong nhận ý kiến đóng góp, bổ sung độc giả Mọi ý kiến xin gửi về: Khoa Điện – Trường Cao đẳng điện lực Miền Bắc – Tân Dân - Sóc Sơn – Hà Nội, số điện thoại: 0422177437 Xin trân trọng cảm ơn! Tập thể giảng viên KHOA ĐIỆN MỤC LỤC Trang Lời mở đầu Chương I: Khái niệm chung Nhiệm vụ yêu cầu bảo vệ rơle Các phần tử sơ đồ bảo vệ rơle 10 Sơ đồ ký hiệu quy ước sơ đồ bảo vệ rơle 15 Nguồn điện thao tác 19 Chương II: Nguyên lý loại bảo vệ 21 Bảo vệ dòng điện 21 Bảo vệ dịng điện có hướng 27 Bảo vệ chạm đất 31 Bảo vệ khoảng cách 34 Bảo vệ so lệch dòng điện 36 Chương III: Bảo vệ phần tử hệ thống điện 40 Bảo vệ đường dây tải điện Bảo vệ máy phát điện Bảo vệ máy biến áp Bảo vệ động điện cao áp 40 54 59 77 Bảo vệ hệ thống góp 80 Ứng dụng rơle số bảo vệ phần tử hệ thống điện 86 Chương IV: Tự động hóa hệ thống điện 99 1.Tự động đóng lại đường dây 99 Tự động đóng lại nguồn dự phịng 101 Thiết bị báo cố lưới điện 102 Phụ lục Tài liệu tham khảo 105 109 CHƯƠNG TRÌNH MƠN HỌC Tên mơn học: Bảo vệ rơle Mã môn học: MH 19 Thời gian thực môn học: 45 (Lý thuyết: 35 giờ; Thực hành, thí nghiệm, thảo luận, tập: 07 giờ; Kiểm tra: 03 giờ) I VỊ TRÍ, TÍNH CHẤT CỦA MƠN HỌC: - Vị trí: Mơn học bố trí vào học kỳ 1, năm thứ hai - Tính chất: Là mơn học đào tạo chuyên ngành II MỤC TIÊU MÔN HỌC: - Về kiến thức: + Trình bày khái niệm chung, yêu cầu kết cấu hệ thống bảo vệ rơle; + Trình bày đươc nguyên lý chung loại bảo vệ; + Nêu vấn đề chung ứng dụng kỹ thuật số bảo vệ rơle; + Trình bày tự động hệ thống điện: tự động đóng lại đường dây, tự động đóng nguồn dự phòng phối hợp với rơle bảo vệ - Về kỹ năng: + Vẽ sơ đồ cấu trúc hệ thống bảo vệ; + Đọc sơ đồ phương thức mạch bảo vệ đường dây tải điện, máy biến áp, máy phát, động điện cao áp, hệ thống góp; + Tính tốn bảo vệ cho máy phát, đường dây, máy biến áp; + Vẽ sơ đồ tự động đóng lại đường dây tự động đóng nguồn dự phịng - Về lực tự chủ trách nhiệm: + Rèn tính xác tính toán; + Tác phong làm việc khoa học, nghiêm túc, cẩn thận, tự giác III NỘI DUNG MÔN HỌC: Nội dung tổng quát phân phối thời gian: Thời gian (giờ) STT Tên chương Tổng Lý số thuyết Thực hành, Bài tập Kiểm tra* Chương I: Khái niệm chung 7 Nhiệm vụ yêu cầu bảo vệ rơle 1 Các phần tử sơ đồ bảo vệ rơle 3 Sơ đồ ký hiệu quy ước sơ đồ bảo vệ rơle 2 Nguồn điện thao tác 1 Chương II: Nguyên lý loại bảo vệ Bảo vệ dòng điện 2 Bảo vệ dịng điện có hướng 2 Bảo vệ chạm đất 1 Bảo vệ khoảng cách 1 Bảo vệ so lệch dòng điện 1 Chương III: Bảo vệ phần tử hệ thống điện 24 17 1 Bảo vệ đường dây tải điện Bảo vệ máy phát điện 3 Bảo vệ máy biến áp 4 Bảo vệ động điện cao áp Bảo vệ hệ thống góp 1 Ứng dụng rơ le kỹ thuật số bảo vệ phần tử hệ thống điện Chương IV: Tự động hóa hệ thống điện 1 Tự động đóng lại đường dây 1.5 0.5 Tự động đóng lại nguồn dự phòng 2 Thiết bị báo cố lưới điện 0.5 0.5 Cộng 45 35 * Ghi chú: Thời gian kiểm tra lý thuyết tính vào lý thuyết, kiểm tra thực hành tính vào thực hành Nội dung chi tiết CHƯƠNG I KHÁI NIỆM CHUNG Giới thiệu Trong chương này, tác giả giới thiệu vấn đề chung nhiệm vụ, yêu cầu bảo vệ rơle, phần tử hệ thống bảo vệ hệ thống điện, sơ đồ, kí hiệu qui ước sơ đồ bảo vệ rơle nguồn thao tác điện bảo vệ rơle Mục tiêu: Học xong chương này, người học có khả năng: - Trình bày nhiệm vụ, yêu cầu bảo vệ rơle; - Trình bày phần tử hệ thống bảo vệ rơle; - Vẽ sơ đồ nối dây máy biến dòng điện, máy biến điện áp; - Đọc ký hiệu quy ước sơ đồ bảo vệ rơle - Trình bày yêu cầu nguồn điện thao tác bảo vệ rơle Nội dung Nhiệm vụ yêu cầu bảo vệ rơle 1.1 Nhiệm vụ bảo vệ rơle Trong hệ thống điện tồn mối đe dọa đưa hệ thống đến chế độ làm việc khơng bình thường Những hỏng hóc dẫn đến ngừng làm việc phần tử hệ thống điện gọi cố Trong số cố, cố ngắn mạch thường xảy nhiều nhất, cố loại thường kèm theo tượng dòng điện, giảm điện áp tần số lệch khỏi giá trị cho phép Các phần tử hệ thống điện có dịng điện lớn chạy qua bị phá hủy phát nóng mức, bị hỏng cách điện nhiệt lượng lớn dòng điện, hồ quang điện áp gây nên Các cố hệ thống điện dẫn đến ổn định nhà máy điện, làm hư hỏng hệ thống dẫn đến ngừng cung cấp điện cho hộ tiêu thụ, gây thiệt hại lớn cho kinh tế quốc dân Hiện tượng tần số điện áp giảm làm cho động điện ngừng làm việc mômen quay chúng nhỏ mômen cản, tiếp tục thời gian dài làm hư hỏng động điện Để trì làm việc bình thường hệ thống điện, cách tốt nhanh chóng tách phần tử bị cố khỏi hệ thống, nhiệm vụ thực thiết bị tự động bảo vệ, thường gọi rơle Tập hợp thiết bị cảm nhận thu thập thông tin trạng thái phần tử mạch điện nhằm phát định vị cố gửi thông tin đến cấu thừa hành để thực thao tác cô lập loại trừ cố trì chế độ làm việc bình thường phần tử mạng điện gọi bảo vệ rơle Nhiệm vụ bảo vệ rơle là: - Phát tình trạng làm việc khơng bình thường thiết bị điện hệ thống điện Phát tín hiệu báo cho nhân viên vận hành biết để theo dõi xử lý kịp thời đảm bảo an tồn cho hệ thống điện q trình vận hành - Phát kịp thời cố, nhanh chóng tác động để cắt phần tử bị cố khỏi hệ thống điện - Tác động đến cấu khác tự động đóng lặp lại, tự động đóng nguồn dự phịng… để trì chế độ làm việc bình thường phần tử khơng bị cố 1.2 Các yêu cầu bảo vệ rơle Để thực chức nhiệm vụ hệ thống điện, thiết bị bảo vệ phải thoả mãn yêu cầu sau đây: 1.2.1 Tính tin cậy Là tính đảm bảo cho thiết bị làm việc đúng, chắn Người ta phân biệt: - Độ tin cậy tác động khả bảo vệ làm việc có cố xảy phạm vi xác định nhiệm vụ bảo vệ - Độ tin cậy không tác động khả tránh làm việc nhầm chế độ vận hành bình thường cố xảy phạm vi bảo vệ quy định Để bảo vệ có độ tin cậy cao cần dùng sơ đồ đơn giản, giảm số lượng role tiếp xúc, cấu tạo đơn giản, chế độ lắp ráp đảm bảo chất lượng, đồng thời kiểm tra thường xun q trình vận hành 1.2.2 Tính chọn lọc Là khả bảo vệ phát tín hiệu loại trừ phần tử bị cố khỏi hệ thống phần tử khác hoạt động bình thường - Tác động có chọn lọc yêu cầu để đảm bảo cung cấp điện cao Việc tác động không chọn lọc dẫn đến mở rộng vùng cố Trong vận hành không cho phép bảo vệ rơle tác động không chọn lọc - Bảo vệ có độ chọn lọc tuyệt đối: làm việc phạm vi xác định, nhiệm vụ dự phịng - Bảo vệ có độ chọn lọc tương đối: ngồi nhiệm vụ bảo vệ cho đối tượng bảo vệ cịn dự phòng cho bảo vệ đặt phần tử lân cận 1.2.3 Tác động nhanh - Bảo vệ rơle cần tác động nhanh để hạn chế phạm vi ảnh hưởng xấu dòng điện cố tới thiết bị điện phần tử hệ thống điện, cách ly phần tử bị cố nhanh tốt - Thời gian cắt nhanh phụ thuộc vào nhiều yếu tố, quan trọng trị số điện áp dư góp nhà máy phát điện trạm điện trung tâm Nếu điện áp dư nhỏ yêu cầu bảo vệ rơle tác động nhanh - Rơle hay bảo vệ gọi tác động nhanh thời gian tác động không vượt 50ms Ngoài thời gian tác động bảo vệ, việc tách phần tử bị cố khỏi vận hành phụ thuộc vào tốc độ cắt máy cắt điện Các máy cắt điện đại có thời gian cắt khoảng 20ms, máy cắt thông thường có thời gian thao tác khơng q 100ms Như thời gian loại trừ cố bảo vệ tác động nhanh tối đa 150ms 1.2.4 Độ nhạy - Độ nhạy đặc trưng cho khả "cảm nhận" cố rơle hệ thống bảo vệ, biểu diễn hệ số độ nhạy - Hệ số độ nhạy Knh tỷ số trị số đại lượng vật lý đặt vào rơle có cố với ngưỡng tác động Tuỳ theo vai trò bảo vệ mà yêu cầu độ nhạy khác Các bảo vệ thường u cầu phải có hệ số độ nhạy khoảng từ 1,5 đến 2, bảo vệ dự phịng từ 1,2 đến 1,5 1.2.5 Tính kinh tế Các thiết bị bảo vệ thiết kế lắp đặt hệ thống điện, khác với máy móc thiết bị khác, để làm việc thường xuyên chế độ làm việc bình thường Nhiệm vụ chúng phải ln ln sẵn sàng chờ đón bất thường cố xảy lúc có tác động chuẩn xác Đối với trang thiết bị điện cao áp siêu cao áp chi phí để mua sắm lắp đặt thường chiếm vài phần trăm công trình, yêu cầu kỹ thuật nêu đóng vai trị định Đối với lưới điện trung áp, hạ áp, số lượng phần tử bảo vệ lớn, yêu cầu thiết bị bảo vệ không cao nhà máy lớn, lưới điện cao áp, siêu cao áp, cần cân nhắc đến tính kinh tế để lựa chọn thiết bị bảo vệ cho đảm bảo yêu cầu kỹ thuật với chi phí thấp Các phần tử sơ đồ bảo vệ rơle Dòng điện điện áp phần tử hệ thống điện thường có trị số lớn, đưa trực tiếp vào dụng cụ đo hoăc rơle thiết bị tự động khác, dụng cụ thiết bị thường đấu nối qua máy biến dòng máy biến điện áp 10 Nhấn phím để chuyển chế độ làm việc / không làm việc chế độ TEST role Đèn LED sáng báo role trạng thái TEST Nhấn phím để chuyển chế độ làm việc/khơng làm việc chế độ Đóng tay máy cắt từ role Đèn LED sáng báo role chế độ cho phép đóng tay Nhấn phím để chuyển chế độ làm việc/không làm việc chế độ tự động đóng lại Đèn LED sáng báo role chế độ tự động đóng lại làm việc Nhấn phím để đóng máy cắt Đèn LED sáng báo máy cắt đóng Nhấn phím để cắt máy cắt Đèn LED sáng báo máy cắt cắt Cổng kết nối máy tính cho phép máy tính giao tiếp với role Hình 3-50: Cổng kết nối máy tính Ngồi ra, SEL – 421 có khẳ bảo vệ khoảng cách, bảo vệ dòng, bảo vệ tải, bảo vệ áp, chống dao động, tự động đóng lại, xác định điểm cố, kiểm tra đồng bộ, ghi cố, chức điều khiển máy cắt 6.2.4 Rơle 7UT61 7UT61 role so lệch dòng điện thuộc hệ SIEMENS 7UT61 có hai loại 7UT612 7UT613 95 Hình 3-51: Rơle 7UT61 + 7UT612 : Thường dùng bảo vệ cho MBA hai cuộn dây, máy phát động điện 7UT612 trang bị vi xử lý cực mạnh Nó có BI BO lập trình Ngồi chức bảo vê so lệch cịn có chưc bảo vệ khác bảo vệ chạm đất, bảo vệ dòng, bảo vệ tải đèn LED mặt rơle lập trìng được, cho phép báo hiệu tín hiệu rõ ràng Giao tiếp với rơle cịn thực máy tính thơng qua cổng giao diện nối tiếp chuẩn RS232 Qua hệ thống giao diện nối tiếp, thơng số cố truyền tới trung tâm xử lý Khi vận hành bình thường thơng số đo lường truyền chẳng hạn dịng điện tải Ngồi ra, điểm khác biệt với hệ rơle cũ 7UT51 7UT61 trang bị hệ thống CFC CFC hệ thống lập trình logic cho phép can thiệp sâu vào chức bảo vệ, đo lường, tạo hệ thống logic liên động, điều khiển hiển thị liệu + 7UT613 : Cũng có đầy đủ chức 7UT612 Tuy nhiên, có tới đầu vào cho hệ thống mạch dịng nên dùng bảo vệ cho MBA cuộn dây điểm phân nhánh có tối đa đường dây 7UT613 có tới BI BO lập trình 6.2.5 Rơle Micom P441 Rơle khoảng cách MICOM họ P44X hợp rơle số hãng ALSTOM Đây loại rơle kỹ thuật số ứng dụng công nghệ đại Các rơle kỹ thuật số MICOM họ P44X hồn tồn đáp ứng yêu cầu bảo vệ cho đường dây truyền tải phân phối hệ thống điện Trong hệ thống điện Việt Nam, rơle khoảng cách số sử dụng phổ biến để bảo vệ đường dây 110, 220 kV 500 kV, việc tìm hiểu chỉnh định chúng để đảm bảo độ tin cậy vận hành cần thiết Rơle bảo vệ khoảng cách Micom P441 hợp rơle kỹ thuật số, thường dùng bảo vệ cho đường dây cao áp 96 -Rơ le có: 08 input nhị phân cài đặt tuỳ chọn 14 rơ le đầu cài đặt tuỳ chọn Chức bảo vệ khoảng cách chức rơle, làm việc theo nguyên lý trở kháng thấp Z< - Rơle bao gồm vùng làm việc, đó: Vùng 1: Ln ln làm việc theo hướng thuận Vùng 1x, 2, 3: Có thể chọn khơng làm việc làm việc theo hướng thuận Vùng : Có thể chọn khơng làm việc làm việc theo hướng ngược, điện trở hệ số bù trùng với vùng Vùng P : Có thể chọn khơng làm việc làm việc theo hướng thuận ngược Ngồi chức bảo vệ khoảng cách Micom 441 cịn có chức năng: - Chức bảo vệ dòng dự phòng - Chức bảo vệ dòng chạm đất - Chức bảo vệ - điện áp - Chức kiểm tra đồng - Chức tự động đóng lặp lại - Chức điều khiển máy cắt tay - Chức lỗi máy cắt - Chức giám sát VT CT - Chức phụ - Chức ghi cố - Đo lường: Dịng, điện áp, góc pha, cơng suất Hình 3-52: Rơle Micom 441 97 Hình dáng bên ngồi rơle khoảng cách số MICOM P441 hình 3-52 Trong đó: (1) - Màn hình tinh thể lỏng (LCD) hiển thị 16 kí tự hai hàng (2) - đèn LED cố định (3) – đèn LED hiển thị vùng khả trình (4) - Hệ thống phím chức (5) - Phím chức đọc, xố kí tự hiển thị thời gian - Phím “R” - Đọc cố diện - Phím “C” - Xóa cố huỷ bỏ giá trị trở trình đơn trước - Phím “E” - Chọn thơng số cần cài đặt thừa nhận thơng số - Phím “UP” “DOWN” - Dịch chuyển lên xuống để lựa chọn trình đơn phụ trình đơn tăng giảm trị số chỉnh định - Phím “LEFT” “RIGHT” - Dịch chuyển sang trái sang phải để lựa chọn trình đơn phụ (6) - Vỏ bọc kí hiệu sản phẩm (7) - Tấm che chắn bảo vệ đầu kết nối cổng truyền thông (8) - Phần đầu kẹp chì 98 CHƯƠNG IV: TỰ ĐỘNG HĨA TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN Giới thiệu Trong chương tác giả trình bày về: Cơng dụng, u cầu, sơ đồ nối dây nguyên lý làm việc mạch tự động đóng lặp lại nguồn điện đóng đường dây dự phòng mạch báo cố lưới điện Mục tiêu Học xong chương này, người học có khả năng: - Trình bày cơng dụng mục đích sử dụng mạch tự động hóa hệ thống điện; - Trình bày sơ đồ nối dây, nguyên lý làm việc phạm vi ứng dụng mạch tự động hóa hệ thống điện; - Giải thích phối hợp rơle tự động hóa hệ thống điện Mạch tự đóng điện trở lại cho đường dây 1.1 Khái niệm chung - Trang bị tự động đóng lại nguồn điện dùng để tự động đóng lại nguồn điện cho phần tử hệ thống điện nhằm nâng cao độ tin cậy tính kinh tế việc cung cấp điện - Trang bị tự động đóng lại nguồn điện thường sử dụng đường dây truyền tải khơng 1.2 Tự đơng đóng điện trở lại cho đường dây (TĐL) 1.2.1 Công dụng - Kinh nghiệm vận hành cho thấy cố ngắn mạch đường dây phần lớn ngắn mạch thống qua Vì để đảm bảo cung cấp điện an toàn liên tục, đường dây điện cao áp đặt hệ thống tự đóng điện trở lại để khơi phục lại làm việc đường dây Các đường dây khơng có tới 70% 80% trường hợp mạch tự động đóng lại nguồn điện tác động thành cơng 1.2.2 Yêu cầu TĐL - TĐL phải đảm bảo tác động trường hợp máy cắt tự động cắt mạch điện 99 - TĐL không làm việc cắt máy cắt tay 1.2.3 Sơ đồ nối dây I RG MC MC D NC R II 2MC R C CC C§ RT N§ D Hình 4-1 Mạch TĐL dùng tụ điện 1.2.4 Nguyên lý làm việc - Ở trạng thái làm việc bình thường: máy cắt MCD đóng, tụ điện C nạp đầy điện qua R1 (Từ (+) R1 tụ C( -)) - Giả sử xảy ngắn mạch đường dây (D): MCD tự động cắt mạch, tiếp điêm phụ 1MC, 2MC đóng lại khép mạch điện từ (+) qua 2MC cuộn dây RT (-) RT có điện, sau thời gian chỉnh định đóng tiếp điểm làm liền mạch từ cực dương tụ điện cuộn điện áp (II) RG tiếp điểm RT (-) Cuộn điện áp RG có điện tác động đóng tiếp điểm làm liền mạch từ (+) cuộn I (cuộn dòng điện) RG tiếp điểm RG 1MC cuộn đóng CĐ (-) Cuộn đóng CĐ có điện thực đóng MCD Đường dây đóng điện trở lại Khi máy cắt MCD đóng lại tiếp điểm MC1 MC2 mở ra, mạch tự động đóng lại (TĐL) trở lại trạng thái ban đầu Khi đóng lại đường dây đường dây cịn ngắn mạch MCD lại cắt mạch điện, tụ điện C chưa đủ thời gian để nạp đầy nên TĐL khơng tác động để đóng lại MCD lần Khi cắt MC tay ta ấn nút NC, cuộn cắt máy cắt có điện thực cắt mạch điện, đồng thời tụ điện C phóng điện qua điện trở R2 (-) nên mạch TĐL không tự động đóng lại đường dây 100 Mạch tự đóng đường dây dự phịng 2.1 Cơng dụng Tự động đóng nguồn dự phòng (TĐD) dùng hệ thống điện để tăng cường cho việc cung cấp điện liên tục an toàn cho hộ tiêu thụ điện Hiện thường dùng: + Đóng đường dây dự phịng + Đóng MBA dự phịng + Đóng nguồn dự phịng khác theo yêu cầu 2.2 Yêu cầu TĐD - Tác động nhanh (giảm thời gian điện hộ tiêu thụ điện) - Tác động chắn nguồn điện làm việc bị điện lí nào, cho phép tác động nguồn dự phịng có đủ điều kiện làm việc 2.3 Sơ đồ nối dây Hình 4-2 Mạch tự động đóng đường dây dự phịng 2.4 Ngun lý làm việc 101 - Những hộ tiêu thụ điện quan trọng thường cung cấp điện đường dây Trong đường dây vận hành, đường dây dự phòng - Khi đường dây vận hành bị cố đường dây dự phịng đóng lại để đảm bảo cung cấp điện liên tục cho phụ tải: Giả thiết đường dây AC vận hành, đường dây BC dự phịng: Như máy cắt 1MC, 2MC đóng, tiếp điểm phụ 1, đóng, mở Máy cắt 3MC đóng, 4MC mở, tiếp điểm phụ đóng Khi cố đường dây AC, tiếp điểm rơle RU< RU< đóng lại làm liền mạch từ (+) RU(-) Lúc này, RT có điện, sau thời gian chỉnh định tiếp điểm RT đóng lại cấp điện cho CC MC, cuộn cắt CC có điện cắt máy cắt, tiếp điểm 2MC mở ra, tiếp điểm phụ 1, mở, đóng Tiếp điểm phụ đóng cho dịng từ (+) tiếp điểm RT 3 tiếp điểm RGT4 CĐ (-) CĐ có điện thực đóng máy cắt 4MC, đường dây BC đưa vào thay cho đường dây AC Thiết bị báo cố lưới điện 3.1 Công dụng đặc điểm 3.1.1 Công dụng Bộ báo cố thiết bị tự động, sử dụng để phát cố ngắn mạch cố chạm đất hệ thống phân phối cấp điện áp định mức 6kV đến 35kV Khi có cố, người quản lý vận hành dễ dàng xác định khu vực xảy cố, nhánh cố điểm cố cách nhanh chóng thơng qua cảnh báo hình ảnh cờ đỏ vào ban ngày hiển thị LED vào ban đêm xuất cảnh báo 3.1.2 Đặc điểm - Bộ báo cố lắp đặt: + Trên pha đường dây trung không; + Tại hệ thống cáp ngầm pha; + Tại hệ thống tủ điện tổng - Đặc điểm chung báo cố có khả năng: 102 + Tự điều chỉnh ngưỡng cảnh báo dựa tỉ lệ dòng cố dòng tải + Biến thiên dòng cố theo thời gian tỉ lệ theo thời gian ngược + Bộ báo cố lắp đặt test sào cách điện + Vỏ báo cố đúc nhựa chắn (thường nhựa epoxy), không bị lão hóa cách điện mơi trường nhiệt độ cao độ ẩm cao, thời gian tuổi thọ thiết bị lên đến 20 năm Ngồi vỏ sơn UV chống tia cựa tím + Loại bỏ việc cảnh báo nhầm dịng cơng suất ngược dựa việc so sánh đặc tính dịng cơng suất ngược với dòng cố + Pin đặt khay pin giúp việc thay dễ dàng, thời gian sử dụng pin khoảng năm + Đèn LED thiết kế nhìn góc 360 độ + Sự cố thoáng qua hiển thị đèn xanh Trong vịng phút cố thống qua khơng loại trừ đèn đỏ sáng báo hiệu cố vình cữu 3.2 Nguyên lý làm việc thiết bị báo cố Thiết bị báo cố thực chất cảm biến dòng điện Khi dòng điện qua thiết bị báo cố có giá trị vượt giá trị cài đặt trước (dòng điện thời gian), thiết bị báo cố tác động báo hiệu đèn hay cờ giúp nhân viên quản lý vận hành nhanh chóng tìm điểm cố Khi có cố xảy ra, báo cố bật sáng đèn LED (thường màu xanh), hiển thị lưới điện bị cố thoáng qua Sau khoảng thời gian đặt báo cố kiểm tra lưới điện lần nếu: Trường hợp 1: Nếu đường dây có điện, báo cố hiểu lỗi vừa xảy lỗi thoáng qua, thiết bị khóa chức Reset dịng điện, đồng thời đèn LED sáng khoảng thời gian đặt (thường thời gian đặt: 4/6/8/12h, khách hàng chọn đặt hàng) để người vận hành tìm xử lý cố thống qua Trường hợp 2: Nếu lưới điện, thiết bị hiểu lỗi vừa xảy lỗi lâu dài, đèn LED ban đầu (thường màu xanh) tắt, đèn LED màu đỏ bật sáng thời gian đặt để người vận hành tìm xử lý điểm cố Nếu khoảng thời gian đặt (thời gian đặt thường là: 4/6/8/12h, khách hàng chọn 103 đặt hàng) cố xử lý, lưới điện khôi phục lại, đèn LED màu đỏ tự giải trừ chức Reset dòng điện (>3A/30s) Bộ báo cố sử dụng chíp nhúng cơng nghiệp MCU thành tựu công nghệ lượng thấp Nhiệm vụ cảnh báo cố ngắn mạch chạm đất Đối với cố ngắn mạch: Bộ báo cố tác động hội đủ điều kiện: + Hệ thống mang điện (tính hiệu điện áp U) + Khi If/Io tăng đột biến lớn giá trị dòng vận hành bình thường giá trị đủ lớn 1s (If dòng ngắn mạch, Io dòng tải đường dây) + Khi hệ thống điện vòng 1s (Do máy cắt Recloser tác động) Đối với cố chạm đất: Bộ báo cố dựa vào điều kiện sau: - Khi có thay đổi dịng tải đột biến (vd: >15A/3ms), dòng cố lớn dịng tải bình thường giá trị đủ lớn 1s - Khi hệ thống điện vòng 1s (Do máy cắt Recloser tác động) Bộ báo cố không tác động trường hợp như: - Khi dịng tải tăng từ từ - Đóng tải động lớn, tạo I xung kích - Đo dòng cảm ứng điện từ từ tượng sét đánh - Khi cắt nguồn đột ngột - Trong trường hợp dòng điện hệ thống tăng thời gian tồn ngắn nên thiết bị báo cố không tác động 104 PHỤ LỤC DANH MỤC MÃ SỐ, KÝ HIỆU CỦA CÁC CHỨC NĂNG BẢO VỆ, TỰ ĐỘNG TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN (Theo tiêu chuẩn quốc tế hành) 1: Phần tử huy khởi động 2: Rơle trung gian (chỉ huy đóng khởi động) có trễ thời gian 3: Rơle liên động kiểm tra 4: Cơngtắctơ 5: Thiết bị làm ngưng hoạt động 6: Máy cắt khởi động 7: Rơle tăng tỷ lệ 8: Thiết bị cách ly nguồn điều khiển 9: Thiết bị phục hồi 10: Đóng cắt phối hợp thiết bị 11: Thiết bị đa chức 12: Thiết bị chống vượt tốc 13: Thiết bị tác động theo tốc độ đồng 14: Chức giảm tốc độ 15: Thiết bị bám tốc độ tần số phù hợp với thiết bị song hành 16: Dự phịng cho tương lai chưa sử dụng 17: Khóa đóng cắt mạch shunt phóng điện 18: Thiết bị gia tốc giảm tốc độ đóng 19: Cơngtắctơ khởi động thiết bị có độ (thiết bị khởi động qua nhiều mức tăng dần) 20: Van vận hành điện 21 Rơle khoảng cách 22: Mắy cắt tác động điều khiển cân 23: Thiết bị điều khiển nhiệt độ 24: Rơle tỷ số V/Hz (điện áp/tần số), chức kích thích 25: Chức kiểm tra đồng 26: Chức bảo vệ 27: Chức bảo vệ áp 105 28: Bộ giám sát lửa (với tuabin khí nồi hơi) 29: Cơngtắctơ tạo cách ly 30: Rơle tín hiệu (khơng tự giải trừ được) 31: Bộ kích mở cách ly (kích mở thyristor) 32: Chức định hướng cơng suất 33: Khố vị trí 34: Thiết bị đặt lịch trình làm việc 35: Cổ góp chổi than vành xuyến trượt có chổi than 36: Rơle phân cực 37: Chức bảo vệ áp công suất 38: Chức đo nhiệt độ vòng bi gối trục 39: Chức đo độ rung 40: Chức bảo vệ chống kích từ 41: Máy cắt dập từ 42: Máy cắt khởi động máy thiết bị 43: Thiết bị chuyển đổi chọn mạch điều khiển tay 44: Rơle khởi động khối chức vào thay 45: Rơle giám sát tình trạng khơng khí (khói, lửa, chất nổ v.v.) 46: Rơle dòng điện thứ tự nghịch lọc dòng điện thứ tự thuận 47: Rơle điện áp thứ tự nghịch lọc điện áp thứ tự thuận 48: Rơle bảo vệ trì trình tự 49: Rơle nhiệt (bảo vệ nhiệt) 50: Bảo vệ dòng cắt nhanh 50N: Bảo vệ dòng cắt nhanh chạm đất 51: Bảo vệ dòng (xoay chiều) có thời gian 51N: Bảo vệ q dịng chạm đất có thời gian trì 52: Máy cắt dịng điện xoay chiều 53: Rơle cưỡng kích thích điện trường cho máy điện chiều 54: Thiết bị chuyển số khí điều khiển điện 55: Rơle hệ số công suất 56: Rơle điều khiển áp dụng điện trường kích thích cho động xoay chiều 57: Thiết bị nối đất làm ngắn mạch 58: Rơle ngăn chặn hư hỏng chỉnh lưu 59: Rơle điện áp 60: Rơle cân điện áp dòng điện 61: Cảm biến khóa đóng cắt theo mật độ khí 106 62: Rơle trì thời gian đóng mở tiếp điểm 63: Rơle áp lực (Buchholz) 64: Rơle phát chạm đất 64R: Bảo vệ chống chạm đất cho cuộn rôto 64G: Bảo vệ chống chạm đất cho cuộn stato 65: Bộ điều tốc 66: Chức đếm số lần khởi động 67: Rơle bảo vệ q dịng có hướng 67N: Rơle bảo vệ q dịng chạm đất có hướng 68: Rơle khố 69: Thiết bị cho phép điều khiển 70: Biến trở 71: Rơle mức dầu 72: Máy cắt điện chiều 73: Tiếp điểm có trở chịu dịng tải 74: Rơle cảnh báo (rơle tín hiệu) 75: Cơ cấu thay đổi vị trí 76: Rơle bảo vệ dòng chiều 77: Thiết bị đo xa 78: Rơle bảo vệ góc lệch pha 79: Rơle tự đóng lại (điện xoay chiều) 80: Thiết bị chuyển đổi 81: Rơle tần số 82: Rơle đóng lặp lại theo mức mang tải mạch điện chiều 83: Rơle chuyển đổi chọn điều khiển tự động 84: Bộ điều áp máy biến áp (OLTC) 85: Rơle nhận thông tin phối hợp tác động từ bảo vệ đầu đối diện 86: Rơle khoá đầu 87: Bảo vệ so lệch 87B: Rơle bảo vệ so lệch 87G: Rơle bảo vệ so lệch máy phát 87L: Rơle bảo vệ so lệch đường dây 87M: Rơle bảo vệ so lệch động 87T: Rơle bảo vệ so lệch máy biến áp 87TG: Rơle bảo vệ so lệch hạn chế máy biến áp chạm đất (chỉ giới hạn cho cuộn 107 dây đấu có nối đất) 88: Động phụ máy phát động 89: Khóa đóng cắt mạch 90: Rơle điều chỉnh (điện áp, dòng điện, công suất, tốc độ, tần số, nhiệt độ) 91: Rơle điện áp có hướng 92: Rơle điện áp cơng suất có hướng 93: Các chức tiếp điểm thay đổi kích thích 94: Rơle cắt đầu 95: Chức đồng (cho động đồng có tải nhỏ qn tính nhỏ) hiệu ứng mơmen từ trở 108 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Bảo vệ hệ thống điện - GS Trần Đình Long - Nhà xuất khoa học kỹ thuật- 2008 [2] Bảo vệ rơle hệ thống điện - GS.Trần Đình Long - Nhà xuất khoa học kỹ thuật- 1990 [3] Bảo vệ rơ le tự động hoá hệ thống điện - Nguyễn Hoàng Việt Nhà xuất khoa học kỹ thuật - 2001 [4] Các tốn tính tốn ngắn mạch bảo vệ rơ le - Nguyễn Hoàng ViệtNhà xuất khoa học kỹ thuật - 2000 109 ... đồ bảo vệ rơle 10 Sơ đồ ký hiệu quy ước sơ đồ bảo vệ rơle 15 Nguồn điện thao tác 19 Chương II: Nguyên lý loại bảo vệ 21 Bảo vệ dòng điện 21 Bảo vệ dịng điện có hướng 27 Bảo vệ chạm đất 31 Bảo vệ. .. cách 34 Bảo vệ so lệch dòng điện 36 Chương III: Bảo vệ phần tử hệ thống điện 40 Bảo vệ đường dây tải điện Bảo vệ máy phát điện Bảo vệ máy biến áp Bảo vệ động điện cao áp 40 54 59 77 Bảo vệ hệ thống... bảo vệ rơle 1 Các phần tử sơ đồ bảo vệ rơle 3 Sơ đồ ký hiệu quy ước sơ đồ bảo vệ rơle 2 Nguồn điện thao tác 1 Chương II: Nguyên lý loại bảo vệ Bảo vệ dòng điện 2 Bảo vệ dịng điện có hướng 2 Bảo