Bai tp ly thuyt bo v rle

C€u hỏi ‚n tập m‚n Bảo vệ rơle v‡ tự động ho‹ HTĐ GV: ThS Nguyễn C‚ng Tr‹ng BẢO VỆRƠLE 1) Ngtắc bvệdịng điện so lệch có tác động hãm khơng có tác động hãm Ý nghĩ a đường cong đặc t ính hãm, cách đánh giá độnhạy bảo vệso lệch + Vùng I: Ikđ = Ilv > I h  rơle sẽtác độn g (đây vùng tác động rơle) Mục đích việc sửdụn g rơle so lệch có tác động hãm: + Vùng II: Ikđ= I lv < I h  rơle k tác động Nhằm giúp ch o rơle khơng tác động nh ầ m có ngắn mạch b ên phạm vi b ả o vệdo sai sốb ởi yếu tốsau: + Dịng từhóa xuất BI Cách đánh giá độnh ạy bảo vệso lệch: + Điện trởdây nối ph ụ - Đối với role khơng có tác động hãm: + Dịng khơng cân có ngắn mạch bên ngồi làm cho BI bịbão hòa với mức độkhác Nguyên tắc bảo vệ: Knh = Bảo vệdòng so lệch loại b ảo vệdựa nguyên tắc so sánh trực tiếp d òng điện ởh đầu ph ần tửđược bảo vệ INmin Ikđ - Đối với role có tác độn g hãm: * Sơđồ: Knh = INmin Ikđtt Với Ikđtt xác đị n h tung độgiao điểm đườn g cong đt qua gốc tọa độO điểm A (IhA, I lvA) IlvA = I Nmin IhA tương ứng với INmin r hq = (n BI_I = nBI_II = n; BI quy ước cực tính) 2) * Đối với bảo vệkhơng có tắc động hãm: Xét sai số= 0, Điều kiện bảo vệtác độn g: IR ≠0 V ẽsơđồ nguyên lý pha bảo vệ so lệch dọc 87T MBA cuộn dây có tổđấu dây Y0/Δ sử dụng rơle so lệch cho pha Giải thích? Sơđồ:  | I - Dịng qua rơle NM ngồi: I le ko tđộng ) R  TI I TII |0 (rơ  | I - Dòng qua rơle NM bên trong: I ộng) R  T I IT II |2 I (tđ IT IR = 2I I IR = IT IT I II IT II * Đối với bảo vệcó tắc động hãm: Có xét đến sai số, điều kiện bảo vệtác độn g: Ilv > Ih Giải thích: - Khi MBA đấu Y0/Δthì BI đấu Δ/Y: nhằm b ù lại sựlệch p g iữa dòng sơcấp thứcấp MBA (Is ơcấp lệch 300 so với Ithứcấp) - Sửdụng rơle so lệch h ãm: đểkhác ph ục dịng khơng cân rơle so lệch ng uyên nhân: + Đầu phân áp MBA Sự≠g iữa tỷsốMBA, tỷsốBI, nấc nh rơle + Sai sốkhác nha u BI phía MB A + - Khi xuất ngắn mạch bên ngoài: Ilv = | İ TI + İ TII | Ih = k | İ TI - İ TII | 3) Đánh giá bảo vệso lệch dọc - Từđồthịta có: Ilv < Ih : rơle k tác động - Khi xuất ngắn mạch bên ngồi - Tính chọn lọc: + Theo ngun tắc tác động, bảo vệcó tín h chọn lọc tuyệ t đối + Khi hệthống điện có dao động h oặc xảy tình trạng khơng đồng bộ, dòng ở2 đầu ph ầ n tử bảo vệluôn không làm cho bảo vệ tác động chọn lọc Tác độn g nhan h: + Ilv = | İ TI + İ TII | Ih = k | İ TI - İ TII | Từđồthịta có: - Độnhạy: + Ilv > Ih : rơle sẽtác động Ý nghĩ a đường g đặc tính hãm: - Cho biết p hạm vi tác động Rơle Do bảo vệ có tính chọn lọc tuyệt đối n ên không yêu cầu phải phối hợp vềthời gian với bảo vệcác p hần tử kề Bảo vệcó thểđược th ực đểtác động không thời gian Bảo vệcó độnhạy tương đối cao dịng khởi động chọn n hỏhơn dòng làm việc đườn g dây Tính đảm b ảo: + Sơđồ phần rơle bảo vệkhông ph ức tạp làm việc đảm b ảo 2 + + + + 4) Nhược điểm chủyếu bảo vệlà có dây dẫn ph ụ Khi đứt dây dẫn ph ụcó thểlàm kéo dài thời gian ngừng hoạt động bảo vệ, bảo vệcó thểtác động không đún g (n ế u bộph ận kiể m tra đứt mạch thứkhông làm việ c) Δδmh : sai sốg óc máy hịa 5) Hịa điện xác (các điều kiện, t rình tự hịa, sơđồkhối, phân loại loại máy hòa điện) Giá thành b ả o vệđược đị nh g iá thành c dây dẫn p hụvà chi phí lắp đặ t chúng, đường dây dài giá thành sẽrất cao Các điều kiện hòa đồng b ộ: Chỉn ên đặt bảo vệso lệch dọc cho đườn g dây có chiều dài khơng lớn ch ủyếu mạng > 110kV áp dụng b ả o vệkhác đơn giản tin cậy Lúc nên dùng chung cáp làm dây dẫn phụcủa bảo vệ, đồng thời để thực điều khiể n xa, đo lườn g xa, thông tin liên lạc - Bảo vệso lệch dọc áp d ụng rộng rãi đểbảo vệ ch o máy phát, máy biến áp, than h góp, d o khơng gặp phải khó kh ăn vềdây dẫn phụ - UMF = UHT - ωMF = ωHT Góc lệch p vectơđiện áp đóng MC khơ ng (δ= 0) Trình tựhòa điện: - Điều nh điện áp đầu cực MF điện áp hệthống - Điều nh tần sốMF tầng sốhệthống (tương đối) - Chọn thời điểm đóng máy cắt thơn g qua đồn g kếđo góc lệch δ(chú ý đóng MC phảit ốn khoảng thời gia n tMC) Khảo sát tình trạng MF qtrình trước thời điểm đóng MC hịa đểchọn phương pháp đóng MC hịa thích hợp Sơđồkhối: (H18.3 - trang 496 SGK) Phtrình chuyển động rotor MF thời điểm trước đóng MC: dωf J dt = Mt – MC Máy hịa điện có góc đóng t rước ko đổi: (δđttt ) Mt : moment quay tuabine MC : moment cản khơn g tải Phân tích loại máy hịa điện: - Máy hịa có bộphận đo gó c δso sánh với góc δchỉ nh đị n h Khi δ= δđttt phát tín hiệu đóng MC δ Vì δđttt không đổi  U f = 2Usin - Thời gian đóng trước: tđt = Trường h ợp 1: d ωf J =0 dt δ đttt = tĐ ωf tt Nếu ωftt khơng đổi ta có thểđiều nh δđttt đểcó tĐ = tMC cà máy hịa lúc U f = ; ωf = ωftt Nhưng thực tế, trước lcú hòa điện ωf khác nhau, không trường h ợp gi ống trường hợp (tuy ωf cho phép hòa) - ωf tt: tốc độgóc trượt tín h tố n tốc độcho góc δss nhỏnhất thời điểm đóng tiếp điểm MC; δss cho phép phụthuộc vào khả chị u đựng dòng cân MF - Moment tuabine = moment cản, vận tốc tuabine g ần t ốc độđồng Vận tốc góc trượt tốc độgóc trượt tính tố n Nếu hịa đồng bộbằn g cá ch đo góc trược xác đị nh bằng: δđt tt = t  tđt ωftt Đ  δđt  máy hòa điện có g óc đóng trước kh ơng đổi δf tt = ωf tt.t Đ thời gian đón g trước sốtđt = Dẫn đến t Đ khác t MC Nhưng ωftt ởgiá trịnào sai sốthời gian tĐ tMC phép + Ưu điểm: mạch đk đơn giàn chỉcần đo góc δ(Uf) Trường hợp 2: J dωf =0 dt ; ωf ≠ωftt + Khuyết điểm: - Độtrượt sốnhưng khác tốc độtrượt tí nh tố n Có sựsai lệch tg ian đóng t roước tgian đóng MC δđttt ≠t  thời gian đóng t rước phụ - Thời gian đóng trước: tđt = ωf tt Đ thuộc vào tốc đột rược, nên hịa điện sẽcó sai số tĐ lớn  ωftt nhỏmất nhiều thời gian ch ỉ nh tốc độroto r  đểcó thời gian ng trước khôn g đổi không phụth uộc vào tốc độtrượt góc đóng trước thay đổi tỉlệvới vận tốc g óc trượt dδ δđt = f(δ’) = kωf = k dt δđt(δ') kωf Trong trhợp này: tđt = ω = ω = k f f Phạm vi ứng dụng: d ùng đểh ịa điện nh ững MF có cơng suất n hỏ, khơng địi hỏi độchính xác cao Máy hịa điện có thời gian đóng tr ước ko đổi: + - Bộphận chọn thời điểm đóng MC làm việc cơsởso sánh điện trượt Ut với đạo hàm bậc điện áp - Ta nh đị n h thời g ia n ng trước tđt thời g ian đóng MC Đểlàm điều ta t hêo hệsốk1, k2 vào Uf , Uf ’ ωf Uf = k1.2U.sin t Chọn k đểtđt = t MC  đóng tạith ời điểm thuận lợi  máy hòa điện làm việc theo ng uyên t ắc gọi máy hòa ωf ωf Uf = k1.2U cos2 t điện với thời gian ng trước khô ng đổi Trường h ợp 3: dωf J = const ≠0 dt Tại thời điểm: Uf = Uf ’ tđt = k2 = k (hằng số) (δđt = ωf.tđt nhỏ) k1  phát tín hiệu đóng MC - Moment thừa sẽlàm cho MF quay với gia tốc góc γ ó sai f , lúc đ tĐ sốg óc sẽcó thêm thành phần δ’ ss = γf + Ưu điểm: hịa điện xác, ng ay th ời điểm Uf = không phụthuộc vào ωf tr ước lúc hòa (nhưng ωf phải nhỏ đểđảm bảo độch ính xác) - Đóng MC trước sau th ời điểm thuận lợi huộc vào dấu gia tốc Để có thểsử dụng phương pháp thời gia n đóng trước kh ơng đổi tro ng trường hợp góc đóng trước cần chọn thay đổi theo quy luật: + Khuyết điểm: Mạch đk ph ức tạp phải đo đại lượng δ(Uf ) δ’ (U f’) δđt (δ’, δ”) = k1ωf + k2γ f Chọn k = tĐ; k2 = tĐ2 tđt = tĐ γ ng số f h ằ  máy hòa điện với tgian đóng trước kh ơng đổi, đểđảm b ả o đủchính xác phải kiể m tra thêm đạo h àm bậc g óc δ - Sai sốg óc trhợp này: δss = Δδmh + ωf (ΔtĐ + Δtmh ) ΔtĐ + Δtmh : sai sốthời gian MC máy hòa + Khi EHT EF khác nhiều độ trượt tổn g k Uf + dut không qua nhưthế má y hịa khơng thể tác k2 dt động Phạm vi ứng dụng: dùng để hòa điện cho MF có cơng suất lớn địi hỏi độchính xác cao 3 6) + Đặc tí nh bảo vệ: Hịa điện xác (nguyên tắc thực hiện, ưu khuyết điểm & phạm vi ứng dụng) Rơle bảo vệtrong ACR rơle dòng điện có th ểd ùng cho bảo vệdịng cắt nh anh ho ặc bảo vệdòng cực đại Bảo vệd òng cực đại có thểdùng đặc tính độc lập phụ thuộc có dạng đặc tuyến d ốc ch uẩn, đặc t uyến dốc đặc tuyến cực dốc + Đặc tí nh cắt nha nh: Nguyên tắc thực hiện: (trình tựth ao tác) - Điều nh điện p đầu cực MF điện áp h ệthống - Điều nh tần sốMF tần g sốhệth ống (tương đối) Khi dịng cốcó giá trịlớn, đặc tín h cắt nhanh sẽmở rộng phạm vi ph ối hợp ACR với thiết bịp hía ngu ồn Khi dòng cốvượt d òng cắt nhỏnhất bội sốnào đặc tín h cho ph ép mạch điều kh iển bỏ qua đặc tín h tác động ph ụ thuộc T-C (đặc tính th ời gian - dịng điện) thơng thường cắt ACR với th ời gian gần + Đặc tí nh khóa tức thời: - Chọn thời điểm đóng máy cắt thơng qua đồng bộkế đo góc lệch δ(chú ý đóng MC phải tốn kh oảng thời gian tMC)  đóng MC hịa điện đảm bảo d ịng cân Icb điện áp trượt U t (ΔE) ứng với: Ut = UHT – UMF = Ưu - khuyết điểm: Ưu điểm: - Hịa điện xác MF vào hệthống; tránh dòng cân điện áp trượt làm hưhỏng MF Khuyết điểm: Đặc điểm cho phép ACR giảm sốlần tác động để tránh bịhưhỏng dịng sựcốcao mà ACR đóng lại nhiều lần - Ph ức tạp lâu Đặc biệt đk sựcốcùa hệth ống kèm theo dao động tần sốvà điện áp đòi hỏi nhâ n viên phục vụp hải có trình độchun mơn cao, q trình tự độn g hóa phức tạp, có khảnăng cốnặn g nềkhi khơng tn theo đún g điều kiện hịa đồng Phạm vi ứn g dụng: Ngoài người ta kết h ợp đặc tính cắt nhanh khóa tức thời sẽlàm nâng cao tính linh hoạt ACR + Đặc tí nh phối hợp chuỗi: Là đặc điểm cần thiết phối hợp ACR-ACR, ngăn tác động khôn g cần thiết ACR đầu nguồn kh i xuất sựcốmà sựcốnày cò thểbịloại trừbời ACR phía sau - Ứng dụn g cho hầu hết cá c loại máy p hát: công suất lớn, công suất nhỏh oặc th ủy điện, nhiệt điện… i u cầu độchính xác hịa đồn g bộvà khơng bịhạn chếbởi th ời gian (không cần đáp ứng nhanh) 7) Lĩ nh vực áp dụn g: ACR pha hay pha: - ACR p hân loại dựa yếu tố: tác độn g pha hay pha; điền khiển thủy lực hay điện tử; ph ương pháp dập hồqu ang - ACR pha: dùng đểb ảo vệvà TĐL đường dây pha, ví dụnhưcác nhánh rẽcủa đườn g d ây p Chú ng d ùng đường dây pha kh i p hụtải đườn g dây đa sốlà pha - ACR pha: dùng cần cắt đóng cả3 pha bất kỳmột sựcốlâu dài đểngăn tình trạng vậ n hành pha ph ụtải pha, ví dụn hưđộng cơ3 pha loại lớn Tự hòa đồng (nguyên tắc thực hiện, ưu khuyết điểm & phạm vi ứng dụng) Nguyên tắc thực hiện: Nhờnh ững moment xuất trình MF hòa điện mà MF sẽđược kéo vào đồng - Cho MF quay đị nh mức, đồng thời cho kích từhoạt động - Đóng MC nối máy phát vào hệthốn g - Đóng MC kích từcho kích từh oạt độn g ACR th ủy lực hay điện t ử: Ưu - khuyết điểm: Ưu điểm: - Hòa điện nhanh chón g, kh ơng cần điều nh thật đú ng tần số điện áp máy p hát - Hthống đk thủy lực sdụng cảACR pha lẫn p - ACR điện tửcó b ộph ận cấu thành s ửdụn g mạch sốhay vi xử lý ACR sử dụn g vịtrí hệ thốn g, miễn giá trịđị nh mức ACR thích h ợp với yêu cầu mạng điện Các vịtrí lắp đặt thích hợp ACR thường trạm phân ph ối nhưmột thiết bịbảo vệ đầu nguồn ; đặt đường dây cách trạm khoảng cách đó; đặt nhánh rẽcủa đường dây - Việc hịa đồng nhanh chóng, đơn giản, khả n ăng cố nghiêm trọng loại trừ - Hịa n gay cảkh i có d ao động vềtần sốvà điện áp mà hịa xác khơng thực Khuyết điểm: - Khi đóng MC nối MF vào hệthống xuất dòng điện lớn chạy qua MC kéo theo giảm điện áp góp ỡđầu cực MF 9) Đặc điểm tự đóng lại mạng phân phối - Các thống kê cố HTĐ cho thấy rằn g đường dây không vận hành với điện áp cao (từ 6kV trở lên) điều có cốthống qua (chiếm tới 80 ÷ 90% cố) Ngun nhân gây sựcốthống qua nhưdo sét, sựlắc lưcủa đường dây gây phóng điện sựva chạm vật bên đườn g d ây Cịn 10 ÷ 20% sựcốcịn lại sựcốkéo dài hay “bán kéo dài” thường xảy đường dây trun g thế(6 ÷ 66kV) Nguyên nhân gây sựcó kéo dài nhánh rơi xuống đường dây đường dây chạy qua vùng rừng núi - Việt Nam nằm kh u vực n hiệt đới, đk khí h ậu nh ưb ảo, độ ẩm, sấm sét, cối… tạo điều kiện tốt cho cố thoáng qua xảy Do vậ y việc áp dụng thiết bịtự động đóng lại cắt (TĐL) HTĐ VN nên xem xét cẩn thận nhằm áp dụng cách thích hợp hiệu quảnh ững lợi điểm thiết b ịnày, góp phần cải thiện độtin cậy ch o HT - Trong phần lớn sựcố, đường d ây sựcốđược cắt tức thời thời gian điện đủlớn đểkhửion hồquan g sinh việ c đóng lại sẽcho phép phục h ồi thành công việc cu ng cấp điện cho đường dây - Các MC có trang bịhệthống TĐL g óp phần th iết thực tron g việc cải tạo tính liên tục cung cấp điệ n cho hộtiêu thụ - TĐL cịn có ưu điểm quan trọng , đặc biệt cho đường dây từ tải cao áp (trên 66kV) khảnăng g iữ ổn đị nh đồng bộcho h ệthống - Trên đườn g dây truyền tải nối H T lớn với nhau, việc tách rời HT có thểgây ổn đị nh Việc tách rời có th ểxảy tình trạng : b ên thiết hụt côn gsuất, bên dưthừa công suất Trường hợp việc đóng lại kị p thời cho p hép HTĐ tự động cân b ằng trở lại Đây ưu điểm quan trọng việc đóng lại đường dây truyền tải - Điều kiện: I  cb 1, 05U x dx HT 3,  trị sốhiệu dụng dịng cân đón g MF kh ơng vượt 3,5 lần dòng điện điện mức MF Phạm vi ứn g dụng: - Khi cần hòa điện nhanh MF vào hệthốn g - Được dùng chủyếu cho nhà máy thủy điện, kểcảcác loại lớn - Dùng cho MF điện turb ine h nối thành bộvới MBA tăng áp có cơng suất lớn 3MW 8) Các tính m áy cắt tự đóng lại cho m ạng phân phối (ACR), lĩ nh vực áp dụng Máy cắt tự đóng lại: (ACR) Máy cắt TĐL t hiết bịtrọn bộg ồm MC m ạch điều khiển cần thiết cảm nhận tín h iệu dịng điện, đểđị nh thời gian cắt đóng lại đường dây cách tự động có sựcốt hống qua, tái lập cu ng cấp điện Nếu cốkéo dái, ACR sẽkhó a TĐL sa u số lần t ác động đặt trước (3 lần ) nhưvậy cô lập vùng bịsựcốra khỏi hệthốn g Các tính làm vi ệc ACR: Ngày nay, với tiến kỹthu ật điện tử - vi xử lý công nghệvật liệu mới, ACR có thểkết h ợp nhiều chức bảo vệ, kèm theo đặc tín h h ỗtrợ đắc lực cho chức bảo vệnhằm đáp ứng cách cơđộn g nhanh chóng cho yêu cầu HTĐ 4 10) Tự đóng lại đường dây tải điện (ý nghĩ a, nguyên tắc t hực hiện, yêu cầu cơbản, t hiết bịtự đóng lại đường dây cao áp & trung áp) - Khi xuất sựcố1 ph a chạm đất, sơđồTĐL pha đơn sẽng ắ t chỉđóng lại ph a sựcốcủa MC, thếrơle TĐL sẽđược lắp đặt riêng rẽcho phần tửkhởi động, rơle cho pha Sựđó ng lại thành cơng s ẽđưa đến kết quảrơle trởlại cuối thời điểm thời gian phục h ồi, sẵn sàng đểđáp ứng lại sựcốmới Nhưng n ếu sựcốlà sựcốlâu dài sẽcắt khóa cả3 pha MC Ngắt khóa pha xảy cho sựcốgiữa pha NM chạm đát, điểm chạm đất thứ xuất tro ng thời gian chu kỳTĐL - Phối hợp tự động đóng lại pha & pha, sựcớpha đơn chạm đất sẽkhởi động ngắt p đóng lại, sựcốnhiều pha sẽkhởi động ng pha đóng lại Nếu TĐL k thành cơng sẽkhóa lại cả3 ph a Ý nghĩ a: - Cho phép phục hồi việc cung cấp điện ch o đường dây - Cải tạo tính liên tục cung cấp điện - Khản ă n g giữổn đị nh đồng bộcho HT - Cho phép HTĐtựđộng cân trởlại (quan trọng) Nguyên tắc th ực hiện: Nếu đường d ây cắt tức thời thời g ian điện đủlớn đểkh ửion h ồquang điện sin h rathì TĐL sẽthành cơng - TĐL bằn g cách kết hợp MC với h ệth ống TĐL (ARS) - S ửdụng MC TĐL (ACR) Các yêu cầu cơbản: - Tác động nh an h: theo qu an điểm đảm bảo cung cấp điện liên tục cho ph ụtải đảm b ảo ổn đị nh HTĐ th ì đóng lại nguồn điện nhanh tốt - Thiết bịTĐL phải làm việc với tất cảcác dạng hưhỏng d ẫ n đến cắt MC, n goại trừ trường hợp đóng MC tay có ng ắ n mạch Những đặc điểm ACR: - ACR thiết bịTĐL, thiết kếtrọn bộđểkết h ợp MC với chức n ăng rơle bảo vệvà rơle TĐL, tác động cách linh hoạt ởmạng điện có cơng suất thấp - ACR cắ t đóng lại đd cách tự độn g có cố thoáng qua, tái lập cung cấp điện Nếu sựcốkéo dài, ACR khóa TĐL sau sốlần tác động đặt trước nhưvậy cô lập vùng bịsựcốra kh ỏi hệthống - Khi lựa chọn ACR phải ý đến th ơng sốsau: điện áp, dịng cố cực đại vịtrí đặt ACR, d ịng tải cực đại, dòng sựcốcực tiểu tron g vùng bảo vệcủa ACR, khảnăng phối hợp với thiết bịbảo vệkh ác cảhai phía nguồn phía tải, độn hạy sựcốchạm đất - ACR có thểđược sửdụn g ởb ất kỳnơi HTĐ, miễn giá trịđị n h mức ACR phù hợp với nh ững yêu cầu hệthống - Thiết bịTĐL kh ông làm việc điều h ành viên m ởMC bằn g tay điều khiển từxa - S ơđồTĐL có thểkhó a hay cấm tác động tr/h ợp đặ c biệt - TĐL không lặp lặp lại tránh hưhỏng MC - TĐL phải tựđộng trởvềvịtrí ban đầu - Thời gian tối thiểu tín hiệ u đóng lại MC đủđểđóng MC chắn - Yêu cầu sơđồTĐL pha: xuất cố pha chạm đất, sơđồTĐL pha đơn sẽngắt chỉđó ng lại pha sựcố MC, thếrơle TĐL sẽđược lắp đặt riêng rẽcho từn g ph ầ n tửkh ởi độn g, rơle cho pha Nếu sựcốlà sựcốlâu dài sẽcắt khóa cả3 pha MC - Phối hợp TĐL p pha, ci61 pha đơn chạm đất khởi động ngắt pha đóng lại, cốn hiều poh a kh ởi động nắt p đóng lại Nếu TĐL khơng thành cơng khóa cả3 pha Thiết bịTĐL đường dây ca o áp trung áp: - ACR có chức sau: Chức bảo vệ + Chức điều khiển + Chức tựđóng lại + Chức đo lờn giám sát, truyền thôn g 12) Phân biệt bảo vệdòng điện cực đại bảo vệcắt nhanh Bảo vệdòng cực đại - Vùng BVCĐ gồm p hần tử bảo vệ phần tửlân cận Vùng BVCN chỉbảo vệ phần p hần tử bảo vệ - Dòng điện kh ởi động bảo vệ phải lớn h ơn dòng điện phụ t ải cực đại qua chỗđặt bảo vệ(I kđ> I lvmax) Chọn dòng điện kh ởi động lớn dòng điện NM lớn qu a chổđặt b ảo vệkh i NM phần tử bảo vệ (cuối vùng bảo vệ p hần tửđược bảo vệ) - Theo thiết bịđiện: TĐL đường d ây, đường dây, MBA - TĐL pha đường dây với hai nguồn cu ng cấp th ực có dạng sau: + TĐL không đồng + TĐL tức thời Phạm vi ứng dụn g: + TĐL chờđồng - + TĐL theo t ần số: HT tần sốb ịg iảm có thể1 số MC phụtải bịcắt, sau thiết bịTĐL đóng MC kh i tầ n sốđã khôi phục Nguyên tắc ch ung: - Ttác độn g nhanh kh i có cố, trì ổn đị nh đồng h ệthống 11) Phân biệt thiết bịtự đóng lại mạng điện truyền tải phân phối, làm vi ệc tự đóng lại pha pha Những đặc điểm ACR Phân biệt thiết bịtựđó ng lại ởmạng điện tru yền tải phân phối: - Đối với đd tru yền tải cao áp côn g suất lớn, cơng suất cắt MC địi hỏi phải lớn thời gian tác động MC phải nhanh Đây nhữn g nguyên nhân mà ngta chỉsử dụng MC kết hợp với h ệthống TĐL đểthực chứnăn g TĐL cho HTĐloại  thiết b ịTĐL ởmạng điện truyền tả i ARS: tự dóng trởlại bằn g cách kết hợp MC với hệthống tựđóng trởlại - Đối với đd phân phối có cơng suất kh ơng lớn, thiế t bịTĐL sử dụng ACR thiết kếtrọn bộđểkết h ợp MC với chức n ăng rơle b ảo vệvà rơle TĐL, sửdụng linh hoạt ởmạng điện phân ph ối, mạng điện mà có sốlần xảy sựcốthoáng qua thương đối thấp Sựlàm việc TĐL p pha: Bảo vệcắt nhanh Nguyên tắc hoạt động: - Theo tần sốtác động: TĐL lần TĐL nhiều lần - Theo sốph a tác động TĐL: TĐL pha TĐL pha + Được dùng r ộng rãi mạng hình tia tất cấp điện áp Trong mạng thấp h ơn 15kV, bảo vệ , cịn mạng điện ca o hơn, thường bảo vệdựtrữ Các đd gần n guồn cần cắt nhanh NM xảy để đảm bảo ổn đị nh HT BVCN kết hợp với bảo vệ dòng cực đại tro ng b ảo vệ dòng cấp, nhiều trường hợp có th ểdùng thay thếbảo vệphức tạp Các trị sốchỉ nh đị nh: - Thời gian tá c động: chọn theo nguyên tắc bậc th anh đểđảm bảo tính chọn lọc Thời gian tác độn g: khoảng tử0 ,02 ÷ 0,0 6s - Dịng kđộng: Dịng kđộng : I kđ R k k k  at mm sñ Ilv max ktv nBI kat = 1.2 ÷ 1.3 (hs an toàn) kmm = ÷ (hs mởmày) ksđ: hệsốsơđồ ksđ= Itv/Ikđ (hs trởvề) - I kđ R kat I NBmax kat = 1.2 ÷ 1.3 (hs an tồn) INB max : dịng ngắn mạch lớn t ạicuối vùng bảo vệ 13) Phân tích điểm giống khác 50/51? Phạm vi ứng dụng loại + Bào vệ50: Rơle dòng cắt n hanh  bảo vệcắt nhan h - Điện áp vào bộđo lường tổngg vectơcủa điện áp UĐ (điện áp đặt MBA tự ngẫu;, tỉlệvới điện áp đầu cực MF) U1 (điện áp thứcấ p MBA trung gian; tỉlệvới dòng tải) Ůvào = ŮĐ – ΔŮ1 + Bảo vệ51: Rơle dòng cực đại  bảo vệd òng cực đại Giống n hau: Là rơle bảo vệ, có nhiệm vụbảo vệ cá c p hần tử h ệthống điện Cả2 điều d ựa nguyên tắc b vệq uá dòng loại bảo vệt ác động dòng điện qua chổđặt thiết b ịtăng giá trịđị nh mức Khác nhau: 50 - - - - 51 Giá trịđặt ban đầu cho Ikđ lớn h ơn dòng phụ tải cực đại qua chổ đặt 51 : Ikđ_51 > I lvmax Thời gian ngắn mạch kh lớn, đoạn ởgần nguồn - Có độ nhạy tron g mạng ph ân nhiều nhá nh phụtải lớn Vùng bảo vệ rộng: gồm phần tử bảo vệ + phần vùng lân cận Trong đó: ŮĐ = K u.ŮF ΔŮ1 = R I nBI.n BU F - Góc αgiữa vectơŮĐ Ů1 có thểthay đổi cách chuyển cách nối MBA BG (X1 ) - BộAVR lu ôn hoạt động th eo chiều hướng giữkhông đổi giá trị điện áp đưa vào (U vào = const) Giá trịđặt ba n đầu cho 51 lớn dòng điện NM max qua chổ đặt 50 , NM phần tử bảo vệ (cuối vùng bảo vệcủa p htử bảo vệ) Ikđ_50 > INmmax Thới gian tác động nha nh, đảm bảo ổn đị nh HTkhi có NM ngồi nguồn + Nếu α> 90 : tác dụng tăng thêm ΔŮ, ŮĐ sẽgiảm xuống (dưới tác d ụng bộđiều áp)  cho ta đặc tuyến dốc xuống (đặc tuyến phụthuộc dương) + Nếu α< 90 : ngược lại ch o ta đặc tuyến d ốc lên (đặc tuyến phụth uộc âm) Có độnhạy cao Vùng bảo vệ h ẹp: ch ỉ1 phần vùng phần tử bảo vệ Phạm vi ứng dụng: - - Dùng rộng rãi mạng hình tia all cấp điện p Trong mạn g điện thấp 15kV, bảo vệ chính; cịn mạng điện áp cao thường bảo vệdựtrữ Các đườn g dây g ần ngu ồn cần cắt nh anh kh i NM xảy để đảm bảo ổn đị nh hệ thống Các phần tử bảo vệ khơng địi h ỏit gia n tác độn g cực nhan h  51 sử dụng tro ng trường hợp này, 51 sử d ụng vùng bảo vệđược yêu cầu bảo vệtương đối rộn g Cả rơle bảo vệ 50 & 51 sử dụng đồng thời để phối h ợp bảo vệ phần tử cần bảo vệ Các phần tử bảo vệ đòi hỏi thời gian tác động nhanh Rơle bảo vệ Ý nghĩ a độdốc đặc tính điều nh điện áp đầu cực MF: - Đặc tuyến đường thẳng nằm ng an g (đặc tuyến độc lập): MF làm việc riêng biệt (b ộđiều nh điện áp AVR bình thườn g điều khiển điện áp đầ u cực stator MF không đổi) - Đặc tuyế n đường thẳng dốc xuốn g (đặc tuyến phục thuộc dương): MF làm việc song song với - Đặc tuyến đường thẳng dốc lên (đặc tuyến phục th uộc âm): MF nối bộvới MBA tăng 15) Đặc điểm rơle kỹthuật số Ưu nhược điểm rơle số Đặc điểm rơle kỹthu ật số: - Thiết kếkiểu tích h ợp giá thành rẻdo tích hợp nh iều rơle Điều n ày làm tă ng độtin cậy cho rơle giảm thiểu sốdây n ối bên ngồi/ - Có thểsửdụn g lâu dài mà khơng cần phải bảo trì thườn g xuyên chức năn g tựg iám sát - Có độn hạy, chín h xác cao, th ời gian tác động n hanh - Nhiệm vụcủa AVR: tạo độ dốc cần th iết đặ c tuyến điề u n h UF = f(I f) Nói cách khác, bộAVR bộphận thay đổi độdốc đặc tuyến làm việc MF Các thông sốkhơn g bịnhiễu ngu n lý xửlý tín hiệu số - Các phím thao tác rơle hình hiển th ịđược thiết kế theo tiêu chuẩn kh oa học đại, hiển thịtrạng th HTĐ Cách làm việc b ộAVR: - Dễd àng đảm bảo việ c xuất liệu, thông qu a chương trình máy tính chỗhoặc từ thiết b ịđiều khiển từxa qua cổng giao tiếp giao thức tru yền thơ ng - Có thểtruyền thôn g với hệ th ống điều khiển cấ p cao sử dụng giao thức chuẩn - Có khảnăng lập trình nên có độlinh h oạt cao, dễdàng sử dụng cho đối thượng b ảo vệkhác 14) Mục đích tạo đặc tuyến AVR hệ thống điều nh điện áp đầu cực máy phát (AVR, cách làm việc, ý nghĩ a độdốc đặc tuyến) BộAVR xử lý khuế ch đại tính hiệu đk đầu vào điện áp đầ u cực MF đểtạo cách th ức th ích h ợp nh ằ m đk bộkích từ Ưu điểm: Ưu việt lớn rơle sốso với lo i rơle khác khảnăng tổ h ợp chức năn g bảo vệrất thuận lợi rộng lớn , việc trao đổi xử lý thô ng tin với khối lượng lớn tốc độcao làm tăng độ nhạy, độ xác, độtin cậy n hưmởrộng tính bả o vệ - Hạn chếđược nh iễu sai sốdo việc truyền thông tin b ằ n g số - Có khảnăng tựlập trình nên có độlinh hoạt cao, dểd àng sửdụng ch o đối tượng b ảo vệkhác n hau - Công suất tiêu thụn hỏ - Có khảnăng đo lườn g có thểnối mạng phục vụ cho điều khiển, giám sát, điều nh tựđộng từxa Nhược điểm: - Giá thành cao nên đòi hỏi phải có vốn đầu tưlớn đểth ay rơle cũbằng rơle số 6 - Đòi hỏi ng ười vận hành phải có trình độcao c bv đoạn gần  Có thểphối hợp thời g ian làm việ đểlàm giảm thời gian cắt NM bv đặ t gần nguồn - Phụthuộc n hiề u vào bên cung cấp hành việc sửa chửa nâng cấp thiết bị  Có thể giảm hệ số mở máy k mm chọn d òng điện kđộng bv 16) Tự động vận hành mạng kính LA (ngun lý hoạt động, trình tựlàm việc, phân tích ngắn mạch) + SGK - tr393 LA sơđồtự động ph ối hợp tác động thiết bịACR nhằm thay đổi tức thời cầu hình mạng điện phân phối vòng để phục hồi cun g cấp điện đến phân đoạn không bịsựcố, chúng bịmất điện sựcốởphân đoạn khác LA có thểtác phục hồi cấu hình hình thường mạng điện cách tựđộng phân đoạn sựcốđược sửa chửa Khuyết điểm:  Thời g ian cắt ngắn mạch tăn g kh i có d ịng điện NM có giá trì gần dịng điện khởi động  Đơi phối hợp đặc tín h thời gian tương đối phức tạp Độnhạy bảo vệ: - Đặt tên vịtrí ACR: - FR: ACR ởđầu phát tu yến, th ông thường ởtrạng thái đóng Độ nhạy bảo vệdịng cực đại đặ c trưng b ằng hệsố độ nhạy k nh Trịsốcủa xác đị nh tỉsốgiữa dịng qua rơle INmin ngắn mạch trực tiếp ởcuối vùng bảo vệvà dòng khởi động rơle I kđ - TR: sdụng nhưthiết b ịphân đo ạn tách h phát tuyến thông thường ởtrạng thái mở knh = INmin Ikđ với INmin dòng NM cực tiể u NM ởcuối vùng bảo vệ - MiR: vịtrí n ó có thểnằm bất kỳtrên mạng điện g iữa FR TR - Khi NM ởcuối phần tửđược bv (vùng chính) yêu cầu k nh > 1,5 Nguyên lý hoạt động: - Khi NM cuối vùng dựtrữ, yêu cầ u k nh > 1,2 Thực tự độn g lập ph ân đoạn sựcốvà tái cấ u hình mạng điện có thểd ựa vào quy luật sau: - Quy luật 1: FR sẽcắt kh i bịmất nguồn Đánh giá bảo vệdịng cực đại làm việc có th ời gian: - - Quy luật 2: MiR sẽtựđộng chu yển đến nhó m bv chếđộcắt đóng lại lần kh oảng thời g ian ngắn sau b ịmất nguồn - Quy luật 3: TR đóng kh i phía n guồn phía có nguồn 17) Khi có tình trạng tầm, tầm bảo vệkhoảng cách Cho ví dụminh họa Tính & vã đặc tính m ạch cho dòng điện bảo vệvà tổng trởđo rơle R - Hình 6.19 & giải thích hình trang 127SGK Tính chọn lọc: + Chỉđảm bảo tính ch ọn lọc mạng hình tia có nguồn cung cấp cách ch ọn thời gian làm việc theo nguyên tắc bậc thang tăng d ầ n theo hướng từxa đến gần nguồn + Khi có nguồn cun g cấp, yêu cầu chọn lọc khôn g thỏa mãn cho dù máy cắt bvệđược đặt ởcả2 phía đường dây Tác độn g nhan h: + Càng gần nguồn th ời gian làm việc bảo vệcàng lớn + Ở đoạn g ần nguồn cần ph ải cắt n hanh ng ắn mạch để đảm bảo sựlàm việc liên tục ph ần lại hệthốn g điện, kh i thời gian tác động bảo vệởcác đoạn lại lớn n hất + Thời g ian tác động chọn th eo ng uyên tắc bậc thang vượt q uá giới hạn ch o phép - D ưới tầm: rơle khoảng cách gọi tầm kh i tổng trở đườn g dây n hỏhơn tổng trởbiểu kiến đo tới điểm NM Phần trăm tầm đị nh nghĩ a: ŻR - ŻBV 100% ŻR - - Quá t ầ m tầm: rơle khoảng cách gọi tầm tổng tr ởđường dây tới điểm chạm lớn tổng trở biểu kiến đo rơle ŻR - ŻN 100% ŻR Độnhạy: + Độnhạy bảo vệbịhạn chếdo phải chọn Ikđ > Ilvmax có kểđến hệsốmởmáy k mm động Khi ngắ n mạch trực tiếp ởcu ối đườn g dây bảo vệ, độ nhạy yêu cầu > 1,5 (khi làm nhiệm vụbảo vệchính) + Độ nhạy nhưvậy nhiều trườn g hợp đảm b ảo Tuy nhiên công suất ng uồn thay đổi nhiều, bảo vệ làm nhiệm vụ dự trữ trường hợp ngắn mạch đoạn kề, độnh ạy có thểkhơng đạt yêu cầu Độ nhạy yêu cầu bảo vệkhi làm nhiệm vụdựtrữlà > 1,2 - Ưu & nhược điểm b ả o vệkhoảng cách (tr135-SGK) 18) Bảo vệdòng điện cực đại Nguyên tắc hoạt động: - Bảo vệ dòng điện cực đại loại b ảo vệ phản ứng với dòng phần tửđược bảo vệ Bảo vệsẽtác động dòng điện qua chỗđặt th iết bịbảo vệtăng giá trịđị n h trước n - Dòng khởi động bảo vệ Ikđ, tức dòng nhỏ q ua phần tửđược bảo vệmà có thểlàm cho bảo vệkhởi động, cần phải lớn dòng phụtải cực đại qua phần tửđược b ả o vệđể ngăn ngừa việc cắt phần tửkhi khơng có hưhỏng Thời gian tác động : - Rơle dịng điện có đặc tính thời g ian độc lập: thời gian làm việc ch ọn th eo nguyên tắc bậc th ang (từng cấp); bảo vệ đoạn sau gần nguồn có thời g ian làm việc lớn thời gian làm việc lớn bảo vệđoạn trước bậc chọn lọc vềthời gian Δt - Rơle có đặ c tính thời gian phụthuộc: + + Khi bội số dịng lớn , bảo vệ làm việc phần độc lậ p đặc tín h thời gian: thời gian làm việc chọn giống bảo vệcó đặc tính thời gian độc lập Khi bội sốdịng nhỏ, bảo vệlàm việc ởp hần ph ụthuộc đặc tín h thời gian: trường hợp n ày, sau phối hợp thời gian làm việc bảo vệ kề có th ểg iảm thời gian cắt ng ắ n mạch - Ưu nhược điểm bảo vệcó đặc tuyến ph ụthuộc là: + Ưu điểm: - Tính đảm b ảo: + Theo nguyên tắc tác động, cách thực sơđồ, sốlượn g tiếp điểm mạ ch th ao tác loại rơle sửdụng , b ảo vệ dòng cực đại xem loại bảo vệđơn giản làm việc đảm b ảo Ph ạm vi sửd ụng: - Được áp dụng rộng rãi mạng phân phối hình tia điện áp từ35kV trởxuống có ng uồn cung cấp thời gian làm việc n ằ m tron g giới h n ch o phép - Đối với đường dây có đặt kháng điện ởđầu đườn g dây, có thểáp dụn g bảo vệdịng cực đại ngắn mạch dịng khơng lớn lắm, điện áp dưtrên góp cịn cao nên bảo vệcó thểlàm việc với thời g ian tương đối lớn kh ơng ảnh hưởng n hiề u đến tình trạng làm việc chun g hệth ống điện 19) B ảo vệdòng điện cắt nhanh Nguyên tắc h oạt độn g: - BVDĐCN loại bv bảo đảm tính ch ọn lọc cách ch ọn d òng Ikđ lớn INM max qua chỗđặt bảo vệkhi NM ởn goài phần tửđược bv (cu ối bv ph ần tửđược b ảo vệ) - Khi ngắn mạch vùng bv, INM > I kđ bảo vệsẽtác độn g - BVDĐCn thường làm việc tức th ời h oặc với thời gian bé để nâng cao độnhạy mởrộng vùng bv 7 Bảo vệcắt nhanh đường dâ y có nguồn cu ng cấp: A B C RZ A - Vùng bảo vệ: ch ỉbao gồm phần đường dây đc cần bvệ - Dòng khởi động: Trong đó: RZ B RZC Ikđ= kat INbmax k at = 1,2 ÷ 1,3 hệsốan tồn INbmax - dịng NM mac cuối vùng bv (tại B) A B C - Thời g ian tác động: tức thời gồm thời gian làm việc ph ầ n tửđo lường, th ời gian tác động b v kh oảng ,02 ÷ 0,06 s 20) Đánh giá phạm vi ứng dụng bảo vệdịng có hướng I R  I N(3) Nguyên tắc hoạt động: - Bảo vệdòng điện có hướng loại bảo vệtác động theo giá trị dịng điện chỗnối bvệvà góc pha gi ữa dịng điện với điện áp góp trạm có đặt bvệ Bả o vệ tác động n ếu dòng điện vượt giá trịđị nh trước (Ikđ) góc pha phù hợp với trường hợp ngắn mạch đườn g dây bvệ - Thời gian tác động: theo đặc tín h thời gian độc lập, thời gian làm việc bảo vệ xác đị n h theo ng uyên tắc bậc thang ngược chiều Tất cảcác bvệcủa mạng chia thành nhóm theo hướng tác động b ộphận đị nh hướng công suất Thời gian làm việc n hóm chọn th eo nguyên tắc bậc thang nhưđã xét b vệd òng cực đại Đánh giá bảo vệdịng có hướng: - Tính chọn lọc: + Tính chọn lọc tác động bảo vệđạt nh ờchọn thời gian làm việc theo nguyên tắc bậc thang ngược chiều nh au dùng bộphận đị n h hướng cơng suất + Tính chọn lọc đảm bảo mạng vịng có nguồn cung cấp kh i khơng có nhữn g đường ch éo khơng qua nguồn mạng hình tia có sốnguồn cung cấp tùy ý + - Khi NM pha: Trong mạng vịng có sốnguồn cu ng cấ p lớn tính chọn lọc khơng th ểđảm bảo khơng thể chọn th ời gian làm việc theo ng uyên tắc bậc thang Bảo vệ không đảm bảo chọn lọc mạng vịng có nguồn cu ng cấp có đườn g chéo khơng q ua ng uồn,trường hợp phần mạng g iới h n đườn g ch éo xem nhưcó hai nguồn cung cấp - Tác động nhanh : đa sốtrường h ợp bvệcó thời gian làm việc lớn - Độnhạy: độ nhạy bảo vệbịgiới hạn dòng khởi động b ộphận kh ởi động Đánh giá bảo vệdịng có hướng: - BV dịng điện có h ướng đơn giản đảm bảo tác động ch ọn lọc mạng cung cấp từ2 phía - S dụng kết h ợp cắt nhanh có hướng với BV dịng điện có hướng ta nhận BV tron g n hiều trường hợp có độ nhạy nhưthời gian tác động thỏa mãn yêu cầu U R  U P  IN (3) UR  Z (3) Z l l R  IR l:chiều dài chỗđặt bảo vệtối chỗNM - Khi NM pha: (B & C) I R I b I c 2 N N(2) U R U BC 2 N N(2)  Zl l  UR  Z (2) Z l l R  IR - Khi NM pha chạm đất: Do có dịng chạm đất, dịng pha A sẽcho tín h iệu sai → hiệu nh dịng gọi lại dòng bù Rơle UR IR A Ua Ia + 3KCI0 B Ub Ib + 3KCI0 B Uc Ic + 3KCI0 Với: Z Z1 KC  3Z Chọn tham sốbảo vệ: - Cấp I bảo vệ: Z Ikñ k1 Z L1 k1  Z1 l  t I 0 s Trong đó: k = 0,8 ÷ 0,9 → 0,85 Z - tổn g trởth ứtựth uận 1km đườn g dây l - chiều d ài đường d ây bảo vệ : - Cấp II bảo vệ Z IIkñ k11  Z1l AB k1 Z BI  t II t I t Trong đó: k = 0,85 ÷ 0,9 → 0,9 - Nhược điểm: Zl l  k 11 = 0,8 ÷ → 0,85 + Thời gian tác động lớn , nh ất BV gần nguồn Z - tổng trởkđộn g cấp I nh ỏnhất phtửkếđd bảo vệ + Có độnhạy tron g mạng với phụtải lớn bội sốdòng NM nhỏ (đườn g dây: Z I 0,85Z ; MBA: Z I Z ) B BC B T + Có vùng chết NM ba ph a - Trong m ạng điện tới 35kV: bv q dịng điện có hướng dùng rộng rãi làm bv Trong mạng 110kV & 220kV, chủyếu làm bv dự trữ sử dụng kết hợp với cắt nhanh có hướng làm bv 21) BẢO V ỆKHOẢNG CÁCH Đặc tín h thời gian/khoảng cách : I B H ệth ống có ng uồn B:   k Z IIkñ k11 Z1l AB  Z BI    k pd   Dòng NM qua bảo vệ k pd  Dòng NM cuối vùng bảo vệ Z IIkđ Độnh ạy: k  nh ZL1 1, Nếu độnhạy vùng II ko bả o đảm (knh < 1,2) ta phải p hối hợp lại với ph ần tửtiếp theo: vuøng I vuøng II vuøng III - Vùng I = 80% tổng trởđườn g dây bảo vệ - Vùng II = đdây bảo vệ+ 50% đdây thứhai ngắn - Vùng III T = 1,2(đdây b ảo vệ+ đdây thứhai dài nhất) - Vùng III N = 20% hướng ngược đdây bảo vệ Sơđồnối rơle tổng trởnối vào Udây hiệu sốdòng pha:   k Z IIkñ_A k11  Z l  Z IIB   AB k  pd   II II t A tB t - Cấp III bảo vệ: 1,  ; Z ;  Z III Z max  Z BC T kñ  AB  III II t A tB t