Xây dựng phương án cung cấp điện cho khu vực có đường dây kép và trạm biến áp có bảo vệ quá dòng cắt nhanh

Nguyên tắc làm việc

Tuy nhiên trên thực tế để ngăn chặn bảo vệ có thể làm việc sai khi có sét đánh vào ĐZ gây ngắn mạch tạm thời do van chống sét hoạt động hoặc khi đong MBA không tải (dòng từ hoá không tải của MBA có thể vượt quá trị số đặt của bảo vệ cắt nhanh) hoặc trong các chế độ nhiễu loạn thành phần sóng hài khác với sóng hài có tần số 50Hz lớn, thông thường người ta cho bảo vệ làm việc với thời gian trễ khoảng (0,05 ÷ 0,08) sec đối với rơle cơ và (0,03 ÷ 0,05) sec với rơle số. Điều này có nghĩa là bảo vệ không áp dụng được nếu tỷ số dòng ngắn mạch khi có sự cố ở hai đầu ĐZ trong chế độ cực đại nhỏ hơn tỷ số dòng ở đầu xa nguồn trong chế độ cực đại (ứng với Znguồn max) và chế độ cực tiểu, tức là: Như vậy, khi nguồn điện hệ thống biến động mạnh hay có dao động điện lớn trong hệ thống do ngắn mạch ngoài, bảo vệ quá dòng cắt nhanh hoặc sẽ không thể tác động hoặc sẽ tác động không chọn lọc tuỳ theo giá trị cài đặt của nó trong chế độ làm việc nào.

Vùng tác động

Trên thực tế bảo vệ quá dòng cắt nhanh có thể kết hợp với các thiết bị tự động đóng lặp lại TĐL để vừa có thể cắt nhanh sự cố vừa tăng khả năng tự động hoá trong hệ thống điện, đảm bảo yêu cầu cung cấp điện. Nếu giữa hai nguồn cung cấp (hình 2.10) ngoài ĐZ liên lạc chính còn có ĐZ liên lạc phụ khác (mạch vòng) thì sau khi bảo vệ một đầu đã tác động cắt máy cắt, dòng ngắn mạch qua bảo vệ ở đầu còn lại có thể tăng lên và bảo vệ sẽ tác động, nghĩa là vùng tác động của bảo vệ cắt nhanh ở đầu này có thể được mở rộng ra (hiện tượng khởi động không đồng thời).

Các phần tử rơle và nguyên lý hoạt động 1) Mã nhị phân và SELogic điều khiển tính toán

Nếu vị trí chuyển mạch điều khiển ở vị trí ON ( tương ứng vị trí bit xác nhận mức logic 1 ) khi năng lượng mất, nó sẽ quay trở lại vị trí ON ( tương ứng bit vị trí vẫn xác nhận logic 1 ) khi năng lượng được phục hồi. Nếu chuyển mạch điều khiển ở vị trí OFF (bit logic xác nhận lại logic 0) khi năng lượng mất, nó sẽ trở lại vị trí OFF (tương ứng bit logic vẫn xác nhận mức logic 0 ) khi năng lượng được phục hồi. Nếu giá trị đặt trong rơle thay đổi, trạng thái của những bits vị trí (mã nhị phân LB1 tới LB8 ) sẽ được giữ lại, giống như phần giải thích ở mục “mất năng lượng”. Trừ trường hợp, nếu có thêm một vị trí mới của chuyển mạch điều khiển vị trí được cài đặt như chuyển mạch dạng OFF/MOMENTARY. Vì thế tương ứng bit vị trí bắt buộc phải bắt đầu từ logic 0 sau khi thay đổi cài đặt, mà không xét tới trạng thái bit vị trí trước thay đổi cài đặt. Nếu chuyển mạch điều khiển vị trí không hoạt động vì một giá trị đặt thay đổi, thì tương ứng bit vị trí được cố định ở mức logic 0. 4) Chuyển mạch điều khiển từ xa.

Nếu chuyển mạch đang ở vị trí ON (bit điều khiển xác nhận logic 1) trước khi giá trị đặt thay đổi, nó sẽ trở lại vị trí ON (bit điều khiển vẫn xác nhận logic 1) sau khi giá trị đặt thay đổi. Tương tự với chuyển mạch ở vị trí OFF cũng như vậy, vẫn giữ lại trạng thái khi thay đổi cài đặt. 5) Phần tử quá dòng cắt nhanh. Bình thường thì dòng điện pha là dòng điện đầu ra của bộ lọc số cosin, nhưng trong suốt thời gian máy biến dòng bão hòa thì dòng điện pha là dòng điện đầu ra của máy dò đỉnh xung. Giá trị đặt của SELogic điều khiển tính toán 51P1T ( momen điều khiển phần tử quá dòng thời gian pha 51P1T ) điều khiển đầu ra của dòng điện IP ở trong bộ so sánh tác động và hàm đặc tuyến thời gian/ thời gian trở về.

Nếu dòng điện IP vượt quá giá trị đặt dòng tác động 51P1P ( phần tử 51P1T đang trong thời gian hoạt động hoặc trong thời gian nghỉ ) và sau đó dòng điện IP thấp hơn giá trị đặt dòng tác động 51P1P, phần tử 51P1T bắt đầu thời gian trở về, hoạt động theo thời gian trở về điện cơ. Nếu dòng điện IP trên mức giá trị đặt dòng tác động 51P1P ( phần tử 51P1T đang ở thời gian hoạt động hoặc thời gian nghỉ ) và sau đó dòng điện IP thấp hơn giá trị đặt dòng tác động 51P1P,có chu kỳ thứ nhất trễ trước khi phần tử 51P1T xong quá trình trở về. Đầu ra bộ thời gian ( cài đặt TDURD ) ở mức logic 1 cho khoảng thời gian của chu kỳ “TDURD” ở bất kỳ thời điểm quan sát tăng góc đầu vào ( sự biến đổi từ logic 0 tới logic 1).

Yêu cầu cơ bản đối với thiết bị TĐD

Dù việc cung cấp cho hộ tiờu thụ từ nhiều phớa cú ưu điểm rừ ràng như vậy nhưng phần lớn các trạm có hai nguồn cung cấp trở lên đều làm việc theo sơ đồ một nguồn cung cấp. Cách thực hiện sơ đồ như trên sẽ ít tin cậy nhưng đơn giản hơn và trong nhiều trường hợp làm giảm dòng ngắn mạch, giảm tổn thất điện năng trong MBA, đơn giản bảo vệ rơle. Khi phát triển mạng điện, việc cung cấp từ một phía thường là giải pháp được lựa chọn vì những thiết bị điện và bảo vệ đã đặt trước đó không cho phép thực hiện sự làm việc song song của các nguồn cung cấp.

 Sơ đồ TĐD phải tác động khi mất điện áp trên thanh góp hộ tiêu thụ vì bất cứ lí do gì, chẳng hạn như khi cắt sự cố, cắt nhầm hay cắt tự phát máy cắt của nguồn làm việc, cũng như khi mất điện áp trên thanh góp của nguồn làm việc. Ví dụ, nếu ngắn mạch trên thanh góp C (hình 6.1a) thì khi TĐD đóng 4MC, thiết bị bảo vệ rơle lại tác động cắt 4MC, điều đó chứng tỏ ngắn mạch vẫn còn tồn tại, do vậy không nên cho TĐD tác động lần thứ 2.  ttkđ : khoảng thời gian lớn nhất từ lúc mất điện đến khi đóng nguồn dự trữ mà các động cơ nối vào thanh góp hộ tiêu thụ còn có thể tự khởi động.

Cắt nhanh ngắn mạch lúc này là cần thiết để ngăn ngừa việc phá hủy sự làm việc bình thường của nguồn dự trữ đang làm việc với các hộ tiêu thụ khác.

TĐD đường dây

Tuy nhiên, thời gian này càng nhỏ thì thời gian ngừng cung cấp điện cho các hộ tiêu thụ càng bé, vì vậy khi tính chọn cần phải đặt điều kiện thế nào để thời gian của rơle RT là nhỏ nhất có thể được. Rơle RU> không được trở về khi trên mạch dự trữ có điện áp cao hơn điện áp làm việc cực tiểu Ulvmin (Ulvmin là điện áp nhỏ nhất mà các động cơ còn có thể tự khởi động được). Giả thiết máy biến áp B2 bị hư hỏng, thiết bị bảo vệ rơle tác động cắt máy cắt 3MC và 4 MC, sau đó thiết bị TĐD sẽ khởi động và đóng máy cắt 5MC.

Lưu ý là nếu máy biến áp B1 được thiết kế chỉ đủ để cung cấp cho phụ tải phân đoạn I thì trong thiết bị TĐD cần phải có thêm mạch đưa tín hiệu đi cắt bớt những phụ tải kém quan trọng ở cả hai phân đoạn trước khi đóng máy cắt 5MC. Trong sơ đồ, mạch điện mở máy cắt 4MC được nối qua tiếp điểm phụ của 3MC nhằm tạo sự liên động để khi mở máy cắt 3MC sẽ đồng thời mở luôn cả máy cắt 4MC. Để cắt nhanh máy cắt phân đoạn khi ngắn mạch tồn tại trên thanh góp hạ áp của trạm, trong sơ đồ TĐD cần có thêm bộ phận tăng tốc độ tác động của bảo vệ máy cắt phân đoạn sau TĐD (không vẽ bộ phận này trên hình 6.4).

Khác với sơ đồ TĐD đường dây đã xét trước đây (hình 6.3), trong sơ đồ TĐD máy cắt phân đoạn không có bộ phận khởi động điện áp giảm vì không cần thiết trong trường hợp này.

TỦ CHUYỂN NGUỒN TỰ ĐỘNG ATS

• Đèn báo Mains Available sáng báo hiệu Điện Lưới nằm trong phạm vi cho phép. • Đèn báo Mains On Load sáng báo hiệu Điện Lưới đang cung cấp ra cho phụ tải. • Đèn báo Generator On Load sáng báo hiệu Điện Máy đang cung cấp ra cho phụ tải.

• Hoãn phục hồi điện lưới trở lại (Delay On Restoration), thời gian này tuỳ chỉnh. • Hoãn đóng điện lưới vào phụ tải (Delay On Transfer), thời gian này tuỳ chỉnh. • Bộ ATS cho phép người sử dụng chọn nguồn Điện Lưới hay Điện máy cung cấp ra phụ tải khi cần thiết thông qua công tắc Manual Switch.

Thường sử dụng Contactor hoặc máy cắt điện lưới MCCB 3 phase tùy theo công suất máy.