Máy cắt của khách hàng sử dụng lưới điện truyền tải có liên hệ trực tiếp với
điểm đấu nối và các hệ thống bảo vệ, điều khiển, đo lường đi kèm phải có đủ khả
năng đóng cắt dòng điện ngắn mạch lớn nhất có thể xảy ra tại điểm đấu nối do đơn vị vận hành hệ thống điện và thị trường điện tính toán, xác định.
Tất cả các thiết bị trực tiếp đấu nối vào lưới điện truyền tải phải có đủ khả
năng chịu đựng dòng ngắn mạch lớn nhất có thể xảy ra tại điểm đấu nối theo tính toán và thông báo của đơn vị truyền tải và vận hành hệ thống điện về giá trị dòng ngắn mạch lớn nhất có thể xảy ra tại điểm đấu nối có trong quy hoạch phát triển
điện lực quốc gia đã được phê duyệt.
Máy cắt thực hiện thao tác tại điểm đấu nối với lưới điện truyền tải phải
được trang bị hệ thống kiểm tra đồng bộ nếu hai phía máy cắt đều có nguồn điện và
được trang bị dao cách ly kèm theo các phương tiện khoá liên động để đảm bảo an toàn khi sửa chữa, bảo dưỡng thiết bị, trừ trường hợp có thoả thuận khác với đơn vị
truyền tải điện.
2.2.3 Yêu cầu đối với hệ thống bảo vệ rơ le
Trong hệ thống lưới điện truyền tải thì hệ thống bảo vệ rơ le đóng vai trò cực kỳ quan trọng, nó đảm bảo cho các thiết bị trọng yếu nhưđường dây, máy biến áp, máy phát điện,…và toàn bộ lưới điện làm việc an toàn. Các thiết bị bảo vệ có nhiệm vụ phát hiện và loại trừ càng nhanh càng tốt các phần tử sự cố ra khỏi lưới để có thể
ngăn chặn và hạn chế đến mức thấp nhất những hậu quả của sự cố trong đó phần lớn là các dạng ngắn mạch. Để thực hiện được các chức năng và nhiệm vụ quan trọng vừa nêu, thì hệ thống rơ le bảo vệ phải đáp ứng được các yêu cầu cơ bản: độ
Khách hàng sử dụng lưới điện truyền tải có trách nhiệm thiết kế, lắp đặt và thử nghiệm hệ thống bảo vệ rơ le trong phạm vi lưới điện của mình nhằm đạt được các yêu cầu về tác động nhanh, độ nhạy, độ tin cậy và tính chọn lọc khi loại trừ sự
cố. Việc phối hợp trang bị, lắp đặt các thiết bị bảo vệ rơle cho điểm đấu nối phải
được thỏa thuận giữa đơn vị vận hành hệ thống điện và thị trường điện, đơn vị
truyền tải điện và khách hàng sử dụng lưới điện truyền tải.
Thiết bị bảo vệ rơ le của khách hàng sử dụng lưới điện truyền tải và đơn vị
truyền tải điện có liên quan đến điểm đấu nối phải được chỉnh định theo phiếu do
đơn vị vận hành hệ thống điện và thị trường điện ban hành.
Trong trường hợp thiết bị bảo vệ của khách hành sử dụng lưới điện truyền tải
được yêu cầu kết nối với thiết bị bảo vệ của đơn vị truyền tải điện thì các thiết bị
này phải đáp ứng được các yêu cầu của đơn vị truyền tải điện về giao thức kết nối. Khách hàng phải trang bị bảo vệ chống máy cắt từ chối tại tất cả các máy cắt của mình có liên hệ với điểm đấu nối. Khi máy cắt nối trực tiếp với điểm đấu nối không cắt được sự cố thì bảo vệ chống máy cắt từ chối phải khởi động cắt không trì hoãn tất cả các máy cắt liên quan với điểm sự cố trong vòng 60ms tiếp theo. Trong một số trường hợp lưới điện của khách hàng sử dụng lưới điện truyền tải bị sự cố, thiết bị bảo vệ rơ le trong lưới điện của khách hàng sử dụng lưới điện truyền tải có thể được phép gửi lệnh đi cắt các máy cắt trên lưới điện truyền tải nhưng phải được sự chấp thuận của đơn vị truyền tải điện và cấp điều độ có quyền điều khiển đối với các máy cắt này và phải được ghi trong thỏa thuận đấu nối.
Nhà máy điện phải được trang bị hệ thống hoà đồng bộ chính xác. Tổ máy phát điện phải được trang bị bảo vệ chống mất kích từ và bảo vệ chống trượt cực từ.
Phạm vi và cách bố trí các thiết bị bảo vệ rơ le cho tổ máy phát, máy biến áp, thanh cái và đường dây đấu nối vào lưới điện truyền tải phải đáp ứng theo Quy định về yêu cầu kỹ thuật đối với hệ thống bảo vệ rơ le và tự động hóa trong nhà máy
điện, trạm biến áp.
Dưới đây là một số yêu cầu kỹ thuật cũng như các cấu hình yêu cầu của hệ
2.2.3.1Độ tin cậy
Độ tin cậy là tính năng đảm bảo cho thiết bị bảo vệ làm việc đúng, chắc chắn.
Độ tin cậy tác động (dependability) là mức độ chắc chắn rằng rơ le hoặc hệ
thống rơ le sẽ tác động đúng hay là khả năng bảo vệ làm việc đúng khi sự cố xảy ra trong phạm vi đã được xác định trong nhiệm vụ bảo vệ.
Độ tin cậy không tác động (security) là mức độ chắc chắn rằng rơ le hoặc hệ
thống rơ le sẽ không làm việc sai hay chính là khả năng tránh làm việc nhầm ở chế độ vận hành bình thường hoặc sự cố xảy ra ngoài phạm vi bảo vệ.
Trong thực tế độ tin cậy tác động có thể kiểm tra được một cách dễ dàng bằng tính toán và thực nghiệm, còn độ tin cậy không tác động rất khó kiểm tra vì tập hợp các trạng thái vận hành và tình huống bất thường dẫn đến tác động sai của bảo vệ không thể lường trước được.
Đối với lưới điện truyền tải, đường dây mang một lượng điện năng rất lớn, nếu sự cố các đường dây này sẽ gây hậu quả nghiêm trọng về an ninh, kinh tế xã hội; hơn nữa chi phí cho thiết bị bảo vệ cũng rất nhỏ so với chi phí đầu tư của lưới
điện truyền tải nên để đảm bảo an toàn tối đa thì theo các quy định hiện hành độ tin cậy của hệ thống rơ le bảo vệ của khách hàng sử dụng lưới điện truyền tải không
được nhỏ hơn 99%. Để nâng cao độ tin cậy thì yêu cầu các rơ le và hệ thống rơ le phải có kết cấu chắc chắn, công nghệ tiên tiến và đã được thử thách qua thực tế sử
dụng, mặt khác cần phải tác động cắt từ hai đầu đường dây để tránh cắt nhầm. Để đảm bảo yêu cầu vềđộ tin cậy theo đúng các quy định hiện hành thì những yêu cầu cơ bản cho hệ thống bảo vệ rơ le của khách hàng cần tuân theo:
- Có ít nhất 2 hệ thống rơ le độc lập:
+ Các rơ le độc lập;
+ Các mạch biến điện áp độc lập;
+ Các biến dòng độc lập;
+ Mỗi hệ thống bảo vệ phải có phương pháp phân tích tính toán khác nhau hoặc nguyên lý hoạt động khác nhau.
- Yêu cầu phải có hai kênh thông tin liên lạc độc lập về vật lý phục vụ cho việc truyền tín hiệu rơ le bảo vệ giữa hai đầu đường dây với thời gian truyền không lớn hơn 20ms. Thường sử dụng cáp quang làm kênh chính và kênh tải ba (PLC) hoặc vi ba làm kênh thứ hai.
2.2.3.2 Tính chọn lọc
Tính chọn lọc là khả năng của bảo vệ có thể phát hiện và loại trừđúng phần tử sự cố ra khỏi hệ thống. Cấu hình của hệ thống càng phức tạp việc đảm bảo tính chọn lọc của bảo vệ càng khó khăn.
Theo nguyên lý làm việc, các bảo vệ được phân ra: bảo vệ có độ chọn lọc tuyệt đối và bảo vệ có độ chọn lọc tương đối. Bảo vệ có độ chọn lọc tuyệt đối là những bảo vệ chỉ làm việc khi sự cố xảy ra trong một phạm vi hoàn toàn xác định, không làm nhiệm vụ dự phòng cho các phẩn tử lân cận.
Bảo vệ có độ chọn lọc tương đối ngoài nhiệm vụ bảo vệ chính cho đối tượng
được bảo vệ còn thực hiện chức năng dự phòng cho bảo vệ đặt ở các phần tử lân cận.
Để thực hiện yêu cầu về chọn lọc đối với các bảo vệ có độ chọn lọc tương
đối, phải có sự phối hợp giữa đặc tính làm việc của các bảo vệ lân cận nhau trong toàn hệ thống nhằm đảm bảo mức độ liên tục cung cấp điện cao nhất, hạn chế đến mức thấp nhất thời gian ngừng cung cấp điện.
Cấp bảo vệ chính của các phần tử chủ yếu như máy biến áp tự ngẫu, đường dây, kháng điện,… phải sử dụng loại bảo vệ có tính chọn lọc tuyệt đối như bảo vệ
so lệch dòng điện, so lệch pha… các cấp bảo vệ dự phòng giữa các phần tử lân cận nhau phải được phối hợp về thời gian đảm bảo độ chọn lọc cần thiết.
2.2.3.3 Tác động nhanh
Đối với lưới điện truyền tải thì việc bảo vệ phát hiện và cách ly phần tử sự cố
cầu tác động nhanh cần phải sử dụng những loại bảo vệ phức tạp và đắt tiền. Thời gian cắt sự cố TC gồm hai thành phần: thời gian tác động của bảo vệ TBV và thời gian tác động của máy cắt TMC.
TC =TBV +TMC
Muốn giảm thời gian cắt TC thì phải giảm cả 2 thành phần TBV và TMC, đồng thời phải phối hợp giữa chúng để TC đạt yêu cầu. Đối với các bảo vệ hiện đại thì TBV = 0,01s - 0,02s còn máy cắt SF6 thời gian cắt khoảng 40ms. Theo các quy định hiện hành thì thời gian loại trừ sự cố trên các phần tử trong hệ thống điện của khách hàng sử dụng lưới điện truyền tải bằng các bảo vệ rơ le chính không vượt quá các giá trịđược nêu trong bảng dưới đây.
Bảng 2.1Dòng điện ngắn mạch và thời gian tối đa loại trừ ngắn mạch Cấp điện áp Dòng điện ngắn mạch lớn nhất cho phép (kA) Thời gian tối đa loại trừ ngắn mạch bằng bảo vệ chính (ms) 500kV 40 80 220kV 40 100 110kV 31,5 150 2.2.3.4 Độ nhạy Độ nhạy đặc trưng cho khả năng “cảm nhận” sự cố của rơ le hoặc hệ thống bảo vệ và tính bằng hệ số độ nhạy Knh. Độ nhạy thực tế của bảo vệ phụ thuộc rất nhiều yếu tố, trong đó quan trọng nhất phải kể đến: chế độ làm việc của hệ thống (mức độ huy động nguồn), cấu hình của lưới điện, dạng ngắn mạch và vị trí điểm ngắn mạch, nguyên lý làm việc của rơ le, đặc tính của quá trình quá độ trong lưới truyền tải. Yêu cầu đối với hệ thống bảo vệ rơ le của khách hàng đấu nối lưới truyền tải phải đảm bảo:
- Bảo vệ chính: Knh = 1,5 ÷ 2 - Bảo vệ dự phòng: Knh = 1,2 ÷ 1,5
Mặt khác đểđảm bảo độ nhạy cần thiết thì bản thân các thiết bị và kênh dẫn của hệ thống rơ le phải được bảo vệ chống ảnh hưởng của các hài bậc cao, nhiễu do
cảm ứng điện từ trong quá trình quá độ, quá trình đóng máy cắt điện và thao tác các phần tử khác trong hệ thống điện.