8. TÍNH TOÁN CHỈNH ĐỊNH VÀ KIỂM TRA SỰ LÀM VIỆC CỦA CÁC RƠLE BẢO VỆ
8.2.2. Kiểm tra sự làm việc của bảo vệ solệch có hãm
Việc kiểm tra sự làm việc của bảo vệ so lệch được chia ra 2 phần:
- Kiểm tra độ an toàn hãm của bảo vệ với các sự cố ngoài vùng: với các sự cố ngoài vùng yêu cầu bảo vệ không tác động vì vậy phải kiểm tra xem bảo vệ có hãm tốt hay không. Phần này sẽ được kiểm tra với dòng ngắn mạch max (dòng ngắn mạch tính được ở chế độ max)
- Kiểm tra độ nhạy tác động của bảo vệ với các sự cố trong vùng: với các sự cố trong vùng yêu cầu bảo vệ phải tác động vì vậy phải kiểm tra xem bảo vệ có phát hiện được các sự cố với dòng ngắn mạch min hay không (dòng ngắn mạch tính được ở chế độ min).
66 Nguồn 115kV 10,5kV N2' N3' N2 N1' N1 N3 Vùng bảo vệ
Hình 8.9 Vị trí các điểm sự cố để kiểm tra sự làm việc của BV so lệch MBA
a. Kiểm tra độ an toàn hãm của bảo vệ khi có sự cố ngoài vùng
Dòng điện đưa vào rơle gồm có hai thành phần, được tính theo công thức: Isolệch = ISL= Icao – Itrung - Ihạ= Iqua BI1 – Iqua BI2 – Iqua BI3
Ihãm = IH= |Icao| + |Itrung| + |Ihạ|= |Iqua BI 1| + |Iqua BI 2| + |Iqua BI 3|
Theo lý thuyết khi sự cố ngoài vùng hoặc chế độ làm việc bình thường thì tổng dòng điện đi vào máy biến áp bằng tổng dòng điện đi ra khỏi máy biến áp nên dòng điện so lệch phải bằng không: Isolệch = ISL= Icao – Itrung - Ihạ= 0
Thực tế do các biến dòng điện BI không phải là lý tưởng nên các đặc tính của chúng không giống nhau hoàn toàn; chính do sự sai khác về đặc tính của các BI dẫn tới sẽ có một dòng điện không cân bằng chạy qua rơle trong chế độ sự cố ngoài vùng.
Isolệch = ISL= Icao – Itrung - Ihạ= Ikcb
Giá trị dòng điện không cân bằng này có xu hướng làm cho rơle tác động nhầm, để tránh cho rơle làm việc nhầm trong trường hợp này ta phải kiểm tra xem dòng điện hãm khi đó có đủ khả năng hãm rơle (nghĩa là có thắng được tác động của dòng không cân bằng) hay không. Giá trị dòng điện không cân bằng rất khó xác định chính xác, nhưng một cách gần đúng có thể xác định theo công thức:
Ikcb = ISL=(kkck*kđn*fi+ΔU)*INngmax
Trong đó:
- kkck =1 là hệ số kể đến ảnh hưởng của thành phần dòng điện không chu kỳ trong dòng điện ngắn mạch đến đặc tính làm việc của BI.
- kđn =1 là hệ số thể hiện sự đồng nhất về đặc tính làm việc của các BI
kđn =1 nghĩa là đặc tính làm việc của các BI khác nhau hoàn toàn
kđn =0 nghĩa là đặc tính làm việc của các BI giống nhau hoàn toàn (điều này chỉ là lý thuyết, thực tế sẽ không xảy ra)
67 fi =0,1 là sai số cho phép lớn nhất của BI dùng cho mục đích bảo vệ rơle (fi =
10%)
ΔU : là ảnh hưởng của việc chuyển đổi đầu phân áp đến độ lớn dòng điện không cân bằng chạy qua rơle.
Nếu phạm vi điều chỉnh đầu phân áp là 9x1,78% thì có thể tính ΔU theo công thức: 16 , 0 100 78 , 1 * 9 U
INngmax :là dòng điện ngắn mạch ngoài lớn nhất có thể chạy qua máy biến áp. Tổng kết: giá trị dòng điện không cân bằng lớn nhất có thể là
Ikcb = ISL=(kkck*kđn*fi+ΔU)*INngmax= (1*1*0,1+0,16)*INngmax= 0,26*INngmax
- Kiểm tra độ an toàn hãm khi có sự cố ngoài vùng tại phía 110kV
o Với sự cố 3 pha, 2 pha: không có dòng điện chạy qua các BI nên rơle không nhận được bất cứ giá trị dòng điện nào cả → rơle không tác động là đúng
o Với sự cố 1 pha, 2 pha chạm đất: chỉ có thành phần dòng điện thứ tự không chạy qua BI1, không có dòng điện chạy qua các BI2 và BI3. Nhưng do rơle đã được thiết kế để luôn luôn loại trừ thành phần dòng điện TTK nên mặc dù BI1 có dòng TTK chạy qua nhưng dòng điện này cũng bị loại trừ trong rơle; trường hợp này rơle không tác động vì cũng không có dòng điện chạy qua.
- Kiểm tra độ an toàn hãm khi có sự cố ngoài vùng tại phía 10,5kV
Phía 10,5kV có trung tính cách điện nên dòng điện sự cố lớn nhất là ứng với dòng điện ngắn mạch 3 pha tại N3’ (chế độ max).
Ví dụ: khi ngắn mạch 3 pha tại N3’ thì giá trị các dòng điện thu được như sau:
- Dòng điện chạy qua BI1: I1 = 8,65 - Dòng điện chạy qua BI2: I2 = 8,65 - Dòng điện chạy qua BI3: I3 = 0
Dòng điện không cân bằng trong trường hợp này được tính theo: Ikcb = ISL=0,26*IN3max=0,26*I2 = 0,26*8,65 = 2,25
Dòng điện hãm trong bất cứ trường hợp nào đều được tính theo: Ihãm = IH= |Icao áp |+|Itrung áp |+ |Ihạ áp|
= I1 + I2 + I3 = 8,65 + 8,65 + 0 = 17,3
Tổng kết: tại N3’ thì rơle nhận được bộ giá trị (I*SL; I*H) = (2,25; 17,3)
Căn cứ vào đặc tính làm việc của rơle mà ta đã chỉnh định, cần xét xem toạ độ của điểm sự cố N3’ mà rơle nhận được sẽ nằm tại vùng hãm hay vùng tác động
68 0 Ihãm/Iđịnh mức Idiff> VÙNG HÃM Idiff>> 17.3 Đây chính là điểm làm việc của rơle khi xảy ra sự cố ngoài tại N3' 2.25 Iso lệch/Iđịnh mức
Hình 8.10 Điểm làm việc khi sự cố ngoài vùng với bảo vệ so lệch
Kết luận: điểm làm việc khi sự cố ngoài tại N3’ rơi vào vùng hãm; rơle không tác động đảm bảo yêu cầu.
Xác định độ an toàn hãm khi sự cố tại N3’:
0 Ihãm Idiff> Idiff>> Ihãm N3' 2.25 Iso lệch N3' Bướ c 1: Xác định toạ độ điểm giao cắt này
B
Hình 8.11 Kiểm tra độ an toàn hãm của bảo vệ so lệch với sự cố ngoài vùng
Độ an toàn hãm sẽ là 𝐾𝑎𝑛 𝑡𝑜à𝑛 ℎã𝑚 𝑁3′ =𝐼ℎã𝑚 𝑁3′
𝐵 ; nếu giá trị này lớn hơn 1,5 là có thể kết luận đạt yêu cầu. Trong trường hợp này sẽ là 𝐾𝑎𝑛 𝑡𝑜à𝑛 ℎã𝑚 𝑁3′=17.3
𝐵
- Kiểm tra độ an toàn hãm khi có sự cố ngoài vùng tại phía 23kV (điểm N2’)
Tìm xem trường hợp nào mà dòng ngắn mạch là lớn nhất khi sự cố tại N2’ (trong chế độ max). Lưu ý rằng: do rơle luôn luôn loại trừ dòng thứ tự không nên phải tìm dòng điện max khi đã loại trừ dòng thứ tự không, điều này dẫn tới thường dòng ngắn mạch 3 pha là dòng ngắn mạch max. Quá trình kiểm tra tương tự như khi sự cố tại N3’.
b. Kiểm tra độ nhạy tác động của bảo vệ khi có sự cố trong vùng (sự cố tại các vị trí N1; N2
& N3)
Dòng điện đưa vào rơle gồm có hai thành phần, được tính theo công thức chung là: Isolệch = ISL= Icao – Itrung - Ihạ= Iqua BI1 – Iqua BI2 – Iqua BI3
69 Nhưng do khi ngắn mạch trong vùng thì dòng điện qua BI2 hoặc BI3 đổi chiều nên công thức trên trở thành:
Isolệch = ISL= Icao – Itrung - Ihạ= I1 + I2 + I3 So sánh với dòng điện hãm
Ihãm = IH= |Icao| + |Itrung| + |Ihạ|= |I1| + |I2| + |I3|
Như vậy có thể kết luận: khi sự cố trong vùng thì độ lớn dòng điện so lệch bằng độ lớn dòng điện hãm ISL = IH
Ví dụ: tính toán độ nhạy tác động khi có sự cố tại điểm N2:
Tại điểm sự cố N2 tìm ra dòng điện ngắn mạch nhỏ nhất (chế độ min và đã được loại trừ dòng điện thứ tự không).
Giả sử dòng ngắn mạch nhỏ nhất tại N2 sau khi đã loại trừ dòng điện TTK là: - Dòng điện chạy qua BI1 là I1 = 6,68
- Dòng điện chạy qua BI2 là I2 = 0 - Dòng điện chạy qua BI3 là I3 = 0
Dòng điện so lệch được tính theo và dòng điện hãm được tính như sau: ISL= IH = I1 + I2 + I3 = 3,34 + 0 + 0 = 6,68
Tổng kết: tại N2 thì rơle nhận được bộ giá trị (I*SL; I*H) = (6,68; 6,68)
Cần xét xem tọa độ của điểm sự cố N2 có nằm trong vùng tác động hay thuộc vùng hãm?
0 Ihãm/Iđịnh mức Idiff> VÙNG HÃM Idiff>> 6.68 Điểm làm việc của rơle khi xảy ra sự cố trong vùng tại N2 6.68 Iso lệch/Iđịnh mức N2' Iso lệch N2' B A
Hình 8.12 Kiểm tra độ nhạy tác động của bảo vệ so lệch với sự cố trong vùng
Kết luận: điểm làm việc thuộc về vùng tác động; rơle tác động tức thời, đảm bảo yêu cầu.
Xác định độ nhạy tác động: độ nhạy tác động sẽ là 𝐾𝑛ℎạ𝑦 𝑡á𝑐 độ𝑛𝑔 𝑁2 =𝐼𝑠𝑜 𝑙ệ𝑐ℎ 𝑁2
𝐴 , nếu giá trị này lớn hơn 1,5 là đạt yêu cầu. Trong trường hợp này 𝐾𝑛ℎạ𝑦 𝑡á𝑐 độ𝑛𝑔 𝑁2 =6.68
70