8. TÍNH TOÁN CHỈNH ĐỊNH VÀ KIỂM TRA SỰ LÀM VIỆC CỦA CÁC RƠLE BẢO VỆ
8.1.1. Chỉnh định bảo vệ quá dòng có thời gian (I>)
a. Tính toán dòng khởi động
Bảo vệ quá dòng là bảo vệ dự phòng cho máy biến áp. Dòng khởi động của bảo vệ cần chọn lớn hơn dòng làm việc lớn nhất có xét tới khả năng quá tải của MBA.
Nguồn 115kV 23kV 10,5kV I> I> I> (I) (II) (III)
Hình 8.1 Sơ đồ tính toán dòng khởi động của bảo vệ quá dòng pha cho MBA
Ví dụ: Tính dòng khởi động cho bảo vệ quá dòng (I) biết dòng điện định mức phía 110kV của máy biến áp là 100A và hệ số quá tải cho phép của máy biến áp là 1,4.
Dòng điện khởi động được tính theo:
𝐼𝑘đ(𝐵𝑉𝐼) = 𝐾𝑎𝑡 × 𝐼𝑙𝑣𝑚𝑎𝑥 = 𝐾𝑎𝑡 × 𝐾𝑞𝑡 × 𝐼đ𝑚
Trong đó hệ số an toàn Kat cần xét tới sai số của BI (10%) và hệ số trở về của rơle. Với rơle số hệ số trở về có thể chọn Ktv=0,9; vậy Kat chọn tối thiểu là 1,1
0,9=1.22. Nếu xét tới cả sai số của bản thân rơle thì Kat nên chọn ít nhất từ 1,3.
59
𝐼𝑘đ(𝐵𝑉𝐼) = 𝐾𝑎𝑡 × 𝐾𝑞𝑡× 𝐼đ𝑚 = 1,5 ∗ 1,4 ∗ 100𝐴 = 210𝐴 Tính toán tương tự cho các bảo vệ (II) và (III)
b. Tính toán thời gian làm việc
Các bảo vệ có thể lựa chọn đặc tính làm việc độc lập hoặc phụ thuộc, đặc tính phụ thuộc có ưu điểm là thời gian tác động khi sự cố gần nguồn ngắn, tuy nhiên quá trình tính toán phức tạp, yêu cầu biết chính xác các thông số về dòng điện ngắn mạch. Do đó trong thực tế thường sử dụng đặc tính thời gian làm việc độc lập cho các bảo vệ quá dòng.
Nguyên tắc chọn thời gian làm việc: thời gian làm việc của bảo vệ cấp trên phải lớn hơn một cấp ∆t so với thời gian làm việc lớn nhất của bảo vệ cấp dưới liền kề.
tbảo vệ cấp trên = max{tcác bảo vệ cấp dưới liền kề}+∆t
với ∆t=0,3÷0,6 giây (thường chọn mức 0,5 giây)
Ví dụ: Nguồn 115kV 23kV 10,5kV I> I> I> (I) (II) (III) I> Đường dây 1 tBV đ/d 1 I> Đường dây n tBV đ/d n max{tBV đ/d 1;...tBV đ/d n} + t max{tBV đ/d 1;... ...tBV đ/d n} + t
Hình 8.2 Sơ đồ tính toán thời gian đặt cho các bảo vệ quá dòng pha cho MBA
- Bảo vệ (II) là bảo vệ cấp trên của các bảo vệ đường dây phía 23kV, do vậy thời gian làm việc của bảo vệ này: t(II)= max{tBV đ/d23kV 1;...tBV đ/d23kV n}+∆t
Nếu đầu bài không cho thời gian làm việc lớn nhất của bảo vệ đường dây 23kV thì có thể chọn giá trị này trong khoảng 1÷1,5 giây.
- Bảo vệ (III) là bảo vệ cấp trên của các bảo vệ đường dây phía10,5kV, do vậy thời gian làm việc của bảo vệ này: t(III)= max{tBV đ/d10,5kV 1;...tBV đ/d10,5kV n}+∆t
Nếu đầu bài không cho thời gian làm việc lớn nhất của bảo vệ đường dây 10,5kV thì có thể chọn giá trị này trong khoảng 1÷1,5 giây.
- Bảo vệ (I) là cấp trên của các bảo vệ (II) & (III), do đó thời gian làm việc chọn theo: t(I)= max{t(II); t(III)}+∆t
c. Kiểm tra độ nhạy của các bảo vệ
Độ nhạy của bảo vệ được kiểm tra với dòng sự cố nhỏ nhất khi ngắn mạch tại cuối vùng bảo vệ
60 Nguồn 115kV 23kV 10,5kV I> (I) N2 N3 BI1
Hình 8.3 Phạm vi bảo vệ của bảo vệ so lệch MBA
Phạm vi bảo vệ mong muốn của bảo vệ (I) được thể hiện trong Hình 8.3.
Có hai điểm được coi là cuối vùng bảo vệ với bảo vệ (I): ngắn mạch tại N2 và ngắn mạch tại N3; do vậy cần tìm dòng điện ngắn mạch nhỏ nhất của một trong hai điểm này để kiểm tra độ nhạy của bảo vệ (I).
Lưu ý rằng bảo vệ (I) lấy tín hiệu từ BI1, do đó dòng ngắn mạch nhỏ nhất phải là dòng đi qua BI1 khi ngắn mạch tại N2 hoặc N3, tùy theo giá trị nào nhỏ hơn.
Imin/BV(I)=min{IBI1/ngắn mạch tại N2; IBI1/ngắn mạch tại N3} Độ nhạy của bảo vệ được tính theo:
𝐾𝑛ℎạ𝑦 =𝐼𝑚𝑖𝑛/𝐵𝑉(𝐼) 𝐼𝑘đ/𝐵𝑉(𝐼)
Hệ số độ nhạy yêu cầu tối thiểu bằng 1,5 với bảo vệ dự phòng và 2 với bảo vệ chính.
Trong trường hợp bảo vệ quá dòng không đảm bảo độ nhạy tối thiểu theo yêu cầu, có thể xử lý bằng cách:
- Sử dụng chức bảo vệ quá dòng có khóa điện áp thấp (51&27) - Sử dụng chức năng bảo vệ quá dòng thứ tự nghịch I2> (46).
Chức năng bảo vệ quá dòng TTN thường được sử dụng như bảo vệ dự phòng cho bảo vệ quá dòng để chống lại các sự cố không đối xứng.
Theo lý thuyết, ở chế độ bình thường ba pha hoàn toàn đối xứng, thành phần dòng điện TTN bằng 0, vì vậy giá trị khởi động của bảo vệ I2> có thể đặt rất thấp. Bảo vệ có độ nhạy cao với các sự cố không đối xứng do có dòng khởi động thấp.
61 Nguồn 115kV 23kV 10,5kV I> N2 N3 BI1 I2>
Hình 8.4 Sơ đồ tính toán độ nhạy của các bảo vệ quá dòng pha cho MBA
Độ nhạy của bảo vệ quá dòng TTN được kiểm tra theo công thức: 𝐾𝑛ℎạ𝑦𝐼2> =𝐼2_𝑚𝑖𝑛/𝑞𝑢𝑎 𝐵𝐼1
𝐼2 >𝑘ℎở𝑖 độ𝑛𝑔 Hệ số độ nhạy yêu cầu tối thiểu bằng 1,5 với bảo vệ dự phòng.