1. í nghĩa của tự động đúng dự trữ.
Sơ đồ nối điện của hệ thống điện cần đảm bảo độ tin cậy cung cấp cho cỏc hộ tiờu thụ điện. Sơ đồ cung cấp từ hai hay nhiều nguồn điện đảm bảo độ tin cậy cao, vỡ cắt sự cố một nguồn khụng làm cho hộ tiờu thụ bị mất điện.
Dự việc cung cấp cho hộ tiờu thụ từ nhiều phớa cú ưu điểm rừ ràng như vậy nhưng phần lớn cỏc trạm cú hai nguồn cung cấp trở lờn đều làm việc theo sơ đồ một nguồn cung cấp.
Cỏch thực hiện sơ đồ như trờn sẽ ớt tin cậy hơn nhưng đơn giản hơn và trong nhiều trường hợp làm giảm dũng ngắn mạch, giảm dũng ngắn mạch, giảm tổn thất điện năng trong mỏy biến ỏp, đơn giản bảo vệ rowle…Khi phỏt triển mạng điện, việc cung cấp từ một phớa thường là giải phỏp được lựa chọn vỡ những thiết bị điện và bảo vệ đó đặt trước đú khụng cho phộp thực hiện sự làm việc song song của cỏc nguồn cung cấp. Nhược điểm của việc cung cấp từ một phớa là cắt sự cố nguồn làm việc sẽ làm ngừng cung cấp điện cho cỏc hộ tiờu thụ. Khắc phục bằng cỏch đúng nhanh nguồn dự trữ hay đúng mỏy cắt mà ở đú thực hiện việc phõn chia mạng điện. Để thực hiện thao tỏc này người ta sử dụng thiết bị tự động đúng nguồn dự trữ.
Tất cả cỏc thiết bị tự động đúng dự trữ (TĐD) cần phải thỏa mản cỏc yờu cầu cơ bản sau:
- Sơ đồ TĐD khụng được tỏc động trước khi mỏy cắt của nguồn làm việc bị cắt ra để trỏnh đúng nguồn dự trữ vào nguồn làm việc chưa bị cắt ra.
- Sơ đồ TĐD phải tỏc động khi mất điện ỏp trờn thanh gúp hộ tiờu thụ vỡ bất cứ lý do gỡ, chẳng hạn như khi cắt sự cố, cắt nhầm hay cắt tự phỏt mỏy cắt của nguồn làm việc, cũng như khi mất điện ỏp trờn thanh gúp của nguồn làm việc. Cũng cho phộp đúng nguồn dự trữ khi ngắn mạch trờn thanh gúp của hộ tiờu thụ.
- Thiết bị TĐD chỉ được tỏc động một lần để trỏnh đúng nguồn dự trữ nhiều lần vào ngắn mạch tồn tại.
- Để giảm thời gian ngừng cung cấp điện, việc đúng nguồn dự trữ cần phải nhanh nhất cú thể được ngay sau khi cắt nguồn làm việc.
Thời gian mất điện tmđ phụ thuộc vào cỏc yếu tố sau: - tmđ < ttkđ
- ttkđ : khoảng thời gian lớn nhất từ lỳc mất điện đến khi đúng nguồn dự trữ mà cỏc động cơ nối vào thanh gúp hộ tiờu thụ cũn cú thể tự khởi động.
- tmđ > tkhử ion
- tkhử ion : thời gian cần thiết để khử mụi trường bị ion húa do hồ quang tại chổ ngắn mạch .
- Để tăng tốc độ cắt nguồn dự trữ khi ngắn mạch tồn tại, cần tăng tốc độ tỏc động của bảo vệ nguồn dự trữ sau khi thiết bị TĐD tỏc động. Điều này đặc biệt quan trọng khi hộ tiờu thụ bị mất nguồn cung cấp được thiết bị TĐD nối với nguồn dự trữ đang mang tải. Cắt nhanh ngắn mạch lỳc này là cần thiết để ngăn ngừa việc phỏ hủy sự làm việc bỡnh thường của nguồn dự trữ đang làm việc với cỏc hộ tiờu thụ khỏc.
II. Một số nguyờn tắc thực hiện trong sơ đồ TĐD: 1. Bộ phận khởi động thiết bị TĐD:
1.1 Khởi động bằng bảo vệ rơle:
NGUYỄN ĐỨC TRƯỜNG 125 GVHD: NGUYẾN VĂN HÀ
BV o o TĐD M N A + 9MC 6MC MCHT 10MC
Hỡnh 4.1: Khởi động TĐD bằng bảo vệ rơle
Cú thể dựng bảo vệ mỏy biến ỏp hoặc bảo vệ thanh gúp để khởi động thiết bị TĐD ( hỡnh 4.1). Khi ngắn mạch trong mỏy biến ỏp hoặc trờn thanh gúp C của hộ tiờu thụ, bảo vệ sẽ tỏc động cắt mỏy cắt MCHT. Tiếp điểm phụ của mỏy cắt đúng lại làm khởi động thiết bị TĐD đưa tớn hiệu đi đúng mỏy cắt 9MC và 10MC. Nguyờn tắc khởi động này đơn giản, khụng cần thờm rơle làm nhiệm vụ khởi động nhưng cú nhược điểm là nếu đường dõy nối từ nguồn đến thanh gúp A bị hỏng thỡ TĐD khụng khởi động được.
1.2 Khởi động bằng rơle điện ỏp giảm:
Nếu vỡ một lý do nào đú mà thanh gúp C bị mất điện, thỡ rơle điện ỏp giảm RU< sẽ tỏc động làm khởi động rơle thời gian RT ( hỡnh 4.2 ). Sau một thời gian chậm trễ cần thiết, tiếp điểm RT đúng đưa tớn hiệu đi cắt mỏy cắt MCHT và do đú khởi động TĐD. So với nguyờn tắc khởi động bằng bảo vệ rơ le thỡ nguyờn tắc này cú ưu điểm là khởi động TĐD vỡ bất cứ lý do nào làm cho hộ tiờu thụ nối vào thanh gúp A bị mất điện, kể cả trường hợp hư hỏng mỏy biến ỏp hoặc hư hỏng đường dõy nối rừ nguồn đến thanh gúp A.
Hỡnh 4.2: Khởi động TĐD bằng rơle điện ỏp giảm
2. Đề phũng sơ đồ làm việc sai khi đứt cầu chỡ mạchỏp
M N 9MC o o TĐD A + 6MC MCHT RT RU BU
Bộ phận khởi động bằng rơle điện ỏp giảm cần được thực hiện như thế nào để nú chỉ tỏc động khi mất điện và khụng tỏc động khi đứt mạch ỏp. Mạch thứ cấp của BU cú đặt cầu chỡ bảo vệ ( hỡnh 4.3). Nếu chỉ cú một rơle điện ỏp giảm thỡ khi đứt cầu chỡ, tiếp điểm rơle đúng lại làm khởi động nhầm thiết bị TĐD. Để khắc phục nhược điểm đú người ta đặt 2 rơle giảm điện ỏp cú tiếp điểm nối tiếp nhau.
Nếu thanh gúp A bị mất điện, phớa thứ cấp của BU sẽ khụng cú điện ỏp làm cho cả hai tiếp điểm BU< đúng đồng thời và thiết bị TĐD sẽ khởi động. Cũn khi đứt cầu chỡ ở một mạch rơle RU< cũn lại vẫn mở, do vậy thiết bị TĐD khụng khởi động nhầm. Khả năng đứt hai cầu chỡ cựng một lỳc là rất nhỏ.
Hỡnh 4.3: Bộ phận khởi động của thiết bị TĐD
3. Đề phũng sơ đồ TĐD làm việc vụ ớch khi khụng cú điện ở nguồn dự trữ:
NGUYỄN ĐỨC TRƯỜNG GVHD: NGUYẾN VĂN HÀ
NGUYỄN TRƯỜNG PHÚC127 Tới RT RU < RU < CC CC BU A + o o o TĐD + 10MC MCHT 1BU 2BU
Hỡnh 4.4: Bộ điện ỏp nguồn phận kiểm tra dự trữ
Nếu mạch dự trữ khụng cú điện thỡ việc khởi động TĐD là vụ ớch, do vậy trong sơ đồ TĐD cần cú thờm bộ phận kiểm tra ỏp của nguồn dự trữ. Thường dựng rơle điện ỏp tăng RU> ( hỡnh 4.4 ) được cung cấp từ mỏy biến điện ỏp 2BU nối với mạch dự trữ. Nếu nguồn dự trữ cú điện, thỡ rơle RU> sẽ luụn luụn ở trạng thỏi tỏc động và TĐD cú thể khởi động được khi mất điện ở nguồn làm việc.
4. Đề phũng sơ đồ TĐD tỏc động nhiều lần:
Sau khi thiết bị TĐD làm việc, mỏy cắt ở mạch dự trữ đúng lại. Nếu ngắn mạch trờn thanh gúp của hộ tiờu thụ khụng tự tiờu tan thỡ bảo vệ rơle đặt ở mạch dự trữ sẽ cắt mỏy cắt ra. Thiết bị TĐD lại tỏc động đúng mỏy cắt lại, Chu kỳ đúng mỏy cắt ở mạch dự trữ cứ tiếp tục diễn ra cho đến khi mỏy cắt hỏng.
o o o o o o o o o o o o + < RGT + - CĐ 10MC MCHT 2 3 Làm việc Dự trữ
Hỡnh 4.4: Bộ phận chống tỏc động nhiều lần
Để trỏnh tỡnh trạng nờu trờn, mạch đúng mỏy cắt của đường dõy dự trữ được nối qua bộ phận khúa chống tỏc động nhiều lần ( rơle RGT). Trong chế độ làm việc bỡnh thường, mỏy cắt MCHT đúng, mỏy cắt 10MC mở, tiếp điểm phụ 2MCHT2 đúng, 2MC103 mở. Rơle RGT cú điện tiếp điểm của nú đúng nhưng mạch đúng của mỏy cắt 10MC cũn hở do tiếp điểm phụ MCHT3 mở. Khi xảy ra ngắn mạch trờn thanh gúp của hộ tiờu thụ, mỏy cắt 2MC mở ra, tiếp điểm phụ MCHT2 mở mạch rơle RGT nhưng tiếp điểm của RGT chưa mở ngay.Tiếp điểm phụ MCHT3 đúng lại làm cuộn đúng của 10MC cú điện, mỏy cắt 10MC đúng lại. Sau đú tiếp điểm của RGT mở ra, do vậy nếu ngắn mạch tồn tại, thiết bị bảo vệ rơle sẽ cắt 10MC ra nhưng 10MC khụng thể đúng lại được nữa.
III. Thiết kế hệ thống tự động đúng dự trữ cho đường dõy. Sơ đồ nguyờn lý hệ thống tự động đúng dự trữ cho đường dõy.
Nguyờn lý làm việc của sơ đồ:
Trong chế độ vận hành bỡnh thường, đường dõy MA làm việc ( 6MC , MCHT đúng ), đường dõy NA dự trữ ( 9MC đúng 10MC mở ) . Rơle RGT cú điện tiếp điểm của nú đúng. Nếu vỡ một lý do nào đú thanh gúp A mất điện ( do sự cố hoặc, thao tỏc nhầm ..), tiếp điểm của cỏc rơle RU<, RU> sẽ đúng mạch rơle thời gian RT ( khi đú đường dõy dự trữ NA đang cú điện). Sau một thời gian chậm trễ do yờu cầu chọn lọc của mạch bảo vệ rơle, tiếp điểm RT đúng lại. Cuộn cắt CC của mỏy cắt cú điện ,mỏy cắt MCHT mở ra. Tiếp điểm phụ MCHT3 đúng, cho dũng điện chạy qua cuộn đúng CĐ của mỏy cắt 10MC và đường dõy dự trữ NA được đúng vào để cung cấp điện cho cỏc hộ tiờu thụ. 2. Tớnh toỏn cỏc tham số của cỏc phần tử trong sơ đồ:
2.1. Thời gian của rơle RT:
Khi ngắn mạch trờn thanh gúp A điện ỏp dư trờn thanh gúp cú thể giảm suống rất thấp làm cho cỏc rơle điện ỏp RU< khởi động.
Muốn TĐD trỏnh tỏc động trong trường hợp này cần phải chọn thời gian của rơle RT lớn hơn thời gian làm việc của cỏc bảo vệ đặt tại thanh gúp A.
tRT = tBVA + ∆t Trong đú :
tBVA : thời gian làm việc lớn nhất của cỏc bảo vệ phần tử nối vào thanh gúp A. ∆t : bậc chọn lọc về thời gian (∆t = 0,3 ữ 0,5s ).
Thụng thường: tBAV = 0,2ữ0.25 s ; chọn ∆t = 0,3s tRT = 0,25 + 0,3 = 0,55s
2.2 Thời gian của rơle RGT:
Để đảm bảo thiết bị TĐD tỏc động đúng mỏy cắt 10MC chỉ cú một lần, cần chọn : tRGT = tĐ(10MC) + tdự trữ (1)
Trong đú:
tĐ(10MC) : thời gian đúng của mỏy cắt 10MC tdự trữ : thời gian dự trữ.
Nếu thiết bị TĐD tỏc động đúng nguồn dự trữ vào ngắn mạch tồn tại và thiết bị bảo vệ rơle cắt nú ra, thỡ rơle RGT sẽ ngăn ngừa việc đúng trở lại vào ngắn mạch một lần nữa trong trường hợp thời gian của rơle RGT chọn theo (1) thỏa món điều kiện:
tRGT = tĐ(10MC) + tBV + tC(10MC)
tBV : thời gian làm việc của bảo vệ đặt tại mỏy cắt 10MC của mạch dự trữ. tC(10MC) : thời gian cắt của mỏy cắt 10MC.
2.3. Điện ỏp khởi động của rơle giảm ỏp RU< :
Điện ỏp khởi động của rơle điện ỏp giảm RU< được chọn theo điều kiện:
- Rơle RU< phải khởi động khi mất điện ở thanh gúp A, nhưng khụng được khởi động khi ngắn mạch sau cỏc bảo vệ nối vào thanh gúp A.
UKĐRU< = at u N n k U . min Trong đú:
UNmin : điện ỏp dư bộ nhất trờn thanh gúp A khi ngắn mạch sau cỏc bảo vệ nối vào thanh gúp A.
kat : hệ số an toàn, vào khoảng 1,2ữ1,3 nU : hệ số biến đổi của mỏy biến dũng 1BU
- Rơle RU< khụng được khởi động khi tự khởi động cỏc động cơ điện nối vào thanh gúp A tự khởi động sau khi khụi phục nguồn cung cấp.
UKĐRU< = at U tkđ n k U .
Utkđ : điện ỏp nhỏ nhất trờn thanh gúp C khi tỏc động cỏc động cơ điện tự khởi động.
4. Điện ỏp khởi động của rơle điện ỏp tăng RU< :
Rơle RU< khụng được trở về khi trờn mạch dự trữ cú điện ỏp cao hơn điện ỏp làm việc cực tiểu Ulvmin (điện ỏp nhỏ nhất mà cỏc động cú cú thể tự khởi động được):
UKĐRU> = at tv U lv n k k U . . min Trong đú: