I. Bảo vệ quõ dũng
I.5. Bảo vệ quõ dũng chạm đất (50/51N):
Độ lớn của dũng chạm đất phụ thuộc văo chếđộ lăm việc của điểm trung tớnh hệ
thống điện. Trong lưới điện cú trung tớnh cõch điện với đất, dũng chạn đất thường khụng vượt quõ văi chục ampe (thường ≤ 30 A). Cũn trong lưới cú điểm trung tớnh nối đất qua cuộn dập hồ quang (cuộn Peterson), dũng chạm đất được giảm đi rất nhiều. Sự nguy hiểm của tỡnh trạng chạm đất của lưới cú trung tớnh cõch đất hoặc nối đất qua cuộn dập hồ quang lă điện õp ở hai pha cũn lại khụng chạm đất tăng lớn bằng điện õp dđy vă cú thể chuyển thănh sự cố ngắn mạch nhiều pha tại những chỗ cú vấn đề về cõch điện trớn ĐZ. Tuy nhiớn
ở lưới năy khi xảy ra chạm đất người ta vẫn cho phĩp vận hănh nhưng bảo vệ phải bõo tớn hiệu để nhđn viớn vận hănh tỡm biện phõp khắc phục. Vỡ dũng chạm đất của mạng cú trung tớnh cõch đất hoặc nối đất qua cuộn dập hồ quang cú giõ trị khõ nhỏ nớn đũi hỏi bảo vệ dũng thứ tự khụng phải cú độ nhạy khõ cao.
Trong hệ thống cú trung tớnh trực tiếp nối đất, khi xảy ra chạm đất một pha cũng chớnh lă ngắn mạch một pha, dũng thứ tự khụng (TTK) phần lớn đến từđiểm trung tớnh của hai trạm ở hai đầu ĐZ, cũn từ cõc trạm khõc thỡ khõ bĩ. Điều năy cho phĩp đảm bảo sự phối hợp tốt theo dũng của bảo vệ TTK. Cõc bảo vệ trong trường hợp năy thường được phối hợp theo nguyớn tắc phđn cấp nhưđối với bảo vệ quõ dũng pha.
Trong rơle số tồn tại ba dạng sơđồ sử dụng biến dũng đối với bảo vệ quõ dũng chống sự cố chạm đất. Đú lă cõc biến dũng pha mắc theo sơđồ tổng ba pha, biến dũng TTK cho bảo vệ chống dũng chạm đất lớn vă biến dũng TTK cú độ nhạy cao.
Sơđồ thứ nhất thường dựng cho lưới cú trung tớnh nối đất trực tiếp hay qua tổng trở
thấp, khi dũng chạm đất qua cõc pha cú giõ trị lớn nớn gọi lă bảo vệ dũng TTK cho lưới cú dũng chậm đất lớn. Khi đú rơle thường được nối với tổng cõc dũng pha từ ba biến dũng riớng biệt nớn cú độ chớnh xõc thấp.
Bảo vệ dựng biến dũng TTK thường được sử dụng cho mọi trường hợp cú sự cố
chạm đất, đặc biệt sử dụng trong cõc lưới cú dũng chạm đất bĩ (lưới cú trung tớnh cõch đất hoặc nối đất qua cuộn dập hồ quang).
Biến dũng TTK độ nhạy cao phõt hiện dũng chạm đất thường cú giõ trị danh định nhỏ hơn nhiều so với biến dũng TTK cho bảo vệ cú dũng chạm đất lớn vă được nối với rơle số theo cõc đầu văo riớng biệt.
Trong rơle số ngoăi cõc biến dũng người ta cú thể sử dụng thớm cõc biến điện õp với cõc sơđồ khõc nhau. Sơđồ biến điện õp kiểu Y0-Y0 thường để xõc định chiều cụng suất của dũng ngắn mạch dựng trong bảo vệ cú hướng. Cũn sơđồ tam giõc hở lă để xõc định điện õp TTK, nú thường lăm việc kết hợp với chức năng quõ dũng chạm đất độ nhạy cao trong lưới cú trung tớnh cõch đất hoặc nối đất qua một tổng trở.
Dũng TTK (I0) chỉ cú thể chạy từđiểm trung tớnh nối đất của MBA phớa nguồn tới
điểm cú sự cố chạm đất. Giõ trị của dũng chạm đất cú thể xõc định theo biểu thức: 2 1 0 0 Z Z Z E I + + = (4-33)
với: Z , Z , Z0 1 2: tương ứng lă tổng trở TTK, thứ tự thuận (TTT) vă thứ tự nghịch (TTN) nhỡn từđiểm sự cố.
Vỡ dũng TTK khụng thểđi qua cuộn tam giõc của MBA nớn việc phối hợp giữa cõc bảo vệ theo dũng TTK sẽđơn giản hơn rất nhiều so với quõ dũng pha. Nếu chọn dũng điện khởi động khụng chớnh xõc thỡ bảo vệ quõ dũng TTK cú thể tõc động nhầm nếu sử dụng sơ
Ở Việt Nam, trước đđy lưới cú trung tớnh cõch đất thường lă lưới phđn phối trung õp nhỏ hơn 35 kV nhưng với việc đưa lưới 22 kV cú trung tớnh nối đất trực tiếp văo vận hănh sẽ lăm cho cõc loại bảo vệ chống chạm đất ở lưới năy sẽđa dạng hơn. Tuy nhiớn trong cõc rơle số hiện nay cõc chức năng bảo vệ năy đờ được tớch hợp sẵn nớn khụng gđy khú khăn cho việc sử dụng.
Trong cõc sơđồ bảo vệĐZ cao õp từ 110 kV trở lớn dựng rơle điện cơ vă rơle tĩnh của Liớn Xụ cũ, người ta hay sử dụng bảo vệ quõ dũng TTK bốn cấp với
đặc tuyến thời gian độc lập như một bảo vệ chớnh. Trong đú:
Cấp I lă cấp ngưỡng cao cắt nhanh, được xõc định theo điều kiện chạm đất ở cuối
ĐZ hay chếđộ khụng toăn pha của mõy cắt ĐZ đang bảo vệ.
Cấp II vă III lă cấp ngưỡng cao cú thời gian, xõc định theo điều kiện phối hợp với cấp một của ĐZ lđn cận, theo dũng chạm đất sau MBA hoặc theo chếđộ khụng toăn pha của mõy cắt ĐZ lđn cận cũng như cõc điều kiện bất thường khõc như dao động điện, sự khụng
đồng bộ...
Cấp IV lă cấp ngưỡng thấp cú thời gian xõc định theo điều kiện dũng khụng cđn bằng trong dđy trung tớnh BI khi cú ngắn mạch ba pha sau MBA hay ở cấp điện õp thấp MBA tự ngẫu.
Việc sử dụng nhiều cấp bảo vệ TTK theo trường phõi Liớn Xụ cũ như trớn xuất phõt từ một thực tế lă trong sơđồ bảo vệ khụng cú kiểu đặc tuyến phụ thuộc với thời gian tõc
động khõc nhau cho cõc dũng chạm đất khõc nhau. Do vậy, kiểu bốn cấp sẽ cho đặc tuyến dạng bậc thang cú chất lượng bảo vệ tốt hơn so với loại hai cấp đặc tuyến độc lập, nhưng vẫn khụng đạt được chất lượng như của loại bảo vệ quõ dũng TTK với đặc tuyến phụ thuộc. Mặt khõc, do trong cõc bảo vệĐZ ở rơle số thường cú kỉm theo chức năng phõt hiện cõc sự
cố chạm đất nớn bảo vệ quõ dũng TTK bốn cấp chỉđúng vai trũ như bảo vệ dự phũng hoặc cú thể thay nú bằng một bảo vệ quõ dũng TTK hai ngưỡng.
Chức năng quõ dũng chạm đất trong rơle số thường cú hai ngưỡng lă ngưỡng cao vă ngưỡng thấp. Ngưỡng cao cắt nhanh thường được xõc định tương tự như cõc rơle cổđiển.
Để giảm thiểu xõc xuất cắt nhầm do cõc cực mõy cắt khụng đồng thời, người ta thường giới hạn thời gian tõc động của cấp cắt nhanh khoảng dưới hai chu kỳ tần số cụng nghiệp đối với cõc mõy cắt một pha. Cũn cấp ngưỡng thấp cũng cú thể cú dạng đặc tuyến độc lập hay phụ
thuộc, trong đú nớn sử dụng loại đặc tuyến thứ hai để tăng khả năng bảo vệ. Khi sử dụng chức năng quõ dũng chống chạm đất trong rơle số, ta cần phải phđn biệt hai loại bảo vệ với cõc giõ trịđặt được xõc định xuất phõt từ những cơ sở lập luận khõc nhau. Bảo vệ quõ dũng TTK cho lưới cú dũng chạm đất lớn thường được hiệu chỉnh theo dũng khụng cđn bằng cực
đại vă dũng thứ tự khụng đi qua chỗđặt bảo vệ. Cũn bảo vệ dũng TTK cho lưới cú dũng chạm đất bĩ thường xõc định theo dũng điện dung. Sau đđy chỳng ta sẽ lần lượt xĩt cõc loại bảo vệ năy.