4. Bảo vệ dự phòng cho cuộn dây trung áp 2
2.5. Ví dụ áp dụng phương pháp cây sự cố
Xét một hệ thống bảo vệ rơle cho đường dây tải điện có nguồn cung cấp từ một phía gồm: một máy cắt điện (52), rơle bảo vệ quá dòng điện cắt nhanh (50), máy biến dòng điện (BI) cung cấp tín hiệu cho rơle 50 và hệ thống nguồn thao tác một chiều (DC) như hình 2.7. Áp dụng cây sự cố để phân tích khả năng hệ thống bảo vệ cho đường dây (50) không sẵn sàng để loại trừ được sự cố trên đường dây được bảo vệ.
Sự kiện cần quan tâm là hệ thống không loại trừ được sự cố được coi là sự kiện đỉnh (Top Event). Để đơn giản giả thiết các sự kiện hỏng hóc xảy ra độc lập với nhau.
Hình 2.7. Sơ đồ mạch bảo vệ đường dây không có rơle dự phòng.
Sự kiện đỉnh được giả thiết là “Không cắt được máy cắt khi có sự cố trong vùng được bảo vệ”. Phương pháp cây sự cố được bắt đầu từ sự kiện đỉnh, sau đó phụ thuộc vào mối quan hệ logic của các sự kiện đỉnh với các sự kiện sự cố thành phần (thân, cành, lá….), thành lập cây sự cố thông qua các sự cố trung gian và các cổng logic. Cổng OR như hình 2.8 chỉ ra rằng bất cứ sự cố thành phần nào đều dẫn tới sự cố đỉnh.
Ví dụ lấy cường độ hư hỏng của các phần tử như sau: - Cường độ hư hỏng của máy cắt: 0,01.
- Cường độ hư hỏng của máy biến dòng điện: 0,0001. - Cường độ hư hỏng của rơle bảo vệ 50: 0,001.
- Cường độ hư hỏng của ắc quy: 0,01.
- Cường độ hư hỏng của kênh truyền: 0,0001.
Do các phần tử nối với nhau qua logic OR nên tần suất xuất hiện sự kiện đỉnh bằng tổng tần suất của các sự kiện nhánh và bằng:
0,0212 = 0,0001 + 0,01 + 0,001 + 0,0001 + 0,01
Hình 2.8. Cây sự cố mạch bảo vệ đường dây không có rơle dự phòng.
Có thể nâng cao độ tin cậy của hệ thống (giảm tần suất xuất hiện sự kiện đỉnh) bằng cách thiết kế hệ thống bảo vệ với sơ đồ có dự phòng.
50
52 BI
Nguồn một chiều DC
Để nâng cao độ tin cậy của hệ thống bảo vệ rơle cho đường dây, bổ sung thêm một rơle dự phòng (rơle bảo vệ quá dòng điện cực đại 51), sơ đồ phương thức bảo vệ như hình 2.9:
Hình 2.9. Sơ đồ mạch bảo vệ đường dây có rơle dự phòng.
Cây sự cố trong trường hợp bảo vệ đường dây có dự phòng có thêm cổng AND (hình 2.10). Cổng AND này thể hiện cả hai rơle hỏng mới gây ra sự kiện “cả hai rơle 50 và 51 không tác động” với cường độ hư hỏng là 0,0010,0010,000001. Tần suất sự cố của sự kiện đỉnh trong trường hợp này sẽ là 0,0202. Như vậy độ tin cậy ở sơ đồ này đã được cải thiện do có thêm rơle dự phòng (cải thiện 4,7%).
Hình 2.10. Cây sự cố mạch bảo vệ đường dây có rơle dự phòng.
50
52 BI
Nguồn một chiều DC 51