Sự cố chạm đất ít nghiêm trọng hơn sự cố pha, nhưng vấn đề phức tạp là recloser cần có độ nhạy thích hợp để phát hiện ra chúng. Một phương pháp là sử dụng các CT được kết nối để tạo ra dịng dư mà trong điều kiện bình thường xấp xỉ bằng khơng. Recloser chỉ hoạt động khi dịng điện dư vượt quá giá trị cài đặt, như sẽ xảy ra trong các sự cố chạm đất.
Hiện nay, recloser dùng cho lưới phân phối điện áp đến 35 kV, nó là thiết bị hợp bộ gồm các bộ phận chính sau:
- Bảo vệ q dịng - Tự đóng lại (TĐL) - Thiết bị đóng cắt - Điều khiển bằng tay
Recloser có thể đặt bất kỳ nơi nào trên hệ thống mà thơng số định mức của nó thỏa mãn các địi hỏi của hệ thống. Những vị trí hợp lý có thể đặt là:
- Tại trạm như thiết bị bảo vệ chính
- Trên đường dây trục chính nhưng cách xa trạm để phân đoạn các đường dây dài, như vậy ngăn chặn sự ảnh hưởng đến toàn bộ hệ thống khi có sự cố cách xa nguồn.
- Trên đầu các nhánh rẽ của đường dây trục chính nhằm bảo vệ đường dây trục chính khỏi bị ảnh hưởng do các sự cố trên nhánh rẽ gây ra.
2.1.1. Đặc tính Recloser
Thời gian cắt của recloser được mơ tả bởi phương trình [13] , [14]
m A t B TDS MP C ( ) (2.1) trong đó:
TDS - thời gian đặt (time dial setting), thông thường bằng 1 cho recloser kiểu chậm và bằng 0,5 cho recloser kiểu nhanh.
MP - bội số dòng khởi động: MP If /Ipickup, If - dòng sự cố, Ipickup - dòng khởi động (dòng đặt). Dòng điện Ipickup của CB và Recloser có thể tính tốn theo dịng định mức Inomtheo phương trình
pickup OLF nom
I K I (2.2)
trong đó KOLF là hệ số quá tải dựa trên thiết bị đươc bảo vệ.
A B C m, , , là các hệ số tùy vào loại đặc tính và được cung cấp bời nhà sản xuất (tiêu chuẩn IEC hay IEEE) [11]:
- Các đường cong phụ thuộc theo IEC60255
Dốc chuẩn A0 14, ;B 0;C 1;m 0 02,
Rất dốc A13 5, ;B 0;C 1;m1 Cực dốc A80;B 0;C 1;m 2
- Các đường cong phụ thuộc theo IEEE C37.112- 1996
Trung bình A 0 0515, ;B 0 114, ;C 1;m 0 02,
Rất dốc A19 61, ;B 0 491, ;C 1;m 2 Cực dốc A 28 2, ;B 0 1217, ;C 1;m 2
- Các đường cong phi tiêu chuẩn (Kyle:101, 102, 103, 104, 105, 106, 107,111,112, 113, 114, 115, 116, 117, 118, 119,120, 121, 122,131, 132,133,134,135,136,137,138,139,140,141,142,151,
152,161,162, 163, 164, 165, 200, 201, 201).
2.1.2. Phối hợp Recloser và Recloser
Recloser đoạn sau phải nhanh hơn recloser đoạn trước và thời gian giải trừ của recloser phía sau cộng với sai số của nó phải thấp hơn thời gian giải trừ recloser đoạn trước (đã cộng với sai số). Thông thường, cài đặt của recloser tại trạm biến áp được sử dụng để đạt được ít nhất một lần đóng lại nhanh, để xóa các sự cố tạm thời trên đường truyền giữa trạm biến áp và recloser. Số lần đóng lại nhanh của các recloser phía sau nên được đặt cùng hoặc lớn hơn recloser tại trạm biến áp.
2.1.3. Phối hợp Recloser và Rơle
Hai yếu tố cần được tính đến cho sự phối hợp của các thiết bị này, bộ ngắt mở mạch một số chu kỳ sau khi rơle liên quan tác động và rơle phải tích hợp thời gian giải trừ của recloser. Thời gian trở về của rơle thường dài, nếu dòng điện sự cố được áp dụng lại trước khi rơle trở về hoàn toàn, rơle sẽ di chuyển điểm vận hành của nó đến vị trí trở về riêng này.
Ví dụ, một recloser với trình tự tác động hai nhanh và hai trễ với khoảng thời gian lặp lại là 2 giây, cần thiết để phối hợp với rơle q dịng pha, mất 0,6 giây để đóng các tiếp điểm của nó và 16 s để rơ le hoàn toàn trở về. Thời gian hoạt động nhanh của recloser là 0,03 giây và thời gian hoạt động chậm là 0,3 giây.
- Tỷ lệ phần trăm của hoạt động chuyển tiếp trong đó mỗi lần mở recloser nhanh là (0,03 s / 0,6 s) x 100 % = 5%. Tỷ lệ trở về của rơle diễn ra trong khoảng thời gian recloser là (2 s / 16 s) x 100% = - 12,5%. Do đó, rơle hồn tồn trở về sau cả hai lần mở nhanh của recloser.
- Tỷ lệ phần trăm của hoạt động chuyển tiếp trong lần đầu tiên mở trễ của recloser là (0,3 s / 0,6 s) x 100 % = 50 %. Tỷ lệ trở về của rơle cho lần mở thứ ba của recloser là - 12,5%, như trước đây, do đó tỷ lệ phần trăm ròng của hoạt
động chuyển tiếp sau lần mở thứ ba của recloser = 50 % - 12,5 % = 37,5%. Tỷ lệ phần trăm của hoạt động chuyển tiếp trong lần mở trễ thứ hai của recloser = (0,3 giây / 0,6 giây) x 100 = 50% và tổng tỷ lệ phần trăm của hoạt động chuyển tiếp sau lần mở thứ tư của recloser = 37,5% + 50% = 87,5%. Có nghĩa hành trình của rơ le vẫn cịn khoảng 15% (15%x0,6=0,09s) để đóng tiếp điểm và cắt máy cắt.
Từ phân tích trên, có thể kết luận rằng rơle không đạt đến 100% hoạt động tại thời điểm mở cuối cùng của recloser, và do đó sự phối hợp được đảm bảo.
Hình 2.3. Phối hợp recloser và rơ le: A- đặc tính thời gian – dịng điện của recloser mở
nhanh; B tính thời gian – dịng điện của recloser mở chậm; C- đặc tính thời gian – dịng điện của rơle.
Nếu các recloser được sử dụng tại trạm như bộ ngắt trung chuyển trên đường dây, cần phải chọn phù hợp để đáp ứng các điều kiện sau [14]:
- Khả năng ngắt của recloser phải lớn hơn dịng sự cố tính tốn tối đa trên thanh cái.
- Dòng định mức cuộn dây của recloser phải lớn hơn dòng tải cực đại của mạch. Dòng định mức cuộn dây reclose phải đủ lớn đối với sự tăng tải bình thường và những nhiễu loạn ngẫu nhiên liên quan. Thông thường phạm vi giữa tải đỉnh trên mạch và dòng định mức cuộn dây recloser khoảng 30 %.
- Dòng điện khởi động (pick-up) tối thiểu của recloser là hai lần dịng định mức cuộn dây của nó. Điều này xác định vùng bảo vệ của nó như được thiết lập bởi dịng sự cố tính tốn tối thiểu trong mạch. Dịng khởi động tối thiểu phải vượt ra ngoài điểm phân chia của recloser đường dây đầu tiên, tức là, bảo vệ chồng lấn phải được cung cấp giữa recloser của trạm và recloser đường dây đầu tiên. Nếu khơng thể có được bảo vệ chồng lấn, thì cần phải di chuyển recloser đường dây đầu tiên để nó nằm trong vùng bảo vệ của recloser trạm.
2.2. Thông số kỹ thuật, chức năng các loại Recloser dùng trên lộ 373
Như đã trình bày trong chương 1, hiện nay lưới điện 373 E13.2 sử dụng 2 loại recloser là Cooper và Nu-Lec
2.2.1. Recloser Cooper Nova i
Recloser Nova i 3 pha là loại có buồng cắt chân không cho hệ thống điện phân phối dưới 38 kV. Recloser Nova i được thiết kế và kiểm tra tương thích với tủ điều khiển của hãng Cooper Power Systems. Hệ thống hợp chất cách điện rắn khơng sử dụng khí, chất lỏng, xốp cách điện. Recloser Nova i có khả năng chịu đựng với oxi, ozơn, hơi ẩm, bụi bẩn, tia cực tím cao. Recloser Nova i có 03 mơđun buồng cắt đúc trong chất rắn, biến dòng lắp sẵn và cơ cấu chấp hành từ. Recloser phù hợp cho vận hành ở nhiệt độ từ -400C đến +650C. Hình 2.4 là hình ảnh của một Recloser Nova i.