Đồ Án bảo Vệ Role

sdhzfdhdf

TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC

KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN

ĐỒ ÁN MÔN HỌC BẢO VỆ RƠ LE

Sinh viên thực hiện: TRẦN QUỐC TÚ

ĐÁNH GIÁ CỦA HỘI ĐỒNG CHẤM

1 Nội dung: Các tính toán

trong báo cáo chính xác, hợp

lý, đầy đủ nội dung đề bài

2 Hình thức: Báo cáo trình bày

sạch, đẹp, ít lỗi

3 Trả lời câu hỏi

4 Thái độ, tác phong (cách trả

lời các câu hỏi rõ ràng, trực

tiếp vào nội dung câu hỏi, có

sức thuyết phục)

Các ý kiến khác:

Hà Nội, ngày tháng năm

MỤC LỤC

DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình 2.1.3: Sơ đồ phương thức bảo vệ cho máy biến áp

Hình 2.2.3: Sơ đồ phương thức bảo vệ cho đường dây

Hình 3.1: Phối hợp đặc tuyến thời gian của bảo vệ quá dòng trong

lưới điện hình tia cho trường hợp đặc tuyến phụ thuộc và đặc tính độc lập

Hình 3.2.: Sơ đồ nguyên lí bảo vệ so lệch dòng điện

Hình 3.2.1: Đồ thị vecto dòng điện khi ngắn mạch ngoài vùng và chế độ bìnhthường

Hình 3.2.3: Đồ thị vecto dòng điện khi ngắn mạch trong vùng

Hình 3.2.4: Nguyên lí bảo vệ so lệch có hãm

Hình 1.1: Sơ đồ thể hiện vị trí các biến dòng cho bảo vệ

Hình 2.1 Sơ đồ điện thay thế thứ tự thuận

Hình 2.2 Sơ đồ điện thay thế thứ tự nghịch

Hình 2.3 Sơ đồ thay thế thứ tự không

Hình 2.4 Sơ đồ điện thay thế thứ tự không

Hình 2.3.1 Đồ thị dòng ngắn mạch cực đại

Hình 2.3.1 Đồ thị dòng ngắn mạch cực đại

Hình 2.5.1 Đồ thị Biên độ dòng ngắn mạch theo chiều dài đường dây

Hình 3.1 Đồ thị Thời gian tác động của bảo vệ trên đường dây D1

Hình 3.2 Đồ thị Thời gian tác động của bảo vệ trên đường dây D2

LỜI MỞ ĐẦU

Điện năng là một dạng năng lượng phổ biến nhất hiện nay Trong bất kỳ lĩnh vựcnào như sản xuất, sinh hoạt, an ninh… đều cần sử dụng điện năng Việc đảm bảo sảnxuất điện năng để phục vụ cho nhu cầu sử dụng năng lượng là một vấn đề quan trọnghiện nay Bên cạnh việc sản xuất là việc truyền tải và vận hành hệ thống điện cũngđóng vai trò rất quan trọng trong hệ thống điện Do nhu cầu về điện năng ngày càngtăng, hệ thống điện ngày càng mở rộng, phụ tải tiêu thụ tăng thêm cũng đồng nghĩavới việc khả năng xảy ra sự cố như chạm chập, ngắn mạch cũng tăng theo Chính vìvậy phải tăng cường các thiết bị bảo vệ cho hệ thống điện để có thể giảm thiểu, ngănchặn các hậu quả của sự cố có thể gây ra

Đồ án môn học Bảo vệ Rơ le giúp cho sinh viên củng cố được các kiến thức cơbản về bảo vệ rơ le Từ đó sinh viên sẽ có đánh giá đúng đắn về từng loại bảo vệ.Trong quá trình làm đồ án này, em đã nhận được sự giúp đỡ nhiệt tình của các thầy

cô bộ môn, đặc biệt là cô giáo TS Vũ Thị Anh Thơ Dù đã cố gắng nhưng do kiến

thức của em còn hạn chế, kinh nghiệm tích lũy còn ít nên bản đồ án khó tránh khỏinhững sai sót Em mong nhận được sự đánh giá, nhận xét, góp ý của các thầy cô đểbản đồ án cũng như kiến thức của bản thân em được hoàn thiện hơn

Em xin chân thành cảm ơn các thầy cô, đặc biệt là cô giáo TS.Vũ Thị Anh Thơ đã

giúp đỡ em hoàn thành bản đồ án này

CHƯƠNG I : NHIỆM VỤ VÀ CÁC YÊU CẦU CƠ BẢN CỦA BẢO VỆ RƠ LE

1 Nhiệm vụ của bảo vệ Rơle:

Các thiết bị bảo vệ có nhiệm vụ phát hiện và loại trừ càng nhanh càng tốtnhững phần tử bị sự cố ra khỏi hệ thống, nhanh chóng phát hiện và cách ly phần tử hưhỏng khỏi hệ thống, có thể ngăn chặn và hạn chế đến mức thấp nhất những hậu quả taihại của sự cố Khi thiết kế và vận hành bất kỳ một hệ thống nào cần phải kể đến khảnăng phát sinh hư hỏng và các tình trạng làm việc không bình thường trong hệ thốngđiện ấy Nguyên nhân gây ra hư hỏng, sự cố đối với phần tử trong hệ thống điện:

- Do các hiện tượng thiên nhiên như biến đổi thời tiết, giông bão, động đất, lũlụt

- Do máy móc, thiết bị bị hao mòn, già cỗi

- Do các tai nạn ngẫu nhiên

- Do nhầm lẫn trong thao tác của nhân viên vận hành

Ngắn mạch là loại sự cố có thể xảy ra và nguy hiểm nhất trong hệ thống điện.Nhanh chóng phát hiện và cách ly phần tử hư hỏng khỏi hệ thống có thể ngăn chặn vàhạn chế những hậu quả nghiêm trọng của sự cố, trong đó phần lớn là dạng ngắn mạch:

- Dòng điện tăng cao tại chỗ sự cố và trong các phần tử trên đường từ nguồnđến điểm ngắn mạch có thể gây ra tác động nhiệt và các lực cơ học làm phá huỷ cácphần tử bị ngắn mạch và các phần tử lân cận

- Hồ quang tại chỗ ngắn mạch nếu để lâu có thể đốt cháy thiết bị và gây hoảhoạn

- Ngắn mạch làm cho điện áp tại chỗ sự cố và khu vực lưới điện lân cận bị giảmthấp, ảnh hưởng đến sự làm việc bình thường của hộ dùng điện

- Nghiêm trọng nhất là gây mất ổn định và tan rã hệ thống điện

Hậu quả của ngắn mạch là:

- Thụt thấp điện áp ở một phần lớn của hệ thống điện

- Phá huỷ các phần tử bị sự cố bằng tia lửa điện

- Phá huỷ các phần tử có dòng ngắn mạch chạy qua do tác động nhiệt và cơ

- Phá huỷ ổn định của hệ thống điện

Ngoài các loại hư hỏng, trong hệ thống điện còn có các tình trạng làm việckhông bình thường Một trong những tình trạng làm việc không bình thường đó là quátải Dòng điện quá tải làm tăng nhiệt độ các phần dẫn điện quá giới hạn cho phép làmcách điện của chúng bị già cỗi hoặc đôi khi bị phá huỷ.

Để ngăn ngừa sự phát sinh sự cố và sự phát triển của chúng, ta có thể thực hiệncác biện pháp để cắt nhanh phần tử bị hư hỏng ra khỏi mạng điện, để loại trừ nhữngtình trạng làm việc không bình thường có khả năng gây nguy hiểm cho

thiết bị và hộ dùng điện

Để đảm bảo sự làm việc liên tục của các phần tử không hư hỏng trong hệ thốngđiện cần có những thiết bị ghi nhận sự phát sinh của hư hỏng với thời gian bé nhất,phát hiện ra phần tử bị hư hỏng và cắt phần tử bị hư hỏng ra khỏi hệ thống điện Thiết

bị tự động được dùng phổ biến nhất để bảo vệ các hệ thống điện hiện tại là các Rơle.Ngày nay, khái niệm Rơle thường dùng để chỉ một tổ hợp thiết bị hoặc một nhómchức năng bảo vệ và tự động hoá hệ thống điện thoả mãn những yêu cầu kỹ thuật đề rađối với nhiệm vụ bảo vệ cho từng phần tử cụ thể cũng như toàn hệ thống điện Thiết bịbảo vệ được thực hiện nhờ những Rơle được gọi là thiết bị bảo vệ Rơle

Như vậy nhiệm vụ chính của thiết bị bảo vệ Rơle là tự động cắt phần tử hưhỏng ra khỏi hệ thống điện Ngoài ra thiết bị bảo vệ Rơle còn ghi nhận và phát hiệnnhững tình trạng làm việc không bình thường của các phần tử trong hệ thống điện, tuỳmức độ mà bảo vệ Rơle có thể tác động đi báo tín hiệu hoặc đi cắt máy cắt Nhữngthiết bị bảo vệ Rơle phản ứng với tình trạng làm việc không bình thường thường thựchiện tác động sau một thời gian duy trì nhất định (không cần phải có tính tác độngnhanh như ở các thiết bị bảo vệ Rơle chống hư hỏng)

2 Yêu cầu cơ bản của bảo vệ rơle

Để thực hiện được các chức năng và nhiệm vụ quan trọng như trên ,các thiết bị bảo vệ phải thỏa mãn các yêu cầu cơ bản sau đây : độ tin cậy, chọn lọc, tác động nhanh, độ nhạy và kinh tế

a.Độ tin cậy: là tính năng đảm bảo cho các thiết bị bảo vệ làm đúng chắc

chắn.người ta phân biệt:

- Độ tin cậy khi tác động : (dependability) mức độ chắc chắn rằng Rơle

hoặc hệ thống Rơle sẽ tác động đúng [IEEE C 37.2 – 1979 hiệp hội kỹ sư điện và điện tử]

- Độ tin cậy không tác động : (security) mức độ chắc chắn rằng Rơle hoặc

hệ thống Rơle sẽ không làm việc sai [IEEE C 37.2 – 1979 hiệp hội kỹ sư điện và điện tử]

Nói cách khác độ tin cậy khi tác động là khả năng bảo vệ làm việc đúng khi

có sự cố xảy ra trong phạm vi đã được xác định trong nhiệm vụ bảo vệ ,còn độ tin cậy không tác động là khả năng tránh làm việc nhầm ở chế độ vận hành bình thường hoặc

sự cố xảy ra ngoại phạm vi bảo vệ đã được quy định

Trên thực tế độ tin cậy tác động có thể kiểm tra tương đối dễ dàng bằng cách tính toán hoặc thực nghiệm,còn độ tin cậy không tác động rất khó kiểm tra vì tập hợp những trạng thái vận hành và tình huống bất thường có thể dẫn đến tác động sai của bảo vệ không thể lường trước hết được

Để nâng cao độ tin cậy nên sử dụng các Rơle và hệ thống Rơle có kết cấu đơn giản, chắc chắn, đã được thử thách qua thực tế sử dụng cũng như tăng cường mức

dự phòng trong hệ thống bảo vệ Số liệu thống kê về vận hành cho thấy, hệ thống bảo

vệ trong các hệ thống điện hiện đại xác suất làm việc tin cậy khoảng 95-99%

b.Tính chọn lọc: là khả năng bảo vệ có thể phát hiện và loại trừ đúng phần tử

bị sự cố ra khỏi hệ thống cấu hình của hệ thống điện càng phức tạp việc đảm bảo tính chọn lọc của bảo vệ càng khó khăn

Theo nguyên lý làm việc,các bảo vệ được phân ra : bảo vệ có độ chọn lọc tuyệt đối và bảo vệ có độ chọn lọc tương đối

- Bảo vệ có độ chọn lọc tuyệt đối : là những bảo vệ chỉ làm việc khi sự cố xảy ra

trong phạm vi hoàn toàn xác định , không làm nhiệm vụ dự phòng cho bảo vệ đặt ở các phần tử lân cận

- Bảo vệ có độ chọn lọc tương đối : ngoài nhiệm vụ bảo vệ chính cho đối tượng

được bảo vệ còn có thể thực hiện chức năng dự phòng cho bảo vệ đặt ở các phần tử lân cận

Để thực hiện yêu cầu về chọn lọc đối với các bảo vệ có độ chọn lọc tương

toàn hệ thống nhằm đảm bảo mức độ liên tục cung cấp điện cao nhất, hạn chế tới mức thấp nhất thời gian ngừng cung cấp điện

c.Tác động nhanh:

Hiển nhiên bảo vệ phát hiện và cách ly phần tử sự cố càng nhanh càng tốt Tuy nhiên khi kết hợp với yêu cầu chọn lọc để thỏa mãn yêu cầu tác động nhanh cần phải

sử dụng những loại bảo vệ phức tạp và đắt tiền

Rơle bảo vệ được gọi là tác động nhanh nếu thời gian tác động không vượt quá 50ms (2,5 chu kỳ của dòng công nghiệp 50Hz) Rơle bảo vệ được gọi là tác động tức thời nếu không thông qua khâu trễ (tạo thời gian)trong tác động của rơle Thông thường hai khái niệm tác động nhanh và tác động tức thời dùng thay thế lẫn nhau để chỉ các Rơle bảo vệ có thời gian tác động không quá 50ms

Ngoài tác động của Rơle hay bảo vệ ,việc loại nhanh phần tử bị sự cố còn phụ thuộc vào tốc độ thao tác của máy cắt điện.các máy cắt điện có tốc độ cao hiện đại có thời gian thao tác từ 20÷60ms (từ 1÷3 chu kỳ 50Hz) những máy cắt thông thường cũng có thời gian thao tác không quá 5 chu kỳ(khoảng 100ms ở 50Hz)

Như vậy thời gian loại trừ sự cố (thời gian làm việc của bảo vệ cộng với thời gian thao tác máycắt) khoảng từ 2 đến 8 chu kỳ (khoảng 40÷160ms ở 50Hz)đối với bảo vệ tác động nhanh

Đối với lưới điện phân phối thường sử dụng các bảo vệ có độ chọn lọc tương đối và phải phối hợp thời gian tác động giữa các bảo vệ.Bảo vệ chính thông thường cóthời gian khoảng 0,2÷1,5sec , bảo vệ dự phòng khoảng 1,5÷2sec

d.Độ nhạy:

Độ nhạy đặc trưng cho khả năng “cảm nhận” sự cố của rơle hoặc hệ thống bảo

vệ,nó được biểu diễn bằng hệ số độ nhạy ,tức tỉ số giữa trị số của đại lượng vật lý đặt vào rơle khi có sự cố với ngưỡng tác động của nó.Sự sai khác giữa trị số của đại lượngvật lý đặt vào rơle và ngưỡng khởi động của nó càng lớn ,rơle càng dễ cảm nhận sự xuất hiện của sự cố hay rơle tác động càng nhạy

Độ nhạy thực tế của bảo vệ phụ thuộc vào nhiều yếu tố,trong đó quan trọng nhất phải kể đến : Chế độ làm việc của hệ thống (mức độ huy động nguồn),cấu hình lưới điện ,dạng ngắn mạch và vị trí điểm ngắn mạch ,nguyên lý làm việc của rơle,đặc tính của quá trình quá độ trong hệ thống điện v.v…

Tùy theo vai trò của bảo vệ mà yêu cầu về độ nhạy đối với nó cũng khác nhau.các bảo vệ chính thường yêu cầu phải có hệ số độ nhạy trong khoảng 1,5÷2, còn bảo vệ dự phòng từ 1,2÷1,5.

e.Tính kinh tế :

Các thiết bị bảo vệ được thiết kế và lắp đặt trong hệ thống điện,khác với các máy móc và thiết bị khác ,không phải để làm việc thường xuyên trong chế độ vận hành bình thường Nhiệm vụ của chúng là phải luôn luôn sẵn sàng chờ đón những bấtthường và sự cố có thể xảy ra bất cứ lúc nào và có những tác động chuẩn xác Đối với các tràn thiết bị cao áp và siêu cao áp, chi phí để mua sắm và lắp đặt thiết bị bảo vệ thường chỉ chiếm một vài phần trăm giá trị công trình, vì vậy thông thường giá cả thiết bị bảo vệ không phải là yếu tố quyết định trong lựa chọn chủng loại hoặc nhà cung cấp cho thiết bị bảo vệ Lúc này bốn yếu tố kỹ thuật trên đóng vai trò quyết định,

vì nếu không thỏa mãn các yêu cầu này sẽ dẫn đến hậu quả rất nghiêm trọng cho hệ thống điện

Đối với lưới trung,hạ áp vì số lượng phần tử cần được bảo vệ rất lớn, và yêu cầu bảo vệ đối với thiết bị không cao bằng các thiết bị cần bảo vệ ở các nhà máy điện lớn hoặc lưới truyền tải cao áp và siêu cao áp do vậy cần cân nhắc đến tính kinh tế trong chọn thiết bị bảo vệ sao cho đảm bảo được các yêu cầu về kỹ thuật với chi phí thấp nhất

CHƯƠNG II: XÂY DỰNG PHƯƠNG THỨC BẢO VỆ CHO MÁY BIẾN ÁP

2.1 Xây dựng phương thức bảo vệ cho máy biến áp

2.1.1 Các sự cố với máy biến áp

a) Sự cố trong MBA

- Sự cố bên trong được chia làm hai nhóm sự cố trực tiếp và sự cố gián tiếp

- Sự cố trực tiếp là ngắn mạch các cuộn dây, hư hỏng cách điện làm thay đổi đột ngột các thông số điện

- Sự cố gián tiếp diễn ra từ từ nhưng sẽ trở thành sự cố trực tiếp nếu không phát hiện và xử lý kịp thời (như quá nhiệt bên trong MBA, áp suất dầu tăng cao )

- Vì vậy yêu cầu bảo vệ sự cố trực tiếp phải nhanh chóng cách ly MBA bị sự

cố ra khỏi hệ thống điện để giảm ảnh hưởng đến hệ thống Sự cố gián tiếp không đòi hỏi phải cách ly MBA nhưng phải được phát hiện, có tín hiệu báocho nhân viên vận hành biết để xử lý

b) Sự cố bên ngoài máy biến áp

- Dòng điện tăng cao do ngắn mạch ngoài và quá tải

- Mức dầu bị hạ thấp do nhiệt độ không khí xung quanh MBA giảm đột ngột

- Quá điện áp khi ngắn mạch một pha trong hệ thống điện

Hư hỏng bên trong máy biến áp bao gồm: Chạm chập giữa các vòng dây Ngắn mạch giữa các cuộn dây Chạm đất (vỏ) và ngắn mạch chạm đất Hỏng bộ chuyển đổi đầu phân áp Thùng dầu bị thủng hoặc rò dầu Những hư hỏng và chế độ làm việc không bình thường bên ngoài máy biến áp bao gồm: Ngắn mạch nhiều pha trong hệ thống Ngắn mạch một pha trong hệ thống Quá tải Quá bão hoà mạch từ

2.1.2 Sơ đồ phương thức bảo vệ cho máy biến áp

2 Quá dòng có thời gian (51)

3 Quá tải dòng điện (49)

4 Rơ le nhiệt (49)

Hình 2.1.3: Sơ đồ phương thức bảo vệ cho máy biến áp

2.2 Xây dựng phương thức bảo vệ cho đường dây

2.2.1 Các sự cố với đường dây

Những sự cố thường gặp đối với đường dây tải điện:

- Ngắn mạch (Nhiều pha hoặc một pha),

- Chạm đất một pha

- Quá điện áp (khí quyển hoặc thao tác)

- Đứt dây và quá tải

2.2.2 Sơ đồ phương thức bảo vệ cho đường dây trung áp 22kV

Các phương thức bảo vệ cho đường dây:

(1): Bảo vệ quá dòng có thời gian - 51

(2) Bảo vệ quá dòng thứ tự không-51N

(3) Bảo vệ quá dòng cắt nhanh có thời gian - 50

(4) Bảo vệ quá dòng thứ tự không cắt nhanh – 50N

Hình 2.2.3: Sơ đồ phương thức bảo vệ cho đường dây

~

X

1

234I>, t

I>>

CHƯƠNG III : CÁC NGUYÊN LÝ BẢO VỆ RƠ LE

3.1 Bảo vệ quá dòng điện

Quá dòng điện là hiện tượng khi dòng điện chạy qua phần tử của hệ thống điệnvượt quá trị số dòng điện tải lâu dài cho phép Quá dòng điện có thể xảy ra khi ngắnmạch hoặc do quá tải

Bảo vệ quá dòng điện là bảo vệ tác động khi dòng điện đi qua phần tử được bảo

vệ vượt quá một giá trị định trước (tức là giá trị cài đặt)

Theo phương pháp đảm bảo tính chọn lọc bảo vệ quá dòng điện được chia 2loại:

- Bảo vệ dòng điện cực đại: bảo đảm tính chọn lọc bằng cách chọn thời

gian làm việc theo nguyên tắc từng cấp, bảo vệ càng gần nguồn cung cấp thì thời giantác động càng lớn

- Bảo vệ dòng điện cắt nhanh: bảo đảm tính chọn lọc bằng cách chọn

dòng khởi động theo giá trị dòng ngắn mạch ngoài lớn nhất

2.1.1 Quá dòng có thời gian: 51 – 51N

Bảo vệ quá dòng có thời gian thường là loại bảo vệ chính đối với mạng mộtnguồn cung cấp Bảo vệ được đặt ở đầu mỗi đoạn đường dây (về phía nguồn), bảo vệcàng gần nguồn cung cấp thì thời gian tác động càng lớn

a Dòng khởi động: tính theo dòng làm việc cực đại Ikđ > Ilvmax = kqt.Ilv

Theo nguyên tắc tác động của bảo vệ Imax phải chọn lớn hơn dòng phụ tải cựcđại qua chỗ đặt bảo vệ Trong thực tế dòng điện khởi động của bảo vệ còn phụ thuộcvào nhiều điều kiện khác

Dòng khởi động của bảo vệ:

kmm - hệ số tự mở máy của các động cơ, có trị số phụ thuộc vào loại động

cơ, vị trí giữa chỗ đặt bảo vệ với các động cơ, sơ đồ mạng điện (kmm = 2 ÷ 3)

ktv - hệ số trở về của chức năng bảo vệ quá dòng, để đảm bảo sự làm việc

ổn định của bảo về khi có các nhiễu loạn ngắn (hiện tượng tự mở máy của các động cơsau khi TĐL đóng thành công) trong hệ thống mà bảo vệ không tác động (ktv = 0,85 ÷0,95)

 Bảo vệ quá dòng có đặc tính thời gian độc lập:

- Đảm bảo tính chọn lọc bằng cách chọn thời gian làm việc theo nguyên tắc từngcấp Bảo vệ gần nguồn có thời gian làm việc chậm nhất

Giá trị dòng điện khởi động của bảo vệ IKĐ trong trường hợp này được xác địnhbởi:

max

.

Ilvmax: dòng điện làm việc lớn nhất.

kat: hệ số an toàn để đảm bảo cho bảo vệ không cắt nhầm khi có ngắnmạch ngoài do sai số khi tính dòng ngắn mạch (kể đến đường cong sai số 10% của BI

và 20% do tổng trở nguồn bị biến động)

kmm: hệ số mở máy, có thể lấy Kmm= (1.5 ÷ 2,5)

ktv: hệ số trở về của chức năng bảo vệ quá dòng, có thể lấy trong khoảng(0,85 ÷ 0,95) Sở dĩ phải sử dụng hệ số Ktv ở đây xuất phát từ yêu cầu đảm bảo sựlàm việc ổn định của bảo vệ khi có các nhiễu loạn ngắn (hiện tượng tự mở máy củacác động cơ sau khi TĐL đóng thành công) trong hệ thống mà bảo vệ không được tácđộng

Phối hợp các bảo vệ theo thời gian:

Đây là phương pháp phổ biến nhất thường được đề cập trong các tài liệu bảo

vệ rơle hiện hành Nguyên tắc phối hợp này là nguyên tắc bậc thang, nghĩa là chọn thời gian của bảo vệ sao cho lớn hơn một khoảng thời gian an toàn Δt so với thời gian tác động lớn nhất của cấp bảo vệ liền kề trước nó ( tính từ phía phụ tải về nguồn)

n ( 1) axn m

t = t − + ∆ t

Trong đó:

tn : thời gian đặt của cấp bảo vệ thứ n đang xét

t(n-1)max: thời gian tác động cực đại của các bảo vệ của cấp bảo vệ đứng trước nó (thứ n)

Δt : bậc chọn lọc về thời gian

 Bảo vệ quá dòng với đặc tính thời gian phụ thuộc :

Bảo vệ quá dòng có đặc tuyến thời gian độc lập trong nhiều trường hợp khó thựchiện được khả năng phối hợp với các bảo vệ liền kề mà vẫn đảm bảo được tính tácđộng nhanh của bảo vệ Một trong những phương pháp khắc phục là người ta sử dụngbảo vệ quá dòng với đặc tuyến thời gian phụ thuộc Hiện nay các phương thức tính

Hình 3.1: Phối hợp đặc tuyến thời gian của bảo vệ quá dòng trong

lưới điện hình tia cho trường hợp đặc tuyến phụ thuộc và đặc tính độc lập

Rơle quá dòng với đặc tuyến thời gian phụ thuộc được sử dụng cho các đườngdây có dòng sự cố biến thiên mạnh khi thay đổi vị trí ngắn mạch Trong trường hợpnày nếu sử dụng đặc tuyến độc lập thì nhiều khi không đảm bảo các điều kiện kỹthuật: thời gian cắt sự cố, ổn định của hệ thống Hiện nay người ta có xu hướng ápdụng chức năng bảo vệ quá dòng với đặc tuyến thời gian phụ thuộc như một bảo vệthông thường thay thế cho các rơle có đặc tuyến độc lập

Thời gian bảo vệ được chọn theo công thức:

Vùng tác động:

vùng tác động của rơ le bảo vệ quá dòng có thời gian là toàn bộ phần đườngdây tính từ vị trí đặt bảo vệ về phía tải Bảo vệ đặt gần nguồn có khả năng làm dựphòng cho bảo vệ đặt phía sau với thời gian cắt sự cố chậm hơn 1 cấp thời gian là Δt.

Độ nhạy của bảo vệ dòng điện cực đại được đặc trưng bằng hệ số Kn:

Yêu cầu về độ nhạy là: - Đối với bảo vệ chính thì Kn ≥ 1,5

- Đối với bảo vệ dự phòng thì Kn ≥ 1,2

- Vùng tác động:

Vùng tác động của Rơle bảo vệ quá dòng có thời gian là toàn bộ phần đườngdây tính từ vị trí đặt bảo vệ về phía tải Bảo vệ đặt gần nguồn có khả năng làm dựphòng cho bảo vệ đặt phía sau với thời gian cắt sự cố chậm hơn một cấp thời gian Δt

c Độ nhạy : tính theo dòng khởi động

min

N N kd

I k I

=

Trong đó : INmin : dòng ngắn mạch min

Ikd : dòng khởi động

d.Đánh giá

- Bảo vệ đơn giản, chắc chắn, có độ tin cậy cao

- Đảm bảo tính chọn lọc bằng cách chọn thời gian theo nguyên tắc bậc thang

vì thế thời gian tác dộng đầu nguồn lớn Có thể khắc phục điều này bằng đặc tính thờigian phụ thuộc Tuy nhiên tính toán sẽ phức tạp hơn

- Độ nhạy của bảo vệ bị hạn chế do dòng khởi động tính theo dòng làm việcmax ( có xét đến hệ số mở máy)

e.Phạm vi áp dụng

- Chỉ áp dụng cho lưới hình tia có một nguồn cung cấp.

- Dùng làm bảo vệ chính cho đường dây trung áp

- Dùng làm bảo vệ dự phòng cho các đường dây truyền tải, máy phát điện,máy biến áp.

2.1.2 Quá dòng cắt nhanh 50/50N

Đối với bảo vệ quá dòng thông thường càng gần nguồn thời gian cắt ngắn mạchcàng lớn, thực tế cho thấy ngắn mạch gần nguồn thường thì mức độ nguy hiểm càngcao hơn và cần loại trừ càng nhanh càng tốt Để bảo vệ các đường dây trong trườnghợp này người ta dùng bảo vệ quá dòng cắt nhanh (50)

Bảo vệ dòng điện cắt nhanh là loại bảo vệ đảm bảo tính chọn lọc bằng cáchchọn lọc dòng điện khởi động lớn hơn dòng ngắn mạch lớn nhất qua chỗ đặt bảo vệkhi có ngắn mạch ở ngoài phần tử được bảo vệ (cuối cùng bảo vệ của phần tử đượcbảo vệ), bảo vệ dòng cắt nhanh thường làm việc tức thời với thời gian rất bé

Bảo vệ cắt nhanh có khả năng làm việc chọn lọc trong lưới có cấu hình bất kỳvới một nguồn hay nhiều nguồn cung cấp Ưu điểm của nó là có thể cách ly nhanh sự

cố với công suất ngắn mạch lớn ở gần nguồn Tuy nhiên vùng bảo vệ không bao trùmđược hoàn toàn đường dây cần bảo vệ, đây chính là nhược điểm lớn nhất của bảo vệnày

Để đảm bảo tính chọn lọc, giá trị đặt của bảo vệ quá dòng cắt nhanh phải đượcchọn sao cho lớn hơn dòng ngắn mạch cực đại (ở đây là dòng ngắn mạch ba pha trựctiếp) đi qua chỗ đặt Rơle khi có ngắn mạch ở ngoài vùng bảo vệ

Đối với mạng điện hình tia một nguồn cung cấp thì giá trị dòng điện khởi độngcủa bảo vệ cắt nhanh đặt tại thanh góp A là:

ngmax N at

I =Trong đó: kat - hệ số an toàn, tính đến ảnh hưởng của sai số do tính ngắn mạch, docấu tạo của Rơle, thành phần không chu kỳ trong dòng ngắn mạch và của biến dòng.Với Rơle cơ thì kat = 1,2 ÷ 1,3 còn với Rơle số thì kat = 1,15

INngmax - dòng ngắn mạch ba pha trực tiếp lớn nhất qua bảo vệ khi ngắn mạchngoài vùng bảo vệ Ở đây là dòng ngắn mạch ba pha trực tiếp tại thanh góp B

Ưu điểm: Làm việc 0 giây đối với ngắn mạch gần thanh góp.

Nhược điểm: Chỉ bảo vệ được một phần đường dây 70 - 80%

Phạm vi bảo vệ không cố định phụ thuộc vào chế độ ngắn mạch và chế độ

làm việc hệ thống Chính vì vậy bảo vệ quá dòng cắt nhanh không thể là bảo vệchính của một phần tử nào đó mà chỉ có thể kết hợp với bảo vệ khác

3.2 Bảo vệ so lệch/ so lệch có hãm (87T)

Nguyên tắc tác động

Bảo vệ so lệch dòng điện là loại bảo vệ làm việc dựa trên nguyên tắc so sánh trựctiếp biên độ dòng điện ở hai đầu phần tử được bảo vệ Nếu sự sai lệch giữa hai dòng điện vượt quá trị số cho trước (giá trị khởi động) thì bảo vệ sẽ tác động Là loại bảo vệ

có tính chọn lọc tuyệt đối, vùng tác động của bảo vệ so lệch được giới hạn bởi vị trí của 2 tổ máy biến dòng ở đầu và cuối phần tử được bảo vệ, từ đó nhận tín hiệu dòng điện để so sánh

Hình 3.2.: Sơ đồ nguyên lí bảo vệ so lệch dòng điện

Dòng điện so lệch chạy qua relay:

Tình trạng làm việc bình thường và ngắn mạch ngoài vùng bảo vệ