BẢO VỆ QUÁ DÒNG ĐIỆN CÓ HƯỚNG

PowerPoint Presentation Chương 3 BẢO VỆ QUÁ DÒNG ĐIỆN CÓ HƯỚNG 3 1 Nguyên tắc tác động Xét mạng điện hình tia có 2 nguồn cung cấp và mạng vòng như hình vẽ N1 N2 Mạng hình tia có 2 nguồn cung cấp Mạng.

Mạng hình tia có 2 nguồn cung cấp

Mạng vòng

N1

N2

· Nếu các Bảo vệ: BV1, BV2, BV3, BV4, BV5, BV6 là

các Bảo vệ quá dòng điện thông thường thì:

- Khi có ngắn mạch tại điểm N1 để đảm bảo Bảo

vệ tác động chọn lọc thì chỉ yêu cầu BV3 tác động còn BV2 không được tác động Muốn vậy thì ta phải chọn thời gian tác động của BV3 nhỏ hơn thời gian tác động của BV2, tức là: t3  t2

- Khi có ngắn mạch tại điểm N2 để đảm bảo Bảo

vệ tác động chọn lọc thì chỉ yêu cầu BV2 tác động còn BV3 không được tác động Muốn vậy thì ta phải chọn thời gian tác động của BV2 nhỏ hơn thời gian tác động của BV3, tức là: t2  t3

· Trong thực tế thì ta không thể thực hiện được cả

2 yêu cầu nêu trên Muốn vậy, ta chỉ cho các BV tác động khi công suất ngắn mạch (CSNM) qua

BV có hướng từ thanh cái ra đường dây

· Như vậy các BV: BV1, BV2, BV3, BV4, BV5, BV6

cần có thêm bộ phận định hướng công suất (Bpđhcs) làm nhiệm vụ chỉ cho phép BV tác động khi CSNM qua BV có chiều từ thanh cái ra đường dây

· Nhờ vậy, khi có NM tại điểm N1 thì BV2 không tác

động, khi có NM tại điểm N2 thì BV3 không tác động

Sơ đồ nguyên lý của BV quá dòng điện có hướng

· Tóm lại: Bảo vệ quá dòng điện có hướng tác động

khi dòng điện qua chỗ đặt BV vượt ngưỡng giá trị dòng điện đã cài đặt trong rơ le ( Ikđ ) và theo một hướng nhất định

BVQDĐCH = BVQDĐCĐ + BPĐHCS

BVQDĐCH = BKĐ + BTG + BPĐHCS

3.2.Phối hợp thời gian của BVQDĐCH.

Để Bảo vệ quá dòng điện có hướng tác động chọn lọc thì ta chia làm 2 bộ tác động theo 2 hướng ngược nhau và phối hợp thời gian tác động theo nguyên tắc từng cấp

- Bộ lẻ gồm các BV: BV1, BV3, BV5 chọn thời gian tác động tăng dần tính từ BV5 đến BV1( t5t3t1)

- Bộ chẳn gồm các BV: BV2, BV4, BV6 chọn thời gian tác động tăng dần tính từ BV2 đến BV6( t2t4t6).

Phối hợp thời gian tác động của BVQDĐCH

3.3.Phần tử định hướng công suất.

Giả sử khảo sát các đồ thị vec tơ tương ứng với các chiều khác nhau của CSNM đi qua BV2 như hình vẽ:

Chọn điện áp đưa vào BV2 là điện áp được lấy trên thanh cái B ( UB) làm gốc

· Qui ước:

- Nếu dòng điện qua BV2 là (IR) chậm pha

N1 N2

hơn so với điện áp ( UR) thì góc lệch pha giữa dòng điện và điện áp là R= (UR ; IR)0, tức là CSNM qua BV2 có chiều đi từ thanh cái ra đường dây do đó cho BV2 tác động.

- Nếu dòng điện qua BV2 là (IR) nhanh pha hơn so với điện áp ( UR) thì góc lệch pha giữa dòng điện và điện áp là R= (UR ; IR)0, tức là CSNM qua BV2 có chiều đi từ đường dây vào thanh cái do đó không cho BV2 tác động

- Khi có ngắn mạch tại điểm N2 (như hình vẽ) thì CSNM qua BV2 đi từ thanh cái ra đường dây Dòng điện vào BV2 là:IR = IRN2 , góc lệch pha giữa dòng điện

và điện áp vào BV2 là: 1= (IRN2; UR)0, do đó BV2 sẽ

tác động Đồ thị véc tơ như hình vẽ:

- Khi có ngắn mạch tại điểm N1 (như hình vẽ) thì CSNM qua BV2 đi từ đường dây vào thanh cái Dòng điện vào BV2 là: IR = IRN1 , góc lệch pha giữa dòng điện

và điện áp vào BV2 là: 2= (IRN1 ; UR)0, do đó BV2

sẽ không tác động Đồ thị véc tơ như hình vẽ:

Tóm lại:

Bộ phận định hướng công suất trong BV quá dòng điện có hướng làm việc dựa trên cơ sở góc pha tương đối giữa dòng điện và điện áp tại chỗ đặt Bảo vệ

3.4.Bảo vệ quá dòng điện có hướng 3 cấp.

3.4.1.Bảo vệ quá dòng điện có hướng cấp I:

Là BV cắt nhanh không thời gian kèm theo

bộ phận định hướng công suất

N1 N2

a) Dòng khởi động:

Chỉ cần chọn lớn hơn dòng ngắn mạch đi ra từ thanh cái của trạm đó theo hướng tác động của nó,

do đó dòng khởi động của BVCN có hướng nhỏ hơn dòng khởi động của BVCN thông thường Vùng tác động của BVCN có hướng sẽ rộng hơn vùng tác động của BVCN thông thường

Dòng khởi động được tính theo:

ngắn mạch ngoài do đó sẽ làm cho BV tác động sai Nên dòng khởi động cấp I cần phải được chọn theo điều kiện:

Vậy dòng khởi động cấp I của BVCNCH được chọn theo giá trị lớn nhất của (1) và (2)

b) Thời gian tác động:

tI = 0 (s)

3.4.2.Bảo vệ quá dòng điện có hướng cấp II:

Là BV cắt nhanh có thời gian kèm theo bộ phận định hướng công suất

a) Dòng khởi động: Của BVQDĐCH cấp II được chọn hoàntoàngiốngnhư BV cấp II của BVDĐ 3 cấp nhưng

II

kđ= kat Ikcb(max) (2)

Ở đây cần chú ý đến trường hợp các trạm ( có rẽ nhánh, có nguồn) thì cần phải chú ý đến hệ số phân dòng

· Trường hợp trạm có rẽ nhánh:

NT

Dòng khởi động cấp II của BV1 được tính:

III

kđ1= kat kpd INTVới kpd- là hệ số phân dòng,

INA- là dòng NM chạy qua BV1 khi có NM tại điểm NT

INT- là dòng NM chạy qua MBA khi có NM tại điểm NT

· Trường hợp trạm có nguồn:

NA pd

NT

I k

I



Dòng khởi động cấp II của BV1 được tính:

III

kđ1= kat kpd II

kđ3

Với kpd – hệ số phân dòng,

INA- là dòng NM chạy qua BV1 khi có NM tại TC(C)

INB- là dòng NM chạy qua BV3 khi có NM tại TC(C)

b) Thời gian tác động:

Chọn theo nguyên tắc bậc thang

tII = tI + t

3.4.3.Bảo vệ quá dòng điện có hướng cấp III:

Là BV quá dòng điện cực đại có kèm theo bpđhcs

a) Dòng khởi động:

(1)

NA pd

NB

I k

Ngoài ra khi có NM 1 pha trong mạng điện có trung tính trực tiếp nối đất thì dòng điện trong các pha không hư (không sự cố) bằng tổng các dòng điện phụ tải sẽ có giá trị lớn dễ làm cho BV tác động nhầm

do đó dòng khởi động cấp III trong trường hợp này cần được chọn lớn hơn giá trị cực đại của dòng điện trong các pha không hư ( Ikhmax )

IIII

kđ= kat Ikhmax (2) Với Ikhmax - là dòng lớn nhất của các pha không hư

kat = 1,15-1,3 tùy thuộc vào độ chính xác khi đánh giá lượng Ikhmax

Vậy dòng điện khởi động cấp III của BVDĐCH 3 cấp được chọn theo giá trị lớn nhất của (1) và (2)

· Chú ý: Ngoài 2 điều kiện trên đối với mạng vòng

có 1 nguồn cung cấp chúng ta còn phải thực hiện phối hợp các BV tác động theo cùng 1 hướng Điều kiện để thực hiện phối hợp như sau:

2 nhóm

- Nhóm lẻ gồm các BV: BV1, BV3, BV5, BV7 tác động

Khi hướng CSNM theo chiều mũi tên từ trái sang phải.

- Nhóm chẳn gồm các BV: BV6, BV4, BV2, BV0 tác động Khi hướng CSNM theo chiều mũi tên từ phải sang trái

- Theo yêu cầu tác động chọn lọc thì các BV trong cùng một nhóm phải chọn thời gian tác động thõa mãn:

t1  t3 t5 t7

t6  t4 t2 t0

- Nguyên tắc chọn thời gian như vậy gọi là nguyên

tắc bậc thang ngược chiều nhau

Phối hợp thời gian của BV quá dòng điện CH 3 cấp

0

· Các chú ý:

- BV đang xét không những cần phối hợp về thời

gian với các BV trên đường trục chính của mạng điện mà còn cả với các BV của các phần tử đi ra

từ thanh cái của trạm đối diện

- Khi xét về đặc tuyến thời gian như hình vẽ trên ta

nhận thấy rằng không nhất thiết các BV đều cần đặt bpđhcs

- Bpđhcs chỉ cần đặt cho những BV nào khi hướng

CSNM đi từ đường dây vào thanh cái mà làm cho

BV đó tác động sai

- Để xem xét BV nào cần đặt bpđhcs trước tiên ta

phải chọn thời gian tác động của BV theo nguyên

tắc bậc thang ngược chiều nhau.

Giả sử ta chọn bậc thời gian t=0,5 giây

đặt bpđhcs.

- Xét BV4: Vì t4=1,5(s) t5=0,5(s), do đó khi có NM trên đoạn CD thì BV4 luôn luôn tác động sau BV5, tức là BV4 tác động chọn lọc, do đó BV4 không cần đặt bpđhcs

- Xét BV5: Vì t5=0,5(s)t4=1,5(s), do đó khi có NM

trên đoạn BC thì BV5 luôn luôn tác động trước BV4, tức là BV5 tác động không chọn lọc, do đó yêu cầu BV5 cần đặt bpđhcs

điện được cung cấp nguồn từ 2 phía.

- Có thể kết hợp giữa BVCN có hướng với BV quá dòng điện có hướng ta sẽ nhận được BV trong nhiều trường hợp có độ nhạy cũng như thời gian tác động thõa mãn yêu cầu

điện áp Uđm  35kV được cung cấp nguồn từ 2 phía.

- Đối với mạng điện có điện áp cao từ 110kV trở lên

nó chủ yếu làm BV dự trữ, nhưng đôi khi nó được sử dụng kết hợp với BVCN có hướng để làm BV chính

3.7.Bài tập chương 3.

3.7.1.Bài tập 1: Cho mạng điện hình tia có 2 nguồn cung cấp như hình vẽ:

2,5 4,5

5

→

a) Cho biết thời gian tác động (tính bằng giây) của các Bảo vệ phụ tải như sau:

Hãy tính thời gian tác động có tính chọn lọc của các

BV quá dòng điện có hướng có đặc tính thời gian độc lập đặt tại vị trí các MC(1,2,3,4,5,6,7,8).Cho

t=0,5 giây

b) Hãy cho BV tại các vị trí MC nào cần đặt Bộ phận định hướng công suất? BV tại các vị trí MC nào không cần đặt Bộ phận định hướng công suất?

c) Khi có NM tại điểm N1(như hình vẽ)thì các BV nào

a) Cho biết thời gian tác động (tính bằng giây) của

các Bảo vệ phụ tải như sau:

Hãy tính thời gian tác động có tính chọn lọc của các

BV quá dòng điện có hướng có đặc tính thời gian độc lập đặt tại vị trí các MC(1,2,3,4,5,6,7,8).Cho t=0,5 giây

b) Hãy cho BV tại các vị trí MC nào cần đặt Bộ phận định hướng công suất? BV tại các vị trí MC nào không cần đặt Bộ phận định hướng công suất?

c) Khi có NM tại điểm N1(như hình vẽ)thì các BV nào

khởi động? Các BV nào tác động?

d) Khi có NM tại điểm N2(như hình vẽ)thì các BV nàokhởi động? Các BV nào tác động?