Bài tập lớn môn bảo vệ rơ le trong hệ thống điện

Khi nhiệt độ cao hơn trị số đặt cấp 1, rơle sẽđóng tiếp điểm cấp 1 để báo hiệu sự cố "Nhiệt độ dầu cao" của máy biến áp.Khi nhiệt độ tiếp tục cao hơn trị số đặt cấp 2, rơle sẽ đóng thêm

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI 

BÀI TẬP LỚN MÔN BẢO VỆ RƠ LE TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN

CBHD: Th.S Nguyễn Văn Hùng

Họ và tên: Phạm Quang Thái MSV: 2020603109

Hà Nội, 2023

Phần 1: Câu Hỏi Lý Thuyết

1 Công dụng và các yêu cầu của rơle:

a- Công dụng:

Trong quá trình vận hành hệ thống điện có thể xuất hiện tình trạng sự cố vàchế độ làm việc bất thường của các phần tử Các sự cố thường kèm theo hiệntượng dòng điện tăng khá cao và điện áp giảm thấp Các thiết bị có dòng điệntăng cao chạy qua có thể bị đốt nóng quá mức cho phép và bị hỏng Khi điện ápgiảm thấp, các hộ tiêu thụ không thể làm việc bình thường và tính ổn định củacác máy phát làm việc song song và của toàn hệ thống bị giảm Các chế độ làmviệc không bình thường làm cho điện áp, dòng điện và tần số lệch khỏi giới hạncho phép Nếu để kéo dài tình trạng này, có thể xuất hiện sự cố Muốn duy trìhoạt động bình thường của hệ thống và các hộ tiêu thụ khi xuất hiện sự cố, cần phát hiện càng nhanh càng tốt chỗ sự cố và cách ly nó ra khỏi phần tử bị hưhỏng, nhờ vậy phần còn lại duy trì được hoạt động bình thường, đồng thời giảm

Chỉ có thiết bị tự động bảo vệ mới có thể thực hiện tốt được yêu cầu trên, thiết

 bị này gọi là bảo vệ rơle

Bảo vệ rơle sẽ theo dõi liên tục tình trạng và chế độ làm việc của tất cả các phần tử trong hệ thống điện Khi xuất hiện sự cố, bảo vệ rơle phát hiện và cắt phần tử hư hỏng nhờ máy cắt điện Khi xuất hiện chế độ làm việc không bìnhthường, bảo vệ rơle sẽ phát tín hiệu và tùy thuộc yêu cầu, có thể tác động khôi phục chế độ làm việc bình thường hoặc báo tín hiệu cho nhân viên trực

b - Các yêu cầu cơ bản đối với bảo vệ rơle:

* Tác động nhanh:

Bảo vệ phải tác động nhanh để kịp thời cô lập các phần tử hư hỏng thuộc phạm vi bảo vệ nhằm:

+ Đảm bảo tính ổn định của hệ thống

+ Giảm ảnh hưởng của điện áp thấp (khi ngắn mạch) lên các phụ tải.

+ Giảm tác hại của dòng điện ngắn mạch đối với thiết bị Bảo vệ tác độngnhanh phải có thời gian tác động nhỏ hơn 0,1 giây

* Độ nhạy:

Bảo vệ cần tác động không chỉ với các trường hợp ngắn mạch trực tiếp mà cảkhi ngắn mạch qua điện trở trung gian Ngoài ra bảo vệ phải tác động khi ngắnmạch xảy ra trong lúc hệ thống làm việc ở chế độ cực tiểu, tức là một số nguồnđược cắt ra nên dòng ngắn mạch có giá trị nhỏ Độ nhạy được đánh giá bằng hệ

số nhạy:

- I Nmin : dòng điện ngắn mạch nhỏ nhất

Đối với các bảo vệ tác động theo giá trị cực tiểu (ví dụ bảo vệ thiếu điện áp),

hệ số nhạy được xác định ngược lại: trị số khởi động chia cho trị số cực tiểu

* Độ tin cậy:

Bảo vệ phải tác động chắc chắn khi xảy ra sự cố trong vùng được giao vàkhông được tác động sai đối với các trường hợp mà nó không có nhiệm vụ tácđộng

Một bảo vệ không tác động hoặc tác động sai có thể sẽ dẫn đến hậu quả làmột số lớn phụ tải bị mất điện hoặc sự cố lan rộíng trong hệ thống

2 Các chỉ danh của rơle đang sử dụng

- 62: rơle thời gian.

- 26W: rơle nhiệt độ cuộn dây máy biến áp; 26O: rơle nhiệt độ dầu

- 51P, 51S rơle quá dòng điện phía sơ cấp, thứ cấp máy biến áp

- 50REF: rơle quá dòng tức thì chống chạm đất trong thiết bị (thường dùngcho máy biến áp)

- 67N: rơle quá dòng chạm đất có hướng

- 87T: rơle so lệch dọc điện bảo vệ máy biến áp, 87B: rơle so lệch dọc bảo vệthanh cái

- 96-1: rơle hơi cấp 1 dùng báo tín hiệu; 96-2: rơle hơi cấp 2 tác động cắt máycắt

3 Thế nào là bảo vệ chính, bảo vệ dự phòng ?Bảo vệ chính trang thiết bị là bảo vệ thực hiện tác động nhanh khi có sự cốxảy ra trong phạm vị giới hạn đối với trang thiết bị được bảo vệ

Bảo vệ dự phòng đối với cùng trang thiết bị này là bảo vệ thay thế cho bảo vệchính trong trường hợp bảo vệ chính không tác động hoặc trong tình trạng sửachữa nhỏ Bảo vệ dự phòng cần phải tác động với thời gian lớn hơn thời gian tácđộng của bảo vệ chính, nhằm để cho bảo vệ chính loại phần tử bị sự cố ra khỏi

hệ thống trước tiên (khi bảo vệ này tác động đúng)

Bảo vệ dự phòng có thể được đảm bảo theo các cách sau:

- Bảo vệ của phần tử bên cạnh (trường hợp này được mang tên là bảo vệ dự phòng xa)

- Bảo vệ phụ đặt trên cùng phần tử (trường hợp này được mang tên là bảo vệ

- Rơle bảo vệ quá dòng điện phía sơ cấp: 50/51P pha, chạm đất

- Rơle bảo vệ quá dòng điện phía thứ cấp: 50/51S pha, chạm đất

- Rơle bảo vệ so lệch dọc dòng điện: 87T

- Rơle bảo vệ quá dòng điện các dây trung tính: 50/51G

- Rơle bảo vệ chạm đất các cuộn dây: 50REF

b- Các rơle không tác động theo dòng điện:

- Rơle hơi: 96-1, 96-2

- Rơle nhiệt độ dầu: 26O

- Rơle nhiệt độ cuộn dây: 26W

- Rơle mức dầu thân máy: 33

- Rơle áp suất thân máy, bộ đổi nấc dưới tải: 63

5 Liệt kê các rơle bảo vệ thanh cái ?

- Rơle so lệch dọc dòng điện: 87B

- Rơle thiếu áp: 27

- Rơle quá áp: 59

- Rơle chống chạm đất: 64.

6 Liệt kê các rơle bảo vệ đường dây ?

- Rơle quá dòng tức thì, định thì: 50/51L pha, chạm đất

- Rơle so lệch pha cao tần: 85

- Rơle quá dòng có hướng (pha, chạm đất): 67, 67N

- Rơle khoảng cách: 21, 44

7 Cấu tạo rơle hơi ?Rơle hơi được áp dụng cho các máy biến áp có công suất trung bình và lớnvới kiểu máy có thùng giãn nở dầu Rơle hơi được lắp trên đoạn ống liên thôngdầu từ thùng chính máy biến áp đến thùng giãn nở dầu của máy theo một chiềunhất định của đầu mũi tên trên rơle hơi phải chỉ về phía thùng giãn nở (cùng vớichiều dòng chảy của dầu từ thùng chính qua rơle hơi đến thùng giãn nở dầu khi

có sự cố trong máy biến áp) Đọan ống liên thông dầu có độ nâng cao về phíathùng giãn nở với góc nghiêng (so với mặt phẳng ngang) khoảng 1Ô 100 Đoạnống liên thông không được có góc, phần cong của ống có bán kính càng lớncàng tốt

Rơle hơi hai phao có cấu tạo gồm :

- Một phao trên (phao 1) có hình cầu rỗng, nhẹ có thể tự nâng hạ theo mứcdầu, trong phao có chứa một tiếp điểm thủy ngân được nối ra hộp nối dây tạimặt trên rơle Khi sự cố nhẹ hoặc quá tải, hơi sinh ra tập trung ở phía trên, đẩy phao 1 về vị trí nằm ngang làm đóng tiếp điểm thủy ngân Tiếp điểm này đượcnối vào mạch điện báo hiệu sự cố của máy biến áp (96-1)

- Một phao dưới (phao 2) có cấu tạo tượng tự như phao 1 và được liên kết vớimột cánh chặn Cánh chặn là một tấm kim loại mỏng được treo tại vị trí phía lỗmặt bích của rơle hơi phía nối vào thùng chính máy biến áp Do được treo để bềmặt tấm kim loại thẳng góc với hướng dòng chảy của dầu nên cánh chặn tácđộng theo lưu lượng của dòng chảy của dầu Cánh chặn có thể điều chỉnh theo

 ba trị số lưu lượng dầu là 65, 100 và 150 cm/giây (rơle thường được nhà chế tạođặt sẵn trị số 100cm/giây) Khi máy biến áp vận hành bình thường, dầu chuyểnđộng do giãn nở theo nhiệt độ không đủ để tác động cánh chặn Khi có sự cố bên trong máy biến áp, luồng dầu và hơi sinh ra phụt mạnh từ thùng chính quarơle hơi đến thùng giãn nở Lưu lượng dầu lớn hơn trị số đã điều chỉnh sẵn sẽ

đẩy cho cánh chặn quay, làm cho phao 2 chìm xuống, đóng tiếp điểm thủy ngân,cắt máy cắt (96-2).

Dựa vào thành phần và khối lượng hơi sinh ra người ta có thể xác định đượctính chất và mức độ sự cố Do đó trên rơle hơi còn có thêm van để lấy hỗn hợpkhí sinh ra nhằm phục vụ cho việc phân tích sự cố

8 Cấu tạo rơle nhiệt độ tại máy biến áp ?a- Rơle nhiệt độ dầu :

Rơle nhiệt độ dầu gồm các tiếp điểm thường đóng, thường mở lắp bên trongmột nhiệt kế có kim chỉ thị nhiệt độ Nhiệt kế gồm có cơ cấu chỉ thị quay để ghi

số đo, một bộ phận cảm biến nhiệt, một ống mao dẫn nối bộ phận cảm ứng nhiệtvới cơ cấu chỉ thị Bên trong ống mao dẫn là chất lỏng (dung dịch hữu cơ) đượcnén lại Sự co giãn của chất lỏng (trong ống mao dẫn) thay đổi theo nhiệt độ mà

 bộ phận cảm biến nhiệt nhận được, sẽ tác động cơ cấu chỉ thị và các tiếp điểm.Các tiếp điểm sẽ đổi trạng thái "mở" thành "đóng", "đóng" thành "mở" khi nhiệt

độ cao hơn trị số đặt trước Bộ phận cảm biến nhiệt được lắp trong một lỗ trụ bọc kín, ở phía trên nắp máy biến áp, bao quanh lỗ trụ là dầu, để đo nhiệt độ lớpdầu trên cùng của máy biến áp Thường dùng nhiệt kế có 2 (hoặc 4) vít điềuchỉnh nhiệt độ để có thể đặt sẵn 2 (hoặc 4) trị số tác động cho 2 (hoặc 4) bộ tiếpđiểm riêng rẽ lắp trong nhiệt kế Khi nhiệt độ cao hơn trị số đặt cấp 1, rơle sẽđóng tiếp điểm cấp 1 để báo hiệu sự cố "Nhiệt độ dầu cao" của máy biến áp.Khi nhiệt độ tiếp tục cao hơn trị số đặt cấp 2, rơle sẽ đóng thêm tiếp điểm cấp 2

để tự động cắt máy cắt, cắt điện máy biến áp, đồng thời cũng có mạch điện báo

b-Rơle nhiệt độ cuộn dây:

Rơle nhiệt độ cuộn dây gồm bốn bộ tiếp điểm (mỗi bộ có một tiếp điểmthường mở, một tiếp điểm đóng với cực chung) lắp bên trong một nhiệt kế cókim chỉ thị Nhiệt kế gồm có: có cấu chỉ thị quay để ghi số đo, một bộ phận cảm biến nhiệt, một ống mao dẫn nối bộ phận cảm biến nhiệt với cơ cấu chỉ thị Bêntrong ống mao dẫn là chất lỏng được nén lại Sự co giãn của chất lỏng trong ốngmao dẫn thay đổi theo nhiệt độ mà bộ cảm biến nhận được, tác động cơ cấu chỉthị và bốn bộ tiếp điểm Tác động lên cơ cấu chỉ thị và các tiếp điểm, còn cómột điện trở nung Cuộn dây thứ cấp của một máy biến dòng điện đặt tại chân

sứ máy biến áp được nối với điện trở nung Nối song song với điện trở nung làmột biến trở để hiệu chỉnh Tác dụng của điện trở nung (tùy theo dòng điện qua

cuộn dây máy biến áp) và tác dụng của bộ cảm biến nhiệt lên cơ cấu đo cùngcác bộ tiếp điểm sẽ tương ứng với nhiệt độ điểm nóng: nhiệt độ của cuộn dây.

Có 4 vít điều chỉnh nhiệt độ để đặt trị số tác động cho bốn bộ tiếp điểm Tùytheo thiết kế, các tiếp điểm rơle nhiệt độ có thể được nối vào các mạch: báo hiệu

sự cố "nhiệt độ cuộn dây cao", mạch tự động mở máy cắt để cô lập máy biến áp,mạch tự động khởi động và ngừng các quạt làm mát máy biến áp

9 Cấu tạo rơle mức dầu tại máy biến áp?

Rơle mức dầu gồm hai bộ tiếp điểm lắp bên trong thiết bị chỉ thị mức dầu.Máy biến áp có bộ dổi nấc điện áp có tải thì thùng giãn nở dầu được chia làmhai ngăn Ngăn có thể tích chiếm phần lớn thùng giãn nở, được nối ống liên dầuthông qua rơle hơi đến thùng chính máy biến áp (để có thể tích giãn nở dầu chomáy biến áp) Ngăn có thể tích chiếm phần nhỏ hơn nhiều của thùng giãn nở, sẽđược nối ống liên dầu đến thùng chứa bộ đổi nấc có tải Thùng chính máy biến

áp và thùng bộ đổi nấc được thiết kế riêng rẽ, không có liên thông dầu với nhau

Vì vậy, có hai thiết bị chỉ thị mức dầu lắp tại hai đầu thùng giãn nở để đo mứcdầu của hai ngăn: thiết bị chỉ thị mức dầu máy biến áp và thiết bị chỉ thị mứcdầu bộ đội nấc có tải

Cấu tạo của thiết bị chỉ thị mức dầu gồm hai phần : bộ phận điều khiển và bộchỉ thị Bộ phận điều khiển có một phao, thanh quay, trục quay, có lắp namchâm vĩnh cửu Bộ phận điều khiển lắp trên vỏ máy (đầu thùng giãn nở) cóvòng đệm Bộ phận chỉ thị gồm kim chỉ lắp trên trục mang một nam châm vĩnhcửu Bộ phận chỉ thị được làm bằng nhôm để tránh bị ảnh hưởng từ trường namchâm và chống ảnh hưởng của nước

Khi mức dầu nâng hạ thì phao nâng hạ theo Chuyển động nâng hạ của phaođược chuyển thành chuyển động quay của trục nhờ thanh quay Khi quay, từtrường do nam châm sẽ điều khiển cho nam châm quay sao cho hai cực khác tên(N và S) của hai nam châm đối diện nhau (hai cực cùng tên có lực đẩy, hai cựccùng tên có lực hút nhau) Do vậy kim chỉ thị quay theo nam châm, ghi đượcmức dầu trên mặt chỉ thị

Bộ phận chỉ thị cũng tác động đóng mở các tiếp điểm rơle mức dầu để đưa tínhiệu vào mạch báo động hoặc mạch cắt tùy theo từng thiết kế

10 Nguyên lý làm việc của rơle quá dòng tức thì (Bảo vệ quá dòng cắtnhanh - ngưỡng cao)?

Rơle quá dòng tức thì là rơle tác động khi dòng điện qua rơle vượt quá trị sốđịnh trước và tác động cắt máy cắt ngay lập tức, không có thời gian trì hoãn.

Về nguyên lý rơle quá dòng tức thì gồm phần tĩnh là cuộn dây có lõi sắt, phầnđộng là tấm sắt non có mang tiếp điểm động Khi dòng điện qua cuộn dây đủlớn, tấm sắt non sẽ bị hút vào lõi sắt của phần tĩnh và kéo theo tiếp điểm độngđóng vào tiếp điểm tĩnh

Để điều chỉnh dòng điện tác động theo ý muốn, thông thường phần độngđược gắn với một lò xo với kết cấu có thể điều chỉnh được nhằm thay đổi lựctác động lên phần động, có nghĩa là thay đổi dòng điện tác động của rơle

Một số trường hợp, để thay đổi dòng điện tác động trong phạm vị rộng, người

ta thường chế tạo cuộn dây phần tĩnh có nhiều đoạn với nhiều đầu dây ra đểchọn tầm đặt thích hợp

11 Nguyên tắc chỉnh định rơle quá dòng tức thì ?Chỉnh định rơle quá dòng tức thời là đặt trị số dòng điện khởi động của rơle

Để đảm bảo tính chọn lọc, tránh tác động sai khi ngắn mạch ngoài vùng được bảo vệ, dòng điện khởi động được chọn theo quy tắc sau:

Ikđ = K at  I Nmax

Trong đó:

I Nmax: dòng điện ngắn mạch cực đại ở cuối vùng bảo vệ

đường dây được bảo vệ (%)

12 Nguyên lý làm việc của rơle quá dòng định thì (bảo vệ dòng điện cựcđại)?

Rơle quá dòng định thì là rơle tác động khi dòng điện qua rơle vượt quá trị sốđịnh trước nhưng không tác động cắt máy cắt ngay lập tức mà có thời gian trìhoãn Rơle quá dòng định thì có 2 loại cơ bản:

1-Rơle quá dòng định thì với đặc tuyến thời gian độc lập: bao gồm một rơlequá dòng tức thì và một rơle thời gian kết hợp lại Khi phần tức thì tác động sẽđóng tiếp điểm cấp nguồn cho rơle thời gian Sau một thời gian định trước, rơlethời gian này sẽ đóng tiếp điểm và tác động cắt máy cắt hoặc báo tín hiệu Nếutrong thời gian trì hoãn mà dòng điện qua phần tử tức thì giảm thấp (sự cố đã tựgiải trừ), làm cho phần tử này không giữ tiếp điểm nữa thì rơle thời gian sẽ bịmất điện và không khép tiếp điểm để cắt máy cắt hay báo sự cố

Thời gian tác động của rơle loại này không phụ thuộc vào trị số dòng điện sự

cố đi qua rơle

2- Rơle quá dòng định thì với đặc tuyến thời gian phụ thuộc: được chế tạotheo nguyên tắc cảm ứng Dòng điện sự cố được đưa vào cuộn dây tạo từ thôngxuyên qua một đĩa nhôm làm xuất hiện dòng điện xoáy trên đĩa và làm quay đĩa.Đĩa này mang tiếp điểm động đóng vào tiếp điểm tĩnh, đi cắt máy cắt Thời gianquay của đĩa từ vị trí ban đầu đến khi đóng tiếp điểm chính là thời gian tác độngcủa rơle Để điều chỉnh thời gian này, người ta dùng lò xo xoắn lắp trên trục củađĩa và điều chỉnh độ xoắn để có phản lực thích hợp Để điều chỉnh trị số dòngđiện tác động, cuộn dây được chế tạo gồm nhiều đoạn khác nhau và đưa ranhiều đầu dây để lựa chọn

Loại rơle quá dòng định thì kiểu cảm ứng có ưu điểm là thời gian tác độngcàng ngắn khi dòng qua rơle càng lớn do đĩa quay càng nhanh, do đó loại trừnhanh các sự cố nặng trong khi vẫn duy trì thời gian cần thiết đối với các biếnđộng nhỏ

13 Nguyên tắc chỉnh định rơle quá dòng định thì ?Chỉnh định rơle quá dòng định thời là thiết đặt các giá trị sau:

cực đại, thường là dòng phụ tải trong chế độ cực đại:

Ikđ > Ilvmax và phải thỏa mãn: Ikđ = K mm  K at K sđ  Ilvmax / K tv K BI

Trong đó:

Ilvmax là dòng điện làm việc cực đại.

máy biến dòng

K tv là hệ số trở về của rơle

2 - Thời gian tác động của bảo vệ:

Để đảm bảo tính chọn lọc, thời gian tác động của bảo vệ được chọn theonguyên tắc bậc thang, độ chênh lệch giữa thời gian tác động của các bảo vệ kềnhau được gọi là bậc thời gian hay bậc chọn lọc:

Dt = t1 - t2

của bảo vệ sau, bảo vệ trước không kịp tác động mặc dù đã khởi động

Độ nhạy của bảo vệ:

K nhậy= I NMmin / Ikđ

Thông thường độ nhạy phải đạt trong khoảng 1,2 - 1,5

Trong đó:

I NMmin là dòng điện ngắn mạch bé nhất ở khu vực cuối của lưới được bảo vệ

14 Nguyên lý làm việc của rơle kém áp ?Rơle kém áp là rơle tác động khi điện áp đặt vào rơle thấp hơn giá trị địnhtrước

Về nguyên lý, rơle kém áp cấu tạo gồm cuộn dây có lõi thép tác động lên phần động mang tiếp điểm Khi điện áp cuộn dây đủ lớn, phần động bị hút vào phần tĩnh và đóng tiếp điểm Khi điện áp đặt vào cuộn dây hạ thấp dưới mộtmức định trước, cuộn dây không hút và tiếp điểm nhả ra Đây là trạng thái tác

 Như vậy, khác với các loại rơle quá ngưỡng, trạng thái bình thường của rơlekém áp là trạng thái luôn có điện áp Trạng thái tác động là trạng thái điện ápgiảm thấp hoặc không có điện

Thông thường rơle kém áp được thiết kế với thời gian trì hoãn: Rơle thực tếgồm một phần tử kém áp kết hợp với một phần tử tạo thời gian Khi điện áp đặtvào rơle giảm dưới ngưỡng định trước, phần tử kém áp sẽ tác động, cấp nguồncho phần tử thời gian Sau thời gian đặt trước, tiếp điểm thời gian sẽ đóng và đicắt máy cắt hoặc báo tín hiệu.

Rơle kém áp có thể thiết kế để làm việc với điện áp xoay chiều hoặc mộtchiều

khi ngắn mạch ở khu vực cuối cùng được bảo vệ

16 Nguyên lý làm việc của rơle so lệch dọc dòng điện?

Rơle so lệch dọc là rơle làm việc dựa trên sự so sánh trực tiếp dòng điện trêncác nhánh của một đối tượng

Theo định luật Kirchoff, tổng véctơ của tất cả các dòng điện đi vào và ra mộtđối tượng bảo vệ bằng không trong điều kiện làm việc bình thường

Vùng bảo vệ của rơle so lệch dọc dòng điện là phạm vị giới hạn bởi các biếndòng đặt trên các nhánh của đối tượng được bảo vệ

Khi có ngắn mạch trong vùng bảo vệ, tổng dòng điện đi qua rơle sẽ kháckhông và rơle sẽ tác động Khi sự cố bên ngoài vùng bảo vệ, tổng dòng điện quarơle vẫn bằng không, rơle không tác động

Rơle so lệch dọc dòng điện thường được dùng để bảo vệ cho các thiết bị nhưmáy biến áp, máy phát, hệ thống thanh cái quan trọng Rơle tác động cắt cácmáy cắt chỉ khi có sự cố ngắn mạch bên trong vùng bảo vệ.

Rơle so lệch dọc dòng điện làm việc tức thì, không có thời gian trì hoãn

17 Nguyên tắc chỉnh định rơle so lệch dọc dòng điện ?

Về nguyên tắc, rơle so lệch dọc dòng điện tác động khi có dòng điện sai lệch

sự sai lệch tỉ số biến dòng, nên khi làm việc bình thường dòng điện đi qua rơle

Trong trường hợp ngắn mạch ngoài vùng bảo vệ, hoặc trong các tình trạng

Để tránh bảo vệ tác động sai, dòng điện khởi động của bảo vệ phải chọn saocho:

Ikđ =K at  Ikcbttmax

Trong đó:

mạch

- Ikcbttmax: dòng điện không cân bằng tính toán cực đại

18 Nguyên lý làm việc của rơle so lệch ngang dòng điện ?Rơle so lệch ngang dòng điện là rơle tác động dựa trên sự so sánh trực tiếpdòng điện chạy trên các nhánh song song

Bảo vệ được dùng cho đường dây có các nhánh vận hành song song hoặcmáy phát với stator cuộn dây kép

Vùng bảo vệ là hai nhánh song song của đường dây hoặc cuộn stator máy phát

Vì điện trở của hai nhánh giống nhau nên khi làm việc bình thường hoặc khingắn mạch ngoài vùng bảo vệ, dòng điện trên hai nhánh sẽ bằng nhau:

I1=I2

Khi có ngắn mạch một trong hai nhánh, dòng điện trên các nhánh sẽ khácnhau: I1# I2

Rơle so lệch ngang dòng điện làm việc tức thì, không có thời gian trì hoãn

19 Nguyên tắc chỉnh định rơle so lệch ngang dòng điện ?

Về nguyên tắc, rơle so lệch ngang dòng điện tác động khi có dòng điện sai

dòng cũng như do điện trở các nhánh không hoàn toàn bằng nhau nên khi làmviệc bình thường dòng điện đi qua rơle vẫn có một giá trị nhất định Dòng điện

Trong trường hợp ngắn mạch ngoài vùng bảo vệ, hoặc trong các tình trạng

Để tránh bảo vệ tác động sai, dòng điện khởi động của bảo vệ phải chọn saocho:

Ikđ =K at  Ikcbttmax

Trong đó:

mạch

- Ikcbttmax: dòng điện không cân bằng tính toán cực đại

20 Nguyên lý làm việc của rơle tổng trở ?Rơle tổng trở là rơle tác động theo tổng trở đoạn đường dây từ điểm ngắnmạch đến chỗ đặt rơle (đầu đường dây)

Z = U NM/I NM

Trong đó:

Vùng bảo vệ của rơle tổng trở là đoạn đường dây có tổng trở không lớn hơntrị số tổng trở đặt của rơle

Rơle tác động khi:

Z > Zđ

trong đó:

- Z : Tổng trở đoạn đường dây từ điểm sự cố đến chỗ đặt rơle

- Zđ: Giá trị đặt của rơle

Các sơ đồ đấu dây thông dụng rơle tổng trở:

* Sơ đồ điện áp dây và hiệu số dòng điện pha:

* Sơ đồ điện áp dây và dòng điện pha:

Rơle tổng trở được chế tạo có nhiều vùng bảo vệ khác nhau, thích hợp cho bảo vệ các đường dây có nhiều đoạn

Trong trường hợp đường dây được cung cấp từ hai phía, để đảm bảo tác độngchọn lọc, thường sử dụng loại rơle tổng trở có hướng nhằm chỉ tác động khidòng sự cố đi theo hướng từ thanh cái ra đường dây

21 Nguyên tắc chỉnh định rơle tổng trở ?Xét đường dây có sơ đồ như hình:

Đường dây được bảo vệ bằng rơle tổng trở có 3 vùng bảo vệ

- Z1, Z2, Z3: tổng trở bảo vệ vùng 1, 2, 3

MC1

Khi ngắn mạch trên đoạn AB (vùng 1), đòi hỏi phải cắt nhanh máy cắt MC1

0 sec

Để bảo vệ toàn bộ chiều dài đoạn AB, về nguyên tắc phải chọn trị số đặt vùng

sai làm cắt máy cắt MC1 khi có ngắn mạch đầu đường dây đoạn BC vì tổng trở tính từ máy cắt MC1 đến các điểm ngắn mạch cuối đoạn AB và đầu đoạn BC làgần bằng nhau Do đó để đảm bảo tính chọn lọc, thường chỉ chọn phạm vi bảo

vệ của mỗi vùng chiếm khoảng 3/4 chiều dài đoạn đường dây:

Zđ1= 0,75 ZAB

Khi ngắn mạch trên đoạn BC, rơle bảo vệ của đoạn BC phải tác động cắt máycắt MC2 Nếu do hư hỏng, máy cắt MC2 không cắt thì máy cắt MC1 phải cắt để

cô lập sự cố Lúc này vùng 2 của rơle 21 phải tác động Vậy thời gian tác độngvùng 2 sẽ là:

t2 = max(t1 , tBC) + Dt = tBC+ Dt2.Trong đó:

Phạm vi bảo vệ của vùng 2 là:

Zđ2= 0,75 ZBC + ZAB. Như vậy bảo vệ vùng 2 của đoạn AB là bảo vệ dự trữ cho bảo vệ chính củađoạn BC

Tương tự cho điểm ngắn mạch trên đoạn CD:

Zđ3= 0,75 ZCD + ZBC

t3 = max(t2 , tCD) + Dt3

Để tránh bảo vệ tác động sai khi có dao động trên hệ thống, trong một sốtrường hợp (tùy thuộc vào khả năng giữ ổn định của hệ thống) có thể đặt thờigian tác động vùng 1 có một trị số nhất định t1 > 0 )

22 Nguyên lý làm việc của mạch bảo vệ đóng không toàn pha ?Mạch bảo vệ đóng không toàn pha dùng bảo vệ cho các máy cắt một pha vậnhành trong lưới ba pha trong trường hợp không cho phép vận hành ở chế độkhông toàn pha (1 hoặc 2 pha)

Sơ đồ nguyên lý mạch bảo vệ đóng không toàn pha:

Khi có một trong ba pha không đóng đồng thời với các pha khác, rơle thờigian RT sẽ được cấp điện và sau một thời gian đặt trước, tiếp điểm sẽ đóng và

đi cắt cả 3 cực máy cắt

23 Nguyên tắc chỉnh định mạch bảo vệ đóng không toàn pha ?Chỉnh định trị số rơle thời gian RT sao cho thời gian duy trì trạng thái khôngtoàn pha không vượt quá thời gian cho phép (tùy thuộc vào phụ tải, hệ thống ):

t =tcp 

24 Nguyên lý làm việc của rơle thời gian ?Rơle thời gian là rơle tác động đóng mở tiếp điểm có thời gian trì hoãn saukhi được cấp điện Khoảng thời gian trì hoãn có thể thay đổi được trong một phạm vi nhất định.

Tùy theo mục đích sử dụng, có các loại rơle thời gian sau:

- rơle có tiếp điểm thường mở và đóng chậm:

- rơle có tiếp điểm thường mở và mở chậm:

- rơle có tiếp điểm thường đóng và đóng chậm:

- rơle có tiếp điểm thường đóng và mở chậm:

Về nguyên lý rơle thời gian cấu tạo gồm phần tĩnh là cuộn dây, phần độngmang tiếp điểm và được gắn với bộ phận hãm nhằm làm chậm quá trình chuyểnđộng đóng mở tiếp điểm

Rơle thời gian có thể được chế tạo để làm việc theo dòng điện hoặc theo điệnáp

25 Nguyên tắc chỉnh định rơle thời gian ?Chỉnh định rơle thời gian là đặt trị số thời gian tác động cho rơle theo một giátrị cho trước Tùy thuộc vào cấu tạo của từng kiểu rơle, thao tác chỉnh định sẽkhác nhau

Thông thường rơle thời gian được chế tạo có một đĩa chia vạch Khi chỉnhđịnh, xoay đĩa hoặc đẩy đầu kim đến vạch có giá trị thích hợp

26 Nguyên lý làm việc của rơle quá dòng có hướng ?

Để chế tạo rơle công suất (rơle quá dòng có hướng) người ta dùng nguyên tắc

số tuyệt đối của hai đại lượng là tổ hợp của hai tín hiệu UR và IR

Rơle định hướng công suất làm việc theo nguyên tắc so sánh pha:

hình trụ ở bên trong để làm giảm từ trở của mạch từ và phần động là một ốnghình trống làm bằng nhôm hoặc đồng, các cuộn điện áp và dòng điện quấn trêntừng đôi cực tương ứng

Trong đó:

-  là góc lệch pha giữa UR  và IR 

- K,  là các thông số phụ thuộc vào cấu tạo, mạch từ của rơ le

Rơle sẽ tác động khi Mq > 0 nghĩa là: Cos( +  ) > 0Hay là: - (90o + ) < j < (90o - )

định

27 Nguyên tắc chỉnh định rơle có hướng?

a Dòng khởi động của bảo vệ:

Dòng khởi động của bảo vệ cần chọn theo 2 điều kiện sau:

- Bảo vệ phải trở về sau khi ngắn mạch ngoài được loại trừ Muốn vậy dòngtrở về của bảo vệ phải lớn hơn dòng phụ tải ngay sau lúc cắt sự cố, khi các động

cơ đồng loạt tự khởi động

IKĐB= K at  Ilvmax (1)Trong đó:

Ilvmax là giá trị dòng điện làm việc cực đại (xác định đối với chế độ làm việcnặng nề nhất)

Để tăng độ nhạy của bảo vệ có thể không cần xét đến phụ tải cực đại vớihướng từ đường dây vào thanh góp, vì đối với nó rơle công suất không khéptiếp điểm, và do đó bảo vệ không thể tác động sai Khi mạch điện bị hư hỏng, pha của điện áp đưa vào rơle công suất bị méo, rơle có thể khép tiếp điểm.Khi xảy ra ngắn mạch chạm đất trong mạng có điểm trung tính trực tiếp nốiđất, trong pha không hư hỏng có thể có dòng sự cố và đối với dòng này rơlekhông được tác động Muốn vậy cần chọn dòng khởi động lớn hơn dòng trong pha không hư hỏng

IKĐB= K at  IKH (2)trong đó:

IKH= IPT + K IN