CHƯƠNG 2 bảo vệ QUÁ DÒNG

Xét sơ đồ mạng như hình, việc chọn thời gian làm việc của các bảo vệ được bắt đầu từ bảo vệ của đoạn đường dây xa nguồn cung cấp nhất, tức là từ các bảo vệ BV4 và BV4’.. Giả thiết thời g

Chương II:

BẢO VỆ QUÁ DÒNG (OVERCURRENT PROTECTION)

1 NGUYÊN TẮC LÀM VIỆC:

• Đại lượng đầu vào là giá trị biên độ dòng điện IBV.

• Giá trị định trước Ing (Ikd , Iđặt): dòng nhỏ nhất qua phần tử được BV mà có thể làm cho BV khởi động

• Phân biệt thành hai vùng

Vùng rơ le làm việc

Vùng rơ le

không làm việc

I

IlvA

2 SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ: (PRINCIPLE SCHEME)

-2 SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ: (PRINCIPLE SCHEME)

Hình 2.3

Đi cắt 1MC

2BI 1MC

5T h

+ +

-Sơ đồ khối rơ le quá dòng:

8085A Bộ vi xử lí Kit Cổng C thấp

Cổng B

Chuyển đổi A/D

ADC 0800

Chọn kênh AM 3705

C.lưu

Biến đổi I/U

Sơ đồ khối rơ le quá dòng:

Hình 2.5

MC

51 RGMC

3 PHÂN LOẠI: (CLASSIFY)

• THEO THỜI GIAN ( TÍNH DỰ TRỮ ):

_ BVQD (51) Có hai loại :

 BVQD độc lập

 BVQD phụ thuộc

_ BVCN ( 50 )

• THEO TÍN HIỆU ĐẦU VÀO :

_ BV theo dòng toàn phần _ BV theo dòng I0 _

BV theo dòng I2 _ BV quá dòng có khóa điện áp

• Dòng khởi động

• Thời gian bảo vệ

• Độ nhạy

4 BV QD CÓ THỜI GIAN:

(TIME OVERCURRENT PROTECTION)

• Không tác động sai

• Tránh các dòng quá độ cho phép

4.1 Dòng khởi động

4.1 Dòng khởi động

a/ BV có đặc tính thời gian độc lập

b/ BV có đặc tính thời gian phụ thuộc

4.2 Thời gian làm việc của BV

• Thời gian làm việc tBV = const.

• Phối hợp theo cấp thời gian (nguyên tắc bậc thang)

t(n-1) = max { tn } + ∆t

tBV

It

a) BV có đặc tính thời gian độc

lập:

(DEFINITE TIME OVERCURENT PROTECTION)

Xét sơ đồ mạng như hình, việc chọn thời gian làm việc của các

bảo vệ được bắt đầu từ bảo vệ của đoạn đường dây xa nguồn

cung cấp nhất, tức là từ các bảo vệ BV4 và BV4’ Giả thiết thời

gian làm việc của các bảo vệ tương ứng là tnh4 và tPT.

Thời gian làm việc tBV3 của BV3 được chọn lớn hơn thời gian làm việc lớn nhất của các bảo vệ tại trạm D một bậc t Nếu tPT > tnh4thì tBV3 = tPT + t.

• Thời gian làm việc của bảo vệ ở trạm B cũng tương tự, ví dụ nếu có tnh3 > tBV3 thì tBV2 = tnh3 + t

Trường hợp tổng quát, đối với bảo vệ của đoạn thứ n thì:

tn = t (n-1)max + t.

Với t (n-1)max: thời gian làm việc lớn nhất của các bảo vệ ở đoạn thứ n-1 (xa nguồn hơn đoạn thứ n).

• Chọn thời gian làm việc của bảo vệ có hai yêu cầu khác

nhau do giá trị bội số dòng ngắn mạch ở cuối đoạn được

bảo vệ so với dòng khởi động:

• Khi bội số dòng lớn, bảo vệ làm việc ở phần độc lập của

đặc tính thời gian: lúc ấy thời gian làm việc của các bảo vệ

được chọn giống như bảo vệ có đặc tính thời gian độc lập

Thời gian làm việc tBV = f(I)

I

t1t

I1 I2

t2

• Khi bội số dòng nhỏ, bảo vệ làm việc ở phần phụ thuộc

của đặc tính thời gian: trong trường hợp này, sau khi phối

hợp thời gian làm việc của các bảo vệ kề nhau có thể giảm

được thời gian cắt ngắn mạch:

ttt(n-1) = max { tn } + ∆t

b/ BV có đặc tính thời gian phụ thuộc:

(INVERSE TIME OVERCURRENT PROTECTION)

đặc tính của rơ le cảm ứngđặc tính của rơ le số

tiêu chuẩn I.E.C; A.N.S.I

) (

1

í ị

ĩ

+ -

=

I*

t (s)

Hình 2.12

Đặc tính thời gian phụ thuộc rơ le số:

(INVERSE TIME CHARACTERISTIC OF DIGITAL RELAYS)

Họ đặc tính Tên đặc tính A B P K Min

• Khả năng phân biệt tình trạng sự cố để tác động

• Kn = INmin / IKĐ

• Giới hạn độ nhạy

4.3 Độ nhạy của BV

IN = IKDN

Vùng BV chính Vùng khởi động

FCO laø moôt thieât bò ñoùng caĩt vaø bạo veô raât thođng dúng tronglöôùi phađn phoâi nhôø tính kinh teâ, ñôn giạn vaø hieôu quạ

cụa noù Loái thođng dúng nhaât laø thieât bò bạo veô dáng töï rôi Khi dađy chạy ñöùt, cô caâu cô khí seõ laøm boô phaôn tieâp ñieơm

ñoông töï ñoông rôùt xuoâng nhö ñöôïc minh hóa trong hình sau

Bảo vệ quá dòng bằng cầu chì tự rơi: (FCO)

FCO: (Fuse cut-out)

Sứ đỡ Sứ đỡ đầu dây Tiếp điểm lò xo

Giá lắp đặt Đầu dây

Giá cầu chì

Mắt nối mở dây chảy

Một số loại cầu chì tự rơi _FCO

5 BẢO VỆ QUÁ DÒNG CẮT NHANH:

(INSTANTANEOUS OVERCURRENT PROTECTION)

5.1 BVCN cho đường dây 1 nguồn cung cấp

INngmax

NPhần tử được BV

Ikd

Vùng tác động

I

• Tính chọn lọc đảm bảo theo vùng làm việc, thể hiện qua cách chọn dòng khởi động:

IKĐ = Kat INngmax

• Bảo vệ làm việc với t ≈ 0

• Vùng tác động lCN có thể thay đổi tuỳ thuộc điều kiện

NM

5.2 BVCN cho đường dây có 2 nguồn cung cấp

INngmaxA

N

Ikd

Vùng BV không tác động

Bảo vệ được đặt cả hai phía đường dây Khi ngắn mạch ngoài tại NA thì dòng ngắn mạch là INngmaxA, khi ngắn mạch ngoài tại NBthì dòng ngắn mạch là INngmaxB Trên hình vẽ ta thấy INngmaxA>INngmaxB Dòng khởi động chọn giống nhau cho cả hai phía:

IKĐ = kat INngmaxA

 Ngắn mạch trong đoạn lCNA chỉ có BVCN phía A tác động  Ngắn mạch trong đoạn lCNB chỉ có BVCN phía B tác động  Khi ngắn mạch trong đoạn giữa thì không có BVCN nào tác động Tuy nhiên nếu (lCNA + lCNB) > l thì khi ngắn mạch ở

đoạn giữa cả hai BVCN sẽ cùng tác động

6 BVQD NHIỀU CẤP:

1MC

2BI

– Cấp 1: Rơle 3RI, 4RGT, 5Th cắt nhanh không thời

2BI

– Cấp 2: Rơle 6RI, 7RT, 8Th cắt nhanh có thời gian t2 = t1 + ∆t Dòng khởi động IKĐ2

– Cấp 3: Rơle 9RI, 10RT, 11Th bảo vệ quá dòng

t3 = t ’3 + ∆t IKĐ3

6 BVQD NHIỀU CẤP:

Vùng BV cấp 1 Vùng BV cấp 2

t’2

7 BVQD CÓ KHÓA ĐIỆN ÁP:

– 2RU<: rơ le kiểm tra điện áp giảm– tăng độ nhạy cho RI

• Để phân biệt giữa ngắn mạch và quá tải, đồng thời

nâng cao độ nhạy về dòng của bảo vệ dòng cực đại.

đều khởi động cắt MC.

IKĐ = (kat/ktv) Ilvmax

nên các tiếp điểm RU hở Do đó không có tín hiệu cắt

MC

khi cắt ngắn mạch ngoài các động cơ tự khởi động

nhưng không làm điện áp giảm nhiều, các bảo vệ

không khởi động và bảo vệ không thể tác động Khi

ứng độ nhạy được nâng cao.

7 BVQD CÓ KHÓA ĐIỆN ÁP:

MC

BI

Bộ kiểm tra điện áp liên hợp 2RU, 3RU Tăng độ nhạy cho RI

Sơ đồ khối của Rơle quá dòng có kiểm tra áp

RIRU

Sơ đồ khối của Rơle quá dòng có kiểm tra áp

5127

8 BVQD THEO CÁC THÀNH PHẦN THỨ TỰ :

– BẢO VỆ QUÁ DÒNG THỨ TỰ KHÔNG– BẢO VỆ QUÁ DÒNG THỨ TỰ NGHỊCH

8.1 BVQD RI0 :

Mặt ngoài Mặt trong

Rơle MCGG - 82

SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ RƠLE MCGG 82

8.1 BVQD RI0 : – Bảo vệ chống chạm đất

1RI

Th

2RT

MC

Sơ đồ khối của bảo vệ dòng cực đại thứ tự không

MC

Io

9 ĐÁNH GIÁ:

– Chọn lọc– Nhanh– Nhạy– Tin cậy– Lĩnh vực ứng dụng

Bảo vệ được đánh giá theo các tiêu chuẩn:

9.1 Chọn lọc:

• Chọn lọc tương đối

• Phối hợp theo thời gian

• Dự trữ từ xa cho nhau

• Chọn lọc tuyệt đối

• Xác định vùng làm việc theo dòng kđ

• Không dự trữ cho nhau

9.2 Nhanh

• cần thời gian để đảm

bảo tính chọn lọc

• không nhanh

• không cần thời gian để đảm bảo tính chọn lọc

• chỉ bảo vệ được một phần

9.4 Tin cậy

• loại làm việc theo dòng điện

• cấu trúc thiết bị đơn giản

• sơ đồ đơn giản, ít thiết bị

• với rơ le số: phụ thuộc phần cứng, chương trình, có phần tự kiểm tra (self-test)

9.5 Lĩnh vực sử dụng

* bảo vệ chính cho lưới phân phối hình tia một nguồn cung cấp (nguồn cấp từ một phía )

* bảo vệ dự trữ cho lưới truyền tải

* bảo vệ dự trữ cho các thiết bị chính

* không làm việc chọn lọc được trong lưới có nhiều nguồn, mạng vòng