BẢO VỆ CÁC ĐƯỜNG DÂY TẢI ĐIỆN

Vũ Thị Anh Thơ III.1 Giới thiệu chung  Bảo vệ cho đường dây hạ áp: Cầu chì, áp tô mát  Bảo vệ cho đường dây trung áp Quá dòng điện cắt nhanh hoặc có thời gian Quá dòng điện có hướng.

TS VU Thi Anh Tho

Khoa Kỹ Thuật Điện

Đại học Điện lực

BẢO VỆ RƠ LE

VÀ TỰ ĐỘNG HÓA TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN

TS Vũ Thị Anh Thơ

III Bảo vệ các đường dây tải điện

III.1GI I THI U CHUNG ỚI THIỆU CHUNG Ệ CÁC

 Vai trò của đường dây tải điện – Các sự cố

 Phân loại đường dây tải điện

 Phương thức bảo vệ cho các đường dây tải điện

TS Vũ Thị Anh Thơ

III.1 Giới thiệu chung

 Nhiệm vụ của đường dây tải điện?

 Các sự cố đối với đường dây tải điện

Ngắn mạch, chạm đất, đứt dây

Quá điện áp

Quá tải

TS Vũ Thị Anh Thơ

III.1 Giới thiệu chung

 Phân loại đường dây tải điện

Theo chủng loại đường dây: Đường dây không, cáp ngầm, đường dây dài, ngắn,…

Theo cấp điện áp:

Đường dây hạ áp U<1kVĐường dây trung áp 1kV≤ U ≤ 35kVĐường dây cao áp 66kV≤ U ≤ 220kVĐường dây siêu cao áp 330kV≤ U ≤ 1000kVĐường dây cực siêu cao áp U > 1000kV

TS Vũ Thị Anh Thơ

III.1 Giới thiệu chung

 Bảo vệ cho đường dây hạ áp: Cầu chì, áp tô mát

 Bảo vệ cho đường dây trung áp

Quá dòng điện cắt nhanh hoặc có thời gian

Quá dòng điện có hướng

TS Vũ Thị Anh Thơ

III Bảo vệ các đường dây tải điện

III.2 B O V QUÁ DÒNG ĐI N ẢO VỆ CÁC Ệ CÁC Ệ CÁC

 Bảo vệ quá dòng cắt nhanh vô hướng

 Bảo vệ quá dòng cắt nhanh có hướng

 Bảo vệ quá dòng có thời gian vô hướng

 Bảo vệ quá dòng có thời gian có hướng

 Bảo vệ quá dòng thứ tự không

TS Vũ Thị Anh Thơ

III.2.1 Bảo vệ quá dòng cắt nhanh vô hướng

 Không bảo vệ được toàn bộ đường dây

 Vùng bảo vệ phụ thuộc vào chế độ vận hành của hệ thống và dạng NM

 Cho bảo vệ làm việc với độ trễ 50 – 80ms để tránh tác động do quá điện áp

kd at Nng max

TS Vũ Thị Anh Thơ

III.2.1 Bảo vệ quá dòng cắt nhanh vô hướng

Đường dây 2 nguồn cung cấp

TS Vũ Thị Anh Thơ

III.2.2 Bảo vệ quá dòng cắt nhanh có hướng

Đường dây 2 nguồn cung cấp, đặt thêm bộ phận định hướng công suất

3 sđ tv

I 

TS Vũ Thị Anh Thơ

III.2.3 Bảo vệ quá dòng có thời gian vô hướng

2. Thời gian tác động

 Lựa chọn thời gian tác động tBV2<tBV1 hay

 Bậc phân cấp thời gian thường chọn Dt=0.3÷0.6sec

Đặc tính độc lập : Thời gian tác động không phụ thuộc vào giá trị dòng ngắn mạch

t

Ikđ

Đặc tính độc lập

Đặc tính phụ thuộc

Thời gian tác động có dạng đường cong phi tuyến

Với

t t

tBV1  BV2  D

N r

kd

I I I



TS Vũ Thị Anh Thơ

III.2.3 Bảo vệ quá dòng có thời gian vô hướng

2 Thời gian tác động: bảo vệ gần chỗ sự cố nhất sẽ tác động

 Nguyên tắc bậc thang: Bảo vệ phía trước - gần nguồn hơn sẽ tác động sau bảo vệ phía sau – xa nguồn hơn một khoảng thời gian trễ định trước

TS Vũ Thị Anh Thơ

III.2.3 Bảo vệ quá dòng có thời gian vô hướng

2 Thời gian tác động: Đặc tính thời gian phụ thuộc

L

t

tptΔtt

t3Δtt

t1

HT Đ

I>,t1

TS Vũ Thị Anh Thơ

Phân biệt chức năng I>> (50) và I> (51)

Bảo vệ quá dòngĐiều kiện khởi động IN≥Ikđ

Quá dòng có thời gian

(I> hay 51)

 Dòng khởi động tính theo dòng làm việc lớn nhất

(I lvmax)

 Khi xảy ra sự cố ở có thể

cả bảovệ tại chỗ và bảo

vệ phía trên cùng khởi động

 Đảm bảo tính chọn lọc:

phối hợp phân cấp thời gian (Δt)t)

 Có thể dùng làm bảo vệ chính

Quá dòng cắt nhanh

(I>> hay 50)

 Dòng khởi động tính theo dòng ngắn mạch ngoài lớn

nhất (I Nngmax)

 Khi xảy ra sự cố: chỉ bảo

vệ tại phân đoạn sự cố khởi động

 Không cần phối hợp thời gian (cắt nhanh)

 Không bảo vệ được toàn

bộ đối tượng  chỉ là bảo vệ

dự phòng

TS Vũ Thị Anh Thơ

Bảo vệ quá dòng có khóa điện áp thấp( 51&27 hay 51V)

Đường dây dài

Dòng ngắn mạch cuối đường dây

nhỏ

Mang tải nặng Dòng khởi động lớn

Bảo vệ không đủ độ

Dòng điện khởi động

Dòng khởi động nhỏ hơn

Độ nhạy cao hơnĐiện áp khởi động

lv tv

U

min N

n

U U

n

U





Điều kiện khởi động

 I ≥ Ikd

 Chiều của dòng công suất trùng chiều quy ước ( Từ thanh góp ra đường dây)

W

TS Vũ Thị Anh Thơ

III.2.4 Bảo vệ quá dòng có thời gian có hướng

Thời gian tác động

 Theo nguyên tắc bậc thang

 Theo nhóm các bảo vệ có cùng hướng tác động

TS Vũ Thị Anh Thơ

III.2.4 Bảo vệ quá dòng có thời gian có hướng

Xác đinh vị trí đặt định hướng công suất

So sánh thời gian của 2 BV trên cùng đối tượng

TS Vũ Thị Anh Thơ

III.2.5 Quá dòng thứ tự không (Io> hay 51N)

Sử dụng bộ lọc dòng điện thứ tự không để bảo vệ chống chạm đất trong mạch điện có dòng cham đất lớn

kđ 0.1 0.3 I

Bảo vệ tác động

máy biến dòng

Vùng IDIFF>>: Vùng tác động ngưỡng cao không cần xét đến dòng điện hãm, nhằm loại bỏ nhanh chóng các sự cố bên trong vùng bảo vệ

TS Vũ Thị Anh Thơ

III.3.2 Bảo vệ so sánh pha dòng điện

Sơ đồ khối so sánh dòng điện pha riêng biệt

TS Vũ Thị Anh Thơ

III.3.2 Bảo vệ so sánh pha dòng điện Tín hiệu dòng điện khi ngắn mạch trong và ngoài vùng

TS Vũ Thị Anh Thơ

III.3.3 Bảo vệ so lệch dùng dây dẫn phụ

Sử dụng khi hai đầu của đối tượng được bảo vệ ở cách xa nhau

~

1BI

2BIMC

Sơ đồ dòng điện tuần hoàn: - Sử dụng nguyên lý hãm

- Có 3 dây dẫn phụ

TS Vũ Thị Anh Thơ

III.3.3 Bảo vệ so lệch dùng dây dẫn phụ

Sử dụng khi hai đầu của đối tượng được bảo vệ ở cách xa nhau

~

1BI

~

2BI

Sơ đồ cân bằng điện áp: - Sử dụng nguyên lý hãm

- Có 2 dây dẫn phụ BV1

TS Vũ Thị Anh Thơ

III.3.3 Bảo vệ so lệch dùng dây dẫn phụ

Nhược điểm của so lệch dùng dây dẫn phụ

 Điện áp cảm ứng trong dây dẫn phụ ở chế độ NM chạm đất trên đường dây bảo vệ có giá trị lớn  nguy hiểm cho người

TS Vũ Thị Anh Thơ

Bảo vệ các đường dây tải điện

III.4 B O V KHO NG CÁCH ẢO VỆ CÁC Ệ CÁC ẢO VỆ CÁC

(21)

 Chọn giá trị khởi động

 Phối hợp vùng làm việc

TS Vũ Thị Anh Thơ

III.4 Chọn giá trị khởi động

 Vùng 1 (Z1): bảo vệ khoảng 80-90% đường dây AB

 Không thể cài đặt để bảo vệ 100% đường dây:

Sai số của BI, BU: BI có thể bị bão hòa và ảnh hưởng tới độ chính xác của tổng trởđo được

Ảnh hưởng của hệ số phân bố dòng điện

Tính toán tổng trở dựa trên giả thuyết: bỏ qua điện dung đường dây, các pha đảo pha tuần tự tuy nhiên thực tế điều này không thể hoàn toàn chính xác

TS Vũ Thị Anh Thơ

III.4 Chọn giá trị khởi động

 Vùng 2 (Z2): tối thiểu từ 120-150% ZAB (giá trị tối thiểu đảm bảo để sự cố sát thanh góp B (N2, N3) không bị rơi vào vùng

1 của BV1)

 Vùng 2 của BV1 là bảo vệ dự phòng cho BV3 và BV5 do đó:

Vùng 2 của BV1 không thể bảo vệ vượt quá Vùng 1 của các bảo vệ liền kề (BV3;BV5)

Phối hợp với đường dây ngắn nhất (bảo vệ tới 50% của đường dây ngắn nhất)

TS Vũ Thị Anh Thơ

III.4 Chọn giá trị khởi động

 Vùng 3 (Z3): bao trùm đường dây dài nhất từ thanh góp B

(đường dây BD) – Tuy nhiên không được quá vùng 2 của các bảo vệ BV3; BV5.

 Vùng 3: tính tới khả năng ảnh hưởng của tải nặng và trường hợp xảy ra dao động công suất Có thể sử dụng bảo vệ quá dòng điện.

TS Vũ Thị Anh Thơ

III.4 Chọn giá trị khởi động

Vùng hướng ngược (Z3R)

Vùng bảo vệ để gia tăng hiệu quả bảo vệ

Bảo vệ dự phòng cho thanh góp

TS Vũ Thị Anh Thơ

III.4.2 Phối hợp vùng bảo vệ

Ba vùng tác động theo hướng thuận

Hoặc quá dòng cực đại

I

A AB

Z 0.8Z

I A

II A

t

t D

II B

t

t D

II C

t

t D

III A

t

t D

III B

TS Vũ Thị Anh Thơ

Bảo vệ các đường dây tải điện

III.5 B O V SO SÁNH H ẢO VỆ CÁC Ệ CÁC ƯỚI THIỆU CHUNG NG

CÔNG SU T ẤT

TS Vũ Thị Anh Thơ

III.4.1 Bảo vệ theo hướng công suất thứ tự không

Nguyên lý

TS Vũ Thị Anh Thơ

III.4.1 Bảo vệ theo hướng công suất thứ tự không