câu hỏi ôn tập bảo vệ sai lệch trong hệ thống điện

-dòng điện khởi động:Dòng điện khởi động của bảo vệ được xác định theo công thức: Trong đó: kat: hệ số an toàn, thường lấy bằng 1,2 ÷ 1,3 INng max: là dòng điện ngắn mạch ngoài lớn nhất

Câu 1 Bảo vệ quá dòng có hướng có đảm bảo chọn lọc đối với mạnh kín có 2 nguồn cung cấp ? Giải

thích bằng hình vẽ.

Vì sao nói : Bảo vệ so lệch là bảo vệ của Hệ thống điện ?

a) Bảo vệ quá dòng có hướng không đảm bảo chọn lọc đối với mạnh kín có 2 nguồn vì:

Dùng hình vẽ để chứng minh: Giả sử ngắn mạch tại N1 để đảm bảo chọn lọc thì phải thỏa mãn điều kiện: t1>t5 Mặt khác giả sử ngắn mạch tại N2 đểđảm bảo chọn lọc thì phải thỏa mãn điểu kiện: t1<t5 Vậy trong cùng một lúc bảo vệ quá dòng có hướng không thể đáp ứng hai điều kiện trên, do đó: Bảo vệ quá dòng có hướng không đảm bảo chọn lọc đối với mạnh kín có 2 nguồn

b) Vì sao nói : Bảo vệ so lệch là bảo vệ của Hệ thống điện ?

1 Tính tin cậy: làm việc khá tin cậy, tuy nhiên sự làm việc chính xác phụ thuộc rất nhiều vào giá trị của dòng điện không cân bằng, và hệ thống dây dẫn phụ, hay hệ thống truyền tin

2 Tính chọn lọc: đảm bảo tính chọn lọc trong các mạng khác nhau, là loại bảo vệ có tính chọn lọc tuyệt đối

3 Tính tác động nhanh: có khả năng cắt ngắn mạch nhanh,

4 Độ nhạy: đôi khi không đảm bảo nếu có dây dẫn phụ với tổng trờ lớn, hoặc dòng không cân bằng lớn KL: Do đó thông thường bảo vệ khoảng cách được làm bảo vệ chính cho các đường dây cao áp với hệ thống truyền tin hiện đại, các MBA, các MPĐ, thanh góp, động cơ điện công suất lớn nên nó được coi là bảo vệ của hệ thống điện

Câu 2: Nêu nguyên lý và thông số chỉnh định của bảo vệ quá dòng cắt nhanh và bảo vệ so lệch dòng

điện Ưu, nhược điểm của các bảo vệ trên.

Bảo vệ quá dòng cắt nhanh:

Nguyên lý:

Bảo vệ dòng điện cắt nhanh là loại bảo vệ đảm bảo tính chọn lọc bằng cách chọn dòng khởi động của bảo vệ lớn hơn trị số dòng điện ngắn mạch lớn nhất đi qua chỗ đặt bảo vệ khi có hư hỏng ở đầu phần tử tiếp theo

Thông số chỉnh định:

-dòng điện khởi động:

Dòng điện khởi động của bảo vệ được xác định theo công thức:

Trong đó: kat: hệ số an toàn, thường lấy bằng (1,2 ÷ 1,3)

INng max: là dòng điện ngắn mạch ngoài lớn nhất thường được tính theo ngắn mạch 3 pha trực tiếp tại điểm N với chế độ làm việc cực đại của hệ thống

-thời gian tác động: 0 giây

Ưu: tác động tức thời

Nhươc : không bảo vệ được toàn bộ đường đây( chỉ bảo vệ được 70-80%)

phạm vi bảo vệ không ổn định, phụ thuộc vào dạng ngắn mạch và chế độ làm việc của HTĐ

Bảo vệ so lệch:

Nguyên lý:

Bảo vệ so lệch dòng điện là loại bảo vệ làm việc dựa trên nguyên tắc so sánh trực tiếp biên độ dòng điện ở hai đầu phần tử được bảo vệ Nếu sự sai lệch giữa 2 dòng điện vượt quá trị số cho trước( giá trị không đổi)

thì bảo vệ sẽ tác động

N2

N1

? I

RL

P

Vuùng b?o v?

Hình 1 Sơ đồ nguyên lý bảo vệ so lệch dòng điện dòng điện so lệch chạy qua role:

-Tình trạng làm việc không bình thường và ngắn mạch ngoài vùng bảo vệ (điểm N1):

Trong trường hợp lý tưởng ( giả sử các biến dòng giống hệt nhau và không có sai số), ta có: nên

và dòng điện đi vào role: nên bảo vệ so lệch dòng điện không tác động

-Khi ngắn mạch trong vùng bảo vệ( N2):

Trường hợp có 2 nguồn cung cấp thì cả về trị số và góc pha, do đó các dòng điện thứ cấp cũng khác

Nếu thì bảo vệ sẽ tác động cắt máy cắt của phần tử được bảo vệ

Trang

-Trường hợp nguồn chỉ có từ 1 phía( SB=0):

Khi đó dòng điện chạy qua role là: , nếu: thì bảo vệ sẽ tác động

Thông số chỉnh định:

- Dòng khởi động:

IKđ = k.Ikcbttmax

Trong đó:

Ikcbttmax = kđn.kkck.fimax.INMNmax Với:

kđn: hệ số đồng nhất của BI (=0-1) kkck: hệ số kể đến thành phần không chu kỳ của dòng ngắn mạch

INMNmax: thành phần chu kì của dòng điện ngắn mạch ngoài lớn nhất

fimax = 0,1: sai số cực đại cho phép của BI

Ưu:

- làm việc khá tin cậy

- đảm bảo tính chọn lọc trong các mạng khác nhau, là loại bảo vệ có tính chọn lọc tuyệt đối

- có khả năng cắt ngắn mạch nhanh

Nhược:

- sự làm việc chính xác phụ thuộc rất nhiều vào giá trị của dòng điện không cân bằng, HT dây dẫn phụ hay HT truyền tin

- đôi khi không độ nhạy đảm bảo nếu có dây dẫn phụ với tổng trở lớn, hoặc dòng không cân bằng lớn

Câu 3 Nguyên tắc tác động của BV quá dòng có hướng So sánh độ nhạy của bảo vệ quá dòng (pha)

cắt nhanh, quá dòng (pha) có thời gian, quá dòng thứ tự không ?

*Nguyên tắc tác động của bảo vệ quá dòng có hướng:

Bảo vệ dòng điện có định hướng công suất là loại bảo vệ làm việc theo trị số của dòng điện qua chỗ đặt bảo vệ và góc lệch pha giữa dòng điện đó với điện áp trên thanh góp của trạm có đặt bảo vệ Bảo vệ tác động khi dòng điện vượt quá một giá trị định trước (giá trị khởi động) và pha của nó phù hợp với trường hợp ngắn mạch trên đường dây được bảo vệ (khi công suất ngắn mạch qua bảo vệ đi từ thanh góp ra đường dây) Về mặt bản chất: bảo vệ dòng điện có định hướng công suất là sự kết hợp giữa bảo

vệ quá dòng và bộ phận định hướng công suất ngắn mạch

*So sánh độ nhạy của bảo vệ quá dòng cắt nhanh, qua dòng có thời gian, quá dòng thứ tự không

-Độ nhạy của bảo vệ quá dòng có thời gian:

Độ nhạy của bảo vệ bị hạn chế do phải chọn dòng khởi động lớn hơn dòng làm việc cực đại Ilv max có

kể đến hệ số mở máy kmm của các động cơ Khi ngắn mạch trực tiếp ở cuối đường dây được bảo vệ, độ nhạy yêu cầu là ≥ 1,5 (khi làm nhiệm vụ bảo vệ chính) Độ nhạy như vậy trong nhiều trường hợp được đảm bảo Tuy nhiên khi công suất nguồn thay đổi nhiều, cũng như khi bảo vệ làm nhiệm vụ dự trữ trong trường hợp ngắn mạch ở đoạn kề , độ nhạy có thể không đạt yêu cầu Độ nhạy yêu cầu của bảo vệ khi làm nhiệm vụ dự trữ là ≥ 1,2

-Độ nhạy của bảo vệ cắt nhanh:

Như đã biết bảo vệ cắt nhanh làm việc tức thời hoặc với thời gian rất nhỏ (0,1s) nên không có độ nhạy hoặc có nhưng sẽ rất nhỏ

-Độ nhạy của bảo vệ quá dòng thứ tự không:

Câu 4 Phân tích ngắn gọn các yếu tố ảnh hưởng đến sự làm việc của bảo vệ khoảng cách ? Tại sao tổng trở khởi động cấp 1 (t I = 0(s)) của BVKC phải chọn Z I

kđ = 0,8 Z đd (80%đường dây) mà không chọn Z I

Z đd (100% đường dây)

Trả lời:

 Các yếu tố ảnh hưởng đến sự làm việc của bảo vệ khoảng cách:

1 Ảnh hưởng của điện trở quá độ: Điện trở quá độ tại chỗ sự cố làm cho tổng trở đường dây nhỏ hơn tổng trở sự cố Rqđ do hồ quang tại chỗ ngắn mạch sinh ra

Zrole đo được = Ztt + Zqđ > Ztt Bảo vệ bị hụt vùng, phạm vi bảo vệ bị thu hẹp lại Sự xuất hiện của hồ quang tại chỗ ngắng mạch cũng đồng thời làm cho thời gian của bảo vệ khoảng cách tăng lên vì phải tính đến thời gian tắt hồ quang tại chỗ ngắn mạch

2 Ảnh hưởng của dòng điện trong các nhánh

Vì tổng trở đo được bởi role là tỉ số giữa điện áp và dòng điện đưa vào role: tuy nhiên dòng điện đi vào rơ le khoảng cách lại phụ thuộc vào các nhánh nhất là trong các hệ thống đường dây kép như trên hình:

3 Ảnh hưởng sai số các thiết bị đo lường

Các thiết bị đo lường BU, BI có ảnh hưởng khá lớn đến sự làm việc của rơ le khoảng cách Vì tổng trở rơ le

đo được phụ thuộc vào giá trị điện áp và dòng điện đo được Do đó các BU, BI cần phải đảm bảo nhỏ hơn sai số cho phép

4 Dao động điện

Khi có dao động điện bảo vệ khoảng cách không được phép tác động bởi vì tác động có thể dẫn đến tan rã hệ thống Dao động điện là 1 hiện tường bất thường nhưng không phải sự cố Khi có dao động điện bảo vệ

khoảng cách phải được khóa lại theo nguyên tắc

5 Các ảnh hưởng khác

Tổng trở đo được bị ảnh hưởng bởi 1 số yếu tố khác như: dao động công suất, khi ngắn mạch gần nguồn có thể làm cho điện áp giảm quá thấp và các rơ le có thể không khởi động được, tổng trở của đường dây thay đổi khi có thiết bị bủ (tụ bù dọc, kháng bù dọc, thiết bị bù ngang) và ảnh hưởng của hỗ cảm giữa các đường dây

 Tại sao tổng trở khởi động cấp 1 (tI = 0(s)) của BVKC phải chọn ZI kđ = 0,8 Zđd (80%đường dây) mà không chọn ZI kđ = Zđd (100% đường dây)

1 Điện trở quá độ làm tăng tổng trở trên đầu cực của các role làm cho điểm ngắn mạch dường như lùi xa hơn, phạm vi bảo vệ bị thu hẹp lại

2 Giả sử bảo vệ cấp 1 trên đường dây AB bao trùm toàn bộ đường dây thì khi đó nếu xảy ra ngắn mạch tại điểm bắt đầu của đoạn dây tiếp theo (giả dụ đầu BC) thì rơ le cũng sẽ tác động tức thời như khi ngắn mạch xảy ra trong đoạn dây AB Như vậy để đảm bảo điều kiện làm việc chọn lọc của bảo vệ điện trở khởi động của bảo vệ vùng 1 phải nhỏ hơn điện trở của đoạn dây được bảo vệ, ở đây ta thường chọn ZI kđ = 0,8 Zđd

Câu 5: Phân tích nguyên lý làm việc của bảo vệ so lệch dòng điện và so lệch có hãm?

Trang

Nguyên lý của bảo vệ so lệch dòng điện:

Bảo vệ so lệch dòng điện là loại bảo vệ làm việc dựa trên nguyên tắc so sánh trực tiếp biên độ dòng điện ở hai đầu phần tử được bảo vệ Nếu sự sai lệch giữa 2 dòng điện vượt quá trị số cho trước( giá trị không đổi)

thì bảo vệ sẽ tác động

N2

N1

? I

RL

P

Vuùng b?o v?

Hình 1 Sơ đồ nguyên lý bảo vệ so lệch dòng điện dòng điện so lệch chạy qua role:

-Tình trạng làm việc không bình thường và ngắn mạch ngoài vùng bảo vệ (điểm N1):

Trong trường hợp lý tưởng ( giả sử các biến dòng giống hệt nhau và không có sai số), ta có: nên

và dòng điện đi vào role: nên bảo vệ so lệch dòng điện không tác động

-Khi ngắn mạch trong vùng bảo vệ( N2):

Trường hợp có 2 nguồn cung cấp thì cả về trị số và góc pha, do đó các dòng điện thứ cấp cũng khác

Nếu thì bảo vệ sẽ tác động cắt máy cắt của phần tử được bảo vệ

-Trường hợp nguồn chỉ có từ 1 phía( SB=0):

Khi đó dòng điện chạy qua role là: , nếu: thì bảo vệ sẽ tác động

Nguyên lý của bảo vệ so lệch có hãm:

- Để nâng cao độ nhạy của bảo vệ và ngăn chặn tác động nhầm do ảnh hưởng của dòng không cân bằng do sai số của BI khi có ngắn mạch ngoài, người ta sử dụng nguyên lý hãm bảo vệ

- Sơ đồ nguyên lý của bảo vệ so lệch dòng địên có hãm trình bày trên Hình vẽ 4-8-a dòng

điện so lệch Isl (làm việc) xác định theo:

còn dòng điện hãm được xác định như sau:

- Trong chế độ làm việc bình thường và ngắn mạch ngoài vùng bảo vệ, dòng điện làm việc sẽ bé hơn nhiều

so với dòng điện hãm (Hình vẽ 4-8-b) nên rơ le so lệch (So sánh biên độ của Ilv và IH) không làm việc

- Khi có ngắn mạch trong vùng bảo vệ dòng điện ở một đầu sẽ đổi chiều lúc bấy giờ Ilv > IH nên rơ le so lệch

sẽ làm việc (Hình vẽ 4-8-c)

- Trường hợp chỉ có một nguồn cung cấp (chẳng hạn từ đầu 1) thì khi xảy ra sự cố trong

vùng bảo vệ, dòng điện sự cố chỉ chạy qua một đầu khi ấy:

Hình 3-8 Sơ đồ nguyên lý (a) và đồ thị véc tơ của dòng điện làm việc I LV và dòng điện hãm I H khi có ngắn mạch ngoài (b) và trong vùng (c).

Để bảo vệ có thể làm việc trong trường hợp này,

dòng điện làm việc phải chọn lớn hơn

dòng điện hãm, nghĩa là:

Trong đó : kH - là hệ số hãm và kH < 1; thường chọn

kH = 0,2 - 0,5

Giới hạn dưới của hệ số hãm được chọn cho miền

có dòng điện ngắn mạch bé để nâng cao độ nhạy

của bảo vệ, còn ở miền có dòng điện ngắn mạch

lớn thường chọn hệ số hãm cao để ngăn chặn tác

động nhầm một cách chắc chắn

Hình vẽ 4-9: Đặc tính làm việc của bảo vệ so lệch có hãm (1) và tương quan giữa dòng điện làm việc Ilv và dòng điện hãm IH khi ngắn mạch trong vùng bảo vệ và nguồn cung cấp từ một phía (2)

Câu 6: Các yếu tố ảnh hưởng đến bảo vệ khoảng cách Đối với các đường dây tải điện có đặt tụ bù dọc

thì tụ bù dọc có ảnh hưởng đến sự làm việc của bảo vệ khoảng cách như thế nào?

*/ Các yếu tố ảnh hưởng đến bảo vệ khoảng cách

- Sai số của BU, BI

Trang

(a) (b)

(c)

o

o Nếu BU, BI phản ánh không trung thực thì ZR đo được không chính xác

- Ảnh hưởng của điện trở quá độ R qđ

o Điện trở quá độ làm tăng tổng trở trên đầu cực của các role làm cho điểm ngắn mạch dường như lùi xa hơn

và bảo vệ làm việc với thời gian trễ lớn hơn vì phải tính đến thời gian dập tắt hồ quang tại chỗ ngắn mạch Như vậy bảo vệ bị hụt vùng (phạm vi bảo vệ bị thu hẹp)

- Hệ số phân bố dòng điện

o Vì tổng trở đo được bởi rơle là tỉ số giữa điện áp và dòng điện đưa vào rơle , tuy nhiên dòng điện đi vào rơ le khoảng cách lại phụ thuộc vào các nhánh nhất là trong hệ thống

có đường dây kép

- Dao động điện

o Khi có dao động điện , bảo vệ khoảng cách không được phép tác độngvì tác động có thể dẫn đến tan rã hệ thống Dao động điện là hiện tượng không bình thường, không phải sự cố

o Khi có dao động điện thì bảo vệ phải khóa lại theo nguyên tắc

- Các ảnh hưởng khác

o Tổng trở của đường dây thay đổi khi có thiết bị bù ( tụ bù dọc, kháng bù dọc, thiết bị bù ngang) và ảnh hưởng hỗ cảm giữa các đường dây

*/

Đối với các đường dây tải điện có đặt tụ bù ảnh hưởng đến sự làm việc của bảo vệ khoảng cách

Các bộ tụ này làm giảm cảm kháng của đường dây, tăng giới hạn truyền tải công suất theo điều kiện ổn định của hệ thống, giảm tổn thất và cải thiện điều kiện phân bố điện áp theo dọc chiều dài đường dây ở những chế độ tải công suất khác nhau

Các bộ tụ điện bù dọc có thể đặt tập trung hoặc phân tán theo dọc chiều dài đường dây Tuỳ theo mức độ bù và vị trí đặt của bộ tụ mà tổng trở đo được ở đầu đường dây sẽ khác nhau Mức

độ bù dọc được đặc trưng bằng hệ số bù dọc KC biểu diễn tỷ số giữa dung kháng XC của tụ bù dọc và cảm kháng XL của đường dây Đối với các đường dây truyền tải siêu cao áp thường chọn hệ

số bù dọc KC = 0,25 đến 0,75 (đường dây 500 kV Bắc - Nam của Việt Nam có KC = 0,6)

Đối với các đường dây có đặt tụ bù dọc, hành vi của bảo vệ khoảng cách có thể bị sai lệch khi ngắn mạch xảy ra ở những vị trí khác nhau trên đường dây Chẳng hạn, ở ví dụ trên Hình vẽ 4-18 rơ le khoảng cách RZ1 đặt ở đầu A không thể "nhìn thấy" ngắn mạch tại N1 sau bộ tụ XCA (Hình vẽ 4-18-a) và cả ở một phần đường dây trước đó có thể phản ứng sai, tác động mất chọn lọc vì điểm N1 lại rơi vào miền tác động của RZ3 (Hình vẽ 4-18,b)

Để ngăn chặn tác động sai của các rơ le khoảng cách, trong trường hợp này có thể dùng phương pháp nối tắt bộ tụ khi xảy ra ngắn mạch và cho vùng I của các rơ le khoảng cách tác động với một độ trễ chừng 0,1 - 0,15 s

Khi bộ tụ bị nối tắt, đặc tính tổng trở của đường dây được bảo vệ trở lại giống như những đường dây bình thường không có bù dọc và rơ le khoảng cách có thể đảm bảo tính chọn lọc bình thường (Hình vẽ 4-18-c)

Khi có ngắn mạch tuỳ theo vị trí điểm sự cố (trị số của dòng ngắn mạch) và thời gian tồn tại sự cố

mà các thiết bị này sẽ làm việc và nối tắt bộ tụ lại Tất nhiên nối tắt tụ và cho vùng I của rơ le khoảng cách làm việc trễ sẽ ảnh hưởng đến tính tác động nhanh của bảo vệ

Câu 7: Sơ đồ và phân tích nguyên lý làm việc của bảo vệ MBA bằng rơle khí

Những hư hỏng bên trong thùng của máy biến áp có cuộn dây ngâm trong dầu đều làm cho dầu bốc hơi

và chuyển động Các máy biến áp có dầu công suất lớn hơn 500 kVA thường được bảo vệ bằng rơ le khí có cấp tác động (với biến áp từ 500 kVA đến 5 MVA) hoặc 2 cấp tác động (lớn hơn 5 MVA)

Rơ le khí thường đặt trên đoạn ống nối từ thùng dầu đến bình dãn dầu của máy biến áp Rơ le với cấp 2 tác động gồm có 2 phao bằng kim loại mang bầu thuỷ tinh con có tiếp điểm thuỷ ngân hoặc tiếp điểm từ Ở chế độ làm việc bình thường trong bình rơ le đầy dầu, các phao nổi lơ lửng trong dầu, tiếp điểm của rơ le ở trạng thái hở Khi khí bốc ra yếu (chẳng hạn vì dầu nóng do quá tải), khí tập trung lên phía trên của bình rơ le đẩy phao số 1 xuống, rơ le gửi tín hiệu cấp 1 cảnh báo Nếu khí bốc ra mạnh (chẳng hạn do ngắn mạch trong thùng dầu) luồng dầu vận chuyển từ thùng lên bình dãn dầu xô phao thứ 2 chìm xuống gửi tín hiệu đi cắt máy biến áp Rơ le khí còn có thể tác động khi mức dầu trong bình rơle hạ thấp do dầu bị rò hoặc thùng biến

áp bị thủng Để rơ le khí được làm việc được dễ dàng người ta tạo một độ nghiêng nhất định của ống dẫn so với mặt phẳng ngang Góc nghiêng ỏ khoảng từ 2 đến 50 đối với rơ le khí có một phao có từ 3 đến 70 đối với rơle có 2 phao Cấp cảnh báo thường tác động với lượng khí tập trung phía trên bình dầu rơle từ 100 đến 250

cm3, cấp 2 tác động cắt máy biến áp khi tốc độ di chuyển của dầu qua rơ le, chiều dài của đoạn ống từ thùng dầu đến rơ le phải lớn hơn 5 lần đường kính của nó và từ rơ le đến bình dãn dàu phải lớn hơn 3 lần

Rơ le khí có thể làm việc khá tin cậy chống tất cả các loại sự cố bên trong thùng dầu, tuy nhiên kinh nghiệm vận hành cũng phát hiện một số trường hợp tác động sai do ảnh hưởng của chấn động cơ học lên máy biến áp (chẳng hạn do động đất, do các vụ nổ gần nơi đặt máy biến áp vv …)

Đối với máy biến áp lớn bộ điều chỉnh điện áp dưới tải thường được đặt trong thùng dầu riêng và người ta dùng một bộ rơ le khí riêng để bảo vệ cho bộ điều áp dưới tải

Trang

Khi thực hiện bảo vệ so lệch MBA cần chú ý điều gì ?

Câu 8: Nguyên tắc tác động của bảo vệ khoảng cách.

Nguyên lý đo tổng trở được dùng để phát hiện sự cố trên hệ thống tải điện hoặc máy phát điện bị mất đồng bộ hay thiếu (mất) kích thích Đối với các hệ thống truyền tải, tổng trở đo được tại chỗ đặt bảo vệ trong chế độ làm việc bình thường (bằng thương số giữa điện áp chỗ đặt bảo vệ và dòng điện phụ tải) phải cao hơn nhiều so với tổng trở đo được trong chế độsự cố Ngoài ra, trong nhiều trường hợp tổng trở của mạch vòng sự cố thường tỷ lệ với khoảng cách từ chỗ đặt bảo vệ đến chỗ ngắn mạch

Đối với các hệ thống truyền tải, tổng trở đo được tại chỗ đặt bảo vệ trong chế độ làm việc bình thường (bằng tỷ số của điện áp chỗ đặt bảo vệ với dòng điệnphụ tải) lớn hơn nhiều so với tổng trở đo được trong chế độ sự cố Ngoài ra trong nhiều trường hợp, tổng trở của mạch vòng sự cố thường tỷ lệ với khoảngcách từ chỗ đặt bảo vệ đến chỗ ngắn mạch (Hình vẽ 3-10)

Trong chế độ làm việc bình thường, tổng trở đo được tại chỗ đặt bảo vệ phụ thuộc vào trị số và góc pha của dòng điện phụ tải Trên mặt phẳng phức số, ở chế độ dòng điện phụ tải cực đại IAmax khi phụ tải thay đổi, mút véc tơ tổng trở phụ tải cực tiểu ZAmin sẽ vẽ nên cung tròn có tâm ở gốc toạ độ của mặt phẳng tổng trở phức (Hình vẽ 3-10-b)

Tổng trở của đường dây tải điện AB được biểu diễn bằng véc tơ ZAB trên mặt phẳng phức Độ nghiêng của véc tơ ZAB so với trục hoành (điện trở tác dụng R) phụ thuộc vào tương quan điện kháng của đường dây XAB và điện trở tácdụng của đường dây RAB

Ta có:

Khi có ngắn mạch trực tiếp tại điểm N trên đường dây, tổng trở đo được tại chỗ đặt bảo vệ: ZAN = RAN + JxAN Trị số tổng trở đo được sẽ giảm đột ngột so với chế độ làm việc bìnhthường, nhưng độ nghiêng của véc

tơ tổng trở không thay đổi Khi ngắn mạch qua điện trở trung gian (thường do điện trở của hồ quang Rqđ phát sinh tại chỗ ngắn mạch) tổng trở đo được tại chỗ đặt bảo vệ: Z’AN = RAN + JxAN+ Rqđ = ZAN +

Rqđ Tổng trở đo được có trị số lớn hơn nhưng góc nghiêng của véc tơ tổng trở có giảm đi so với khi ngắn mạch trực tiếp tại N (Hình vẽ 3-10-c)

Câu 9: Phân tích các ưu điểm của bảo vệ so lệch dòng điện ? Để đảm bảo tính chọn lọc và độ

nhạy, giải pháp phổ biến nhất hiện nay là gì ? Trình bày.

 Ưu điểm của bảo vệ so lệch dòng điện:

5 Tính tin cậy: làm việc khá tin cậy, tuy nhiên sự làm việc chính xác phụ thuộc rất nhiều vào giá trị của dòng điện không cân bằng, và hệ thống dây dẫn phụ, hay hệ thống truyền tin

6 Tính chọn lọc: đảm bảo tính chọn lọc trong các mạng khác nhau, là loại bảo vệ có tính chọn lọc tuyệt đối

7 Tính tác động nhanh: có khả năng cắt ngắn mạch nhanh,

8 Độ nhạy: đôi khi không đảm bảo nếu có dây dẫn phụ với tổng trờ lớn, hoặc dòng không cân bằng lớn

KL: Do đó thông thường bảo vệ khoảng cách được làm bảo vệ chính cho các đường dây cao áp với hệ

thống truyền tin hiện đại, các MBA, các MPĐ, thanh góp, động cơ điện công suất lớn.

 Các biện pháp nâng cao độ nhạy:

- Để ngăn ngừa bảo vệ so lệch làm việc không chọn lọc dưới ảnh hưởng của I kcb , thường dùng các biện pháp để giảm dòng điện không cân bằng như dùng biến dòng bão hoà trung gian, sử dụng nguyên lý hãm bảo vệ bằng dòng điện pha hoặc các hài bậc cao (xuất hiện trong quá trình quá độ

và khi mạch từ bị bão hoà)

- Khi sử dụng nguyên lý so lệch dòng điện để bảo vệ máy biến áp và biến áp tự ngẫu, cần chú ý đến khả năng bảo vệ so lệch có thể làm việc sai khi đóng máy biến áp không tải

- Tuỳ thuộc thời điểm đóng máy cắt nối máy biến áp không tải với nguồn điện mà trị số ban đầu (xung kích) của dòng điện từ hoá máy biến áp có thể đạt trị số lớn gấp nhiều lần dòng điện định mức của máy biến áp Trường hợp xấu nhất (Ilớn nhất) sẽ xảy ra khi đóng máy cắt điện vào thời điểm điện áp nguồn có trị số tức thời qua điểm 0 Khi quá trình quá độ chấm dứt, dòng điện từ hoá (I) trở lại trị số bình thường (khoảng vài phần trăm dòng điện định mức)

- Do dòng điện từ hoá chỉ chạy ở phía cuộn dây máy biến áp nối với nguồn khi máy biến áp đang ở chế độ không tải nên dòng điện ở cuộn dây bên kia bằng không Bảo vệ so lệch máy biến áp có thể tác động nhầm (lúc này tương đương với trường hợp ngắn mạch trong máy biến áp có nguồn cung cấp từ một phía)

- Để phân biệt trường hợp đóng máy biến áp không tải với trường hợp ngắn mạch trong máy biến

áp, người ta dựa vào tính chất của dòng điện từ hoá xung kích và dòng điện ngắn mạch trong máy biến áp

- Qua phân tích sóng hài của hai dòng điện này ta thấy: Dòng điện từ hoá xung kích chứa phần lớn hài bậc hai (khoảng 70% so với hài cơ bản) và có thể đạt trị số cực đại đến khoảng 30% trị số của dòng sự cố Do đó có thể sử dụng hãm bổ sung bằng hài bậc hai (f2 = 100Hz) của dòng điện quá

độ đưa vào bảo vệ so lệch cho máy biến áp Sơ đồ nguyên lý dùng ba biến dòng phụ:

- Trong đó:

BI LV : để lấy ra dòng điện làm việc (hay dòng điện so lệch: I SL =I T1 -I T2 )

BI H : để lấy ra dòng điện hãm (I H =I T1 +I T2 )

BI L : để lọc hài bậc hai trong dòng điện so lệch đưa vào hãm bổ sung trong bộ so sánh pha

- Nguyên lý hãm bổ sung bằng hài bậc hai hiện nay đang được sử dụng để chế tạo các rơ le bảo vệ máy biến áp.

Trang